Un naso elettronico in carbonio e grafene per controllare qualità e provenienza del vino italiano

Costruire un naso elettronico per controllare cibo e bevande. È stato questo l’obiettivo del progetto di ricerca di Sonia Freddi, postdoctoral researcher e referente del progetto d’Ateneo “Dalle nanostrutture all’intelligenza artificiale: un naso elettronico per la salvaguardia e la valorizzazione del patrimonio vitivinicolo”, finanziato con i fondi del 5x1000 dell’Università Cattolica del Sacro Cuore. 

"L’analisi delle componenti volatili è un metodo efficiente per ottenere informazioni riguardo la composizione chimica di fluidi e solidi e questa analisi può essere potenzialmente applicata in svariati campi, inclusi il controllo della qualità, della freschezza e dell’origine di prodotti alimentari", spiega Sonia Freddi. Infatti, cibi e bevande emettono particolari molecole di gas che possono indicare se un prodotto è fresco o deteriorato, o possono rivelare la provenienza di determinati alimenti. Se si riesce a tracciare la presenza di queste componenti gassose considerate biomarcatori di freschezza, origine e qualità, è possibile accertare in modo rapido e semplice queste caratteristiche.

Nel dettaglio, il progetto di ricerca è volto alla realizzazione di piattaforme di sensori a base di nanotubi di carbonio e grafene, in grado di rilevare specifiche molecole di gas. Questo perché il vino è caratterizzato da particolari componenti organolettiche e volatili, circa 800 diverse componenti, che identificano non soltanto la sua composizione chimica o la tipologia d’uva utilizzata per produrre quel vino, ma possono essere indicative anche per tracciarne la provenienza e controllarne l’origine.

Negli ultimi anni, l’industria vinicola ha cercato tecniche sempre più rapide e affidabili per controllare soprattutto l’origine di quei vini identificati come di Denominazione di Origine Controllata e Garantita (DOCG) o di denominazione di origine controllata (DOC) e l’analisi delle componenti volatili tramite l’utilizzo di un naso elettronico, grazie alla sensibilità elevata dei sensori, alla risposta rapida e alla facilità di utilizzo, oltre che alla capacità di riconoscere numerose componenti attraverso metodi di analisi multivariata e costi contenuti, è una tecnica che sta prendendo sempre più piede in questo ambito.

Il progetto è stato strutturato in diverse fasi. La prima azione è stata quella di preparare dei sensori, assemblarli sul naso elettronico  e testarli in laboratorio con gas biomarcatori e analisi multivariata. È stato poi progettato un set up che permettesse la raccolta dei vapori del vino e il successivo rilascio di questi vapori in una busta di plastica sigillata e sterile, dove è stato allocato il naso elettronico, e successivamente la fase di test vero e proprio di svariati vini per capirne la freschezza e la tipologia.

Il naso elettronico si è dimostrato in grado sia di riconoscere la freschezza e l’adulterazione di un generico vino bianco, sia di riconoscere con buona precisione i vari vini che sono stati testati. Questi risultati preliminari confermano la fattibilità di utilizzare il naso elettronico sviluppato per monitorare la freschezza di un vino e la sua origine, aprendo la strada a possibili test in cantine o aziende vitivinicole. Una scoperta che apre la strada a  test per i controlli sulla qualità dei prodotti nelle cantine.