Analisi sensoriale ed elaborazione dati

Analisi sensoriale ed elaborazione dei dati

Prof.ssa Antonella Pagliarini

Corso di Laurea in Scienze e Tecnologie Alimentari (G29)

Facoltà di Agraria - Università degli Studi di Milano

La percezione sensoriale

Natura degli stimoli

Uno è un qualsiasi attivatore chimico (o fisico) in grado di causare una risposta in un recettore. I recettori sensoriali sono specializzati nel riconoscimento di una sola classe di stimoli, che possono essere di tipo meccanico, termico, ottico, acustico, chimico o elettrico. Gli stimoli, nell’uomo, producono delle sensazioni che poi si trasformano in percezioni. La sensazione è quindi ciò che si percepisce quando viene stimolato un recettore, mentre la percezione è l’azione mediante la quale si prende coscienza di uno stimolo causato da sensazioni.

Lo stimolo deve superare un certo livello energetico per produrre una sensazione che definisce la sensibilità del recettore. Questa soglia è detta soglia assoluta di percezione (SP) e rappresenta la quantità minima di energia necessaria per suscitare una sensazione. È possibile anche misurare la soglia di riconoscimento (SR), ossia la quantità minima di energia in grado di provocare una sensazione ben definita e riconosciuta; e anche la soglia di discriminazione o differenziale (SD), ossia l’incremento o il decremento minimo dell’intensità dello stimolo necessario per produrre un aumento o una diminuzione appena percettibile nell’intensità della sensazione.

Vista

Recettori: coni e bastoncelli della retina. Stimoli: radiazioni luminose. Coni: visione diurna (percezione di forme e colori, ogni classe di coni è sensibile a una particolare gamma). Bastoncelli: visione notturna (percezione della luminosità).

Olfatto

Recettori: cellule olfattive. Stimoli: molecole chimiche gassose. Le molecole odorose vengono associate ad una particolare sensazione per via della loro forma – meccanismo chiave-serratura tra le molecole odorose e i recettori, che sono collocati non nelle narici, ma in una zona remota e protetta nel cranio (differenza dai recettori degli altri sensi), e questo per via della loro particolare sensibilità. Lo strato di muco sull’epitelio olfattivo e cellule di supporto secernenti muco (le molecole odorose si sciolgono nel muco, che è un solvente delle molecole). Le cellule basali rigenerano i recettori olfattivi, e con l’invecchiamento si ha una riduzione del turn-over, quindi olfatto indebolito anche per minor produzione di muco.

Ciglia: sito dei recettori. Bassa specificità del substrato, ogni recettore riconosce più molecole; ogni molecola attiva più di un recettore. Se una molecola è presente in concentrazione maggiore rispetto ad un’altra, il recettore ne risente. In presenza di una miscela odorosa una molecola può bloccare un sito di legame senza attivarlo (all’aumentare della complessità della miscela la capacità di riconoscere gli odori diminuisce proprio per l’effetto di mascheramento.

Olfatto esterno: riconoscere l’aroma (percezione ortonasale). Olfatto interno: riconoscere il flavour (percezione retronasale). Percorso delle molecole dalla bocca ai recettori attraverso l’epiglottide.

Alcuni traumi possono provocare il distaccamento dei recettori e provoca la perdita completa dell’olfatto: I soggetti invece che non riescono a riconoscere tutte le famiglie di composti odorosi si dice che hanno anosmia. Si può verificare anche una anosmia specifica. L'adattamento consiste nella diminuzione della capacità ricettiva in conseguenza all’esposizione frequente ad un aroma.

Gusto

Recettori: papille gustative. Stimoli: molecole liquide. L’umami è il gusto tipico del glutammato, ma viene associato anche ad alcuni nucleotidi, associazione glu+nucleotidi: esaltatore di sapidità. Un gusto base deve: essere distinguibile dagli altri gusti base; essere universale negli alimenti comuni e essere identificato su base neurofisiologica.

Recettori: cellule epiteliali modificate che costituiscono i bottoni gustativi presenti sulle papille. Le papille filiformi non hanno funzione gustativa, e non contengono bottoni, hanno funzione tattile. Ogni recettore riconosce un tipo particolare di gusto, ogni bottone ha recettori di gusti diversi. La sensibilità nei confronti dei gusti amaro e dolce sono determinati geneticamente.

Meccanismo di percezione dei gusti:

• Dolce, amaro e umami, mediante recettori proteici GPCR, meccanismo chiave-serratura.
• Acido, salato, percezione attraverso canale ionico (il passaggio degli ioni attraverso canali provoca depolarizzazione).

Tatto

Recettori: cellule della pelle. Stimoli: energia meccanica o energia termica. Terminazioni libere nervose: termorecettori; recettori del dolore. Recettori e corpuscoli si trovano a profondità diverse nella pelle e quindi rispondono a stimoli diversi. La sensibilità tattile dipende dalla temperatura.

Udito

Stimoli: vibrazioni meccaniche; recettori: cellule dell’organo del corti. La misura sensoriale è soggettiva ma bisogna renderla più oggettiva: il risultato deve essere affidabile (accurato, preciso, ripetibile).

Le regole fondamentali per rendere l’analisi la più oggettiva possibile

• Allestimento di locali di valutazione idonei.
• Bisogna seguire il giusto metodo, avere a disposizione il giusto numero di giudici, e quali giudici.
• Bisogna usare metodi standardizzati (metodi ufficiali) per ridurre le differenze e gli errori.
• Impiego di analisi statistica con la messa a punto del disegno sperimentale e per l’elaborazione dei risultati.

Il laboratorio di analisi sensoriale

Le norme internazionali, in particolare la UNI-ISO 8589/90 propone la costruzione di 3 aree fondamentali per lo svolgimento dei metodi sensoriali:

• Una zona per la preparazione dei campioni (cucina con elettrodomestici, attrezzata), deve essere isolata, ma nelle vicinanze della zona destinata all’assaggio; fornita di impianto di aspirazione, ed è consigliabile utilizzare materiale usa e getta.
• Un’area per le valutazioni individuali (cabine di assaggio). La norma prevede la costruzione di cabine isolate l’una dall’altra. Isolate acusticamente, ma in comunicazione con la zona adiacente di preparazione. Opportuna la presenza di luci policromatiche che monocromatiche per mascherare se necessario eventuali differenze tra i campioni. Inoltre, è necessario che siano in sovrappressione per evitare che gli odori della zona di preparazione entrino nelle cabine.
• Una zona per le valutazioni collettive riservata a discussioni aperte tra i giudici e il responsabile del laboratorio. Per la fase iniziale di istruzione dei soggetti o quando sono necessarie sedute collettive. Se possibile, è consigliato avere altre due zone: un ufficio e un guardaroba dotato di servizi igienici per i giudici.

I giudici

Il panel di giudici che effettua le valutazioni sensoriali, può essere composto da:

• Giudici senza esperienza (consumatori) devono essere almeno 100. Obbligatori per i metodi oggettivi; misurano la preferenza.
• Giudici allenati (alle valutazioni sensoriali) conoscono i metodi hanno già effettuato valutazioni. Per i metodi discriminanti e ne servono dai 20 ai 50.
• Giudici addestrati (sia ai metodi sia su un prodotto specifico) sono giudici che non solo hanno una buona conoscenza sul metodo ma anche sul prodotto. Servono per i metodi descrittivi (profili sensoriali) e ne servono tra gli 8 e i 12.

N.B: allenamento diverso dall’addestramento.

Caratteristiche per valutare i candidati per le valutazioni sensoriali

• Capacità di concentrazione
• Capacità di esposizione (saper spiegare cosa sento)
• Capacità di apprendimento
• Capacità di decisione
• Accettabilità o disgusto verso le tipologie di prodotto
• Disponibilità di tempo (perché magari bisogna fare delle repliche)
• Età e sesso (metà femmine e metà maschi) l’età dipende dal target del prodotto. Bisogna escludere in generale quelli < di 20 e > di 65 anni poiché vi è una riduzione del turn-over dei recettori e di produzione di muco.
• Sia fumatori che non (ma non devono fumare troppo sia per la percezione dei sapori sia per l’odore che emanano)
• Igiene personale
• Motivazione personale
• Puntualità
• Salute (intolleranze, assunzione di particolari farmaci)

Tutte queste informazioni si possono ottenere tramite la compilazione di questionari interviste personali.

Il responsabile del laboratorio sensoriale deve tener conto che:

• L’esperienza sensoriale varia da persona a persona
• La maggior parte dei soggetti non è consapevole
• Piano piano si impara e si migliora
• Non tutti sono qualificati per tutti metodi
• I soggetti devono essere gratificati per la partecipazione alla seduta non per la risposta corretta (devono essere pagati)
• La risposta del soggetto può essere influenzata anche da fattori che non dipendono dal metadone dal prodotto
• Deve esserci la confidenzialità dei dati (privacy)
• I dipendenti aziendali non è bene che siano pagati per partecipare a una seduta per non creare attriti fra i dipendenti
• La sicurezza dei candidati deve essere il primo parametro preso in considerazione

Requisiti del responsabile di laboratorio (panel leader)

• Formazione a livello universitario
• Esperienza nel controllo qualità degli alimenti (cp) (sinonimo di lab. e controlla che i prodotti siano conformi alle specifiche tecniche di prodotto e di processo
• Sufficiente conoscenza dei settori di approvvigionamento, produzione e distribuzione
• Caratteristiche personali come capacità organizzative, conoscenza della statistica
• Nell’organigramma aziendale deve dipendere da un responsabile di garanzia della qualità.

Quali giudici reclutare? Giudici interni (vantaggio che non devo pagarli, ma può essere influenzato); giudici esterni.

I fattori che condizionano la valutazione

La capacità di valutazione dipende dalle esperienze vissute e dai modelli elaborati a livello mentale che gli psicologi chiamano cornice di riferimento. Un contesto può fortemente influenzare la capacità di valutazione dei giudici. Nell’analisi sensoriale le risposte date dai giudici possono essere influenzate da diversi errori di natura psicologica e fisiologica. Bisogna quindi cercare di minimizzare l’impatto di questi errori. In generale questi errori sono più comuni quando i giudici sono inesperti per quanto riguarda il tipo di metodo adottato e/o il prodotto da valutare.

Errori psicologici

Errore della tendenza al valore centrale

Si verifica quando i giudici tendono a dare punteggi compresi nell’intervallo centrale della scala, evitando gli estremi. Si avrà quindi un giudizio appiattito dove i prodotti risultano tutti molto simili. È un errore che può essere evitato con un ordine di presentazione ben randomizzato e con un periodo di addestramento che permetta ai giudici di familiarizzare con la scala utilizzata e il prodotto da valutare.

Errore di presentazione

Fa riferimento a effetti indesiderati dovuti all’ordine di presentazione dei prodotti. Il primo prodotto da valutare tende a ottenere sempre un punteggio più elevato rispetto a quanto ci si possa aspettare. Diventa quindi difficile stabilire se le differenze tra i campioni siano effettivamente imputabili ai campioni stessi o piuttosto non derivino da un errore nella sequenza di presentazione. Crea di conseguenza difficoltà nell’interpretazione dei risultati se non si è provveduto a bilanciare in modo corretto l’ordine di presentazione. Può essere evitato con un ordine di presentazione randomizzato da giudice a giudice e da seduta a seduta e bilanciato in modo che ogni possibile combinazione sia presentata uno stesso numero di volte.

Errore di aspettativa

Deriva dalla conoscenza che il soggetto può avere del prodotto e si manifesta con la tendenza a ritrovare nel prodotto alcuni attributi e caratteristiche basandosi su questa conoscenza pregressa. Per questo motivo è meglio evitare di inserire soggetti troppo coinvolti o a conoscenza delle caratteristiche del prodotto a priori.

Errore di stimolo

Si verifica quando intervengono altri stimoli, quali il colore o la forma del contenitore, in grado di influenzare gli assaggiatori che di conseguenza potrebbero riscontrare differenze che in realtà non ci sono. Per evitarlo bisogna utilizzare campioni anonimi e randomizzare e bilanciare l’ordine di presentazione da giudice a giudice e da seduta a seduta.

Errore di assuefazione e di anticipazione

Può verificarsi se i giudici sono portati a rispondere sempre nello stesso modo per una serie di prodotti o domande. Nei metodi di soglia dove le concentrazioni aumentano progressivamente, il giudice può non percepire il gusto o l’aroma in questione sebbene la concentrazione presente si superiore a quella normalmente percepita (assuefazione). L’errore di anticipazione invece è rappresentato dal caso in cui i giudici percepiscano lo stimolo prima che venga raggiunta l’effettiva soglia di percezione, (potrebbe essere dovuto a una serie precedente di risposte negative).

Errori di logica e di indulgenza

Si verificano con maggiore frequenza se i giudici sono inesperti e non sono stati istruiti adeguatamente. L’errore di logica si manifesta quando nel valutare i campioni i giudici seguono un processo logico che loro stessi hanno determinato perché non è stato loro fornito il corretto percorso logico da seguire. L’errore di indulgenza si verifica quando i giudici effettuano la valutazione basandosi sui loro sentimenti nei confronti del coordinatore, rischiando di ignorare le differenze tra i prodotti. Possono essere minimizzati dando specifiche istruzioni relative al metodo e utilizzando giudici ben addestrati.

Errore dell’effetto alone

È un errore che si può avere in un metodo in cui i consumatori forniscono risposte sull’accettabilità di un prodotto e in seguito anche su una serie di attributi relativi al prodotto. In questo caso la risposta valida è solo la prima, le altre risposte vengono date di conseguenza per giustificare la prima valutazione effettuata. L’effetto alone si osserva maggiormente in quei metodi che coinvolgono consumatori e, in particolare, quando si prevede la risposta a molte domande. Infatti, quando vengono presentate troppe domande diventa necessario riassaggiare il prodotto e questo porta ad un certo affaticamento fisiologico e a errori di tendenza al valore centrale. Per minimizzarlo è quindi necessario ridurre il numero di domande da porre e tenerne comunque conto nella valutazione dei risultati.

Errore di vicinanza

Si tende a valutare nello stesso modo gli attributi con significato analogo. Questi errori possono essere minimizzati separando gli attributi simili, valutandoli in sedute diverse oppure randomizzando gli attributi sulla scheda di valutazione. È un errore non molto frequente.

Errori di contrasto e di convergenza

Sono errori legati alle caratteristiche del prodotto da valutare e spesso si presentano insieme. L’errore di contrasto si verifica quando due prodotti ricevono un punteggio molto diverso e quindi l’entità della differenza è maggiore di quella attesa; può succedere quando un prodotto...