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Qualité, sécurité, traçabilité, authentification des denrées alimentaires : une expertise wallonne de nos laboratoires nationaux de référence

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Qualité, sécurité, traçabilité, authentification des denrées alimentaires : une expertise wallonne de nos laboratoires nationaux de référence

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L’évolution rapide de nos systèmes de production et de transformation des denrées alimentaires d’origine végétale ou animale amène les acteurs de la chaîne alimentaire à repenser la qualité, la sécurité, la traçabilité et l’authentification des ingrédients et des produits.

Les défis et enjeux à relever sont importants. Pour les laboratoires d’analyse, il est essentiel de développer, de valider et d’implémenter des outils analytiques et méthodologiques permettant de garantir cette qualité. Des outils fiables permettant de vérifier l’absence de contaminants, de pesticides, d’allergènes et de résidus (vétérinaires et autres) aux différents maillons de la chaîne alimentaire sont nécessaires, tout comme l’authentification des matières premières et des produits ainsi que le respect des cahiers des charges pour les produits sous appellation contrôlée/protégée (AOC/AOP) ou d’indication géographique sont nécessaires.

Au travers d’exemples concrets, les trois laboratoires nationaux de référence (LNR) hébergés à l’Université de Liège, au CER Groupe et au CRA-W aborderont ces différents aspects mais aussi les défis qui nous attendent au regard des politiques européennes qui se mettent en place à l’horizon 2030.

L’évolution rapide de nos systèmes de production et de transformation des denrées alimentaires d’origine végétale ou animale amène les acteurs de la chaîne alimentaire à repenser la qualité, la sécurité, la traçabilité et l’authentification des ingrédients et des produits.

Les défis et enjeux à relever sont importants. Pour les laboratoires d’analyse, il est essentiel de développer, de valider et d’implémenter des outils analytiques et méthodologiques permettant de garantir cette qualité. Des outils fiables permettant de vérifier l’absence de contaminants, de pesticides, d’allergènes et de résidus (vétérinaires et autres) aux différents maillons de la chaîne alimentaire sont nécessaires, tout comme l’authentification des matières premières et des produits ainsi que le respect des cahiers des charges pour les produits sous appellation contrôlée/protégée (AOC/AOP) ou d’indication géographique sont nécessaires.

Au travers d’exemples concrets, les trois laboratoires nationaux de référence (LNR) hébergés à l’Université de Liège, au CER Groupe et au CRA-W aborderont ces différents aspects mais aussi les défis qui nous attendent au regard des politiques européennes qui se mettent en place à l’horizon 2030.

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Qualité, sécurité, traçabilité, authentification des denrées alimentaires : une expertise wallonne de nos laboratoires nationaux de référence

  1. 1. Vendredi, 18 novembre 2022 Qualité, sécurité, traçabilité, authentification des denrées alimentaires : une expertise wallonne de nos laboratoires nationaux de référence Prof. Gauthier Eppe, Director of Mass Spectrometry Laboratory (MSLab, ULiège) Dr. Vincent Baeten, Head of Unit QAP, Scientific Director (Centre wallon de Recherches agronomiques) Dr. Nathalie Gillard, Head of Analytical Laboratory (CER Groupe)
  2. 2. LIEGE CREATIVE, en partenariat avec :
  3. 3. Qualité, sécurité, traçabilité, authentification des denrées alimentaires : une expertise wallonne de nos laboratoires nationaux de référence 1 Nathalie Gillard, Vincent Baeten et Gauthier Eppe
  4. 4. • History and current organization CER Groupe overview CER Groupe is a research center supporting human and veterinary health by providing products, research and services to companies active in the biotech, pharma, food safety and agriculture fields.
  5. 5. CER Groupe overview • History and current organization Biomanufacturing Preclinical Analytical Food Safety Agri-Dvlpmt 1977 > 200 people 3 sites
  6. 6. CER Groupe overview Chemistry Biologics Production Products Biomanufacturing GLP SPF to BSL-3 Large animals Custom R&D Preclinical Food Safety Immuno Monitoring Metabol Omic Proteomic Analytical è Integrated, flexible and qualitative offer for both routine and development projects
  7. 7. Internal Ressources Profiles N VMD/PhD/MSc 59 BSc 61 Assistant 113
  8. 8. Centre Wallon de Recherches Agronomiques – CRA-W
  9. 9. Centre Wallon de Recherches Agronomiques – CRA-W
  10. 10. Développer et valider des méthodes et outils analytiques Molecular Biology Lab. (BIOMOL) Olivier Fumière 1999 - … Data, Raman, Imaging & MIR Spectro. Lab. (DRIM) Juan A. Fernández Pierna 2001 - … Authentomics Lab. (MS-PROTEO) Marie-Caroline Lecrenier 2022 - … Near-Infrared Spectrocopy Lab. (NIR) Audrey Pissard 1979 - … On-field & Process control Lab. (FIELDPRO) Philippe Vermeulen 2017 - … Optical & Digital Microscopy Lab. (µSCOP) Pascal Veys 2004 - … Microbiology Lab. (µBIO) Véronique Ninane 1979 - … Unité Qualité et Authentification des Produits Unité QAP Vincent Baeten
  11. 11. 9 • CART was created in Nov 1999 • G. Maghuin-Rogister, J. Martial, J-P Thomé and E. De Pauw • To face the Belgian dioxin crisis • Accredited ISO 17025, Apr 2000 • 220 customers • National Reference Laboratory NRL, 2007 Center for Analytical Research and Technology
  12. 12. 10 1999 CART 2007 GIGA- proteomics 2019 MS-QUANTA
  13. 13. 11 People Expertise • G. Eppe and L. Quinton • G. Mazzucchelli • V. Bertrand (part time) • C. Malherbe • 8 Post-Docs • 16 PhD students • 7 technicians
  14. 14. Nos compétences, nos missions • Laboratoires nationaux de référence (LNR) • Laboratoire Européen de référence (EURL) - Animer un réseau OFL en Belgique - Organiser des tests interlaboratoires (PT) - Développer et transférer des méthodes d’analyse - Représenter la Belgique dans le réseau EU - Mission expertise vis-à-vis de l’autorité compétente (AFSCA) - Remettre des avis, organiser des workshops - Participer à des groupes de travail au niveau EU : - Développement Analytique-critères de performances-validation - En lien avec la législation EU 12
  15. 15. Laboratoire de Référence de l’Union européenne pour les protéines animales dans les aliments à destination animale (CRA-W, 2006 - …) https://www.eurl.craw.eu + NRL OGM + NRL Feed Additives + NRL Plant Diseases + ISO17025, ISO17043 & GLP
  16. 16. Food allergens Hormones and veterinary drugs Pesticides in food of animal origin Marine toxins Mycotoxins Plant toxins ISO 17025 073-TEST Food Safety – NRL activities
  17. 17. Analytical services (ISO 17025) Parameters : • Veterinary drugs, hormones and other forbidden substances • Natural toxins : mycotoxins, plant toxins and marine toxins • Food allergens, lactose • Pesticides in food of animal origin and PCB Matrices/ types of samples : • Tissues of animal origin : muscle, fat, liver, kidney, egg, milk, honey • Other matrices of animal origin : urine, faeces, plasma, hairs, retina, lung • Feed and raw material (cereals,…) • But also : swabs, medicated preparation, syringe,…. !!! Flexible scope è Flexibility – Reactivity - Quality
  18. 18. Dioxins, furans, PCBs, PBDEs, PAHs Emerging halogenated POPs BFR, PFAS,PCN, chloroparaffins Legacy POPs 2-MCPD,3- MCPD Glycidyl esters Food Process contaminants Acrylamide, furan, alkylfurans Mineral oils MOSH, MOAH… ISO 17025 157-TEST Food Safety – NRL activities
  19. 19. Qualité, sécurité, traçabilité, authentification des denrées alimentaires : un exemple concret-la gestion de la crise de la contamination des œufs au fipronil 17
  20. 20. • 2nd June 2017 - notification from an egg-breaking plant to the Belgian Food Agency : fipronil detected in egg • 3th June to 15th June - investigation in the laying hen farm • 6th June - 2 potential sources of fipronil contamination were suspected : feed Dega-16 CER & the fipronil incident (summer 2017)
  21. 21. • Request of the Belgian Food Agency on June 13th : is it possible to add fipronil to CER’s method ? • CER’s method SOP DHA/ANA84 v19 - Detection, Identification & Quantification of pesticides in tissues of animal origin, dairy product, processed products, feed, and concentrated products by UHPLC-MS/MS (regulation EC/396/2005) - contain ~ 40 pesticides • Fipronil marker residues : sum fipronil + fipronil sulfone expressed as fipronil • Targeted concentration : 5 µg/kg (MRL in eggs, pesticide legislation) • Initial targeted matrix : eggs CER & the fipronil incident (summer 2017)
  22. 22. Method development/accreditation steps • Ordering of analytical standards • Addition of fipronil, fipronil sulfone and internal standard to the UHPLC-MS/MS method • Validation of the method • Accreditation of the modified method under flexible scope (ISO 17025) Fipronil Fipronil sulphone Request of the food agency : 13/06 Method under accreditation : 22/06 Fipronil incident - CER method
  23. 23. Further developments • Fipronil in muscle • Fipronil in fat • Additionnal pesticides in the method • Extension of the calibration range • Revalidation for egg • Revalidation for muscle • Revalidation for fat • Fipronil in processed food (cookies type) • Fipronil in processed food (sauce & lasagna) Fipronil incident - CER method
  24. 24. The fipronil incident - chronology at CER
  25. 25. The fipronil incident – consequences Belgium • 86 farms were initially blocked (= farm with potential fipronil use) • 7 additional farms blocked (monitoring of non suspected farms) • Release from blockade when concentration < MRL • Tests on new laying hen before production
  26. 26. Qualité, sécurité, traçabilité, authentification des denrées alimentaires : Les défis- les enjeux 24
  27. 27. From left to right and top to bottom : A. domesticus, G. assimilis, G. sigillatus, T. molitor, A. diaperinus, M. domestica, B. mori, H. illucens. De nouveaux défis analytiques naissent des changements dans la liste des ingrédients autorisés ou interdits
  28. 28. Techniques analytiques candidates pour détecter et authentifier les farines d’insectes Microscopie NIR Protéomique Génomique Microscopique optique
  29. 29. Le laboratroire va vers l’échantillon (Lab-to-the-sample approach)
  30. 30. Assurer l’intégrité de la chaîne alimentaire – l’exemple de la detection à la reception des lots
  31. 31. Besoin d’outils pour détecter les fraudes
  32. 32. Besoin d’outils pour assurer la traçabilité et l’authentification des produits Projet BelCobra (WBI/CAPES)
  33. 33. 31
  34. 34. 32 What are Poly-and PerFluoroAlkyl Substances (PFAS) ? Firefighting foams Carpets & furnitures Properties : Chemically inert Thermally stable Hydrophobic
  35. 35. 33 What are Poly-and PerFluoroAlkyl Substances (PFAS) ? Legacy
  36. 36. 34 What are Poly-and PerFluoroAlkyl Substances (PFAS) ? Emerging
  37. 37. 35 What are Poly-and PerFluoroAlkyl Substances (PFAS) : Where are we now ? Legacy Emerging More than 4700 PFAS have been recorded* *United States Environmental Protection Agency. EPA CompTox Chemicals Dashboard. CompTox Chemicals Dashboard (epa.gov) (April 22, 2022) Maximum limits in eggs, fish, meat, … 4 PFAS : PFOA,PFOS, PFNA, PFHxS Enter into force on 01/01/2023
  38. 38. 36 GC retention time (s) Ion mobility (1/K0) ➪ 1/K0 ∝ GC retention time m/z GC retention time (s) The higher the halogenation degree, the lower the volatility → Halogenation degree m/z Ion mobility (1/K0) The higher the halogenation degree, the higher the CCS → Halogenation degree Halogenation degree Novel non-targeted strategy to screen multi-classes GC-APCI-TIMS-TOFMS for halogenented POPs UPLC-negative ESI-TIMS-TOFMS for PFAS What are Poly-and PerFluoroAlkyl Substances (PFAS) ? Multidimensional analyses : Provide more confident identifications
  39. 39. 37 Metabolome Lipidome Glycome Proteome Gut microbiota Cosmetics Diet Drugs Pollutants Lifestyle Direct measurements Endogenous metabolism Xenobotic metabolism Indirect measurements
  40. 40. 38 Figure: Environnement, Risque et Santé, Volume 16, numéro 4, Juillet-Août 2017 Chemical Food Safety: Endocrine disrupting substances Chemical contaminants: Historical, emerging, unknows Biomarkers of effect, need to characterize The proteome The metabolome, The glycome The lipidome The volatolome …. Biomarkers of effect and associated techniques Proteomics Metabolomics, glycomics Lipidomics Volatolomics Breathomics … The exposome concept
  41. 41. Qualité, sécurité, traçabilité, authentification des denrées alimentaires : Les perspectives 39
  42. 42. IIFRI International Institute for Food Research & Innovation
  43. 43. 41 Economie circulaire et analyse des cycles de vie Filières approvision- nement en matières premières Digestion, biodisponibilité et microbiote Qualité nutritionnelle et impacts physiologiqu es Sécurité sanitaire et traçabilité Environneme nt et optimisation des filières Santé publique Perception et choix des consommateurs Créativité et innovations gustatives et fonctionnelles Optimisation des matrices alimentaires Opérations unitaires et Procédés Data analytics, Digital, IA Aliments Lipides / acides gras essen.els Fibres alimentaires Métabolites microbiens Vitamines Minéraux Composés bioactifs Additifs / Contaminants Glucides digestibles Protéines / acides aminés essentiels Eau Finalité Spécialités Champ d’investigation
  44. 44. 42 IIS DigiBiocontrol IIS PROTEWIN PHENIX : Plateformes tecHnologiquEs et aNalytIques d’eXcellence wallonne en agroalimentaire 3 Universités -2 Centres de Recherche Agréés Chaines agro-alimentaires du futur et gestion innovante de l’environnement Positionnement Chef de file Chef de file Chef de file Passerelle technologique et synergie Réseau des plateformes PHENIX Intégration à des réseaux Européens d’eXcellence IIS FoodBooster

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