Dossier

Le tecnologie fisiche e le loro applicazioni, attuali e future, nel settore agroalimentare sono state al centro nell’aprile scorso della mostra Science for food, svoltasi presso la Città della Scienza di Napoli. Nella parte dedicata alla fisica al servizio dei sapori, è stato possibile osservare gli strumenti, basati su tecnologie altamente innovative, che possono trovare impiego nello specifico settore. Alcuni esempi.

I nasi elettronici imitano l’odorato umano grazie a sensori di gas. Si tratta di un esempio applicativo di nanotecnologie, tecnicamente conosciute come sistemi olfattivi elettronici SOE, che utilizzano i nanofili (strutture con una sezione di circa dieci miliardesimi di metro), realizzati con ossidi metallici semiconduttori che vengono montati all’interno del naso elettronico. Per riconoscere l’impronta olfattiva dell’odore rilevato (campione) si usano matrici formate da sensori diversi e si applicano algoritmi avanzati: dall’ insieme di diverse misure effettuate, la successiva analisi dei dati permette di ricavare la relazione fra il campione e la sua classe di appartenenza. Il naso elettronico risulta in grado di affiancare o sostituire le tecniche di analisi sensoriali convenzionali, per controllare l’autenticità e la qualità del prodotto, effettuare l’indagine dettagliata delle materie prime, monitorare il processo di produzione dell'alimento, segnalare precocemente la presenza di agenti microbiologici, ecc. Il modello EOS835, messo a punto presso il laboratorio Sensor dell’INFIM-CNR, si è rivelato utile, tra le sue applicazioni, per studiare le miscele di caffè: ha permesso di discriminare miscele commerciali per espresso e monovarietà (da usare poi in miscele) provenienti da aree geografiche diverse, arrivando a classificare correttamente e in maniera ripetitiva e affidabile il 95% dei campioni esaminati.

Grazie alla risonanza magnetica nucleare è possibile certificare la qualità di prodotti come biscotti, formaggi, pasta, riso, cioccolata. La tecnica, già ampiamente utilizzata nella diagnostica medica, risulta utile per stabilire, per esempio, se la farcitura in un biscotto è omogenea o se il grasso all'interno di un formaggio è ben distribuito, o ancora se la conservazione di alimenti surgelati o essiccati non ne abbia alterato la qualità. La sua capacità di 'interagire' con i nuclei atomici presenti in un campione fa si che, quando si osserva il nucleo di un atomo di idrogeno all’interno di un alimento, si può sapere a quale gruppo chimico è legato o a quale molecola appartiene, determinando, così la composizione chimica e la eventuale presenza di sofisticazioni alimentari. Consente anche di capire quanto quest’atomo è libero di muoversi e stabilire di conseguenza se vi sono fasi liquide o solide e se la fase liquida è confinata in una struttura porosa, caratteristica sfruttata nelle applicazioni anzidette.

Per migliorare la fase di controllo sulla qualità dei prodotti confezionati denocciolati, come olive e prugne, è possibile ricorrere ai raggi X, tecnologia già utilizzata nella filiera agroalimentare, ad esempio nel controllo degli omogeneizzati. La misura della quantità di radiazione X assorbita dopo aver attraversato il prodotto, infatti, ne rivela particolari non visibili dall’esterno come la presenza del nocciolo. Un nastro trasportatore fa passare i frutti denocciolati attraverso un fascio di raggi X; l’immagine risultante viene catturata tramite un sensore ad alta risoluzione e con l’utilizzo di sofisticati algoritmi è possibile riconoscere se il frutto è stato correttamente denocciolato. Per i prodotti che non soddisfano il controllo qualità entra in azione un getto di aria compressa che provvede a scartarli.

Per le misure di concentrazione e pressione dei gas anche in presenza di contenitori scuri come le tradizionali bottiglie di vino nasce lo spettrometro laser frutto della collaborazione tra l'INFM-CNR e l'Università di Padova. La misurazione, totalmente non invasiva, si effettua in tempi brevissimi, dell’ordine di una frazione di secondo, e non viene influenzata dal tipo di vetro, perché la trasparenza del contenitore viene automaticamente compensata dal software di gestione del dispositivo. Lo strumento è in grado di misurare, per esempio, la pressione e la concentrazione dell’anidride carbonica o dell’ossigeno presenti all’interno di un contenitore sigillato, anche parzialmente trasparente. Oltre al settore enologico, la tecnica prevede un’ampia rosa di applicazioni. Ad esempio per il settore delle acque in bottiglia e delle bevande gassate in bottiglia, per le quali le misure di pressione interna in tempo reale sono in grado di garantire la perfetta funzionalità della linea di imbottigliamento e la corrispondenza del prodotto ai parametri qualitativi desiderati.

Per approfondimenti

Science for food http://www.scienceforfood.infm.it/tecnologie.html