FILIERA MELA. Ottimizzazione della gestione dei frutti in fase di post-raccolta a garanzia della prossima denominazione IGP.

Transcript

1 FILIERA MELA Ottimizzazione della gestione dei frutti in fase di post-raccolta a garanzia della prossima denominazione IGP. Identificazione del profilo qualitativo e nutraceutico delle mele con tecniche innovative (NIR, MIR, Naso Elettronico) e tradizionali per la gestione del post raccolta e per l eventuale utilizzo per prodotti di IV gamma o trasformati che richiedano prodotto iniziale con caratteristiche elevate di qualità ed uniformità (obiettivo 1.4). Studio di fattibilità di un Naso Elettronico semplificato, dedicato alla mela al fine della sua caratterizzazione aromatica (obiettivo 1.5). PROGETTO VALORVI, Valorizzazione e ottimizzazione delle filiere viticola e frutticola valtellinesi attraverso sistemi innovativi in postraccolta e trasformazioni ad alta qualità

2 INTRODUZIONE Le caratteristiche sensoriali e nutrizionali delle mele dipendono da numerosi fattori, tra i quali la varietà, la zona e le condizioni di produzione, lo stato di maturazione e le condizioni di conservazione. Le mele sono caratterizzate da una buona attitudine alla lunga conservazione, che per alcune varietà può protrarsi per diversi mesi, a bassa temperatura e in atmosfera controllata a basso tenore di ossigeno, senza che le caratteristiche sensoriali vengano profondamente modificate. Per rispondere all esigenza di mettere a disposizione del consumatore prodotti invitanti ed appetibili, ma anche con un elevato valore salutistico, il settore ortofrutticolo necessita di tecniche di controllo rapide e non distruttive, che consentano la valutazione e la qualificazione delle intere partite di frutta. A questo scopo risultano interessanti le tecniche di spettroscopia NIR. SCOPO Valutare un possibile impiego della spettroscopia NIR per ottimizzare la gestione delle mele in post raccolta: classificazione delle mele in partite omogenee per stato di maturazione (FASE I) valutazione dell evoluzione delle caratteristiche qualitative e nutrizionali delle mele nel corso della shelf life (FASE II)

3 La sperimentazione è stata condotta su due varietà di mele: Golden Delicious e Stark Red Delicious. Il campionamento è stato effettuato presso la Cooperativa Ortofrutticola Ponte in Valtellina, nel periodo compreso fra Novembre 2008 e Maggio FASE I: Classificazione delle mele Realizzata mediante uno spettrofotometro Vis-NIR compatto da banco (QS_200, UNITEC spa) che lavora nel range spettrale compreso tra i 600 e i 1200 nm. Gli spettri sono stati acquisiti utilizzando una fibra ottica a riflettanza diffusa posizionata direttamente sul campione. Creazione di un modello di calibrazione per la stima del grado Brix (200 mele); Classificazione delle mele in ACERBE e MATURE in funzione del Brix stimato dallo spettrofotometro Vis-NIR (circa 600 mele per ciascuna cultivar); Conservazione delle mele classificate in atmosfera controllata: O 2 =1%, CO 2 =2.5-3% per Golden Delicious; O 2 =1%, CO 2 =1% per Stark Red Delicious). FASE II: Valutazione della conservabilità delle mele nel corso della shelf life Prelievi mensili per circa 6 mesi: ad ogni campionamento sono stati prelevati 10 frutti acerbi e 10 maturi di entrambe le cultivar Misurazione del contenuto di solidi solubili con rifrattometro; Determinazione della consistenza mediante dinamometro Instron; Valutazione del colore della buccia con colorimetro tristimolo; Determinazione del contenuto di sostanze antiossidanti (polifenoli totali, anticiani totali, flavonoidi totali e attività antiossidante); Valutazione delle modificazioni molecolari con spettroscopia FT-NIR; Valutazione del profilo aromatico mediante naso elettronico.

4 I parametri considerati presentano variazioni modeste per tutto il periodo della shelf life; Le differenze inizialmente evidenziate per le due classi di maturazione ( Bx, consistenza, polifenoli totali, flavonoidi e potere antiossidante) permangono anche nel corso dello stoccaggio; Per entrambe le cultivar, le mele appartenenti alla classe 1 (acerbe) presentano un contenuto zuccherino inferiore a quello delle mele della classe 2 (mature); In entrambe le classi di maturazione si evidenzia un andamento decrescente del valore di energia di penetrazione della polpa; Le mele Golden Delicious, di entrambe le classi di maturazione, presentano una diminuzione modesta ma statisticamente significativa della concentrazione delle sostanze antiossidanti a fine conservazione. Le mele Strak Red Delicius non presentano variazioni significative RISULTATI Solidi Solubili Polifenoli totali

5 RISULTATI SPETTROSCOPIA NIR Gli indici analitici e i dati spettrali FT-NIR acquisiti nel corso della conservazione sono stati sottoposti ed elaborazione statistica mediante regressione parziale dei minimi quadrati (PLS). Sono state ottenute rette di regressione tra i dati spettrali e i principali parametri chimico-fisici. Variabile dipendente Solidi solubili ( Bx) Energia di penetrazione della polpa (J) Polifenoli totali (mg/kg ac. gallico) Flavonoidi totali (mg/kg ac. gallico) Potere antiossidante (µmoli Trolox/g) Pretrattamento dati PLS Golden Delicious N di fattori Calibrazione Cross-validazione r cal RMSEC r cv RMSECV SNV-d SNV-d SNV , SNV-d SNV

6 PLS Stark Red Delicious Variabile dipendente Solidi solubili ( Bx) Energia di penetrazione della polpa (J) Antociani toali (mg/kg ac. gallico) Potere antiossidante (µmoli Trolox/g) Pretrattamento dati N di fattori Calibrazione Cross-validazione r cal RMSEC r cv RMSECV SNV-d SNV-d SNV SNV I modelli di regressione per la cultivar Golden Delicious presentano buoni coefficienti di correlazione e bassi errori in cross-validazione per solidi solubili e consistenza della polpa, mentre discreti valori di coefficienti di correlazione sono stati ottenuti per gli indici fenolici, in particolare per polifenoli totali, flavonoidi e potere antiossidante. Anche le rette di regressione ottenute per la varietà Stark Red Delicious presentano coefficienti di correlazione discreti (rcv>0.9) e bassi errori in cross-validazione per solidi solubili, consistenza della polpa, antociani totali e potere antiossidante.

7 RISULTATI SPETTROSCOPIA NIR La spettroscopia FT-NIR si è rivelata idonea anche per discriminare i campioni durante la conservaizone, per le due classi di maturazione. L analisi discriminante lineare (LDA), applicata dopo selezione delle variabili maggiormente correlate, permette di classificare i campioni in funzione del tempo di conservazione. La percentuale media di corretta classificazione in cross-validazione è risultata elevata (> 80%) per entrambe le cultivar e le due classi di maturazione. Golden Delicious Acerbe Golden Delicious Mature Stark Red Delicious Acerbe Stark Red Delicious Mature

8 RISULTATI NASO ELETTRONICO Capacità del naso elettronico di distinguere, per ogni tempo di conservazione, i campioni maturi dagli acerbi.

9 RISULTATI NASO ELETTRONICO L analisi discriminante lineare (LDA), applicata dopo selezione delle variabili maggiormente correlate, permette di classificare i campioni in funzione del tempo di conservazione. La percentuale media di corretta classificazione in cross-validazione è risultata elevata (> 90%) per entrambe le cultivar e le due classi di maturazione. Naso elettronico si è rivelato idoneo nel classificare i campioni in funzione del tempo di conservazione Golden Delicious Acerbe Golden Delicious Mature

10 CONCLUSIONE La spettroscopia Vis-NIR, quale tecnica di caratterizzazione non distruttiva, si è rivelata adatta alla classificazione delle mele in classi di maturazione; Le due classi di maturazione, acerbe e mature, si mantengono distinte per tutto il periodo di conservazione; La valutazione delle caratteristiche qualitative, effettuata con tecniche di analisi tradizionali, indica che non vi sono variazioni significative per tutto il periodo di shelf-life; le condizioni di conservazione adottate sono idonee a preservare tutte le caratteristiche nutraceutiche e qualitative delle mele di entrambe le cultivar; La spettroscopia FT-NIR ed il naso elettronico si sono rivelati idonei a seguire l evoluzione dei campioni nel corso della conservazione.