Università degli Studi di Napoli Federico II Corso di Laurea in Scienze della Nutrizione Umana Corso di: Chimica degli Alimenti Acque potabili e minerali Prof. Gian Carlo Tenore a.a. 2015-16 1
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IDROGEOLOGIA Una volta giunta al suolo l acqua inizia il ciclo idrologico 1-scorrimento sulla superficie terrestre 2-penetrazione nel suolo, assorbimento 3-evaporazione, per effetto fisico o per meccanismi biologici (fitotraspirazione) 3
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NOMENCLATURA ED ORIGINE DELL ACQUA Acqua cosmiche (ottenute per reazione diretta tra idrogeno ed ossigeno) Acque fossili (acque rimaste imprigionate negli interstizi delle rocce sedimentarie che possono affiorare alla superficie spontaneamente o artificialmente) Acque juvenili o magmatiche (acque che non sono mai entrate nel ciclo idrologico, non hanno mai raggiunto la zona superficiale) 6
LE ROCCE Rocce permeabili sono le rocce clastiche (ghiaie, sabbie, rocce vulcaniche) che hanno la capacità di trattenere l acqua e costituiscono le cosiddette rocce serbatoio Rocce semipermeabili sono formazioni che possono racchiudere l acqua, ma non sono capaci di cederne in quantità significativa (argilla, marne, scisti) Rocce impermeabili non liberano acqua, come i graniti 7
Acque potabili Acque minerali 8
Acque potabili Per acqua potabile si intende un acqua che presenti le caratteristiche previste dalla legge per il consumo umano. Le acque potabili sono distribuite da acquedotti pubblici, consortili o privati 9
Acque potabili Le acque potabili sono distribuite da acquedotti pubblici, consortili o privati 10
1,5 5,0 1,5 0,50 1,0 --- Direttiva 98/83/CE 0,02 45,0 10,0 Direttiva 2003/40/CE 11
20 10 10 10 5 Direttiva 98/83/CE Direttiva 2003/40/CE 12
EFSA (European Food Safety Authority) parere adottato il 22.06.2005 Boro: max 1,5 mg/l 1-14 anni Fluoro: max 1,5 13
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Acque minerali 16
ACQUE MINERALI Statistiche 2009-2010 Nel mondo, 200 miliardi di litri Consumo italiano: ~ 110 L/abitante 17
Utilizzazione da bere alimentazione per particolari categorie di persone terapeutica 18
ACQUE MINERALI Secondo la legge italiana D.M. 1.2.1983 (G.U. CEE L 229) sono considerate acque minerali: -Acque batteriologicamente pure, che abbiano per origine una falda (o un giacimento sotterraneo) e provengano da una sorgente con una o più emergenze naturali o perforate. -Acque che vengano adoperate sia per bere che per le loro eventuali proprietà terapeutiche 19
Si distinguono dall acqua potabile per: -la loro natura (tenore in minerali, oligoelementi od altri costituenti) -la loro purezza originaria Le caratteristiche devono essere valutate sui piani: geologico ed idrogeologico, fisico, chimico, chimico-fisico e microbiologico, se necessario farmacologico e fisiologico 20
ANALISI CHIMICA, CHIMICO- FISICA E MICROBIOLOGICA DELLE ACQUE MINERALI In Italia le analisi delle acque minerali vengono eseguite secondo lo schema approvato dal Ministero della Sanità 21
Colore Limpidezza Odore Sapore Parametri generali 22
Determinazioni chimico-fisiche Temperatura dell acqua Temperatura dell aria esterna Abbassamento crioscopico Pressione osmotica Conducibilità elettrica specifica Concentrazione ioni idrogeno (ph) 23
Gas disciolti Gas totali disciolti in 1 litro di acqua alla temperatura della sorgente e ridotti a 0 C e 760 mm Hg: ANIDRIDE CARBONICA OSSIGENO AZOTO GAS RARI ALTRI GAS (IDROGENO SOLFORATO, ECC.) 24
Parametri indesiderabili e non ammessi Metalli pesanti Anioni azotati Agenti tensioattivi IPA PCB Antiparassitari Composti organoalogenati 25
Analisi microbiologica Coliformi a 37 C per 24 h prima semina Coliformi a 37 C per 24 h seconda semina Coliformi a 44 C per 24 h prima semina Coliformi a 44 C per 24 h seconda semina Streptococchi fecali a 37 C per 48 h prima semina Streptococchi fecali a 37 C per 48 h seconda semina Spore di clostridi solfito riduttore Staphylococcus aureus Pseudomonas aeuruginosa Carica microbica a 37 C per 24 h prima semina (< 5 UFC/mL) Carica microbica a 37 C per 24 h seconda semina (< 5 UFC/mL) Carica microbica a 20 C per 72 h prima semina (< 20 UFC/mL) Carica microbica a 20 C per 72 h seconda semina (< 20 UFC/mL) 26
Direttiva 2003/40/CE Autorizzazione al ricorso a trattamenti a base di aria arricchita di ozono per eliminare i residui di alcuni metalli pesanti (ferro, manganese, zolfo) e dell arsenico 27
Classificazione in base al residuo fisso Minimamente mineralizzata Oligominerale Minerale Ricca in sali minerali < 50 mg/l < 500 mg/l 500<r< 1500 mg/l > 1500 mg/l 28
TEMPERATURA La temperatura dell acqua viene influenzata: Dall origine Dalla profondità (grado geotermico) Da variazioni termiche giornaliere e stagionali 29
Classificazione in base alla temperatura Acque fredde con temperatura alla sorgente inferiore a 20 C Acque calde con temperatura alla sorgente superiore a 20 C a) Ipotermali con temperatura tra 20-30 C b) Isotermali con temperatura tra 30-40 C c) Ipertermali con temperatura superiore a 40 C 30
CLASSIFICAZIONE IN BASE ALLA PRESSIONE OSMOTICA Acque minerali ipotoniche (p<-0,55) Acque minerali isotoniche (-0,55<p<-0,58) Acque minerali ipertoniche (p>-0,58) 31
CLASSIFICAZIONE IN BASE ALLA RADIOATTIVITÀ ALLA SORGENTE DEBOLMENTE RADIOATTIVE = DA 1 A 30 MmC/L RADIOATTIVE = DA 30 A 150 MmC/L FORTEMENTE RADIOATTIVE > 150 MmC/L C=Curie (quantità di emanazione in equilibrio radioattivo con 1g di radio) MmC=Millimicrocurie (miliardesima parte di curie) 32
Emanazione disciolte Radio Radon (emanazione Radio) Torio Toron (emanazione Torio) Attinio Actinon (emanazione Attinio) 1622 anni raro 3,825 giorni frequente 3,64 giorni..molto raro 52 secondi raro 11,68 giorni.molto raro 92 secondi...molto raro 33
Studi clinici e farmacologici 34
CLASSIFICAZIONE TERAPEUTICA Classificazione GUIDI (1938) Classificazione PISANI (1956) Acque diuretiche Acque purgative Acque antiflogistiche Acque ricostituenti Acque stimolanti Acque sedative Acque risolventi Acque ricostituenti Classificazione FEDERICI (1979) Acque diuretiche Acque stimolanti e/o equilibranti Acque purgative Acque antiflogistiche e risolventi Acque tonico-ricostituenti Acque depurative-disintossicanti 35
Etichetta 36
ETICHETTA Rappresentazione dei dati analitici 1 colonna: nome dello ione 2 colonna: simbolo o formula 3 colonna: unità di misura (mg/l) 4 colonna: valore 37
Etichetta: indicazioni obbligatorie Risultati delle analisi chimiche, fisiche e batteriologiche Data delle analisi (da aggiornarsi ogni 5 anni) Data e numero DM di autorizzazione Titolare dell autorizzazione Data di imbottigliamento Contenuto in volume Qualità salienti per uso curativo e igienico Eventuale addizione di CO 2 38
Etichetta: indicazioni obbligatorie In caso di trattamento con ozono: Acqua sottoposta a una tecnica (autorizzata) di ossidazione all aria arricchita di ozono 39
ETICHETTA In caso di fluoro > 1,5 mg/l: Contiene più di 1,5 mg/l di fluoro: non è opportuno il consumo regolare da parte dei lattanti e dei bambini di età inferiore a 7 anni 40
ETICHETTA Possono essere riportate le seguenti menzioni: minimamente mineralizzata oligominerale o leggermente mineralizzata 41
ETICHETTA - ricca in sali minerali - contenente bicarbonato se il tenore in bicarbonato è superiore a 600 mg/l - solfata se il tenore dei solfati è superiore a 200 mg/l 42
ETICHETTA - clorurata se il tenore di cloruro è superiore a 200 mg/l - calcica se il tenore in calcio è superiore a 150 mg/l - magnesiaca se il tenore in magnesio è superiore a 50 mg/l - fluorurata o contenente fluoro se il tenore in fluoro è superiore a 1.5 mg/l 43
ETICHETTA - ferruginosa o contenente ferro, se il tenore di ferro bivalente è superiore a 1 mg/l - acidula, se il tenore di anidride carbonica libera è superiore a 250 mg/l - sodica, se il tenore di sodio è superiore a 200 mg/l 44
ETICHETTA - indicata nelle diete povere di sodio, se il tenore di sodio è inferiore a 20 mg/l -microbiologicamente pura 45
Acque minerali italiane povere di sodio Acqua S. Bernardo (Sorgente Rocciaviva): 0.6 mg/litro Acqua S. Bernardo (Sorgente Della Rocca): 0.7 mg/litro Acqua Flavia (Sorgente Flavia): 0.7 mg/litro Acqua Sant Anna (Sorgente di Vinadio): 0.9 mg/litro Acqua Recoaro (Sorgente Lora): 0.9 mg/litro Acqua Bernina (Sorgente Bernina): 0.9 mg/litro Acqua Lauretana (Sorgente Lauretana): 1.1 mg/litro Acqua Monterosa (Sorgente Graglia): 1.2 mg/litro Acqua CRAI (Sorgente Seccarezze): 1.3 mg/litro Acqua Norda (Sorgente AcquaChiara): 1.4 mg/litro Acqua Sant Anna (Sorgente Rebruant): 1.8 mg/litro Acqua Levissima: 1.8 mg/litro Acqua Vera (Sorgente Fonte in Bosco): 2 mg/litro Acqua Pejo (Sorgente Fonte Alpina): 2 mg/litro Acqua Norda (Sorgente Daggio): 2.3 mg/litro Acqua Frisia (Sorgente Frisia): 2.57 mg/litro Acqua Norda (Sorgente ducale): 3.2 mg/litro Acqua Luna (Sorgente Luna): 3.5 mg/litro Acqua Rocchetta (Sorgente Rocchetta): 4.66 mg/litro 46
ETICHETTA - altre menzioni concernenti le proprietà favorevoli alla salute, sempre che dette menzioni non attribuiscano all acqua minerale naturale proprietà per la prevenzione e cura di patologie 47
Azioni terapeutiche Acque purgative (ricche in sali minerali) Acque diuretiche (minimamente mineralizzate ed oligominerali 48
Azioni fisiologiche CO 2 stimolazione secrezione gastrica HCO 3 - fortifica quantità secreta dal pancreas SO 4 2- influenza la secrezione biliare Ca 2+ migliora digestione lipidica (lipidi latte) 49
ETICHETTA Possono essere riportate una o più delle seguenti indicazioni: - può avere effetti lassativi - può avere effetti diuretici - indicata per l alimentazione dei neonati - indicata per la preparazione degli alimenti dei neonati 50
ETICHETTA - stimola la digestione o menzioni analoghe - può favorire le funzioni epatobiliari o menzioni analoghe -le eventuali indicazioni d uso -le eventuali controindicazioni 51
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Utilizzazione Da bere Sostitute dell acqua potabile 54
Idrosommelier Carte delle acque PORTATE Piatti delicati Brasato spezzatino Piatti piccanti Dolce Cibi e vini leggeri ACQUE Piatte o legg. effervescenti Residuo alto effervescente Media legg effervescente Oligominerali medio basse Piatte U. Solimene, M. Pappagallo: Atlante acque minerali Actabook 55
Utilizzazione Alimentazione infantile Per apporto idrico Per diluizione formule lattee 56
Cure idropiniche Alla fonte A domicilio 57
Depuratori Denominazione non permessa dalle norme vigenti Apparecchi per trattare l acqua di rubinetto e migliorarla eliminando eventuali sapori o sostanze indesiderabili 58
Tipi di apparecchi Addolcitore Per ridurre il calcare quando è presente un alto contenuto in calcio e magnesio (acqua dura) A membrana osmotica Ampio spettro di protezione. Bonifica acque salmastre. Eliminazione microinquinanti organici, nitrati, cloruri, solfati ed altri sali come calcio e piombo. A filtro composito Elimina microinquinanti organici, atrazina e altri residui di antiparassitari. Filtro speciale a vari componenti che richiede autorizzazione Ministero della Salute Meccanici Rimozione sabbiolina e ferro 59
Acqua imbottigliata Direttiva CE 70/1996 DL 339/1999 Autorizzazione alla vendita in bottiglie e contenitori di qualsiasi capacità, con o senza trattamento di acqua destinata al consumo umano (potabile) Divieto di indicazione minerale o mineralizzata o naturale 60
Acqua imbottigliata Trattamenti: CO2, arricchimento calcio, riduzione minerali, disinfezione 61
Acqua di sorgente Direttiva CE 70/1996, DL 339/1999 Imbottigliamento e vendita di acqua di sorgente Disciplina caratteristiche e parametri uguale all acqua potabile Requisiti di purezza e divieto di disinfezione come le acque minerali Divieto indicazioni su possibili effetti benefici Obbligo autorizzazione 62
DUREZZA TOTALE (Metodo complessometrico) - Campione: 100 ml acqua - NaOH 4 N - Soluzione 0.01 N EDTA - Indicatore nero eriocromo T Questa determinazione della durezza è basata sulla reazione: EH2-2 + Ca 2+ (Mg 2+ ) ECa -2 (EMg -2 ) + 2H + EH2 = EDTA Nero eriocromo T 63
DUREZZA TOTALE (Metodo complessometrico) Ca 2+ + Mg 2+ + HIn 2- Ca 2+ + MgHIn Ca 2+ + Mg 2+ + MgHIn + EDTA 2- Ca-EDTA + Mg 2+ + MgHIn Mg 2+ + MgHIn + EDTA 2- Mg-EDTA + MgHIn MgHIn + EDTA 2- MgEDTA + HIn 2-64
Ammoniaca (Metodo spettrofotometrico) Reattivo di Nessler soluzione alcalina di tetraiodomercurato di potassio 2 K 2 [HgI 4 ] + NH 3 + 3 KOH --> [OHg 2 NH 2 ]I + 7 KI + 2 H 2 O ioduro di ossoamidodimercurio (giallo-arancio) λ = 420 nm LOQ: 0,1 mg/l
Nitriti (Metodo spettrofotometrico) Reattivo di Griess: soluzioni di acido solfanilico ed α-naftilammina sale di diazonio prodotto rosa λ = 520 nm LOQ: 0,002 mg/l 67
Nitrati (Metodo spettrofotometrico) Si acidifica il campione con HCl 1M 1) Abs a λ 220 nm 2) Abs a λ 275 nm A = A(220) 2 x A(275) (Abs sostanze organiche a 200 nm = 2 x Abs 275 nm) LOQ: 1.0 mg/l 68