Metodologie e tecnologie ingegneristiche per la Tracciabilità informativa dell’olio di oliva di alta qualità
Author(s)
Violino, Simona
Date Issued
January 26, 2022
Type
Doctoral Thesis
Abstract
Questa tesi di dottorato è stata finanziata dal progetto INFOLIVA “Informazioni sulla tracciabilità e innovazioni di processo e di prodotto nella filiera dell’olio di oliva e delle olive da tavola”, finanziato dal Ministero delle Politiche Agricole Alimentari e Forestali (Mipaaf). L’obiettivo era testare un prototipo di gestione tecnica per la tracciabilità totale dell’olio extra vergine di oliva (OEVO) e mira a valutare le metodologie e le tecnologie ingegneristiche per le informazioni sulla tracciabilità dell’olio extravergine di oliva. Il dottorato ha coperto quattro attività principali: 1) un’analisi preliminare (metodo quali-quantitativo di Science Networking Analysis) della bibliografia internazionale nel campo delle tecniche ingegneristiche per la valutazione della qualità dell’OEVO; 2) L’applicazione di diversi metodi di spettroscopia VIS-NIR e NIR individuati su un opportuno set di campioni di olio di diversa qualità e valutazione della qualità di OEVO monovarietali delle principali varietà italiane; 3) L’applicazione di tecniche statistiche multivariate per l’analisi dei dati provenienti dalla spettroscopia VIS-NIR e NIR di diversi campioni di olio di diversa origine e cultivar, al fine di sviluppare modelli differenziali o predittivi di qualità, tracciabilità e provenienza degli stessi; 4) Lo studio e l’applicazione di un sistema di tracciabilità elettronica e informatizzata (infotracing) che registra digitalmente il flusso di informazioni sull’intera filiera di OEVO.
La tracciabilità è definita come la capacità di tracciare il movimento di un prodotto alimentare lungo la sua filiera. Ad oggi l’olio extravergine di oliva (OEVO) rappresenta uno dei prodotti più importanti nel mondo alimentare e per questo suscita l’attenzione dei consumatori, interessati ad un prodotto di qualità e tracciabile. Le attività svolte durante il Dottorato hanno compreso l’analisi della bibliografia internazionale nel campo delle tecniche ingegnerizzate per la valutazione della qualità degli OEVO, lo sviluppo e l’applicazione di tre innovativi dispositivi antifrode per la tracciabilità degli OEVO (NCF Tag, Sistema Anti-manomissione per bottiglie - DAB e il sistema QR-B). È stato proposto un questionario a un numero limitato di consumatori, proponendo le tre tecnologie sopra riportate, e abbiamo analizzato la fattibilità economica dell’introduzione di queste tecnologie a tre diversi livelli di produzione, rappresentativi del panorama produttivo italiano di OEVO (aziendale, consortile e industriale). Al fine di verificare la tracciabilità degli OEVO, è stato condotto un ulteriore studio su 203 campioni totali. È stato applicato lo stesso metodo di analisi del lavoro precedente. I campioni di olio (203 in totale) sono stati analizzati utilizzando tre spettrofotometri (Lumini C, SCIO e Microphazir). Sono stati analizzati i dati spettrali provenienti dai tre strumenti, considerando la classificazione in 5 variabili fondamentali: provenienza (italiani vs. stranieri), cultivar (monocultivar vs. blend), areali, paesi europei vs. paesi extra europei e un giudizio di qualità. Sono state eseguite anche analisi VIS-NIR sui campioni di olio per verificare l’adulterazione dell’OEVO. Le matrici sono state quindi allineate per formare il database informativo per la tracciabilità (infotracing). È stato quindi applicato un modello di intelligenza artificiale (ANN) per valutare la possibilità di classificare OEVO. I risultati hanno mostrato che i consumatori sono disposti a pagare un prezzo aggiuntivo per la tracciabilità degli OEVO (+18% circa rispetto al prezzo di vendita convenzionale). In particolare, la tecnologia più interessante per i consumatori è stata il sistema QR-B (sistema gratta e vinci con tecnologia blockchain). Per quanto riguarda l’analisi spettrale, il VIS-NIR rappresenta un valido metodo innovativo ed economico che ha permesso di differenziare le varie classi di oli e di verificarne l’autenticità in caso di adulterazione. Questo dottorato ha dimostrato la possibilità di implementare l’intera tracciabilità OEVO in un quadro sostenibile (tecnico ed economico). La tracciabilità degli OEVO è un fattore emergente nel mercato alimentare per il crescente fenomeno della contraffazione che colpisce il consumatore finale, e per la tutela del Made in Italy.
This Ph.D. thesis has been funded by the project INFOLIVA “Traceability information and process and product innovations in the supply chain of olive oil and table olives”, funded by the Italian Ministry of Agriculture, Food and Forestry (Mipaaf). The aim was testing a technical management prototype for the total traceability of extra virgin olive oil (EVOO) and aims to evaluate the methodologies and engineering technologies for the traceability information of EVOO. The Ph.D. covered four main activities: 1) A preliminary analysis (qualitative-quantitative method of Science Networking Analysis) of the international bibliography in the field of engineering techniques for EVOO quality assessment; 2) The application of different VIS-NIR and NIR spectroscopy methods identified on a suitable set of oil samples of different quality and quality assessment of monovarietal EVOOs of the main Italian varieties; 3) The application of multivariate statistical techniques for the analysis of data from VIS-NIR and NIR spectroscopy of different samples of oil of different origins and cultivars, in order to develop differential or predictive models of quality, traceability and origin of the same; 4) The study and application of a system for electronic and computerized traceability (infotracing) that digitally records the flow of information on the whole EVOO supply chain.
Traceability is defined as the ability to track the movement of a food product along its supply chain. To date, extra virgin olive oil (EVOO) represents one of the most important products in the food world and for this reason it arouses the attention of consumers, interested in a quality and traceable product. The activities carried out during the PhD included an analysis of the international bibliography in the field of engineered techniques for quality assessment of EVOOs, the development and application of three innovative anti-fraud devices for the traceability of EVOOs (NCF Tag, Anti-Tampering System for bottles - DAB and QRB System). A questionnaire was proposed to a limited number of consumers, proposing the three technologies above, and we analyzed the economic feasibility of introducing these technologies at three different production levels, representative of the Italian production landscape of EVOO (corporate, consortium and industrial). In order to verify the traceability of EVOOs, an additional study was carried out on 203 total samples. The same analysis method as in the previous work was applied. The oil samples (203 total) were analyzed using three spectrophotometers (Lumini C, SCIO, and Microphazir). Spectral data coming from the three instruments were analyzed, considering the classification in 5 fundamental variables: provenance (Italians vs. foreigners), cultivar
(monocultivar vs. blend), areals, European countries vs. non-European countries and a quality judgment. VISNIR analyses were also performed on the oil samples to check for adulteration of EVOO. The matrices were then aligned to form the information database for traceability (infotracing). An artificial intelligence model (ANN) was then applied to evaluate the possibility of classifying EVOO. The results showed that consumers are willing to pay an additional price for the traceability of EVOO (about +18% compared to the conventional selling price).In particular, the most interesting technology for consumers was the QR-B system (scratch card system with blockchain technology). With regard to spectral analysis, VIS-NIR represents a valid innovative and low-cost method that has made it possible to differentiate the various classes of oils and verify their authenticity in the case of adulteration. This Ph.D demonstrated the possibility of implementing the whole EVOO traceability in a sustainable (technical and economic) framework. EVOO traceability is an emerging factor in the food market due to the increasing counterfeit phenomenon that affect the final consumer, and for the protection of the Made in Italy.
Additional information
Dottorato di ricerca in Engineering for energy and environment