Tracciatori molecolari di qualità Dr. Chiara Dall’Asta Dipartimento di Scienze degli Alimenti

1. Tracciatori molecolari di qualità Dr. Chiara Dall’Asta Dipartimento di Scienze degli Alimenti Università degli Studi di Parma

2. 1953 – Il marchio 1963 – la tradizione 1976 – qualità nutrizionale 2004 – unicità

3. 2010 – la qualità “globale”

4. Misurare la qualità di un alimento? • La qualità di un alimento comprende: • Sicurezza • Composizione • Caratteristiche nutrizionali • Attributi sensoriali • Attributi psicologici e sociali • Origine geografica • Ingredienti • Attributi specifici (es. durata della stagionatura) Parametri obiettivi, facilmente misurabili, regolati dalla legge Parametri soggettivi, difficilmente misurabili TRACCIABILITA’ MOLECOLARE Monitoraggio nel prodotto finito di caratteristiche specifiche e oggettive che lo colleghino inequivocabilmente agli ingredienti, al luogo e alla metodologia di produzione Parametri oggettivi, ma difficili da misurare

5. Il latte… L’unicità del Parmigiano-Reggiano inizia negli allevamenti, dove le bovine vengono alimentate nel rispetto di un rigido regolamento di produzione che impedisce l’uso di foraggi fermentati o insilati, nonché l’utilizzo di sottoprodotti dell’industria alimentare e di prodotti di origine animale (come da Disciplinare di Produzione in vigore al 29.08.2011). Acido diidrosterculico (lattobacillico) Composto di origine microbica che si ritrova negli insilati e da lì al latte Marker dell’utilizzo di insilati

6. Cyclopropyl-FA e uso di insilati • presenti in 150/150 campioni di latte di vacche alimentate con insilati •  assenti in 80/80 campioni di latte di vacche NON alimentate con insilati Analisi GC-MS confermata mediante NMR Buon marker per il Parmigiano Reggiano? Parmigiano Reggiano  sempre assenti Grana Padano  sempre presenti Marseglia et al. ChimAlSi, 2012

7. Note verdi/erbose Aldeidi per lipolisi Terpeni da alimentazione Note lattiche Note speziate Diacetile Acidi grassi a catena lineare (lipolisi) Pirazine, furanoni (proteolisi + metabolismo lattato) Aroma Note fruttate Note di frutta secca Esteri (LAB) Pirazine, furanoni (proteolisi + metabolismo lattato) Note di carne arrosto Metionale, sulfuri (degradazione metionina)

8. AROMA: valutazione della frazione volatile • Valutazione dell’autenticità • Monitoraggio di deviazioni dagli standard di produzione • Classificazione delle materie prime Trentingrana Parmigiano Reggiano Grana Padano Boscaini et al. J Agric Food Chem, 2003

9. Profilo aromatico e autenticità Parmesan (Italian style hard cheese) “…cheeses that are marketed under the generic name of parmesans may not provide a good representation of the genuine Italian parmesans such as Grana Padano and Parmigiano Reggiano” Langford et a. J. Food Scie., 2012, doi: 10.1111/j.1750-3841.2012.02730.x 1) Parmigiano Reggiano, Grana Padano e Trentingrana sono denominati “parmesan”, spesso senza altra distinzione 2) La stessa definizione è usata da formaggi stagionati a pasta dura non meglio specificati 3) Spesso la commercializzazione avviene come “grattugiati”.

10. Differenze nella distribuzione di composti volatile fra prodotto Italiano e Neozelandese riflettono cambiamenti nella tecnologia di produzione (es. stagionatura di 12 mesi) e nella composizione del latte (alimentazione della vacca + uso latte pastorizzato). “A trueParmesancheeseaged at least 12 monthstogarantee full parmesanflavour” Langford et al. J Food Scie, 2012

11. Parmigiano e Grana Padano

12. 11.0 €/Kg 11.7 €/Kg 12.8 €/Kg E’ possibile misurare la stagionatura?

13. 102 campioni di Parmigiano-Reggiano prodotti in zone diverse: Modena, Reggio Emilia, Mantova and Parma Sforza et al. Summilk Conference, 2011

14. Fig.1 Profilo peptidico di un campione di Parmigiano-Reggiano di 18 mesi ottenuto mediante analisi UPLC-MS Analisi di peptidi proteolitici e NPAD mediante tecnica dello XIC Identificazione dei composti di interesse (30 composti) Analisi statistica mediante Regressione Lineare Multipla Area Peptide/Area Trp CORRELAZIONE MIGLIORE

15. Training set: confronto tra il grado di stagionatura calcolato con la retta e quello noto, per i campioni utilizzati nell’analisi statistica Buona accuratezza, ma necessità di un’attenta calibrazione con un vasto set di campioni Test set: confronto tra il grado di stagionatura calcolato con la retta e quello noto, per i campioni NON utilizzati nell’analisi statistica Sforza et al. Summilk Conference, 2011

16. Autenticità: Il problema delle “buste” 20% del mercato europeo

17. Qualeoriginegeografica? – Analisi NMR (I) 5 campioni di Parmigiano Reggiano 1 formaggio tipo Parmigiano Reggiano (no marchio consorzio) 1 formaggio a pasta dura tipo grana (Italia) 1 formaggio a pasta dura tipo grana (Repubblica Ceca) 1 formaggio a pasta dura tipo grana (Lituania) Classificazione corretta al 100% nel training test e nel gruppo di cross-validazione. ANALISI NMR Sforza et al., RAFA Conference, 2011

18. Qualeoriginegeografica? – Analisi NMR (II) 33 campioni (25 PR-RE, 8 esteri) PR-RE 14 mesi  elevato contenuto in Ile e Leu PR-RE 30 mesi  elevato contenuto in Thr Aumento degli ammino acidi in stagionatura Campioni esteri  Leu, Ile, Lac, But, Ace PR-RE  Thr, Val, Pro, Glu, Lys, Ala, Ser Consonni et al., Talanta, 2008

19. Presenza/Assenza di Lisozima Il Disciplinare del Parmigiano-Reggiano vieta espressamente l’utilizzo di lisozima, mentre altri formaggi tipo grana lo permettono. Grana Padano Parmigiano Reggiano Mix grattugiato SELDI – TOF - MS Lisozima standard Limite di rivelazione: 15mg/Kg Utilizzo nel formaggio: 50 – 350 mg/Kg Analisi veloce, strumentazione costosa Dragoni et al., Food Anal Methods, 2011

20. TAKE HOME MESSAGE • L’utilizzo di tracciatori molecolari è quindi un approccio basato su evidenze scientifiche rivolto: • alla tutela del prodotto in termini di autenticità e protezione del marchio • al miglioramento costante della qualità attraverso il monitoraggio delle unicità tecnologico-organolettiche Necessità di una gestione dei dati scientifici in termini di comunicazione ai fini della valorizzazione del prodotto tradizione mercato globale

21. Chimica e Biochimica degli Alimenti Arnaldo Dossena Stefano Sforza Gianni Galaverna Tullia Tedeschi Valeria Cavatorta Francesca Lambertini Chiara Bottesini Elisa Morini Gerardo Palla Augusta Caligiani Angela Marseglia Microbiologia degli Alimenti Nutrizione Animale Erasmo Neviani Monica Gatti Camilla Lazzi Valentina Bernini Benedetta Bottari Elisa Sgarbi Federica Meli Luca Iacopino Afro Quarantelli Federico Righi