Il naso elettronico

L'obiettivo di ogni azienda alimentare  è quello di garantire al consumatore un prodotto di qualità. Quello di qualità è però un concetto astratto, influenzato anche da valutazioni di tipo soggettivo soprattutto per quanto riguarda l’aspetto, gli odori, il gusto: in altre parole, ciò che noi definiamo attributi sensoriali.
La qualità di un prodotto alimentare però non si riduce a questo; ci sono altri fattori che la determinano come, ad esempio, le sue proprietà fisiche e microbiologiche e gli aspetti relativi al confezionamento, misurabili grazie a strumenti ormai largamente diffusi.
Fino ad oggi, per valutare gli aromi degli alimenti ci si è affidati pressoché esclusivamente ai panel test, ovvero all'analisi effettuata da assaggiatori specializzati.

Il panel sensoriale è una tecnica che utlizza gli organi sensoriali umani, dopo opportuno addestramento, per la valutazione delle caratteristiche organolettiche dei prodotti. Il panel, costituito da assaggiatori, viene istruito ed allenato a memorizzare la qualità e l’intensità delle sensazioni, affinché ogni assaggiatore proceda all’assaggio seguendo l’indirizzo di un’apposita scheda di valutazione.
Il panel sensoriale è una delle tecniche più utilizzate per la semplicità e la velocità di analisi e fino a oggi è risultata l’unica in grado di misurare la percezione umana dell’aroma, di conseguenza l’accettabilità degli alimenti.
In analisi sensoriale non viene misurato direttamente lo stimolo (per esempio una sostanza chimica) ma la risposta a quello stimolo, la cui misurazione viene eseguita direttamente dall’uomo attraverso i propri organi di senso.
La risposta quindi può essere influenzata da fattori fisici intrinseci al prodotto stesso (temperatura dei campioni, interazione tra i costituenti di un alimento), dall’esperienza del panel (cultura, livello di addestramento, conoscenza dei prodotti), da fattori psicologici (es. pregiudizi, distrazioni esterne) e fisiologici (es. sensibilità, sesso, età).
Per queste sue specificità la risposta sensoriale non è una risposta assoluta. Alcuni fattori fisiologici, comuni al gusto e all’olfatto, possono interferire ed influenzare il giudizio di un panel sensoriale:

• l'adattamento, fenomeno per cui la percezione dell'intensità di un odore diminuisce durante l’esposizione prolungata ad uno stimolo;
• l'affaticamento, è una forma di adattamento più drastico, dovuto all'esposizione a odori molti forti; 
• la presenza di una sostanza che altera l'intensità della percezione di un'altra. 

L’Università degli Studi di Parma - Dipartimento di Chimica Organica - in collaborazione con Dalter Alimentari, ha sviluppato una tecnologia innovativa denominata SOA (SistemiOlfattivi Artificiali) o più comunemente detta "naso elettronico", applicata al settore dei formaggi, allo scopo di assicurare al consumatore prodotti di qualità controllata e costante.
Questa tecnologia, inoltre, ha dato ottimi risultati nella lotta contro le sofisticazioni: sotto questo profilo, siamo convinti che possa rappresentare una buona base per la tutela delle eccellenze alimentari del nostro Paese.

Il principio di funzionamento del naso elettronico è molto simile a quello del naso umano.
Il naso umano rileva gli odori attraverso un sistema di recettori posti nella cavità nasale. Tali recettori traducono l'aroma ricevuto in segnali elettrici che vengono poi inviati al cervello. Fin dall’infanzia, il cervello impara ad associare questi segnali agli oggetti che li hanno prodotti: in questo modo si crea una sorta di banca dati che, semplicemente per confronto, ci permette di riconoscere un odore una volta che lo abbiamo già sentito.
Allo stesso modo, il naso elettronico utilizza speciali sensori per riconoscere (codificandole in forma digitale) le sostanza chimiche presenti negli aromi degli alimenti. Questo significa che il naso elettronico, esattamente come quello umano, necessita di un addestramento al fine di creare una mappa olfattiva - l’equivalente di una banca dati - che gli consenta di confrontare e identificare odori provenienti da prodotti sconosciuti.
Nel nostro caso specifico, il progetto è partito da una “fase di addestramento”: analizzando differenti tipologie di formaggi a pasta dura da grattugia, caratterizzati da diversi stadi di maturazione, di provenienza eterogenea e realizzati con differenti tecniche produttive, abbiamo creato una banca dati. In particolare, fondamentale è stata la creazione di una mappa olfattiva relativa alle diverse qualità di Parmigiano-Reggiano, re dei formaggi e prodotto principe della cultura agroalimentare del territorio emiliano. A seguito di questo lavoro preparatorio, disponiamo di una tecnologia che è in grado di distinguere non soltanto il Parmigiano-Reggiano da ogni altra tipologia di formaggio a pasta dura, ma anche un Parmigiano-Reggiano “scelto”, di prima qualità, da uno con evidenti difetti organolettici.

Supponiamo di voler indagare la qualità di un campione di Parmigiano-Reggiano grattugiato. Il campione da analizzare viene posto in un flacone chiuso ermeticamente (Figura 1) : dopo un’attesa di alcuni minuti, necessaria affinché le particelle odorose si diffondano in modo uniforme, lo si posiziona nel campionatore (Figura 2). A questo punto, un flusso d’aria continuo trasporta gli aromi all’interno della camera dei sensori (Figura 3), che possiamo considerare il cuore dello strumento.
Analogamente a quanto accade nel naso umano, ogni sensore traduce l’odore ricevuto in un segnale elettrico (Figura 4): l’insieme di tutti i segnali generati dai sensori crea una vera e propria impronta olfattiva che identifica in modo univoco la tipologia di formaggio analizzato. A qusto punto attraverso un software di analisi dei dati, l’impronta olfattiva risultante viene confrontata con quelle precedentemente acquisite nella banca dati e viene così identificata.
Come si vede dal grafico (Figura 5) ad ogni macchia di colore corrisponde una differente qualità di Parmigiano-Reggiano presente nella nostra banca dati. In particolare, il colore verde chiaro identifica il Parmigiano-Reggiano di prima qualità, il rosso un Parmigiano-Reggiano con difetti organolettici ed il verde scuro una miscela delle due tipologie.
Il campione di Parmigiano-Reggiano ora analizzato, rappresentato con il colore nero, si posiziona all’interno dell’area verde chiaro: questo significa, quindi, che si tratta di un Parmigiano-Reggiano di prima qualità.
Attualmente non esistono altre tecnologie che consentano di distinguere in modo inequivocabile le diverse qualità di Parmigiano-Reggiano, o il Parmigiano Reggiano da un altro generico formaggio grattugiato.

L’impiego del naso elettronico sui formaggi presenta alcuni vantaggi sia per il consumatore che per le aziende.
Per il consumatore, i risultati forniti dal naso elettronico qualificano tipologia, genuinità e stagionatura del formaggio, quindi sono garanzia dell’elevata qualità del prodotto.
Dal punto di vista delle aziende alimentari il suo impiego è sicuramente vantaggioso per la definizione di standard produttivi e per studiare come possano variare le proprietà organolettiche del formaggio in funzione della provenienza della materia prima e della tecnologia di produzione. Non da ultimo, il naso elettronico offre la possibilità di confrontare, all’interno di una certa categoria di prodotto, le caratteristiche e le qualità dei prodotti di differenti fornitori.
Infine, grazie al naso elettronico si possono ottenere risultati di elevata oggettività in brevissimo tempo e a costi contenuti: plus, questi, da non sottovalutare rispetto alle analisi effettuate da personale addestrato.

Dalter ha integrato la tecnologia del naso elettronico alle più tradizionali analisi microbiologiche e chimico-fisiche, in modo da definire i tempi medi di conservazione (la shelf-life) del formaggio. Così facendo, riusciamo a garantire che le caratteristiche organolettiche dello stesso siano costanti dal momento del confezionamento fino alla data di scadenza. Ciò ci permette anche di disporre di preziose informazioni sulla capacità degli imballaggi di impedire la dispersione degli aromi, il vero “biglietto da visita” del formaggio al momento del consumo.