Un progetto di ricerca che si trasforma in un vantaggio tangibile per gli operatori di settore, con la realizzazione di un laboratorio portatile che abilita il controllo in tempo reale della qualità di vino e olio made in Italy, fin dalla vigna e dall’oliveta, grazie anche a tecniche avanzate di Data Science e Machine Learning. Ci ha lavorato la società di data science che supporta enti pubblici e privati nello sviluppo di strumenti basati sull’intelligenza artificiale per estrarre valore dai dati, Kode, in collaborazione con il team di ricerca del Dipartimento di Scienze Agrarie, Alimentari e agro-ambientali dell’Università di Pisa guidato dal prof. Fabio Mencarelli all’interno del progetto di ricerca VIOLoC, acronimo di “Analisi di VIno e OLio mediante un Laboratorio on-Chip (LoC) a remote connectivity (clouding)”. Ad essere coinvolti in qualità di partner anche l’Università della Tuscia e CNR-Nano Pisa con l’obiettivo di sviluppare un Lab on Chip (LoC) basato su microfluidimetria per analizzare i polifenoli di vino e olio.
Un nuovo sistema di microsensoristica per misurare e garantire la qualità di vini e olii made in Italy
La concentrazione polifenolica è, infatti, un indicatore fondamentale della maturazione dell’uva o del succo d’oliva. Pertanto, lo sviluppo di un sistema in grado di monitorare costantemente il contenuto di polifenoli è cruciale per l’enologia e l’elaiotecnica di precisione basata su una microbilancia a cristalli di quarzo con monitoraggio della dissipazione (QCM).
Come si legge nella nota stampa rilasciata da Kode, questo sistema integrato ad alta precisione permetterà alle aziende come Sensi – noti produttori vitivinicoli toscani coinvolti attivamente nel progetto – di ridurre i costi di laboratorio garantendo al contempo una qualità elevata dei loro vini sul mercato attraverso un’analitica fine e numericamente consistente.
Per sviluppare questo sistema è stato condotto uno studio che ha permesso la calibrazione dei sensori e la verifica su campioni naturali e adulterati. Il che ha portato alla creazione di un metodo per misurare i polifenoli totali nel mosto d’uva e nel vino, monitorando in tempo reale la maturazione degli acini, la macerazione/fermentazione e l’evoluzione del vino. La stessa tecnica si è rivelata efficace anche nel campo dell’oleificazione, per il controllo della maturazione del succo di oliva e dell’olio durante il processo di estrazione.
Il biosensore QCM (Quartz Crystal Microbalance) rappresenta un passo avanti rispetto al prototipo oggetto del precedente studio pubblicato nell’agosto 2023, al quale Kode ha partecipato. Il nuovo sensore utilizza, infatti, una tecnologia innovativa che consente di monitorare l’adesione molecolare in tempo reale in ambiente liquido. Le sue caratteristiche lo rendono più semplice da usare, compatto e portatile rispetto al precedente modello. Può essere utilizzato sia in modalità standalone che integrato in apparecchiature per la vinificazione o per la molitura.
Monitoraggio e analitiche in tempo reale per il made in Italy grazie a Data Science e Machine Learning
Oltre a ciò, il progetto VIOLoC ha previsto anche la creazione di un dispositivo di connettività di rete in modo da permettere agli operatori di elaborare le informazioni raccolte dal dispositivo o in azienda da remoto (clouding), velocizzando così il sistema e riducendo i costi analitici aziendali.
Il sistema di cloud computing, interamente progettato e realizzato da Kode, include un server (che da un lato espone le operazioni di analisi e dall’altro interfaccia le applicazioni client, mobile e webapp, con il servizio di analisi e il database), ma anche due elementi di uso quotidiano per agricoltori e operatori della cantina: il VIOLoC Scanner, applicazione Android utilizzata assieme all’apposito supporto per la raccolta dei dati delle analisi, e la VIOLoC Webapp, interfaccia utente attraverso la quale è possibile esplorare le analisi e visualizzare le informazioni relative ai campioni raccolti.
Grazie a questo sistema, gli operatori potranno visualizzare in tempo reale, quale che sia luogo e
strumento di connessione, i dati acquisiti con le analisi in vigna e nelle cantine, oltre che la
visualizzazione grafica dei risultati, ottenuta dall’elaborazione in cloud di questi dati.
L’integrazione di tecniche avanzate di Data Science e Machine Learning permette agli utenti di avere immediatamente a disposizione l’indicazione del valore di concentrazione dei polifenoli espresso in grammi per litro, indicando chiaramente il livello di qualità del prodotto made in Italy.
Claderisi, Kode abbatte i costi e le distanze per enologia e olivicoltura
Marco Calderisi, CEO di Kode, commenta: “Siamo fieri di aver contribuito alla realizzazione di questo progetto, molto importante per il mondo del controllo qualità in ambito enologico. Si tratta di un sistema complesso, ma reso di semplice utilizzo che, non solo permetterà alle aziende di ridurre i costi di analisi (evitando, per cominciare, i continui trasferimenti dalle aziende ai laboratori per il prelievo dei campioni), ma consentirà anche di mettere a disposizione degli enologi attraverso un semplice smartphone o tablet, tutte le informazioni sulle analisi in tempo reale”.
Segnali cloud e impatto ambientale ridotto secondo il Prof. Mencarell
Il Prof. Fabio Mencarelli del Dipartimento di Scienze agrarie, alimentari e agro-ambientali e
coordinatore del progetto VIOLoC, aggiunge: “Un approccio che è stato considerato veramente
innovativo, fin dalla presentazione del progetto al bando FISR 2019. Credevamo veramente che
fosse finito il tempo di movimentare campioni per le analisi e fosse il tempo di far viaggiare segnali in cloud con possibilità di avere risposte analitiche immediate, risparmiando quindi tempo e soldi, con minor impatto ambientale. Una sfida che abbiamo vinto per l’analisi dei polifenoli grazie al contributo dei tre partner progettuali e con la collaborazione di Kode”.
