Valutazione del contenuto di acrilammide in prodotti da forno a base di farina di castagne tramite tecniche di imaging e analisi morfologica.

Acrylamide is a process contaminant mainly formed in starchy foods subjected to high-temperature cooking, through the Maillard reaction between reducing sugars and asparagine. It is classified by the IARC as “probably carcinogenic to humans” and has attracted increasing attention in the food industry. Conventional analytical methods for its quantification are complex, costly, destructive, and require specialized equipment and staff. This experimental thesis investigated non-destructive and non-contact approaches to estimate the acrylamide content in chestnut flour-based biscuits, through an integrated analysis of morphological, thermal, spectral, and colourimetric parameters. Biscuits of four different shapes were baked at increasing times to promote acrylamide formation. The techniques used include: RGB imaging for color analysis (Lab* space) and 3D reconstruction through photogrammetry; thermal imaging for calculating the Newtonian cooling constant (k); gravimetric analysis to assess weight loss; and near-infrared hyperspectral imaging (900–1700 nm) for spectral characterisation. Results showed that surface darkening, decreasing L values*, weight loss, and increased cooling constant k are positively correlated with acrylamide content. Additionally, significant wavelengths (1156–1432 nm) were identified that may be related to its presence. The findings suggest that these techniques can serve as rapid screening tools for acrylamide monitoring in baked goods, with promising applications in the food industry for quality control and risk reduction.

L’acrilammide è un contaminante di processo che si forma principalmente nei prodotti amidacei sottoposti a cottura ad alte temperature, tramite la reazione di Maillard tra zuccheri riducenti ed asparagina. È classificata dallo IARC come “probabilmente cancerogena per l’uomo” ed è oggetto di crescente attenzione nel settore alimentare. I metodi analitici convenzionali per la sua determinazione sono complessi, costosi e distruttivi, richiedendo strumentazione e personale specializzato. Questa tesi sperimentale ha esplorato approcci non distruttivi e indiretti per stimare il contenuto di acrilammide in biscotti a base di farina di castagne, attraverso un’analisi integrata di parametri morfologici, termici, spettrali e cromatici. I biscotti, di quattro forme differenti, sono stati sottoposti a cotture a tempi crescenti, per favorire la formazione del contaminante. Le tecniche impiegate includono: immagini a colori per l’analisi del colore (spazio Lab*) e la ricostruzione 3D tramite fotogrammetria; analisi termografica per il calcolo della velocità di raffreddamento; misure gravimetriche per valutare il calo peso; e imaging iperspettrale vicino-infrarosso (900–1700 nm) per la caratterizzazione spettrale dei campioni. I risultati hanno evidenziato che l’imbrunimento superficiale, quindi la diminuzione del parametro L*, il calo peso e l’aumento della velocità di raffreddamento, sono correlati positivamente con il contenuto di acrilammide. Inoltre, sono state individuate lunghezze d’onda significative (1156–1432 nm) potenzialmente utili per la sua identificazione. Le evidenze sperimentali suggeriscono che questi metodi potrebbero essere applicati come strumenti di screening rapido per il monitoraggio dell’acrilammide nei prodotti da forno, con potenziali applicazioni nell’industria alimentare per il controllo qualità e la riduzione del rischio.