Relazione PRIN - univpm

1 Obiettivo della ricerca eseguita
2 Descrizione della ricerca eseguita
descrizione PRIN 2009 UR UNIMI per esteso
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
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
Tipologia del risultato
4 Realizzazione di nuova
strumentazione scientifica e/o di
dispositivi avanzati
5 Messa in opera di metodologie
scientifiche avanzate
6 Altro
Prodotti realizzati
Tipologia del risultato
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.
descrizione
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
- 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
descrizione
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)
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.
8 Tesi di dottorato collegate
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 20112012. 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
Tipologia del risultato
descrizione
14 Accordi di collaborazione con
organizzazioni scientifiche nazionali
15 Accordi di collaborazione con imprese
nazionali
16 Accordi di collaborazione con
organizzazioni
scientifiche
internazionali
17 Accordi di collaborazione con imprese
internazionali
18 Altro
19 Note
DIFFUSIONE DEI DATI SCIENTIFICI
Informazione
modalità
20 Pubblicazioni
(escluse quelle con referaggio)
21 Depliant
22 CD-Rom
23 Altro
descrizione
Si è optato soprattutto per la modalità paperless di diffusione dei risultati; dal sito istituzionale del
Dipartimento universitario del coordinatore nazionale è scaricabile il materiale scientifico attinente al
progetto
Non sono stati prodotti CD-ROm poichè dal sito istituzionale del Dipartimento universitario del coordinatore
nazionale è scaricabile il materiale scientifico attinente al progetto
- Poster cartacei presentati a convegni nazionali ed internazionali 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
modalità
24 Organizzazione di congressi
25 Comunicazioni a congressi nazionali
descrizione
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
internazionali
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.
27 Altro
Divulgazione scientifica online
modalità
28 Creazione di siti
29 Creazione di pagine web
30 Altro
31 Note
descrizione
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')
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.
Notiziario dei Georgofili n. 8, 2013
(http://www.georgofili.it/download/1360.pdf, a pag. 8-9)