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 L'AREA LABORATORIO

 

Il laboratorio chimico del CO.T.IR. è una struttura a supporto delle sperimentazioni interne e della fornitura di servizi a terzi. Esso è corredato di attrezzature e strumentazioni scientifiche:

  • Apparecchiatura per la determinazione del COD

  • Apparecchiatura per la determinazione del BOD

  • Digestore Kjeldhal

  • Distillatore in corrente di vapore

  • Mineralizzatore a microonde

  • Spettrofotometro UV/vis

  • Spettrofotometro A.A. con sistemi di atomizzazione a fiamma ed elettrotermico

  • Cromatografo ionico

Le strumentazioni sono attualmente impegnate per la conduzione di analisi su campioni di acqua, terreno, foraggi e mangimi, compost da RSU, uve e mosti.  E’ inoltre in fase di avviamento il funzionamento di uno spettrometro NMR ad alta risoluzione, di recente acquisizione.

 La tecnica NMR si basa sul comportamento e l’emissione di segnali di alcuni atomi, quali 1H, 13C e 31P, quando si trovano in un campo magnetico esterno. Le prime applicazioni sono state sviluppate in campo medico, per le grandi potenzialità offerte come indagine diagnostica non invasiva; successivamente, questa tecnica è stata sviluppata in molti altri settori, tra cui la ricerca applicata all’agricoltura e all’industria agroalimentare. Lo spettrometro in dotazione al CO.T.IR. è del tipo FT-NMR a 600 MHz, digitale ad alte prestazioni, configurato per analisi su liquidi e anche su semisolidi, quindi per applicazioni in numerosi campi (medico, farmaceutico, ambientale, alimentare e agroalimentare).

 

 

Negli ultimi anni si sta consolidando una ulteriore linea di ricerca caratteristica dell’area agroalimentare grazie all’utilizzo di un sofisticato strumento presente nei laboratori del Centro quale l’NMR .

Attualmente i ricercatori del C.O.T.IR. sono impegnati nelle seguenti attività:

-         progetto interregionale “Sviluppo di metodologie innovative per la valorizzazione di produzioni tipiche e strategiche regionali” finalizzato alla messa a punto di una metodologia, basata sull’applicazione della tecnica NMR, che riesca a discriminare l’origine geografica del Montepulciano d’Abruzzo ed a caratterizzare l’aglio rosso di Sulmona rispetto a specifici markers.

Il vino, infatti, contiene diverse centinaia di composti in differenti concentrazioni. I principali sono acqua, etanolo, glicerolo, zuccheri, acidi organici e diversi ioni.

Le analisi chimiche di prodotti complessi come il vino sono molto importanti per riuscire a determinare le caratteristiche qualitative delle diverse produzioni.

In questo lavoro sono stati registrati spettri 1H monodimensionali per riuscire ad identificare gli amminoacidi presenti nei diversi campioni di vino. La composizione amminoacidica, infatti, è molto importante per differenziare l’origine geografica, la varietà del vitigno e l’anno di produzione, inoltre gli amminoacidi sono una fonte di azoto per i lieviti durante la fermentazione e riescono ad influenzare l’aroma del vino.

Tipico spettro 1H-NMR di vino liofilizzato è mostrato in Fig.1.

 Fig.1-Spettro 1H-NMR di vino liofilizzato acquisito con soppressione del picco dell’acqua a 4.7ppm.

 

Per quanto riguarda la caratterizzazione dell’aglio rosso di Sulmona rispetto ai suoi principi funzionali, invece, si sta cercando di stabilire eventuali relazioni tra metodo di conduzione agronomica e caratteristiche qualitative e produttive effettuando una caratterizzazione dell’aglio prodotto con metodo biologico e con metodo convenzionale seguendo due linee principali di attività: analisi con tecniche GC-MS delle componenti volatili liposolubili ed analisi con tecniche NMR. Questo progetto si pone altamente innovativo riguardo alla Risonanza Magnetica Nucleare che, finora, negli studi compiuti sull’aglio, ha avuto principalmente il ruolo di determinare la struttura molecolare dei metaboliti isolati.

Inoltre, verranno esplorate anche le potenzialità di questa tecnica (NMR protonico ad alta risoluzione) accoppiata all’analisi statistica multivariata evidenziando il legame tra un prodotto agro-alimentare ed il suo territorio di provenienza.

-         Programma Interregionale “Agricoltura e Qualità” è in corso un’attività di ricerca finalizzata alla caratterizzazione dell’origine animale di alcuni formaggi abruzzesi provenienti dalle diverse province per valutare l’applicabilità di una metodologia basata su tecniche NMR per la valorizzazione dei formaggi prodotti nella regione Abruzzo.

A tale scopo sono stati identificati quasi tutti gli acidi grassi presenti nei formaggi vaccino, pecorino e caprino e, tramite spettri mono e bidimensionali, si sta procedendo ad un’assegnazione particolareggiata dei picchi di risonanza. Infine, sarà effettuata un’analisi statistica multivariata sugli spettri per riuscire ad individuare ipotetici markers che riescano a discriminare l’origine animale del formaggio.

In Fig.2 è riportato lo spettro del formaggio pecorino.

 

 Fig.2 Spettro 13C-NMR formaggio pecorino

 Inoltre, per valorizzare ed esaltare le caratteristiche qualitative e salutistiche dei formaggi tipici della regione Abruzzo si stanno conducendo studi tramite Risonanza Magnetica Nucleare (NMR) che riescano ad investigare sui componenti minori (indici di qualità nutrizionale) del formaggio quali acidi grassi ossidati, a diversi stadi di stagionatura.

Tale lavoro, si propone di dimostrare le potenzialità della Risonanza Magnetica Nucleare per fornire rapide informazioni di qualità e freschezza del formaggio investigando sui suoi componenti minori.

E’ in corso d’opera anche un progetto sulle proteaginose da granella: “Proteaginose da granella: strategie per un loro recupero e valorizzazione”. Saranno studiate le caratteristiche qualitative della granella attraverso la Risonanza Magnetica Nucleare al fine di riuscire a valorizzare produzioni tipiche regionali anche attraverso il ricorso a possibili procedure innovative in materia di tracciabilità delle produzioni stesse.

Quindi, utilizzando la Risonanza Magnetica Nucleare, si possono ottenere informazioni strutturali e quantitative su un ampio spettro di composti in poco tempo, il che rende l’ NMR adatto ad applicazioni in cui un elevato numero di campioni deve essere analizzato e comparato. Inoltre, essendo la maggior parte degli alimenti sistemi estremamente labili, soggetti a modificazioni chimiche e biochimiche, l’ NMR offre un metodo per seguire queste variazioni e per minimizzare la modificazione della composizione chimica del campione dal momento del prelievo all’analisi.

In conclusione , la spettroscopia NMR sembra essere una tecnica molto vantaggiosa per analisi agro-alimentari data la rapidità con cui possono essere ottenute informazioni su un grande numero di composti, la piccola quantità di campione richiesta per l’ analisi e l’ estrema facilità di preparazione dei campioni da sottoporre ad analisi.

 

 

 

 

 

 

 
 
  

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