Applicazione della spettroscopia Raman alla discriminazione di formaggi di alpeggio ottenuti da differenti formazioni pascolive

Raman Spectroscopy in an emission technique based on radiation and substance interaction. Whith a monocromatic radiation hits a substance it may: - across the sample - spread elastically without energy loss (Rayleigh spread) - spread inelastically yielding energy (Raman stokes spread) or gaining energy (Raman anti-stokes spread) The intensity of the scattered radiation depends on the contribution of the elastic scattering and anelastic scattering. They in turn depend on the chemical structure of the molecules responsible for the spread. The scope of work is to valutate the possibility to use Raman spectroscopy to discriminate chesees obtained differents formation pastures. The choiche of this technique is based on test rapidity, simple sample's preparation and low costs of analysis. Analysis were made in Turin IRIM Institute using a Raman spectroscope. Samples derived from FISR project to characterize Alpine dairy products (pro-alpe). Testing is aimed to obtain knowledge models of supply chain of the typical alpine cheese. The experiment was carried out in 2007 and 2008 in two pastures in the Alps located in production areas of DOP cheeses Asiago and Toma Piemontese. In Piedmont the experiment was developed in Stura Valley with festuceto and trifoglieto pastures. In Asiago zone animals were feed with festuceto magro and pingue. In each year the tests were carried out in two periods of one week in summer time. For each area were used two homogeneus herds were grazed alternately so as to eliminate the effect of herd. The results of samples from the four pastures obtained by the raman spectrometer were processed by linear discriminant analysis. The results showed that the Raman spectroscopy can allow discrimination of cheese samples on the basis of the formation of pasture. This is grater accuracy when the periods in question are small. With large periods of assessment there are a lot of elements of variability that prevent discrimination on the basis of formation from pastures. Despide the limitations identified in this study the technique is still of great interest in relation to the speed of execution and the low costs of analysis.

La spettroscopia Raman è una tecnica di analisi in emissione non invasiva e non distruttiva che si basa sull'interazione radiazione-materia. In particolare la radiazione emessa da un fascio laser interagisce con i moti roto-vibrazionali delle molecole con la conseguente riemissione di luce a lunghezze d'onda diverse da quella incidente. Quando una radiazione monocromatica colpisce una sostanza può provocare i seguenti effetti: - la maggior parte della radiazione passa attraverso il campione; - una piccola parte della radiazione si diffonde elasticamente in tutte le direzioni senza perdita di energia, cioè alla stessa frequenza della radiazione incidente (diffusione elastica o Rayleigh); tale diffusione si ritiene sia provocata da urti elastici fra quanti e molecole; - una parte ancora più piccola viene invece diffusa anelasticamente cedendo (diffusione Raman Stokes) o acquisendo (diffusione Raman anti-Stokes) energia nell'interazione con la molecola, vibrando così a frequenze che differiscono per quanti energetici vibrazionali. L'intensità della radiazione diffusa (inferiore all'intensità della radiazione incidente) dipende dunque dal contributo dato sia dallo scattering elastico che dallo scattering anelastico, e questi a loro volta dipendono dalla struttura chimica delle molecole responsabili della diffusione. Lo scopo di questo lavoro è stato quello di valutare la possibilità di utilizzare la spettroscopia Raman per la discriminazione di formaggi ottenuti da formazioni pascolive differenti. La scelta di questa tecnica è basata sulla sua rapidità di esecuzione nonché sulla possibilità di operare direttamente sul campione senza alcuna preparazione con evidenti vantaggi in termini di costi e rapidità dell'analisi. Le analisi con lo spettrometro Raman e l'elaborazione dei dati sono state svolte presso l'Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica di Torino mentre i campioni utilizzati derivavano dal progetto FISR ¿I terroir delle Alpi per la caratterizzazione e la difesa delle produzioni casearie d'alpeggio (Pro-Alpe)¿. La sperimentazione, finalizzata ad ottenere conoscenze per l'individuazione di modelli di tracciabilità della filiera ¿foraggio-formaggio tipico di alpeggio¿, è stata effettuata negli anni 2007 e 2008 in due alpeggi dell'arco alpino posti nelle aree di produzione dei formaggi DOP Asiago e Toma Piemontese. In Piemonte la sperimentazione si è sviluppata nella Valle Stura dove sono stati utilizzati una formazione pascoliva a festuceto ed una a trifoglieto mentre ad Asiago sono state utilizzate una formazione a festuceto magro ed una a festuceto pingue. In ogni anno le prove si sono svolte in due periodi di una settimana durante la stagione di alpeggio utilizzando per ciascuna area due mandrie omogenee che venivano fatte pascolare alternativamente nelle due formazioni così da eliminare l'effetto mandria. I risultati ottenuti dall'esame mediante lo spettrometro Raman dei campioni di formaggio prodotti sulle quattro formazioni ed elaborati mediante l'analisi discriminante lineare hanno evidenziato che la spettroscopia Raman può consentire la discriminazione di campioni di formaggio sulla base della formazione pascoliva di provenienza ma che questo è possibile con maggiore precisione quando i periodi considerati sono ristretti. Con periodi di valutazione ampi (più settimane o l'intera annualità) si vengono infatti ad avere elementi di variabilità che impediscono di fatto la discriminazione in funzione della formazione pascoliva di provenienza. Pur con i limiti evidenziati la tecnica applicata in questo studio risulta comunque di estremo interesse in relazione alla rapidità di esecuzione ed ai costi molto contenuti di analisi.