Riassunto analitico
L'obiettivo di questa tesi è valutare la robustezza del modello di analisi sviluppato precedentemente da Truzzi et al. per il riconoscimento e la quantificazione dell’uso oltre i limiti di legge dei cosiddetti equivalenti del burro di cacao (cocoa butter equivalent, CBE) nel cioccolato, di fronte ad un set più ampio di campioni e variabili. Considerando l'importanza dei trigliceridi nell'ambito tecnologico della produzione del cioccolato (andando ad influenzare la cristallizzazione e le proprietà reologiche del prodotto finale) e la presenza predominante nei burri in questione, ci si propone anche di sviluppare un modello semiquantitativo alternativo basato sulla determinazione delle concentrazioni di acidi grassi saturi e insaturi nei campioni. Altro aspetto studiato è stata la valutazione dell’indipendenza del modello dal campo magnetico dello strumento utilizzato per acquisire gli spettri.
Come dichiarato nella Direttiva 2000/36/CE, è consentita l'aggiunta di grassi vegetali diversi dal burro di cacao nei prodotti di cioccolato. Tale aggiunta non deve superare il 5% del prodotto finito, dopo la deduzione del peso totale di qualsiasi altra materia commestibile utilizzata, senza ridurre il contenuto minimo di burro di cacao o dei solidi di cacao essiccati totali.
Fra i motivi che spingono i produttori all’utilizzo di CBE (Illipe, Palm-oil, Sal, Shea, Kokum gurgi, Mango kernel) troviamo un minor costo rispetto al CB, i cui prezzi sono soggetti una notevole variabilità come effetto dei cambi di costo delle fave di cacao.
Sfortunatamente, la Direttiva non copre gli aspetti relativi ai metodi di analisi per l'applicazione della stessa.
Allo scopo di colmare questa lacuna normativa è stato proposta l’associazione di tecniche chemiometriche e di Risonanza Magnetica Nucleare (NMR).
I campioni sono stati preparati partendo dal burro di cacao (estratto con solvente organico da diversi cioccolati fondenti, al latte e gianduja e poi evaporato al rotavapor) e miscelato con CBE oltre il limite consentito dalla regolamentazione europea.
Sono state preparate miscele di CB e CBE a cinque concentrazioni (6%, 12%, 25%, 35%, 50%) di ciascuno dei 5 adulteranti utilizzati (Illipe, Palm-oil, Shea, Kokum gurgi, Mango kernel) ottenendo 25 campioni per ciascun cioccolato impiegato.
Le miscele così preparate sono state analizzate con due spettrometri NMR a due campi magnetici differenti (400MHz e 60MHz) ottenendo gli spettri corrispondenti.
Dagli integrali dei picchi sono stati ricavati i valori utilizzati per il calcolo della percentuale di omega 3, omega 6, omega 9 e acidi grassi saturi (saturated fats acid, SFA).
Questi dati sono stati usati come variabili per generare il primo modello mentre i punti degli spettri sono stati utilizzati per generare il secondo. Sono stati adottati i metodi di Partial least-squares discriminant analysis (PLS-DA) per l’identificazione del tipo di CBE e Partial least-squares regression (PLS-R) per quantificarne la concentrazione.
|
Abstract
The aim of this thesis is to evaluate the robustness of the analysis model previously developed by Truzzi et al. for the recognition and quantification of cocoa butter equivalents (CBE) when used in chocolate beyond legal limits, considering a broader set of samples and variables. Acknowledge the importance of triglycerides in the technological aspect of chocolate production (as they influence the crystallization process and rheological properties of the final product) and their predominant presence in the butters in question, we also intend to develop an alternative semi-quantitative model based on the determination of concentrations of saturated and unsaturated fatty acids in the samples. Another aspect studied is the assessment of the model's independence from the magnetic field of the instrument used to acquire the spectra.
As stated in Directive 2000/36/EC, vegetable fats other than cocoa butter may be added to those chocolate products. That addition may not exceed 5 % of the finished product, after deduction of the total weight of any other edible matter used in accordance with the same directive, without reducing the minimum content of cocoa butter or total dry cocoa solids.
Among the reasons that drive producers to use CBE (Illipe, Palm oil, Sal, Shea, Kokum gurgi, Mango kernel) are the lower costs compared to CB, whose prices may vary significantly because of changes in cocoa bean prices.
Unfortunately, the Directive does not cover aspects regarding methods of analysis for law enforcement. To address this regulatory gap, the combination of chemometric techniques and Nuclear Magnetic Resonance (NMR) has been proposed. Samples were prepared by starting with cocoa butter (obtained from various dark, milk, and gianduja chocolates through organic solvent extraction, then evaporated using a rotavapor) and mixed with CBE beyond the limit allowed by the European regulations.
Mixtures of CB and CBE were prepared at five concentrations (6%, 12%, 25%, 35%, 50%) for each of the five adulterants used (Illipe, Palm oil, Shea, Kokum gurgi, Mango kernel), resulting in 25 samples for each type of chocolate used.
The samples thus obtained were analyzed using two NMR spectrometers with two different magnetic field strengths (400MHz and 60MHz), obtaining the corresponding spectra. The values obtained from the peaks integration were used to calculate the percentages of omega-3, omega-6, and omega-9 fatty acids, as well as saturated fatty acids (SFA).
These data were used as variables to generate the first model, while the spectral data points were used to generate the second model. Partial least-squares discriminant analysis (PLS-DA) methods were employed for the identification of the CBE, while Partial least-squares regression (PLS-R) was used to quantify its concentration.
|
