Fast-Field Cycling NMR (Nuclear Magnetic Resonance), o RMN a ciclo di campo, è una tecnica innovativa di analisi della dinamica molecolare delle matrici, potenzialmente utile a verificare l’autenticità di diversi alimenti.
Fast-Field Cycling RNM, analisi della dinamica molecolare delle matrici
La FFC NMR (Fast-Field Cycling Nuclear Magnetic Resonance), o RMN a ciclo di campo, è una tecnica innovativa di analisi della dinamica molecolare delle matrici. Stelar S.r.l. – impresa costituita a Mede (PV) nel 1984 che fornisce soluzioni innovative per lo studio, la caratterizzazione e l’autenticazione di materiali e sostanze – ha trasformato questa teoria in una tecnica e ha sviluppato un prodotto commerciale per poterla applicare.
La strumentazione sviluppata da Stelar (SMARtracer™ e Spinmaster) permette di caratterizzare le matrici elaborando i loro profili NMRD (nuclear magnetic resonance dispersion). I diversi studi condotti su varie matrici alimentari (v. paragrafo successivo) dimostrano la sensibilità dei profili – e quindi, la loro capacità di rilevare vari fenomeni come disidratazione, ossidazione, maturazione, deterioramento. Oltre all’aggiunta di additivi, coadiuvanti e altre sostanze.
Matrici analizzate per la verifica di autenticità degli alimenti
La RMN a ciclo di campo è stata utilizzata per caratterizzare e verificare l’autenticità di una serie di matrici. La bibliografia scientifica ha validato l’efficacia del metodo su suoli e i terroir, (1) ma anche su alimenti trasformati e non. Frutta, cereali e prodotti derivati (2,3), carni, (4) aceto balsamico tradizionale (5) e vino. (6)
Un ambito di indagine promettente riguarda i formaggi. Gli studi eseguiti su Parmigiano Reggiano e Fiore Sardo DOP (7,8) suggeriscono tra l’altro la possibilità di utilizzare questa tecnica analitica per identificare le mozzarelle realizzate con additivi acidificanti e/o cagliate, invece di latte e caglio naturale secondo tradizione (9,10).
Il metodo FFC NMR si distingue favorevolmente rispetto ad alcune analisi chimiche tradizionali per il suo approccio non invasivo. I campioni possono quindi venire analizzati con rapidità, dopo avere caratterizzato le matrici originali, senza bisogno di estrazioni e purificazioni che comportano maggior tempo, costi e consumi di energia.
Lavori in corso
Stelar – in collaborazione con Porto Conte Ricerche S.r.l., società che gestisce la sede di Alghero (SS) del Parco scientifico e tecnologico della Sardegna – sta ora lavorando alla ottimizzazione e standardizzazione del metodo Fast-Field Cycling NMR. In collaborazione con i professori Pellegrino Conte dell’Università di Palermo (Agricoltura, Scienze Agrarie, Alimentari e Forestali), Jose Pedro Sebastiao dell’Univesità di Lisbona (dipartimento di fisica) e Danuta Kruk dell’università di Olzstyn.
I lavori in corso sono accessibili anche sul canale YouTube dell’impresa pavese, ove si trovano i webinar organizzati nell’ambito del programma COST (European Cooperation in Science and Technology), in Horizon 2020.
Controlli ufficiali e di parte terza, blockchain
La prospettiva di applicazione di questo metodo, come di quello sviluppato da SSICA (Stazione Sperimentale per l’Industria delle Conserve Alimentari) per identificare l’origine del pomodoro nelle conserve (11) – è duplice:
– offrire alle autorità strumenti innovativi e affidabili per i controlli ufficiali sulla filiera agroalimentare e la prevenzione delle frodi,
– inserire le analisi nelle garanzie offerte dagli operatori attraverso sistemi di blockchain pubblica. (12)
Il campionamento di prodotti prelevati sul mercato da parti terze e l’inserimento dei risultati delle analisi in registri informatici condivisi e incorruttibili (es. Wiise Chain) rappresenta invero, ad avviso di chi scrive, l’orizzonte delle garanzie nella filiera agroalimentare come in altri settori.
Dario Dongo
Note
(1) Pellegrino Conte, Paolo Lo Meo. (2020). Nuclear Magnetic Resonance with Fast Field-Cycling Setup: A Valid Tool for Soil Quality Investigation. Agronomy 2020, 10 (7) , 1040. https://doi.org/10.3390/agronomy10071040
(2) Donatella Capitani, Anatoly P. Sobolev, Maurizio Delfini, Silvia Vista, Riccarda Antiochia, Noemi Proietti, Salvatore Bubici, Gianni Ferrante, Simone Carradori, Flavio Roberto De Salvador, Luisa Mannina. (2014). NMR methodologies in the analysis of blueberries. Electrophoresis 2014, 35 (11) , 1615-1626. https://doi.org/10.1002/elps.201300629
(3) Concha Collar. (2013). New Trends in Cereal-Based Products. https://doi.org/10.1201/b15246-14
(4) Sirvan Sultan Uguz, E. Burcin Ozvural, Maria Jardim Beira, Mecit Halil Oztop, Pedro José Sebastião. Use of NMR Relaxometry to identify frankfurters of different meat sources. Molecular Physics 2019, 117 (7-8) , 1015-1019. https://doi.org/10.1080/00268976.2018.1542162
(5) Simona Baroni, Roberto Consonni, Gianni Ferrante, Silvio Aime (2009). Relaxometric Studies for Food Characterization: The Case of Balsamic and Traditional Balsamic Vinegars. J. Agric. Food Chem., 57(8):3028–3032, https://doi.org/10.1021/jf803727d
(6) Philippe R. Bodart, Adam Rachocki, Jadwiga Tritt-Goc, Bernhard Michalke, Philippe Schmitt-Kopplin, Thomas Karbowiak, Regis D. Gougeon (2020). Quantification of manganous ions in wine by NMR relaxometry. Talanta, Volume 209, 120561, https://doi.org/10.1016/j.talanta.2019.120561
(7) Pellegrino Conte, Luciano Cinquanta, Paolo Lo Meo, Francesca Mazza, Anna Micalizzi, Onofrio Corona. (2021). Fast field cycling NMR relaxometry as a tool to monitor Parmigiano Reggiano cheese ripening. Food Research International, Volume 139:109845, https://doi.org/10.1016/j.foodres.2020.109845
(8) R. Anedda, A. Pardu, J.-P. Korb, E. Curti. (2021). Effect of the manufacturing process on Fiore Sardo PDO cheese microstructure by multi-frequency NMR relaxometry. Food Research International, Volume 140:110079, https://doi.org/10.1016/j.foodres.2020.110079
(9) Dario Dongo, Michele Polignieri. Mozzarella, ecco perché diffidare dell’acido citrico. GIFT (Great Italian Food Trade). 6.11.20, https://www.greatitalianfoodtrade.it/etichette/mozzarella-ecco-perché-diffidare-dell-acido-citrico
(10) Marta Strinati. Mozzarelle inadatte ai vegetariani o da starter sbrigativo. 25 prodotti a confronto per scegliere bene. GIFT (Great Italian Food Trade). 14.11.20, https://www.greatitalianfoodtrade.it/consum-attori/mozzarelle-inadatte-ai-vegetariani-o-da-starter-sbrigativo-25-prodotti-a-confronto-per-scegliere-bene
(11) Dario Dongo. Conserve, basta un’analisi a rivelare l’origine del pomodoro. GIFT (Great Italian Food Trade). 26.6.20, https://www.greatitalianfoodtrade.it/innovazione/conserve-basta-un-analisi-a-rivelare-l-origine-del-pomodoro
(12) Dario Dongo e Melissa Bozzolini. Blockchain, vero o falso? La frode all’angolo. GIFT (Great Italian Food Trade). 30.6.19, https://www.greatitalianfoodtrade.it/consum-attori/blockchain-vero-o-falso-la-frode-all-angolo
Dario Dongo, lawyer and journalist, PhD in international food law, founder of WIISE (FARE - GIFT - Food Times) and Égalité.
