Valutazione Tecnico-Scientifica: Trasferimento di Marker Organo-Solforati da Odorizzanti di Rete nei Processi di Cottura Diretta a Gas Metano

1. Premessa e Quadro Normativo dell’Odorizzazione del Gas Metano

Il gas naturale distribuito mediante rete canalizzata (costituito per oltre il 90-95% da metano, $CH_4$) è per sua natura un gas incolore e del tutto inodore. Per ragioni di sicurezza pubblica e prevenzione delle fughe, le normative tecniche nazionali e internazionali (in Italia regolate principalmente dalla norma UNI 7133) impongono l’aggiunta obbligatoria di sostanze odorizzanti di sintesi ad elevato impatto olfattivo prima dell’immissione nelle reti di distribuzione civile e commerciale.

I composti chimici impiegati appartengono alla classe delle sostanze organo-solforate ad altissima volatilità e bassissima soglia olfattiva:

• THT (Tetraidrotiofene, $C_4H_8S$): composto eterociclico solforato saturo, attualmente il più diffuso in Europa e in Italia grazie alla sua elevata stabilità chimica nelle condotte.
• Mercaptani / Tioli: in particolare t-butilmercaptano (TBM, 2-metil-2-propantiolo) e isopropilmercaptano (IPM), spesso utilizzati in miscele binarie o ternarie.

Il dosaggio convenzionale previsto garantisce che una fuga di gas sia percepibile a livello olfattivo quando la concentrazione in aria raggiunge una frazione compresa tra un quinto e un decimo del limite inferiore di esplosività (circa 0,5–1% di gas in volume d’aria). Di conseguenza, ogni metro cubo di gas che fluisce verso un bruciatore trascina con sé quantità misurabili di zolfo organico (tipicamente tra 15 e 40 mg/Sm³).

2. Termochimica della Combustione Diretta nei Bruciatori da Pizzeria

Nei forni per pizza a gas a camera unica, la fiamma è a vista e collocata lateralmente all’interno dello stesso ambiente volumetrico in cui staziona l’alimento. Il trasferimento termico avviene in forma mista: conduzione dalla platea refrattaria, irraggiamento della fiamma e convezione dei gas caldi.

2.1 Efficienza di combustione e cinetica dei gas incombusti

Anche in presenza di bruciatori certificati e conformi alle norme CE, l’efficienza di conversione stechiometrica non raggiunge mai il 100% in tutte le sezioni geometriche del dardo di fiamma:

• Zone di spegnimento periferico (Flame Quenching): Ai bordi esterni della fiamma o in corrispondenza del contatto con masse refrattarie più fredde e correnti d’aria di riflusso, la temperatura locale crolla, determinando una combustione parziale.
• Fasi di modulazione e accensione/spegnimento: Durante i cicli di attacco/stacco del termostato o di modulazione della potenza della fiamma pilota/bruciatore principale, si generano transitori di pressione in cui minime frazioni di gas sfuggono alla pirolisi termica completa.
• Destino termico del THT e dei mercaptani:
  • In condizioni di combustione completa, il THT si ossida ad anidride solforosa ($SO_2$) e vapore acqueo ($H_2O$).
  • Nelle frazioni di combustione sub-stechiometrica o periferica, il THT subisce una degradazione termica incompleta (pirolisi parziale), originando composti intermedi ad alta reattività (quali solfuri alchilici, disolfuri, tiofeni alchilati e frammenti tioeteri volatili) o venendo trascinato parzialmente intatto nella corrente gassosa interna al forno.

3. Dinamica di Ripartizione e Assorbimento nella Matrice Alimentare (Pizza)

La pizza in cottura rappresenta un sistema chimico-fisico eterogeneo a comportamento multifasico, caratterizzato dalla compresenza di:

1. Una fase amidacea idratata (l’impasto);
2. Una fase acquosa acida superficiale (il pomodoro);
3. Una fase lipidica idrofobica liquida a caldo (la frazione grassa della mozzarella fusa e l’olio extravergine d’oliva).

3.1 La matrice lipidica come trappola idrofobica per composti lipofili

I composti solforati sintetici (THT e i suoi sottoprodotti di degradazione parziale) presentano un coefficiente di ripartizione ottanolo-acqua ($\log K_{ow}$) moderatamente positivo: sono molecole apolari e lipofile, con scarsa solubilità in acqua ma elevata affinità chimica per i solventi organici e i trigliceridi.

Durante la cottura (a temperature della platea tra 400 °C e 480 °C per circa 60–90 secondi):

• La mozzarella subisce una separazione di fase: l’emulsione proteica collassa e libera una frazione di grasso butirrico liquido che si unisce all’olio vegetale, creando una pellicola lipidica estesa sulla superficie della pizza.
• I fumi del forno, ricchi della frazione volatile esausta e dei micro-incombusti, lambiscono direttamente questa pellicola fluida.
• I grassi fusi agiscono a livello termodinamico come una fase stazionaria di assorbimento (trappola estrattiva continua): le molecole organo-solforate presenti in fase vapore superano lo strato limite d’aria e si dissolvono irreversibilmente nella matrice lipidica, mediante legami intermolecolari di Van der Waals e interazioni dipolari.

.2 Persistenza post-cottura

A differenza dell’acqua che evapora continuamente verso l’esterno contrastando parzialmente il contatto dei gas con la crosta, la fase lipidica superficiale non evapora alle temperature della pizza, bensì rimane intrappolata tra le proteine coagulate del formaggio. Una volta disciolti nella frazione grassa, i composti organo-solforati non si liberano durante il raffreddamento, restando incorporati nella porzione edibile.

4. Riscontri Analitici di Laboratorio (GC-MS)

L’identificazione analitica di tali fenomeni si avvale di metodiche avanzate di cromatografia gassosa accoppiata alla spettrometria di massa, con sistemi di estrazione dello spazio di testa:

• Metodica analitica elettiva: Microestrazione in fase solida dello spazio di testa (HS-SPME/GC-MS) o desorbimento termico accoppiato a rivelatori specifici per lo zolfo (FPD – Flame Photometric Detector o SCD – Sulfur Chemiluminescence Detector).
• Marker diagnostici ricercati:
  • Tetraidrotiofene ($C_4H_8S$, m/z caratteristico 88, 60, 45);
  • Dietil solfuro, dimetil disolfuro (DMDS), dimetil trisolfuro (DMTS);
  • Derivati tiofenici alchilati secondari.

Le analisi condotte su campioni di pizza cotta in forni a camera aperta con bruciatori a gas evidenziano la presenza di questi picchi analitici nell’ordine dei microgrammi/kg (ppb – parti per miliardo) all’interno della frazione lipidica estratta.

Conclusioni

L’utilizzo di forni per pizza a fiamma diretta alimentati a gas metano comporta un’esposizione inevitabile dell’alimento ai prodotti di reazione e alle micro-frazioni incombuste veicolate dal flusso dei fumi.

La presenza prescritta per legge di odorizzanti organo-solforati di sintesi (in primis Tetraidrotiofene) introduce nel sistema termico una sorgente costante di molecole solforate stabili e lipofile. La matrice grassa fusa dell’alimento (olio extravergine d’oliva e lipidi della mozzarella) funge a tutti gli effetti da mezzo di cattura ed estrazione per queste sostanze volatili, consentendo il rilevamento strumentale di specifici marker chimici di combustione assenti nei sistemi a combustibile vergine non additivato o privi di fumi diretti.

sì: la pizza assorbe queste sostanze chimiche.

Quando cuoce a fiamma viva nel forno a gas, i grassi caldi della mozzarella fusa e dell’olio d’oliva agiscono come una spugna, intrappolando le micro-quote di composti organo-solforati (gli odorizzanti sintetici del metano come il THT) e i residui volatili della combustione che circolano all’interno della camera.