Tracciatori molecolari di qualità Dr. Chiara DallAsta Dipartimento di Scienze degli Alimenti...
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Tracciatori Tracciatori molecolari di qualitàmolecolari di qualità
Dr. Chiara Dall’Asta
Dipartimento di Scienze degli Alimenti
Università degli Studi di Parma
1953 – Il marchio
1963 – la tradizione 1976 – qualità nutrizionale 2004 – unicità
2010 – la qualità “globale”
La qualità di un alimento comprende:
- Sicurezza
-Composizione
- Caratteristiche nutrizionali
- Attributi sensoriali
- Attributi psicologici e sociali
- Origine geografica
- Ingredienti
- Attributi specifici (es. durata della stagionatura)
Misurare la qualità di un Misurare la qualità di un alimento?alimento?
Parametri obiettivi, facilmente misurabili,
regolati dalla legge
Parametri soggettivi, difficilmente misurabili
Parametri oggettivi, ma difficili da
misurare
TRACCIABILITA’ MOLECOLARE
Monitoraggio nel prodotto finito di caratteristiche specifiche e oggettive che lo colleghino
inequivocabilmente agli ingredienti, al luogo e alla metodologia di produzione
Il latte…
L’unicità del Parmigiano-Reggiano inizia negli allevamenti, dove le bovine vengono
alimentate nel rispetto di un rigido regolamento di produzione che impedisce l’uso
di foraggi fermentati o insilati, nonché l’utilizzo di sottoprodotti dell’industria
alimentare e di prodotti di origine animale (come da Disciplinare di Produzione in
vigore al 29.08.2011).
Marker dell’utilizzo di insilati
18.00 18.50 19.00 19.50 20.00 20.50 21.00 21.50
50000
100000
150000
200000
250000
300000
350000
400000
450000
500000
550000
Time-->
Abundance
TIC: LUIGI27.D
Acido diidrosterculico (lattobacillico)
Composto di origine microbica che si ritrova negli insilati e da lì al latte
Parmigiano Reggiano sempre assenti
Grana Padano sempre presenti
Analisi GC-MS confermata mediante NMR
Cyclopropyl-FA e uso di insilati
presenti in 150/150 campioni di latte di vacche alimentate con insilati
assenti in 80/80 campioni di latte di vacche NON alimentate con insilati
Buon marker per il Parmigiano Reggiano?
Marseglia et al. ChimAlSi, 2012
AromaAroma
Note latticheNote speziate
Note fruttateNote di frutta
secca
Note verdi/erbose
Note di carne arrosto
Aldeidi per lipolisiTerpeni da alimentazione
Esteri (LAB)
DiacetileAcidi grassi a catena
lineare (lipolisi)
Pirazine, furanoni (proteolisi + metabolismo
lattato)
Metionale, sulfuri(degradazione
metionina)
Pirazine, furanoni (proteolisi + metabolismo
lattato)
AROMA: valutazione della frazione volatile1) Valutazione dell’autenticità2) Monitoraggio di deviazioni dagli standard di
produzione3) Classificazione delle materie prime
Boscaini et al. J Agric Food Chem, 2003
TrentingranaParmigiano ReggianoGrana Padano
ParmesanParmesan(Italian style hard cheese)
1) Parmigiano Reggiano, Grana Padano e Trentingrana sono
denominati “parmesan”, spesso senza altra distinzione
2) La stessa definizione è usata da formaggi stagionati a pasta
dura non meglio specificati
3) Spesso la commercializzazione avviene come “grattugiati”.
“…cheeses that are marketed under the generic name of parmesans may not provide a good
representation of the genuine Italian parmesans such as Grana Padano and Parmigiano Reggiano”
Langford et a. J. Food Scie., 2012, doi: 10.1111/j.1750-3841.2012.02730.x
Profilo aromatico e autenticità
Differenze nella distribuzione di composti volatile fra
prodotto Italiano e Neozelandese riflettono cambiamenti
nella tecnologia di produzione (es. stagionatura di 12 mesi)
e nella composizione del latte (alimentazione della vacca +
uso latte pastorizzato).
Langford et al. J Food Scie, 2012
“A true Parmesan cheese aged at least 12 months to garantee
full parmesan flavour”
Parmigiano e Grana Padano
E’ possibile misurare la
stagionatura?
11.7 €/Kg
11.0 €/Kg
12.8 €/Kg
DuringRipeningtime…..
The compositionofthe peptide fractionofcheeseisstrictlyrelatedtothe ageingprocess
Proteolyticenzymes(differentspecifities)
Free amino acidsin cheese
Enzymaticactivity
Caseins
NPADs(Non ProteolyticAminoacyl Derivatives)
produced and degraded continuoslyduring ageing
γ-glutamyl-, lactoyl- and pyroglutamyl-amino acids produced during the ageing
time
ProteolyticPeptides
102 campioni di Parmigiano-Reggiano prodotti in zone diverse: Modena, Reggio Emilia, Mantova and Parma
Sforza et al. Summilk Conference, 2011
Fig.1 Profilo peptidico di un campione di Parmigiano-Reggiano di 18 mesi ottenuto mediante analisi UPLC-MS
14
Analisi di peptidi proteolitici e NPAD mediante tecnica dello XIC
Identificazione dei composti di interesse (30 composti)
Analisi statistica mediante Regressione Lineare Multipla
CORRELAZIONE MIGLIORE
Area Peptide/Area Trp0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45Mes
e st
agio
nat
ura
cal
cola
to
Mese stagionatura noto
NPAD/Trp
MESE STAG. = 194.171*Lactoyl-Val/Trp + 490.750*Butyryl-Val/Trp - 98.749*Lactoyl-Leu/Trp +
y = 0.9861xR2 = 0.9851
Training set:
confronto tra il grado di stagionatura calcolato con la retta e quello noto, per i campioni utilizzati nell’analisi statistica
Test set:
confronto tra il grado di stagionatura calcolato con la retta e quello noto, per i campioni NON utilizzati nell’analisi statistica
Sforza et al. Summilk Conference, 2011
Buona accuratezza, ma necessità di un’attenta
calibrazione con un vasto set di campioni
Autenticità:Autenticità:
Il problema delle Il problema delle “buste”“buste”
20% del mercato europeo
Quale origine geografica? – Analisi NMR Quale origine geografica? – Analisi NMR (I)(I)
5 campioni di Parmigiano Reggiano
1 formaggio tipo Parmigiano Reggiano (no marchio consorzio)
1 formaggio a pasta dura tipo grana (Italia)
1 formaggio a pasta dura tipo grana (Repubblica Ceca)
1 formaggio a pasta dura tipo grana (Lituania)
ANALISI NMRANALISI NMR
Sforza et al., RAFA Conference, 2011 Discriminant function 1
Dis
crim
inan
t fu
nct
ion
2
PR-REItalianCzechLithuanianPR-RE not marked
Classificazione corretta al 100% nel training test e nel gruppo di
cross-validazione.
Quale origine geografica? – Analisi NMR Quale origine geografica? – Analisi NMR (II)(II)
PR-RE 14 mesi elevato contenuto in Ile e Leu
PR-RE 30 mesi elevato contenuto in Thr
Aumento degli ammino acidi in stagionatura
Campioni esteri Leu, Ile, Lac, But, Ace
PR-RE Thr, Val, Pro, Glu, Lys, Ala, Ser
33 campioni (25 PR-RE, 8 esteri)
Consonni et al., Talanta, 2008
Presenza/Assenza di LisozimaPresenza/Assenza di Lisozima
SELDI – TOF - MS
Grana Padano
Parmigiano Reggiano
Mix grattugiato
Lisozima standardLimite di rivelazione: 15mg/Kg
Utilizzo nel formaggio:50 – 350 mg/Kg
Il Disciplinare del Parmigiano-Reggiano vieta espressamente l’utilizzo di lisozima, mentre altri formaggi tipo grana lo permettono.
Dragoni et al., Food Anal Methods, 2011
Analisi veloce, strumentazione costosa
L’utilizzo di tracciatori molecolari è quindi un
approccio basato su evidenze scientifiche rivolto:
• alla tutela del prodotto in termini di autenticità e
protezione del marchio
• al miglioramento costante della qualità attraverso
il monitoraggio delle unicità tecnologico-
organolettiche
TAKE HOME MESSAGETAKE HOME MESSAGE
Necessità di una gestione dei dati scientifici in termini di comunicazione ai fini della valorizzazione
del prodottotradizione
mercato globale
Arnaldo DossenaStefano SforzaGianni GalavernaTullia Tedeschi
Valeria CavatortaFrancesca LambertiniChiara BottesiniElisa Morini
Gerardo PallaAugusta Caligiani
Angela Marseglia
Erasmo NevianiMonica GattiCamilla LazziValentina BerniniBenedetta Bottari
Elisa SgarbiFederica MeliLuca Iacopino
Chimica e Biochimica degli Alimenti
Microbiologia degli Alimenti Nutrizione Animale
Afro QuarantelliFederico Righi