SISTEMI OLFATTIVI ARTIFICIALI PER IL RICONOSCIMENTO PRECOCE DI ALTERAZIONE MICROBICA IN DERIVATI DELLA FRUTTA S. Cagnasso1, E. Spotti1, E. Berni1, P. Previdi1, B. Franceschini1, P. Rovere1, T. Spimpolo2 1Stazione Sperimentale per l’Industria delle Conserve Alimentari (SSICA), Parma 2SACMI S.C., Imola Alcune specie appartenenti al genere Fusarium sembrerebbero dotate di resistenza al calore e quindi ai trattamenti termici normalmente impartiti a livello industriale. La produzione di micotossine è preceduta da quella di alcoli, aldeidi, esteri e altri composti volatili non appartenenti al profilo aromatico della frutta e generati nella fase precoce dello sviluppo fungino. Altri microrganismi di grande interesse per i derivati della frutta sono gli aliciclobacilli: batteri sporigeni, strettamente aerobi, termotolleranti, le cui spore sono in grado di germinare a pH bassi e i cui metaboliti possono produrre off-flavours nel prodotto finito. Lo scopo del presente lavoro è stato la sperimentazione di un modello di naso elettronico a sensori MOS (Metal Oxide Semiconductor) per il riconoscimento precoce dello sviluppo di tali microrganismi in nettari e succhi a base di frutta. MATERIALI E METODI 1. Fusarium sporotrichioides in nettare a base di pera I campioni di nettare di pera sono stati inoculati, in doppio, con un ceppo di F. sporotrichioides proveniente dalla collezione SSICA. L’inoculo dei brick è stato eseguito con 0,1 ml di una sospensione da 2,3 · 104 spore/ml. Tutti i contenitori inoculati sono stati termostatati a 25°C e prelevati a scadenze prestabilite. All’apertura dei brick, il prodotto è stato sottoposto ad una valutazione da parte di esaminatori esperti, relativamente al grado di sviluppo della muffa e all’alterazione dell’aroma (punteggio da 1 a 5). Da ciascun campione, aliquote da 50 ml di nettare sono state prelevate, trasferite in vasi di vetro e incubate a 25°C per 2 ore circa prima dell’analisi con il naso elettronico. 2. Alicyclobacillus terrestris in succo di mela Vasi di vetro da 500 ml contenenti 300 ml di succo di mela, sono stati inoculati con spore di Alicyclobacillus terrestris a tre diverse concentrazioni (101, 102, 103 spore/ml). I campioni sono stati termostatati a 45°C e prelevati alla scadenza dei tempi prestabiliti (t1=24 h; t2=48 h; t3=72 h; t4=96 h). Allo scadere dei tempi di incubazione, aliquote da 15 ml di succo sono state prelevate da ciascun vaso, trasferite in vial di vetro e incubate a 25°C per 2 ore circa. Allo stesso tempo, sono stati eseguiti i conteggi su piastre di YSG, incubate a 50°C per 48h. Le prove sono state condotte in triplo per ciascuna concentrazione sporale ed effettuate ogni 24h fino ad un tempo massimo d’incubazione dei vasi di 4 giorni (t4=96h). Tab. 1 – Medie e relative deviazioni standard dei punteggi assegnati dagli esaminatori e dei valori del peso secco del micelio. Grafico 1 – Regressioni lineari effettuate confrontando i punteggi di “sviluppo fungino” e “alterazione dell’aroma” con i segnali forniti dal naso elettronico (tempo di incubazione 0-8 giorni). RISULTATI E DISCUSSIONE 1. Fusarium sporotrichioides in nettare a base di pera Nelle fasi preliminari, il naso elettronico ha messo in evidenza la presenza di off-flavours anche nei campioni in cui il micelio fungino non si era ancora manifestato in modo evidente. Pertanto, ai segnali registrati sono stati correlati: l’alterazione dell’aroma (individuata già dopo il 1°giorno), il grado di sviluppo fungino e il peso secco del micelio (individuati dal 3°giorno) (Tab. 1). Le PCA (Principal Components Analysis) effettuate considerando i punteggi assegnati ai parametri succitati hanno mostrato una significativa separazione dei segnali. Le regressioni lineari calcolate confrontando i punteggi assegnati all’apertura dei brick hanno evidenziato come il grado di sviluppo fungino e l’ alterazione dell’aroma siano significativamente correlabili ai segnali del naso elettronico (Grafico 1). Nella fase finale, il riconoscimento di campioni “incogniti” è stato eseguito mediante PCA sulla base della banca dati costruita nella fase precedente. Le buone correlazioni tra i dati ricavate dalle regressioni lineari (Grafico 2), evidenziano come il naso elettronico abbia rilevato l’alterazione del prodotto pressoché contemporaneamente a quanto era stato rilevato dagli esaminatori, cioè prima della manifestazione evidente del micelio (Tab. 1). 2. Alicyclobacillus terrestris in succo di mela I segnali registrati dal naso elettronico sono stati correlati con il conteggio su piastra (max 106 ufc/ml). Il naso elettronico è stato in grado di rilevare la presenza di metaboliti volatili estranei all’aroma caratteristico della mela (off-flavours), a partire da una concentrazione microbica di 103 ufc/ml. Da una prima elaborazione dei dati, si può notare come i segnali ottenuti aspirando lo spazio di testa di campioni inoculati siano significativamente separati da quelli corrispondenti ai campioni non inoculati (Fig. 1). Grafico 2 – Regressioni lineari effettuate confrontando le predizioni del naso elettronico con i punteggi di “sviluppo fungino” (t incubazione 0-4 giorni). FIG. 1 - Principal Comonent Analysis (PCA). Separazione dei segnali sulla base della concentrazione batterica. CONCLUSIONI Con il presente lavoro, è stato possibile verificare come il sistema olfattivo artificiale EOS 835 sia in grado di identificare precocemente la degradazione in atto di nettari di pera da parte di F. sporotrichioides. In particolare, EOS 835 ha messo in evidenza differenze significative nella composizione del profilo aromatico dei campioni prima che il micelio si manifestasse in modo evidente. L’alterazione dell’aroma è stata percepita contestualmente anche dagli esaminatori esperti del panel sensoriale. Le prove preliminari sul succo di mela inoculato con aliciclobacilli hanno dimostrato come lo strumento sia in grado di discriminare i campioni con una presenza di batteri maggiore o uguale a 103 ufc/ml, lasciando ipotizzare una continuazione delle prove al fine di valutare la sensibilità dello strumento.