Il “fiuto” della scienza: come il naso elettronico aiuta a controllare gli alimenti

di Marica Egidio e Raffaele Marrone

Quando si parla di controllo e ispezione degli alimenti, spesso immaginiamo laboratori sofisticati, strumenti all’avanguardia e analisi microbiologiche complesse. In realtà, l’ispezione, ossia la valutazione dello stato sanitario e qualitativo di un alimento, comincia da qualcosa di molto più semplice e familiare di quanto si possa pensare: i nostri sensi. Vista, tatto, gusto, udito e olfatto sono, da sempre, i primi “strumenti di analisi” di cui disponiamo per valutare la qualità. Prima ancora che esistessero le moderne tecniche scientifiche, erano proprio i sensi a guidare l’uomo nel riconoscere un cibo fresco da uno alterato, o un prodotto buono da uno da evitare. Tra tutti, l’olfatto ha da sempre occupato un posto speciale essendo considerato un vero e proprio “sensore naturale” di qualità: un profumo gradevole difatti, è spesso indice di freschezza e integrità di un prodotto, mentre odori anomali rivelano generalmente modificazioni indesiderate, frutto del naturale processo di degradazione cui va incontro un qualsiasi alimento nel corso del tempo. In pochi istanti, dunque, senza strumenti o formule chimiche, il naso umano ci fornisce preziose informazioni sullo stato di freschezza o alterazione di una matrice alimentare. Proprio grazie a questa sua straordinaria sensibilità, quest’organo di senso è da tempo riconosciuto come uno strumento di analisi di grande valore anche in ambito scientifico. Da decenni, infatti, viene utilizzato all’interno dei panel test sensoriali, in cui esperti opportunamente addestrati valutano in modo accurato le caratteristiche organolettiche e aromatiche degli alimenti, nonché il loro stato di conservazione o alterazione nel corso del tempo, come avviene ad esempio nell’ambito degli studi di conservabilità alimentare (shelf life). In tal modo, l’olfatto si conferma non solo un senso primario di percezione, ma anche un mezzo raffinato e affidabile per la ricerca e il controllo della qualità alimentare. Questa metodologia di valutazione sensoriale resta tuttavia legata all’intervento umano e, per quanto precisa, conserva una componente inevitabilmente soggettiva.

Per superare questo aspetto, negli ultimi anni con l'evoluzione tecnologica nasce il naso elettronico, un dispositivo in grado di riprodurre in modo oggettivo l’olfatto umano grazie all’intelligenza artificiale di cui è dotato e a dieci differenti sensori altamente sensibili, ciascuno progettato per rilevare la presenza di uno specifico gruppo di composti volatili, tra cui metano, idrogeno, composti solforati, composti aromatici, ammoniaca, alcoli ecc., associato ad una determinata categoria di odori (gradevoli o sgradevoli). Questo strumento sensoriale “annusa” gli alimenti e, proprio come farebbe un ispettore esperto, traduce ciò che percepisce in dati oggettivi. Ogni gruppo di molecole, infatti, lascia una sorta di impronta olfattiva unica, che il dispositivo interpreta e rappresenta graficamente tramite una curva più o meno marcata a seconda della concentrazione dei composti stessi. In questo modo, il naso elettronico è in grado di fornirci un quadro preciso dello stato di conservazione di un alimento: se le curve più alte corrispondono, ad esempio, all’idrogeno, ai composti solforati, all’ammoniaca, è probabile che il prodotto stia andando incontro ad un’alterazione; al contrario, se a predominare sono le curve dei composti aromatici, si tratta di note olfattive positive e caratteristiche dell’alimento. Ma il potenziale di questo strumento non si limita al solo riconoscimento dello stato di conservazione di una matrice alimentare. Correlando, infatti, i dati sensoriali registrati dal dispositivo con i risultati di alcune analisi chimiche, è possibile anche ottenere una caratterizzazione più approfondita del profilo aromatico di un alimento. Questa correlazione permette di associare i segnali olfattivi rilevati dai sensori ai corrispondenti composti volatili, offrendo così una mappa completa e scientificamente attendibile dell’aroma complessivo di un prodotto.

Per queste sue caratteristiche, il naso elettronico è oggi sempre più utilizzato nell’ispezione e nel controllo della qualità degli alimenti, con applicazioni pratiche sempre più numerose e in continua espansione. Grazie alla sua portabilità e rapidità di analisi, è stato impiegato ad esempio nelle aziende alimentari per il monitoraggio delle matrici alimentari durante il processo produttivo, lo stoccaggio e la conservazione, consentendo di rilevare in tempo reale eventuali anomalie o variazioni olfattive. È già stato utilizzato con successo anche per stimare la freschezza e la conservabilità di alimenti come carne, pesce, prodotti ittici e latticini attraverso il monitoraggio di composti volatili associati ai processi di degradazione (es. ammoniaca, idrogeno solforato). È stato inoltre utilizzato per discriminare diverse cultivar e valutare il grado di maturazione dei frutti, nonché per verificare l’autenticità di prodotti come olio d’oliva, formaggi o caffè, attraverso l’individuazione di eventuali frodi quali adulterazioni o sostituzioni.

Nonostante alcuni limiti tecnici rilevati nel corso delle varie applicazioni, come la necessità di una calibrazione continua dei sensori, la possibile influenza di fattori ambientali quali temperatura e umidità, e la richiesta di una “biblioteca olfattiva” di riferimento, fondamentale per lo svolgimento di alcune analisi (es. verifica dell’autenticità, discriminazione delle cultivar), il naso elettronico si è rivelato uno strumento di grande valore per il controllo degli alimenti. La sua applicazione, sempre più diffusa in ambito industriale e di ricerca, dimostra come tale tecnologia possa integrare efficacemente i sensi umani e le analisi tradizionali, offrendo uno screening preliminare rapido, oggettivo e non distruttivo. Questo dispositivo elettronico si pone come un ponte affascinante tra la percezione sensoriale umana e l’innovazione tecnologica, contribuendo a garantire che i prodotti alimentari siano non solo piacevoli all’olfatto, ma anche sicuri e di qualità.