Applicazione di un dispositivo a sensori Nanowire nei processi de controllo della qualità nella catena alimentare.

L'obiettivo di questa tesi di dottorato è la creazione di un nuovo metodo basato sulla collaborazione di un dispositivo equipaggiato con sensori di ossidi di metallici a Nanowire (S3), gas cromatografia-spettrometria di massa (GC-MS) con micro estrazione in fase solida (SPME) e tecniche microbiologiche classiche, per la rilevazione e la classificazione di origine della microbiota di origine alimentare e controllo della qualità lungo la catena alimentare. Durante questo periodo di tre anni il metodo proposto è stato applicato ad una vasta gamma di differenti matrici alimentari. La fingerprint volatile di una data matrice alimentare, può offrire informazioni sulla sicurezza e la qualità. Alcuni composti volatili possono essere originati da processi biochimici del cibo, come conseguenza delle tecnologie di trasformazione lungo la catena alimentare o la conservazione del prodotto. Odori indesiderati, cosiddetti off-flavour, possono essere sostanze che hanno origine anche nel metabolismo di microrganismi deterioranti che adulterano naturalmente o involontariamente prodotti prima o durante la sua produzione. L'insieme dei microrganismi di una matrice alimentare è noto come Microbiota alimentare ed è composto da batteri, lieviti e muffe. La maggior parte dei metaboliti prodotti durante la loro attività metaboliche sono volatili e sono noti come composti organici volatili (VOC). L'insieme di tutti i VOC creano una caratteristica fingerprint volatile per ogni specie di microrganismo. In una prima fase di analisi sono state utilizzate tecniche analitiche classiche come GC-MS con tecnica SPME e tecniche microbiologiche classiche al fine di acquisire una panoramica generale dei campioni. Challenge test e contaminazioni artificiali sono stati effettuati nello stesso modo. In una seconda fase è stata effettuata l'analisi con dispositivo con sensori a Nanowire (S3). La esecuzione del analisi del dispositivo S3 si basa sull'analisi dello spazio di testa. Il dispositivo utilizzato S3, è formato da sei differenti sensori di gas a ossidi di metallici di cui tre sono sensori a Nanowire e gli altri tre sono sensori RGTO. Questo tipo di tecnologia sfrutta le caratteristiche di questi materiali come chemiresistors, quando un composto volatile adsorbito alla superficie del sensore viene rivelato un cambiamento della resistività di esso. Tutti i segnali elettrici sono stati raccolti è l'analisi dei dati è stato eseguito tramite l’analisi delle componenti principali (PCA). I risultati ottenuti mostrano una correlazione notevole tra le tecniche classiche e i risultati ottenuti tramite il dispositivo S3. In tutti i casi è stato possibile individuare in modo inequivoco la presenza di off-flavour nei campioni testati fornendo informazioni sulla qualità o stato di maturazione. In aggiunta è stato possibile rivelare la presenza / assenza dei microrganismi, determinare la concentrazione di essi e monitorare il suo sviluppo all'interno dei campioni. In alcuni casi, è stato anche possibile individuare la specie dentro allo stesso gruppo di microrganismi. In conclusione, si può dire che i dispositivi con sensori Nanowire con una buona formazione e una precedente acquisizione di un solido database sono una valida alternativa ai processo di controllo di qualità nella catena alimentare attualmente effettuati riducendo notevolmente i lunghi tempi e i costi.