Tracciatori molecolari 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”
Misurare la qualità di un
alimento?
La qualità di un alimento comprende:
- Sicurezza
-Composizione
Parametri obiettivi,
facilmente misurabili,
regolati dalla legge
- Caratteristiche nutrizionali
- Attributi sensoriali
- Attributi psicologici e sociali
Parametri soggettivi,
difficilmente misurabili
TRACCIABILITA’ MOLECOLARE
Parametri oggettivi,
Monitoraggio nel prodotto finito di caratteristiche
- Ingredienti
ma difficili da
specifiche e oggettive che lo colleghino misurare
inequivocabilmente
agli ingredienti, al luogo e alla
- Attributi specifici (es.
durata della stagionatura)
metodologia di produzione
- Origine geografica
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).
A
b
u
n
d
a
n
c
e
T
5
5
0
0
0
0
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5
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3
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0
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1
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5
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0
0
0
im
e
:
L
U
I G
I 2
7
. D
Acido diidrosterculico (lattobacillico)
1
T
I C
8
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0
1
8
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1
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0
1
9
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2
0
. 0
0
2
0
. 5
0
2
1
. 0
0
2
1
- - >
Composto di origine microbica che si ritrova negli insilati e da lì al latte
Marker dell’utilizzo di insilati
. 5
0
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
Analisi GC-MS confermata mediante NMR
Buon marker per il
Parmigiano Reggiano?
Parmigiano Reggiano  sempre assenti
Grana Padano  sempre presenti
Marseglia et al. ChimAlSi, 2012
Note
verdi/erbose
Note lattiche
Note speziate
Pirazine, furanoni
(proteolisi + metabolismo lattato)
Aldeidi per lipolisi
Terpeni da alimentazione
Diacetile
Acidi grassi a catena
lineare (lipolisi)
Aroma
Note di frutta
secca
Note fruttate
Pirazine, furanoni
(proteolisi + metabolismo lattato)
Esteri (LAB)
Note di carne
arrosto
Metionale, sulfuri
(degradazione metionina)
AROMA: valutazione della frazione volatile
1) Valutazione dell’autenticità
2) Monitoraggio di deviazioni dagli standard di produzione
3) Classificazione delle materie prime
GranaParmigiano
Padano
Trentingrana
Reggiano
Boscaini et al. J Agric Food Chem, 2003
Profilo aromatico e autenticità
Parmesan
(Italian style hard cheese)
“…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.17503841.2012.02730.x
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”.
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).
“A true Parmesan cheese aged
at least 12 months to garantee
full parmesan flavour”
Langford et al. J Food Scie, 2012
Parmigiano e Grana Padano
11.0 €/Kg
11.7 €/Kg
12.8 €/Kg
E’ possibile
misurare la
stagionatura?
During Ripening time…..
Caseins
Proteolytic enzymes
(different specifities)
Proteolytic Peptides
Free amino acids in cheese
Enzymatic activity
NPADs
(Non Proteolytic Aminoacyl Derivatives)
produced and degraded
continuosly during ageing
γ-glutamyl-, lactoyl- and pyroglutamylamino acids produced during the ageing
time
The composition of the peptide fraction of cheese is strictly related to the
ageing process
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
Analisi di peptidi proteolitici e NPAD mediante tecnica dello XIC
Identificazione dei composti di interesse (30 composti)
NPAD/Trp
45
Mese stagionatura calcolato
Analisi
statistica mediante Regressione Lineare Multipla
40
35
30
25
20
15
10
5
CORRELAZIONE
0
MIGLIORE
0
5
Area
10
15
20
25
30
y = 0.9861x
R2 = 0.9851
Peptide/Area
Trp
35
40
45
Mese stagionatura noto
MESE STAG. = 194.171*Lactoyl-Val/Trp + 490.750*Butyryl-Val/Trp - 98.749*Lactoyl-Leu/Trp +
14
Training set:
confronto tra il grado di stagionatura
calcolato con la retta e quello noto,
per i campioni utilizzati nell’analisi
statistica
Buona accuratezza, ma
necessità di un’attenta
calibrazione con un vasto set
di campioni
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
Autenticità:
Il problema delle “buste”
20% del mercato europeo
Quale origine geografica? – Analisi NMR (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)
Classificazione corretta al 100%
nel training test e nel gruppo di
cross-validazione.
Discriminant function 2
PR-RE
Italian
Czech
Lithuanian
PR-RE not
marked
ANALISI NMR
Sforza et al., RAFA Conference, 2011
Discriminant function 1
Quale origine geografica? – Analisi NMR (II)
33 campioni (25 PR-RE, 8 esteri)
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
Consonni et al., Talanta, 2008
Presenza/Assenza di Lisozima
Il Disciplinare del ParmigianoReggiano vieta espressamente
l’utilizzo di lisozima, mentre altri
formaggi tipo grana lo
permettono.
SELDI – TOF - MS
Limite di rivelazione: 15mg/Kg
Grana Padano
Parmigiano Reggiano
Mix grattugiato
Lisozima standard
Utilizzo nel formaggio:
50 – 350 mg/Kg
Analisi veloce, strumentazione
costosa
Dragoni et al., Food Anal Methods, 2011
TAKE HOME MESSAGE
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
Necessità di una gestione dei dati scientifici in termini di
comunicazione ai fini della valorizzazione del prodotto
tradizione
mercato globale
Chimica e Biochimica degli Alimenti
Arnaldo Dossena
Stefano Sforza
Gianni Galaverna
Tullia Tedeschi
Gerardo Palla
Augusta Caligiani
Angela Marseglia
Valeria Cavatorta
Francesca Lambertini
Chiara Bottesini
Elisa Morini
Microbiologia degli Alimenti
Erasmo Neviani
Monica Gatti
Camilla Lazzi
Valentina Bernini
Benedetta Bottari
Elisa Sgarbi
Federica Meli
Luca Iacopino
Nutrizione Animale
Afro Quarantelli
Federico Righi