Analisi sensoriali ed elaborazione dei dati

Analisi sensoriale

L’analisi sensoriale è la disciplina scientifica che misura e interpreta tutte quelle sensazioni percepite attraverso gli organi di senso.

È fondamentale per valutare la qualità sensoriale degli alimenti che è una delle più forti determinanti dell’accettabilità e del consumo.

L’analisi sensoriale è la disciplina scientifica che misura e interpreta tutte quelle sensazioni percepite attraverso gli organi di senso.

È fondamentale per valutare la qualità sensoriale degli alimenti che è una delle più forti determinanti dell’accettabilità e del consumo.

È una disciplina scientifica giovane. In Italia è stata introdotta intorno agli anni ‘90 a livello accademico.

Le sedi universitarie italiane in cui si insegna (bene) questa disciplina sono poche.

Spesso la produzione di alimenti di buona qualità dipende dall’acume sensoriale di un singolo esperto a cui viene affidata la messa a punto di un prodotto e l’apporto delle modifiche nel processo tecnologico affinché il prodotto finale abbia delle caratteristiche desiderate dal consumatore. La tradizione storica era dei mastri birrai, o degustatori di vino…; gli attuali metodi di valutazione comprendono un gruppo di tecniche di misure stabilite e verbalizzate. Il dogma centrale è rappresentato dalla scelta del metodo di accordo con gli obiettivi dell’analisi, è necessaria quindi una chiara comunicazione tra l’analista e il cliente.

Nel momento della valutazione ripetibilità e accuratezza sono le chiavi fondamentali per la buona riuscita della seduta.

È necessario scegliere i soggetti più rappresentativi della popolazione dei consumatori per valutare il prodotto in condizioni realistiche. I metodi eseguiti nel laboratorio con un panel addestrato sono affidabili e meno affetti da errori.

Prima della metà del ventesimo secolo le metodologie per valutare la qualità sensoriale del cibo non erano standardizzate. Le origini dell’analisi sensoriale si collocano nel 1930 negli Stati Uniti come conseguenza dell’industrializzazione del sistema alimentare e dell’accresciuta competitività tra i produttori. R.M. Pangborn predisse l’importanza delle scienze sensoriali. L’analisi sensoriale era anche impiegata per valutare la qualità sensoriale dei pasti dell’esercito americano che supportò economicamente la ricerca in questo settore. A partire dalla Seconda Guerra Mondiale l’analisi sensoriale si evolve in una disciplina scientifica basata su approcci metodologici legati alla fisiologia, la psicologia e la psicofisica.

È molto importante che l’analista conosca le procedure statistiche per poter elaborare i dati, e la preparazione professionale di un buon analista deve abbracciare discipline come psicofisica, statistica, fisiologia, psicologia e marketing.

Nell’ambito della scienza sensoriale è la disciplina interessata alla conoscenza della qualità percepita e delle scelte del consumatore.

Nella società attuale possiamo notare come l’attenzione nei riguardi del cibo sia sempre più elevata, ed è innegabile che l’appetibilità rimane oggi il primo criterio di scelta del cibo.

Due figure: Sensory Project Manager e Sensory Project Manager junior.

Qualità

Qualità (ISO 8402–1994): l’insieme delle proprietà e delle caratteristiche intrinseche di un’entità che conferiscono ad essa la capacità di soddisfare esigenze espresse ed implicite (= Soddisfazione del cliente).

Qualità (UNI EN ISO 9001–2000): grado in cui un insieme di caratteristiche intrinseche soddisfa i requisiti (= Esigenze - Attese). Soddisfazione del cliente: percezione del cliente su quanto i requisiti siano stati soddisfatti.

Come si misura la qualità

Qualità come conformità a degli standard.

Standard prefissato = specifica.

• Il contenuto di perossidi di un olio
• La CBT di un ortaggio di IV gamma
• Assenza di difetti in un vino = prodotto
• Tempo
• Temperatura
• UR
• … = processo

Tra i diversi parametri che determinano la qualità di un prodotto alimentare, le caratteristiche sensoriali rappresentano gli attributi dell’alimento percepiti attraverso i sensi: il colore, l’aspetto, l’aroma, il sapore e la consistenza. Richiedono un’attenzione particolare poiché sono al tempo stesso le più forti determinanti dell’accettabilità e le più difficili da valutare in modo oggettivo.

Capitolo 1: percezione sensoriale

Uno stimolo è qualsiasi attivatore chimico o fisico in grado di causare una risposta di un recettore. I recettori sensoriali sono specializzati nel riconoscimento di una sola classe di stimoli, che possono essere di tipo: meccanico, ottico, meccanico, termico e chimico.

Misura sensoriale, tipo di stimolo e recettori

• Visiva: radiazioni luminose, coni e bastoncelli della retina
• Uditiva: vibrazioni meccaniche, cellule dell’organo di Corti
• Tattile: pressione meccanica, cellule della pelle e interno bocca
• Olfattiva: molecole chimiche in fase gassosa, cellule olfattive della parte alta della cavità nasale
• Gustativa: molecole chimiche in fase liquida, papille gustative

Ogni stimolo sensoriale produce nell’uomo delle sensazioni che poi si trasformano in percezioni. La sensazione è ciò che si percepisce a livello corticale, mentre la percezione è l’azione mediante la quale si prende coscienza di uno stimolo causato da sensazioni. Lo stimolo per produrre sensazioni deve superare un certo livello energetico, che definisce la solubilità del recettore. Tale soglia è detta soglia di percezione, rappresenta la quantità minima di energia che è necessaria per suscitare una sensazione, dipende da fattori quali: grado di concentrazione, stato fisiologico.

Oltre a questa soglia si può arrivare a soglia di riconoscimento; cioè quantità soglia minima di energia in grado di provocare una sensazione ben definita e la discriminazione o differenziale, cioè incremento o decremento dell’intensità dello stimolo, necessario per produrre un aumento o decremento appena percettibile nell’intensità della sensazione.

Gli stimoli sensoriali possono essere chimici (NaCl – Etilbutirrato) o fisici (radiazioni luminose - pressione/vibrazioni meccaniche - energia termica).

Anatomia, fisiologia, funzione degli organi di senso

Tutti e 5 i sensi sono coinvolti nella percezione sensoriale. Vista, gusto e olfatto hanno ruoli di primaria importanza.

Vista

Vista: l’organo coinvolto è l’occhio. Si può definire la vista come il risultato di una serie di fenomeni che si producono in rapida successione. La luce viene riflessa sulla cornea, viaggia attraverso l’umor acqueo fino al cristallino e da lì attraverso l’umor vitreo fino alla retina, dove si forma un’immagine reale, rimpicciolita e capovolta. Vengono stimolati i recettori visivi, che contengono pigmenti sensibili alla luce in grado di cambiare forma quando stimolati dall’energia luminosa, portando alla generazione di impulsi nervosi elettrici. Questi segnali attraverso un processo di trasduzione generano i potenziali d’azione che viaggiano poi lungo il nervo ottico fino al cervello, che rielabora le informazioni ricevute.

Le caratteristiche dell’aspetto degli alimenti che noi percepiamo sono: forma, dimensioni e colore. Il colore spesso è associato alla qualità. La zona dell’occhio adibita al riconoscimento del colore è la retina e in particolare coni e bastoncelli. I bastoncelli funzionano a intensità di luce estremamente basse e producono informazioni acromatiche (bianco o nero). Ai coni invece è affidata la visione notturna, vi sono 3 differenti tipi di coni: il primo massimo assorbimento luminoso in corrispondenza della regione rossa mentre gli altri due in corrispondenza della regione verde. Il riconoscimento dei colori coinvolge due fasi: fisica e psicofisica.

Gusto

Gusto: l’organo principale coinvolto nella percezione del gusto è la lingua. I recettori del gusto si trovano dentro le membrane cellulari di cellule epiteliali modificate le quali in gruppi di 30-50 costituiscono strutture chiamate gemme gustative. Le cellule gustative creano una connessione sinaptica con i principali nervi del gusto, permette che quando le molecole creano un legame con i filamenti posizionati vicino all’apertura gustativa vengono rilasciati i gruppi di neurotrasmettitori i quali stimolando i nervi del gusto mandano il segnale della sensazione gustativa ai centri del cervello.

La superficie più esterna della lingua è ricoperta da piccole papille filiformi a forma di cono, che svolgono una funzione tattile. Lungo i bordi della lingua vi sono papille fungiformi che contengono i bottoni gustativi. Lungo i bordi della lingua vi sono pieghe parallele papille foliate. Le papille circumvallate invece si trovano nelle parti posteriori della lingua. Vi sono 4 differenti coppie di nervi che innervano la lingua per questo il gusto è più resistente a malattie o invecchiamento. Studi recenti definiscono anche il grasso come gusto fondamentale o meglio gli acidi grassi.

2 proprietà: adattamento (diminuzione della risposta sensoriale in condizioni di stimolazione costante) e miscelazione (miscele di gusti diversi che mostrano interazioni inibite).

Ogni gusto fondamentale viene rilevato attraverso un meccanismo molecolare. Dolce, umami e amaro: “meccanismi mediati da recettori gustativi associati a proteine G”. Salato, acido: “agiscono sui canali ionici di membrana”. Le reazioni gustative di dolce amaro e acido sono presenti fin dalla nascita mentre il salato sembra si sviluppi dopo qualche mese.

La diversa sensibilità per i gusti è dovuta da predisposizioni genetiche ovvero a variazioni nei geni che codificano per i recettori del gusto.

Olfatto

Olfatto: insieme alla vista è responsabile nella nostra prima reazione nei confronti degli alimenti. Sono localizzati in due porzioni dell’epitelio molto in alto della cavità nasale. Il muco è il mezzo attraverso il quale le sostanze responsabili dell’aroma vengono assorbite prima di reagire con i recettori, permettendone così la percezione. La percezione olfattiva si distingue in due tipologie.

Percezione ortonasale: diretta attraverso il naso. Retronasale: indica le sensazioni odorose percepite in bocca. Ci sono circa 350 tipi di recettori attivi nella bocca accoppiati alle proteine-G che permettono il riconoscimento delle molecole olfattive tramite meccanismo chiave-struttura.

Percezione ortonasale → aroma.

Percezione retronasale → flavour.

È caratterizzato dalla bassa specificità del substrato. L’individuo umano percepisce 5 stimoli degustativi. Immagine: raffigurate 2 molecole odorose A e B, abbiamo 3 strutture, se c’è segno + può attivare quello specifico recettore, se c’è – significa che non lo può attivare. Una molecola può essere riconosciuta da più recettori e un recettore può riconoscere molecole diverse. Elevate concentrazioni di una molecola possono interferire con il legame di un’altra molecola o cambiare l’affinità del recettore.

Sistema limbico: fa parte dell’encefalo, è collegato con il bulbo olfattivo, è la sede per rielaborazione olfattiva ma anche dei ricordi ed emozioni. Sindrome proustiana: gli odori associati ai ricordi.

Una sostanza per essere percepita come odore dovrà essere volatile. Le ciglia permettono il riconoscimento delle sostanze odorose. I siti recettori quando riconoscono la molecola trasmettono un segnale al bulbo olfattivo il quale a sua volta trasmette un segnale al cervello.

Come verrà percepita la sostanza come odore dipenderà anche dal coefficiente di solubilità; più è solubile minore è il numero di molecole che raggiungono il recettore e quindi sarà necessaria maggiore concentrazione per percepirla.

Il senso dell’olfatto è caratterizzato da una bassa specificità del substrato quindi non esiste uno specifico recettore per una specifica molecola odorosa. Olfatto gioca un doppio ruolo: percepisce sia con un sistema esterno gli aromi, invece con un sistema interno riconosce i flavour volatili ovvero combinazioni di gusto + aroma.

I recettori olfattivi sono vere e proprie cellule nervose che hanno un periodo di vita limitato.

Condizioni di perdita completa dell’olfatto viene chiamata anosmia, ci sono invece individui con un normale senso dell’olfatto ma che non sono in grado di riconoscere famiglie di composti odorosi chiamata asomia specifica.

Per facilitare il compito dell’analista sono state a punto varie liste di odori, le cosiddette ruote sensoriali.

Caratteristica olfatto: adattamento a non rispondere agli stimoli presenti nell’aria, perché anche per l’olfatto si mostra un’interazione di miscela ovvero alcuni odori tendono a mascherare o sopprimere altri odori.

Tatto

Tatto: sia attraverso mani che bocca fornisce informazioni sulla forma, peso e consistenza di un alimento e le sensazioni percepite toccandolo completano le informazioni iniziate dagli occhi. I recettori posti sulle guance, labbra, lingua e palato sono sensibili e sono in grado di discriminare granulometria fino a 20-25 u, mentre quelli muscolari e posti sui denti percepiscono la consistenza di un alimento. In ambiente freddo la sensibilità diminuisce.

Sensazione cinestetica: corrisponde al movimento dei muscoli derivante dallo stress esercitato dai muscoli delle mani, mandibola e lingua e dalle sensazioni dello sforzo risultante quando l’alimento viene maneggiato o masticato. Gran parte della comprensione relativa alla consistenza in bocca deriva dai risultati associati alla percezione della consistenza tramite le mani. È dimostrato che esistono 2 classi principali di fibre nervose meccanorecettive cutanee, ciascuna delle quali è suddivisa in base al tipo di cellula che recettore che incapsula la fine del nervo sensoriale. Ogni cellula recettore incapsulante risponde a uno specifico stress superficiale ed è responsabile delle caratteristiche di adattamento della fibra nervosa attaccata.

Una varietà di sensazioni indotte chimicamente può essere percepita nella cavità orale e nasale tramite il tatto, sensazioni chemiastetiche, percepite attraverso la stimolazione delle terminazioni nervose del trigemino della bocca, naso o occhi e includono le sensazioni di irritazione legate al calore del peperoncino e di altre spezie o di freschezza legate al mentolo. Sensazione di astringenza indotta chimicamente è il cosiddetto sentore di metallo combina 3 sensazioni: “secchezza bocca, irritazione tessuti orali e sensazione di increspatura”. Molte sensazioni sono mediate da una famiglia speciale di proteine conosciute come recettori-canale che determinano variazioni transitorie di potenziale. I tannini sono stimoli chimici, le sensazioni astringenti che producono sono in gran parte tattili.

Udito

Udito: associato al consumo degli alimenti. Le vibrazioni derivate dalla deglutizione di un prodotto raggiungono l’orecchio interno attraverso il tubo di Eustachio e completano la percezione della consistenza e vengono associate all’appetibilità, ad esempio: croccantezza. 3 diverse sezioni: esterno (dirige le onde sonore), medio (comunica con le fosse nasali), interno (contenuto in un sistema di cavità che costituiscono il labirinto osseo). Nell’orecchio interno (coclea) alloggiano i recettori capaci di accogliere gli stimoli sonori e trasmetterli fino al centro nervoso.

Errori psicologici e fisiologici

Errore della tendenza al valore centrale: si verifica quando i giudici tendono a dare punteggi compresi nell’intervallo di scala evitando gli estremi. Il giudizio appare appiattito e i prodotti risultano molto simili perché riduce l’ampiezza della scala, può essere evitato con un ordine di presentazione ben bilanciato e con un periodo di addestramento.

Errore di presentazione: fa riferimento a effetti indesiderati dovuti all’ordine di presentazione dei prodotti, è difficile perciò stabilire se le differenze dei campioni siano imputabili ai campioni stessi o all’ordine di presentazione, creerà difficoltà nell’interpretazione dei risultati.

Errore di aspettativa: deriva dalla conoscenza che ha il soggetto della natura del prodotto o delle finalità delle valutazioni e si manifesta con la generazione di attese che portano il soggetto a ritrovare nel prodotto alcune caratteristiche sensoriali.

Errore di stimolo: si verifica quando intervengono altri stimoli quali colore o forma. È quindi necessario usare campioni anonimi e randomizzare e bilanciare l’ordine di presentazione da giudice a giudice.

Errore di assuefazione o anticipazione: si verifica se i giudici sono portati a rispondere sempre nello stesso modo per una serie di prodotti.

Errore di logica o indulgenza: si verificano con maggiore frequenza se i giudici non sono stati istruiti. Logica quando i giudici per valutare seguono un processo logico che loro stessi hanno determinato. Indulgenza quando tendono a ridurre la loro capacità di critica ed effettuano valutazioni basandosi sul rapporto con il coordinatore.

Errore dell’effetto alone: la valutazione dell’intensità di alcuni descrittori aumenta quando il prodotto in esame è contraddistinto da una caratteristica considerata positiva. L’introduzione di un fattore favorevole ai fini del giudizio di gradimento può causare il miglioramento di tutti gli altri attributi del campione. Si manifesta quando vengono presentate troppe domande che porta ad affaticamento fisiologico, assaggiare più volte il prodotto.

Errore di vicinanza: gli attributi con significato analogo tendono ad essere valutati nello stesso modo, quindi d