Domande e risposte esame di Analisi Sensoriali

Introduzione al corso

Caratteristiche sensoriali

Per caratteristiche sensoriali si intendono gli attributi dell’alimento percepiti attraverso i sensi (colore, aspetto, aroma, sapore e consistenza). Richiedono un’attenzione particolare poiché sono al tempo stesso le più forti determinanti dell’accettabilità e le più difficili caratteristiche da valutare in modo oggettivo.

Valutazione sensoriale

Per valutazione sensoriale si intende un metodo di analisi basato sulla psicologia e sulla fisiologia della percezione.

Stimolo e recettore

Per stimolo si intende un attivatore chimico o fisico in grado di causare una risposta in un recettore. Per recettore si intende un rilevatore (terminazione nervosa o cellula secondaria che trasmette l’impulso al cervello) che ci informa sui cambiamenti fisici o chimici che si verificano nell’ambiente che ci circonda.

Sensazione e percezione

La sensazione è la risposta neurologica a uno stimolo ambientale e avviene prima della percezione. La percezione è invece l’azione mediante la quale si prende coscienza di uno stimolo causato da una sensazione. Prima di tutto avvertiamo qualcosa attraverso i sensi (sensazione), dopodiché questo stimolo viene elaborato dal cervello (e quindi percepito).

Soglie di percezione

Esistono diverse soglie di percezione:

• Soglia assoluta di sensazione/percezione = quantità minima di energia necessaria per suscitare una sensazione (“non è solo acqua, ma non so cos’è”). La determinazione di tale soglia dipende da fattori quali la purezza dello stimolo, lo stato fisiologico, il grado di concentrazione e lo stato motivazionale del soggetto;
• Soglia di riconoscimento = quantità minima di energia in grado di provocare una sensazione ben definita e riconosciuta (“non è acqua, è acqua e zucchero!”);
• Soglia di discriminazione o differenziale = incremento o decremento minimo dell’intensità dello stimolo, necessario per produrre un aumento o una diminuzione appena percettibile nell’intensità della sensazione.

I cinque sensi

Flavour

Per flavour si intende la stimolazione chimica dell’epitelio olfattivo quando introduciamo un alimento o una bevanda nella cavità orale. Corrisponde di fatto all’insieme di gusto e olfatto e si tratta di una percezione retronasale.

Bassa specificità di substrato

Per bassa specificità di substrato si intende che un recettore può riconoscere diversi stimoli, quindi non si tratta di un riconoscimento 1 a 1. La bassa specificità di substrato si ha per esempio con il senso dell’olfatto, in cui una singola proteina G può riconoscere diverse molecole odorose; al contrario, nel caso del gusto esiste uno specifico recettore per una specifica molecola.

Adattamento e mascheramento

L’adattamento si ha in seguito a una stimolazione eccessiva che “adatta” un senso all’ambiente esterno; il mascheramento si ha invece quando una molecola blocca il sito di legame di un particolare recettore senza attivarlo ma impedendo di percepire lo stimolo che genererebbero altre molecole.

Criteri di identificazione di un gusto base

In occasione del primo simposio internazionale sul gusto umami, nel 1985, sono stati definiti i criteri di identificazione di un nuovo gusto base. Essi sono tre:

• Deve essere un gusto chiaramente distinguibile dagli altri;
• Le sue proprietà devono essere universali negli alimenti comuni;
• L’unicità del gusto dovrebbe essere verificabile su base neurofisiologica.

Astringente

L’astringente è un complesso di sensazioni tattili indotte chimicamente. L’astringenza è legata alla capacità dei tannini di legare proteine con funzione emolliente nella saliva.

Categorie di individui con diversa percezione del gusto amaro

In seguito a diversi studi scientifici con PROP (una molecola responsabile del gusto amaro), sono stati identificati i seguenti gruppi a livello di popolazione caucasica in funzione della loro sensibilità a questo composto:

• Il 25% della popolazione è non taster (cioè possiede geni recessivi non espressi e quindi non in grado di percepire l’amaro);
• Il 50% della popolazione è medium taster (sensibile e capace di percepire il PROP e il PTC, un altro composto responsabile del gusto amaro);
• Il 25% della popolazione è super taster (possiede cioè geni dominanti che rendono tali soggetti molto sensibili e in grado di percepire l’amaro molto intenso). Questa differenza è quindi dovuta a un polimorfismo genetico dovuto al gene TAS2R38.

Meccanismi di percezione del gusto

I meccanismi di percezione dei gusti sono diversi a seconda del gusto. Per i gusti dolce, amaro e umami è coinvolto un meccanismo di trasduzione mediato da recettori gustativi associati a proteine-G (meccanismo chiave-serratura).

Per quanto riguarda l’umami e il dolce, questi composti chimici stimolano la proteina G associata ai loro recettori, che stimola a sua volta l’adenilato ciclasi a produrre cAMP che funge da secondo messaggero all’interno della cellula; questo causa la chiusura dei canali del potassio il blocco degli ioni sodio all’interno della membrana con conseguente depolarizzazione della membrana, apertura dei canali del calcio e rilascio dei neurotrasmettitori.

Un po’ diverso è il meccanismo che riguarda i composti amari, i quali vengono rilevati grazie ai recettori della famiglia TAS2R della membrana delle cellule gustative, anch'essi associati a proteine-G. Il segnale percepito dai recettori produce una depolarizzazione della membrana anche qui attraverso un segnale a cascata. La proteina-G attiva la fosfolipasi-C (PLC) che converte il fosfatidil inositolo 4,5-bifosfato in inositolo trifosfato. Questo meccanismo determina la fuoriuscita di calcio dal reticolo endoplasmatico rugoso del citoplasma causando la depolarizzazione della membrana e la trasmissione sinaptica.

Per l'acido e il salato il meccanismo è differente, pare che le molecole sapide e acide agiscano direttamente sui canali ionici di membrana. Nel caso del salato i canali ionici sono molecole proteiche localizzate nei microvilli della membrana apicale che interagiscono con gli ioni sodio. Quando la concentrazione di ioni Na+ nella saliva raggiunge un livello tale da favorirne l'ingresso nella cellula attraverso un canale ionico sensibile a questo catione (ENaC) si innesca un cambiamento di potenziale nella membrana cellulare associato all'afflusso di calcio. Questo determina la depolarizzazione e il conseguente rilascio dei neurotrasmettitori. Il meccanismo di trasduzione del gusto acido si basa anch'esso sul riconoscimento degli ioni H+ da parte dei canali ionici. Gli ioni idrogeno a una certa concentrazione si diffondono quindi attraverso i canali, questo flusso riduce la permeabilità di membrana allo ione potassio, cosa che provoca la depolarizzazione della membrana con il conseguente afflusso di ioni calcio e il rilascio di neurotrasmettitori.

Fattori coinvolti nella percezione gustativa

I fattori coinvolti nella percezione gustativa sono diversi e sono:

• Fattori fisici, quali il pH e la temperatura, che variano la percezione di alcuni stimoli incrementandone o diminuendone l’intensità;
• Fattori biologici, quali l’invecchiamento e l’adattamento;
• Fattori chimici, quali la presenza nella miscela di composti sapidi;
• Fattori psicologici, quali il colore, la cultura del soggetto e le sue abitudini alimentari.

Sensibilità della misura tattile

Sono la sensibilità termica (caldo e freddo), cinestetica (legata al movimento delle fauci), tattile (rugosità e astringenza) e chimica o chemiestetica (cioè l’insieme di sensazioni indotte chimicamente che non implicano l’attivazione dei recettori gustativi e olfattivi; la chemiestetica è l’attivazione chimica dei recettori per stimoli fisici).

Sensazioni chemiestetiche

Le sensazioni chemiestetiche sono sensazioni indotte chimicamente che non implicano un coinvolgimento dei recettori per il gusto e per l’olfatto. I recettori chemiestetici sono detti TRP, appartengono alla famiglia dei canali ionici. Vengono attivati sia sa sostanze chimiche presenti negli alimenti sia da stimoli fisici, come temperatura e pressione; la chemestesi può essere definita infatti come l’attivazione chimica di recettori per stimoli fisici. I recettori hanno anche funzioni biologiche, per esempio regolano appetito e la percezione del dolore (nocicezione). Dipendono anch’essi dalla temperatura.

Strumenti analitici e percezione sensoriale umana

I cinque sensi possono essere sostituiti da strumenti analitici? Nonostante la ricerca stia cercando di ideare strumenti analitici sempre migliori, la tecnologia non può simulare (ancora) la percezione sensoriale umana. Risulta molto utile però, quando possibile, accoppiare le due misure poiché l’analisi sensoriale è molto complessa: ci sono tante metodiche e tanti fattori da considerare, e di conseguenza una probabilità di errore molto elevata.

Meccanismo sensoriale dell’udito

Il padiglione auricolare converge e dirige le onde sonore attraverso il canale uditivo esterno verso la membrana del timpano. A partire da questo momento si ha una vibrazione a catena di quattro piccole ossa (timpano, staffa, incudine e martello), che vibrando trasmettono gli stimoli sonori ai recettori dell’organo del Corti (situato nella coclea), che a loro volta trasmettono i segnali al centro uditivo del cervello.

Anosmia e ageusia

L’anosmia è l’incapacità di percepire tutti gli odori (o solo alcuni, nel caso dell’anosmia specifica), l’ageusia è invece l’incapacità di percepire tutti i gusti (o solo alcuni, nel caso dell’ageusia specifica). Queste patologie possono essere provocate, per esempio, da danni meccanici o una infezione virale (temporanee o definitive che siano), ma anche a livello genetico.

Relazione tra odori e colori

Esiste un relazione tra odori e colori? E perché? Sì, esiste una interazione cross modale tra vista e olfatto (e anche tra vista e gusto). Il colore di un alimento influenza notevolmente la percezione di gusti e odori, per esempio nell’assaggio del vino (un vino rosso è considerato più aromatico di un rosato per il suo colore più intenso). Esiste relazione tra visione dei colori e percezione aroma in quando olfatto ha bassa specificità di substrato. Questo richiede una rielaborazione dello stimolo, che porta alla correlazione con altri organi di senso e esperienze pregresse.

Il laboratorio e i giudici

Oggettività e affidabilità delle misure

Una misura è oggettiva, misurabile e affidabile quando essa è ripetibile (cioè può essere rifatta allo stesso modo più volte dallo stesso operatore), accurata (cioè con risultati vicini tra loro) e precisa (cioè con risultati vicini al valore reale).

Riproducibilità e ripetibilità

La ripetibilità si ha quando un’analisi può essere effettuata allo stesso modo più volte dallo stesso operatore. La riproducibilità si ha invece quando un’analisi può essere effettuata più volte in luoghi diversi da operatori diversi.

Come rendere una misura sensoriale oggettiva

Una misura sensoriale si può rendere oggettiva seguendo alcune regole fondamentali:

• Allestendo dei locali di valutazione idonei (laboratori);
• Coinvolgendo giudici selezionati ed addestrati nel numero corretto (formulando un panel, che significa gruppo di persone);
• Applicando delle metodologie standardizzate;
• Impiego dell’analisi statistica per la messa a punto del disegno sperimentale e per l’elaborazione dei risultati.

Descrizione del laboratorio

Per ottenere dei risultati scientificamente validi è necessario che i componenti del gruppo di assaggio effettuino le sedute in aree idonee, cioè in assenza di elementi di disturbo esterni quali rumori, odori e illuminazioni anomale che possano influenzare psicologicamente i giudici, i quali potrebbero fornire risultati non affidabili. Deve essere costituito da tre zone:

1. Una zona per la preparazione dei campioni, cioè, di fatto, una cucina con elettrodomestici, utensili vari, vetreria e strumentazione analitica. Deve essere isolata dagli altri locali e fornita di un impianto di aspirazione per mantenere la seconda zona in sovrappressione (ed impedire così il passaggio di odori alle cabine di assaggio);
2. Un’area per le valutazioni individuali, in modo da rendere l'ambiente più idoneo per consentire la concentrazione dei giudici durante l'esecuzione della valutazione, è costituito da spazi confinati. Per questo la norma prevede la costruzione di cabine di assaggio isolate l'una dall'altra, in modo da evitare qualsiasi forma di interferenza esterna ed a riprodurre l'ambiente ideale per favorire la massima concentrazione dei giudici. Le cabine devono essere di dimensioni tali da non rendere soffocante l'ambiente e sufficientemente spaziose da ospitare un tavolo d'appoggio per l'esecuzione della seduta, un lavandino munito di aspirazione per l'eliminazione del prodotto dopo l'assaggio, piastre elettriche per il mantenimento del prodotto da valutare a temperature prestabilite, un eventuale sistema di elaborazione computerizzato delle risposte per raccogliere il maggior numero di dati nel più breve tempo possibile. La zona deve poi essere isolata acusticamente e comunicare con la zona adiacente di preparazione tramite un'apertura di dimensioni sufficiente al passaggio dei vassoi con i campioni. L'apertura per il passaggio dei vassoi deve essere munita di sportello a tenuta per evitare il passaggio di odori estranei dal locale di preparazione alla zona di assaggio. Ogni giudice deve inoltre comunicare con la zona di preparazione senza arrecare alcun disturbo, per esempio attraverso un sistema luminoso. Altro accorgimento importante la presenza di luci sia policromatiche che monocromatiche (in genere di colore rosso e verde) per mascherare se necessario eventuali differenze di colore fra i prodotti che potrebbero condizionare la risposta sensoriale;
3. Infine, una zona per le valutazioni collettive destinata alla fase iniziale di istruzione dei soggetti o quando sono necessarie sedute collettive che coinvolgano sia i giudici che il responsabile del laboratorio. Deve essere un'area ampia e spaziosa con un tavolo delle sedie tutto ciò che possa essere utile allo svolgimento delle sedute.

Sportello a tenuta nelle cabine di assaggio

Perché vi deve essere un unico sportello a tenuta nelle cabine di assaggio? L'apertura per il passaggio dei vassoi deve essere munita di sportello a tenuta per evitare il passaggio di odori estranei dal locale di preparazione alla zona di assaggio che possono influenzare la valutazione del giudice rendendola non più affidabile ed oggettiva.

Descrizione dei giudici

I giudici che possono essere scelti per comporre il panel possono essere:

• Giudici senza esperienza, inexpert judges (semplici consumatori, basta che consumino regolarmente il prodotto);
• Giudici allenati, expert judges (giudici che conoscono ed hanno già effettuato delle valutazioni sensoriali);
• Giudici addestrati, trained judges (oltre ad avere buona conoscenza dei metodi, sono allenati, sono addestrati a riconoscere determinate caratteristiche nel prodotto da valutare. Sono addestrati sul prodotto e non solo sul metodo).

Inoltre, i giudici che compongono il panel possono essere interni o esterni all’azienda, ciascun tipo con i propri vantaggi e svantaggi: scegliere un panel interno può portare vantaggi tra cui una più semplice gestione e regolarità delle sedute, con il vantaggio di poter sfruttare nel tempo le competenze acquisite man mano dai giudici. Tuttavia, l'utilizzo di un panel interno potrebbe indurre degli errori nelle valutazioni legati alla conoscenza pregressa dei prodotti, dovuta al coinvolgimento di personale impiegato nello sviluppo o produzione dei prodotti stessi. Il reclutamento di personale esterno non presenta questi limiti, ma bisogna essere consapevoli che il numero di abbandoni potrebbe essere maggiore e i ricambi nel panel più frequenti. Il panel esterno, poi, deve essere retribuito rendendo i costi di molto maggiori.

I giudici devono soddisfare requisiti particolari in merito alle loro abilità generali, al loro tempo disponibile, al loro stato di motivazione, al loro stato di salute e alla loro età.

Requisiti generali dei candidati per le valutazioni sensoriali

I requisiti generali dei candidati per le valutazioni sensoriali sono:

• Abilità generali = decisionale, di apprendimento, di concentrazione, di esposizione, ecc.
• Atteggiamento di accettabilità o disgusto verso le varie tipologie di prodotto e l’analisi sensoriale = i candidati dovrebbero avere voglia di assaggiare tutti i prodotti come facenti parte di una esperienza conoscitiva personale. Se un soggetto non gradisce un certo alimento, allora dev'essere scartato nella valutazione dello stesso perché i suoi giudizi potrebbero non essere obiettivi.
• Disponibilità di tempo = i candidati devono avere disponibilità di tempo per poter partecipare alle sedute. Quindi, per i panel interni aziendali, è sconsigliato utilizzare persone che viaggiano frequentemente o i fattorini. Infatti, durante la fase di addestramento è consigliabile una frequenza alle sedute del 100%. Per mantenere vivo l’interesse, è importante che i giudici ricevano un feedback regolare e dettagliato sui risultati delle sessioni di valutazione.