La globalizzazione del mercato agroalimentare ha determinato una crescente attenzione da parte dei consumatori verso i prodotti che andranno ad acquistare, dei quali desiderano conoscere la provenienza geografica, oltre alle caratteristiche organolettiche e alle proprietà nutrizionali. La complessità del mercato ha inoltre consentito un aumento delle frodi e delle contraffazioni nel settore agroalimentare e una conseguente richiesta di disposizioni normative e di tecniche analitiche e di controllo che garantiscano la qualità dei prodotti e la tutela del consumatore. La garanzia di un prodotto agroalimentare si riferisce non solo alla qualità delle materie prime e agli standard di sicurezza della produzione, ma anche alla certificazione della loro provenienza geografica. Esiste un legame indissolubile tra le produzioni agroalimentari italiane di alta qualità e il loro territorio di origine, determinato dalle condizioni geo-climatiche caratteristiche di quel luogo e dalle tecniche agronomiche, di raccolta e produzione che tradizionalmente vi sono praticate. Tra le eccellenze agroalimentari italiane, l’olio extravergine d’oliva rappresenta una delle produzioni locali di maggior pregio economico e nutrizionale e con forte connotazione territoriale. L'olivo, Olea europaea L., è la più importante specie per la produzione di olio nel bacino del Mediterraneo, dove l'Italia è uno dei massimi produttori, ma anche uno dei paesi in cui il rischio di frodi e contraffazioni è elevato. La concorrenza nei prezzi degli oli e delle olive da spremitura prodotte negli altri paesi Mediterranei ha infatti favorito l’immissione in commercio di oli impropriamente dichiarati italiani. Ma truffe e contraffazioni possono verificarsi anche a livello locale qualora sussistano condizioni, sia climatico-ambientali, sia economiche, tali da rendere meno favorevole la produzione.

I marchi DOP e IGP, certificando l’identità territoriale dei nostri oli extra vergine di oliva, guidano il consumatore verso una scelta sicura tra oli con peculiari caratteristiche organolettiche e di origine geografica certa. L’analisi di autenticità e di tracciabilità della provenienza geografica degli oli consente di tutelare i prodotti ad origine controllata e protetta (DOP, IGP, prodotti biologici), garantendone denominazione e sostenibilità economica e tutelando il consumatore da frodi e adulterazioni.

L’Istituto di Biologia Agroambientale e Forestale (IBAF) del CNR è attivo da anni in studi di tracciabilità di prodotti agroalimentari, in particolare di oli extra vergine di oliva italiani, attraverso l’utilizzo di tecniche di spettrometria di massa isotopica (IRMS) applicata alla misura degli isotopi stabili del carbonio, dell’ossigeno e dell’idrogeno. Queste tecniche misurano il rapporto tra due isotopi stabili di uno stesso elemento, quantificandone lo scostamento da uno standard di riferimento. Gli elementi chimici sono presenti in natura con piccole variazioni del nucleo atomico (isotopi) che hanno una modesta influenza nelle reazioni chimiche. Durante le trasformazioni chimico-fisiche si verifica il cosiddetto frazionamento isotopico, cioè una parziale separazione degli isotopi leggeri da quelli pesanti che determina piccole differenze di massa nei prodotti di reazione. I rapporti isotopici nella sostanza organica variano in funzione delle caratteristiche dell’area di origine e registrano le composizioni isotopiche di quell’ambiente e per questo sono considerati potenti traccianti naturali. Basandosi su questo principio è nato negli ultimi anni un nuovo approccio analitico, che combina la spettrometria di massa isotopica e l’uso della tecnologia GIS (Geographical Information Systems) per elaborare modelli geospaziali (isoscape), per comprendere e quantificare la distribuzione spazio-temporale della variabilità isotopica dei sistemi naturali. L’approccio isoscape, termine derivato letteralmente dalla fusione dei termini isotope e landscape, oltre a fornire un’utile rappresentazione cartografica delle variazioni isotopiche rappresenta uno strumento fondamentale di indagine dei processi e delle cause alla base delle variazioni stesse. Oltre che nello studio dei processi ecofisiologici in cui gli isotopi stabili sono coinvolti, questo metodo sta trovando larga applicazione nel settore forense in studi volti ad investigare il traffico di droghe e a verificare la sicurezza e la provenienza di bevande e di alimenti.

In un recente studio, condotto dall’IBAF, l’utilizzo della tecnologia GIS in combinazione con l’analisi degli isotopi stabili del carbonio e dell’ossigeno presenti negli oli ha aperto nuove ed interessanti prospettive nel controllo dell’autenticità e della provenienza geografica degli oli extra vergine di oliva italiani. Sono stati collezionati, in collaborazione con UNAPROL, circa 400 campioni di olio extra vergine di provenienza geografica certificata, prodotti negli anni 2009, 2010 e 2011 in nove regioni italiane. I campioni di olio sono stati rappresentati come dati puntuali tramite il software ArcGIS, note le coordinate geografiche delle aree di provenienza (per semplificazione le aree sono state approssimate ad un punto). I risultati delle analisi isotopiche condotte sui campioni e distinte per singolo anno di produzione sono stati associati ai rispettivi siti di campionamento e integrati in un database geografico. Le funzioni di analisi spaziale proprie degli strumenti GIS hanno consentito di rappresentare la variabilità geografica della composizione isotopica degli oli sul territorio nazionale per i tre anni di produzione. Dati climatici georeferenziati e la mappa della composizione isotopica delle precipitazione sono stati acquisiti ed integrati nel GIS. Questi dati sono stati utilizzati per l’elaborazione del modello, basandosi sul presupposto fondamentale che esista una relazione tra la composizione isotopica degli oli, le variabili geo-climatiche del luogo di produzione e la composizione isotopica delle precipitazioni. Infatti il primo passo è stato definire la funzione matematica che spiega la relazione esistente tra la composizione isotopica degli oli e le variabili geo-climatiche considerate (Figura 1).

I grafici mostrano la relazione di dipendenza esistente tra la composizioni isotopica δ18O degli oli extra vergine di oliva italiani prodotti nel 2009, 2010, 2011 e la composizione isotopica δ18O delle precipitazioni e la variabile climatica considerata (Xi = indice xerotermico).

Tale funzione ha consentito di elaborare il modello geospaziale (modello di regressione), predittivo dei valori della composizione isotopica in tutti i siti del territorio nazionale di presunta origine degli oli. I modelli così elaborati mostrano un elevato potere predittivo per la composizione isotopica dell’ossigeno e del carbonio dell’olio, in relazione sia alla composizione isotopica delle acque di precipitazione che delle variabili climatiche considerate. Sono stati, infine, prodotti output cartografici che rappresentano la variabilità isotopica degli oli sul territorio nazionale (Figura 2).

Variazioni della composizione isotopica δ18O (A) e δ13C (C) di oli extra vergine di oliva italiani prodotti nel 2010, confrontate con l’indice xerotermico (Xi) (in Lauteri et al. 2004) calcolato per il territorio italiano (B). Esiste una forte relazione tra la composizione isotopica degli oli e la variabile climatica considerata (Xi). I modelli consentono di distinguere gli oli provenienti da quattro macro aree geografiche: settentrionale, tirrenica centro-meridionale, adriatica centrale, isole maggiori.

I modelli geospaziali attualmente elaborati consentono di distinguere gli oli provenienti da quattro macro aree geografiche: regione settentrionale, regione tirrenica centro-meridionale, regione adriatica centrale, isole maggiori. Questo approccio sembra molto promettente nel definire un protocollo analitico di controllo delle provenienze geografiche dichiarate sulle etichette per prevenire e combattere le frodi. Per il futuro sarebbe auspicabile la collaborazione tra enti di ricerca e enti ministeriali preposti al controllo alimentare per la creazione di un database geografico completo della composizione isotopica degli oli di oliva certificati italiani e mediterranei, distinti per anno di produzione, per poter elaborare modelli geospaziali sempre più raffinati, intesi come strumenti analitici per autenticare e verificare l’origine geografica dei pregiati oli italiani.