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Approccio olistico/untargeted nell’analisi degli alimenti · 2015. 10. 20. · L’approccio...
Transcript of Approccio olistico/untargeted nell’analisi degli alimenti · 2015. 10. 20. · L’approccio...
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Buongiorno
Ringrazio tutti i presenti per l’attenzione, il
direttivo Fitelab per l’opportunita’.
Il Dr. Boni, Dr. Piro (oggi izs-ve) e gli attuali
dirigenti del Lab. Merceologia IZS-BS
Verona, 2 ottobre 2015
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L’approccio olistico/untargeted nell’analisi degli alimenti
Parliamo di una possibile evoluzione in campo analitico come risposta alle nuove esigenze nel
settore del controllo chimico degli alimenti :
Verona, Martedì 2 Ottobre 2015
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Perche’ olistico....
• Per il punto di vista "olistico", la sommatoria funzionale delle parti è sempre maggiore/differente della somma delle prestazioni delle parti prese
singolarmente.
Olismo : Teoria secondo la quale l'organismo non è la semplice somma delle parti che lo compongono, ma una totalità a essa superiore.
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Perche’ Untargeted.... • L'approccio Untargeted (o non mirato) si
propone l'identificazione rapida e affidabile di piccoli composti caratteristici di un particolare prodotto alimentare o metodo di produzione.
• Il massimo della conoscenza può essere ottenuta utilizzando strumenti ad alte prestazioni in combinazione con la valutazione statistica dei dati (chemiometria).
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La globalizzazione
dei mercati
L’ abbattimento delle barriere doganali UE
La libera circolazione delle merci in ambito
UE
Premesse
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Premesse e contesto
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L’Europa è il più grande importatore di alimenti a
livello mondiale
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Con aumento esponenziale di complessità
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Esempio di preparazione alimentare
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Questi gli ingredienti …
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Alcune organizzazioni …..
• OMS/WHO Organizzazione Mondiale della Sanità
• FAO Organizzazione per l’Alimentazione e l’Agricoltura
• EFSA Autorità Europea per la Sicurezza Alimentare
• OIE(Office International des Epizooties) o Organizzazione mondiale della sanità animale . Nel 2013 risultano membri 178 Paesi.
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L'OIE (Office International des Epizooties) o Organizzazione mondiale della sanità animale . Nel 2013 risultano membri 178 Paesi.
Il fine principale per cui lavora l'OIE è quello di garantire la massima trasparenza circa lo status sanitario degli animali nei paesi membri per la prevenzione della diffusione delle malattie
infettive degli animali.
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Alcune regole per la sicurezza...
• Introduzione del metodo HACCP (autocontrollo) analisi e gestione
del rischio
• Libro Bianco sulla sicurezza alimentare (2000)
• Reg. 178/2002/CE
- creazione di un'Autorità per la sicurezza alimentare (EFSA);
- sistema di allarme rapido (RASFF);
- un quadro giuridico migliorato;
- sistemi di controllo armonizzati a livello nazionale;
- dialogo con consumatori e altre parti coinvolte.
• Reg.1169/2011/CE Etichettatura nutrizionale
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Principali alimenti segnalati
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Principali contaminanti
segnalati
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Pericoli chimici ... come
Trattamenti
agricoli
Contaminazione
terreni
Scarichi
autotrasporti
Scarichi
industriali
Vegetali Bestiame
Pesca
Trasformazione Immagazzinamento
Cottura Preparazione
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Pericoli chimici ….. quali
• Contaminanti ambientali
•Metalli pesanti e As
•Pesticidi Clorurati-Fosforati-Diserbanti
•Diossine / PCB
• Radioattività
• Sostanze utilizzate per il trattamento delle acque
• Residui di fitofarmaci (alimenti di origine vegetale)
• Residui di Farm. Vet. -Ormoni / Anabolizz. (Alim. di orig. Animale)
• Presidi chimici contro gli infestanti
• Residui disinfettanti –detergenti
• Micotossine / Alcaloidi e altre sostanze tossiche naturali
• Nanomateriali
• Sostanze cedute dalle confezioni ed imballaggi
• Sostanze tossiche derivanti dal processo produttivo
• Additivi alimentari –conservanti –coloranti -edulcoranti
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Con queste premesse ……..
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Le nuove «frontiere» ...
La «capacità analitica» di un paese può influenzare in maniera significativa gli scambi Import/Export
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Evoluzione del contesto ...
• Richiesta informazioni • Autocontrollo HACCP
• Studio / Verifica shelf-life
• Verifica fornitori
• Richieste per l’Export
• Promozione / Qualificazione
• Certificazione
• Costi (produzione e CQ)
• Disponibilità economiche
• Tempi reazione
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.. e delle esigenze analitiche
• Costo analisi
• Impegno del personale
• Tempi di risposta
• Qualità / Affidabilità del dato
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Scenario
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Economically Motivated Adulteration
“The fraudulent addition of non-authentic substances or
removal or replacement of authentic substances without the purchaser’s knowledge for economic gain of the
seller”
“L’aggiunta fraudolenta di sostanze non autentiche
o la rimozione o sostituzione di sostanze autentiche
senza la consapevolezza dell’acquirente per incrementare
il guadagno del venditore”.
Motivazioni economiche dell’adulterazione
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Frodi vs frodi ‘tossiche’
Aumento dei prezzi delle materie prime
Aumento della complessità delle filiere
Composizioni complesse e variabili
Maggiore abilità dei sofisticatori
Mancanza di sistemi di prevenzione
Materie prime a basso costo
Richio di presenza di prodotti pericolosi o impurezze/contaminazioni
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Piani di controllo
• PNR: Piano Nazionale Residui;
• PNAA: Piano Nazionale Alimentazione Animale;
• Piano Nazionale residui prodotti fitosanitari;
• Piano Controlli Importazione PIF UVAC USMAF;
• RAFF.
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Crisi Melamina
Niente (nel controllo degli alimenti) potrà essere uguale dopo lo scandalo Melamina !
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Prevedere la prossima crisi alimentare è impossibile
Durante le crisi, la credibilita’
di tutto il sistema di controllo viene messa in discussione.
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I dubbi…. della Commissione EU
Stop Food
Crisis
Coordinated
control plans
Lab
Investment
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UE ….. frodi alimentari
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UE ….. frodi alimentari
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Se prevedere la prossima crisi alimentare è impossibile:
e’ necessario introdurre nuovi modelli operativi e sistemi di monitoraggio «Untargeted»
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Metodologia
approccio Targeted
– Procedure Standard
– Ricerca di specifici composti
(preselezionati)
– Basata sull’esperienza pregressa
– Analisi usa-getta (One-shot)
approccio olistico o Untargeted
– Metodi rapidi
– Mappe / Profili
– Uso della Statistica (chemiometria)
– Dati Riutilizzabili
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Sintesi grafica
Quantità
informazioni
Qualità
dell’
informazione
Trattamento del campione
Untargeted Targeted
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Targeted approach
. Il truffatore progetta
adulterazioni per eludere il sistema di controllo esistente
Il sistema di controllo reagisce sviluppando un nuovo metodo analitico
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Untargeted fingerprinting Approach
Basata su profili / fingerprints (spettri) di
gruppi di campioni normali e campioni non
conformi.
Necessario sviluppare e validare dei modelli
statistici / matematici / chemiometrici.
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Cambiare la prospettiva
Sistema integrato di controllo
Approccio
completo e
sinergico
Screening Conferma
+
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Autenticazione Biometrica
Una persona può essere identificata con certezza utilizzando sistemi rapidi diversi dal test del DNA
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Autenticazione Food-metrics
L-ASCORBIC ACID, 99+%, A.C.S. REAGENT
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
Int
D-ISOASCORBIC ACID, 98%
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
Int
500 1000 1500 2000 2500 3000
Raman shif t (cm-1)
Alternativamente all’approccio classico un alimento può
essere identificato/classificato mediante l’uso della
chemiometria
WS-CRDS
NIR
TXRF
Ambient-HRMS RAMAN
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Key words
NESSUN (limitato) trattamento/preparazione dei campioni
NESSUN (limitato) effetto matrice
ALTA flessibilità / versatilità
RAPIDA soluzione nuovi quesiti diagnostici
ELEVATI volumi di campioni processabili
ELEVATO numero di parametri rilevabili
Analisi statistica dei dati / Omics
Analisi Retrospettive
BASSO consumo di energia
POCHI rifiuti
BASSO uso di solventi
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Strumentazione piccolo laboratorio
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IZSLER NIR Lab 2013
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Latte e prodotti lattiero caseari
Latte in polvere Formaggi molli
Yogurt Bitto
Provolone Silter
Formaggio ovino Bagoss
Quartirolo Caciotta
Taleggio Ricotta
Mascarpone Mozzarella
Grana Padano Formaggio termizzato
Parmigiano Reggiano Casera
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Carne e prodotti derivati
Prosciutto crudo Coniglio
Prosciutto cotto Tacchino (fesa)
Carne di Equino Carne bovina
Ritagli suini Cotenna
Pancetta Bresaola
Salame Coppa
Hamburger Mortadella
Wurstel Cotechino-Zampone
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Parametri
Composition
Protein
Sugars
Fats
Humidity
Ash
Saturated fatty acids
Monounsaturated fatty acids
Polyunsaturated fatty acids
Myristic Acid
Palmitic Acid
Stearic Acid
Oleico Acid
Linoleic Acid
Proteolytic Index TCA 12%
Proteolytic Index pH 4.6
Sodium Chloride
Butter
Fats
Humidity
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Parametri del miele
Water Glucose Fructose Sucrose Fruct + Gluc Fruct/Gluc Gluc/Water Specif. Rot. Diastase HMF Proline pH Elettr. Cond. Acidity Maltose, Erlose Threalose Isomaltose Melezitose Raffinose
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54
Category humidity Acidity Glucose Fructose Sucr Fruct + Gluc Conduc pH HMF Fru/glu Glu/Hu
m Polarim
Eucalipto 15,5 26,6 25,7 36,6 0,13 62,3 0,840 3,82 2,3 1,4 1,5 -3,5
Eucalipto 14,3 34,6 22,8 34,8 0,22 57,6 1,478 4,42 1,0 1,5 1,5 6,7
Eucalipto 14,4 21,8 30,9 38,4 0,16 69,3 0,458 3,64 3,3 1,2 2 -9,6
Eucalipto 14,1 22,9 30,7 38,5 0,17 69,1 0,572 3,8 2,3 1,3 2 -9,1
Eucalipto 16,9 20,6 31,4 38,4 0,43 69,8 0,581 3,91 2,3 1,2 1,8 -13,9
Eucalipto 15,7 24,6 26,2 36,9 0,20 63,1 0,835 3,96 3,5 1,4 1,6 -4,7
Eucalipto 14,5 17,7 33,1 39,7 0,20 72,8 0,424 3,77 1,9 1,2 2,2 -12,9
Eucalipto 16,1 30,2 28,2 38,7 0,13 66,9 0,883 4,04 2,5 1,4 1,7 -10,5
Eucalipto 15,8 21,0 28,9 37,3 0,39 66,2 0,571 3,82 5,3 1,3 1,7 -5,2
Eucalipto 15,3 20,7 31,8 39,0 0,42 70,7 0,503 3,89 3,0 1,2 2,2 -10,1
Global overview
Molte informazioni permettono di identificare rapidamente campioni strani o difettosi
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Graphical evaluation
Piu’ facile verificare la corrispondenza al profilo
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FTIR – Sospette frodi
FT-IR spectra
Campioni regolari
Campioni sospetti
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Metanolo nel vino (spettri raman)
2 % di methanol
1 % di methanol
Blank wine
Grappa
Methanol
Signal
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Differenziazione olio (spettri raman)
Polline di Girasole
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TXRF matrice Olio (studio preliminare)
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Profilo di pH nel salame della
bergamasca
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Profilo di pH nei salamini alla
cacciatora
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Data fusion
Combinando dati provenienti da differenti tecnologie e’ possibile ottenere facilmente una corretta classificazione dei prodotti alimentari.
NIR TXRF Raman DART WS
FT-IR HR MS CRDS
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Performances Laboratori
• Ben equipaggiati
• Personale ben addestrato
• Metodi adatti allo scopo
• Metodi Accreditati
• Piani di controllo coordinati
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FOOD-METRICS
È impossibile o
improbabile che un
alimento adulterato (o
con composizione
sospetta) superi senza
problemi una serie di
controlli in sequenza.
AUTHENTIC FOOD ADULTERATED
FOOD
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Considerazioni finali
Sistema Innovativo per il controllo degli alimenti - Caratterizzazione
- Identificazione
- Identificazione geografica
- Etichettatura nutrizionale
Prevenzione attiva frodi e contaminazioni (TACCP, VACCP)
Elevata capacità analitica
Riduzione dei tempi di risposta
Riduzione dei costi delle analisi
Rispetto dell’ambiente
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Cosa si puo’ fare? Istituzionalizzare collaborazioni a livello europeo per matrice...... esempio matrice miele
• LUA - Trier, Germany
• ALP-Haras, Bern, Switzerland
• LIB, Hohen Neuendorf, Germany
• IZSLER, Brescia, Italy
• IZS-Ve, Vicenza, Italy
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Frontespizio del Certificato di Registrazione del Passaporto Etico
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La home page del Sistema PEPA Passaporto etico delle produzioni alimentari
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Caratterizzazione microbiologica
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Uno dei droni (Dji Phantom V2 ) utilizzato per le riprese aeree
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Progetti europei:
Il progetto TRACE “Tracing the origin Food” ………..
Sicurezza e Qualità Dei prodotti Agroalimentari. Priorità che ha come obiettivo quello di contribuire a stabilire una catena di produzione e distribuzione, non inquinante, di alimenti più sani e sicuri, e per la gestione dei rischi legati all’alimentazione ed alle alterazioni dell’ambiente.
Trace mira a migliorare la salute ed il benessere dei cittadini europei tramite la rintracciabilità dei prodotti alimentari che deve permettere una verifica della loro origine e quella dei mangimi degli animali. Il progetto si focalizza su prodotti quali la carne, i cereali, il miele, l’olio di oliva e l’acqua minerale, particolare attenzione viene data ai marchi di origine (Dop e Igp) e ai prodotti.
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Progetto EuroDISH
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MILANO MILESTONE Declaration of the EuroDISH results and discussion points on future needs at the World
Expo Milano, May 15th 2015
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Grazie per l’attenzione