PRINCIPI DI ANALISI SENSORIALE APPLICATA AGLI OLI VERGINI DI
OLIVA
di Mario Solinas
Nelle cronache di tutte le civiltà dell'uomo sono state sempre riportate notizie sulla bontà gustativa
degli alimenti e sulle zone di produzione che eccellevano per ogni tipo di alimento.
Se pensiamo al periodo dell'impero romano sappiamo che il miglior vino era considerato quello di
Grecia, le migliori ostriche quelle di Taranto, i migliori datteri quelli dell'Egitto, ecc.; così al
tempo dell'impero coloniale inglese era famoso il thè della Cina che aveva un valore commerciale
tanto elevato che per il suo trasporto venivano utilizzate le navi a vela più veloci dell'epoca, i
famosi clipper.
E poi, sempre, prodotti alimentari sono stati considerati di buona qualità quando incontravano la
preferenza del consumatore al punto che Kramer e Twihy hanno definito qualità di un alimento:
“l’insieme delle caratteristiche e proprietà che sono significative per determinare il grado di
accettazione da parte del consumatore".
Pertanto, è di importanza fondamentale conoscere e definire le caratteristiche desiderate dal
consumatore e poi ricercare i metodi di saggio necessari a determinarle.
Fino all'inizio di questo secolo l'ottenimento della migliore qualità nella elaborazione degli
alimenti si basava essenzialmente sulle capacità professionali dell'artigiano che li produceva il
quale utilizzava come mezzo di misura e di controllo solo la propria sensibilità.
Dopo la prima guerra mondiale, con lo sviluppo della tecnologia e dell'industria alimentare, con la
necessità di standardizzare la produzione e con lo sviluppo della chimica bromatologica si affidò il
controllo della qualità della produzione ai soli metodi analitici strumentali.
Tuttavia con l'aumentare della sofisticazione nelle preparazioni alimentari, dopo la seconda guerra
mondiale, negli anni cinquanta ci si accorge della insufficienza delle metodiche strumentali a dare
un panorama esauriente anche delle proprietà organolettiche, cioè si comincia ad ammettere che
soltanto in un limitatissimo numero di casi si trova una correlazione fra dati strumentali e qualità
sensoriali di un alimento.
Con l'acuirsi della competizione nella concorrenza tra fabbricanti di prodotti alimentari, assumono
sempre maggiore importanza, nella caratterizzazione di un alimento, elementi gustativi che
possono essere più graditi al consumatore ma che spesso dipendono da componenti presenti in
tanta piccola quantità da non poter essere dosati con l'analisi chimica e che perciò devono essere
dosati con l'analisi sensoriale.
E’ il caso degli oli vergini di oliva per i quali è ancora impossibile dare una espressione analitica
di quella sensazione gustativa ed olfattiva denominata 'fruttato " con tutte le sue sfumature,
sensazione che costituisce la maggior parte della qualità dell'olio.
Infatti l'analisi gascromatografica dello "spazio di testa" dell'olio, cioè l'aromagramma, non è
ancora riuscito a dare una risposta correlata con le sensazioni percepite durante l'assaggio
organolettico; ciò perché i coefficienti di risposta dei rivelatori gascromatografici non sono
equivalenti ai coefficienti di percezione delle mucose sensoriali umane.
Così sostanze rivelate in tracce della cromatografia possono avere grande incidenza sulla
sensibilità umana.
Per esempio, la sensibilità umana per l'acido butirrico è 10. 000 volte più elevata di quella per
l'acido oleico, ma i coefficienti di risposta cromatografica sono praticamente uguali per i due acidi.
E’ per questo che ancora oggi l'utilizzazione della sensibilità organolettica è insostituibile per la
valutazione della qualità degli alimenti.
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Fisiologia della sensibilità organolettica
Solo da pochissimi anni si sono condotti studi sistematici per spiegare il meccanismo di eccitazione
della sensazione organolettica, anche se già Lucrezio Caro (1° sec. a.C.), nel De Rerum Natura
diceva che gli odori sono provocati dal contatto tra il naso e gli atomi emessi dalle diverse sostanze
e che gli atomi quando sono di forma arrotondata provocano odori piacevoli e quando di forma
spigolosa odori spiacevoli.
Ma ancora nel 1949 Miles e Beeck sostenevano che la sensazione olfattiva viene eccitata da
radiazioni, emesse dalle sostanze, che colpiscono l'epitalio nasale.
Soltanto nel 1952 Amoore impostò seriamente il problema studiando la relazione intercorrente tra
forma e dimensioni delle molecole allo stato di vapore e caratteristiche della percezione,
individuando chiaramente che la sensazione odorosa è dovuta alla interazione chimica tra molecole
gassose dell'alimento e siti ricettori dell'epitalio olfattivo.
I parametri molecolari che determinano le caratteristiche dell'interazione e quindi il tipo di
sensazione sono: dimensioni, forma, presenza e posizione dei gruppi funzionari della molecola.
Dimensioni
Quasi tutte le molecole di peso molecolare inferiore a 300 eccitano la sensazione organolettica;
anche molecole semplici come l'acqua o l'azoto hanno un odore ma siccome il nostro epitalio
sensitivo è continuamente immerso in esse, non lo percepiamo più.
Anche le molecole a peso molecolare maggiore di 300 potrebbero avere un odore ma nell'epitelio
umano non esistono recettori di dimensioni analoghe con cui interagire.
Forma
E’ difficile stabilire una correlazione tra forma ed odore perché a causa della libera rotazione delle
molecole intorno ai loro legami semplici esse possono presentare, se orientate opportunamente,
diverse forme; tuttavia nel caso delle forme a simmetria sferica è stato possibile individuare una
certa relazione, in funzione del diametro.
Gruppi funzionari
I gruppi relativi delle molecole eccitano la sensazione per formazione di legami chimici con i
recettori dell'epitalio sensitivo che sono costituiti da proteine particolari.
Tali legami possono essere di tipo a ponte idrogeno, tipo dipolo-dipolo, tipo forza di Vandervals,
ma il più comune è il ponte idrogeno che si forma per esempio tra il gruppo carbonilico di una
molecola odorosa ed il gruppo amminico della proteina del recettore dell'epitelio.
I gruppi bifunzionali formano legami con due punti dello stesso recettore; ciò determina un'alta
specificità del recettore in funzione della distanza relativa tra i due gruppi funzionari nella molecola
aromatica. Secondo Shallemberger la sensazione del gusto dolce deriva dalla formazione di due
legami a ponte idrogeno, alla distanza relativa di 3 Amstrong, fra la molecola dolce ed il
corrispondente sito recettore, secondo lo schema seguente:
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I recettori sensitivi sono situati in particolari cellule epiteliali che tappezzano le zone della
sensibilità.
Per individuare il complesso delle proprietà organolettiche di un alimento, l'uomo utilizza quattro
tipi di sensibilità:
1) Sensibilità gustativa
E’ situata sulla lingua e percepisce solo quattro sensazioni: dolce, acido, salato, amaro.
Prove di assaggio con parti della lingua resa insensibile con iniezioni locali di novocaina hanno
permesso di costruire la mappa delle sensazioni come riportato in Fig. 1.
Il fatto che la lingua senta solo 4 sensazioni era noto, comunque da tempo, attraverso la verifica di
individui che per accidente avevano perso l'olfatto.
Nella Fig. 1 è riportato anche lo schema di trasmissione nervosa dalle papille gustative della lingua
al cervello che poi trasforma in concetti le informazioni nervose. Pertanto il senso del gusto, nella
valutazione organolettica degli oli di oliva, viene impegnato solo per l'accertamento della nota
amara, con le papille calciformi del fondo della lingua. Infatti nell'olio non si trovano sali che
possono stimolare la zona sensibile al salato, e gli stessi acidi liberi hanno un peso molecolare
troppo elevato per riuscire a stimolare la zona sensibile dell'acido (non è possibile percepire
all'assaggio l'acidità libera dell'olio di oliva, anche a valori molto elevati). Così, anche nell'olio non
ci sono zuccheri, pertanto la sensazione di dolce indicata dagli assaggiatori in realtà è dovuta
all'assenza assoluta di amaro. Si può dire quindi che la valutazione organolettica degli oli di oliva
viene effettuata utilizzando, praticamente, solo il senso dell'olfatto.
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2) Sensibilità olfattiva
Tutte le altre sensazioni aromatiche vengono percepite dall'olfatto che ha sede sul fondo delle fosse
nasali, come illustrato in Fig. 2.
La membrana sensibile che tappezza il fondo ha una superficie di circa 10 cmq nell'uomo (il cane
ha una membrana di ben 200 cmq) e viene raggiunta dalle molecole gassose inalate o per via diretta
durante l'aspirazione o per via indiretta per ritorno retronasale.
Per effettuare valutazioni accurate, si preferisce utilizzare la via retronasale perché in questo caso la
velocità di transito delle molecole sulla membrana è più lenta e quindi la percezione è più chiara e
l'individuazione più sicura.
Durante l'aspirazione diretta, infatti, la velocità di transito è molto alta per cui le molecole gassose
hanno un tempo molto ridotto per formare i legami con le proteine specifiche e per conseguenza la
sensazione può essere confusa.
Il concetto che si forma nel cervello a seguito degli stimoli olfattivi è più soggettivo di quello
conseguente agli stimoli gustativi; per esempio, la sensazione di dolce non ha bisogno di
spiegazioni da individuo a individuo, mentre la sensazione provocata dalla vanillina (sostanza
aromatizzante tipica dei pasticcieri) è più difficile da far intendere, alcuni la indicano come
sensazione che ricorda un biscottificio o una gelateria. Ciò significa che quasi sempre per
comunicare una sensazione odorosa è necessario fare associazioni a qualche alimento noto nel quale
quell'odore si presenta con intensità caratteristica.
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3) Sensibilità chimica comune
E’ responsabile della percezione del piccante, del bruciante, dell'astringente e del gusto metallico, di
cui il sistema di ricezione è localizzato a livello delle terminazioni libere del nervo trigemino nella
cavità boccale e faringea e, in misura minore, anche nella cavità nasale.
4)
4)
Sensibilità tattile chinestetica
Individua sensazioni dovute al contatto sulla mucosa boccale di corpi a temperatura differente,
viscosità differente, bagnabilità differente o che esercitano una certa pressione o provocano dolore,
fastidio, ecc.
Fattori fisici e psicofisici
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Può sembrare che le sensazioni organolettiche siano affatto individuali e che quindi le risposte non
possono essere generalizzabili.
Ma se si riguarda questo sistema percettivo come uno strumento naturale e se lo si vuole utilizzare
come tale, allora per avere delle risposte oggettive bisogna standardizzare sia il contorno sia il suo
intervallo di misura e manipolare statisticamente i risultati.
Generalmente si ammette che la risposta R ad uno stimolo S segua delle leggi psicofisiche che
esprimono la risposta come dipendente da fattori fisici ambientali F e psicologici Ps, mutevoli, cioè:
R=f (S, F, Ps).
Le condizioni fisiche ambientali possono essere rese costanti, cioè si possono fissare: la temperatura
per l'ambiente e per il campione da assaggiare, la luce, gli utensili, le condizioni della sala di
assaggio, la forma di individuazione e presentazione dei campioni, ecc.; anche le condizioni
psicofisiologiche possono essere standardizzate con una opportuna scelta degli assaggiatori in modo
da bilanciare gli individualismo dovuti a preconcetti, carattere, educazione, sensibilità, eccessiva
personalità.
Se tutto ciò viene fatto si può dire allora che R = f (S), cioè si possono creare le condizioni di una
ristretta ed univoca correlazione tra intensità dello stimolo e risposta sensoriale.
Vediamo quali sono gli aspetti strumentali di questa correlazione: come un qualsiasi strumento di
misura, il sistema sensoriale umano ha un rumore di fondo dato dal flusso di stimoli che
costantemente percorrono le fibre nervose dalle cellule sensoriali dei recettori fino al cervello e che
formano un continuo genericamente indisturbato. Quando la psiche viene messa in allarme, cioè
viene chiesto all'assaggiatore di percepire un certo stimolo, il cervello cerca di valutare qualcosa di
diverso dal rumore di fondo.
Questo primo gradino di percezione si chiama valore di soglia. Solitamente si definiscono 4 tipi di
soglia:
1) Soglia di apparizione, definita come valore quantitativo di stimolo necessario al "risveglio" di
una sensazione; viene anche chiamata soglia assoluta.
2) Soglia di identificazione, definita come minima quantità di stimolo che permette di identificare
il tipo di stimolo; qualche volta coincide con la soglia di apparizione, altre volte no.
3) Soglia differenziale, definita come la più piccola modificazione dello stimolo che viene
percepita.
Si è notato che la differenza di stimolo ∆S necessaria a produrre una differenza di percezione è
direttamente proporzionale alla intensità dello stimolo, cioè ∆S/S = costante.
Se si considera questa costante come unità di risposta elementare si può scrivere R = ∆S/S e
passando gli infinitesimi: dR = c dS/S da cui integrando si ottiene R = c ln S + cost, che è la legge
di Weber e che significa che la risposta è proporzionale al logaritmo naturale dello stimolo.
Si può affermare quindi, che gli organi sensoriali umani seguono una legge matematica come un
vero e proprio strumento di misura.
4) Soglia terminale, definita come valore massimale dello stimolo al di la del quale non si
percepiscono più differenze di intensità.
Per determinare la soglia di percezione di un individuo nei riguardi di un dato stimolo, gli si
procurano una serie di stimoli di intensità crescente e si notano le risposte positive (cioè quando
l'individuo avverte l'aumento dello stimolo) e negative; questa operazione si ripete per diverse serie
di stimolazioni.
Si riporta in grafico, Fig. 3, sulle ordinate la frequenza delle risposte positive e sulle ascisse le
intensità degli stimoli dati; si ottiene una sigmoide e si prende come valore di soglia percettiva, per
l'individuo soggetto alla prova, l'intensità dello stimolo corrispondente al 50% di risposte positive.
I valori di soglia della sensibilità umana sono diversissimi da sostanza a sostanza in dipendenza
della specificità e numero dei recettori atti a rivelarle. Come anche è diversa la soglia da individuo
a individuo per gli stessi stimoli.
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In realtà in una popolazione i valori di soglia di sensibilità si distribuiscono secondo una frequenza
di tipo gaussiano, cioè esiste una maggioranza di individui con soglia simile rispetto ad un
determinato stimolo e minoranze con soglie minori o maggiori di quella della maggioranza.
Nei riguardi della sensazione amara, tuttavia, esistono in una popolazione due maggioranze con due
soglie di sensibilità anche molto differenti; praticamente esiste una parte della popolazione molto
sensibile all'amaro ed un'altra parte poco sensibile.
Questa questione dell'amaro è molto importante per la valutazione della qualità degli oli di oliva
vergini, perché nelle caratteristiche organolettiche la sensazione di "fruttato" è molto spesso
accompagnata da una nota di amaro più o meno intensa in dipendenza del grado di maturazione
delle olive. Tale nota amara, a seconda dell'intensità con cui si percepisce può essere considerata
un pregio o un difetto, così come la vanillina (aromatizzante generalmente usato in pasticceria) è
gradevole a basse concentrazioni e disgustosa ad alte.
Le soglie di percezione nei riguardi di stimoli diversi possono, dunque, essere molto differenti nello
stesso individuo e tra individui; nella Fig. 4 vengono riportate le soglie differenziali per i quattro
sapori fondamentali di dieci individui scelti a caso in una popolazione.
Per conseguenza non è corretto utilizzare una sola persona per fare la valutazione delle
caratteristiche organolettiche o identificare un tipo di sensazione.
Seguendo gli insegnamenti della statistica bisognerebbe utilizzare un numero molto grande di
individui in modo che facendo la media delle risposte ottenute, questa si avvicini il più possibile al
valore vero.
Solitamente ciò è difficile a realizzare praticamente, tuttavia, si è dimostrato che un gruppo di dieci
individui scelti a caso in una popolazione presenta un valore medio di soglia (calcolato facendo la
media della soglia dei singoli individui) analogo a quello di un altro gruppo di altri dieci individui
della stessa popolazione.
Cioè il valore medio di soglia dell'insieme casuale di dieci individui è riproducibile e ripetitivo
nell'ambito della popolazione. Perciò, in pratica si cerca di selezionare alcuni individui per formare
un gruppo che sia rappresentativo della popolazione.
Un tale gruppo prende il nome di Panel (termine inglese che significa gruppo di individui riuniti per
esprimere un giudizio) e la prova di analisi sensoriale da questi effettuata si chiama appunto Panel
Test.
La selezione degli individui per formare un Panel per tests nell'olio di oliva vergine, viene effettuata
con il metodo per prove di ordinamento o classificazione scalare utilizzando uno stimolo
caratteristico del prodotto, come per esempio la sensazione di rancido.
In pratica si presenta al candidato una serie di campioni ad intensità crescente di rancido e gli si
chiede di introdurre nella serie un campione problema alla giusta posizione in modo che i campioni
precedenti siano meno rancidi e i campioni successivi siano più rancidi, comparando, quindi, le
intensità di sensazione con quelle dei campioni contigui.
La stessa prova viene poi ripetuta con altre sensazioni ritenute fondamentali per la valutazione degli
oli vergini di oliva, e cioè: "avvinato", "riscaldo", "amaro".
Gli individui così selezionati vengono poi allenati a riconoscere le sensazioni caratteristiche
dell'olio e a valutarne l'intensità.
Esse si possono dividere in gradevoli, come la nota di "fruttato" con le sue sfumature (Tab. 1), e
sgradevoli: queste ultime costituiscono i difetti organolettici dell'olio (Tab. 2).
Pertanto, la valutazione organolettica del livello qualitativo degli oli di oliva vergini si basa
sull'accertamento di sensazioni gradevoli e sgradevoli e sulla determinazione sensoriale
dell'intensità con cui si percepiscono.
In assenza di difetti, viene valutata l'armonia della sensazione di "fruttato", cioè l'insieme di quelle
sensazioni che ricordano il frutto sano e fresco e raccolto al giusto grado di maturazione, inclusa
una giusta nota di amaro e piccante.
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TABELLA 1
Sensazioni gradevoli:
- fruttato armonioso: aroma che ricorda l'odore ed il gusto del frutto fresco giustamente maturo che
rimane intatto nel corso dello stoccaggio delle olive e dell'estrazione dell'olio;
- fruttato forte: aroma dello stesso tipo ma con caratteristiche più pronunciate;
- fruttato selvaggio: aroma di fruttato intenso ed aggressivo caratteristico di oli ottenuti da impianti
continui;
- fruttato maturo: aroma gradevole un po' attenuato quasi dolce tipico di oli ottenuti da frutti troppo
maturi;
- fruttato stanco o spento: aroma di fruttato caratteristico di oli molto vecchi.
Altre sensazioni che, anche se non sono dei veri difetti sgradevoli, penalizzano la qualità degli oli:
- acerbo: gusto di oli ottenuti da olive molto acerbe;
- foglia: aroma di oli ottenuti da olive macinate con foglie;
- grossolano: gusto di alcuni oli che all'assaggio danno una sensazione di viscosità eccessiva;
- dolce: sapore di un olio che, senza essere chiaramente zuccherato, è completamente privo di
sfumature amare;
- amaro accentuato: gusto di oli con un contenuto molto elevato di alcune sostanze fenoliche.
TABELLA 2
I difetti invece possono avere tre tipi di origine:
1) per cattiva coltivazione, cattiva raccolta, cattiva conservazione delle olive:
- verme: aroma caratteristico di oli provenienti da olive attaccate dalla mosca;
- terra: aroma caratteristico di oli ottenuti da olive raccolte a terra;
- muffa: aroma caratteristico di oli provenienti da olive che hanno subito una copertura micologica
causata da conservazione in ambiente umido e maleareato;
- vinoso: aroma caratteristico di oli ottenuti da olive non fresche che hanno subito la fermentazione
alcolica ed acetica, con conseguente formazione di etanolo, acido acetico ed acetato di etile;
- riscaldo: aroma caratteristico di oli ottenuti da olive ammassate per lungo tempo che hanno subito
varie formazioni principalmente la fermentazione lattica;
2) per cattiva tecnologia di estrazione:
- fiscolo: aroma caratteristico di oli ottenuti per pressione con setti filtranti vegetali sporchi;
- cotto: aroma caratteristico di oli che hanno subito un riscaldamento prolungato durante la
frantumazione e la gramolazione della pasta di olive;
- ruvido: aroma caratteristico di oli che danno all'assaggio una sensazione di asprezza; è
caratteristico di oli ottenuti dagli impianti di centrifugazione orizzontale in cui l'asprezza è
accompagnata da una sensazione di amaro accentuato;
- metallico: aroma caratteristico di oli ottenuti con impianti nuovi o utilizzati per la prima volta;
- acqua di vegetazione: aroma caratteristico di oli rimasti per lungo tempo a contatto con le acque di
vegetazione;
3) per cattiva conservazione degli oli:
- rancido: aroma caratteristico di oli ossidati;
- morchia: aroma caratteristico di oli recuperati da fondami o da olive eccessivamente mature
rimaste ammassate con fuoriuscita dell'acqua di vegetazione;
- putrido: aroma caratteristico di oli rimasti a contatto con i propri fondami che hanno subito
fermentazioni anaerobiche;
- cetriolo: aroma caratteristico di oli che sono stati conservati lungo tempo in recipienti ermetici di
banda stagnata ed è dovuto alla formazione di 2-6 nonadienale.
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