impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera ... · impiego di tecniche...
TRANSCRIPT
![Page 1: Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera ... · Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera maidicola Paolo Berzaghi. Università](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020305/5c6a369609d3f25e418c2324/html5/thumbnails/1.jpg)
Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera maidicola
Paolo Berzaghi.Università di Padova
AGRIPOLIS, Viale dell’Università, 16 (PD) Legnaro 3 5020.
![Page 2: Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera ... · Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera maidicola Paolo Berzaghi. Università](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020305/5c6a369609d3f25e418c2324/html5/thumbnails/2.jpg)
Impieghi del mais
![Page 3: Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera ... · Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera maidicola Paolo Berzaghi. Università](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020305/5c6a369609d3f25e418c2324/html5/thumbnails/3.jpg)
NIR = Near Infrared
or
Terminologia
NIR = Near Infrared Reflectance
NIT = Near Infrared Transmittance
![Page 4: Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera ... · Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera maidicola Paolo Berzaghi. Università](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020305/5c6a369609d3f25e418c2324/html5/thumbnails/4.jpg)
Spettroscopia nell’infrarosso vicino
Riflettanza (NIR) Trasmittanza (NIT)
![Page 5: Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera ... · Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera maidicola Paolo Berzaghi. Università](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020305/5c6a369609d3f25e418c2324/html5/thumbnails/5.jpg)
NIR MIR FIR
Gamma X-rays UV Visibile Infrared Microvave Rad io
Regione Caratteristiche lunghezza d’onda
Lo spettroElettromagnetico
Range (nm)
Near Infrared (NIR) Frequenze armoniche 700-2500
Middle Infrared (MIR) Vibrationi Fondamentali 2500-5x 104
Far Infrared (FIR) Rotazioni 5x10 4-106
NIT NIR
700 1100 2500
![Page 6: Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera ... · Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera maidicola Paolo Berzaghi. Università](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020305/5c6a369609d3f25e418c2324/html5/thumbnails/6.jpg)
Esempio dell’acqua
![Page 7: Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera ... · Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera maidicola Paolo Berzaghi. Università](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020305/5c6a369609d3f25e418c2324/html5/thumbnails/7.jpg)
XRF: X Ray Fluorescence
Fluorescenza a Raggi X
![Page 8: Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera ... · Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera maidicola Paolo Berzaghi. Università](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020305/5c6a369609d3f25e418c2324/html5/thumbnails/8.jpg)
Determinazione dei minerali• Metodi per la determinazione dei minerali
– Spettroscopia di assorbimento atomico (AA)– Spettroscopia al plasma ad accoppiamento induttivo
(ICP)
– XRF (fluorescenza ai raggi X)• Veloce• Non distruttiva• Multi elementare
![Page 9: Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera ... · Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera maidicola Paolo Berzaghi. Università](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020305/5c6a369609d3f25e418c2324/html5/thumbnails/9.jpg)
XRF come funziona
![Page 10: Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera ... · Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera maidicola Paolo Berzaghi. Università](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020305/5c6a369609d3f25e418c2324/html5/thumbnails/10.jpg)
XRF: Principio di funzionamento
![Page 11: Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera ... · Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera maidicola Paolo Berzaghi. Università](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020305/5c6a369609d3f25e418c2324/html5/thumbnails/11.jpg)
Campo di impiego• Gestione ambientale: metalli pesanti nei suoli,acqua • Geologia e mineralogia: analisi quantitativa e qualitativa
minerali, rocce• Metallurgia e industria chimica: controllo materie prime,
processi produttivi e prodotti finiti• Industrie colori: analisi vernici• Industrie colori: analisi vernici• Gioielli: misurazione metalli preziosi• Industria carburanti: agenti inquinanti nei carburanti• Archeologia: datazione • Arte e scienze: studio dipinti, sculture,
per perizie• Alimentare: det. metalli pesanti
![Page 12: Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera ... · Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera maidicola Paolo Berzaghi. Università](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020305/5c6a369609d3f25e418c2324/html5/thumbnails/12.jpg)
Tecniche Rapide e non distruttive NIR XRF
Frazione analizzata Organica Minerale
Accurate
Rapide 20-30 ms – 60 sec 1-15min
Semplici da utilizzare Deve essere pre calibrato Deve essere pre calibrato
Multiparametro
Economiche Elevato investimento inizialeBasso costo di impiego
Elevato investimento inizialeBasso costo di impiego
![Page 13: Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera ... · Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera maidicola Paolo Berzaghi. Università](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020305/5c6a369609d3f25e418c2324/html5/thumbnails/13.jpg)
La filiera maidicola
• La filiera inizia in campo!
• Assicurarci che via sia una adeguata fertilità una adeguata fertilità (analisi dei terreni)
• Ed emendare con i fertilizzanti più opportuni
![Page 14: Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera ... · Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera maidicola Paolo Berzaghi. Università](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020305/5c6a369609d3f25e418c2324/html5/thumbnails/14.jpg)
Analisi Terreni: Metodo NIR vs metodi tradizionali
(valore medio depurato dai dati anomali )
Pioneer Hi-Bred, 2011
![Page 15: Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera ... · Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera maidicola Paolo Berzaghi. Università](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020305/5c6a369609d3f25e418c2324/html5/thumbnails/15.jpg)
Analisi del suolo
• Scheletro (particelle di suolo>2mm)
• USDA Tessitura• pH• Carbonio Organico• Carbonio Organico• Azoto Totale• Calcare Totale• Ca++ e Mg ++ scambiabili
• Fosforo Assimilabile• Potassio Scambiabile
Predizioni NIR
Metodi tradizionali
Pioneer Hi-Bred, 2011
![Page 16: Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera ... · Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera maidicola Paolo Berzaghi. Università](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020305/5c6a369609d3f25e418c2324/html5/thumbnails/16.jpg)
Analisi dei fertilizzanti
• La disponibilità del P è stimata in circa 50 anni. Il prezzo mondiale ha subito variazioni spaventose. L’XRF è una tecnica idonea a monitorare i concimitecnica idonea a monitorare i concimi
![Page 17: Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera ... · Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera maidicola Paolo Berzaghi. Università](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020305/5c6a369609d3f25e418c2324/html5/thumbnails/17.jpg)
Analisi fogliare
• L’analisi fogliare può dare informazioni accurato sullo stato nutrizionale della pianta di mais:– NIRS – determinazione della concentrazione – NIRS – determinazione della concentrazione
di N– XRF – Determinazione della concentrazione
di elementi minerali P, K, S, Cu, Mg, Mn,….
![Page 18: Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera ... · Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera maidicola Paolo Berzaghi. Università](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020305/5c6a369609d3f25e418c2324/html5/thumbnails/18.jpg)
Analisi fogliareIntervalli di variazione normale per foglie di mais in fioritura
![Page 19: Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera ... · Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera maidicola Paolo Berzaghi. Università](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020305/5c6a369609d3f25e418c2324/html5/thumbnails/19.jpg)
Analisi della granella
![Page 20: Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera ... · Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera maidicola Paolo Berzaghi. Università](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020305/5c6a369609d3f25e418c2324/html5/thumbnails/20.jpg)
GraiNit– Rx Grains
![Page 21: Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera ... · Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera maidicola Paolo Berzaghi. Università](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020305/5c6a369609d3f25e418c2324/html5/thumbnails/21.jpg)
Analisi in campo
• Tecnica NIT (trasmissione)• Cella a flusso continuo brevettata• 7 letture al secondo• Analisi georeferenziata (GPS)• Analisi georeferenziata (GPS)
![Page 22: Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera ... · Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera maidicola Paolo Berzaghi. Università](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020305/5c6a369609d3f25e418c2324/html5/thumbnails/22.jpg)
Analisi della granella• Dipende molto dall’impiego:
– Zootecnico : SS, PG, EE, NDF, Amido (NIR)
– Bioetanolo: screening all’ingresso per il – Bioetanolo: screening all’ingresso per il potenziale di produzione di etanolo
![Page 23: Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera ... · Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera maidicola Paolo Berzaghi. Università](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020305/5c6a369609d3f25e418c2324/html5/thumbnails/23.jpg)
Analisi della granella• Vitrosità delle granelle – produzione grits
Rsq=0.90
Ngonyamo-Majee e coll, 2008
![Page 24: Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera ... · Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera maidicola Paolo Berzaghi. Università](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020305/5c6a369609d3f25e418c2324/html5/thumbnails/24.jpg)
NIR e MicotossineFumonisine
(Berardo e coll. 2005)
![Page 25: Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera ... · Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera maidicola Paolo Berzaghi. Università](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020305/5c6a369609d3f25e418c2324/html5/thumbnails/25.jpg)
NIR e MicotossineFumonisine
Predizione NIT della Fumonisina (ppm)
R2 = 0.6994
20
25
30
-5
0
5
10
15
20
0 10 20 30
NIT
LAB
![Page 26: Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera ... · Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera maidicola Paolo Berzaghi. Università](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020305/5c6a369609d3f25e418c2324/html5/thumbnails/26.jpg)
NIR e MicotossineAflatossine
(Fernandez-Ibanez e coll. 2008)
![Page 27: Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera ... · Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera maidicola Paolo Berzaghi. Università](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020305/5c6a369609d3f25e418c2324/html5/thumbnails/27.jpg)
NIR e MicotossineAflatossine
![Page 28: Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera ... · Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera maidicola Paolo Berzaghi. Università](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020305/5c6a369609d3f25e418c2324/html5/thumbnails/28.jpg)
NIR e micotossine
• E’ veramente possibile quantificare micotossine a livello di ppb?
• Se una sostanza pura assorbe 2 ABS U (NIR)• 100 ppb di quella sostanza avrebbero un picco
di assorbanza di: 0.000000002 ABS Udi assorbanza di: 0.000000002 ABS U• Non esiste strumentazione NIR commerciale
che arriva a tale sensibilità
![Page 29: Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera ... · Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera maidicola Paolo Berzaghi. Università](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020305/5c6a369609d3f25e418c2324/html5/thumbnails/29.jpg)
NIR e micotossine
• Le relazione NIR/NIT-micotossine è di tipo indiretto non per l’assorbanza della molecola.
• Cariossidi infette sono:• Cariossidi infette sono:• Con minor peso specifico• Più leggere• Variazioni del colore
![Page 30: Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera ... · Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera maidicola Paolo Berzaghi. Università](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020305/5c6a369609d3f25e418c2324/html5/thumbnails/30.jpg)
Distribuzione micotossine
• L’infezoine funginea e la contaminazione è puntiforme, non omogenea……
![Page 31: Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera ... · Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera maidicola Paolo Berzaghi. Università](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020305/5c6a369609d3f25e418c2324/html5/thumbnails/31.jpg)
Analisi per singola cariosside?
Pearson e Wiklow, 2006
![Page 32: Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera ... · Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera maidicola Paolo Berzaghi. Università](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020305/5c6a369609d3f25e418c2324/html5/thumbnails/32.jpg)
Analisi per singola cariosside
Fumonisina, ppm
Scarto Riduzione %
Iniziale Finale Eliminate Abbattimento
Pearson e Wiklow, 2006
Basso 5.8 1.7 0.4 24 78.6
Alto 12.7 7.3 1.3 48 75.8
![Page 33: Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera ... · Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera maidicola Paolo Berzaghi. Università](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020305/5c6a369609d3f25e418c2324/html5/thumbnails/33.jpg)
Analisi per singola cariosside
Aflalatossina, ppb
Scarto Riduzione %
Iniziale Finale Eliminate Abbattimento
Pearson e Wiklow, 2006
Basso 5.8 1301 330 17669 75.6
Alto 12.7 1235 155 8607 87.6
![Page 34: Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera ... · Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera maidicola Paolo Berzaghi. Università](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020305/5c6a369609d3f25e418c2324/html5/thumbnails/34.jpg)
Selezionatrici….?
![Page 35: Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera ... · Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera maidicola Paolo Berzaghi. Università](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020305/5c6a369609d3f25e418c2324/html5/thumbnails/35.jpg)
![Page 36: Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera ... · Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera maidicola Paolo Berzaghi. Università](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020305/5c6a369609d3f25e418c2324/html5/thumbnails/36.jpg)
![Page 37: Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera ... · Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera maidicola Paolo Berzaghi. Università](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020305/5c6a369609d3f25e418c2324/html5/thumbnails/37.jpg)
![Page 38: Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera ... · Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera maidicola Paolo Berzaghi. Università](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020305/5c6a369609d3f25e418c2324/html5/thumbnails/38.jpg)
![Page 39: Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera ... · Impiego di tecniche rapide (e non distruttive) di analisi nella filiera maidicola Paolo Berzaghi. Università](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020305/5c6a369609d3f25e418c2324/html5/thumbnails/39.jpg)
Conclusioni
• Metodi rapidi di analisi sono funzionali ad una moderna maiscoltura.
• Le tecnologie (e.g.NIR/NIT e XRF) sono disponibili sul mercato, ma non sempre disponibili sul mercato, ma non sempre accessibili dal singolo
• Nuovi strumenti come le selezionatrici potranno migliorare sensibilmente la capacità di immettere sul mercato prodotti sempre più sani.