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L’Università di Parma ha conseguito un altro importante risultato scientifico nell’ambito del progetto METROFOOD-IT: di recente è stato pubblicato sulla rivista Food Chemistry un articolo inerente all’utilizzo del naso elettronico (e-nose) come tecnica di screening per la rivelazione della contaminazione fungina del grano da Claviceps Purpurea, responsabile dello sviluppo delle tossine Ergot Alkaloids (EAs). È stata inoltre sviluppata una piattaforma analitica per la caratterizzazione del volatiloma associato alla contaminazione fungina da C. Purpurea basata sulla gascromatografia-spettrometria di massa ad alta risoluzione (GC-Orbitrap-HRMS) e su tecniche chemiometriche di analisi multivariata, sia supervised che unsupervised.

Lo studio (Electronic nose technology for the detection of ergot alkaloid in soft wheat and identification of the relevant volatile compounds by solid phase microextraction/gas chromatography-high resolution Orbitrap-mass spectrometry coupled to chemometrics), pubblicato in regime open access, che ne permette la piena condivisione pubblica, è stato svolto nell'ambito delle attività del progetto PNRR METROFOOD-IT, utilizzando le facilities acquisite nell’ambito della nuova infrastruttura di ricerca, e annovera tra gli autori la Responsabile del progetto Prof.ssa Maria Careri, le Prof.sse Federica Bianchi e Monica Mattarozzi, il Prof. Marco Giannetto ed altri ricercatori afferenti all’unità operativa UNIPR1 – Unità Sensori Analitici Smart. Il lavoro del gruppo di ricerca di Chimica Analitica del Dipartimento di Scienze Chimiche, della Vita e della Sostenibilità Ambientale è stato svolto in collaborazione con la Prof.ssa Chiara Dall’Asta, con interessi di ricerca sulla biotrasformazione delle micotossine, e con il Prof. Massimo Blandino dell’Università di Torino, esperto nell’implementazione di strategie di produzione, sostenibilità e qualità dei cereali.

Più nel dettaglio, il gruppo di ricerca dell’Università di Parma ha dimostrato, per la prima volta, le potenzialità del naso elettronico basato su 10 sensori MOS (PEN 3) come tecnica di screening per rivelare la contaminazione di campioni di grano da parte di EAs, discriminando i campioni contaminati, con concentrazione totale di micotossine superiore al limite di legge fissato dai regolamenti comunitari, da quelli con concentrazione di EAs inferiore a tale soglia, oltre che dai campioni di controllo. Le ottime prestazioni e l’efficacia dei modelli multivariati PLS-DA e SVM hanno permesso di ottenere una buona capacità predittiva riuscendo a classificare correttamente il 96% dei campioni.  

Inoltre, un approccio untargeted basato su GC-Orbitrap-HRMS (Thermo Fisher Scientific), sempre associato ad elaborazione multivariata dei dati, ha permesso di approfondire la caratterizzazione del volatiloma associato alla contaminazione da C. purpurea e alla conseguente espressione di EAs, dimostrandosi un potente strumento per l’identificazione di ben 19 marcatori differenziali, tramite i quali è stato possibile discriminare altrettanto efficacemente, con modelli multivariati sia supervised che unsupervised,  i campioni di controllo da quelli a bassa e alta contaminazione.

Gli autori evidenziano che questo è il primo studio metabolomico condotto utilizzando la piattaforma GC-Orbitrap HRMS untargeted su campioni di grano tenero, mirato all'identificazione di metaboliti volatili secondari correlati agli EAs, sottolineando inoltre la rilevanza dello studio dell’e-nose come metodo di screening nell’ottica della progettazione di soluzioni innovative rapide, a basso costo e portatili per applicazioni future in contesti industriali, obiettivo del progetto METROFOOD-IT nell’ottica della digitalizzazione dei sistemi agro-industriali.