PRIN 2009 UR UNIMI per esteso 1 Obiettivo della ricerca eseguita A) Acquisizione degli spettri UV-VIS, FT-NIR e FT-IR dei campioni di oli extravergini di oliva (OEVO) con caratteristiche di tipicità e di oli di nocciola spremuti a freddo. Gli spettri di OEVO acquisiti sono correlati con alcuni indici analitici, determinati dalle altre unità partecipanti al progetto (valutazione sensoriale, profilo polifenolico e aromatico), allo scopo di creare modelli di regressione in grado di fornire il profilo qualitativo di oli incogniti sottoposti a determinazione spettroscopica. Gli spettri acquisiti saranno anche utilizzati per gli studi di tipicità, al fine di creare modelli di discriminazione e classificazione. B) Valutazione dell attitudine alla frittura di oli vergini di girasole (OG). L attitudine alla frittura di OG, convenzionali e ad alto oleico viene valutata mediante prove di frittura ad immersione di patate. Gli oli impiegati verranno analizzati prima e durante la frittura valutando i composti polari totali e polimerici, l'acidità, i tocoferoli, la viscosità, il colore ( CIE L*a*b*) e la cinetica di degradazione dell'olio tramite esame spettroscopico nell UV-VIS e nel vicino e medio IR. Sulle patate fritte si effettuerà la valutazione della percentuale di olio adsorbito, della consistenza e del colore strumentale 2 Descrizione della ricerca eseguita A) E stata valutata l applicabilità della spettroscopia NIR e MIR all identificazione dell origine geografica (Nord, Centro, Sud e Isole) e della tipologia (blend o monovarietali) di diversi oli extra vergine d oliva (245 campioni provenienti da concorsi nazionali) ed è stata indagata la possibilità di classificare gli oli in base al livello del descrittore sensoriale fruttato. I dati spettrali sono stati mediati e pre-trattati con diversi algoritmi matematici (MSC, SNV, derivate). I campioni sono stati classificati mediante LDA, sia utilizzando le 30 variabili indipendenti più correlate alla classe di appartenenza dei campioni (algoritmo SELECT), sia lavorando in componenti principali. Tutti i modelli LDA sono stati validati sia in cross-validazione (CV) che utilizzando external set. Per quanto riguarda gli spettri FT-NIR, le percentuali di corretta classificazione in predizione esterna sono risultate comprese tra il 56 ed il 59% per l origine geografica, tra il 67 e il 75% per la tipologia e tra il 71 ed il 77% per il livello di fruttato. Con i dati FT-IR, invece, l abilità predittiva è risultata compresa tra il 64 e il 70% per l origine, tra il 66 e il 73% per la tipologia e tra il 61 ed il 72% per il fruttato. I risultati ottenuti pur non essendo del tutto soddisfacenti, permettono di proporre l analisi spettroscopica per una preliminare classificazione degli oli extra vergini di oliva sia in base all origine geografica e alla tipologia, che in base al descrittore fruttato. In caso di sospetta contraffazione si potrà procedere con controlli analitici più puntuali. I modelli ottenuti potranno essere migliorati analizzando un numero superiore di campioni. B) Si sono confrontati, attraverso diversi indici di qualità, i comportamenti durante la frittura ad immersione di due oli di semi di girasole vergini a differente composizione acidica,.si trattava di un olio di girasole convenzionale (OG1) ad alto contenuto di acido linoleico (60%) e di un olio di girasole ad alto contenuto di acido oleico (87%) (OG2). Le prove di frittura di patate a bastoncino sono state condotte in una friggitrice domestica per 18 h realizzando due repliche di frittura per ciascun olio. I due oli di girasole hanno mostrato cinetiche di degradazione ossidativa differenti, evidenziate dalle diverse velocità di formazione dei composti polari, dei polimerici e dei dieni coniugati, che sono risultate maggiori nell olio più insaturo (OG1). Al contrario, il processo idrolitico, evidenziato dallo sviluppo di acidità libera, non
è risultato differente per i due oli. In accordo con precedenti sperimentazioni, le cinetiche di degradazione dei tocoferoli ( - e -tocoferolo) sono risultate più veloci nell olio con un minor grado di insaturazione (OG2). Per quanto riguarda la spettroscopia IR, attraverso l elaborazione chemiometrica degli spettri MIR e NIR è stato possibile costruire delle cinetiche in grado di descrivere l andamento dei fenomeni che avvengono in frittura. I due range spettrali hanno evidenziato fenomeni differenti, probabilmente legati allo stato ossidativo dell olio nel caso del NIR e alla degradazione dei tocoferoli nel caso del MIR. La cinetica di adsorbimento dell olio da parte della patate durante la frittura non è risultata essere influenzata dalla tipologia di olio, come pure le caratteristiche di consistenza. Gli oli vergini utilizzati, hanno mostrato entrambi una buona attitudine alla frittura, anche se l olio ad alto oleico risulta meglio sopportare trattamenti di frittura ripetuti 3 Problemi riscontrati nel corso della ricerca Risultati scientifici conseguiti 4 Realizzazione di nuova strumentazione scientifica e/o di dispositivi avanzati 5 Messa in opera di metodologie scientifiche avanzate A) I risultati ottenuti risentono del fatto che i campioni analizzati non sono stati sufficientemente numerosi e rappresentativi delle diverse aree geografiche. B) Non è stato possibile eseguire le prove di frittura su tutti i campioni originalmente previsti, cioè oli estratti con procedura a umido, in quanto tali oli non sono stati prodotti in quantità sufficiente da UNIVPM. 1) valutazione del comportamento chimico, chimico-fisico e sensoriale di oli di girasole tradizionale ed ad alto oleico durante il processo di frittura. 2) messa a punto di metodiche di spettroscopia NIR e MIR per la classificazione degli oli extravergini di oliva 6 Altro - Formazione di personale con competenze specifiche nel settore della produzione ed analisi di oli di oliva e di semi spremuti a freddo da parte di tutte le U.R. - creazione di banche dati chimico-analitiche e sensoriali relative a marker di qualità e tipicità di oli vergini, sia da olive che da semi Prodotti realizzati
7 Pubblicazioni scientifiche: (indicare pubblicazione con autori, titolo, tipo di pubblicazione -monografia, libro di testo, capitolo di libro, rivista, atti di congressi, corpora, relazioni su invito, - e se soggetta a processo di revisione) 8 Tesi di dottorato collegate 2013 Atti del Convegno internazionale NIR 2013-16th International Conference on Near Infrared Spectroscopy presentazione poster "Application of NIR and MIR spectroscopy to extra virgin olive oil classification" Ernestina Casiraghi, Alessandra Bendini, Cristina Alamprese. La Grande-Motte (France), 2-7 luglio 2013. 9 Realizzazione di prototipi Non previsti 10 Brevetti realizzati nell ambito del Non previsti progetto 11 Sintesi di nuove molecole e/o di materiali artificiali 12 Sviluppo di software open source o Non previsti commerciale (dare titolo del programma, numero di linee di codice, uso previsto, link al website dove il software si trova, ) 13 Altro Tesi magistrale CdL Scienze e Tecnologie Alimentari dal titolo Fenomeni degradativi di due oli di girasole a diverso livello di insaturazione durante la frittura ad immersione presentata dalla dott.ssa Elisa Messa nell anno accademico 2011-2012. Relatore: prof.ssa Margherita Rossi. Correlatore: dott.ssa Cristina Alamprese. Tesi triennale CdL Scienze e Tecnologie Alimentari dal titolo Applicazione della spettroscopia IR alla classificazione di oli extra vergini di oliva presentata dalla dott.ssa Valeria Fodri nell anno accademico 2011-2012. Relatore: dott.ssa Cristina Alamprese; Correlatore: prof.ssa Ernestina Casiraghi. Tesi triennale CdL Scienze e Tecnologie Alimentari dal titolo Caratteristiche di patate fritte in olio di girasole a basso ed alto oleico presentata dal dott.ssa Eleonora Grado nell anno accademico 2011-2012. Relatore: dott.ssa Cristina Alamprese; Correlatore: prof.ssa Margherita Rossi. Realizzazione di nuovi network e collaborazioni 14 Accordi di collaborazione con organizzazioni scientifiche nazionali
15 Accordi di collaborazione con imprese nazionali 16 Accordi di collaborazione con organizzazioni scientifiche 17 Accordi di collaborazione con imprese 18 Altro 19 Note DIFFUSIONE DEI DATI SCIENTIFICI Informazione 20 Pubblicazioni (escluse quelle con referaggio) 21 Depliant Si è optato soprattutto per la paperless di diffusione dei risultati; dal sito istituzionale del Dipartimento universitario del coordinatore nazionale è scaricabile il materiale scientifico attinente al progetto 22 CD-Rom Non sono stati prodotti CD-ROm poichè dal sito istituzionale del Dipartimento universitario del coordinatore nazionale è scaricabile il materiale scientifico attinente al progetto 23 Altro - Poster cartacei presentati a convegni nazionali ed da parte di tutte le unità di ricerca -programma cartaceo e digitale del convegno finale di disseminazione dei risultati PRIN, svoltosi ad Ancona l 11 Ottobre 2013 presso il Dipartimento di Scienze Agrarie, Alimentari ed Ambientali Università Politecnica delle Marche (vedi allegati) Realizzazione/partecipazione a eventi 24 Organizzazione di congressi 25 Comunicazioni a congressi nazionali 2013 - workshop nazionale Dal 1963 al 2013, da Umberto Pallotta, Pompeo Capella e Edoardo Turchetto in poi: i lipidi in 50 anni di ricerca Progetti: PRIN 2009 e Industria 2015 (Made in Italy)" presentazione orale " Applicazione della spettroscopia IR alla classificazione di oli vergini di oliva." Ernestina Casiraghi, Cristina Alamprese. Ancona, 10-11 ottobre 2013. 2013 - workshop nazionale Dal 1963 al 2013, da Umberto Pallotta, Pompeo Capella e Edoardo Turchetto in
poi: i lipidi in 50 anni di ricerca Progetti: PRIN 2009 e Industria 2015 (Made in Italy)" presentazione orale Prestazioni di oli vergini di girasole a diverso livello di insaturazione durante la frittura ad immersione Margherita Rossi, Cristina Alamprese, Simona Ratti. Ancona, 10-11 ottobre 2013. 26 Comunicazioni a congressi 27 Altro 2013 - Convegno internazionale NIR 2013-16th International Conference on Near Infrared Spectroscopy presentazione poster "Application of NIR and MIR spectroscopy to extra virgin olive oil classification" Ernestina Casiraghi, Alessandra Bendini, Cristina Alamprese. La Grande-Motte (France), 2-7 luglio 2013. 2013 Convegno internazionale 11th Euro Fed Lipid Congress presentazione poster Influence of sunflower oil unsaturation level on French fries characteristics. Cristina Alamprese, Margherita Rossi, Ernestina Casiraghi. Antalya (Turchia), 27-30 October 2013. 2013 Convegno internazionale 11th Euro Fed Lipid Congress presentazione poster Frying stability of virgin sunflower oils with different unsaturation levels. Margherita Rossi, Ernestina Casiraghi, Simona Ratti, Cristina Alamprese, Antalya (Turchia), 27-30 October 2013. Divulgazione scientifica online 28 Creazione di siti Anzichè creare un sito apposito, si è optato per il sito istituzionale del Dipartimento universitario del Coordinatore nazionale (www.agraria.univpm.it, alla voce 'produzione scientifica internazionale') 29 Creazione di pagine web Il sito web istituzionale del Dipartimento universitario del coordinatore nazionale (www.agraria.univpm.it), alla voce Produzione scientifica internazionale, ospita la maggior parte del materiale scientifico scaturito dal progetto con documenti scaricabili dal sito. 30 Altro 31 Note Notiziario dei Georgofili n. 8, 2013 (http://www.georgofili.it/download/1360.pdf, a pag. 8-9)