Proteomica e metabolomica, a tutela del sistema agro-alimentare italiano

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Tracciabilità, autenticità, profilazione dei prodotti oggi garantiti da nuove tecniche analitiche di indagine della composizione globale degli alimenti e delle bevande supportate da robusti approcci di tipo statistico.

M. Lambri, L. Lucini – Dipartimento di Scienze e Tecnologie Alimentari per una filiera agro-alimentare Sostenibile – DiSTAS Department for Sustainable Food Process, Università Cattolica del Sacro Cuore, Via Emilia Parmense 84, 29122 Piacenza

Il sistema agro-alimentare italiano è un settore strategico in termini sia economici, sia sociali, nel quale le produzioni sono da sempre un riferimento di eccellenza riconosciuto a livello mondiale. La qualità si basa sulla tradizione culturale e risulta fortemente legata al territorio, con prestigio continuo acquisito in Italia e all’estero. La politica della qualità e del crescente miglioramento comporta, sicuramente, un costo aggiuntivo, da proteggere mediante strumenti adeguati, a tutela delle aziende che investono in questa direzione.

Non a caso, le frodi alimentari e il fenomeno dell’Italian sounding (un modo meno esplicito per richiamare al Made in Italy) sono tutt’altro che infrequenti e danneggiano l’intero sistema agro-alimentare nazionale. Di pari passo con la globalizzazione dei mercati, appare quasi inevitabile che si manifestino comportamenti scorretti e ciò forza l’intero sistema, opinione pubblica, industria alimentare, istituzioni ed enti di controllo, ad attuare politiche di qualità per la tutela crescente del consumatore.

La sede di Piacenza dell’Università Cattolica del Sacro Cuore, in tale contesto, è stata particolarmente attiva, promuovendo, con aziende di riferimento del settore agro-alimentare, una serie di collaborazioni e di progetti di ricerca finanziati dal settore pubblico e privato. In particolare, il DiSTAS (Dipartimento di Scienze e Tecnologie Alimentari per una filiera agro-alimentare Sostenibile) nell’ambito del Centro di Ricerca per la Nutrigenomica e la Proteomica, dispone di tecniche analitiche basate sulla metabolomica e sulla proteomica. Tali discipline studiano, rispettivamente, l’insieme dei metaboliti e delle proteine di una matrice alimentare ottenuta in una determinata condizione.

I metaboliti o le proteine presenti sono, infatti, il risultato di tutti i processi della filiera di trasformazione, a partire dagli organismi viventi (animali, vegetali, batteri…) fino alla materia prima, per attraversare la trasformazione e giungere alla fase di conservazione e stoccaggio. L’analisi dei metaboliti e delle proteine e della loro variazione rispetto a fattori d’interesse (variabili agronomiche, di processo, di stoccaggio) può quindi fornire informazioni preziose. Tuttavia, questi approcci sono complessi sia in termini di analisi, sia di interpretazione dei dati, e richiedono un trattamento statistico accurato con approcci tipici dell’analisi multivariata.

Le attività di proteomica e metabolomica comprendono le cosiddette analisi di “fingerprinting” (letteralmente, impronta digitale) e le analisi mirate (identificazione e quantificazione di marcatori caratterizzanti l’alimento). L’alimento è, infatti, una miscela molto complessa e diversificata di composti chimici e proteine, e questo complica lo scenario: occorrono tecniche di separazione efficienti (come la cromatografia UHPLC) e strumenti di analisi complessi (tipicamente la spettrometria di massa ad alta risoluzione). Ciò non di meno, le informazioni chimiche nascoste nell’alimento hanno un elevatissimo potenziale in diversi ambiti della filiera produttiva.

Infatti, attraverso queste metodologie di studio, che appartengono alle cosiddette scienze -omiche, vengono acquisite conoscenze sui composti nutrizionalmente e/o sensorialmente rilevanti, con lo scopo di migliorare la comprensione dell’impatto della dieta sulla salute umana, oppure per ottimizzare la selezione di materie prime piuttosto che dei processi di trasformazione, per produrre alimenti a maggiore valore aggiunto.  Inoltre, aspetto ancora più rilevante, queste tecniche permettono di valutare l’autenticità e la tracciabilità delle produzioni agro-alimentari. E’ possibile, infatti, definire vere e proprie “impronte chimiche” di prodotti tradizionali che possono essere utilizzate per “tracciare la filiera” di produzioni tipiche locali (DOP, IGP, STG), garantendone l’autenticità. L’Italia, con oltre 260 tra prodotti alimentari DOP, IGP e STG, è il paese con il maggior numero di certificazioni geografiche riconosciute a livello europeo.

L’adozione di sistemi per l’indicazione geografica dell’EU favorisce l’attività produttiva ed economica del territorio. Dalla caratterizzazione metabolomica degli alimenti è possibile identificare modelli predittivi e composti marcatori collegati all’origine geografica, alla varietà e al processo tecnologico di trasformazione post-raccolta, consentendo, contemporaneamente, l’individuazione delle frodi più subdole. A titolo esemplificativo, presso la piattaforma operativa dell’Università Cattolica del Sacro Cuore, sono stati condotti progetti legati alla tutela di diverse filiere produttive, quali quelle della nocciola, del cacao, dell’olio di oliva e dello zafferano.

Proprio questi ultimi due prodotti, anche recentemente, sono balzati all’attenzione dei media in quanto produzioni fortemente legate al territorio e tipicamente di qualità elevata, di costo medio-elevato, e quindi, fortemente soggette a frodi. Di recente, la possibilità di sfruttare tali tecniche -omiche ha interessato anche un altro tema di estremo interesse, al quale le televisioni nazionali hanno dato ampio spazio a seguito delle ultime normative emanate, ovvero quello della tracciabilità del frumento e delle farine.

Negli ultimi anni, l’approccio tipico della metabolomica è stato anche adattato per la sicurezza alimentare mediante la cosiddetta analisi un-target per lo screening della presenza di contaminanti alimentari quali gli agrofarmaci (in alternativa ai metodi di analisi multiresiduali), le micotossine e composti che possono migrare dal packaging. Il grande vantaggio, apportato in questo specifico caso, è rappresentato dalla possibilità di valutare un numero molto elevato di eventuali contaminanti anche laddove non siano state evidenziate a priori le potenziali problematiche o criticità. In tale ambito sono state eseguiti numerosi set di analisi su campioni di vino appartenenti a partite destinate all’esportazione verso mercati particolarmente esigenti in tema di “zero residui e contaminanti”. In conclusione, quindi, è possibile immaginare che fra qualche anno la metabolomica o la proteomica in spettrometria di massa ad alta risoluzione possano diventare tecniche se non comuni, quantomeno di più ampio utilizzo. L’evoluzione tecnologica, anche nel laboratorio analitico, ci offre nuove possibilità e opportunità, spetta a noi saperle cogliere e sfruttare opportunamente.

 

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