QUANTITÀ di STIMOLI

Si calcola che oltre dieci milioni di byte giungano ogni secondo dal mondo esterno al nostro cervello. Ci domandiamo come sia possibile riuscire a elaborare una tale massa di dati in pochissimo tempo. In realtà, la nostra capacità ricettiva esclude molte forme di energia che, per intensità e qualità, possono condizionarci l’esistenza. 
A livello visivo non percepiamo l’infrarosso o l’ultravioletto, in quanto energia elettromagnetica al di fuori della lunghezza d’onda del visibile; a livello uditivo non sentiamo gli ultrasuoni in quanto onde sonore al di fuori della gamma del percepibile, come pure possiamo non avvertire l’odore o il sapore di certe sostanze se inferiore (o superiore) a determinate intensità. Questo limite entro cui lo stimolo diventa percepibile è chiamato soglia di percezione.

Per soglia di percezione s’intende la quantità minima di una sostanza necessaria perché essa venga percepita, ovvero corrisponde a un livello di stimolo che genera una certa intensità di percezione. In pratica è un parametro per misurare la sensibilità. 
La differenza di soglia esistente fra le persone spiega solo in parte ciò che noi chiamiamo soggettività. 
Innanzitutto, nella degustazione c’interessa la soglia di identificazione, ossia il livello minimo in corrispondenza del quale non solo si avverte qualcosa, ma quel qualcosa è identificato con la corretta etichetta semantica. Il valore più interessante è proprio la soglia d’identificazione: serve a valutare la sensibilità dei degustatori rispetto a una media stabilita con un gran numero di persone. Permette inoltre di calcolare il numero di unità olfattive (vedi sotto) che indicano il rapporto tra la concentrazione di una determinata sostanza, rispetto alla concentrazione corrispondente alla soglia d’identificazione. 
Malgrado le imprecisioni di questi calcoli, derivanti dall’enorme variabilità delle soglie a seconda delle persone, l’esistenza di interferenze, sinergie e antagonismi, la conoscenza delle soglie è uno strumento efficace per mettere in evidenza i vantaggi e/o gli inconvenienti di tale sostanza.

Madre natura ha dotato ognuno di noi di diverse potenzialità sensoriali, legate alla quantità e qualità di recettori presenti negli organi di senso e alla loro capacità di rigenerarsi. Tuttavia, sembra che queste potenzialità non siano migliorabili più di tanto durante la nostra esistenza, anzi, peggiorino con l’avanzare dell’età e con l’uso di agenti alteranti, come ad esempio il fumo. 
Ciò che può migliorare con l’allenamento, l’attenzione, la memoria e l’esperienza è la capacità di identificare con precisione la sensazione avvertita, riuscendo idealmente a far coincidere la soglia di identificazione con quella di percezione. 
Ecco che quella sensazione confusa che avvertivo ma alla quale non sapevo dare un nome, con l’esercizio dell’assaggio e una maggiore attenzione, posso ora identificarla con esattezza. La soglia di percezione può modificarsi temporaneamente per ragioni di salute; quella di identificazione è condizionata dall’umore, dall’attenzione, dalle condizioni di concentrazione del momento, dalla stanchezza fisica e mentale. 
Pertanto, nelle degustazioni tecniche, si dovrebbero ripetere gli assaggi in giornate diverse e con un differente ordine di servizio dei vini. 

Anche fenomeni di sinergia, di soppressione, di esaltazione o di ibridazione di singole molecole percepite nel medesimo momento possono a loro volta modificare la nostra sensibilità a prescindere dalla soglia di percezione delle singole molecole (una miscela di odori è diversa dalla somma dei singoli odori). 
La temperatura di servizio (la volatilità delle molecole odorose è maggiore a temperature più elevate, a temperature più basse vengono enfatizzate le sensazioni amare e astringenti, etc.) è un altro fattore condizionante, come pure influenzano la volatilità dei composti odorosi la forma e le dimensioni del bicchiere. 
Se a ciò aggiungiamo anche la differenza di soglia di percezione fra olfatto e gusto – la prima è migliaia di volte più bassa rispetto alla seconda – la questione del gusto personale appare in tutta la sua complessità. 

TECNICAMENTE 

Perché si verifichi la sensazione olfattiva e gustativa, occorre, una sufficiente quantità di stimoli. 

Per permettere la percezione, per riconoscere cioè lo stimolo ed identificare la sensazione è necessaria una concentrazione maggiore. 

Per indicare le caratteristiche specifiche delle differenti sostanze aromatiche, si utilizza la nozione di «soglia» che è sempre riferita ad un dato mezzo (acqua, soluzione idroalcolica, vino bianco, vino rosso). 

I vari tipi di soglie vengono così definiti: 

• la soglia di sensazione (di acuità o di rilevazione) è la quantità (o concentrazione) minima del composto (lo stimolo) che provoca una sensazione e permette di affermare: “C’è un odore”; ovvero la concentrazione minima, a partire dalla quale, in un test triangolare, 50% dei degustatori riconoscono la presenza di una sostanza odorosa, senza che, tuttavia, siano necessariamente capaci di identificarne l’odore. 
• la soglia di percezione (d’identificazione o di riconoscimento) è la quantità (o concentrazione) minima del composto (lo stimolo) che permette di caratterizzarlo e di dichiarare ad esempio: “C’è un odore di fragola”.
• la soglia differenziale è la quantità (o concentrazione) minima del composto (lo stimolo) che bisogna aggiungere a una quantità già esistente per poter riconoscere una differenza. Tale quantità cresce con la quantità iniziale.
• la soglia di piacere (di preferenza) è la quantità massima giudicata piacevole, al di là della quale l’odore di un composto è giudicato negativamente.
• la soglia di rifiuto è la quantità massima giudicata accettabile, ma se si eccede, la sensazione è spiacevole.
• la soglia di saturazione. A questo stadio, si sente l’odore (si dice ad esempio: “Sento la rosa”) senza poter fare la differenza con un altro campione.

Come si diceva sopra, tali soglie possono variare secondo le condizioni (temperatura…), i prodotti che contengono la sostanza da analizzare (acqua, acqua alcolizzata, vino bianco/rosso, leggero/forte…) e gli individui. Si considerano i valori rilevati in condizioni standardizzate dal 50% di un gruppo sufficiente di assaggiatori. 
Queste soglie non permettono di dire se un vino è due volte migliore di un altro. Non si percepisce affatto un’ “intensità doppia” assaporando una soluzione di 10 grammi per litro rispetto ad una soluzione di 5 grammi per litro. Questa non linearità è accertata sia dalle nostre impressioni sia dalle misure elettriche dei segnali trasmessi dai neuroni isolati e dai nervi. 

A partire dalla soglia di percezione, si definiscono alcune unità di lavoro: 

– l’indice aromatico (IA) (o numero di unità olfattive, UO) è uguale al rapporto tra la concentrazione nel vino analizzato e la soglia di percezione. 

Se IA > 1, il composto influisce (molto probabilmente) sull’aroma del vino. 
Se IA < 1, il composto non influisce direttamente sull’aroma ma può tuttavia svolgere un ruolo nascosto. 

Bisogna anche distinguere le soglie di percezione, di gradimento (o di scelta per preferenza) e di rifiuto. Gli scarti tra queste soglie sono molto variabili secondo i tagli, i vini, i degustatori. L’allenamento sensoriale e semantico – vale a dire l’attitudine a differenziare e definire in modo preciso una determinata sostanza – modifica di molto queste soglie: se viene definito come “cattivo odore” sarà più velocemente rifiutato, mentre un “buon odore” sarà più velocemente rilevato e valutato.
La sensibilità gustativa ai quattro sapori elementari è ben studiata. Si possono proporre delle soglie d’identificazione, solitamente fisse, le quali permettono di verificare la sensibilità “normale” di un certo individuo, ad un certo sapore.

Una sostanza odorosa può essere avvertita solo quando raggiunge una concentrazione minima, denominata limite di soglia, al di sotto della quale non provoca alcuno stimolo nel sistema ricettivo.
La percezione dell’odore ha una base oggettiva, essendo determinata dal contatto delle molecole odorose con un particolare tessuto a livello della mucosa nasale; ma la sensazione dell’odore è invece alquanto soggettiva. 
Ogni percettore di un odore ne avverte, accanto alla intensità, anche il cosiddetto tono edonico: lo considera cioè più o meno gradevole, o sgradevole, o indifferente. 
Inoltre la sensibilità individuale agli odori, intesa come capacità di avvertirne la presenza e di riconoscerne la natura (prescindendo quindi dalla attribuzione del giudizio di valore) è molto variabile; tanto che le definizioni delle soglie di avvertibilità vengono sempre date su base statistica.

In concreto, si definiscono diversi tipi di soglia: 

– soglia assoluta di percezione (ATC – absolute threshold concentration) ossia la concentrazione di sostanza nell’aria alla quale il 50% del gruppo di valutazione avverte la presenza di un odore); 

– soglia di riconoscimento al 50%, ossia la concentrazione alla quale il 50% del gruppo di valutazione riconosce la presenza di una specifica sostanza odorosa; 

– soglia di riconoscimento al 100%, ossia la concentrazione alla quale il 100% del gruppo di valutazione riconosce la presenza di una specifica sostanza odorosa; 

– numero-soglia dell’odore, espresso dal numero di volte che un dato volume di sostanza odorosa deve essere diluito (con aria pura e priva di odore) per essere percepito dal 50% del gruppo di valutazione. 

In letteratura i valori di soglia sono normalmente indicati come ATC. 

Valori dei limiti di percettibilità olfattiva varie sostanze odorose

Valori di soglia olfattiva di alcuni composti aromatici in acqua

Un parametro indicativo della capacità di diffusione di un odore è la grandezza adimensionale Odor Index (O.I.), definita come rapporto tra la tensione di vapore della sostanza nelle condizioni ambientali prescelte e la soglia di riconoscimento al 100% dell’odore della sostanza. 

L’O.I. può essere ritenuto il più significativo parametro di quantificazione del potere osmogeno, in quanto combina tale soglia con la tendenza a diffondersi nell’ambiente espressa mediante la tensione di vapore. 

Le sostanze nelle quali l’Odor Index è più elevato appartengono alla categoria dei mercaptani; l’isopropilmercaptano ha O.I. intorno a un miliardo. Superiore a 10⁸ è l’O.I. dei mercaptani etilico e propilico; intorno a 0,5 x 10⁸ è l’O.I. dei mercaptani metilico e butilico. 
Meno odorosi ma pur sempre dotati di elevato O.I. sono i solfuri organici e lo stesso idrogeno solforato. Superano 10⁸ gli O.I. di alcuni alcheni, il più odoroso dei quali è l’1-pentene. 
Superiore a 10⁷ è l’O.I. di alcuni acrilati e butirrati a basso peso molecolare; tra 10⁷ e 10⁶ si collocano gli O.I. di aldeidi a basso peso molecolare come la formica, acetica, propionica, butirrica, nonché di eteri come l’etilico e l’isopropilico. 
Intorno a 10⁶ stanno gli O.I. delle ammine alifatiche; intorno a 10⁵ quelli di alcuni chetoni, quali il metilisoamilchetone e il 2-eptanone e di alcuni acidi, come il propionico, valerico, caprilico. 
A valori decisamente più bassi troviamo gli O.I. degli altri chetoni, degli idrocarburi aromatici (con l’eccezione del tetrametilbenzene, molto odoroso), degli alcani (con l’eccezione dell’isobutano), degli alcoli, dei fenoli e degli acetati (con l’eccezione dell’isoamilacetato). 
Appresso sono riportate le soglie di riconoscimento al 100% e gli Odor Index dell’etilmercaptano e dell’idrogeno solforato. 
Appare evidente come l’idrogeno solforato, pur avendo una soglia di riconoscimento circa 200 volte superiore rispetto all’etilmercaptano, ha un O.I. pari a circa 1/6 di quello dell’etilmercaptano: le loro capacità osmogene sono quindi abbastanza vicine.

 Soglia di riconoscimento al 100% e Odor Index

Gascromatografia/olfattometria 
La tecnica dell’olfattometria abbinata alla gascromatografia (GCO) è una metodogia analitica di recente introduzione, che permette di identificare con precisione le caratteristiche delle varie molecole aromatiche. 
Ad un gascromatografo tradizionale viene inserito, in parallelo al detector, una “porta” olfattiva. Si tratta di un dispositivo che convoglia parte del flusso gassoso contenete il campione in esame, opportunamente umidificato e termostatato, al naso di un operatore che ne percepisce la tipologia aromatica. 
La percezione della sostanza in esame avviene esattamente in contemporanea ad un detector tradizionale che la identifica chimicamente e ne registra la quantità esatta. La peculiarità di questa metodologia di indagine è di inviare al naso dell’operatore i singoli composti in purezza, essendo stati precedentemente separati dal sistema gascromatografico. 
In tal modo è più semplice identificare le qualità aromatiche delle singole sostanze, che arrivano all’operatore in successione. 
L’apparato olfattivo umano è particolarmente sensibile e risulta in grado di riconoscere sostanze presenti anche solamente in tracce e pertanto non misurabili con i metodi tradizionali. 

Odor-flavor Unit 
Nel creare un profilo aromatico non interessa tanto la classificazione delle sostanze volatili e la loro concentrazione, ma l’individuazione di quelle fondamentali per la creazione dell’aroma, ovvero quelle che concorrono in misura predominante allo formazione del profumo complessivo di un alimento, come ad esempio un vino. 
La tecnica usata per misurare l’intensità dei vari componenti è la Odor-flavor Unit; sebbene quest’ultima non sia del tutto nuova, soltanto negli ultimi anni, in concomitanza con lo sviluppo di metodi analitici in grado di supportarla e di renderla il più possibile oggettiva, come la gascromatografia applicata allo sniffing-sensoriale, si cominciano a compilare le liste relative alle soglie dì percezione sensoriale per un cospicuo numero di sostanze. 

Con il loro contributo è stato possibile definire concetti nuovi, come la soglia olfattiva delle varie sostanze e le Unità Odorose (UO) o Odor-flavor Unit. 
Il valore di soglia corrisponde alla concentrazione minima della sostanza in esame che può essere avvertita e riconosciuta. Misurando la quantità di sostanza presente in un alimento e dividendola per il valore di soglia olfattiva, si ottiene il numero di UO o O.U. , ovvero il suo impatto aromatico, quanto intenso è quell’odore nell’alimento.

L’aroma globale, anche se in modo semplicistico, sarebbe dato dalla somma delle “Odor Unit” delle singole sostanze:

Si tratta di una rappresentazione schematica, che non considera gli effetti di sinergismo e/o di quenching, ossia l’importanza, nell’aroma, delle sostanze con bassa soglia olfattiva. 

Questi valori, seppur approssimativi e variabili da persona a persona, si sono dimostrati molto utili, soprattutto quando vengono determinati nelle matrici reali e non nell’acqua. 
Considerando che esiste una grande variabilità dei valori di soglia per le varie sostanze aromatiche, risulta molto più significativo esprimere le UO con cui un composto aromatico è presente in un cibo o bevanda, piuttosto che utilizzare misure di concentrazione; in altre parole, in un vino il fatto che una tal molecola aromatica sia presente ad una determinata concentrazione, non ci permette di fare ipotesi sul suo reale impatto sull’olfatto, mentre la conoscenza delle Unità Odorose ci fornisce informazioni molto più significative. 

In questo modo appare immediatamente evidente quali sono le sostanze aromaticamente più attive, che danno l’impronta, la riconoscibilità, il tipico bouquet. 
Queste sostanze vengono appunto chiamate key factor, fattore chiave perché è la loro presenza a connotare l’aroma di un cibo o di una bevanda. 
Graficamente ciò è rappresentato con l’aromagramma, si tratta di un istogramma dove si mettono in relazione il log concentrazione ed il log o.u. da dove è possibile rilevare i componenti maggiormente responsabili dell’aroma.

In questo campione di vino si nota come ad alte concentrazioni non sempre corrispondano elevati valori di “Odor Unit”, come nel caso del 2-esanale, 2-isobutiltiazolo, limonene e dimetildisolfuro. Mente predominano soprattutto il 2-nonenale e l’isovalerianato di butile che impartiscono la nota fresca, fruttata e verde.