Qualità e sicurezza alimentare: «sen2re» con la chimica

Dimensione: px

Iniziare la visualizzazioe della pagina:

Download "Qualità e sicurezza alimentare: «sen2re» con la chimica"

Brigida Ferrara
8 anni fa
Visualizzazioni

1 La qualità degli alimen2 e della vita Qualità e sicurezza alimentare: «sen2re» con la chimica Daniela Romanazzo e Manuela Stefanelli Dipar2mento di Scienze e Tecnologie Chimiche Università di Roma Tor Vergata daniela.romanazzo@uniroma2.it manuela.stefanelli@uniroma2.it

2 È intesa come capacità di soddisfare esigenze di <po morale, materiale, sociale ed economico, proprie della vita del consumatore Esigenze PRIMARIE la sicurezza, la salute e i diri@ fondamentali delle persone Esigenze ACCESSORIE caraderis<che organole@che (sapore, odore, aroma, colore) elemen< di u<lizzazione (conservabilità, facilità d uso, <po di confezionamento) fadori culturali (tradizione, appartenenza locale, genuinità) I prodo@ agroalimentari per soddisfare tali esigenze devono possedere dei requisi<, concre< e misurabili Tali requisi< devono essere stabili< e controlla< adraverso adegua< processi di regolamentazione e normazione

3 SICUREZZA ALIMENTARE Ex: HACCP (Hazard Analysis and Cri<cal Control Point) CARATTERISTICHE ORGANOLETTICHE, TIPICITÀ, TRADIZIONALITÀ denominazione di origine proteda (DOP) e indicazione geografica proteda (IGP), sistema di produzione biologica

4 TRASFERIMENTO IN LABORATORIO CAMPIONAMENTO DELL ALIMENTO Le procedure di analisi di riferimento sono altamente specifiche, accurate e precise ma complesse: Richiedono tempi lunghi Necessitano di personale specializzato Sono costose Non sono trasportabili sul campo TRATTAMENTO DEL CAMPIONE SENSORI E BIOSENSORI ANALISI DEL CAMPIONE TRATTATO

5 Analisi della qualità e salubrità degli alimenti tramite l utilizzo di BIOSENSORI Analisi della qualità degli alimenti tramite l utilizzo SISTEMI ARTIFICIALI che imitano i sensi naturali.

6 Cos è un sensore Molecole target Segnale Sensore Materiale chimicamente

7 Sensori e PARAMETRI DEI SENSORI E BIOSENSORI VS SISTEMI DI RIFERIMENTO biosensori Grandi risposte per piccole quan<tà di sostanza Capacità di sen<re una sola o più sostanze Sensibilità: rapporto tra la variazione di risposta del sensore ed il segnale in entrata Specificità e sele@vità La minima quan<tà di sostanza che può essere sen<ta dal disposi<vo Risoluzione: è la variazione minima del segnale in ingresso che provoca una variazione del segnale in uscita Limite di rilevabilità: valore minimo del segnale in ingresso che provoca una variazione del segnale in uscita. 7

8 L imitazione dei sistemi sensoriali naturali: il naso e la lingua elettronica I cinque sensi possono essere separati in due gruppi: Sensi Fisici: tatto, vista, udito Sensi Chimici : olfatto e gusto I Sensi Chimici operano a livello incoscio: le percezioni sono difficili da esprimere. Più di 15 anni fa la possibilità di imitare l olfatto naturale è divenuta reale E un progetto che coinvolge differenti discipline: Chimica, fisica, matematica, elettronica, medicina,.

9 Obiettivi del naso e della lingua elettronica Riconoscimento di Immagini Chimiche Una grossa potenzialità di applicazioni in robotica Cosa aspirano a fare?: trasformare la percezione olfattiva in segnali elettronici che possono essere registrati, analizzati e trasmessi.

10 Il naso elettronico: Che cosa è un odore? Una Combinazione di molti composti Un singolo composto Impossibile visualizzare l'immagine. La memoria del computer potrebbe essere insufficiente per aprire l'immagine oppure l'immagine potrebbe essere danneggiata. Riavviare il computer e aprire di nuovo il file. Se viene visualizzata di nuovo la x rossa, potrebbe essere necessario eliminare l'immagine e inserirla di nuovo. Immagini chimiche

11 Olfatto naturale ed artificiale Neuroni olfattivi: Molti recettori non specifici dello stesso tipo Sensori olfattivi artificiali: Molti recettori non specifici dello stesso tipo CoTPP MoTPP CuTPP FeTPP VTPP NiTPP CrTPP n-pentane propanaldehyde methanol ethanol toluene benzene acetic acid dimethylsulphide tiophene L. Buck and R. Axel; Cell triethylamine C. Di Natale et al.; Sens Act. B 2007

12 Il naso elettronico: funzionamento Quanto pesa questo odore? Componenti: Sistema di campionamento Camera di misura Sensori Processamento del segnale Classificazione Scopo: generare un immagine chimica Analisi qualitativa e quantitativa del campione analizzato

13 Nasi elettronici commerciali 13

14 ..ed i Nasi Elettronici di Tor Vergata Impossibile visualizzare l'immagine. La memoria del computer potrebbe essere insufficiente per aprire l'immagine oppure l'immagine potrebbe essere danneggiata. Riavviare il computer e aprire di nuovo il file. Se viene visualizzata di nuovo la x rossa, potrebbe essere necessario eliminare l'immagine e inserirla di nuovo. 14

15 Il naso elettronico: la freschezza del pesce Δf Pattern Recognition Day 15 sample Day 7 Day 11 reference 3 Day 3 Day 2 Day 1 1

16 Un biosensore è un disposi<vo anali<co che accoppia un sistema di riconoscimento biologico ad un trasdudore che converte l evento in un segnale misurabile. SENSORE TRASDUTTORE DI SEGNALE SITEMA DI RICONOSCIMENTO BIOLOGICO Il segnale: colorimetrico, ele>rico etc. Analita: Ba>eri, tossine o altre molecole

17 Tecnica Elettrochimica: CRONOAMPEROMETRIA Potenziale applicato = -0,100 V, tempo = 60 secondi SICUREZZA ALIMENTARE HRP HRP HRP TMBred/H 2 O 2 TMBox/H 2 O BaTeri Salmonella enteridibs Listeria monocytogenes etc Tossine Tossina botulinica Aflatossine Micotossine HRP Altri anali2 HRP HRP PalmSens i ua Magnete Screen Printed Electrode [toxin]

18 SICUREZZA ALIMENTARE BaTeri Salmonella enteridibs Listeria monocytogenes etc Tossine Tossina botulinica Aflatossine Micotossine QUALITÀ Altri anali2 AZIONE COMBINATA DI SENSORI E BIOSENSORI Monitoraggio dei parametri il cui mancato equilibrio conduce a rallentamenb o arresb fermentabvi durante le fasi di produzione del VINO La produzione del vino è basata sulla trasformazione degli zuccheri contenub nell uva in alcol eblico e anidride carbonica; tale processo è comunemente noto come fermentazione alcolica. Il processo fermentabvo è un delicato equilibrio tra il metabolismo del lievito e il mezzo in cui si trova.

19 Il paradigma dell olfado ar<ficiale trasferito nell analisi dei sapori in campioni liquidi ETANOLO GLICEROLO GLUCOSIO FRUTTOSIO Acetato di cellulosa Membrana enzimatica Policarbonato Parametri misurati : alcool, estratto totale, acidità volatile e titolabile, SO 2 totale e libera, polifenoli, antociani, ph, conducibilità

20 La ricerca svolta nel campo dei sensori e biosensori si inserisce perfedamente nell ambito dell EXPO 2015 coglie l urgenza di descrivere e confrontarsi sulla storia dell uomo e sulla produzione di cibo, nella sua doppia accezione di valorizzazione delle tradizioni culturali e di ricerca di nuove applicazioni tecnologiche.

21 La qualità degli alimeng e della vita Qualità e sicurezza alimentare: «sen2re» con la chimica Daniela Romanazzo e Manuela Stefanelli Dipar2mento di Scienze e Tecnologie Chimiche Università di Roma Tor Vergata daniela.romanazzo@uniroma2.it manuela.stefanelli@uniroma2.it

Documenti analoghi

Dalla progettazione igienica degli ambienti alla qualità in tavola QUALITÀ DEGLI ALIMENTI: IGIENE E SICUREZZA ALIMENTARE SISTEMA HACCP

Dalla progettazione igienica degli ambienti alla qualità in tavola Milano 21 Maggio 2015 Galleria Meravigli QUALITÀ DEGLI ALIMENTI: IGIENE E SICUREZZA ALIMENTARE SISTEMA HACCP Ing. Patrizia Di Lelio 1