Transcript MRI - Associazione Italiana di Tecnologia Alimentare
Convegno: Metodi e tecniche di valutazione dell’origine delle produzioni alimentari
MILANO 25/06/2010
IMPIEGO DI TECNICHE ANALITICHE DI RISONANZA MAGNETICA NELLA TRACCIABILITA’ E VALORIZZAZIONE DI DIVERSI PRODOTTI ALIMENTARI
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FOOD DISCOVERY Strumenti di indagine MRI risonanza magnetica per immagini Fluorescenza e bioluminescenza Microscopia ottica, immunocitochimica, microscopia confocale laser Microscopia elettronica a scansione, micro analisi Microscopia elettronica a trasmissione NMR risonanza magnetica nucleare Biologia molecolare (RT-PCR, microarray, superarray, ecc.)
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VALORIZZARE CON LE IMMAGINI
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ELABORAZIONE IMMAGINI MRI DI CASTAGNA
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MRI : TARTUFO Descrive la struttura interna e quindi lo stadio di maturazione, la percentuale di acqua e di lipidi del tartufo esaminato
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MRI Elaborazione 3D di camera aerifera
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Punteggiature scure della polpa riconducibili a raccolte di prodotti di fermentazione (da confermare) MRI Pero Misso (Lessinia)
VALORIZZARE CON IMMAGINI E DATI ANALITICI
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MRI: ANALISI SPETTRALE FOCALIZZATA DI TARTUFO Parte sinistra Parte centrale Parte destra
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MRI: TARTUFO Risultati dell’analisi localizzata
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VALORIZZARE CON IMMAGINI DENTRO L’ORGANISMO
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CONFOCAL SCANNING MICROSCOPY Immagine al confocale. La tubulina di alcune cellule di endotelio colorata in verde da anticorpi coniugati alla fluoresceina, la actina colorata da Texas red coniugato alla falloidina in rosso, ed il dna colorato in azzurro dal DAPI
CONFOCAL SCANNING MICROSCOPY IMMONOCYTOCHEMISTRY AND IN SITU HYBRIDIZATION RAT, TRACHEA IMMUNOSTAINED WITH GUSTDUCIN
LA RICERCA SCIENTIFICA E L’APPLICAZIONE IN FILIERA
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Identificazione geografica con spettri NMR Mannina & C Università degli Studi del Molise
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METODI DI IDENTIFICAZIONE D’ORIGINE NMR (risonanza magnetica nucleare): Tracciati di vini della Valtellina e toscani
Sovrapposizione spettro intero Montepulciano 2005 Orcia 2005 Sassella 2004 az B Sassella 2005 az B Grumello 2005 az A Sassella 2005 az A figura 5
Confronto di spettri interi di vini Assegnazioni di composti chimici
Esempi di assegnazioni acido gallico tirosina acido formico 2-fenil-etanolo polifenoli figura 6 16
METODI DI IDENTIFICAZIONE D’ORIGINE NMR Vini della Valtellina e toscani In rosa 2 delle 6 aree che permettono la differenziazione dei vini analizzati (Valtellina, Orcia, Montepulciano)
Vini della Valtellina Montepulciano Orcia
Distribuzione dei vini con l’analisi dei componenti principali
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METODI DI IDENTIFICAZIONE D’ORIGINE NMR Vini della Valtellina e toscani
DENDROGRAMMA S A 05 S A 05 S A 05 G A 05 G A 05 G A 05 S B 05 figura 3 S B 05 S B 05 S B 04 N M 05 O 05
COMPARAZIONE POLIFENOLI NMR Vini della Valtellina e toscani
2500 2000 1500 1000 500 0 Media di polifenoli Media di cianidina Media di ac caffeico sasa05 grua05 sasb05 sasb04 orcia mont
METODI DI IDENTIFICAZIONE D’ORIGINE NMR CONSERVE DI POMODORO Esselunga polpa Le aree rosa evidenziano 4 delle 9 zone dei tracciati che permettono di differenziare e identificare i pomodori analizzati Cirio S.Marzano
Cirio polpa Mutti polpa CASAR POLPA 2.9
2.8
2.7
2.6
2.5
2.4
2.3
2.2
2.1
20
ppm
METODI DI IDENTIFICAZIONE D’ORIGINE NMR TIPIZZAZIONE CONSERVA DI POMODORO CASAR Esselunga polpa Cirio S. Marzano Cirio polpa Mutti polpa
Lotto 69 Lotto 69b Lotto 68
Cirio polpa Mutti polpa
Lotto 68b Lotto 70
CASAR POLPA
Lotto 70b 21
METODI DI IDENTIFICAZIONE D’ORIGINE NMR LATTE LETTONE E ITALIANO PCA SPETTRI Latte giorni 1 e 3
Latte Italia Latte Lettonia
La discriminazione tra gruppi avviene sulle Componenti Principali 1 (asse azzurro) e 2 (asse giallo): la provenienza del latte è ben individuabile
METODI DI IDENTIFICAZIONE D’ORIGINE NMR PARMIGIANO DA LATTE DI FRISONA E BRUNA ITALIANA SPETTRI Da 8 a 6.6 ppm I 2 campioni differiscono per il contenuto di Tirosina, e di un amminoacido ed un antiossidante (?), non ancora assegnati PH-ALANINA 1 AMMINOACIDO ED 1 ANTIOSSIDANTE (?) TIROSINA
NMR E QUALITA’
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METODI DI VALUTAZIONE QUALITATIVA NMR CAFFE’ TOSTATO [Acrilammide] vs. T di tostatura acrilammide 100% Arabica 100% Robusta (Vietnam
)
30% Robusta – 70 % Arabica 10% Robusta – 90% Arabica 6.45
6.40
6.35
6.30
6.25
6.20
6.15
6.10
6.05
ppm
Tempo = 0 Tempo = 1 Tempo = 2 Tempo = 3 METODI DI VALUTAZIONE SHELF-LIFE NMR CAFFE’ TOSTATO – PC1 vs. PC2
METODI DI VALUTAZIONE SHELF-LIFE NMR CAFFE’ TOSTATO – PC1 vs. PC2 loadings
1.34 – 1.42 ppm 0.00 – 0.06 ppm 1.18 – 1.26 ppm
NMR VS HPLC
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METODI DI IDENTIFICAZIONE D’ORIGINE NMR VINI TRAMINER, CHARDONNAIS, SAUVIGNON
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METODI DI IDENTIFICAZIONE D’ORIGINE NMR VINI TRAMINER, CHARDONNAIS, SAUVIGNON (zona spettrale)
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ANALITI HPLC: MARKER VINI TRAMINER, CHARDONNAIS, SAUVIGNON
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ANALITI NMR: MARKER VINI TRAMINER, CHARDONNAIS, SAUVIGNON
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Caratterizzazione Olio extravergine di Arezzo 2009 Analisi qualitative convenzionali I valori sono tipici di oli extra vergini di oliva di ottima qualità.
L'analisi sensoriale è tipica di oli con fruttato verde medio, amaro medio e piccante medio. Solo per il campione corrispondente al n. 14 sono stati percepiti difetti con intensità vicina al valore di soglia (difetto di verme, riscaldo e avvinato).
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Caratterizzazione Olio extravergine di Arezzo 2009 Analisi qualitative convenzionali Il profilo relativo alle sostanze volatili è quello tipico di oli extra vergini di oliva di ottima qualità.
Il trans-2- esenale , che rappresenta un buon indice di qualità con il suo caratteristico aroma di erba tagliata di fresco, è il componente più abbondante.
I contenuti di 1-penten-3-one e di 1-penten-3-olo, sostanze molto ben correlate con l'intensità del fruttato, sono anch'essi elevati a confermare l'ottima qualità degli oli sottoposti ad analisi.
Le sostanze volatili associate ai cinque difetti prevalenti di: riscaldo, morchia, rancido, muffa e avvinato sono assenti o presenti in tracce ad eccezione del campione n. 14 che, analogamente a quanto riscontrato con la valutazione organolettica, contiene quantità discrete di etile acetato (avvinato) e di alcole isoamilico (riscaldo).
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PA 1 PA 2 PA 3 PA 4 PA 5 PA 6 PA 7 PA 8 PA 9 PA 10 PA 11 PA 12 PA 13 PA 14 PA 15 PA 16 PA 17 PA 18 PA 19 PA 20 Caratterizzazione Olio extravergine di Arezzo 2009 Analisi qualitative convenzionali
TOCOFEROLI (mg/Kg) a
-Tocoferolo mg/Kg
241 265 189 194 165 175 221 226 258 309 208 243 213 157 168 200 223 211 238 222 g
-Tocoferolo mg/Kg
1 13 8 11 12 13 4 7 11 6 1 5 13 4 1 1 12 12 9 4
Tocoferoli tot mg/Kg
242 278 197 204 177 189 225 233 269 314 209 247 226 162 168 201 235 224 247 226
I contenuti di tocoferoli sono tipici di oli extra vergini di oliva di ottima qualità.
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Caratterizzazione Olio extravergine di Arezzo 2009 Analisi qualitative convenzionali I contenuti di sostanze fenoliche sono tipici di oli extra vergini di oliva di ottima qualità ad eccezione del campione n. 14 Si conferma la correlazione tra le sostanze derivate dall'aglicone dell'oleuropeina e l'intensità dell'amaro percepita dagli assaggiatori (correlazione 0,86), nonché la correlazione tra l'aglicone del glistroside e l'intensità dell'attributo "piccante" riscontrato dagli assaggiatori (correlazione 0,80)
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Caratterizzazione Olio extravergine di Arezzo 2009 Analisi qualitative convenzionali I contenuti percentuali di acidi grassi sono tipici degli oli extra vergini di oliva Per tutti i campioni considerati, a riscontro dell'ottima qualità degli stessi, il contenuto percentuale di acido oleico è elevato.
Tale considerazione è corroborata dall'alto valore del rapporto Oleico/Linoleico (superiore a 7)
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Caratterizzazione Olio extravergine di Arezzo 2009 NMR I dati ottenuti saranno sottoposti ad analisi statistica. Alcune differenze sono comunque evidenti: tracciato in verde è il campione n° 14
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INDAGINI SPECIFICHE
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MRI prosciutto: vena con difetto
OPTOCAL IMAGING prosciutto: vena con difetto
ISTOLOGIA prosciutto: zona con difetto
Nuovo picco (8.56 ppm) Zona con difetto
NMR prosciutto: zona con difetto
Nuovo picco (7.29 ppm) Nuovo picco Zona normale
Microscopia elettronica a scansione e microanalisi Prosciutto: zona con difetto
FOOD DISCOVERY
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METODI DI VALUTAZIONE QUALITATIVA MRI Comparazione immagini trote Trota 1 giorno dall’arrivo Trota 1mese dall’arrivo Trota 1 anno dall’arrivo
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METODI DI VALUTAZIONE QUALITATIVA MRI Comparazione immagini storioni Ibrido all’arrivo Ibrido 4 mesi dall’arrivo Ibrido 11 mesi dall’arrivo
METODI DI VALUTAZIONE QUALITATIVA MRI Spettroscopia localizzata di muscolo di trota Uno dei 20 spettri localizzati per individuare il rapporto tra grasso intramuscolare ed extramuscolare
METODI DI VALUTAZIONE QUALITATIVA MRI Spettroscopia localizzata di muscolo di trota: schema riassuntivo
METODI DI VALUTAZIONE QUALITATIVA NMR Storioni: spettri di estratti acquosi Legenda: nero, ibrido 4 mesi; rosso, ibrido commerciale; verde, siberiano 11 mesi; viola, siberiano 4 mesi
METODI DI VALUTAZIONE QUALITATIVA NMR Storioni: comparazione di alcuni metaboliti I dati cerchiati in rosso sono statisticamente significativi al t-test
METODI DI VALUTAZIONE QUALITATIVA NMR Storioni: rapporto tra gli integrali di acidi grassi e lo standard TMS
METODI DI VALUTAZIONE QUALITATIVA Microscopia elettronica a scansione Trota 1 mese dall’arrivo: tessuto muscolare
METODI DI VALUTAZIONE QUALITATIVA Microscopia elettronica a scansione Trota 1 giorno dall’arrivo: tessuto muscolare
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METODI DI VALUTAZIONE QUALITATIVA Microscopia ottica Trota 1 mese dall’arrivo: tessuto muscolare Tessuto muscolare senza grasso inframuscolare, con artefatto in misura inferiore per maggiore compattezza del tessuto
METODI DI VALUTAZIONE QUALITATIVA Microscopia ottica Trota 1 giorno dall’arrivo: tessuto muscolare Cerchiato in rosso: tessuto adiposo inframuscolare
Ricerca dell’impatto di oli extravergini d’oliva sui metaboliti serici di animali da laboratorio Disegno sperimentale:
-
60 ratti adulti con un regime calorico alimentare superiore del 20% rispetto ai fabbisogni
-
diete: controllo, olio di cocco (aterogenetico ), 4 oli extravergini d’oliva di provenienza italiana (Garda, Grosseto, Arezzo + denominati “territoriali”, olio extravergine d’oliva di origine italiana con prezzo di vendita al dettagli euro 2,5 in bottiglia da 1 litro – denominato “commerciale”) - analisi NMR (risonanza magnetica nucleare) del siero dopo 60 giorni di somministrazione
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IMAGING SPETTROSCOPICO: PUFA
a.u.
WAT IBAT WAT IBAT A G F E D 5 .
5 5 .
4 5 4 .
3 5 3 .
2 5 2 .
1 5 C 1 B .
0 5 5.5
5 4.5
4 3.5
3 G 2.5
F E 2 D 1.5
1 A 0.5
A G 0.6
0.9
1.2
1.5
1.8
2.1
2.4
2.7
6 5 8 7 4 3 2 1 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8
Area A (a. u.)
9 10 11 12 13 14 IBAT Axillary WAT Regr. Lin. IBAT Regr. Lin. WAT
Magn Reson Med. 2001 46:879.
Biologia molecolare (CD36) Espressione dei geni: trasportatori di grassi controllo cocco commerciale arezzo d u o d e n o f e g a t o d u o d e n o f e g a t o d u o d e n o f e g a t o d u o d e n o f e g a t o
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Ricerca dell’impatto di oli extravergini d’oliva sui metaboliti serici di animali da laboratorio Esempio di tracciato NMR del siero di ratto
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Ricerca dell’impatto di oli extravergini d’oliva sui metaboliti serici di animali da laboratorio Analisi statistica: risultati dei trattamenti olio di cocco, commerciale e territoriale Commento: l’olio di cocco e l’olio extravergine commerciale” inducono profili metabolici simili e differenti dagli oli extravergini d’oliva “territoriali”
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LA BILANCIA DEL BENESSERE SALUTE
ATTIVATORI DI MALATTIE (esogeni ed endogeni) INIBITORI DI MALATTIE (esogeni ed endogeni) Iniziando nell'utero e continuando durante tutta la vita, i fattori ambientali sono decisivi per lo stato di salute decenni più tardi
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GRAZIE DELL’ATTENZIONE
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