Un nuovo metodo rileva l'adulterazione dell'olio d'oliva e riduce l'impatto ambientale

Ricercatori di università marocchine e francesi hanno messo a punto un nuovo metodo per individuare le adulterazioni dell’olio d’oliva, che potrebbe ridurre in modo significativo il consumo energetico e l’impatto ambientale.

Secondo gli autori della ricerca, pub­blicata sulla rivista Food Chemistry, il nuovo strumento ridu­ce anche il tempo necessario per l’analisi dell’olio d’oliva, rendendo più am­pi­samente accessibili le val­uta­zioni anti-adul­tera­zione in situ.

“L’adulterazione dell’olio extravergine di oliva, sia che avvenga mediante miscelazione con oli di oliva di qualità inferiore come l’olio ‘vergine’ o con altri oli vegetali, è una forma di inganno nei confronti dei consumatori e ha un impatto negativo sulla reputazione dei produttori”, ha dichiarato Hicham Zaroual a Olive Oil Times.

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Zaroual, coautore dello studio, è uno scienziato del team di Tecnologia Ambientale, Biotecnologia e Valorizzazione delle Risorse Biologiche presso l’Università Abdelmalek Essaadi di Tetouan, in Marocco.

Secondo gli autori, le frodi che coinvolgono diverse qualità di olio d’oliva sono più difficili da individuare rispetto alle miscele realizzate con altri oli vegetali.

“Questo tipo di frode riduce i benefici nutri­zio­nali e sen­soriali dell’olio d’oliva, ingannando i con­suma­to­ri, spe­cia­le­mente in presenza di leggi rigide che richiedono una chiara clas­si­fi­ca­zione nell’ambito di cert­i­fi­ca­zioni come la DOP o l’IGP”, ha affermato Zaroual.

DOP (Denominazione di Origine Protetta) e IGP (Indicazione Geografica Protetta) sono certificazioni di qualità dell’Unione Europea che garantiscono l’autenticità di un prodotto in termini di contenuto e origine.

“In un contesto del genere, è cruciale rilevare anche la più minima adulterazione per preservare la qualità del prodotto e la fiducia dei consumatori”, ha affermato Zaroual.

Lo studio ha rivelato che la spet­tro­sco­pia a flu­o­res­cen­za frontale laterale raggiunge un’accuratezza di clas­si­fi­ca­zione fino al 100 per­­cento se abbinata ad analisi statis­tiche avan­­za­te, come l’analisi dis­crim­inante dei minimi quadrati par­­ziali.

L'analisi discriminante dei minimi quadrati parziali è un metodo supervisionato che applica tecniche matematiche e statistiche ai dati chimici (chemiometria) per classificare i campioni in base ai loro profili spettrali.

Quando un metodo è supervisionato, significa che il modello viene addestrato utilizzando dati etichettati.

In questo caso, i ricercatori sapevano già quali campioni di olio d’oliva fossero olio extravergine e quali fossero adulterati, e in che misura.

Il modello impara a riconoscere i modelli associati a ciascuna categoria e poi utilizza tale conoscenza per classificare campioni nuovi e sconosciuti.

Secondo i ricercatori, il nuovo metodo è più veloce, più semplice e più economico rispetto alle tecniche tradizionali quali la cromatografia liquida ad alta prestazione e la cromatografia gassosa-spettrometria di massa.

La cromatografia liquida ad alta prestazione viene utilizzata per separare e quantificare i composti nei campioni liquidi. Essa spinge il campione attraverso una colonna ad alta pressione riempita con materiale stazionario, dove i composti si separano in base alle loro interazioni chimiche.

Sebbene la cromatografia liquida ad alta prestazione sia precisa, è con­siderata onerosa a causa della necessità di sol­ven­ti costosi, preparazione che richiede tempo, attrezzature specializzate e formazione.

La cromatografia gassosa-spettrometria di massa combina la cromatografia gassosa per la separazione dei composti volatili con la spettrometria di massa per identificarli in base ai loro frammenti molecolari.

Sebbene sia altamente ac­cu­rata, è tec­ni­ca­mente com­plexa, costosa e lim­ita ai composti vola­ti­li o ai campion­i deri­van­ti da altera­zioni che­mi­che. Richiede inoltre una prepa­ra­zione approfondita e per­son­ale qual­ifi­cato.

“La nuova tecnica richiede risorse minime ed è in grado di analizzare rapidamente molti campioni”, ha affermato Zaroual. “Inoltre, può essere applicata in tempo reale, in situ, per individuare le frodi senza richiedere laboratori altamente sofisticati, rendendola un passo innovativo nel controllo di qualità.” 

Secondo i ricercatori, la spettroscopia a fluorescenza frontale laterale si distingue anche rispetto ad altre tecniche spettroscopiche già utilizzate per l’analisi dell’olio d’oliva.

“La spet­tro­sco­pia a flu­o­res­cen­za latero-fron­tale si distingue per il suo metodo uni­co di rile­va­re la compo­zi­zione che­mi­ca dell’olivo­io attraverso le emi­s­sioni di luce flu­o­res­cen­te al momento dell’es­po­si­zione a una radia­zione spe­ci­fica”, ha detto Zaroual.

"Questo la rende altamente sensibile a lievi cambiamenti chimici causati da adulterazione o dalle condizioni di conservazione", ha aggiunto.

Zaroual ha spiegato che altre tecniche, come la spet­tro­sco­pia nell’infrarosso medio e nel vicino infrarosso, si concen­tro­no sulla misu­ra­zione dell’assor­bi­zione della luce da parte delle vibra­zioni mo­le­colari, rendendole più adatte all’analisi di componenti specifici piuttosto che all’identificazione precisa dell’adulterazione.

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“Anche le tecniche Raman si basano sulle vibrazioni molecolari, ma possono essere influenzate da segnali fluorescenti interferenti, limitandone l’efficienza”, ha detto Zaroual. “La spettroscopia a fluorescenza frontale laterale è in grado di distinguere gli oli in base alle loro emissioni fluorescenti a specifiche lunghezze d’onda, come 430 nanometri”, ha aggiunto.

Quattrocento trenta nanometri è una lunghezza d’onda analitica chiave in cui le differenze chimiche tra gli oli diventano evidenti nel segnale di fluorescenza, consentendo una classificazione e una quantificazione accurate attraverso l’analisi chemiometrica.

I ricercatori hanno scoperto che le emissioni di fluorescenza a 430 nanometri erano particolarmente efficaci nel distinguere l’olio extravergine di oliva dai campioni adulterati con oli di qualità inferiore, come l’olio vergine, l’olio d’oliva raffinato o l’olio di sansa di oliva.

A questa lunghezza d’onda, i segnali di fluorescenza prodotti da composti presenti in natura, come le clorofille o i marcatori di ossidazione, mostravano dif­fe­ren­ze chiare e con­si­sten­ti a seconda del tipo e della per­cent­uale di adul­te­ra­zione.

Questi modelli di emissione unici sono stati analizzati utilizzando modelli chemiometrici come l'analisi discriminante dei minimi quadrati parziali, che ha raggiunto una precisione di classificazione del 100%.

Secondo gli autori, il nuovo metodo basato sulla spet­tro­sco­pia a fluo­res­cen­za a faccia latero-anteriore è più facile da usare e richiede solo pochi minuti per analisi, richiedendo un tempo significativamente inferiore rispetto alle ore necessarie per la cromatografia liquida ad alta prestazione o la cromatografia gassosa accoppiata alla spettrometria di massa.

“L’analisi con spet­tro­sco­pia a flu­o­res­cen­za frontale laterale richiede solo pochi minuti per campione, con tre scansioni per campione, rendendola ideale per elab­orare rap­samente un gran­ne numero di campioni”, ha detto Zaroual. 

“Inoltre, riduce al minimo l’uso di sostanze chimiche e solventi, riducendo sia i costi che l’impatto ambientale”, ha aggiunto.

I ricercatori hanno inoltre osservato che il funzionamento dell’apparecchiatura richiede una quantità di energia significativamente inferiore rispetto ai metodi tradizionali.

“Inoltre, non richiede competenze altamente tecniche né laboratori avanzati, rendendolo accessibile ai laboratori di controllo qualità dei piccoli frantoi”, ha aggiunto. “La spet­tro­sco­pia a flu­o­res­cen­za frontale laterale richiede solo una forma­zione di base per az­io­nare il di­ve­ri­tivo e inter­pre­tare i risul­ti, ridu­cen­do la dipenden­za da person­ale altamente spe­cia­li­zato.”

La sua elevata sensibilità consente inoltre di rilevare livelli molto bassi di adulterazione.

“Lo studio ha dimostrato che la spettroscopia a fluorescenza frontale laterale è in grado di rilevare un’adulterazione pari al cinque per cento di olio aggiunto quando mescolato all’olio extravergine di oliva, dimostrando la sensibilità della tecnica”, ha affermato Zaroual.

“Ciò la rende ad­atta a rile­vare anche frodi su piccola scala che potrebbero essere difficili da identi­fi­care con i met­odi tra­di­zio­nali”, ha aggiunto.

Secondo i ricercatori, la fase migliore per applicare questo metodo è durante la produzione, dove qualsiasi frode può essere rilevata precocemente prima che il prodotto entri nella catena di approvvigionamento.

“Può essere utilizzato anche durante il confezionamento per monitorare la qualità e garantire l’integrità del prodotto”, ha affermato Zaroual. “Se necessario, può essere applicato durante la distribuzione o la vendita al dettaglio per garantire la conformità alle normative e proteggere il consumatore finale dalle frodi.” 

Le sfide per ottenere risultati ottimali con la spettroscopia di fluorescenza frontale laterale includono l’influenza di fattori esterni, come lo stoccaggio o l’esposizione alla luce e al calore, che possono influenzare le emissioni di fluorescenza e interferire con i risultati analitici.

“Inoltre, può essere difficile dis­ti­nguere mis­cele di oli d’oliva con profili chimici simili a quelli dell’olio extravergine di oliva, il che richiede modelli di riferimento più accurati e l’integ­ra­zione di strumenti statistici avanzati,” ha affermato Zaroual.

“L’interferenza chimica da parte dei polifenoli e dei composti volatili, che alterano le firme di fluorescenza, è un’altra potenziale sfida”, ha aggiunto.

Secondo gli autori, la spet­tro­sco­pia a flu­o­res­cen­za frontale laterale potrebbe diventare uno stru­mento standard per il mon­i­tor­aggio dell’olio d’oliva una volta che sarà stata val­uta e ap­provata dai quadri nor­ma­tivi.

“Con lo sviluppo di proto­col­li stan­dar­d­iz­za­ti e il ri­con­os­ci­me­n­to of­fici­ale da parte di orga­ni­z­a­zioni come il Consiglio Oli­ve­re Internazionale, potrebbe essere utilizzato per garantire la con­formità con le certificazioni di ori­gine e qual­ità come la DOP e l’IGP”, ha detto Zaroual. “Questo era uno degli obiettivi dello sviluppo di questa tecnica.” 

Secondo i ricercatori, il lavoro futuro si concentrerà sulla copertura di una gamma più ampia di oli vegetali e sul perfezionamento dei modelli predittivi per un rilevamento più accurato delle frodi.

“Gli sforzi si concentreranno sullo sviluppo di dispositivi compatti e a basso costo per l’uso sul campo da parte di produttori e distributori”, ha affermato Zaroual. “Il team intende inoltre approfondire lo studio della fluorescenza in relazione all’origine geografica e varietale, per sviluppare un metodo basato sull’impronta geografica.”

“Altri obiettivi includono il miglioramento della sensibilità per rilevare livelli di adulterazione inferiori allo 0,5% e l’integrazione di sistemi di intelligenza artificiale per analizzare i dati in tempo reale”, ha concluso Zaroual.

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