La chimica può venire in aiuto del nostro patrimonio alimentare. Il caso del miele uniflorare

L’Italia presenta la più diversificata produzione di miele di tutta Europa, con oltre 40 tipologie uniflorali (inclusi i mieli di melata) e diverse multiflorali [1,2]. In questo scenario la Toscana, grazie alla grande varietà pedoclimatica del territorio, permette di ottenere più tipologie di miele di differente origine botanica, a seconda della zona e del periodo di raccolta del nettare da parte delle api. La possibilità di ottenere un miele monoflorale, ovvero derivante interamente o principalmente da un unico tipo di nettare [3], può richiedere l’eventuale trasporto delle api sulla specifica fioritura da parte dell’apicoltore, pratica, quella del nomadismo degli sciami, antichissima, le cui tracce risalgono addirittura al 4000 a.C. nell’antico Egitto. E’ quindi un dovere difendere e valorizzare tale diversità, a tutela del consumatore, del produttore e dell’economia territoriale. Perchè mieli ottenuti da fioriture diverse, allietano i nostri sensi ognuno a suo modo? Ciascuna tipologia ha una differente composizione chimica. La presenza e la percentuale complessiva delle classi dei composti maggioritari (carboidrati e acqua) è relativamente costante in tutte le tipologie (variano solo i rapporti tra le quantità delle sostanze in ciascuna sottoclasse), mentre il “profilo” chimico dei componenti minoritari è molto variabile, sia qualitativamente che quantitativamente, in relazione all’origine botanica e geografica del miele [2].

I metodi di analisi ufficiali per l’autenticazione dell’origine botanica prevedono la rispondenza, per ciascuna tipologia, a predeterminate caratteristiche organolettiche, chimico-fisiche e soprattutto palinologiche. Un’analisi, quest’ultima, che richiede la presenza di personale estremamente esperto e che deve fare i conti con inquinamenti (dal secondario al quaternario) indipendenti dall’origine botanica. Il contenuto di composti in tracce, quali sostanze appartenenti alla famiglia dei polifenoli, ma anche vitamine idrosolubili e pigmenti, è invece strettamente correlato alla composizione del nettare di origine; si tratta inoltre di sostanze di importante valore nutraceutico.

Da qui nasce la ricerca svolta presso il Dipartimento di Chimica e Chimica Industriale dell’Università di Pisa [4]. Oggetto di questo studio è stata l’analisi di alcuni componenti minoritari, principalmente sostanze polifenoliche (acidi fenolici e alcune sottoclassi di composti flavonoidi), di sette diverse varietà di miele monoflora artigianale toscano, di provenienza certa e derivante da fioriture localizzate in aree geografiche definite: acacia, castagno, erica, girasole, marruca, sulla e trifoglio. La carta vincente di questo lavoro, del tutto innovativo, non solo poiché effettuato su mieli tipici toscani, è la combinazione di due diverse tecniche, analitiche e chimico-fisiche, in parte complementari: la convenzionale cromatografia liquida (HPLC-DAD), preceduta da una procedura di estrazione e purificazione dei campioni, e la tecnica della Fluorescenza Front-Face, non distruttiva, rapida e molto sensibile, applicabile direttamente al campione nel suo stato di bulk, ovvero tal quale.

I risultati? Sicuramente incoraggianti. Dallo studio è emersa la complessità e la varietà da un punto di vista delle componenti minoritarie dei mieli uniflorali, nonché l’idoneità di entrambe le tecniche ai fini di una discriminazione di mieli di origine botanica diversa. Infatti, mediante HPLC-DAD, in alcune tipologie di miele sono stati identificati e/o quantificati composti fenolici, o pattern di essi, possibili markers dell’origine botanica. Alcuni dei risultati ottenuti più significativi sono illustrati nelle Figure 1 e 2.

Considerando il contenuto degli analiti investigati, le principali caratteristiche distintive emerse sono state che:
a) il miele di erica è caratterizzato dall’ormone vegetale acido abscissico, presente anche in altri mieli, ma in uno o due ordini di grandezza inferiore. Un fingerprint specifico è costituito anche dagli acidi siringico e benzoico, e gli isomeri 3-idrossibenzoico e 4-idrossibenzoico, di cui il miele di erica è significatamente più ricco rispetto agli altri. Tale miele è contraddistinto anche dal flavonoide quercitrina, unico campione in cui è stato rilevato;
b) il miele di acacia è caratterizzato dalla presenza dell’acido ellagico;
c) il miele di marruca è contraddistinto dall’acido salicilico, ed è l’unico in cui è stato quantificato l’acido gallico;
d) il miele di girasole è contraddistinto dalla presenza dell’acido clorogenico, e la luteolina e la quercetina sono presenti in un ordine di grandezza superiore rispetto agli altri mieli in cui sono stati identificati.

Inoltre, sono presenti anche altre sostanze, che non corrispondono a nessuno degli analiti investigati in questo lavoro e che potrebbero essere considerati in alcuni casi caratteristici dell’origine botanica dei mieli studiati. Altro aspetto emerso molto interessante è che mieli scuri, quali erica e castagno, si rivelano essere più ricchi in acidi fenolici, piuttosto che in composti flavonoidi, contrariamente ai mieli chiari, come confermato da letteratura [6].

Fig.1: Composizione in mg/100g dei composti quantificati nei campioni di miele

Fig.2: Contenuto totale in mg/100g dei composti quantificati nei campioni di miele

Il miele di erica quindi è risultato essere in assoluto il più ricco in composti polifenolici (anche senza considerare l’ormone vegetale acido abscissico), seguito, in ordine decrescente, dai mieli di castagno, girasole, marruca, sulla e trifoglio, ed infine acacia.
D’altro canto, la più rapida e innovativa spettroscopia di Fluorescenza Front-Face, ha permesso di differenziare qualitativamente alcune varietà di miele, sulla base del diverso profilo degli spettri, dovuto non solo alla differente composizione polifenolica, confermata dalle analisi cromatografiche, ma anche in altri micronutrienti, quali aminoacidi, vitamine, idrosolubili e pigmenti. A titolo di esempio in Figura 3 è riportato il confronto tra gli spettri di emissione dei diversi mieli, ottenuti alla lunghezza d’onda di eccitazione di 280 nm, risultata essere una delle più significative per la loro differenziazione [5].

Fig.3: Serie di spettri di emissione di fluorescenza ottenuti eccitando a Lex=280 nm dei diversi tipi di miele

Con lunghezze d’onda di assorbimento centrate a 280 nm è possibile distinguere alcune tipologie grazie al loro profilo di emissione caratteristico: trifoglio vs castagno vs erica/sulla vs acacia/marruca/girasole. La fluorescenza in tale regione (emissione massima a 320-450 nm con eccitazione a 270-290 nm) è probabilmente dovuta alla presenza degli aminoacidi (tirosina e triptofano) e sicuramente alla presenza degli acidi fenolici.

Questo lavoro rappresenta un primo passo di una ricerca che ha grandi potenzialità sia per la conferma dell’origine botanica da un punto di vista chimico, a supporto della tradizionale analisi palinologica, sia a conferma delle proprietà antiossidanti attribuite al miele, dovute proprio alla presenza dei micronutrienti sopracitati; un mezzo, quindi, non solo di tutela da frodi ma anche di valorizzazione del prodotto, anche a livello locale.

Bibliografia

[1] CRA, Sabatini A.G., Botolotti L., Marcazzan G.L (a cura di) – “Conoscere il miele”- Edizioni Avenue Media Bologna-Milano: II Edizione 2007.
[2] http://www.coldiretti.it/
[3] D. Lgs. 179/2004 art. 3.
[4] E. Parri, Studio di mieli toscani monoflorali mediante tecniche chimiche cromatografiche e spettroscopiche, Tesi di laurea magistrale in Chimica, presso Università degli Studi di Pisa: 2013.
[5] E. Parri, M. Cifelli, A. Lenzi, E. Ribechini, A. Restivo, I. Degano, M. Zandomeneghi, V. Domenici, CODICE ARMONICO 2014 - V Congresso di Scienze Naturali Ambiente Toscano (ETS Editore: Pisa), 2014.
[6] Ferreres F., Andrade P., Tomas-Barberan F.A., “Flavonoids from Portuguese heather honey”, Z. Lebensm Unters Forsch 1991: 32-37, 1994.