Un approccio analitico basato su spettroscopia a fluorescenza e chemiometria per la quantificazione del caramello sintetico (E-150d) in presenza di caramello naturale nell’Aceto Balsamico di Modena IGP

Abstract

L'Aceto Balsamico di Modena IGP è un prodotto di eccellenza del patrimonio agroalimentare italiano, ottenuto dalla miscelazione di mosto d'uva cotto e aceto di vino e sottoposto a un periodo di affinamento in botti di legno. Il disciplinare di produzione consente l'impiego del caramello solfito-ammoniacale (E150d) esclusivamente come colorante, fino a una concentrazione massima del 2% del prodotto finito. Tuttavia, la presenza contemporanea del caramello naturalmente formato durante la cottura del mosto rende complessa la distinzione tra il contributo naturale e quello derivante dall'aggiunta dell’additivo E150-d. L'obiettivo di questo lavoro di tesi è stato sviluppare un metodo analitico basato sulla spettroscopia di fluorescenza e sull'analisi chemiometrica per la quantificazione del caramello E150d nell'Aceto Balsamico di Modena IGP. Sono state acquisite matrici di eccitazione-emissione (Excitation-Emission Matrices, EEM) di campioni di Aceto Balsamico di Modena IGP appartenenti a differenti tipologie, sia tal quali che addizionati con concentrazioni note di caramello sintetico E150d. I dati sperimentali sono stati elaborati mediante Parallel Factor Analysis (PARAFAC), per l'identificazione delle componenti fluorescenti, e Partial Least Squares (PLS), per la costruzione del modello di calibrazione quantitativa. Il modello sviluppato ha permesso una previsione accurata del contenuto di caramello sintetico. I risultati ottenuti dimostrano che la combinazione tra spettroscopia di fluorescenza EEM e strumenti chemiometrici rappresenta un approccio rapido, non distruttivo ed efficace per la caratterizzazione dell'Aceto Balsamico di Modena IGP e per la determinazione del caramello E150d, offrendo un valido supporto al controllo qualità e alla tutela dell'autenticità del prodotto.

Aceto Balsamico di Modena PGI is a traditional Italian product obtained by blending cooked grape must and wine vinegar, followed by ageing in wooden barrels. According to the production specification, sulphite-ammonia caramel (E150d) may be added exclusively as a colouring agent, up to a maximum concentration of 2% of the final product. However, the simultaneous presence of caramel naturally formed during the cooking of grape must makes it difficult to distinguish the natural contribution from that due to the addition of E150d. The aim of this work was to develop an analytical method based on fluorescence spectroscopy and chemometric analysis for the quantification of E150d caramel in Aceto Balsamico di Modena PGI. Excitation-emission matrices (EEMs) were acquired from different types of Aceto Balsamico di Modena PGI samples, both as received and after fortification with known concentrations of E150d. Experimental data were processed by Parallel Factor Analysis (PARAFAC) to identify the fluorescent components and by Partial Least Squares (PLS) regression to develop a quantitative calibration model. The proposed model allowed the estimation of the added caramel content. The results demonstrate that the combination of EEM fluorescence spectroscopy and chemometric tools provides a rapid, non-destructive and effective approach for the characterization of Aceto Balsamico di Modena PGI and the determination of E150d caramel, representing a valuable tool for quality control and product authenticity assessment.