Elisabetta Schievano Department of Chemical Sciences
Il miele:
dove l’ape lascia la sua impronta
MIELE DI ACACIA: UN TEST SVELA CHE
NON SEMPRE È PURO MONOFLORALE
REPRESSIONE FRODI : IL MIELE È
BUONO, MA L’ ETICHETTA NON VA
Alimenti più a rischio di frode1 Olio di oliva2 Pesce3 Alimenti biologici4 Latte5 Cereali6 Miele7 Caffè and tè8 Spezie (come zafferano e peperoncino in
polvere)9 Vino
10 Alcuni succhi di frutta
DEFINIZIONE DI MIELE
“La direttiva comunitaria (74/409/CEE) definisce in maniera precisa e univoca il prodotto al quale è riservata la denominazione miele:
"... s'intende per miele il prodotto alimentare che le api domestiche (Apismellifera) producono dal nettare dei fiori o dalle secrezioni provenienti da partivive di piante o che si trovano sulle stesse, che esse bottinano, trasformano,combinano con sostanze specifiche proprie, immagazzinano e lasciano maturarenei favi dell'alveare".
Miele di melata è il miele che deriva dallesecrezioni zuccherine di insetti che succhiano la linfa delle piante
Miele di nettare è il miele chederiva dal nettare delle piante
Department of Chemical Sciences Elisabetta Schievano, [email protected]
DIRETTA: tramite aggiunta di sciroppi zuccherini direttamente al miele.
INDIRETTA: tramite supernutrizione dell’alveare, durante il periodo di raccolto, con sostanze zuccherine.
Frodi del miele
Aggiunta di sciroppi zuccherini
Elisabetta Schievano Dipartimento di Scienze Chimiche [email protected]
Frodi del miele
Vendita dei mieli monoflorali non corrispondenti in tutto o in parte al dichiarato
Per questi tuttavia sussiste l’attenuante di veri e proprio inconsapevoli errori di valutazione da parte degli apicoltori o dei commercianti a causa della complessità del problema
falsa dichiarazione di origine entomologica
Vendita di miele straniero come miele italiano
Elisabetta Schievano Dipartimento di Scienze Chimiche [email protected]
In Italia ci sono tantissime tipologie di miele uniflorale:
Elisabetta Schievano Dipartimento di Scienze Chimiche [email protected]
CASTAGNO
TIGLIO
ACACIA
ARANCIO
Castanea sativa
Citrus senensis
Tilia
Acacia
Hedysarum cor. L.
SULLA
Helianthus annuusGIRASOLE
ERICAErica
Elisabetta Schievano Dipartimento di Scienze Chimiche [email protected]
Il Codex Alimentarius Standard dice che si può applicare un'identificazione inerente all'origine floreale o vegetale se il prodotto proviene soprattutto da tale origine e ne possiede le caratteristiche organolettiche, fisico-chimiche e microscopiche.
Quando tutti i valori dei parametri considerati rientrano negli intervalli definiti per un particolare tipo di miele
Se le caratteristiche del campione non rientrano nel profilo di un particolare tipo uniflorale
uniflorale
poliflorale
Department of Chemical Science Elisabetta Schievano, [email protected]
DEFINIZIONE DI MIELE UNIFLORALE
Composizione Media del Miele
Fruttosio 38%
Glucosio31%
Acqua17-18%
Disaccaridi7%
Acidi organici ( 0.1-0.5%), Costituenti dell’aroma (tracce) ,Vitamine (tracce),Proteine, amminoacidi ( 0.2-2%)Altro (tracce)
Minerali0.5-1%
Altri Zuccheri2%
Elisabetta Schievano Dipartimento di Scienze Chimiche [email protected] Schievano Dipartimento di Scienze Chimiche [email protected]
Riconoscimento e conteggio dei granuli pollinici presenti nel mielederivanti dall’attività di bottinaggio delle api
Richiede tempi lunghi e un personale molto esperto
Analisi pollinica
METODI TRADIZIONALI PER L’AUTENTICAZIONE DEL MIELE
Department of Chemical Sciences Elisabetta Schievano, [email protected]
- Contaminazione nell’alveare con polline di altre specie che non contribuisce al miele
- Miele filtrato
- Morfologia delle piante (mieli a polline iper- o ipo-rappresentato)
Limiti dell’analisi pollinica
ASFODELO CARDO
No polline, miele chiaro, saporedelicato
Si polline, miele ambrato, saporedeciso e caratteristico
Non identifica la presenza di asfodelo nel miele di cardo
Department of Chemical Sciences Elisabetta Schievano, [email protected]
Consente di valutare un miele dal punto di vista olfattivo, gustativo, tattile. Viene valutata la conformità rispetto ai requisiti organolettici minimi definiti per i diversi mieli uniflorali.Giudizio che dipende dal soggetto.
Vista OlfattoGusto Udito-tatto.
METODI TRADIZIONALI PER L’AUTENTICAZIONE DEL MIELE
Department of Chemical Sciences Elisabetta Schievano, [email protected]
Ciascun miele uniflorale rientra in un a gamma di colorazione ben definita. Valutazione importante dal punto di vista commerciale.
Analisi sensoriale
Il colore
Rapporto Fruttosio/Glucosio
Spettro glucidico Disaccarides7%
Fructose 38%
Glucose31%
Water
Other Sugars2%
METODI TRADIZIONALI PER L’AUTENTICAZIONE DEL MIELE
Importante principalmente per la stima della presenza di melata
Conducibilità elettrica
Elisabetta Schievano Dipartimento di Scienze Chimiche [email protected]
Caratteristiche melissopalinologiche
Percentuale di polline di Robinia
percentuali molto variabili per lo più superiori al 15%
Numero assoluto di granuli pollinici in
10 g di miele (PK/10g)
media = 8.500deviazione standard = 4.400
Caratteristiche melissopalinologiche
Percentuale di polline di Castanea
superiore a 90%
Numero assoluto di granuli pollinici in 10 g di miele (PK/10g)
media =279.900deviazione standard. = 164.400
I ranges di tutti questi parametri sono ampi per ciascuna tipologia di miele, il giudizio è soggettivo e la diagnosi può differire da laboratorio a laboratorio ( soprattutto nei casi «borderline»
Elisabetta Schievano Dipartimento di Scienze Chimiche [email protected] Schievano Dipartimento di Scienze Chimiche [email protected]
PASSAGGI PER CONFERMARE O SMENTIRE LA CLASSE DICHIARATA:
Analisi pollinica
Analisi sensoriale+ chim.-fis.
Analisi zuccheri:glucosio fruttosio
CAMPIONE RISPONDENTE
Il CAMPIONE SOSPETTOnecessita di ulteriori analisi
CAMPIONE NON RISPONDENTE MA
ASSEGNATO AD UN’ALTRA TIPOLOGIA ( es: da monoflorale a
poliflorale)
Analisi isotopica
Elisabetta Schievano Dipartimento di Scienze Chimiche [email protected]
IRMS (Isotope Ratio Mass Spectrometry) 13C/12C
Rileva adulterazioni > 7%Analisi costosa
Fissazione carbonio con ciclo C4 Fissazione carbonio con ciclo C3
SI NO
Canna da zucchero, mais Frumento, riso, cicoria, ecc…
Elisabetta Schievano Dipartimento di Scienze Chimiche [email protected]
Le materie prime più simili al miele prodotte dall'industria sono gli sciroppi zuccherini ottenuti per idrolisi (chimica ed enzimatica) e isomerizzazione enzimatica a partire da diversi amidi (di riso, di mais ecc.).
Analisi isotopica
Autenticazione botanica del miele mediante NMR
JAFC 2016, submittedElisabetta Schievano Dipartimento di Scienze Chimiche [email protected]
Elisabetta Schievano Dipartimento di Scienze Chimiche [email protected]
Gli zuccheri naturali derivano dal nettare e dall’azione degli enzimipresenti nelle ghiandole salivari dell’ape.
Spettro zuccherino relativamente uniforme tra i vari mieli (si distingue la melata).
Molto utile per identificare adulterazioni e sofisticazioni con sciroppi
Elisabetta Schievano Dipartimento di Scienze Chimiche [email protected]
Si ritrovano in quantità estremamente ridotte
Ci sono sostanze chimiche derivanti dal nettare dei fiori, uniche per ciascuna tipologia floreale.
Elisabetta Schievano Dipartimento di Scienze Chimiche [email protected]
Spettro di un estratto in cloroformio di un miele
Elisabetta Schievano Dipartimento di Scienze Chimiche [email protected]
8.5 8.0 7.5
Chemical Shift (ppm)
5.45 5.40 5.35 5.30 5.25 5.20 5.15
Chemical Shift (ppm)
Marcatore tiglio
Marcatore castagno
Department of Chemical Sciences Elisabetta Schievano, [email protected]
ACACIA
CASTAGNO
TIGLIO
ACACIA
CASTAGNO
TIGLIO
sovTI-AI.esp
Chemical Shift (ppm)7.2 7.1 7.0 6.9 6.8 6.7 6.6 6.5 6.4 6.3 6.2 6.1 6.0 5.9 5.8
TIGLIO
4-(1-methylethenyl)cyclohexa-1,3-diene-
carboxylic acid
AILANTO
Department of Chemical Sciences Elisabetta Schievano, [email protected]
Lo spettro identificala copresenza di più specie botaniche (campione in giallo)
TIG/AIL
ASFODELO
CARDO
CARDO/ASFODELO
Elisabetta Schievano Dipartimento di Scienze Chimiche [email protected]
HLP-GD-as-627.puro.esp
Chemical Shift (ppm)4.6 4.5 4.4 4.3 4.2 4.1 4.0 3.9 3.8 3.7 3.6 3.5 3.4 3.3 3.2
Department of Chemical Sciences Elisabetta Schievano, [email protected]
Monoflorale
HLP-GD-me-111.001.esp
9.0 8.5 8.0 7.5 7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5
Chemical Shift (ppm)
PRINCIPALI CONTRIBUTI FLORALI
OPLS-DA uno-vs-tutti
1500 mieli di 25 origini botaniche
Poliflorale
Elisabetta Schievano Dipartimento di Scienze Chimiche [email protected]
2-Assegnare la classe di campioni incogniti eidentificare le specie floreali checontribuiscono al miele
Elisabetta Schievano Dipartimento di Scienze Chimiche [email protected]
Si ottengono 25 modelli, uno per tipologia botanica
1-Identificare i marcatori di origine: sostanzepresenti solo in una certo tipologia di miele.
S-PLOT
Yk
E. Schievano, M. Stocchero, E. Morelato, C. Facchin, S. MammiMetabolomics 2012, 8, 679–690.Elisabetta Schievano Dipartimento di Scienze Chimiche [email protected]
S-plots per i modelli “uno vs tutti”
TIGLIO MELATA
Risonanze derivanti dai marcatori di origine
HLP-GD-cardo-421.002.esp
Chemical Shift (ppm)7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0
lumichrome
Phenyllactic acid
S-PLOTCARDO
Department of Chemical Sciences Elisabetta Schievano, [email protected]
CARDO vs TUTTI
sovTI-AI.esp
Chemical Shift (ppm)7.2 7.1 7.0 6.9 6.8 6.7 6.6 6.5 6.4 6.3 6.2 6.1 6.0 5.9 5.8
TIGLIOO
OH
4-(1-methylethenyl)cyclohexa-1,3-diene-
carboxylic acid
CH2
OHH
CH3
CH3 CH3OH
(3Z)-2,7-dimethylnona-3,8-diene-2,7-diol
AILANTO
Department of Chemical Sciences Elisabetta Schievano, [email protected]
sovTI-AI.esp
Chemical Shift (ppm)7.2 7.1 7.0 6.9 6.8 6.7 6.6 6.5 6.4 6.3 6.2 6.1 6.0 5.9 5.8
HN
N
O
O
Castagno
OH
OH
HH
N
NN
N
O
O
Agrumi
MelataO
O
O
O
O
R2
R1
R3
NONAME04
5.5 5.4 5.3 5.2 5.1 5.0 4.9
Chemical Shift (ppm)
8-hydroxylinalool
Diacylglycerylether
E. Schievano, M. Stocchero, E. Morelato, C. Facchin, S. MammiMetabolomics 2012, 8, 679–690.Elisabetta Schievano Dipartimento di Scienze Chimiche [email protected]
O
OHO
O
O
HO
OH
O
O
HO
OH
Acacia
Eucaliptiriuniti1D_OK.esp
7.5 7.0 6.5 6.0 5.5
Chemical Shift (ppm)
Acaciariuniti1D_002000fid
7.5 7.0 6.5 6.0
Chemical Shift (ppm)
Crysina and Pinocembrin
EucaliptoDeidrovomifoliol
E. Schievano, M. Stocchero, E. Morelato, C. Facchin, S. MammiMetabolomics 2012, 8, 679–690.Department of Chemical Sciences Elisabetta Schievano, [email protected]
Poniamo yk <0.15 contributo trascurabile
yk= 0 il campione non appartiene alla classe k
yk= 1 il campione appartiene alla classe k
0 < yk < 1 contributo della classe k
Department of Chemical Sciences Elisabetta Schievano, [email protected]
vs vs vs vs vs
ykyk
ykyk yk
yk yk
agrumi acacia castagno ciliegio tiglio …… cardo
vs vs vs vs
vs
yk yk yk
asfodelo sulla …….
vs vs vsvs vs vs vsvsvs
OPLS-DA «uno vs tutto»
Other
classes
Other
classes
Other
classes
Other
classes
Other
classes
Other
classes
Other
classes
Other
classes
Other
classes
Other
classes
ykComponente predittiva
Definizione NMR di
Miele uniflorale quando yk > 0.5 per nclasses =1
Miele poliflorale quando 0.15 <yk< 0.5 for nc ≥ 3
Department of Chemical Sciences Elisabetta Schievano, [email protected]
DECLARED
CLASSCH AC LI HD CR WF AI TH AS CI EU SF RH SU
PREDICTED
CLASS
FLORAL
COMPOSITION
LINDEN 0.22 0 0.65 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 LINDEN LI, CH
LINDEN 0 0.15 0.40 0.17 0 0.17 0.20 0 0 0 0 0 0 0 PO LI, WF, HD, AI,
THISTLE 0 0 0 0 0 0.43 0 0.45 0 0 0 0 0 0.25 THISTLETH, WF, SU
Ottimo accordo con le diagnosi
delle analisi tradizionali
Autenticazione origine geografica del miele
13
42
6
5
8
7
9
Elisabetta Schievano Dipartimento di Scienze Chimiche [email protected] Schievano Dipartimento di Scienze Chimiche [email protected]
Elisabetta Schievano Dipartimento di Scienze Chimiche [email protected]
SARDEGNA
CAMPANIA
SICILIA
MIELI DI EUCALIPTO
AUTENTICAZIONE GEOGRAFICA
Regionale
75 campioni acacia (considerati «rispondenti» dalle analisi tradizionali)
ITALIA
CINA
EST EUROPA
AUTENTICAZIONE GEOGRAFICA
HP-03.ZGCDCL3-F1.ESP
6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0Chemical Shift (ppm)
Composto secreto dall’apeMarcatore dell’acacia
HMFHMF
HP-03.ZGCDCL3-F1.ESP
12.5 12.0 11.5 11.0Chemical Shift (ppm)
HP-03.ZGCDCL3-F1.ESP
7.5 7.0Chemical Shift (ppm)
HP-03.ZGCDCL3-F1.ESP
7.5 7.0Chemical Shift (ppm)
CINESE
OH-Polifenoli Protoni aromatici
Mieli cinesi
H2O
combined20con cinesi.esp
4.1 4.0 3.9 3.8 3.7 3.6 3.5 3.4 3.3 3.2 3.1Chemical Shift (ppm)
F/G identico ai mieli di acacie
combined20con cinesi.esp
5.4 5.3 5.2 5.1 5.0 4.9Chemical Shift (ppm)
GLUCOSIOFRUTTOSIO
ZUCCHERI MINORI
Elisabetta Schievano Dipartimento di Scienze Chimiche [email protected]
Miele da api senza pungiglione (Stingless bee)
Apis mellifera marker
GEOTRIGONA SCAPTOTRIGONA MELIPONA APIS MELLIFERA