Nuovo metodo rileva l'adulterazione dell'olio d'oliva e riduce l'impatto ambientale

Sintesi

I ricercatori hanno sviluppato un nuovo metodo che utilizza la spettroscopia di fluorescenza lato-fronte per rilevare l'adulterazione dell'olio d'oliva, riducendo il consumo energetico e l'impatto ambientale. Questo metodo, descritto sulla rivista Food Chemistry, offre analisi più rapide, rendendo le valutazioni anti-adulterazione più accessibili e può rilevare frodi fino al 5%. La tecnica potrebbe diventare uno strumento standard per il monitoraggio della qualità e dell'origine dell'olio d'oliva, in attesa della valutazione e dell'approvazione da parte dei quadri normativi.

I ricercatori delle università marocchine e francesi hanno sviluppato un nuovo metodo per rilevare adulterazione dell'olio d'oliva, il che potrebbe ridurre significativamente il consumo energetico e l'impatto ambientale.

Secondo gli autori del riparazioni, pubblicato sulla rivista Food Chemistry, il nuovo strumento riduce anche i tempi necessari per l'analisi dell'olio d'oliva, rendendo on-site valutazioni antiadulterazione più ampiamente accessibili.

"Olio extravergine d'oliva adulterazione, sia mescolandola con oli di oliva di qualità inferiore come '"olio vergine" o con altri oli vegetali, è una forma di inganno per i consumatori e ha un impatto negativo sulla reputazione dei produttori", ha detto Hicham Zaroual Olive Oil Times.

Zaroual, coautore dello studio, è uno scienziato del team di tecnologia ambientale, biotecnologia e valorizzazione delle biorisorse presso l'Università Abdelmalek Essaadi di Tetouan, in Marocco.

Secondo gli autori, le frodi che coinvolgono diverse gradi di olio d'oliva è più difficile da rilevare rispetto alle miscele realizzate con altri oli vegetali.

""Questo tipo di frode riduce i benefici nutrizionali e sensoriali dell'olio d'oliva, ingannando i consumatori, soprattutto in virtù di leggi severe che richiedono una classificazione chiara con certificazioni come DOP o IGP", ha affermato Zaroual.

DOP (Denominazione di Origine Protetta) e IGP (Indicazione Geografica Protetta) sono certificazioni di qualità dell'Unione Europea che garantiscono l'autenticità di un prodotto in termini di contenuto e origine.

"In un simile contesto, è fondamentale individuare anche la minima adulterazione per preservare la qualità del prodotto e la fiducia dei consumatori", ha affermato Zaroual.

Lo studio ha rivelato che la spettroscopia a fluorescenza laterale-frontale raggiunge una precisione di classificazione fino al 100 percento se abbinata ad analisi statistiche avanzate, come l'analisi discriminante dei minimi quadrati parziali.

L'analisi discriminante dei minimi quadrati parziali è un metodo supervisionato che applica tecniche matematiche e statistiche ai dati chimici (chemiometria) per classificare i campioni in base ai loro profili spettrali.

Quando un metodo è supervisionato, significa che il modello viene addestrato utilizzando dati etichettati.

In questo caso, i ricercatori sapevano già quali campioni di olio d'oliva erano extravergine e quali erano adulterati, e in quale quantità.

Il modello impara a riconoscere gli schemi associati a ciascuna categoria e poi utilizza questa conoscenza per classificare nuovi campioni sconosciuti.

Secondo i ricercatori, il nuovo metodo è più rapido, più semplice e più conveniente rispetto alle tecniche tradizionali, come la cromatografia liquida ad alte prestazioni e la gascromatografia-spettrometria di massa.

La cromatografia liquida ad alte prestazioni viene utilizzata per separare e quantificare i composti in campioni liquidi. Il campione viene spinto attraverso una colonna ad alta pressione riempita con materiale stazionario, dove i composti si separano in base alle loro interazioni chimiche.

Sebbene precisa, la cromatografia liquida ad alte prestazioni è considerata onerosa a causa della necessità di solventi costosi, di una preparazione dispendiosa in termini di tempo, di attrezzature specializzate e di formazione.

La cromatografia gassosa-spettrometria di massa combina la cromatografia gassosa per la separazione dei composti volatili con la spettrometria di massa per identificarli in base ai loro frammenti molecolari.

Pur essendo altamente accurato, è tecnicamente complesso, costoso e limitato a campioni volatili o derivanti da alterazioni chimiche. Richiede inoltre una preparazione approfondita e personale qualificato.

""La nuova tecnica richiede risorse minime e può elaborare rapidamente molti campioni", ha affermato Zaroual. "Inoltre, può essere applicato in tempo reale, on-site, per rilevare le frodi senza dover ricorrere a laboratori altamente sofisticati, il che lo rende un passo innovativo nel controllo di qualità." 

Secondo i ricercatori, la spettroscopia di fluorescenza lato-frontale si distingue anche rispetto ad altre tecniche spettroscopiche già utilizzate per l'analisi dell'olio d'oliva.

""La spettroscopia a fluorescenza lato-frontale si distingue per il suo metodo unico di rilevazione della composizione chimica dell'olio d'oliva attraverso emissioni di luce fluorescente in seguito all'esposizione a radiazioni specifiche", ha affermato Zaroual.

"Ciò lo rende estremamente sensibile a piccoli cambiamenti chimici causati da adulterazione o condizioni di conservazione", ha aggiunto.

Zaroual ha spiegato che altre tecniche, come la spettroscopia nel medio e nel vicino infrarosso, si concentrano sulla misurazione dell'assorbimento della luce dalle vibrazioni molecolari, rendendole più adatte all'analisi di componenti specifici piuttosto che all'identificazione precisa dell'adulterazione.

"Anche le tecniche Raman si basano sulle vibrazioni molecolari, ma possono essere influenzate dall'interferenza dei segnali fluorescenti, limitandone l'efficacia", ha affermato Zaroual. ""La spettroscopia a fluorescenza laterale-frontale può distinguere gli oli in base alle loro emissioni fluorescenti a lunghezze d'onda specifiche, come 430 nanometri", ha aggiunto.

Quattrocentotrenta nanometri è una lunghezza d'onda analitica fondamentale in cui le differenze chimiche tra gli oli diventano evidenti nel segnale di fluorescenza, consentendo una classificazione e una quantificazione accurate tramite analisi chemiometrica.

I ricercatori hanno scoperto che le emissioni di fluorescenza a 430 nanometri erano particolarmente efficaci nel distinguere tra olio extravergine di oliva e campioni adulterati con oli di qualità inferiore, come l'olio di oliva vergine raffinato o olio di sansa di oliva.

A questa lunghezza d'onda, i segnali di fluorescenza prodotti da composti naturali, come clorofille o marcatori di ossidazione, hanno mostrato differenze chiare e costanti a seconda del tipo e della percentuale di adulterazione.

Questi modelli di emissione unici sono stati analizzati utilizzando modelli chemiometrici come l'analisi discriminante dei minimi quadrati parziali, che ha raggiunto una precisione di classificazione del 100%.

Secondo gli autori, il nuovo metodo basato sulla spettroscopia di fluorescenza lato-fronte è più facile da usare e richiede solo pochi minuti per analisi, un tempo notevolmente inferiore rispetto alle ore necessarie per la cromatografia liquida ad alte prestazioni o la gascromatografia-spettrometria di massa.

""L'analisi spettroscopica di fluorescenza lato-frontale richiede solo pochi minuti per campione, con tre scansioni per campione, il che la rende ideale per elaborare rapidamente un gran numero di campioni", ha affermato Zaroual. 

"Inoltre riduce al minimo l'uso di prodotti chimici e solventi, diminuendo sia i costi sia l'impatto ambientale", ha aggiunto.

I ricercatori hanno anche osservato che il funzionamento dell'attrezzatura richiede molta meno energia rispetto ai metodi tradizionali.

"Oltre a ciò, non richiede competenze tecniche elevate o laboratori avanzati, il che lo rende accessibile ai laboratori di controllo qualità dei piccoli frantoi", ha aggiunto. "La spettroscopia a fluorescenza laterale-frontale richiede solo una formazione di base per utilizzare il dispositivo e interpretare i risultati, riducendo la necessità di personale altamente specializzato."

La sua elevata sensibilità consente inoltre di rilevare livelli di adulterazione molto bassi.

""Lo studio ha dimostrato che la spettroscopia di fluorescenza laterale-frontale può rilevare adulterazioni anche di appena il cinque percento dell'olio aggiunto quando mescolato all'olio extravergine di oliva, dimostrando la sensibilità della tecnica", ha affermato Zaroual.

"Ciò lo rende adatto a rilevare anche le frodi su piccola scala che potrebbero essere difficili da identificare utilizzando i metodi tradizionali", ha aggiunto.

Secondo i ricercatori, la fase migliore per applicare questo metodo è durante la produzione, dove qualsiasi frode può essere individuata in anticipo, prima che il prodotto entri nella catena di fornitura.

"Può essere utilizzato anche durante il confezionamento per monitorare la qualità e garantire l'integrità del prodotto", ha affermato Zaroual. "Se necessario, può essere applicato durante la distribuzione o la vendita al dettaglio per garantire il rispetto delle normative e proteggere il consumatore finale dalle frodi." 

Le sfide per ottenere risultati ottimali con la spettroscopia a fluorescenza lato-fronte includono l'influenza di fattori esterni, come la conservazione o l'esposizione alla luce e al calore, che possono influenzare le emissioni di fluorescenza e interferire con i risultati analitici.

"Inoltre, distinguere le miscele di oli di oliva con profili chimici vicini all'olio extravergine di oliva può essere difficile, e ciò richiede modelli di riferimento più accurati e l'integrazione di strumenti statistici avanzati", ha affermato Zaroual.

"Interferenza chimica da polifenoli e composti volatili, che alterano le firme di fluorescenza, rappresentano un'altra potenziale sfida", ha aggiunto.

Secondo gli autori, la spettroscopia a fluorescenza laterale-frontale potrebbe diventare uno strumento standard per il monitoraggio dell'olio d'oliva una volta che sarà valutata e approvata dai quadri normativi.

""Con lo sviluppo di protocolli standardizzati e il riconoscimento ufficiale da parte di organizzazioni come il Consiglio oleicolo internazionale, potrebbe essere utilizzato per garantire il rispetto delle certificazioni di origine e qualità come DOP e IGP", ha affermato Zaroual. "Questo era uno degli obiettivi dello sviluppo di questa tecnica." 

Secondo i ricercatori, il lavoro futuro si concentrerà sulla copertura di una gamma più ampia di oli vegetali e sulla raffinazione di modelli predittivi per un rilevamento più accurato delle frodi.

""Gli sforzi si concentreranno sullo sviluppo di dispositivi compatti e a basso costo, destinati all'uso sul campo da parte di produttori e distributori", ha affermato Zaroual. "Il team prevede inoltre di approfondire lo studio della fluorescenza in relazione all’origine geografica e varietale, per sviluppare un metodo basato sull’impronta geografica.

"Altri obiettivi includono il miglioramento della sensibilità per rilevare livelli di adulterazione inferiori allo 0.5% e l'integrazione intelligenza artificiale sistemi per analizzare i dati in tempo reale", ha concluso Zaroual.