Chi ha avuto modo di partecipare all’incontro alla Reggia di Venaria il 2 Giugno 2015 ha potuto vedere in anteprima i primi risultati delle analisi ottenute dal gruppo di ricerca dell’Università di Firenze. Riportiamo qui di seguito ora il secondo report completo, redatto da Tommaso Stettler e Cosimo Taiti, con interessanti risultati in merito ai luppoli forniti anche da molti dei nostri associati. Per chi volesse effettuare analisi aromatiche, come quelle svolte per questo studio, su luppoli ma anche su birre o prodotti derivati, può contattare l’Associazione (info@luppolo.org) per concordare le modalità e i costi della analisi.

Introduzione

Il luppolo, fin dalle origini del suo impiego, viene utilizzato nel processo di birrificazione in relazione al suo potere aromatico ed amaricante; garantendo inoltre una forte attività anti-microbica naturale. L’interesse attorno a questa magnifica pianta è sempre stato significativo e per questo da oltre 100 anni la ricerca scientifica si è sempre focalizzata soprattutto in relazione alle 3 peculiarità sopra elencate. Attualmente, si stanno aprendo settori di interesse correlati a questa pianta. Infatti, lo studio della componente aromatica e di quella amaricante, l’indice di utilizzo nel processo produttivo, i benefici tecnologici apportabili nel corso del processo di birrificazione, i benefit salutistici della pianta sono soltanto alcuni degli ambiti attualmente studiati dalle più importanti Università Italiane e mondiali. Dopo aver già presentato, all’interno del 1°report, la metodologia sperimentale e le linee guida che seguiremo nel corso di questo progetto, in questo 2° articolo vogliamo inquadrare lo stato dell’arte del progetto e mostrare i primi risultati. Cerchiamo in questo modo di soddisfare anche le curiosità dei soci dell’Associazione che hanno inviato i campioni, con la speranza di fornire importanti informazioni, poiché è soltanto grazie a loro aiuto che possiamo portare avanti questa ricerca sperimentale.

Impianto sperimentale in campo

Con lo scopo di: replicare le analisi chimiche/aromatiche, disporre di maggiori quantità di coni per ogni varietà e ricavare informazioni circa la capacità di adattamento a diverse condizioni di crescita; le diverse varietà di luppolo sono attualmente coltivate in due località diverse con caratteristiche pedologiche e climatiche sostanzialmente distinte. Gli impianti sperimentali sono stati realizzati in provincia di Firenze e rispettivamente nel Comune di Bagno di Ripoli – località Capannuccia il campo 1 e nel Comune di Calenzano – località Travalle il campo 2.

Campo1
Campo Sperimentale 2
Campo Sperimentale 1

In entrambi i siti è stata impiegata la stessa tipologia di impianto, come illustrato in Fig. 3.  In dettaglio, i sostegni verticali (A, Fig. 3) sono in legno, il palo iniziale e terminale dei filari sono stati inseriti con una certa inclinazione così da poter tenere “in tirare” il sostegno orizzontale (B, Fig. 3), un filo d’acciaio su cui si dovrà poggiare il peso di un intero filare. La presenza di sostegni obliqui (C, Fig. 3), dei fili di materiale leggero, permetterà, una volta che i viticci hanno raggiunto una lunghezza di circa 15-20 cm, la crescita verticale delle piante. I rizomi sono stati impiantati con distanze di 1,5m sulla fila (stessa varietà) e 3m tra le file.

Figura 3-schema impianto sperimentale (beerlegends.com)
Figura 3-schema impianto sperimentale (beerlegends.com)

In entrambi gli impianti e per ogni varietà (autoctona e commerciale) impiegate sono attualmente coltivate 5 repliche. Dato che soltanto alcuni dei soci, che precedentemente ci avevano fornito i fiori di luppolo, hanno successivamente inviato i rispettivi rizomi, non tutte le varietà analizzate preliminarmente prenderanno parte alla seconda fase sperimentale del progetto. Infatti, pur iniziando questo studio con una collezione di 24 varietà autoctone provenienti da diverse regioni d’Italia (vedere 1°report) attualmente siamo riusciti a reperirne solamente 15 (Tab. 1).

Tabella 1
Tabella 1

Per valutare la capacità di crescita ed adattamento delle piante ai 2 diversi ambienti pedo-climatici saranno considerati i seguenti parametri:

  • capacità di adattamento e sopravvivenza delle piante.
  • produzione di biomassa verde (parametri di crescita).
  • attività foto-sintetica.
  • morfologia dei coni e attitudine produttiva (quantità fiori).

Analisi della componente volatile 

Con lo scopo di determinare tutte le sostanze volatili emesse dai fiori di luppolo ed implicate nel comporne il tipico aroma, tutte le varietà campionate sono state analizzate mediante PTR-ToF 8000 (IONICON Analytik GmbH, Innsbruck, Austria) usando H3O+ come ione reagente per la reazione di trasferimento protonico. Lo strumento che è già stato utilizzato in molti lavori per analizzare il profilo aromatico di diverse tipologie di matrici alimentari, come ad esempio frutti tropicali (Taiti et al. 2015), peperoncino (Taiti et al. 2014), olivo (Masi et al. 2014), mele (Soukoulis et al.2013), porcini (Aprea et al. 2015), è qui per la prima volta utilizzato sul luppolo.

In dettaglio, 24 varietà autoctone italiane di luppolo provenienti da diverse regioni d’Italia sono state messe a confronto con 4 varietà commerciali extranazionali (Tab.2). Le varietà commerciali sono state scelte in base alla loro maggiore diffusione nei paesi con maggior tradizione nella coltivazione del luppolo.

Tabella 2

Brevemente, ogni campione (1g) è stato introdotto in un cuvetta di vetro (250 mL) equipaggiata di un coperchio nel quale sono inseriti due tubi di teflon (Fig.1). Il tubo d’entrata dell’aria è collegata allo “zero-air generator”(Peak Scientific)e il tubo d’uscita è connesso al PTR-ToF-MS. Le analisi sono state condotte all’interno di una stanza condizionata, in quanto le reazioni chimiche sono molto sensibili a variazioni di temperatura e umidità. Con questo tipo di analisi è stato possibile ottenere dei risultati estremamente promettenti ed  inerenti l’intero profilo aromatico del luppolo. Per ogni varietà analizzata, il range dello spettro di massa era m/z = 20-210.

Sono mostrati come esempio in Fig. 5 e 6, due “snapshot” appartenenti rispettivamente al profilo aromatico di un luppolo commerciale “Tradition” e del “Potenza 1”.

Figura 5 - Profilo aromatico luppolo commerciale "Tradition"
Figura 5 – Profilo aromatico luppolo commerciale “Tradition” mediante PTR-TOF
Figura 6- Profilo aromatico luppolo "Potenza 1" mediante PTR-TOF
Figura 6 – Profilo aromatico luppolo “Potenza 1” mediante PTR-TOF

In seguito ad una consistente elaborazione statistica dei dati ottenuti dall’analisi degli spettri di massa di ciascun luppolo, è stato possibile confrontare il profilo aromatico dei luppoli autoctoni con quelli commerciali (Fig. 7).

Figura 7-PCA (Analisi delle componenti principali), tecnica statistica applicata ad un set di dati nel quale tutte le variabili sono indipendenti. si pone la finalita di cercare relazioni trai campioni.
Figura 7 -PCA (Analisi delle componenti principali), tecnica statistica applicata ad un set di dati nel quale tutte le variabili sono indipendenti. si pone la finalita di cercare relazioni trai campioni.

Successivamente, abbiamo concentrato la nostra attenzione su quei composti che influenzano fortemente il profilo aromatico del luppolo (Tab 3).

Tabella 3

In Fig. 8, 9,10,11  troveremo: sull’asse delle ascisse le diverse varietà, mentre sull’asse delle ordinate l’intensità del segnale che è espressa in “ncps” e  proporzionale alla quantità rilevata. In particolare, in Fig. 8 e 9 si può osservare come varia l’intensità dei diversi composti “Terpenici” tra luppoli commerciali ed autoctoni; mentre in Fig. 10 e 11 sono mostrati i composti “Solforati“. Nel dettaglio, in Fig. 8(B) si nota come l’intensità del segnale dei monoterpeni  sia paragonabile tra le due classi di campioni. Al contrario, in Fig. 8(D) osserviamo una netta discrepanza nel contenuto di Sesquiterpeni tra campioni autoctoni e commercialiNel dettaglio, in Fig. 8(B) si nota come l’intensità del segnale dei monoterpeni  sia paragonabile tra le due classi di campioni. Al contrario, in Fig. 8(D) osserviamo una netta discrepanza nel contenuto di Sesquiterpeni tra campioni autoctoni e commerciali.

Figura 8

Figura 9

Passando ad analizzare i composti solforati mostrati in Fig. 10, si può osservare come i livelli dei segnali sono pressochè paragonabili tra luppoli autoctoni e commerciali, ad eccezione di due composti: methanethiol e methyl thio-isovalerate . Più precisamente, notiamo dalla figura 10(a), che i livelli ci methanethiol nelle varietà commerciali sono maggiori rispetto alle specie autoctone, mentre nella figura 10(f) al contrario si evidenzia come il methyl thio-isovalerate sia assente nelle commerciali rispetto alle autoctone.

Figura 10

Figura 11

Indicativamente, come evidenziato in Tab. 3, tutti i composti solforati possono determinare, se superate alcune soglie di concentrazioni, un effetto negativo sull’aroma. Inoltre, è probabile che la presenza di alcune molecole solforate individuate nei luppoli autoctoni, potrebbe essere dovuta da una cattiva conservazione dei fiori.

Prospettive future 

Stiamo ultimando le analisi chimiche dei composti amaricanti, che verranno esposte nel prossimo report. Sarà quindi valutato il profilo amaricante nei luppoli tramite la quantificazione di α- acidi e β-acidi, in questo modo sarà possibile valutare l’attitudine e l’apporto di amaro dei diversi luppoli autoctoni.

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