Littérature scientifique sur le sujet « Tracciabilità alimentare »

In questo elaborato approfondiamo le caratteristiche tecniche della Blockchian e sopratutto implementiamo un sistema per la traccibilità alimentare e per la certificazione del "Km0", basato sulla Blockchian pubblica di Ethereum. Lo scopo dell'applicativo è di certificare, tramite la Blockchian, la provenienza e la lavorazione di un piatto consumato da un cliente, andando ad indagare tutte le interazioni effettuate su quello specifico piatto, dalla raccolta delle materie prime alla vendita finale. A valle dello sviluppo è stato inoltre effettuata una serie di test dell'applicativo ed una valutazione su una possibile migrazione delle stesso su reti Blockchian private.

La Tracciabilità dei prodotti agricoli è una questione importante per l'Unione Euro-pea. In Sicilia, anche se i consumatori parlano molto di "tracciabilità", non è chiaro qual è il significato che attribuiscono a questo termine, e se costituisca una condizione imprescindi-bile al momento dell acquisto. L obiettivo di questo studio è quello di stabilire i valori personali, i significati e i benefici che i consumatori attribuiscono alla Tracciabilità del latte, tramite il confronto di due differenti tecniche qualitative: laddering interviews e word association. Un ulteriore obiettivo che ci siamo prefissati è stato quello di verificare se ci fosse una differenza potenziale tra i consumatori intervistati provenienti da due diverse aree geo-grafiche, una a valenza rurale, e una a valenza industriale. Per la Word Association (n=30) sono state fornite quattro tipologie di tracciabilità (Tracciabilità, Tracciabilità Culturale, Tracciabilità Geografica e Tracciabilità convenzio-nale) e quattro tipologie di latte (latte intero, latte fresco intero pastorizzato non omoge-neizzato, latte crudo, latte intero UHT). Invece, per la Laddering Interviews, sono (n = 40), state fornite quattro tipologie di tracciabilità (Tracciabilità, Tracciabilità Culturale, Trac-ciabilità Geografica e Tracciabilità convenzionale) e due tipologie di latte (latte intero crudo, latte intero UHT). Da entrambe le analisi emerge che i consumatori, originari dell area rurale, hanno una maggiore familiarità con il termine tracciabilità, rispetto a quelli dell area industriale. Inol-tre, entrambi i metodi indicano che la Tracciabilità Geografica è maggiormente legata al latte crudo, dove l indicazione geografica genera fiducia nel prodotto, sicurezza nell acquisto e garanzia di qualità. Invece, le Tracciabilità Convenzionale e Generica, inte-se come sinonimo l una dell altra, sono associate al latte intero UHT, le quali generano ga-ranzia non tanto della qualità ma della sicurezza del prodotto, e inducono il consumatore a non chiedere ulteriori informazioni. Infine, per quanto riguarda la Tracciabilità Culturale i consumatori intervistati, nonostante l abbiano definita da un punto di vista teorico, hanno avuto difficoltà nell associare il termine culturale alla tracciabilità.

2012/2013
Viene studiata l'applicabilità della sistematica isotopica dello Sr alla qualificazione e alla tracciabilità di origine geografica di prodotti vitivinicoli, in questo caso il Prosecco veneto DOC. Vengono caratterizzati campioni di uva provenienti da dieci diversi vigneti e delle vendemmie 2010, 2011 e 2012, oltre ai campioni di suolo corrispondenti. Vengono usati anche i dati di chimismo di suoli ed uve al fine di comprendere meglio i complessi equilibri nel sistema pianta-acqua-suolo. Si osserva che i campioni possono essere differenziati sia in funzione della localizzazione geografica che secondo l'anno di vendemmia. Le variazioni geografiche vengono attribuite alla diversa geologia dei siti, le variazioni annuali agli apporti atmosferici e/o antropici di Sr. Si osserva una correlazione positiva tra composizione isotopica dell'uva e quella della frazione labile del suolo corrispondente, permettendo una modellazione di massima, consistente nella previsione del valore dell'uva a partire da quello del suolo. Le diverse componenti dell'uva (bucce, succo, semi e raspo) risultano avere composizioni isotopiche sovrapponibili, confermando l'assenza di frazionamento isotopico. La sistematica isotopica dello Sr si conferma come buona tecnica da applicare a problemi di caratterizzazione e tracciabilità, possibilmente in un contesto multivariabile. Ciò nonostante, le dinamiche presenti tra suolo e biosfera sono molto complesse e variabili, e questo si traduce spesso in elevati margini di errore di cui bisogna tenere conto durante le modellazioni e le conclusioni.
XXVI Ciclo
1985

Nell’ambito del presente lavoro tre lagune europee importanti per la produzione della vongola verace filippina (Ruditapes philippinarum) sono state oggetto di studi approfonditi sulla qualità ambientale (per quanto concerne la presenza di metalli e metalloidi) e sulla caratterizzazione genetica (filogenetico-biogeografica e analisi di popolazione). I risultati raggiunti hanno permesso di ipotizzare quali siano le variabili ambientali che hanno un ruolo nel contesto degli equilibri biogeochimici degli elementi negli ambienti di transizione; quali siano le relazioni che si stabiliscono tra queste variabili, ovvero scoprirne la gerarchia per distinguere tra quelle che rivestono un ruolo determinante e che hanno un’influenza predominante e costante rispetto a quelle che intervengono con minore forza o con diversa costanza nel tempo. I risultati conseguiti hanno permesso anche di documentare una limitata perdita di diversità genetica e di tracciare i ripetuti episodi di introduzione della specie in Europa.

La laguna di Marano è stata interessata per svariati decenni da eventi di contaminazione legati alla presenza degli impianti industriali di Torviscosa e dell’ex area Caffaro; le pressioni ambientali subite hanno comportato l’inserimento dell’area nel novero dei S.I.N. Italiani. In realtà, la situazione ambientale della zona non è ancora stata investigata in modo olistico. All’interno di questo lavoro si è adottato un approccio interdisciplinare volto a costruire un quadro completo, seppur preliminare, della condizione ambientale del sito di interesse prendendo in considerazione sia i sedimenti che l’organismo target Ruditapes philippinarum e svolgendo sui primi analisi di tipo chimico (geospeciazione, estrazione totale di metalli e metalloidi) e sulla seconda analisi di tipo fisiologico (bioaccumulo di metalli e metalloidi, quantificazione di MT quali biomarker) e genetico (analisi di 16S mitocondriale e microsatelliti). I risultati conseguiti sono stati interpretati statisticamente in modo da mettere in luce le criticità ambientali che sono, infatti, deducibili solo attraverso una lettura integrata dei dati, la quale ha consentito di ben caratterizzare la zona. I dati ricavati dalle analisi genetiche, inoltre, corredano lo studio di un contributo volto a descrivere la collocazione filogenetica dei campioni di Marano rispetto a campioni della medesima specie provenienti da altri siti di coltivazione: laguna di Venezia, Delta del Po’ e Spagna (i cui dati sono stati reperiti in letteratura) e fornisce un contributo importante verso la realizzazione di un tool genetico per la tracciabilità e la sicurezza alimentare.

L’elaborato è stato strutturato in base alle matrici analizzate. Il primo capitolo è dedicato alla caratterizzazione genetica e conseguente possibilità di utilizzo dei marcatori microsatellitari all’interno di 28 popolazioni locali di mais. L’analisi ha permesso di valutare lo stato di conservazione delle accessioni e realizzare un albero filogenetico per individuare le relazioni esistenti tra le diverse varietà. Su un numero più ridotto di materiali è stata valutata la possibilità di utilizzare i marcatori molecolari per la tracciabilità della filiera maidicola, in particolare farina destinata al consumo umano. La seconda parte mostra un esempio di tracciabilità vegetale nel caso di cacao. L’uso di marcatori molecolari hai ha permesso di identificare un profilo microsatellitare per la cultivar CCN51 (clone) permettendo di distinguerla dalla varietà “National” (popolazione) e, quindi, creare una metodologia per la certificazione delle partite costituite esclusivamente dal clone CCN51. Il terzo capitolo è dedicato alla filiera enologica e vede l’ottimizzazione di metodologie per l’estrazione del DNA da uve, mosto, mosto durante le varie fasi di fermentazione, fino al vino finito sia pre che post imbottigliamento, ottenendo DNA amplificabile lungo tutta la filiera produttiva e utilizzabile per una analisi microsatellitare permettendo di identificare le uve utilizzate con attendibilità diversa nelle varie fasi di lavorazione.
The thesis is organized according to the different experiments. The first chapter focus on genetic characterisation of 28 local maize populations. The analysis assessed the conservation status of the accessions and allowed the construction of a phylogenetic tree to identify the relationships existing between the different varieties. The possibility to use a molecular marker based traceability approach was evaluated on a smaller number of maize accession. This analysis focused on maize flour for direct human consumption. The second part is an example of food traceability along the cocoa-chocolate chain. The use of molecular markers allowed the identification of the genetic of the CCN51 cultivar (clone) allowing the discrimination between CCN51 and the 'National' variety (population). The identification and traceability of “pure” CCN51 cocoa batches is possible following this approach. The third chapter focused on wine production chain with the aim of the optimisation of methodologies for DNA extraction from grapes and must during the various winemaking steps until pre and post bottling. The obtained DNA was successfully amplified and used for a microsatellite analysis allowing the identification of the grape varieties used for winemaking process.

In the 2009 in some experimental sites in Veneto (Vicenza and Treviso Provinces) has been collected 36 samples of soils in order to define, through XRF analysis, the content (wt%) of major elements (Si, Ti, Al, Fe, Mn, Mg, Ca, Na, K, P) and the concentration (ppm) of trace elements (Ba,Ce, Co, Cr, La, Nb, Ni, Pb, Rb, Sr, Th, V, Y, Zn, Zr, Cu, Ga, Nd, S, Sc). Moreover on 4 samples of grape juices, 4 samples of wines (cultivars Fiano, Verdicchio, Nero D’Avola e Refosco p.r.) and 2 samples of grapes (Nero D’Avola e Refosco p. r.) has been determined, using ICP-MS technique, the concentration of the most important trace elements (Li, Be, B, Na, Al, K, Rb, Ca, Sr, Ba, Mg, Mn, Fe, V, Cr, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, As, Se, Mo, Ag, Cd, Sb, Te, Hg, Tl, Pb, Bi, U). These analysis has been useful to define quality of wines and grapes, typical ratios of every soils considered and to identify the geochemical fingerprint in an area where climatic differences are slightly important to influence the assimilation dynamics. In this work has been defined the relationship between soil matrix and wines through the comparison of the heavy metals concentration. Also for the purposes of food security, for both provinces concerned, were performed in gamma spectrometry analysis to determine the levels of natural radionuclides (U-238, Th-232 e K-40) and Cs-137. All venetian samples were compared with same samples coming from the plane of Marsala, an ideal area with regard to the monitoring of the climatic influence on an extreme environment (SIAS – Sicilian Agronomical and Meteorological Information Centre). In 2006, four properties belonging to an experimental vineyard were selected because of the similarities of their bio-agronomical factors (age of the vineyard and cultivation methods). They were cultivated respectively with Nero D’Avola, Refosco , Fiano and Verdicchio. Their soil samples together with the wines of 2006 have been collected and analysed at the Department of Earth Sciences. The following elements have been compared when analysing the soils and wines: the concentrations of alkaline elements (NA, K and Rb) and the alkaline earth ones (Mg, Sr and Ba). The relations among the transition metals (Fe, Mn, Co, Cr, Nb, Ni, Y, V, Zr, Zn e Cu) and the rare earth metals have been analysed, too. Refosco and Nero D’Avola assimilate the alkaline metals more than white wines. With regard to the alkaline earth metals the assimilation capacity is substantially the same. All wines have the same assimilation capacity of manganese, cobalt, chrome, nickel and yttrium. Nero D’Avola assimilates iron more than Fiano and Verdicchio while Fiano assimilates more vanadium and niobium, cerium and neodymium. The final result about comparison af two set of samples is that all sicilian samples assimilate more than venetian samples. 29 Honey samples have been collected and analysed by using ICP-MS with the support of CRA from all Italy. The botanical range taken into account has been as follows: acacia, chestnut tree, “millefiori”, lime tree, thistle, rosemary, tree of heaven and citrus tree. The honey from a chestnut tree was among all samples the one with the highest assimilation capacity of potassium, magnesium and calcium. Sodium assimilation had its highest rate at the coastal area of Sardinia where there are big marshy areas and currently active salt mines. The manganese clearly discriminates the honey from a chestnut tree and the sample from Lunigiana has an assimilation capacity higher than all other kinds of honey. The honey from “acacia” is the variety with the lowest assimilation capacity of metallic elements.A detailed study has been carried out on 4 honey samples supplied by a beekeeper from Campania. At the same time the soils close to the beehive have been analysed. In this area the following kinds of honey were found out: chestnut tree, eucalyptus, “millefiori” and orange tree. The chestnut tree together with the eucalyptus were proven to be the two varieties with the highest assimilation rate of potassium, rubidium and strontium. The honey of eucalyptus from the Cilento Coast close to Eboli has a good assimilation capacity of sodium. Honey as well as wine has been analysed with regard to the natural radioactivity. No particular anomalies were found, even for honey produced in the areas with high radioactive soils (samples from Campania). Concentrations of CS-137 over the average have been detected in two honey samples from northeast Italy.

The concept of traceability is a complex and interdisciplinary field having economic and environmental implications and encompassing different actors: governments, producers and consumers. The development of an effective traceability system involves different research areas both in the food industry and in the academic world and focuses on very different objectives. In general, a good traceability system needs full cooperation between the above-mentioned actors and an effective legislative contribution. In this context, the role of analytical chemistry is mainly addressed to food authentication and control, in which the conformity of given products to the label specifications as well as the presence of contaminants or hazardous substances must be verified. In recent years, the research in food analysis has mainly focused on the identification of new and efficient indicators of quality and authenticity, through the development of sensitive, reliable analytical methods compatible with routine control analysis and to be integrated into the supply chain. The different case studies reported in this thesis concern typical regional foodstuffs grown in small-scale farms located in restricted Italian areas. To these products is, nowadays, recognized high traditional worth and market price, a value that is protected by certified trademarks. The high commercial value and the limited availability make these products vulnerable to fraud and food adulteration for profit-making purposes. In this context, small producers may not have the financial possibilities to invest in implementing an effective traceability system to protect their reputation. Thus, this work aims at developing and validating analytical methods useful for the authentication and geographical discrimination to safeguard some niche high-value foods, produced in different Italian regions. In the field of food analysis, fingerprinting techniques should be preferred to the so-called targeted analysis; the former measures the composition of foodstuffs in a non-selective way providing a wide outlook about the food matrix. This approach produces a large number of variables that allow a complete characterisation of the complex food matrix but collects, also, non-informative variables that may obscure the contribution of those useful for solving the specific problem. In this thesis, two main untargeted approaches were employed. The first exploits analytical techniques capable of generating a multi-elemental profile, providing valuable information about the origin of the product, as the observed multi-elemental pattern is directly linked to the soil and climatic conditions of the production area. The second approach involves the use of spectroscopic techniques in the UV-Vis and IR spectral ranges. Both experimental responses have been correlated with the food geographical origin through appropriate multivariate statistical processing. The employed chemometric approaches included exploratory multivariate analysis and different single and multi-block supervised pattern recognition methods. The excellent results obtained in the applications supported the effective and indispensable role of chemometric processing in the field of food control to handle complex matrices, like those provided in food analysis. Therefore, this study could be a starting point for putting in place experimental/chemometric methods that could be integrated into small-scale traceability systems aimed at protecting local markets.

Food safety e food security sono aspetti cruciali in un mercato globale in costante crescita e cambiamento. Il primo fa riferimento alla prevenzione di malattie di origine alimentare, il secondo indica la sicurezza per un consumatore di comprare un prodotto specifico e non uno contraffatto. Una tracciabilità migliorata, basata su sistemi blockchain, può aiutare a prevenire i problemi riguardanti la sicurezza alimentare. La blockchain è un database distribuito, cioè un sistema in cui ogni partecipante possiede una copia dello stesso database posseduta dagli altri dove ogni modifica in una copia viene automaticamente apportata alle altre. Garantisce decentralizzazione, trasparenza, immutabilità e tracciabilità. Come si evince dai numerosi progetti sviluppati e applicati, è un sistema perfetto per la tracciabilità della filiera alimentare. Una migliore tracciabilità può essere utile anche a livello di mercato. Ad esempio, l’italian sounding è la pratica di utilizzare parole, colori (come la bandiera italiana) e nomi italiani, a prescindere dal paese di origine e del metodo di produzione, a scopo promozionale. Colpisce molti settori, ma quello più danneggiato è quello agroalimentare. Questa ricerca è mirata allo studio delle applicazioni della blockchain alla tracciabilità della filiera agrifood, al suo impatto e alla sua percezione. L’uso di questi sistemi ha molti vantaggi, ma ha anche svantaggi: i produttori devono accettare di mostrare più trasparenza, il costo dei prodotti tracciati potrebbe aumentare (per via dei considerevoli costi di progettazione e manutenzione di questi sistemi) e la profilazione dei consumatori è un tema che va approfondito. Per valutare l’interesse dei consumatori italiani verso l’utilizzo della tracciabilità digitale per il cibo, è stato svolto un sondaggio su 500 utenti. Le domande poste riguardano il loro interesse e la loro conoscenza verso la tracciabilità, la blockchain, preferenze di acquisto, suggerimenti su quali categorie di prodotti (carne, pesce, ecc.) necessitano una migliore tracciabilità. Infine, è stato valutato quale sia l’aumento di costo accettabile per prodotti dotati di tracciabilità digitale. I risultati mostrano che in media gli intervistati sono interessati alla tracciabilità del cibo, conoscono o hanno sentito nominare la blockchain, desiderano conoscere principalmente l’origine di carne, pesce e latticini, preferirebbero comprare un prodotto provvisto di tracciabilità digitale rispetto a un concorrente sprovvisto e l’aumento di costo accettabile per un prodotto tracciato con la blockchain è tra 10% e 15%. Per completare la ricerca, è stato sviluppato un progetto in collaborazione con la startup innovativa Franceschi srl, che comprende Saporare e S|Trace. Saporare è un e-commerce di cibo e bevande della tradizionale italiana (aceto balsamico, miele, olio di oliva, vino), provenienti da piccoli e medi produttori, dove ogni prodotto ha una dichiarazione di origine. I prodotti venduti saranno tracciati con S|Trace, una piattaforma proprietaria di tracciabilità digitale basata sulla blockchain, provvista di una web-app per il caricamento dati, disegnata per essere facilmente fruibile. Saporare si pone come parte terza nella filiera, certificando l’origine e la sicurezza dei prodotti, senza sostituirsi a disciplinari di produzione o enti di controllo: è il caso studio perfetto per studiare l’applicazione della blockchain alla filiera agroalimentare. Infine, considerando sia i costi che la complessità della blockchain, è stato sviluppato un diagramma di flusso per facilitare la scelta della giusta tecnologia da utilizzare. In particolare, questo diagramma può aiutare a definire quale tipo di blockchain è migliore per ciascuna filiera e quando la blockchain può avere maggiore efficacia.
Food safety and food security are crucial aspects in the growing and constantly changing food market. The first definition refers to hygiene and foodborne diseases prevention, the second refers to the security for a consumer to by a specific product and not a counterfeit. An improved traceability, based on blockchain systems, may help to prevent food safety and food security issues. Blockchain belongs to the distributed ledgers, a type of database in which each participant owns a copy of the same data and every change in a copy is automatically reflected on the other copies. It is designed to guarantee decentralization, transparency, immutability and traceability. As shown by a relevant number of projects that has been developed and applied, it suits to the food supply chain traceability. An improved traceability based on blockchain can also be useful at the market level. For instance, Italian sounding is the practice to use Italian words, colours (such as the Italian flag colours) and names to give an Italian appearance to a product, irrespective of its country of origin and its production method, to promote it. It affects different sectors, but the food sector is the most damaged. The present research is focused on the application of the blockchain to the traceability of the food supply chain, its impacts and its perception. Indeed, the application of these systems may have several advantages, but also negative impacts: the producers must accept to show transparency to the consumers, it may lead to a price increase (as the design and maintenance of a digital traceability systems have a considerable cost) and consumer profiling is an aspect that must be properly discussed. To assess if the Italian consumers may be interested in the use of blockchain traceability for food, a survey has been performed on 500 users. The asked questions concern their interest and knowledge towards traceability, blockchain technology, shopping preferences, the suggestion of food categories (e.g. meat, fish and others) currently requiring an improved traceability. Lastly, the willingness to spend more to buy food provided with digital traceability was evaluated. The results revealed that respondents are generally interested in food traceability, they usually know what blockchain and digital traceability are, they buy food mainly at supermarkets, they are interested in knowing the origin of the food mainly for meat, fish and dairy, they would rather buy a product provided with digital traceability system instead of an unprovided competitor and they consider acceptable a 10-15% cost increase for a digitally traced product. To complete the research, a concrete project/case study has been completely developed in collaboration with the innovative startup Franceschi srl, composed by Saporare and S|Trace. Saporare is an online shop of traditional Italian food and beverages (e.g. balsamic vinegar, honey, olive oil, wine) of small and medium sized producers and each product has a declaration of origin. The products will be traced with S|Trace, a blockchain-based traceability system provided with a web app for data upload, designed to ease the operation for the producers. Saporare acts as the third part in the supply chain, certifying the origin and the security of the products, but without substituting production disciplinaries or food control agencies: this makes the perfect use-case to study the application of the blockchain to the food supply chain. Lastly, considering both costs and complexity of the blockchain, a pipeline facilitating the choice of the right technology has been developed. In particular, the developed pipeline may help to define which type of blockchain could be useful for each food supply chain and when a blockchain could be really effective.

Nel settore agroalimentare, le frodi alimentari aumentano ogni anno e i consumatori richiedono prodotti più controllati. Un sistema di identificazione e tracciabilità biomolecolare potrebbe essere utilizzato per valutare la qualità delle materie prime e dei prodotti alimentari finiti. Il test del DNA è una metodologia molto utilizzata nel campo alimentare, in particolare la metodologia del DNA barcoding. Tuttavia, il DNA barcoding ha alcuni limiti nell'analisi dei prodotti alimentari complessi. I trattamenti industriali potrebbero alterare la qualità del DNA della materia prima e questa analisi potrebbe essere difficile da applicare. Inoltre, il DNA barcoding non può essere applicato per prodotti multispecie. Infine, il DNA barcoding è un’analisi lunga e costosa. Partendo da questi limiti, l'obiettivo principale di questo progetto di dottorato è stato quello di identificare e testare analisi biomolecolari innovative per la valutazione dell'identità delle materie prime e dei prodotti alimentari trasformati. In particolare, sono state sviluppate tre linee di ricerca. Nella prima linea di ricerca è stato valutato se il DNA barcoding può essere applicato per tracciare la componente vegetale negli integratori alimentari, a partire dalla materia prima di partenza fino ai prodotti lavorati finiti. Abbiamo selezionato un pannello di 64 fitoestratti e intermedi di produzione ottenuti attraverso tre diversi metodi di estrazione con diversi solventi. Abbiamo sequenziato sia regioni del DNA barcoding che del DNA mini-barcoding. I fitoestratti ottenuti attraverso il trattamento idroalcolico, con la percentuale più bassa di etanolo e con solventi acquosi hanno avuto un tasso di identificazione maggiore. Questo studio dimostra che il DNA barcoding è uno strumento utile per tracciare alcune tipologie di integratori alimentari. Un secondo limite che si verifica nel mercato alimentare è relativo ai prodotti multispecie, perché il DNA barcoding non consente di analizzarli. Nella seconda linea di ricerca abbiamo voluto testare il DNA-metabarcoding per caratterizzare ingredienti dell’etichetta vegetali o contaminanti in 5 categorie di prodotti commerciali a base di insetti. Lo stesso approccio è stato utilizzato per valutare la sua sensibilità ai casi di contaminazione e contraffazione nella farina di insetti con farine vegetali a basso costo (e potenzialmente allergeniche) come il grano e la soia. Inoltre, è stato valutato anche il profilo batterico. L'analisi del DNA-metabarcoding ha rivelato un'elevata efficacia come metodo di screening per identificare sia gli ingredienti vegetali che i possibili eventi di adulterazione. Per quanto riguarda il profilo batterico, i dati hanno rivelato che alcuni batteri formano un "core microbioma" che caratterizza i prodotti a seconda dell'insetto, suggerendo la presenza un microbiota conservato. Al fine di valutare l'applicazione del DNA-metabarcoding anche per la tracciabilità delle tisane, abbiamo analizzato 15 tisane commerciali per identificare tutte le specie presenti nei prodotti e verificare la corrispondenza con l'etichetta. Abbiamo testato due diversi marker. I risultati hanno mostrato che non tutte le specie dichiarate sull'etichetta sono state trovate ma sono stati rilevati alcuni contaminanti. I due marcatori sono stati in grado di rilevare specie diverse: alcune specie sono state rilevate solo da un marcatore, alcune solo dall'altro. Per analisi future sarebbe necessario utilizzare entrambi i marker per ottenere migliori risultati di tracciabilità. In questa ricerca abbiamo definito che il DNA-metabarcoding è un metodo prezioso per la tracciabilità della catena di approvvigionamento alimentare. La terza linea di ricerca mirava a creare un mock-up per l'identificazione del tartufo utilizzando la LAMP, una tecnica di amplificazione isotermica degli acidi nucleici. Questo kit a basso costo permette l'identificazione del tartufo bianco T.magnatum in un totale di 90 minuti
In the agri-food sector, food frauds are increasing every year and there is a demand from the consumer to better understand food products. A suitable bio-molecular identification and traceability system could be used to assess the quality of raw materials up to the finished food products to guarantee the consumer on the identity of the products purchased. DNA testing is a methodology frequently used in the food field, especially DNA barcoding methodology. However, DNA barcoding technique has some limits in the complex food products analysis. Industrial treatments could alter DNA quality of raw material, therefore this analysis could be challenging to apply. Furthermore, DNA barcoding cannot be applied for multispecies products because is feasible only for monospecies products. Finally, DNA barcoding is time-consuming and expensive. Starting from these limits, the main objective of this PhD project was to identify and test innovative biomolecular analyses for the identity assessment of raw materials and processed food products. Three lines of research have been developed in this PhD thesis. In the first line of research was evaluated whether DNA barcoding can be applied to trace the plant component in food supplements from the starting raw material to the finished processed products. We selected a panel of 64 phytoextracts and intermediate of production obtained through three different extraction methods with different solvents. We sequenced and analysed the sequence variability at DNA barcoding and mini-barcoding marker regions. Phytoextracts obtained through hydroalcoholic treatment, with the lower percentage of ethanol and aqueous processing had a major rate of identification. This study proves that DNA barcoding is a useful tool for some typology of food supplement traceability. A second limit that occurs in the food market is related to multispecies products, because DNA barcoding does not allow to analyse them. In the second line of research we wanted to test DNA metabarcoding to characterize plant declared ingredients or contaminants in five categories of commercial insect-based products. The same approach has been used to assess its sensitivity to cases of contamination and counterfeits in insect flour with low cost (and potentially allergenic) vegetable flours like wheat and soybean. Moreover, also the bacteria profile was evaluated. The DNA metabarcoding analysis revealed a high efficacy as a screening method to identify both plant ingredients and possible adulteration events. Concerning the bacteria profile, our data revealed that some bacteria formed a “core microbiome” characterizing the products depending on the insect, suggesting that a resident microbiota is conserved. In order to evaluate the application of DNA metabarcoding also for herbal teas traceability, we analysed fifteen commercial herbal teas to identify all the species in the products and verify the correspondence with the label. Furthermore, to verify the quantitative ability of DNA-metabarcoding, we created six mocks mixture with different percentages of five species of different matrices both starting from raw material and genomic DNA. For all the samples we tested two different markers. Results showed that not all the species declared on the label was found and we were able to detect some contaminants. The two markers were able to detect different species: some species were detected only by one marker, others only by the other. For future analyses it would be necessary to use both the markers to obtain better results in traceability. In conclusion in this line of research we defined that DNA metabarcoding is a valuable method for food supply chain traceability. The third line of research aimed to create a mock-up for truffle identification using the LAMP technique, an isothermal nucleic acid amplification technique. This low-cost kit allows the identification of the white truffles T.magnatum in a total of 90 minutes.