Indagine metodologica sulla valutazione e classificazione di alcuni prodotti suini stagionati: confronto fra tecniche analitiche classiche e rapide

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e un piano di intervento in caso di danno e inquinamento reali o previsti. 
La realizzazione del sistema HACCP è poi completata attraverso la 
predisposizione di adeguate procedure di verifica e di un efficiente 
sistema di gestione della documentazione relativa. Tale piano è 
obbligatorio per ogni azienda o esercizio ed è soggetto al controllo da 
parte delle autorità preposte. Risulta allora evidente quale e quanto sia 
l’interesse suscitato dalle nuove tecniche che via via si rendono 
disponibili sul mercato della tecnologia, volte a permettere un controllo 
continuo, costante, rapido, preciso, immediato e soprattutto economico 
dei processi di produzione e dei prodotti. In ultima istanza il Sistema 
Qualità è teso ad armonizzare le esigenze di sicurezza con quelle 
economiche e ciò implica grandi competenze microbiologiche, 
impiantistiche, manageriali e quant’altro che presuppongono l’attività di 
gruppi di lavoro multidisciplinari che devono validare scientificamente 
tutte le decisioni. 
1.1 TRACCIABILITÁ E RINTRACCIABILITÁ 
La tracciabilità dei prodotti alimentari è diventata un’esigenza sentita 
ormai da molte filiere produttive, oltre che dal consumatore, che 
intendono in questo modo testimoniare la qualità e la sicurezza delle 
loro produzioni e tutelarsi da eventuali scandali alimentari. Essa è allora 
lo strumento della sicurezza alimentare. La carne bovina, con 
l’introduzione dell’etichettatura obbligatoria (REG 1760/2000 CE) e la 
nuova Anagrafe Bovina Nazionale, (attiva dal  15/07/2002) è il più noto 
esempio di applicazione di tracciabilità e deriva dalla necessità di 
garantire i consumatori e tranquillizzare l’opinione pubblica nel dopo 
BSE. Essa è da considerarsi un prerequisito obbligatorio nell’industria 
alimentare e la normativa nazionale e comunitaria spingono in tale 
senso, al punto che il DPR 224/88 stabilisce che il produttore è 
responsabile del danno cagionato dai difetti del suo prodotto. 
Successivamente con la direttiva CE 34/1999 la responsabilità è stata 
estesa anche al produttore agricolo e diventa imprescindibile la 
possibilità di risalire a tutti gli attori delle varie fasi produttive di un 
alimento. Il REG 178/2002 CE, oltre ad istituire l’Autorità Europea per la 
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Sicurezza Alimentare, introduce un ulteriore estensione ed evoluzione 
del concetto di tracciabilità, ossia la rintracciabilità. Essa è, in pratica, la 
tracciabilità vista dall’occhio del consumatore che così può ricostruire la 
storia produttiva del cibo che acquista. La tracciabilità inoltre, dal 2005, 
è diventata parte integrante dei processi produttivi fino alla distribuzione 
(“dalla terra alla forchetta”). In conclusione la tracciabilità è la capacità 
di segnare in ogni fase del processo produttivo e distributivo, tutto il 
percorso di un alimento. Il sistema operativo per raggiungere questo 
risultato è l’identificazione che non può prescindere dal collegamento 
delle informazioni raccolte a ogni tappa della filiera fino al consumo. 
Ogni passaggio deve quindi prendere in carico i dati ricevuti per 
integrarli con quelli di propria competenza e trasferirli a valle. Per 
rintracciabilità invece si deve intendere la capacità ricostruire la storia e 
di seguire il percorso di un alimento attraverso tutte le fasi e quindi di 
garantire la reale fruibilità delle informazioni archiviate da parte del 
consumatore.    
2. AROMA 
2.1 AROMA, GUSTO E PERCEZIONE 
 L'odore di una sostanza è una caratteristica che permette la sua 
identificazione soggettiva mediante il senso dell'olfatto. La valutazione 
olfattiva è di tipo qualitativo-descrittiva associata ad un odore di 
riferimento comunemente noto (quello di un fiore, di un frutto, di 
un'essenza o profumo, di marcio, di materia in decomposizione, di 
fumo, di bruciato, di una molecola odorosa, ecc.), oppure alla reazione 
psicofisica del soggetto percipiente (odore appetitoso, attraente, acre, 
irritante, inebriante, nauseabondo, repellente, disgustoso, ecc.). Esso 
può essere generato da un solo componente (es. SO
2
, soffocante, HCN 
di mandorle amare, NH
3
 irritante, alcoli, esteri, e altri composti volatili, 
ciascuno col proprio odore caratteristico, ecc.) o come effluvio di 
miscugli di molecole (aroma di caffè, di frutta, di vino e altre bevande 
alcoliche, d'essenze e profumi, puzze di prodotti di degradazione 
chimica e biologica, ecc.). Nel caso delle miscele, le molecole odorose 
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possono ascendere in un solo prodotto a migliaia e in percentuali 
variabili, che possono influenzare l'odore risultante. Come condizione 
fondamentale per essere percepito, l'odore deve essere annusato: le 
sostanze odorose devono cioè trovarsi allo stato di vapore per essere 
inalate, attraverso le narici o le coane, nella superficie superiore delle 
cavità nasali, per venire a contatto con i recettori olfattivi (cellule 
olfattorie) distribuiti nell'area olfattiva della mucosa nasale. In genere i 
componenti dell'odore vengono distinti in due gruppi principali: 
- componenti d'impatto: una o più molecole che caratterizzano l'odore 
del materiale; 
- componenti contributivi: le molecole che partecipano alla formazione 
del complesso delle sensazioni odorose (bouquet). 
 Per la valutazione dell'odore si ricorre all'analisi sensoriale mediante 
"panel test", cioè all'elaborazione dei risultati di una prova d'assaggio 
olfattivo effettuato da un gruppo (panel) di persone addestrate o non (in 
funzione dello scopo dell'analisi), le quali provvedono a descrivere le 
sensazioni olfattive e a dare un voto all'odore del prodotto in esame, 
quando richiesto. I componenti del panel sono isolati in cabine per 
evitare influenze psicologiche reciproche. Nel caso dei prodotti 
alimentari, l'analisi dell'odore è condotta insieme a quella gustativa per 
la valutazione dell'aroma o sapore del prodotto, data la 
complementarietà dei due sensi, strettamente collegati tra loro. 
 L'analisi sensoriale degli odori e dell'aroma è una vera e propria 
arte, cui si dedicano professionisti specializzati nei prodotti alimentari 
(vini, bevande alcoliche e analcoliche, caffè e tè, gastronomia, dolciaria) 
nell'industria cosmetica (essenze, profumi, e derivati), nei prodotti per 
l'igiene personale e della casa, nei tabacchi, ecc.. Le tecniche di misura 
soggettiva sensoriale sono attualmente ancora la base di riferimento 
anche per la discriminazione, nel materiale in esame, dei composti 
effettivamente responsabili dell'odore, tra le centinaia di componenti 
volatili, spesso separati e identificati per GC/MS nello spazio di testa del 
prodotto. L'olfatto è il sistema più selettivo di cui ci abbia dotato madre 
natura per la valutazione dell'ambiente in cui si vive e delle sostanze di 
cui ci nutriamo. Il sapore dei cibi infatti è determinato per il 90% 
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dall'aroma (o fragranza), perché il senso del gusto è limitato alla 
percezione delle proprietà di "dolce", "amaro", "acido" e "salato". La 
risposta sensoriale del sapore è quindi la combinazione del rilevamento 
di queste quattro proprietà, effettuato dalle papille gustative della lingua, 
con quello eseguito dai recettori olfattivi sulle sostanze volatili 
evaporate dall'alimento alla temperatura della cavità orale e convogliate 
alle coane del naso tramite la rinofaringe. Questa combinazione di 
gusto e odore, che noi definiamo sapore e aroma, è chiamata flavour in 
inglese e flaveur in francese. 
2.2 IL SISTEMA OLFATTIVO BIOLOGICO 
 Nel sistema olfattivo biologico ( Figura 1) si possono distinguere tre 
stadi:  
 
1) il rilevamento dell'odore;  
2) la trasformazione del segnale olfattivo;  
3) il suo riconoscimento/interpretazione; 
  
1)  La rivelazione è effettuata nell'epitelio olfattivo del naso, in cui 
circa 100 milioni di recettori, costituiti dalle cellule olfattorie, sono a 
contatto con l'ambiente esterno. 
Le cellule olfattorie sono dei neuroni modificati forniti di due 
prolungamenti: uno centrale collegato al bulbo olfattorio e l'altro, 
periferico, formato da ciglia sottili immerse nella secrezione della 
mucosa stratificata sull'epitelio. La dimensione e la struttura delle 
molecole odorose sono molto differenti e vanno dalle piccole molecole, 
come l'ammoniaca (p.m. 17 e odore irritante) fino a molecole più grandi, 
come l'androstenone (p. m. 272 e odore di urina di suino guasta). In 
pratica le molecole odorose hanno una massa molecolare <300 Da, e 
sono in maggioranza polari e idrofobe. Esse interagiscono con le 
proteine olfattorie leganti, presenti sulle membrane cellulari, causando 
l'eccitazione del neurone. Il numero di queste proteine leganti è stato 
valutato tra 100 e 1000. Molti neuroni olfattori sembrano contenere una 
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sola proteina olfattoria legante, per cui vi è una grande popolazione di 
neuroni olfattori per ogni proteina olfattoria legante. Un neurone o 
gruppo di neuroni dotati di una data proteina olfattoria legante 
interagisce con differenti tipi di molecole odorose, in quanto, pur avendo 
un'ampia specificità verso le specie chimiche, particolarmente verso la 
struttura sterica e la dimensione delle molecole, la sensibilità delle 
proteine olfattorie leganti tende a sovrapporsi, in modo da rispondere a 
molecole odorose differenti. 
2)  Gli stimoli chimici, prodotti nelle mucose nasali, sono trasmessi 
dal prolungamento centrale del neurone al bulbo olfattorio - contenente 
tre strati funzionali: i glomeruli, le cellule mitrali e lo strato di cellule 
granulari - che provvede a compattarli e ad amplificarli, trasformandoli 
in segnali. 
3)  I segnali emessi dal bulbo olfattorio, tramite il nervo olfattorio, 
arrivano al centro dell'olfatto situato nella corteccia cerebrale, dove, 
combinati con stimoli sensoriali di altra origine, avviene il processo di 
riconoscimento e di classificazione dell'odore. In particolare la corteccia 
piriforme svolge funzioni di memoria associativa, dove i segnali di 
risposta delle cellule olfattorie sono associati con le nozioni 
precedentemente acquisite (coinvolgendo altre aree del cervello, come 
l'ippocampo). Queste funzioni associative si esplicano in diversi modi: 
 a) modelli simili provenienti dal bulbo olfattorio possono condurre a 
differenti risposte del cervello, cioè odori simili chimicamente possono 
essere percepiti come differenti; 
 b) segnali d'ingresso dal bulbo olfattorio non riconosciuti sono 
elaborati dal cervello, che emette una risposta approssimata; cioè, 
quando si presenta un odore sconosciuto, vengono utilizzate 
associazioni precedenti per dare una risposta generica; 
 c) odori nuovi possono essere appresi dal soggetto durante la sua 
vita, permettendo l'adattamento a diversi ambienti e di ampliare la sua 
memoria associativa; 
 d) modificazioni dei segnali d'ingresso, indotte da disturbi o dalla 
rigenerazione  delle cellule olfattorie (ciò che avviene ogni 30-40 giorni) 
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non producono grandi cambiamenti nelle risposte del cervello (Craven e 
coll., 1996).  
 Il naso umano medio è in grado di percepire circa 2.000 odori, mentre 
quello di un individuo opportunamente addestrato può arrivare a 
distinguerne circa 10.000. Solo a titolo informativo ricordiamo che 
nell’uomo circa 4,8 cm
2 
di materia cerebrale e nervosa sono preposti 
all’olfatto (http://www.health24.co.za/news/Ear nose and throat/1-
905,21885.asp 29.10.2003), per contro il cane utilizza a tale scopo 65 
cm
2 
e lo squalo 2,3 m
2
. Tuttavia un uomo ha circa quaranta milioni di 
nervi olfattivi e grazie a ciò è in grado di determinare anche sostanze 
chimiche presenti in tracce (alcuni composti volatili possono essere 
percepiti persino se la loro concentrazione in aria è solo una parte per 
trilione). (Mamlouk A., 2002).  
 
Nervo Olfattorio
Bulbo
Olfattorio
Parte anteriore
del cervello
Cellule olfattorie
Nervo ipoglosso
(porta informazioni
sul gusto al cervello)
Muscoli 
interni della
lingua
Figura 1: Modello olfattivo umano
 
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 È infine interessante notare che i nasi biologici sono a tutti gli effetti 
nasi elettrochimici poiché usano impulsi elettrici trasmessi dai nervi 
(potenziometria) e correnti di ioni (amperometria) per trasmettere il 
segnale al corpo. 
2.3 IL SISTEMA OLFATTIVO ARTIFICIALE. 
 Copiando il meccanismo di azione di naso, recettori, nervi e sistema 
celebrale, alla fine degli anni ottanta sono stati progettati e costruiti dei 
sensori meccanici in grado di riconoscere gli odori, aprendo così la 
strada verso un sistema olfattivo "ricostruito" così sensibile da percepire 
un aroma leggerissimo e individuarne i singoli costituenti. La prima 
pubblicazione sul naso elettronico appare su Nature nel 1982, firmato 
da un giovane ricercatore inglese, Krishna Persaud, dell'istituto di 
Scienza e Tecnologia dell'Università di Manchester che lavorava con 
una serie di sensori di tipo ossido metallico, simili a quelli impiegati per 
individuare le fughe di gas, per discriminare e classificare gli odori. Oggi 
il suo primo naso elettronico si può vedere esposto al Museo della 
Scienza di Londra. 
 
 
 
 
Figura 2: i primi nasi 
elettronici 
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 Successivamente, insieme a Paolo Pelosi del dipartimento di Chimica e 
Biotecnologie Agrarie dell'università di Pisa, i due ricercatori passano a sensori a 
polimeri dotati di conducibilità elettrica, e costruiscono un nuovo tipo di naso 
elettronico che riconosce e valuta obiettivamente i profumi. Dall'importante scoperta 
all'applicazione industriale il passo è stato breve: per i nasi ricostruiti sono stati creati 
raffinati software in grado di archiviare e conservare un gran numero di odori 
percepiti e codificati. In questo modo il riconoscimento è diventato sempre più facile. 
In pochi anni si è arrivati ad avere oltre dieci società che producono e vendono nasi 
elettronici nel mondo.  La ricerca universitaria è andata avanti e attualmente ci sono 
studi mirati ad approfondire gli usi pratici del naso elettronico, come il monitoraggio 
ambientale e l'analisi degli aromi alimentari, oltre a quelli nel campo medico, nel 
settore della chimica e della profumeria, nel settore automobilistico ecc. La Food and 
Drug Administration, l'ente americano di controllo degli alimenti e dei farmaci, utilizza 
già alcuni nasi elettronici per la valutazione dei cibi, per definirne con sicurezza lo 
stato e la freschezza, mentre alla NASA, presso il Langley Research Center, sono 
impiegati sensori elettronici per scoprire e individuare con precisione materiali 
sospetti, fumi pericolosi, fughe di gas. Oggi infine i sensori del naso elettronico 
possono essere applicati con successo nel riconoscimento e nella valutazione 
obiettiva delle essenze, sostanze complesse per la grande quantità di componenti 
chimici e il naso elettronico può affiancare i nasi degli esperti profumieri nella difficile 
creazione, controllare la maturazione delle essenze nel flacone e poi seguirne 
l'evoluzione una volta che il profumo viene applicato sulla pelle, quando cioè si divide 
in tre fasi odorose: le note di testa, le principali e più volatili, le note centrali che 
danno corpo al profumo e sono più persistenti e le note di coda, quelle terminali. La 
ricerca italiana è molto vivace e particolarmente attivo è il Dipartimento di Ingegneria 
Elettronica dell'Università di Roma Tor Vergata dove, con il coordinamento di Arnaldo 
D'amico e Corrado Di Natale, dal 1995 si progettano e costruiscono nasi elettronici e 
oggi si sviluppano sensori chimici ad alta risoluzione. "Attualmente sono in corso 
studi che codificano e archiviano odori importanti"- spiega Corrado Di Natale -, "nel 
campo alimentare, dove in collaborazione con l'istituto Nazionale della Nutrizione, 
sottoponiamo al vaglio del naso elettronico pesce, pomodori e latte per definirne la 
freschezza". Il naso elettronico può essere utilizzato anche per annusare l'acqua e 
capire se è inquinata. Recentemente poi l'impiego del naso elettronico ha dimostrato 
la presenza di sostanze volatili presenti sul corpo umano e la correlazione con alcune 
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malattie, come il diabete e alcune malattie epatiche. Sono attualmente in corso 
sperimentazioni in cui il naso elettronico pare in grado di riconoscere alcuni “composti 
volatili” presenti nel respiro di malati affetti da cancro polmonare, odori assenti nei 
soggetti sani, per cui esso, in futuro, potrà allargare il panorama della diagnostica di 
alcune malattie. Come noto il difficile compito della valutazione sensoriale dei 
prodotti, siano essi alimentari, farmaceutici, cosmetici o altro, è stato sinora sempre 
delegato a gruppi di esperti assaggiatori (panel) i quali tuttavia nelle loro valutazioni 
sottostanno ad una numerosa serie di fattori di aleatorità spesso difficili non solo da 
eliminare o ridurre ma anche da determinare (ad es. lo stesso gusto personale, 
l’ambiente in senso lato, la dieta, lo stato di salute, la stanchezza ecc.) Un panel 
efficiente richiede inoltre un lungo periodo di formazione/addestramento (1 anno) ed 
un continuo, per così dire, allenamento del gruppo si da potere garantire quei requisiti 
minimi di standardizzazione necessari in qualunque verifica scientifica. Al contrario, le 
valutazioni del naso elettronico sono obiettive, ripetibili, altamente accurate e 
relativamente economiche; l’interpretazione dei dati è semplice, veloce e può essere 
fatta in tempo reale. Proprio come l’olfatto delle persone, il naso elettronico impara 
con l’esperienza e migliora con l’uso; è progettato per analizzare, riconoscere e 
identificare bassi livelli (parti per miliardo) di sostanze chimiche volatili. La tecnologia 
è basata su fenomeni di assorbimento e desorbimento delle sostanze chimiche 
volatili su una serie di sensori che, tramite resistenze elettriche, segnalano 
l’esposizione ai diversi aromi e odori. Tuttavia diversamente dal sistema biologico, i 
nasi elettronici sono progettati e “allenati” per identificare solamente pochi differenti 
odori e basano il loro apparato senziente su pochi sensori (non più di due dozzine al 
massimo contro circa 10.000 per il naso umano (Bear e coll.,1996) e su pochi 
“neuroni” (molte reti neurali utilizzate a questo scopo ne utilizzano meno di 100 vs 
10.000.000 per l’uomo). Il principio di funzionamento del naso elettronico si 
differenzia nettamente da quello delle strumentazioni analitiche comunemente usate 
(GC, GC-MS, HPLC, HPLC-MS, ecc.). Esso infatti, non analizza la frazione volatile 
dell’alimento, responsabile in gran parte della percezione dell’aroma, separando ed 
identificando i vari componenti, ma ne da una valutazione complessiva. Questo 
rappresenta un enorme vantaggio, soprattutto nell’analisi di odori complessi (talvolta 
costituiti da più di 700 molecole differenti, ad es. il caffè!), nei quali non è sempre 
possibile l’interpretazione dei segnali e l’identificazione delle singole sostanze 
(Strassburger,1997). Lo sviluppo di questo sistema non vuole comunque rimpiazzare 
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le convenzionali tecniche analitiche utilizzate per i composti volatili o le analisi 
sensoriali condotte dai panel test, ma ha come scopo principale quello di affiancare 
queste metodiche. Infatti, il naso elettronico non potrà mai sostituire il fattore umano 
nella formulazione del giudizio di qualità, ma, una volta addestrato, potrà eseguire il 
lavoro dei panel test nei controlli di routine, fornendo, in tempo reale, un giudizio 
oggettivo e indipendente da fattori umani (Bartlett e coll., 1997). Le caratteristiche 
fondamentali del naso elettronico sono quindi: la semplicità e la sinteticità del 
giudizio, l’immediatezza della valutazione e l’assenza di pesanti pre-trattamenti del 
campione (Mielle,1996). 
 
Vapori esaminati
Serie di
Segnali
Risultato
Campione
Serie di sensori
Computer con
software per 
riconoscimento
e classificazione
 
 Abbiamo visto come un naso elettronico sia costituito da tre parti principali: il 
sistema di presentazione del campione, il sistema di misura e la stazione di 
acquisizione e trattamento dei dati.  
Il sistema di presentazione del campione consente di selezionare le condizioni 
necessarie per ottenere lo sviluppo del vapore odoroso nella camera di misura in 
forma costante e riproducibile, così da ottenere una risposta attendibile. Il sistema di 
misura e la stazione di acquisizione e trattamento, scelti in base alle caratteristiche 
del materiale di partenza, del tipo di esperimento montato, della risposta richiesta e 
della tecnologia a disposizione, permettono invece, utilizzando un sistema di 
intelligenza artificiale, di identificare e/o qualificare l’odore o l’aroma, fornendo in 
pochi secondi la risposta oggettiva e riproducibile della discriminazione dell’odore. 
Figura 3: Schema fondamentale 
di un naso elettronico