Come ho già investigato nei precedenti articoli, le frodi nel miele sono diventate un problema di grande rilevanza.

Secondo il Report “sulla crisi alimentare, le frodi nella catena alimentare e il loro controllo (2013/2091(INI))” della Commissione per l’ambiente, la sanità pubblica e la sicurezza alimentare del Parlamento Europeo, il miele è al sesto posto tra i dieci alimenti maggiormente a rischio di frode alimentare.

C’è invece chi è meno “ottimista”: secondo United States Pharmacopeia Food Fraud Database, vale a dire uno dei maggiori database americani dedicati alle frodi alimentari, il miele sarebbe al terzo posto tra gli alimenti più colpiti dalle cosiddette EMA, cioè le adulterazioni economicamente motivate.

 

DIFFICOLTA’ NEL TESTARE IL MIELE

Il miele è una sostanza estremamente complessa. Giusto per darvi un’idea, vi riporto nel grafico qua sotto la composizione media del miele italiano.

Mentre i valori degli zuccheri e del contenuto acquoso dei mieli rimangono abbastanza costanti, l’ammontare delle sostanze in tracce (vale a dire la fetta blu del grafico) variano moltissimo.

frodi miele zuccheri

La quantità e la diversità di queste sostanze dipendono:

  1. dall’origine botanica della flora visitata dalle api durante il periodo di raccolta del nettare.
  2. dal tipo di suolo in cui questa flora è cresciuta;
  3. dal clima della regione;
  4. dall’altitudine e dalla latitudine in cui si trova l’area bottinata;
  5. dall’inquinamento ambientale a cui quest’area è sottoposta;
  6. dalle modalità di raccolta e lavorazione del miele da parte dell’apicoltore.

Come potete capire, tutta questa altissima variabilità non facilita la realizzazione di una sorta di “carta d’identità ufficiale” dei singoli mieli prodotti nel mondo, che ci permette di identificare facilmente quando uno di essi viene adulterato oppure etichettato in maniera impropria.

Ad ogni modo, molti passi in avanti sono stati fatti per superare questo enorme ostacolo e, sebbene ogni tipologia di analisi abbia i suoi pro ed i suoi contro, ad oggi esistono diversi test di laboratorio che ci permettono di rilevare alcuni tipi di frodi alimentari.

In questo articolo vi parlerò di alcune tecnologie utilizzate proprio a questo scopo.

 

FACCIAMO ALCUNE DISTINZIONI

Prima di parlare di questi test, c’è bisogno di fare alcune distinzioni e contemporaneamente ripassare velocemente quanto detto in precedenza.

Proviamo a dividere tutte le tipologie di adulterazione in due grandi macrocategorie.

  1. Aggiunta di sciroppi zuccherini, di cui parleremo in questo articolo.
  2. Falsificazioni in etichetta in merito all’origine geografica e botanica, a cui dedicherò un articolo a parte.

 

AGGIUNTA DI SCIROPPI ZUCCHERINI

Questa è l’adulterazione del miele “per eccellenza”. Aggiungere sciroppo al miele ha uno scopo ben preciso: diluire la sostanza originale con un prodotto molto economico per avere un maggiore profitto. Non si può girarci molto attorno.

Rilevare questo tipo di adulterazione è sempre più difficile. Coloro che producono gli sciroppi destinati a questo specifico utilizzo sono ormai capaci di creare prodotti “su misura”, fatti appositamente per evitare la rilevazione con i moderni strumenti di laboratorio.

E’ il tipico gioco di “guardia e ladri”: i ladri devono essere più furbi delle guardie, altrimenti verranno acciuffati e sbattuti in galera.

Ad ogni modo proviamo a vedere com’è possibile rilevare queste adulterazioni in laboratorio. Fermiamoci un attimo ad osservare questo grafico.

frodi miele zuccheri

Come potete vedere ho preso in esame alcune delle sostanze utilizzate per l’allungamento del miele autentico, vale a dire:

  1. lo sciroppo di mais, incluso quello ad alto fruttosio;
  2. lo sciroppo di riso;
  3. lo sciroppo di inulina ad alto fruttosio;
  4. lo sciroppo di zucchero invertito.

Questo elenco non è esaustivo né completo, in quanto esistono molte altre tipologie di sciroppi disponibili sul mercato, nonché mix particolari tra di essi.

 

RILEVARE I MARCATORI PER PROVARE L’ADULTERAZIONE

Per ognuna di queste sostanze è stato trovato il cosiddetto marcatore, un elemento “rivelatore” della loro presenza e che non è in alcun modo presente nel miele autentico.

In altre parole, se con il test individuo un preciso marcatore nel miele che sto analizzando, ciò significa che quel miele è stato adulterato con un determinato sciroppo.

I marcatori che corrispondono ai suddetti sciroppi sono:

  1. DFA III: un oligosaccaride
  2. Oligosaccaridi: in particolare quelli con un alto grado di polimerizzazione.
  3. Polisaccaridi.
  4. 2-acetilfurano 3-glucopiranoside: un composto organico
  5. Inulotriose: un oligosaccaride.

Gli strumenti ad oggi disponibili per rilevare questi marcatori sono:

  1. GC-MS: Gascromatografia-spettrometria di massa
  2. TLC: Cromatografia su strato sottile
  3. HPAE C-PAD:  Cromatografia a scambio anionico con rilevazione amperometrica pulsata ad alte prestazioni
  4. HPLC-DAD: Cromatografia liquida ad alte prestazione con rivelatore a serie di diodi.

Questo slideshow richiede JavaScript.

 

IL METABOLISMO DELLE PIANTE COME PROVA DI ADULTERAZIONE

Forse vi ricorderete quando, durante le lezioni di storia a scuola, gli insegnanti vi parlavano di come datare “l’età” di un dinosauro o della famosa ominide Lucy. Come vengono datati i reperti costituiti da materia organica? Attraverso la misurazione radiometrica del carbonio-14!

Proverò a spiegarvelo molto velocemente: attraverso la spettrometria di massa si può misurare direttamente la concentrazione di carbonio-14 nella materia organica. Più il carbonio-14 è presente nel nostro reperto, più questo è databile vicino a noi. Meno è presente, più il reperto è antico.

Un metodo abbastanza simile può essere usato per scoprire le adulterazioni nel miele. Per essere più precisa, ciò a cui mi riferisco non è il carbonio inteso come elemento chimico in generale.

Parlo infatti dei suoi isotopi.

 

GLI ISOTOPI DEL CARBONIO

Citando direttamente la relativa pagina Wikipedia:

Il carbonio (C) ha 15 isotopi conosciuti, dall’8C al 22C, due dei quali (12C e 13C) sono stabili. Solo tre isotopi (12C, 13C e 14C) possono essere trovati in natura, tutti gli altri sono prodotti artificialmente.

Come vi ho spiegato sopra, il carbonio-14 (14C) viene usato per datare i reperti archeologici organici.

Per il miele, prendiamo in considerazione il carbonio-13 e il carbonio-12  (13C e 12C).

 

I CICLI DELLA FOTOSINTESI CLOROFILLIANA

Come ben sappiamo, la fotosintesi clorofilliana è quel processo metabolico che, in presenza di luce solare, permette alle piante di “assorbire” l’anidride carbonica e l’acqua per trasformarle in sostanze organiche utili alla sua sussistenza. Queste sostanze sono principalmente carboidrati.

La fotosintesi clorofilliana non è la stessa per tutte le piante esistenti sulla terra. Esistono infatti 3 tipi di processi metabolici ciclici.

  1. Ciclo C3 o di Calvin-Benson: circa il 90% delle piante usa questo ciclo e fanno parte di questo gruppo moltissime nettarifere visitate dalle api.
    Anche la barbabietola da zucchero ed il riso sono piante C3.
  2. Ciclo C4 o via biosintetica di Hatch-Slack: tipico delle piante dei climi caldi ma con disponibilità di acqua. La canna da zucchero ed il mais sono piante C4.
  3. Fotosintesi CAM: tipico delle piante dei climi desertici. L’ananas, l’agave ed i cactus utilizzano questa via metabolica per ottimizzare l’attività fotosintetica.

 

L’ANALISI DEGLI ISOTOPI STABILI DEL CARBONIO

Andiamo dritti al punto: studiare il rapporto tra il carbonio-13 e il carbonio-12 del miele ci permette di rilevare le adulterazioni a base di sciroppi zuccherini. Questo rapporto si identifica con la seguente simbologia:

13C / 12C = δ13C (‰).

Questo rapporto tra 13C e 12C , vale a dire il risultato  δ13C, è diverso a seconda del ciclo di fotosintesi utilizzato della pianta. In altre parole il δ13C delle piante C3 è diverso da quelle C4.

Ovviamente il δ13C non è un numero fisso, ma si parla di un range:

  • Piante C3: da -22‰ a -32‰;
  • Piante C4: da -8‰ a -16‰.

Ciò significa che se, ad esempio, andassi ad analizzare il δ13C di una qualsiasi pianta C3, otterrei un risultato che sta all’interno di quel range.

Le api visitano una grandissima varietà di piante nettarifere appartenenti all’insieme delle piante C3. Solo occasionalmente visitano le C4 e le CAM. Da ciò che consegue che il miele ha un rapporto tra gli isotopi stabili del carbonio (δ13C) molto simile a quello delle piante C3.

Infatti il  δ13C del miele autentico è in un range tra -22.5‰ e -27.4‰.

 

SCIROPPI DA PIANTE C4 E C3

Cosa succederebbe se aggiungessi al mio miele uno sciroppo proveniente da una pianta C4, come il mais e la canna da zucchero? Accadrebbe che il δ13C del mio miele andrebbe a modificarsi, spostandosi verso il range tipico delle piante C4.

Cosa succederebbe se aggiungessi uno sciroppo realizzato con piante C3, come la barbabietola da zucchero e il riso? Il rapporto δ13C del miele non cambierebbe molto, perché vado ad aggiungere una sostanza che ha un rapporto δ13C molto simile a quello delle piante già visitate dalle api.

La risposta sembra quindi facile: le adulterazioni a base di sciroppi da piante C4 si rilevano molto più facilmente rispetto a quelli delle C3… Ma non basta.

Sebbene l’affermazione sopra sia corretta, potrebbe anche accadere che le mie api abbiano avuto modo di raccogliere sostanze zuccherine di piante C4 indipendentemente dalla mia volontà. Per qualche motivo, potrebbero aver visitato più piante di questa categoria, oppure potrebbero aver raccolto il liquido prodotto dalla canna da zucchero dopo che è stata tagliata (e che è molto ricco di zuccheri).

In questo caso il  δ13C del mio miele risulta sballato e potrei essere accusata di averlo adulterato.

 

CERCHIAMO DI ESSERE PIÙ’ PRECISI?

Un modo per cercare di avere un risultato più preciso è misurare il δ13C delle proteine del miele. Le api producono le proteine contenute nel miele attraverso la reazione tra gli enzimi ed il nettare. Per questo motivo il δ13C del miele e il δ13C delle proteine del miele hanno valori molto simili nel miele puro.

Per lo stesso motivo se aggiungo dello sciroppo di mais o di canna da zucchero al miele, il δ13C del miele cambierà ma non accadrà lo stesso per il δ13C delle proteine.

La misurazione di questa differenza ci dà un’ulteriore conferma dell’adulterazione a base di sciroppi di piante C4.

Il range del rapporto tra δ13C del miele e  δ13C delle proteine è da +1,1‰ e -0.9‰.

Se dovessi calcolare questo rapporto e il risultato dovesse trovarsi al di fuori del range, avrei una prova di adulterazione del miele a base di sciroppi da piante C4.

 

 

QUALI STRUMENTI DI ANALISI VENGONO UTILIZZATI?

Uno dei metodi di analisi utilizzati il calcolo del  δ13C del miele e la conseguente adulterazione con sciroppi di piante C4 è lo SCIRA (Stable Carbon Isotope Ratio Analysis).

Quando utilizzo anche il calcolo del rapporto tra δ13C del miele e δ13C delle proteine si parla di ISCIRA (Internal standard of Stable Carbon Isotope Ratio Analysis).

Questa tipologia di analisi vengono citate anche dal Codex Alimentarius, l’insieme di linee guida della FAO dedicate al miele.

In aggiunta ISCIRA è il metodo riconosciuto ufficialmente dalla AOAC INTERNATIONAL per la rilevazione degli sciroppi C4 nel miele. La AOAC INTERNATIONAL è un’associazione scientifica no profit la cui attività principale è sviluppare metodi analitici standard accettati dalla comunità globale.

L’analisi degli isotopi stabili del carbonio nel miele può essere effettuata anche con un altro tipo di analisi, quale la la spettrometria di massa dei rapporti isotopici combinata all’analisi elementare (EA-IRMS). Anche questo è riconosciuto dalla AOAC INTERNATIONAL.

EA-IRMS è capace rilevare adulterazioni con sciroppi C4 aggiunti in quantità maggiori o uguali al 7%.

Molte legislazioni in tutto il mondo continuano ad adottare questo metodo ma, come abbiamo detto, ha un limite importante e che lascia ampio margine a chi vuole fare il furbetto, perché non è altrettanto affidabile per gli sciroppi da piante C3.

 

UN METODO PIU’ AFFIDABILE

Negli ultimi anni è stato messo a punto un metodo di analisi che cerca di ovviare a questo problema.

Questo metodo ricorre alla spettrometria di massa dei rapporti isotopici combinata con l’analisi elementare e con la cromatografia liquida, la cui sigla è EA/LC-IRMS.

Anziché rilevare soltanto il δ13C del miele ed il δ13C delle proteine, questa tipologia di analisi va più a fondo e calcola anche il  δ13C di tutti gli zuccheri presenti nel miele, vale a dire:

  1. fruttosio;
  2. glucosio;
  3. disaccaridi;
  4. trisaccaridi.

In aggiunta a questo, calcola il rapporto tra i δ13C degli zuccheri, in modo da verificare se ci sono delle differenze significative.

Sono stati proposti dei limiti per le differenze tra i vari rapporti e sono i seguenti:

frodi miele zuccheri

Da notare anche come con questo esame si cerchino anche gli oligosaccaridi. Come avevamo detto nel paragrafo dedicato ai marcatori, questa tipologia particolare di zuccheri è presente nel miele in piccolissime tracce.

Registrare un contenuto maggiore della norma può essere indicatore di adulterazione, in quanto molti sciroppi zuccherini sono ricchi di oligosaccaridi e soprattutto sono diversi da quelli che si riscontrano nel miele.

Questo metodo è quindi molto più sensibile di SCIRA ed ISCIRA, in quanto è capace di rilevare le adulterazioni con sciroppi da piante C4 con quantità maggiori o uguali all’1%.

Per quanto riguarda gli sciroppi da piante C3, la quantità minima rilevabile è del 10%.

 

ALTRE TIPOLOGIE DI ANALISI

Come potete vedere nel grafico, ci sono anche altre tipologie di test ai quali sottoporre il miele per rilevare le adulterazioni.

frodi miele zuccheri

In questo caso non si va a cercare un marcatore preciso ma a studiare la composizione chimica del campione di miele analizzato. In alcuni casi queste tipologie di test ci permettono di verificare sia la quantità che la tipologia di sostanza adulterante presente.

Le sigle riportate nel grafico significano:

  1. FTIR-ATR: Spettroscopia infrarosso a trasformata di Fourier in riflettanza totale attenuata
  2. Spettroscopia NIR: spettroscopia funzionale nel vicino infrarosso

 

E’ TUTTO ORO CIÒ CHE LUCCICA?

Ovviamente no, nemmeno in questo caso. Come ho già detto più volte in questo articolo, coloro che si preoccupano di adulterare il miele sono spesso un passo avanti a coloro che dovrebbero rilevare la truffa.

Il mondo della ricerca scientifica e tecnologica stia facendo passi da gigante e nuove metodologie di analisi vengono messe a punto ogni anno, nel tentativo di recuperare parte del terreno perso nella corsa alla truffa.

Le stesse tecnologie di cui vi ho parlato non sono perfette. In alcuni casi la strumentazione richiesta è troppo costosa, in altri la preparazione dei campioni per le analisi è molto laboriosa.

Un’altra problematica molto importante è la mancanza di standardizzazione ed armonizzazione dei test, che hanno lo scopo di “di assicurare la confrontabilità dei risultati ottenuti da laboratori e metodi diversi e l’ottenimento di valori di riferimento comuni”.

Questo significa che, in mancanza di metodi standard ed armonizzati per la rilevazione dell’adulterazione, tutto il sistema ne perde di credibilità perché i dati vengono interpretati diversamente e talvolta sono contraddittori.

 

DOBBIAMO ANCORA FARE MOLTO

In aggiunta, metodi considerati obsoleti e sorpassati da nuova tecnologia rimangono tuttora ufficiali e citati in molte legislazioni.

Come abbiamo detto sopra, ISCIRA è l’analisi ufficiale menzionata all’interno del Codex Alimentarius. Non è più affidabile, in quanto sia gli sciroppi C3 che quelli di nuova generazione riescono tranquillamente a passare questo test.

Inoltre EA-IRMS, anch’esso riconosciuto a livello internazionale in quanto certificato dalla AOAC INTERNATIONAL, ha le stesse problematiche di ISCIRA.

Molti ricercatori e personalità attivi nel campo dell’apicoltura si stanno battendo per spingere le varie istituzioni ad adottare nuove metodologie e tecnologie (come la EA LC-IRMS) che permettono di rilevare le adulterazioni in maniera più efficace e proteggere il consumatore.

Un esempio ce lo propone il comitato APIMONDIA, vale a dire la federazione internazionale delle associazioni degli apicoltori.

Durante l’ultimo incontro avvenuto a Montreal a fine 2019 è stato emesso un comunicato ufficiale in cui si chiede a gran voce il passaggio a nuove tipologie di analisi e/o ad un mix di queste, tra cui la EA LC-IRMS ed anche la RMN (risonanza magnetica nucleare) di cui vi parlerò nel successivo articolo.

In un mondo dove i controlli non sono efficienti né efficaci al 100%, i furbetti continuano a prosperare.

 

Apprezzerei molto vostri commenti e domande su questo articolo! Usate il box dedicato ai commenti per farmi sapere cosa ne pensate. Iscrivetevi al blog o alle nostre pagine Facebook, Twitter, YouTube ed Instagram per avere sempre aggiornamenti in tempo reale!

A presto!

Silvia


Fonti:

  1. Report “sulla crisi alimentare, le frodi nella catena alimentare e il loro controllo (2013/2091(INI))”
  2. Food Fraud and “Economically Motivated Adulteration” of Food and Food Ingredients
  3. Advances in Testing for Adulteration in Honey
  4. Rapid Screening of Multiclass Syrup Adulterants in Honey by Ultrahigh-Performance Liquid Chromatography/Quadrupole Time of Flight Mass Spectrometry
  5. Apimondia statement on honey fraud – January 2020
  6. Technical Round Table on Honey Authentication JRC-Geel, Belgium 25 January 2018 –  Meeting Report
  7. Authenticity of honey – A Major Analytical Challenge (pagina 10)
  8. Scientific support to the implementation of a Coordinated Control Plan with a view to establishing the prevalence of fraudulent practices in the marketing of honey
  9. Gli isotopi del carbonio
  10. Fotosintesi clorofilliana
  11. Codex Alimentarius: Standard for Honey CXS12-1981
  12. Detection of adulteration in honey samples added various sugar syrups with 13C/12C isotope ratio analysis method
  13. Presence of C4 Sugars in Honey Samples Detected by The Carbon Isotope Ratio Measured by IRMS
  14. AOAC: C-4 Plant Sugars in Honey
  15. Improved detection of honey adulteration by measuring differences between 13C/12C stable carbon isotope ratios of protein and sugar compounds with a combination of elemental analyzer – isotope ratio mass spectrometry and liquid chromatography – isotope ratio mass spectrometry (δ13C-EA/LC-IRMS)
  16. ARMONIZZAZIONE E STANDARDIZZAZIONE PER PARAMETRI EMOCROMOCITOMETRICI: L’RDW