L’industrializzazione della produzione dei prodotti da forno ha reso necessaria la standardizzazione delle farine, che devono avere precise caratteristiche tecno-funzionali in base alla tipologia di prodotto. Per migliorare le proprietà delle farine, si può ricorrere a diverse strategie, tra cui l’utilizzo di enzimi (in questo caso utilizzati come coadiuvanti tecnologici). In quanto tali, non è necessario che siano dichiarati in etichetta, ed è pertanto difficoltoso poter risalire alla loro presenza nelle farine. Inoltre, questi enzimi potrebbero in parte mascherare una qualità scadente di una farina, a discapito dell'ignaro acquirente. È stato quindi sviluppato un metodo di analisi che consente di rivelare la presenza di questi enzimi, che possono appartenere a diverse classi. Il metodo si basa sulla natura proteica di questi enzimi, che possono pertanto essere scissi in frammenti più piccoli (peptidi), che possono essere facilmente identificati con analisi di laboratorio (LC-MS).

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Laboratorio
Referenti
Barbara Prandi
Stefano Sforza
Area di specializzazione
Agroalimentare
Keyword
Autenticità
Farine
Enzimi
Coadiuvanti tecnologici
Processo di liofilizzazione dei campioni
Descrizione prodotto

Il metodo sviluppato (UHPLC/ESI-MS/MS) consente di determinare simultaneamente la presenza di diversi enzimi utilizzati come coadiuvanti tecnologici nelle farine. Inoltre, il metodo sviluppato è anche in grado di stimare la quantità di enzima aggiunta, che di solito è molto bassa (si parla di parti per milione). Siccome gli enzimi sono proteine, la prima fase consiste proprio nell'estrazione delle proteine. Queste sono poi sottoposte a diverse reazioni chimiche per ridurle in frammenti più piccoli (peptidi). Ad ogni enzima corrisponderà quindi uno di questi piccoli frammenti di proteina, che saranno più facilmente individuabili. Questi sono infatti identificati e quantificati con tecniche analitiche di laboratorio (cromatografia liquida abbinata a spettrometria di massa). Il risultato fornito consiste nella lista degli eventuali enzimi aggiunti come coadiuvanti tecnologici e nella stima della relativa quantità. Il metodo pertanto consente alle aziende alimentari di monitorare le materie prime in ingresso in maniera affidabile, e di rilevare un'eventuale aggiunta di enzimi allo scopo di mascherare un qualità scadente della farina. Inoltre, quest’analisi, (opportunamente validata) può essere trasferita anche ad altri prodotti alimentari di interesse per l’azienda.

Aspetti innovativi

Al momento questo è uno degli unici due metodi disponibili per l’identificazione di questi enzimi nelle farine. La difficoltà nella rivelazione di questi coadiuvanti tecnologici risiede principalmente nella bassa concentrazione alla quale sono di solito aggiunti alle farine. Inoltre, essendo proteine, presentano una struttura e proprietà del tutto simili a quelle di altre proteine presenti naturalmente nelle farine, che ne rende difficile la distinzione.

Applicazioni

Il prodotto è stato sviluppato in collaborazione con un’azienda del settore, in quanto negli ultimi anni la produzione industriale ha sempre più bisogno di metodi sicuri e affidabili per monitorare le materie prime. Infatti, una farina di qualità mediocre potrebbe essere addizionata di tali enzimi per migliorarne le proprietà e mascherarne quindi la qualità scadente all'acquirente. Le potenziali applicazioni sono pertanto il controllo dei fornitori di materie prime. Il metodo è quindi rivolto principalmente alle industrie nel campo dei prodotti a base di farina.

Pesata su bilancia analitica (precisione 0,1 mg).
Esempio di applicazione

Analisi di otto campioni di farine con aggiunta incognita di enzimi

Descrizione applicazione e risultati

Il metodo di analisi è stato applicato a otto campioni di farine con aggiunta incognita di enzimi. In queste farine potevano essere presenti (o meno) quindici diversi enzimi utilizzati solitamente come coadiuvanti enzimatici. Questi potevano essere presenti a diverse concentrazioni, sempre nell’ordine delle parti per milione (ppm), che è il loro range abituale di utilizzo. Le farine sono state analizzate con il metodo sviluppato, che prevede l’estrazione delle proteine e la loro riduzione in frammenti più piccoli (peptidi), seguite da analisi di laboratorio (cromatografia liquida abbinata a spettrometria di massa). L’analisi è stata in grado di identificare correttamente enzimi quali glucan-α-1,4-glucosidasi, glucosio ossidasi ed endo-1,4-xilanasi, nonostante le quantità di enzima utilizzate fossero molto basse (da 20 a 400 ppm, parti per milione).

Partner coinvolti

Barilla G. & R. F.lli SpA

Tempi di realizzazione
Utilizzo del metodo – 3 giorni
Livello di maturità tecnologica
TRL 5 - tecnologia validata in ambiente rilevante
Valorizzazione applicazione

Il prodotto sviluppato fornisce un utile strumento per le aziende alimentari, che consente di garantire la composizione delle materie prime (in questo caso delle farine). In questo modo, si potranno monitorare le materie prime in ingresso, verificarne la conformità agli standard richiesti e rilevare la presenza di enzimi aggiunti come miglioranti.

Cromatografo liquido con spettrometro di massa a triplo quadrupolo