Determinazione, mediante spettroscopia NMR, dell'attività enzimatica nel miele come indicatore di autenticità

In the globalized and trade-rich world in which we live, the issue of food safety and quality has become of paramount importance; in fact, cases of fraud are numerous and increasingly difficult to determine due to continuous technological innovation. Honey does not escape such issues, especially since recent data show that in the European Union, domestic production cannot meet the population's consumption, and the rate of imports from countries such as China has been steadily increasing over the years. Enzymes are very sensitive to heat treatment, poor storage, and even the most common sources of adulteration; therefore, they are a key parameter in determining the freshness and quality of honey. To date, enzyme activity is determined by methods based on UV-Vis spectrophotometry, but these are time-consuming or require the use of expensive reagents; therefore, the purpose of this thesis work was to develop a new protocol to calculate diastase and invertase activity, which was based on the observation of sucrose and maltose decline over time using NMR spectroscopy. From the subsequent comparison of the data obtained from the analysis of forty honey samples with both methodologies, a linear correlation was obtained that allows the enzyme activity determined by NMR spectroscopy to be expressed in the units of measurement required by current regulations. Finally, the proposed protocol was applied to several samples suspected of fraud, from which three case studies were chosen to show how the determination of enzyme activity, together with spectra in chloroform and water, can give a reliable indication of the type of illicit activity being carried out.

Nel mondo globalizzato e ricco di scambi commerciali in cui viviamo è diventato di fondamentale importanza il tema della sicurezza e qualità dei prodotti alimentari; infatti, i casi di frode sono numerosi e sempre più difficili da determinare grazie alla continua innovazione tecnologica. Il miele non si sottrae a problematiche di questo tipo, soprattutto perché i dati recenti mostrano che in Unione Europea la produzione interna non riesce a far fronte ai consumi della popolazione, e il tasso di importazione da Paesi come la Cina è in costante aumento negli anni. Gli enzimi sono molto sensibili a trattamenti termici, cattiva conservazione, e anche alle più comuni fonti di adulterazione; quindi, rappresentano un parametro fondamentale nella determinazione della freschezza e qualità del miele. Ad oggi l’attività enzimatica viene determinata con metodi basati su spettrofotometria UV-Vis, che però richiedono tempi lunghi o l’utilizzo di reattivi costosi; lo scopo del lavoro di tesi è stato quindi quello di mettere a punto un nuovo protocollo per calcolare l’attività di diastasi e invertasi, che fosse basato sull’osservazione del calo di saccarosio e maltosio nel tempo attraverso l’utilizzo della spettroscopia NMR. Dal successivo confronto dei dati ottenuti dall’analisi di quaranta campioni di miele con entrambe le metodologie, è stata ottenuta una correlazione lineare che permette di esprimere l’attività enzimatica determinata con spettroscopia NMR nelle unità di misura previste dalle normative vigenti. Infine, il protocollo proposto è stato applicato a diversi campioni sospetti di frode, tra i quali sono stati scelti tre casi-studio per evidenziare come la determinazione dell’attività enzimatica, insieme ai dati estratti dagli spettri in cloroformio e in acqua, possa dare un’indicazione affidabile del tipo di illecito messo in atto.