Riassunto analitico
I concetti di qualità e tracciabilità alimentare ricoprono un ruolo primario nella società, principalmente a causa dei recenti casi che hanno minacciato l'autenticità e la sicurezza di alcuni prodotti. Le produzioni enologiche, per le loro caratteristiche e la vasta diffusione, necessitano di interventi per la protezione, valorizzazione e innovazione, da cui possono trarre opportunità di crescita. Poiché la qualità del vino è strettamente legata al concetto di terroir (storia, origine, metodi e materie prime tradizionali), il legame tra alimento e territorio di origine può rappresentare un valore aggiunto. Quindi, la definizione di criteri oggettivi per la tracciabilità geografica dei vini, con particolare attenzione per prodotti a denominazione (DOP, IGP, ecc.), può rappresentare una svolta innovativa. Il progetto di ricerca di cui fa parte questo lavoro è finalizzato allo sviluppo di modelli di tracciabilità geografica e opera con una duplice strategia: da una parte l'investigazione estesa di vini commerciali e matrici territoriali e dall'altra uno studio pilota per chiarire alcuni punti critici. In particolare, i seguenti aspetti sono stati presi in considerazione: 1) l'identificazione degli indicatori adatti, 2) l'ottimizzazione di metodologie analitiche per la loro determinazione, 3) lo studio del comportamento degli indicatori in relazione alle diverse fonti di variabilità (suolo, uptake della pianta, processo produttivo) e 4) la pianificazione di un campionamento rappresentativo per tutte le matrici.
In questa tesi, un approccio basato sulla sinergia tra metodi analitici e analisi multivariata è stato utilizzato per studiare alcuni degli aspetti sopra citati, al fine di ottenere informazioni sul sistema analizzato.
In particolare, è stato fatto uno screening dei terreni mediante diffrazione a raggi X e tecniche chemiometriche, per valutare in modo semplice e veloce la variabilità inter e intra sito, considerando l'influenza della profondità e del periodo di prelievo, ottenendo così indicazioni sulla procedura di campionamento (profondità e periodo, numero e posizione dei campioni all'interno dei campi).
In seguito, il rapporto isotopico 87Sr/86Sr è stato scelto tra gli indicatori analitici di tracciabilità e valutato in diverse matrici della filiera enologica. Il rapporto isotopico dello stronzio varia in base all'età delle rocce, all'iniziale rapporto Rb/Sr e al tempo trascorso, risultando quindi correlato alle caratteristiche geologiche del territorio. Inoltre, lo stronzio è coinvolto nel metabolismo delle piante e risulta assorbito senza effetti di frazionamento sul rapporto isotopico. Per questo, il rapporto isotopico dello stronzio dovrebbe mantenersi costante dal terreno alla pianta e infine nell'alimento. D'altro canto, diversi fattori (assorbimento della pianta, processo produttivo, contaminazioni antropiche o naturali) potrebbero influenzare l'indicatore e dovrebbero quindi essere considerati.
Un ICP/MS multicollettore ad alta risoluzione è stato utilizzato per determinare il rapporto isotopico 87Sr/86Sr in diverse matrici (terreno – tralci – succhi) al fine di monitorare la variabilità dell'indicatore nel terreno e verificare la sua efficacia. Inoltre, grandi sforzi sono stati fatti nel razionalizzare gli aspetti legati all'assorbimento di elementi da parte della vite e, di conseguenza, determinare il rapporto isotopico nella frazione biodisponibile di stronzio. I risultati ottenuti evidenziano una buona corrispondenza tra i valori di rapporto isotopico misurati nelle frazioni di terreno, mimanti la parte biodisponibile, e i rispettivi succhi per quasi tutte le aree investigate. La correlazione con l'alimento migliora significativamente considerando i valori ottenuti per i tralci.
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Abstract
Nowadays, food quality and traceability play a primary role in the society mainly due to several episodes that threatened the authenticity and safety of foodstuffs. The oenological productions, owing to their peculiarities and global worldwide diffusion, show the greatest need for protection, valorization and innovation measures and could have the best growing opportunity. Since the quality of wine is in many cases related to the concept of terroir (history, geographical origin, typical raw materials, methods…), the possibility to assess the link between territory of origin and the food could represent a peculiar added value, useful for the enhancement of the product itself. Hence, the definition of objective criteria for the geographical traceability of wine, with particular attention to those awarded with quality marks such as PDO, PGI, etc., could represent a real challenging task.
The main research project, which this thesis belong to, is focused on the development of geographical traceability models and operates with a twofold strategies: on one hand an extensive investigation is carried out on commercial wines and territorial matrices, and on the other hand a pilot study was started to clarify some critical points. In particular, the following aspects were taken into consideration: 1) identification of the suitable indicators, 2) optimization of the analytical methodologies for their determination, 3) study of their behavior with respect to soil variability, plant uptake and winemaking chain influence and 4) planning of a representative sampling for soils and food.
In this thesis, an approach based on the synergy between analytical methods and multivariate data analysis, was used to investigate some of the above mentioned aspects, in order to obtain information about the analyzed system.
In particular, to obtain more detailed information on the soil sampling procedure, in terms of inter and intra site variability, sampling depth and seasonal variability, a fast screening approach by means of X-ray powder diffraction and multivariate spectra analysis on the soils was carried out.
After that, the 87Sr/86Sr isotopic ratio was selected among the primary traceability indicators and evaluated in several matrices of the oenological chain. Sr isotopic ratio varies according to the age of the rocks, the initial Rb/Sr value and the elapsed time, thus being related to the geological characteristics of the territory. Moreover, Strontium is involved in metabolic processes and should be absorbed by plant with no fractionation effects on the isotopic signature. Owing to these peculiarities, the 87Sr/86Sr should maintain the same value passing from soil to plant up to the bottled wine. However, several factors, related to anthropic or natural contaminations, plant uptake, making procedures, could affect the isotopic relative abundance and should be considered when investigating the transition from soil to wine. A Multi Collector ICP/MS was used to determine the 87Sr/86Sr in different matrices, soil – branch – grape juice – wine, to monitor the variability of the indicator verifying its effectiveness. Moreover, great effort was paid to rationalize the aspects related to the element uptake of the vine plant and, as a consequence, to determine the Sr isotopic ratio on the bioavailable Sr fraction.
The results highlight a good match between the isotopic values monitored in the soil fractions mimicking the bio-available part and their respective grape juices for almost all the investigated geographical areas. The correlation with food matrices satisfyingly improves when the isotopic values of vine branches are considered.
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