Authentication of beef from a Brazilian Cerrado terroir using elemental fingerprints and machine learning

Nel mondo del cibo, il luogo in cui vive un animale e il modo in cui viene allevato lasciano un segno permanente sulla sua carne. Questo concetto, noto come terroir, è solitamente associato al vino, dove suolo, clima e tradizioni agricole locali si combinano per creare un sapore unico che non può essere replicato altrove. Gli scienziati sospettano da tempo che lo stesso principio si applichi alla carne bovina. Proprio come una vite assorbe minerali dalla terra, il bestrame assorbe elementi chimici dal suolo, dall'acqua e dalle piante che consuma. Questi elementi diventano parte dei tessuti dell'animale, creando una firma chimica che funge da impronta digitale naturale. Se i ricercatori riescono a leggere questa impronta, possono dimostrare esattamente da dove proviene un pezzo di carne, proteggendo i consumatori dalle frodi e aiutando gli agricoltori a dimostrare la qualità unica dei loro prodotti.

Un team di ricercatori in Brasile ha deciso di testare questa idea utilizzando carne bovina proveniente dal Cerrado, una vasta bioma di savana tropicale che copre una grande porzione del paese. Sebbene il Cerrado sia il cuore dell'industria del bestiame in Brasile, è un paesaggio immenso e variegato. I ricercatori volevano sapere se avrebbero potuto distinguere la carne bovina di un'operazione agricola specifica e di alta qualità all'interno del Cerrado dalla carne prodotta da altre aziende agricole della stessa regione generale. Si sono concentrati su un'azienda chiamata Beef Passion, che gestisce il proprio bestiame attraverso un sistema completamente integrato dalla nascita alla macellazione, creando un ambiente di produzione distinto. Per trovare la risposta, non si sono affidati al gusto o all'olfatto, ma alla reale composizione chimica della carne. Hanno raccolto campioni del muscolo bicipite femorale, un taglio pregiato noto come picanha, dall'operazione di Beef Passion e da altri cinque comuni attraverso il Cerrado che rappresentavano produzioni più tipiche e non specializzate.

Per svelare la storia chimica nascosta della carne, gli scienziati hanno utilizzato due potenti strumenti analitici. In primo luogo, hanno impiegato una tecnica chiamata analisi per attivazione neutronica, che consiste nel bombardare piccoli campioni di carne essiccata con neutroni in un reattore nucleare per far sì che gli elementi all'interno brillino di radiazione, permettendo un'identificazione precisa. Hanno anche utilizzato un metodo chiamato spettrometria di massa a plasma accoppiato induttivamente per vaporizzare il campione e misurare il peso dei suoi atomi. Questi metodi hanno permesso loro di rilevare e misurare le quantità di quattordici diversi elementi chimici presenti nella carne bovina, inclusi minerali come calcio, ferro e zinco, nonché oligoelementi come rubidio e cromo. Quando hanno confrontato i risultati di entrambi i metodi, hanno scoperto che concordavano perfettamente, confermando che i dati erano affidabili.

I ricercatori si sono poi trovati di fronte a una sfida: potevano distinguere i cinque diversi luoghi non specializzati all'interno del Cerrado? Quando hanno provato a usare algoritmi informatici per classificare la carne in base alla sua specifica città di origine, i risultati sono stati scarsi. I profili chimici della carne di queste diverse città erano troppo simili tra loro per essere distinti, probabilmente perché le pratiche agricole e le condizioni ambientali in quelle aree erano troppo simili. Tuttavia, quando i ricercatori hanno raggruppato tutti questi campioni non specializzati e li hanno confrontati con i campioni di Beef Passion, il quadro è cambiato drasticamente. I modelli informatici, che fungono da sofisticati strumenti di riconoscimento di pattern, sono stati in grado di separare i due gruppi con perfetta chiarezza.

Lo studio ha rivelato che il terroir della carne di Beef Passion possedeva un profilo elementare distinto che la differenzava dal resto della regione. I modelli informatici hanno raggiunto una precisione del cento per cento nell'identificare a quale gruppo apparteneva un campione, il che significa che non ci sono stati errori nella classificazione. L'analisi ha indicato due elementi specifici come chiave per questa distinzione: il rubidio e il cromo. La carne bovina del particolare terroir conteneva livelli significativamente più alti di rubidio e livelli più bassi di cromo rispetto alla carne delle altre località. Sebbene le ragioni esatte di questa differenza siano complesse, i ricercatori suggeriscono che ciò derivi dalla combinazione unica di composizione del suolo, vegetazione e pratiche di gestione presso l'azienda Beef Passion, che ha influenzato il modo in cui gli animali hanno assorbito questi minerali.

Questa scoperta dimostra che le uniche condizioni ambientali e gestionali di un determinato terroir possono effettivamente imprimere una firma chimica rilevabile sulla carne bovina. Lo studio suggerisce che, misurando un piccolo set di elementi, è possibile autenticare l'origine di carne bovina di alto valore con assoluta certezza. Questa capacità offre uno strumento potente per verificare l'identità di prodotti che si basano sulla loro origine geografica per il loro valore, garantendo che la storia sull'etichetta corrisponda alla realtà nel pacchetto. La ricerca conferma che il Cerrado non è solo una fonte uniforme di carne bovina, ma un paesaggio dove regioni specifiche e ben gestite possono produrre carne con un'identità chimica tutta propria.