CONSORZIO RICERCA FILIERA LATTIERO CASEARIA RAGUSA. Programma Operativo PSR 124 Campania

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Diana Raimondi
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1 RAGUSA Programma Operativo PSR 124 Campania UN NUOVO MODELLO PER RIVITALIZZARE LA FILIERA DEL LATTE BOVINO. Il LATTE NOBILE Acronimo NOBILAT ALLEGATO C1 CARATTERIZZAZIONE DEI PROFILI AROMATICI (in grassetto-corsivo le aziende dei produttori primari Nobilat) Il Responsabile Scientifico CORFILAC - Prof. Giuseppe Licitra - Relazione al 31 dicembre 2011

Il LATTE NOBILE Acronimo NOBILAT ALLEGATO C1 CARATTERIZZAZIONE DEI PROFILI AROMATICI

2 1 CARATTERIZZAZIONE DEI PROFILI AROMATICI DEL LATTE ALIMENTARE E DEI FORMAGGI TRAMITE L UTILIZZO DELLO SMART NOSE E GAS CROMATOGRAFIA OLFATTOMETRICA (PERIODO APRILE SETTEMBRE 2013) I campioni di latte Nobilat sono stati analizzati al fine di determinare i profili aromatici mediante l utilizzo dello SMart Nose, Gas Cromatografia Olfattometrica (GC/O) e Spettrometria di Massa (GC/MS). Preparazione dei campioni di latte I campioni di latte pervenuti presso i laboratori del CoRFiLaC sono stati aliquotati in vials da 50 ml e congelati a -20 C fino al momento delle analisi allo SMart Nose a GCO. Studio del fingerprint volatile mediante SMart Nose Nel periodo compreso tra Aprile e Dicembre 2011, 10 campioni di latte (un campione di latte di massa e nove campioni singolarmente prelevati dalle aziende zootecniche A-L) sono stati analizzati mediante SMart Nose, al fine di determinare l impronta volatile di ciascun campione. Lo SMart Nose è un naso elettronico basato sulla spettrometria di massa, che permette l analisi diretta dei composti organici volatili dello spazio di testa di campioni liquidi o solidi. Aliquote di 4mL di campioni di latte Nobilat sono state poste all interno di vial da 10mL chiuse con tappo ermetico dotato di setto in silicone-ptfe. Ciascun campione è stato preparato in triplicato e collocato nell autocampionatore in maniera random, al fine di evitare che eventuali composti volatili molto più concentrati, se presenti in alcuni campioni, potessero influenzare l analisi dei campioni successivi. Le vial sono state incubate per 30 min a 60 C sotto agitazione. I composti volatili sono stati estratti mediante una siringa e iniettati all interno dello MS a quadrupolo senza separazione gascromatografica. Il set di dati ottenuti (frammenti ionici) sono stati trasformati utilizzando il software in dotazione con lo SMart Nose e sottoposti all analisi delle componenti principali (PCA).

Preparazione dei campioni di latte I campioni di latte pervenuti presso i laboratori del CoRFiLaC sono stati aliquotati in vials da 50 ml e congelati a -20 C fino al momento delle analisi allo SMart

3 I risultati dei campioni prelevati nel mese di Febbraio sono riportati in figura 1. L analisi delle componenti principali (PCA) dei dati ottenuto dallo SMart Nose ha mostrato una discreta separazione tra i 10 campioni di latte (PC1 56,68%; PC2 15,13%). Nello specifico, la PCA ha mostrato una buona discriminazione per i campioni di latte delle aziende D e I dalle restanti aziende, suggerendo che tali campioni di latte presentano profili volatili differenti tra loro. I campioni di latte prelevati dalle aziende G e C non hanno presentato netta separazione, suggerendo una buona similitudine dei relativi profili volatili. Infine, come atteso, il campione di latte di massa si è posizionato al centro dello score plot, rispetto alla nuvola dei campioni. Figura 1. PCA di n 1 campione di latte di massa e n 9 campioni di latte delle aziende A-L.

Nello specifico, la PCA ha mostrato una buona discriminazione per i campioni di latte delle aziende D e I dalle restanti aziende, suggerendo che tali campioni di latte presentano profili volatili

4 In figura 2 sono riportati i risultati relativi ai campioni di latte prelevati nel mese di Novembre. Figura 2. PCA di n 9 campioni di latte delle aziende A-L. Nello score plot riportato in figura 2 vengono visualizzati i campioni di latte prelevati presso le singole aziende nel mese di novembre. L analisi PCA dei dati ottenuti allo SMart Nose ha mostrato una discreta separazione tra i 9 campioni di latte (PC1 45,67%; PC2 20,20%). Nello specifico, ha mostrato una buona discriminazione per i campioni di latte dell aziende D rispetto alle altre otto aziende. Tale risultato suggerisce che i campioni di latte di tale azienda presentano profili volatili differenti rispetto agli altri campioni di latte. Inoltre, i campioni di latte prelevati dalle aziende E e C hanno mostrato una parziale separazione dalle altre aziende, suggerendo che tali campioni presentano profili aromatici simili tra loro e differenti rispetto alle aziende A, B, D, F, G, H, I ed L.

L analisi PCA dei dati ottenuti allo SMart Nose ha mostrato una discreta separazione tra i 9 campioni di latte (PC1 45,67%; PC2 20,20%).

5 2 STUDIO DELLE COMPONENTI VOLATILI CON ODORE ATTIVO MEDIANTE GASCROMATOGRAFIA Olfattometrica e Spettrometria di Massa. Estrazione delle componenti volatili con odore attivo L estrazione aromatica è una fase di estrema importanza e può rappresentare una delle maggiori fonti di errore nell analisi degli aromi (Bosset et al., 1995). Esistono numerose tecniche di estrazione dei composti volatili, ma nessun metodo risulta essere ideale a causa delle differenti proprietà chimico-fisiche di tali composti e delle relazioni esistenti con la matrice. Per tale ragione, nel periodo compreso tra Aprile e Dicembre 2011, sono state utilizzate differenti tecniche estrattive al fine di verificare quali tra tutte fosse la più efficace per l ottenimento del migliore profilo aromatico dei campioni di latte. Nello specifico, è stata utilizzata la tecnica di micro estrazione in fase solida dello spazio di testa statico del campione (SPME), la tecnica estrazione dello spazio di testa dinamico del campione Purge and Trap e la tecnica di estrazione con l uso di solvente, distillazione in corrente di vapore. Tra tutte, la distillazione in corrente di vapore ha permesso di ottenere i migliori profili aromatici per ciascun campione di latte Nobilat. La distillazione in corrente di vapore è la tecnica più idonea per l isolamento di sostanze volatili quali l acetaldeide, etanolo, diacetile e acetoino nei prodotti lattiero-caseari e nello specifico nel latte (Xanthopoulos et al, 1994). Analisi delle componenti volatili con odore attivo mediante Gas Cromatografia Olfattometrica (GC/O) e Spettrometria di Massa (GC/MS) La Gascromatografia Olfattometrica (GC/O) (Acree et al.,1976), permette la separazione dei composti volatili mediante Gas Cromatografica che vengono rilevati e caratterizzati mediante il naso umano, rivelatore finale dello strumento. La gascromatografia olfattometrica può essere

6 applicata allo studio di numerosi alimenti e può spiegare quali composti volatili contribuiscono maggiormente al loro caratteristico flavor; può essere inoltre utile nella selezione di composti volatili che servono a monitorare i cambiamenti durante la shelf-life di un prodotto, in quanto permette di determinare la presenza di odori sgradevoli identificati come off-flavors. Lo studio effettuato sulle differenti tecniche di estrazione, ha permesso di scegliere tra tutte la distillazione in corrente di estrazione mediante la quale sono stati ottenuti i migliori e più ricchi profili aromatici dei campioni di latte. In figura 3a e 3b sono riportati i profili aromatici dei campioni di latte delle aziende I e D, rispettivamente. Dallo screening preliminare effettuato allo SMart Nose, tali campioni di latte hanno mostrato una buona discriminazione nello score plot, suggerendo di possedere un impronta volatile differente. L analisi olfattometrica ha confermato i risultati ottenuti allo SMart Nose ed ha permesso di approfondire tali differenze mediante l identificazione delle molecole volatili con odore attivo (VOCs) dei profili aromatici dei due campioni di latte. Nello specifico, il campione di latte dell azienda I (fig. 3a) ha mostrato un profilo aromatico più ricco (37 VOCs) rispetto al latte proveniente dall azienda D (23 VOCs) (fig. 3b). In dettaglio, il profilo aromatico del campione di latte proveniente dall azienda I è stato caratterizzato da note odorose di burro, erbaceo (aglio, erba tagliata, fieno, cetriolo), fruttato (mela e arancia), note dolci e latte caldo, odori sgradevoli di plastica e bruciato, patata, tostato, nocciola, fritto, funghi e speziato. Il profilo aromatico del campione di latte proveniente dall azienda D è stato caratterizzato da note odorose di burro, erbaceo (erba tagliata, fresco, fieno, cetriolo), fruttato (arancia), latte caldo, odori sgradevoli non definite, patata, tostato, nocciola, fritto, funghi e speziato. La differenza tra i due profili aromatici è stata riscontrata nel numero di VOCs e nelle intensità di percezione di ciascuna molecola volatile con odore attivo.

Lo studio effettuato sulle differenti tecniche di estrazione, ha permesso di scegliere tra tutte la distillazione in corrente di estrazione mediante la quale sono stati ottenuti i migliori e più

7 Figura 3a profilo aromatico campione latte azienda I

8 Figura 3b profilo aromatico campione latte azienda D

9 Le analisi preliminari fino ad ora effettuate hanno permesso di verificare l abilità dello SMart Nose e dell analisi olfatto metrica mediante GCO di discriminare i campioni di latte Nobilat dal punto di vista aromatico. Ulteriori analisi verranno eseguite al fine di verificare l effetto dell alimentazione sui profili aromatici dei campioni di latte oggetto di studio di tale progetto.

10 Bibliografia di riferimento Acree TE, Butts RM, Nelson RR Sniffer to determine the odour of gas chromatographic effluents. Anal Chem 48: Bosset, J.O., R. Gauch, R. Mariaca, B. Klein Comparison of various sample treatments for the analysis of volatile compounds by GC-MS: application to the Swiss Emmental cheese. Mitt. Geb. Lebensmittelunters Hig. 86, Xanthopoulos, V., D. Picque, N. Bassit, C.Y. Boquien, and G. Corrieu Methods for the determination of aroma compounds in dairy products: a comparative study. J. Dairy Res. 61,

Comparison of various sample treatments for the analysis of volatile compounds by GC-MS: application to the Swiss Emmental cheese. Mitt. Geb.

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