Buongiorno

Ringrazio tutti i presenti per l’attenzione, il

direttivo Fitelab per l’opportunita’.

Il Dr. Boni, Dr. Piro (oggi izs-ve) e gli attuali

dirigenti del Lab. Merceologia IZS-BS

Verona, 2 ottobre 2015

L’approccio olistico/untargeted nell’analisi degli alimenti

Parliamo di una possibile evoluzione in campo analitico come risposta alle nuove esigenze nel

settore del controllo chimico degli alimenti :

Verona, Martedì 2 Ottobre 2015

Perche’ olistico....

• Per il punto di vista "olistico", la sommatoria funzionale delle parti è sempre maggiore/differente della somma delle prestazioni delle parti prese

singolarmente.

Olismo : Teoria secondo la quale l'organismo non è la semplice somma delle parti che lo compongono, ma una totalità a essa superiore.

Perche’ Untargeted.... • L'approccio Untargeted (o non mirato) si

propone l'identificazione rapida e affidabile di piccoli composti caratteristici di un particolare prodotto alimentare o metodo di produzione.

• Il massimo della conoscenza può essere ottenuta utilizzando strumenti ad alte prestazioni in combinazione con la valutazione statistica dei dati (chemiometria).

La globalizzazione

dei mercati

L’ abbattimento delle barriere doganali UE

La libera circolazione delle merci in ambito

UE

Premesse

Premesse e contesto

L’Europa è il più grande importatore di alimenti a

livello mondiale

Con aumento esponenziale di complessità

Esempio di preparazione alimentare

Questi gli ingredienti …

Alcune organizzazioni …..

• OMS/WHO Organizzazione Mondiale della Sanità

• FAO Organizzazione per l’Alimentazione e l’Agricoltura

• EFSA Autorità Europea per la Sicurezza Alimentare

• OIE(Office International des Epizooties) o Organizzazione mondiale della sanità animale . Nel 2013 risultano membri 178 Paesi.

L'OIE (Office International des Epizooties) o Organizzazione mondiale della sanità animale . Nel 2013 risultano membri 178 Paesi.

Il fine principale per cui lavora l'OIE è quello di garantire la massima trasparenza circa lo status sanitario degli animali nei paesi membri per la prevenzione della diffusione delle malattie

infettive degli animali.

Alcune regole per la sicurezza...

• Introduzione del metodo HACCP (autocontrollo) analisi e gestione

del rischio

• Libro Bianco sulla sicurezza alimentare (2000)

• Reg. 178/2002/CE

- creazione di un'Autorità per la sicurezza alimentare (EFSA);

- sistema di allarme rapido (RASFF);

- un quadro giuridico migliorato;

- sistemi di controllo armonizzati a livello nazionale;

- dialogo con consumatori e altre parti coinvolte.

• Reg.1169/2011/CE Etichettatura nutrizionale

Principali alimenti segnalati

Principali contaminanti

segnalati

Pericoli chimici ... come

Trattamenti

agricoli

Contaminazione

terreni

Scarichi

autotrasporti

Scarichi

industriali

Vegetali Bestiame

Pesca

Trasformazione Immagazzinamento

Cottura Preparazione

Pericoli chimici ….. quali

• Contaminanti ambientali

•Metalli pesanti e As

•Pesticidi Clorurati-Fosforati-Diserbanti

•Diossine / PCB

• Radioattività

• Sostanze utilizzate per il trattamento delle acque

• Residui di fitofarmaci (alimenti di origine vegetale)

• Residui di Farm. Vet. -Ormoni / Anabolizz. (Alim. di orig. Animale)

• Presidi chimici contro gli infestanti

• Residui disinfettanti –detergenti

• Micotossine / Alcaloidi e altre sostanze tossiche naturali

• Nanomateriali

• Sostanze cedute dalle confezioni ed imballaggi

• Sostanze tossiche derivanti dal processo produttivo

• Additivi alimentari –conservanti –coloranti -edulcoranti

Con queste premesse ……..

Le nuove «frontiere» ...

La «capacità analitica» di un paese può influenzare in maniera significativa gli scambi Import/Export

Evoluzione del contesto ...

• Richiesta informazioni • Autocontrollo HACCP

• Studio / Verifica shelf-life

• Verifica fornitori

• Richieste per l’Export

• Promozione / Qualificazione

• Certificazione

• Costi (produzione e CQ)

• Disponibilità economiche

• Tempi reazione

.. e delle esigenze analitiche

• Costo analisi

• Impegno del personale

• Tempi di risposta

• Qualità / Affidabilità del dato

Scenario

Economically Motivated Adulteration

“The fraudulent addition of non-authentic substances or

removal or replacement of authentic substances without the purchaser’s knowledge for economic gain of the

seller”

“L’aggiunta fraudolenta di sostanze non autentiche

o la rimozione o sostituzione di sostanze autentiche

senza la consapevolezza dell’acquirente per incrementare

il guadagno del venditore”.

Motivazioni economiche dell’adulterazione

Frodi vs frodi ‘tossiche’

Aumento dei prezzi delle materie prime

Aumento della complessità delle filiere

Composizioni complesse e variabili

Maggiore abilità dei sofisticatori

Mancanza di sistemi di prevenzione

Materie prime a basso costo

Richio di presenza di prodotti pericolosi o impurezze/contaminazioni

Piani di controllo

• PNR: Piano Nazionale Residui;

• PNAA: Piano Nazionale Alimentazione Animale;

• Piano Nazionale residui prodotti fitosanitari;

• Piano Controlli Importazione PIF UVAC USMAF;

• RAFF.

Crisi Melamina

Niente (nel controllo degli alimenti) potrà essere uguale dopo lo scandalo Melamina !

Prevedere la prossima crisi alimentare è impossibile

Durante le crisi, la credibilita’

di tutto il sistema di controllo viene messa in discussione.

I dubbi…. della Commissione EU

Stop Food

Crisis

Coordinated

control plans

Lab

Investment

UE ….. frodi alimentari

UE ….. frodi alimentari

Se prevedere la prossima crisi alimentare è impossibile:

e’ necessario introdurre nuovi modelli operativi e sistemi di monitoraggio «Untargeted»

Metodologia

approccio Targeted

– Procedure Standard

– Ricerca di specifici composti

(preselezionati)

– Basata sull’esperienza pregressa

– Analisi usa-getta (One-shot)

approccio olistico o Untargeted

– Metodi rapidi

– Mappe / Profili

– Uso della Statistica (chemiometria)

– Dati Riutilizzabili

Sintesi grafica

Quantità

informazioni

Qualità

dell’

informazione

Trattamento del campione

Untargeted Targeted

Targeted approach

. Il truffatore progetta

adulterazioni per eludere il sistema di controllo esistente

Il sistema di controllo reagisce sviluppando un nuovo metodo analitico

Untargeted fingerprinting Approach

Basata su profili / fingerprints (spettri) di

gruppi di campioni normali e campioni non

conformi.

Necessario sviluppare e validare dei modelli

statistici / matematici / chemiometrici.

Cambiare la prospettiva

Sistema integrato di controllo

Approccio

completo e

sinergico

Screening Conferma

+

Autenticazione Biometrica

Una persona può essere identificata con certezza utilizzando sistemi rapidi diversi dal test del DNA

Autenticazione Food-metrics

L-ASCORBIC ACID, 99+%, A.C.S. REAGENT

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

Int

D-ISOASCORBIC ACID, 98%

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

Int

500 1000 1500 2000 2500 3000

Raman shif t (cm-1)

Alternativamente all’approccio classico un alimento può

essere identificato/classificato mediante l’uso della

chemiometria

WS-CRDS

NIR

TXRF

Ambient-HRMS RAMAN

Key words

NESSUN (limitato) trattamento/preparazione dei campioni

NESSUN (limitato) effetto matrice

ALTA flessibilità / versatilità

RAPIDA soluzione nuovi quesiti diagnostici

ELEVATI volumi di campioni processabili

ELEVATO numero di parametri rilevabili

Analisi statistica dei dati / Omics

Analisi Retrospettive

BASSO consumo di energia

POCHI rifiuti

BASSO uso di solventi

Strumentazione piccolo laboratorio

IZSLER NIR Lab 2013

Latte e prodotti lattiero caseari

Latte in polvere Formaggi molli

Yogurt Bitto

Provolone Silter

Formaggio ovino Bagoss

Quartirolo Caciotta

Taleggio Ricotta

Mascarpone Mozzarella

Grana Padano Formaggio termizzato

Parmigiano Reggiano Casera

Carne e prodotti derivati

Prosciutto crudo Coniglio

Prosciutto cotto Tacchino (fesa)

Carne di Equino Carne bovina

Ritagli suini Cotenna

Pancetta Bresaola

Salame Coppa

Hamburger Mortadella

Wurstel Cotechino-Zampone

Parametri

Composition

Protein

Sugars

Fats

Humidity

Ash

Saturated fatty acids

Monounsaturated fatty acids

Polyunsaturated fatty acids

Myristic Acid

Palmitic Acid

Stearic Acid

Oleico Acid

Linoleic Acid

Proteolytic Index TCA 12%

Proteolytic Index pH 4.6

Sodium Chloride

Butter

Fats

Humidity

Parametri del miele

Water Glucose Fructose Sucrose Fruct + Gluc Fruct/Gluc Gluc/Water Specif. Rot. Diastase HMF Proline pH Elettr. Cond. Acidity Maltose, Erlose Threalose Isomaltose Melezitose Raffinose

54

Category humidity Acidity Glucose Fructose Sucr Fruct + Gluc Conduc pH HMF Fru/glu Glu/Hu

m Polarim

Eucalipto 15,5 26,6 25,7 36,6 0,13 62,3 0,840 3,82 2,3 1,4 1,5 -3,5

Eucalipto 14,3 34,6 22,8 34,8 0,22 57,6 1,478 4,42 1,0 1,5 1,5 6,7

Eucalipto 14,4 21,8 30,9 38,4 0,16 69,3 0,458 3,64 3,3 1,2 2 -9,6

Eucalipto 14,1 22,9 30,7 38,5 0,17 69,1 0,572 3,8 2,3 1,3 2 -9,1

Eucalipto 16,9 20,6 31,4 38,4 0,43 69,8 0,581 3,91 2,3 1,2 1,8 -13,9

Eucalipto 15,7 24,6 26,2 36,9 0,20 63,1 0,835 3,96 3,5 1,4 1,6 -4,7

Eucalipto 14,5 17,7 33,1 39,7 0,20 72,8 0,424 3,77 1,9 1,2 2,2 -12,9

Eucalipto 16,1 30,2 28,2 38,7 0,13 66,9 0,883 4,04 2,5 1,4 1,7 -10,5

Eucalipto 15,8 21,0 28,9 37,3 0,39 66,2 0,571 3,82 5,3 1,3 1,7 -5,2

Eucalipto 15,3 20,7 31,8 39,0 0,42 70,7 0,503 3,89 3,0 1,2 2,2 -10,1

Global overview

Molte informazioni permettono di identificare rapidamente campioni strani o difettosi

Graphical evaluation

Piu’ facile verificare la corrispondenza al profilo

FTIR – Sospette frodi

FT-IR spectra

Campioni regolari

Campioni sospetti

Metanolo nel vino (spettri raman)

2 % di methanol

1 % di methanol

Blank wine

Grappa

Methanol

Signal

Differenziazione olio (spettri raman)

Polline di Girasole

TXRF matrice Olio (studio preliminare)

Profilo di pH nel salame della

bergamasca

Profilo di pH nei salamini alla

cacciatora

Data fusion

Combinando dati provenienti da differenti tecnologie e’ possibile ottenere facilmente una corretta classificazione dei prodotti alimentari.

NIR TXRF Raman DART WS

FT-IR HR MS CRDS

Performances Laboratori

• Ben equipaggiati

• Personale ben addestrato

• Metodi adatti allo scopo

• Metodi Accreditati

• Piani di controllo coordinati

FOOD-METRICS

È impossibile o

improbabile che un

alimento adulterato (o

con composizione

sospetta) superi senza

problemi una serie di

controlli in sequenza.

AUTHENTIC FOOD ADULTERATED

FOOD

Considerazioni finali

Sistema Innovativo per il controllo degli alimenti - Caratterizzazione

- Identificazione

- Identificazione geografica

- Etichettatura nutrizionale

Prevenzione attiva frodi e contaminazioni (TACCP, VACCP)

Elevata capacità analitica

Riduzione dei tempi di risposta

Riduzione dei costi delle analisi

Rispetto dell’ambiente

Cosa si puo’ fare? Istituzionalizzare collaborazioni a livello europeo per matrice...... esempio matrice miele

• LUA - Trier, Germany

• ALP-Haras, Bern, Switzerland

• LIB, Hohen Neuendorf, Germany

• IZSLER, Brescia, Italy

• IZS-Ve, Vicenza, Italy

Frontespizio del Certificato di Registrazione del Passaporto Etico

La home page del Sistema PEPA Passaporto etico delle produzioni alimentari

Caratterizzazione microbiologica

Uno dei droni (Dji Phantom V2 ) utilizzato per le riprese aeree

Progetti europei:

Il progetto TRACE “Tracing the origin Food” ………..

Sicurezza e Qualità Dei prodotti Agroalimentari. Priorità che ha come obiettivo quello di contribuire a stabilire una catena di produzione e distribuzione, non inquinante, di alimenti più sani e sicuri, e per la gestione dei rischi legati all’alimentazione ed alle alterazioni dell’ambiente.

Trace mira a migliorare la salute ed il benessere dei cittadini europei tramite la rintracciabilità dei prodotti alimentari che deve permettere una verifica della loro origine e quella dei mangimi degli animali. Il progetto si focalizza su prodotti quali la carne, i cereali, il miele, l’olio di oliva e l’acqua minerale, particolare attenzione viene data ai marchi di origine (Dop e Igp) e ai prodotti.

Progetto EuroDISH

MILANO MILESTONE Declaration of the EuroDISH results and discussion points on future needs at the World

Expo Milano, May 15th 2015

Grazie per l’attenzione