Diapositiva 1

Origine e qualità dei derivati del
pomodoro tramite analisi di
micronutrienti
A. Trifirò
L. Sandei
Il concetto di qualità
dei prodotti agroalimentari
Consumatore
Sempre più esigente
3a rivoluzione alimentare della storia
(Cantarelli, 2008)
Attributi di qualità come indici di prodotto “a valore aggiunto”
(Paul Brereton, Central Science Laboratory York, UK)
La produzione (OGM, cibi biologici, etc.)
Gli aspetti etici (sicurezza alimentare, benessere animali, etc.)
La sostenibilità (salvaguardia ambiente, etc.)
La provenienza
Perchè è importante identificare l’origine
della materia prima?
Beneficiari
Protezione dalle frodi o
dalle imitazioni
Il concetto di “ORIGINE” per l’UE
Regolamento UE N. 1169/2011
Art. 1 and 26
Paese di origine luogo dove è avventa l’ultima trasformazione
sostanziale (Codice Doganale)
Luogo di provenienza: qualunque luogo indicato come quello da cui
proviene l’alimento, ma che non è il paese d’origine
Quando il paese d’origine o il luogo di provenienza di un alimento
è indicato e non è lo stesso di quello del suo ingrediente primario è
indicato anche il paese d’origine o il luogo di provenienza di tale
ingrediente primario
Il concetto di “ORIGINE” per l’UE
Tracciabilità
Attività di lasciare una traccia
Rintracciabilità
Capacità di ritrovare la traccia
Regolamento CE N.178/2002
Art. 2 e 18 – definizione di rintracciabilità
Si richiede che un alimento o prodotto sia tracciabile e cioè che siano
a conoscenza tutti i passi della sua produzione (ORIGINE compresa),
impacchettamento e distribuzione
Pomodoro
Decreto 17 Febbraio 2006
Nell’etichettatura della PASSATA DI POMODORO deve essere indicata
la zona di coltivazione
a) la zona di coltivazione del pomodoro fresco coincidente con la
regione
b) lo Stato ove il prodotto è coltivato
Zonazione
Poiché gli organismi vegetali assorbono il proprio nutrimento dal
….in base al tipo e alla quantità di elementi minerali (metalli) assorbiti
terreno, a una diversa composizione minerale del terreno corrisponderà
dal terreno, è possibile determinare la provenienza del frutto.
un diverso contenuto di metalli nel prodotto che cresce in esso…
Tracciabilità “scientifica”
NIR
NMR
Raman
Spettrometria di massa
ICP-MS
Gruppi di lavoro in Italia per lo studio dell’origine
degli alimenti vegetali mediante analisi degli elementi minerali
Istituti
Alimento
Studio
.IASMA Research Centre (Trento)
Olio di oliva
Isotopi leggeri (C, O, H);
analisi multielementare
IRMS e ICPQMS
.UNIVERSITA’ DELLA CALABRIA (Cosenza)
.CRA ISOL- ISTITUTO SPERIMENTALE PER
L’OLIVICOLTURA (Cosenza)
Olio di oliva
Analisi multielementare
ICPQMS
.UNIVERSITA’ DELLA CALABRIA (Cosenza)
.INCA (Cosenza)
Pomodoro
Analisi multielementare
ICPQMS
.UNIVERSITA’ CATTOLICA DEL SACRO
CUORE (Piacenza)
.UNIVERSITA’ DI VENEZIA
.CNR VENEZIA
Pomodoro
Terre rare
ICPQMS e ICPSFMS
Pomodoro
Rapporto isotopico 87Sr/86Sr
TIMS
.ISPRA (Varese)
.UNIVERSITA’ CATTOLICA DEL SACRO
CUORE (Piacenza)
Gruppi di lavoro in Italia per lo studio dell’origine degli alimenti
vegetali mediante analisi degli elementi minerali
Istituti
Alimento
Studio
.UNIVERSITA’ DELLA CALABRIA
(Cosenza)
Cipolla rossa
Analisi multielementare
ICPQMS
.UNIVERSITA’ DELLA CALABRIA
(Cosenza)
Mandarancia
Analisi multielementare
ICPQMS
.UNIVERSITA’ DEL PIEMONTE
ORIENTALE (Alessandria)
Nocciole
Analisi multielementare
ICPQMS
.UNIVERSITA’ DI MODENA E
REGGIO EMILIA
.UNIVERSITA’ DEL PIEMONTE
ORIENTALE (Alessandria)
Vino
Aceto
Terre rare
ICPQMS
Caffè
Isotopi stabili; analisi
multielementare
IRMS e ICPQMS
.IASMA Research Centre (Trento)
Alcuni riferimenti bibliografici
2007 – C. Benincasa et al., Determination of Trace Element in Italian Virgin Olive Oils and
their Characterization According to Geographical Origin by Statistical Analysis, Anal. Chim.
Acta, 585, 366-370
2010 – F. Camin et al., Characterisazion of authentic Italian extra-virgin olive oils by
stable isotope ratios of C, O, and H and mineral composition, Food Chem., 118, 901-909
2010 – F. Camin et al., Isotopic and elemental data for tracing the origin of European olive
oils, J. Agric. Food Chem., 58, 570-577
2009 - S. Spalla et al., Determination of rare earth elements in tomato plants by
inductively coupled plasma mass spectrometry techniques, Rapid Commun. Mass.
Spectrom., 23, 3285-3292
2010 - G. Lo Feudo et al., Investigating the origin of tomatoes and triple concentrated
tomato paste through multielement determination by inductively coupled plasma mass
spectrometry and statistical analysis, J. Agric. Food Chem, 58, 3801-3807
2013 - P.R. Trincherini et al., Precise determination of the strontium isotope ratios by
TIMS to authenticate tomato geographical origin, Submitted (April 2013) to Food Chemistry
GBC Optimass 9500
ICP-oTOF-MS
Spettrometro di massa a tempo di volo ortogonale
(Orthogonal Time Of Fly Mass Spectrometer)
Con sistema di ionizzazione al plasma
(Inductively Coupled Plasma)
Caratteristiche ICP-TOF-MS
.Elevata sensibilità
ppm
FAAS
A fiamma
ppm= parte per milione
1 milionesimo di grammo/kg
ppm/ppb
ICP-OES
Plasma Argon
ppb = parte per bilione
1 miliardesimo di grammo/kg
ppb
ET-AAS/GF-AAS
Elettrotermico
ppt = parte per trilione
0.001 miliardesimi di grammo/kg
ppb/ppt
ICP-MS
Plasma Argon
Caratteristiche ICP-TOF-MS
.Simultaneità
.Velocità
Rispetto agli altri spettrometri con analizzatori di massa a quadrupolo o a
settore magnetico che lavorano in modo SEQUENZIALE (analizzano un
elemento per volta), l’ICP-MS-TOF con analizzatore a tempo di volo lavora
in modo SIMULTANEO (analizza più elementi contemporaneamente) e in
modo estremamente VELOCE (anche l’elemento più pesante, cioè più
lento, arriva al rivelatore in meno di 0,00005 sec).
VANTAGGI
• Acquisizione rapida dati
•Tempi di analisi brevi (3 ordini di grandezza più veloce di uno
spettrometro a quadrupolo)
• Maggiore precisione (vantaggio per analisi isotopica)
Tempo di volo (TOF)
Rivelatore
Meno di 50 msec
Deflettore
Segnale ioni
Tempo
Spettro di massa
Con un’unica analisi in tempi brevi (qualche minuto)
“Fingerprint”
Impronta digitale elementi…
…e quantificazione
Micro elementi determinati
in derivati di pomodoro
60 – 5
mg/kgss
1.5 – 0.2
mg/kgss
0.2 – 0.02
mg/kgss
0.02 – 0.003
mg/kgss
30 – 0.007
mg/kgss
• Al, Mn, Cu, Zn, Rb, Sr
• Cd, Ba, Li
• Co, Ga, As, Pb
• Cs, Tl, U
• REEs
Risultati
120000
2500
100000
2000
Ci+USA
60000
It
ug/Kg ss
ug/Kg ss
80000
Sp
40000
1500
It
1000
Sp
500
20000
0
0
Al
Mn
Cu
Zn
Rb
Sr
Li
300
120
250
100
200
80
Ci+USA
150
It
Sp
100
ug/kg ss
ug/kg ss
Ci+USA
Cd
Ba
Ci+USA
60
It
Sp
40
20
50
0
0
Co
Ga
As
Pb
Cs
Tl
U
Analisi Discriminante Lineare
(LDA)
DATA SET
83 campioni (oggetti)
Metodo stepwise
INPUT
3 gruppi (3 zone origine)
Attributione = 99%
10.00
I
C+USA
SP
8.00
6.00
Funzione
1
4.00
2.00
0.00
-4.00
-2.00
0.00
-2.00
Funzione 2
-4.00
-6.00
-8.00
Funzione 1
2.00
4.00
6.00
8.00
10.00
12.00
14.00
Li
0
Co
0
Cu
0
As
0
Sr
0
U
0
Li/Mn
4.55E+01
Li/Cu
3.95E+01
Zn/As
-3.50E-05
Sr/Cd
2.16E-02
(Constant) -3.722
2
7.94E-03
1.89E-02
-1.76E-05
2.51E-02
-3.47E-04
-1.10E-01
0
0
0
0
-1.230
IN CONCLUSIONE…
1. Lo strumento ICP-MS-TOF permette di determinare la
provenienza geografica degli alimenti.
2. I risultati indicano come sia possibile, sulla base dei
microelementi minerali, differenziare I derivati di
pomodoro ottenuti da pomodori italiani da quelli cinesi
e statunitensi e da quelli spagnoli
3. Lo strumento consente analisi veloci.
4. Con un’unica corsa di pochi minuti, fornisce l’impronta
digitale (“fingerprint”) e un’informazione quantitativa
degli elementi minerali presenti nelle matrici
alimentari.