AGRIFOOD TOSCANO: QUALITA', BENESSERE E INNOVAZIONE

Ricerche cofinanziate da Regione Toscana. A che punto sono?

Agrifood toscano: qualità, benessere e innovazione

I edizione, Firenze settembre 2016

Edito da Agenzia Toscana Notizie, Regione Toscana

www.toscana-notizie.it

Direttore responsabile Paolo Ciampi

Progetto e coordinamento editoriale: Stefano Busolin e Anna Luisa Freschi

Testi: Anna Luisa Freschi

Videointervista: Simone Cresci

Si ringraziano:

i referenti per i contenuti e le immagini delle ricerche Agrifood: FARFALLA: Alessandro Pozzebon; FISH TRACK: Giacomo Spinsanti; NATURBEN: Enrica Bargiacchi; NUTRIFOROIL: Andrea Serra; OLEAELISIR: Cecilia Faraloni; PAMUF: Alessandro Donati; PROAPI: Francesca Signorini; PRO HUMANAE SALUTIS VACCINIUM: Riccardo Bartoletti; RASUPEA: Roberto Barale; SMARTVINO: Andrea Del Mastio; TILA: Lorenzo Albanese; TOSCOLATA: Claudio Cantini; TOSCO MAGNATUM TRACE: Marco Romi; TRAACTO: Enrica Franchi; TRACS: Rinaldo Rinaldi; URCA: Chiara Casazza; VOLATOSCA: Elisa Masi; WINEFINGER: Rita Vignani.

Martina Brazzini  e Costanza Soda  (settore Diritto allo studio universitario e sostegno alla ricerca - direzione Cultura e ricerca, Regione Toscana)

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Marco Toma (settore Consulenza, formazione e innovazione - direzione Agricoltura e sviluppo rurale, Regione Toscana)

Foto di copertina: prodotti tipici by Deblu68 (Own work) [Public domain], via Wikimedia Commons

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AGRIFOOD TOSCANO:

QUALITA', BENESSERE E INNOVAZIONE

PREFAZIONE

FARFALLA: certificare l'identità storica dei prodotti tipici

FISH TRACK: contro le truffe delle specie ittiche commerciali

NATURBEN: alimenti benefici per pazienti sotto chemioterapia

NUTRIFOROIL: sansa paté possibile alimento per le pecore

OLEAELISIR: l'elisir d'oliva, integratore alimentare e cosmetico anti radicali liberi

PAMUF: l'erba per curare ulcere e ferite

PROAPI: innovazione per conservare il polline fresco

PRO HUMANAE SALUTIS VACCINIUM: il  mirtillo che rallenta il tumore

RASUPEA: contro le cattive abitudini alimentari

L'APP SMARTVINO: l'emozione della storia e del paesaggio di un vino

TILA: sicurezza e qualità per il trattamento dei liquidi agro-alimentari

TOSCOLATA: la cioccolata nutraceutica con ingredienti tipici toscani

TOSCO MAGNATUM TRACE: un marchio per i prodotti di tartufo bianco

TRAACTO: nuovi prodotti alimentari dall'acquacoltura toscana

TRACS: tracciabilità degli alimenti per la tutela dei consumatori

URCA: orti sociali in città a km zero

VOLATOSCA: profumi e sapori della Toscana

WINEFINGER: metodo molecolare e chimico per certificare il Brunello di Montalcino

PREFAZIONE

L'impegno della Regione Toscana per valorizzare e innovare prodotti e processi del settore agro-alimentare regionale:  18 progetti di ricerca cofinanziati dal Piano regionale agricolo e forestale 2012-2015

Prodotti tipici toscani

La Regione Toscana ha cofinanziato attraverso il Piano regionale agricolo-forestale (Praf) 2012-2015 18 progetti di ricerca nel settore agroalimentare toscano. Sono due i bandi Praf che hanno permesso la realizzazione delle 18 ricerche descritte in questo ebook. il bando ricerca agrifood  e il bando ricerca acquacoltura .

"Il bando - spiega l'assessore alla Cultura, Università e Ricerca, Monica Barni - è stato accolto dagli stakeholders con entusiasmo e partecipazione, infatti i 55 progetti presentati erano tutti di qualità e molto interessanti. Per la loro valutazione è stato costituito un nucleo composto da docenti universitari esterni alla rete toscana della ricerca e accreditati dal Miur nelle materie oggetto del bando. In una prima fase sono stati finanziati 12 progetti, ma l’interesse della Regione è stato tale - prosegue Barni - che abbiamo provveduto a stanziare ulteriori risorse per permettere il finanziamento di altri 6 progetti".

"Il ruolo delle università e dei centri di ricerca è stato fondamentale - sottolinea Barni -, perchè ha dato un impulso d'innovazione alle imprese che operano nel settore agroalimentare toscano.

La videointervista  a Monica Barni.

I progetti di ricerca che si sono aggiudicati il finanziamento regionale (graduatorie pubblicate a fine 2014) riguardano prodotti e processi di produzioni agro-alimentari tipiche della Toscana, come il vino, l'olio, il tartufo, il pesce (pesca e acqualcoltura), alcun frutti e specie vegetali di pregio. Le ricerche vertono su temi importanti, come la tracciabilità e la certificazione del prodotto, l'etichettatura dei prodotti, le applicazioni nutraceutiche e terapeutiche di prodotti agricoli con proprietà benefiche per la salute, il miglioramento di processi produttivi, la realizazione di prodotti alimentari innovativi e l'integrazione di alcune filiere produttive.

Le ricerche sono il risultato di una stretta collaborazione fra università, centri di ricerca e imprese della Toscana.

Le informazioni su attività e primi risultati delle ricerche si riferiscono a fine primavera 2016.

FARFALLA: CERTIFICARE L'IDENTITA' STORICA DEI PRODOTTI TIPICI

Un progetto pilota su olivi secolari, viti selvatiche e zafferano per mettere a punto una metodologia di identificazione, valorizzazione e conservazione di specie varietali, della filiera e delle tecniche di coltivazione agricola nella Toscana centro-meridionale

Val d'Orcia

L’agroalimentare è ai primi posti nell’identificazione del made in Italy e sarà sempre più strategico riconoscere e rafforzare l'identità storica di un prodotto agricolo, attraverso un vero e proprio "marchio storico" che leghi la sua tipicità al territorio di origine. E' questa la sfida del progetto di ricerca Farfalla che stanno realizzando le Università di Siena, Firenze e Pisa, per mettere a punto un metodo di "certificazione dell'identità storica" dei prodotti tipici, da affiancare ai sistemi vigenti di certificazione. Il progetto nasce da alcune esperienze realizzate in Toscana dalle Università e centri di ricerca insieme ad alcuni enti e associazioni, su “aree e prodotti specifici” con l’intento di collegare le produzioni agricole con la storia e il paesaggio con una particolare attenzione agli antichi paesaggi agrari di età etrusca e romana.

"Il prodotto tipico oltreché alimento è messaggero di saperi materiali e immateriali distintivi, legati ad un territorio e ad un tempo specifico"

Chi coordina  e realizza la  ricerca

- Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione e Scienze Matematiche (DIISM) e Dipartimento di Scienze Storiche e dei Beni Culturali (DSSBC) - Università degli Studi di Siena (UNISI).

- Dipartimento di Scienze Agrarie Alimentari e Agro-Ambientali (DISAAAA) - Università degli Studi di Pisa (UNIPI).

Responsabile scientifico della ricerca: Giuliano Benelli DIISM UNISI).

Referenti  DSSBC - UNISI: Duccio Balestracci, Andrea Ciacci, Andrea Zifferero; referente DISAAAA UNIPI: Riccardo Gucci.

Coordinamento mappatura di produzioni agricole locali e relazioni con il paesaggio, il territorio e la sua storia (Work Package 1): Andrea Ciacci (DSSBC-UNISI)

Indagini di archivio: Barbara Gelli (DSSBC- UNISI)

Indagini sugli archivi aziendali: Arianna Brazzale (DSSBC-UNISI)

Coordinamento attività sul campo DSSBC-UNISI: Matteo Milletti

Coordinamento attività sul campo DISAAAA-UNIPI: Riccardo Gucci

Rilievo strumentale, fotogrammetria 2d e 3d: Luca Passalacqua (DSSBC-UNISI)

Gruppo di ricerca DSSBC-UNISI: Marta De Pari, Valerj Del Segato, Elisa Papi (cartografia); Marta Rossi (paleobotanica); Nicola Longo (topografia);

Gruppo di ricerca DISAAAA-UNIPI: Riccardo Gucci, Claudio D’Onofrio, Letizia Tozzini, Giovanni Caruso

Contratti in corso di attivazione: Barbara Gelli, Matteo Milletti (DSSBC), Alessandro Pozzebon (DIISM-UNISI)

Collaborazioni attivate nel corso del WP1: Università degli Studi di Siena, Dipartimento di Scienze della Vita, Dipartimento di Scienze Politiche e Internazionali, Dipartimento di Studi Aziendali e Giuridici

Chi partecipa alla ricerca

Comune di Castelnuovo Berardenga (Museo del Paesaggio), Comune di San Gimignano, Comune di San Quirico d’Orcia, Consorzio Agrario di Siena, Associazione Land.is, Montalcino (SI), Borgo Scopeto e Caparzo srl, Montalcino (SI), Tenuta Fanti, Montalcino (SI), Tenuta Sesta, Montalcino (SI)

Metodologia della ricerca

Si basa su un mix di discipline scientifiche fra cui l’archeologia, la botanica, l’agronomia, la chimica, la biologia, l’economia e l’ingegneria dell’informazione.TChi partecipa alla ricerca.

A che punto è la ricerca

La fase di “mappatura di produzioni agricole locali e relazioni con il paesaggio, il territorio e la sua storia” (WP1) ha visto, come da progetto, un impegno congiunto del DSSBC-UNISI e del DISAAAA-UNIPI in laboratorio e sul campo. Il gruppo del DSSBC-UNISI ha proceduto all’individuazione  delle aree della Val d’Orcia interessate dalle ricognizioni di superficie, utilizzando  documentazione edita, cartografia e fotointerpretazione aerea. Il lavoro del gruppo del DISAAA UNIPI) si concentra invece sugli aspetti agronomici, botanici e di gestione del paesaggio, riguardanti principalmente la coltivazione di olivo e vite.

Campionamento

La riduzione dei tempi di avvio della ricerca e l’ottimizzazione delle risorse hanno portato a concentrare il lavoro su alcune aree campione della Toscana centro-meridionale (San Gimignano, Siena, Valdorcia, Scansano).Gli olivi secolari e lo zafferano della Valdorcia e di San Gimignano, i vitigni storici di  Siena e le viti selvatiche di Scansano, costituiscono le varietà oggetto della ricerca la cui metodologia è replicabile in qualsiasi contesto.

Tempi e fasi della ricerca: maggio 2015 - maggio  2017

- Mappatura di produzioni agricole locali e relazioni con il paesaggio, il territorio e la sua storia.

- Creazione di una banca dati del germoplasma di alcune specie vegetali agricole in territori a forte vocazione storico-archeologica.

- Analisi e diffusione di tecniche tradizionali di coltivazione e trasformazione dei prodotti agricoli.

- Strumenti e metodi per la valorizzazione turistica del territorio attraverso un approccio partecipato del sistema locale.

- Sviluppo di soluzioni ICT per la comunicazione e la valorizzazione dell’identità e delle produzioni di un territorio

Z afferano di San Gimignano

Risultati attesi

La ricerca svilupperà un’iniziativa pilota per l’identificazione, la conservazione e la valorizzazione di alcune coltivazioni agricole, con particolare attenzione a tutte quelle varietà a forte rischio di scomparsa perché sostituite da coltivazioni concorrenti, mettendone in luce l’identità storica col territorio di origine.

Primi risultati di carattere storico-archelogico (DSSBC - UNISI Andrea Ciacci con Duccio Balestracci, Barbara Gelli, Matteo Milletti, Andrea Zifferero).

Le indagini preliminari si sono concentrate in particolare sulla storia della produzione dello zafferano in Val d’Orcia. I documenti d’archivio hanno messo in luce una consistente diffusione della produzione di zafferano in Val d’Orcia a partire  dalla fine del Trecento. Produzione che riforniva tanto la Spezieria dell’Ospedale Santa Maria della Scala a Siena, quanto l’attività di botteghe, tintorie e conventi, come testimoniano i ritrovamenti archeobotanici di tuniche di zafferano nella Chiesa del Carmine a Siena.

E’ possibile che la domanda di zafferano nel tardo Quattrocento si facesse assai pressante, tanto che Talamone sembra assumere un ruolo fondamentale nell’import-export del prodotto: zafferano senese esportato, ma anche zafferano non senese importato da altri paesi. Alla metà del XIX secolo la reintroduzione dello zafferano a Montalcino precede di circa un secolo quella assai più recente condotta nell’area di San Quirico d’Orcia da parte di alcune aziende.

Quella che appare certa è la diffusione del prodotto fin dal Medioevo nel comprensorio Senese lungo un percorso che è possibile tracciare dalla costa (Talamone) all’interno (Montepulciano, Val d’Orcia, Siena, San Gimignano). Da qui l’idea di una valorizzazione del prodotto attraverso l’istituzione di un “Percorso dello Zafferano” che abbracci le località e le aziende individuate nel corso del progetto (azienda agricola CrocusBrandi).

Sotto il profilo storico archeologico sappiamo dell’uso dello zafferano come colorante e come alimento nell’antichità. Una breve indagine sui materiali epigrafici etruschi ha permesso di supporre la restituzione in etrusco del termine greco Kròkos (presente in Omero e citato da Teofrasto) citato come cognomen in un’iscrizione onomastica da Arezzo (ET, Ar 1.4)  v. caini crucu creicnal traducibile come velia caini croco (figlia di) creicnei.

Dal punto di vista cronologico dell’iscrizione siamo ancora in un momento in cui il cognomen individua tratti personali dell’individuo, valendo quindi come soprannome: nel caso specifico potrebbe designare il colore dei capelli, rossi o biondi (il rosso e il giallo dello zafferano) della persona. I nomi etruschi dei tre prodotti eleiva, vinum e crucu  sono stati utilizzati nella produzione di gadget distribuiti nel corso della manifestazione Notte dei Ricercatori Bright 2015.

Le indagini di carattere archeologico e botanico in relazione alla vite e all’olivo si sono concentrate su aree sede di aziende che già erano state partner di altri progetti incentrati sulla Val d’Orcia. Alcune di esse insistono su contesti archeologici di rilevante interesse: Tenuta Sesta, Tenuta Caparzo. O sono prospicienti ad aree che si distintive  dal punto di vista architettonico e storico-artistico: Tenuta Fanti nelle vicinanze dell’Abbazia di Sant’Antimo.

La Tenuta Sesta è in località La Sesta (Castelnuovo dell’Abate, Montalcino), produttrice di vino (Brunello, Rosso di Montalcino) e olio. Nei suoi terreni sorgono piante secolari di olivastra seggianese in contiguità con importanti siti archeologici caratterizzati tra l’altro da una villa romana di periodo imperiale. L’area in cui sorge l’azienda è fortemente caratterizzata in termini topografici, ambientali e storico-archeologici. Il toponimo Sesta deriva probabilmente dal nome della famiglia Sestia, attestata da alcuni bolli di sigillata italica rinvenuti nell’area della villa, insieme a matrici da ceramica, che testimoniano una produzione in loco.

Tenuta Sesta costituisce un ottimo esempio di applicazione della metodologia di studio Farfalla: sorge sulle rovine di una villa romana, è associata a piante di olivi secolari ed è situata lungo un percorso dove la famiglia romana dei Sesti, proprietaria di saline nella costa, aveva probabilmente innalzato una propria dimora e che in periodo medievale diventerà la “Via del Sale”, continuando quindi nella funzione di transito commerciale del prodotto lungo la Val d’Orcia verso Chiusi.

Le ricognizioni storico-archeologiche e botaniche hanno avuto un altro centro di interesse nel cuore del territorio del Brunello, nella Tenuta Caparzo a Montosoli.

Studi recenti incentrati sul paesaggio rurale di Montalcino tra il 1832 e il 2007 hanno messo in evidenza la scomparsa delle colture a promiscuo e del pascolo, l’incremento boschivo, l’aumento della superficie vignata e meccanizzata, la forte riduzione delle superfici terrazzate.

Durante i primi sopralluoghi, tuttavia, in un territorio dominato dall’espansione della coltura della vite e dalla crescente meccanizzazione, sono stati campionati esemplari di vite silvestre (Vitis vinifera sylvestris) e spazi in abbandono, dove però insistono ancora relitti di terreno a promiscuo con viti maritate ad olivi ed alberi da frutto, ancora risalenti con probabilità agli anni Cinquanta del secolo scorso.

Nel corso delle ricognizioni sono state rilevate 6 nuove Unità topografiche, tutte georeferenziate.

Di estremo interesse, nelle aree ancora a bosco, la presenza di cospicui resti di murature a secco: se in alcuni casi si tratta certamente di resti di antiche forme di contenimento del suolo da destinare a coltura, in altri la dimensione e l’andamento sembrano orientare a un’interpretazione come strutture difensive per la cui cronologia occorrono indagini più approfondite, da effettuare nel corso del 2016.

Infine alcune indagini preliminari sugli archivi aziendali, in particolare quello di Tenuta Fanti, stanno evidenziando alcuni dati di estremo interesse soprattutto in relazione alla secolare identità territoriale di  alcune famiglie di produttori dell’area.

I primi risultati di carattere botanico (DISAAA-a-UNIPI, Riccardo Gucci e Claudio D’Onofrio, Giovanni Caruso, Letizia Tozzini)

Sono state individuate e campionate nelle aree sopra descritte viti coltivate, alcune probabili viti selvatiche (Vitis vinifera subsp. sylvestris) e varietà autoctone di olivo (in particolare l’Olivastra Seggianese), allo scopo di valutare la presenza di varietà endemiche della zona: un primo riconoscimento del materiale è stato effettuato attraverso analisi di caratteri morfologici (olivo) e ampelografici (vite). I siti di campionamento sono stati georeferenziati e ulteriori accertamenti di tipo genetico verranno condotti sugli esemplari campionati attraverso il confronto dei profili microsatelliti con i database, tra cui il Database Viticolo Italiano (www.vitisdb.it) e il database Olea (www.oleadb.it). La caratterizzazione genetica e catalogazione di vitigni e olivi endemici dei territori interessati dal progetto, nonché di vinaccioli reperiti in siti archeologici di epoca etrusca e romana, arricchirà la conoscenza delle relazioni storiche e geografiche della coltivazione di vite e olivo con particolare riferimento all’area Toscana centro-meridionale. A questo scopo, sono allo studio ulteriori aree di interesse storico-agricolo del progetto e nuove ricognizioni e campionamenti verranno effettuati nella primavera-estate 2016 (WP2).

A fianco degli aspetti botanici e genetici, le attività di indagine svolte nelle aree di Montalcino (SI) hanno portato a rilevare la presenza di piante antiche o secolari di olivo in cui è stato riconosciuto un elemento di interesse per il progetto nella sua finalità di conservare e promuovere l’identità storica dell’agricoltura toscana.

Sono state dunque intraprese delle attività di individuazione di esemplari antichi di piante di olivo in diverse aree della Toscana, e la messa a punto di una metodologia di datazione di questi alberi basata sullo studio di sezioni di branche e tronchi olivo, (reperite nelle provincie di Siena e Firenze), e sulla correlazione dell’accrescimento del legno, osservabile sulle sezioni di branche e tronchi, con le serie storiche di temperature del periodo 1920-2010.

Questi dati sono utilizzati per determinare la velocità di crescita degli olivi nei diversi contesti e quindi per stimare l’età di alcuni esemplari esistenti che costituiscono una testimonianza storica del territorio rurale toscano (WP3).

I risultati delle attività di ricerca saranno utilizzati nel corso del progetto per valorizzare l’identità storica del territorio e delle sue produzioni agroalimentari.

Per saperne di più

giuliano.benelli@unisi.it, andrea.ciacci@unisi.it, alessandro.pozzebon@unisi.it

Costo totale della ricerca: 200.200 euro

Contributo della Regione Toscana: 150.000 euro

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FISH TRACK: CONTRO LE TRUFFE DELLE  SPECIE ITTICHE COMMERCIALI

La tutela della filiera ittica regionale con una metodologia di tracciabilità e identificazione molecolare delle "specie ittiche frodate" nel commercio della grande distribuzione organizzata

Un banco pesce della grande distribuzione

Il pangasio del Mekong o la brotula spacciati per cernia, l’halibut dell’Atlantico per sogliola, lo squalo per pesce spada, il palombo per spinarolo o verdesca o smeriglio, o ancora, tipi diversi di pesci africani venduti come pesce persico. Sono queste le principali truffe su specie ittiche che la ricerca FISH TRACK coordinata dall'Università di Siena, ha preso di mira con un duplice obiettivo: caratterizzare geneticamente le specie di appartendenza dei prodotti ittici della grande distribuzione organizzata (GDO) e controllare la veridicità della dichiarazione del metodo di cattura delle specie prese in esame: acciughe, sardine, merluzzo e dentice). Si tratta quindi di definire e validare un protocollo di analisi efficace e facilmente applicabile, ispirato alle normative più attuali adottate in materia di controllo e certificazione. Questa metodologia ha lo scopo di rendere le aziende più attente nel controllo della filiera ittica.

Chi coordina e realizza la ricerca

- Dipartimento di Scienze della Vita (DSV) dell'Università di Siena, ronsabile della ricerca Francesco Frati.

- CNR-ISE Istituto per lo Studio degli Ecosistemi UOS di Firenze. dr.ssa Mariella Baratti.

Chi partecipa alla ricerca

- COOP Centro Italia Società Cooperativa.

Metodologia della ricerca

La caratterizzazione della specie di appartenenza dei prodotti ittici è effettuata mediante metodologia di DNA Barcoding di campioni ittici prelevati sul mercato regionale della GDO (per le specie più comunemente frodate es. acciughe, sardine, merluzzo e dentice). Questa analisi è in grado di attribuire ogni individuo ad una specie, catalogandolo come avviene con il codice a barre per i prodotti commerciali.

La tecnica è caratterizzata da elevata specificità, sensibilità e applicabilità, che permette anche l’analisi di prodotti che abbiano subito numerosi trattamenti nella fase di processamento. La determinazione della zona di origine e cattura di due delle specie locali più pregiate, spigola ed orata, è effettuata utilizzando marcatori genetici specie-specifici.

Ciascuno campione è stato sottoposto a metodica di estrazione del DNA genomico.Il DNA genomico è quindi stato sottoposto ad amplificazione (PCR, Polymerase Chain Reaction) di un frammento di circa 650bp del gene mitocondriale COI Citocromo ossidasi I, scelto come marcatore genetico che consente di assegnare ciascuna sequenza ottenuta alla specie di appartenenza.

Il prodotto di PCR è stato quindi sequenziato dalla facility Bio-Fab Research srl di Roma. Il risultato del sequenziamento è stato quindi analizzato attraverso BOLD Barcode of Life Data Systems, un database che raccoglie sequenze genetiche verificate del gene COIBLAST Basic Local Alignment Search Tool, un algoritmo usato per comparare una sequenza di DNA con un database di sequenze già conosciute.

Entrambi gli approcci consentono di associare alla sequenza sperimentale un nome scientifico con un certo grado di probabilità. Si considera attendibile un risultato con probabilità superiore al 95%.

Il nome scientifico così ottenuto è stato ricercato nel decreto del Ministero delle Politiche Agricole Alimentari e Forestali del 31 gennaio 2008 (G.U. n. 45 del 22 febbraio 2008) e successive integrazioni fino al decreto 19 novembre 2012 (G.U. n. 27 del 1 febbraio 2013) che regolamenta la vendita con un preciso nome comune riportato in etichetta di una o più specie identificate con il proprio nome scientifico. Attraverso la consultazione di questo decreto possiamo o meno confermare la veridicità di quanto dichiarato in etichetta nei campioni da noi presi in esame.

"La crescita e l’estensione geografica del mercato ittico, sia per domanda, sia per provenienza, estende la possibilità di truffe a consumatori e rivenditori al dettaglio"

Tempi e fasi della ricerca: da aprile 2014 ad ottobre 2016.

Risultati attesi

- Caratterizzazione della specie di appartenenza mediante metodologia di DNA Barcoding di 400 campioni ittici prelevati sul mercato regionale della GDO (per le specie più comunemente frodate es. cernia, sogliola, pesce spada, acciughe, sardine, merluzzo e dentice). L'analisi è in grado di attribuire ogni individuo ad una specie, catalogandolo come avviene con il codice a barre per i prodotti commerciali.

La tecnica ha un'elevata specificità, sensibilità e applicabilità, così da permettere anche l’analisi di prodotti che hanno subito numerosi trattamenti nella fase di processamento.

A che punto è la ricerca. Primi risultati

L’analisi Barcode sui 245 campioni ha dato i seguenti risultati:

- n. 12 sostituzioni di filetti:

Cernia dorata (Epinephelus costae) sostituito con Brotula (Brotula multibarbata)

Cernia dorata (Epinephelus costae) sostituito con Brotula (Brotula multibarbata)

Ricciola (Seriola dumerili) sostituito con Ricciola (Seriola Lalandi)

Cernia dorata (Epinephelus costae) sostituito con Brotula (Brotula multibarbata)

Cernia dorata (Epinephelus costae) sostituito con Brotula (Brotula multibarbata)

Sogliola oceanica (Solea senegalensis) sostituito con Actinopterygii sp

Cernia dorata (Epinephelus costae) sostituito con Brotula (Brotula multibarbata)

Palombo (Mustelus mustelus) sostituito con Pesce Gattopardo (Scyliorhinus stellaris)

Mostella (Phycis phycis) sostituito con Brotula (Brotula multibarbata)

Cernia (Epinephelus guaza) sostituito con Brotula (Brotula multibarbata)

Nasello atlantico (Merluccius albidus) sostituito con Nasello (Merluccius merluccius)

Palombo (Mustelus mustelus) sostituito con Spinarolo (Squalus acanthias)

- n. 233 conferme di etichettatura: In tutti gli altri campioni l’analisi BARCODE ha confermato la veridicità di quanto dichiarato in etichetta.

Per saperne di più

francesco.frati@unisi.it, tel 0577 234417

www.dsv.uni.it

Costo totale della ricerca: 108.000 euro

Contributo della Regione Toscana: 72.750 euro

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Le truffe più diffuse

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NATURBEN: ALIMENTI BENEFICI PER PAZIENTI  SOTTO CHEMIOTERAPIA

Caratterizzare i componenti nutraceutici di alimenti tradizionali e innovativi, valorizzando la loro funzione benefica sulla salute, sia per la prevenzione di malattie, sia come coadiuvanti durante la terapia

Identificare alimenti toscani gradevoli utili a prevenire alterazioni di gusto e difficoltà di ingestione nei pazienti che assumono chemioterapici adiuvante e contribuire a ridurre lo stress ossidativo legato alla condizione post-intervento operatorio. E' questo l'obiettivo della ricerca NATURBEN "Eccellenze alimentari toscane tracciate natura-benessere" coordinata dal Consorzio Interuniversitario Nazionale per la Scienza e Tecnologia  dei Materiali (INSTM) di Firenze. Partendo da eccellenze alimentari tracciate della tradizione toscana, si vuole realizzare una nuova classe di alimenti, tisane e integratori, costituiti, arricchiti o irrobustiti da principi attivi ad elevate proprietà antiossidanti ed antiradicaliche e per il ripristino della componente salina e minerale. L'attività dei componenti nutraceutici degli alimenti (componenti con proprietà salutistico-nutrizionali)  può essere valutata anche con metodologie innovative, come la metabolomica.

Quest'ultima è un’analisi dei metaboliti in grado di rivelare alcuni aspetti dell’attività metabolica e, di conseguenza, lo stato di salute della persona. I componenti nutraceutici sono presenti nelle materie prime e trasformate selezionate (composti bioattivi) e si mantengono negli alimenti grazie all’uso di tecnologie di preparazione conservative.

Ricerche già realizzate mostrano applicazioni in campo nutraceutico di diverse specie vegetali, come ortica, prugno, elicriso, lavanda e tannini da castagno, nonché di prodotti lattiero caseari e orto-frutticoli trasformati. In uno studio del 2014 condotto dal gruppo di ricerca di Ramírez-Expósito sono stati esaminati i parametri di stress ossidativo e lo stato delle difese antiossidanti, non-enzimatiche ed enzimatiche, in donne nel periodo pre- e post-menopausale, sia sane sia affette da tumore al seno e sottoposte a chemioterapia adiuvante dopo l’asportazione chirurgica del seno. I risultati hanno indicato che la menopausa, di per sé, già altera il normale equilibrio ossidoriduttivo delle donne in salute. Nelle malate, a questa condizione si aggiungono le ulteriori conseguenze dovute alla chemioterapia: un aumento del danno ossidativo, una diminuzione degli antiossidanti di difesa e, in sintesi, un annullamento delle differenze tra numerosi sistemi di difesa antiossidanti in pre e post-menopausa.

Alcuni prodotti agricoli della Toscana

I cibi caratterizzati e "fortificati" con sostanze naturali a  carattere antiossidante e antiradicalica, nel corso della ricerca, entreranno in diete preparate per uno studio sia sulla prevenzione oncologica, sia  per pazienti sottoposte a chemioterapia adiuvante, cioè successiva a trattamento di mastectomia, in particolare per la prevenzione e l’attenuazione delle sintomatologie conseguenti all’assunzione di chemioterapici.

Chi coordina e realizza la ricerca

- Consorzio Interuniversitario Nazionale per la Scienza e Tecnologia dei Materiali (INSTM) di Firenze; coordinatore della ricerca prof. Sergio Mele.

- Laboratorio Phytolab-DiSIA dell'Università degli studi di Firenze (dr.ssa Annalisa Romani) e Laboratorio QuMAP-PIN scrl Prato (dr.ssa Patrizia Pinelli).

Fanno parte del gruppo di ricerca sia ricercatori senior, sia ricercatori junior con competenze articolate nei vari settori specialistici della ricerca:  Enrica Bargiacchi, Margherita Campo,  Chiara Vita, Stefano Mulas, Arianna Scardigli, Chiara Scozzari, Luca Mattesini.

A inizio 2016 sono entrate nel progetto anche due borsiste: Ilaria Montagnani e Benedetta Cavicchi.

Chi partecipa alla ricerca

- Polo Oncologico dell’Azienda Ospedaliero Universitaria Pisana.

-  Santa Chiara (Andrea Michelotti), ISPO di Firenze (Domenico Palli e Giovanna Masala),U.O. di Senologia di Pisa (Manuela Roncella).

- ITT-UdR Clinical Trials Coordinating Center dell’Azienda Ospedaliero Universitaria di Careggi (Luca Boni) che ha contribuito alla verifica metodologica.

- Imprese finanziatrici: Gastronomia Toscana, Industria Farmaceutica Galenica Senese,  Belladonna-Officina della Natura, Istituto Fitoterapico Toscano;

- Imprese che forniscono alimenti per le diete:  Gastronomia Toscana, Belladonna-Officina della Natura, Frantoio il Forbiciaio, Azienda My Vitaly, Industria Farmaceutica Galenica Senese;

- Sponsor:  Azienda Agricola SAN RIGHT;

- Soggetti interessati al trasferimento tecnologico: Laboratorio Ricciarelli, Rohan, Azienda Agricola Banfi.

"Sapori ed aromi degli alimenti sono correlati alla presenza di metaboiliti antiossidanti e antimicrobici"

Tempi e fasi della ricerca: gennaio 2015 - gennaio 2017.

INSTM, Phytolab ed QuMAP-PIN hanno selezionato, e in qualche caso riformulato, una serie di alimenti della tradizione toscana caratterizzati da gradevolezza ed efficienza in termini di apporto di sostanze nutritive, minerali e antiossidanti (fase 1).

Questi alimenti, inseriti in opportune diete, verranno valutati presso ISPO, dal punto di vista del gradimento, su una campione di donne con storia pregressa di tumore alla mammella, e quindi in una auspicabile logica di prevenzione di recidive (fase 2).

Gli stessi alimenti, presso il Polo Oncologico Pisano, verranno somministrati ad un campione di donne nel corso della chemioterapia adiuvante post-trattamento chirurgico del tumore alla mammella, con valutazione del gradimento e contemporanea misura di alcuni parametri dello stress ossidativo (fase 3).

Piante di Prunus

Risultati attesi

- Identificazione di alimenti toscani efficienti e gradevoli, in grado di prevenire  alterazioni di gusto e difficoltà di ingestione in pazienti sotto chemioterapia adiuvante e contribuire a ridurre lo stress ossidativo legato alla condizione post-intervento.

- Organizzare un corretto regime alimentare/integrazione in minerali e biocomponenti su pazienti in trattamento farmacologico chemioterapico e per soggetti osteoporotici o con malattie metaboliche dell’osso, sia per prevenire e minimizzare gli effetti collaterali di trattamenti invasivi, che per rallentare l’insorgenza di patologie invecchiamento-correlate.

Contestualmente, la ricerca permetterà di organizzare anche una nuova filiera agro-alimentare, che valorizzi tradizioni e territorialità, in un’ottica di progresso scientifico, volto a migliorare la qualità della vita, alla prevenzione e a potenziare la funzionalità e la rispondenza degli alimenti tipici alle esigenze della moderna nutrizione. A tal proposito verrà formata una rete di nuove aziende e professionalità volte a sensibilizzare la popolazione al corretto regime alimentare.

E’ previsto che estratti di semilavorati ed alimenti, analizzati con HPLC/DAD/MS, NMR, e GC/MS per un approccio metabolomico integrato, vengano testati su linee cellulari per la valutazione della attività biologica. Gli alimenti e gli integratori saranno somministrati allo scopo di valutare gradevolezza d’uso e modulazione dello stress ossidativo sia in particolari regimi dietetici, sia  per specifici trattamenti farmacologici.

A che punto è la ricerca

La ricerca è al suo secondo anno di attività, in cui si procederà alla realizzazione degli studi clinici. A tal fine, sono partite nel mese di gennaio 2016 le due borse di studio dedicate al supporto tecnico-scientifico presso le istituzioni.

Sono stati selezionati e caratterizzati alimenti, bevande e un integratore toscani tracciati per il contenuto di antiossidanti di natura polifenolica, forniti dalle diverse imprese finanziatrici e sponsor. È  stato valutato il corredo dei componenti a carattere antiossidante e messo a punto un test in vitro per la valutazione delle proprietà antiossidanti e antiradicaliche dei diversi alimenti/bevande/integratori. Conclusa la fase 1 è iniziata quella di presentazione della proposta di studio ai Comitati Etici delle due istituzioni toscane.

E' prevista un'attività di comunicazione presso ISPO e Polo Oncologico A.O. Universitaria Pisana-Santa Chiara, non appena saranno conseguite le autorizzazioni da parte dei Comitati Etici. Contemporaneamente inizierà la comunicazione da parte delle aziende partecipanti.

Il progetto è stato anche presentato alla manifestazione sui progetti Food Regione Toscana presso il Cenacolo di S. Apollonia del 20 ottobre 2015. Tuscany Naturben è stato oggetto di comunicazione visiva nell’ambito delle attività INSTM ad EXPO2015 ed è stato presentato a maggio 2016 all’Annual Meeting dell’American Oil Chemists’ Society a Salt Lake City UT (USA) nella sessione Health&Nutrition (comunicazione orale).

Per saperne di più

ebargiacchi.agr@instm.it

www.instm.it

Costo totale della ricerca: 204.500 euro

Contributo della Regione Toscana: 150.000 euro

Galleria fotografica

Vigneti toscani. Anche l'uva è tra i pordotti agricoli oggetto della ricerca Naturben

Cibi della dieta oggetto della ricerca Naturben

Uno dei laboratori della ricerca Naturben

NUTRIFOROIL: SANSA PATÈ POSSIBILE ALIMENTO PER LE PECORE

Portare a sistema  le conoscenze sui polifenoli nelle olive e sul loro metabolismo negli animali, e integrare la filiera olivo-oleica con la filiera lattiero-casearia degli ovini

Olive toscane

E' possibile utilizzare per l'alimentazione delle pecore da latte il cosiddetto patè di oliva, un tipo particolare di sansa costituita dalla polpa e dall’umidità dell’oliva, senza tracce di nocciolino e ad elevato contenuto di polifenoli? Recenti studi hanno messo in evidenza che le sostanze polifenoliche contenute nelle sanse possono esercitare un effetto protettivo nei confronti dell’ossidazione dei prodotti di origine animale e migliorarne il profilo lipidico. E' da questa opportunità che nasce la ricerca NUTRIFOROIL, coordinata dall'Uninversità di Pisa, tesa a mettere a sistema una serie di ricerche di base e applicate i cui risultati consentono di integrare stabilmente due filiere agricole economicamente importanti, quella dell’olio di oliva e quella del latte e dei formaggi ovini. Come? Sfruttando un sottoprodotto della prima filiera estratto dalla olive con tecnologie avanzate, la sansa patè appunto, come alimento per le pecore da latte della seconda filiera. Restano comunque da chiarire numerosi aspetti relativamente al metabolismo dei polifenoli nell’organismo animale.

Chi coordina e realizza la ricerca

- Dipartimento di Scienze agrarie, alimentari ed agro-ambientali dell'Università di Pisa, con i seguenti gruppi di ricerca:

- Gruppo di Scienze zootecniche, partecipanti: prof. Marcello Mele; dott. Andrea Serra; dott. Giuseppe Conte; dott.ssa Alice Cappucci; dott.ssa Laura Casarosa; dott.ssa Diletto Piccotino; dott. Piera Poli; dott. Andrea Viti;

- Gruppo di Coltivazioni arboree, partecipanti: prof. Riccardo Gucci; dott. Giovanni Caruso; dott.ssa Letizia Tozzini** risorse finanziate con fondi del progetto;

- Gruppo di Genetica agraria, partecipanti: prof. Andrea Cavallini; dott. Tommaso Giordani; prof.ssa Lucia Natali; dott. Alberto Vangelisti; dott.ssa Elena Barghini;

- Gruppo di Microbiologia agraria, partecipanti: prof.ssa Manuela Giovannetti, dott.ssa Monica Agnolucci, dott.ssa Caterina Cristani, dott. Fabio Battini, dott.ssa Michela Palla;

Gruppo di Tecnologie alimentari, partecipanti: prof. Gianpaolo Andrich; prof.ssa Angela Zinnai; dott.ssa Francesca Venturi; dott.ssa Chiara Sanmartin; dott.ssa Isabella Taglieri.

- Centro interdipartimentale di Ricerca e Valorizzazione degli alimenti dell' Università di Firenze.

- Dipartimento di Scienze delle Produzioni alimentari e dell'Ambiente, sezione Scienze animali, partecipanti: prof.ssa Arianna Buccioni; prof. Stefano Rapaccini; dott.ssa Sara Minieri; dott.ssa Federica Mannelli; sig. Antonio Pezzati; sig. Doria Benvenuti.

- Dipartimento di Scienze e Produzioni agroalimentari e dell'Ambiente, sezione Microbiologia Agraria, partecipanti: prof. Carlo Viti.

- Dipartimento di Neuroscienze, area del Farmaco e Salute del bambino, partecipazione: prof. Nadia Mulinacci.

- Dipartimento di Biotecnologie, Chimica, Farmacia, Università di Siena, partecipanti: prof. Claudio Rossi, prof.ssa Agnese Magnani, dott.ssa Claudia Bonechi, dott.ssa Gabriella Tamasi*, dott. Anastasiya Byelyakovaalimenti.

Chi partecipa alla ricerca

Antico Frantoio Toscano srl, Olivicoltori Toscani Associati SCAPA, TDC Agricoltura, Cooperativa Agricola Il Frantoio di Montepulciano, Caseificio Sociale di Manciano, Consorzio Tutela Pecorino Toscano DOP, Antico Frantoio Simonelli Santi, Pieralisi - MAIP spa, Società Agricola Pietraserena, Società Agricola Poggio Ulivo ss, Oliveti Toscani, COOMI società cooperativa.

Metodologia della ricerca

La ricerca è multidisciplnare: conoscenze agronomiche, zootecniche, tecnologiche, analitiche e microbiologiche.

Tempi e fasi della ricerca: maggio 2014 - ottobre 2016.

La ricerca si sviluppa in cinque attività principali (Work Package) che prevedono altrettante fasi sperimentali:

- Produzione delle olive. Sono sperimentate tecniche di irrigazione per ottenere olive a livelli diversificati di polifenoli e caratterizzare la frazione polifenolica delle sanse in Toscana (WP1);

- Frangitura delle olive. E' l'attività di sperimentazione dei processi di estrazione innovativi, finalizzata a preservare il contenuto di polifenoli delle sanse e dell’olio e migliorare la resa di estrazione rispetto ad un processo tradizionale (WP2);

- Tecniche per la stabilizzazione delle sanse. Si tratta di sperimentare tecniche innovative per la stabilizzazione delle sanse (WP3);

- Utilizzazione delle sanse in ambito zootecnico.  In questa fase  vengono condotti studi "in vitro" e in vivo per la definizione delle caratteristiche nutrizionali e nutraceutiche delle sanse per l’alimentazione degli ovini da latte (WP4);

- Utilizzazione delle sanse per l'uomo.  E' la fase finale della ricerca in cui si studiano "in vivo" le caratteristiche nutrizionali e nutraceutiche dei polifenoli, al fine di verificare il loro effetto sulla salute dell’uomo (WP5).

"La sinergia olio di oliva-pecorino è possibile: le sanse ricche di polifenoli proteggono dall'ossidazione e migliorano il contenuto lipidico dei prodotti animali" A che punto è la ricerca e primi risultati

Produzione delle olive (WP1). E’ stato valutato l’effetto del deficit idrico sulle componenti produttive dell’olivo e sulla concentrazione e composizione fenolica dei frutti, degli oli e delle sanse della cultivar Frantoio. Recenti studi hanno dimostrato che il dosaggio dei volumi idrici somministrati con l'irrigazione può modificare la concentrazione di polifenoli nell'olio.

Mentre nel 2014 la stagione estiva eccezionalmente piovosa non ha consentito la differenziazione dell’irrigazione e il confronto tra diversi protocolli irrigui, nel 2015 è stato possibile confrontare l’effetto sulle variabili produttive e qualitative di due diversi regimi irrigui: piena irrigazione (100% del fabbisogno idrico) e coltivazione in asciutto.

Lo stato idrico delle piante, monitorato attraverso misure di potenziale idrico fogliare, è stato fortemente condizionato dal regime irriguo. In particolare, le piante in asciutto hanno raggiunto livelli di stress idrico piuttosto elevato soprattutto durante la fase di invaiatura dei frutti (agosto-settembre). Nelle piante in asciutto, tale stress ha avuto un effetto sul peso e sul contenuto in olio del frutto alla raccolta, entrambi inferiori rispetto alla piena irrigazione. La ridotta disponibilità idrica ha determinato una diminuzione della produzione per albero.

Frangitura delle olive (WP2). È stata sviluppata una tecnologia estrattiva innovativa in grado di valorizzare le caratteristiche nutrizionali ed organolettiche dell’olio vergine di oliva. Tale tecnologia prevede l’addizione di ghiaccio secco (anidride carbonica allo stato solido) alle olive prima della frangitura, al fine di promuoverne la criomacerazione e favorire la fuoriuscita dei componenti presenti nelle olive. Nel corso delle precedenti sperimentazioni si è osservato come, rispetto alla tecnica tradizionale, l’impiego del ghiaccio secco sembri determinare una superiore resa di estrazione ed un contenuto di tocoferoli (vitamina E) più elevato, mentre il valore di acidità libera, il numero di perossidi, gli indici spettrofotometrici non sono risultati dissimili dal sistema di estrazione tradizionale.

Anno 2014. Le condizioni climatiche registrate, favorendo gli attacchi di mosca olearia, hanno inficiato pesantemente la qualità della materia prima impiegata e ne hanno ridotto la disponibilità. Conseguentemente i dati raccolti sono risultati non rappresentativi per la valutazione dell’efficacia del sistema estrattivo proposto.

Anno 2015. Il sistema estrattivo impiegato è stato testato su olive ottenute impiegando due diversi regimi idrici, confrontando i dati raccolti con quelli ottenuti trattando le olive in maniera convenzionale. I dati raccolti, relativi alle rese estrattive e ai parametri composizionali e sensoriali degli oli ottenuti sono in fase di elaborazione statistica, ma sembrano confermare quanto già osservato nel corso di sperimentazioni precedenti.

Tecniche per la stabilizazzione delle sanse (WP3). A partire da sanse vergini e compostate, sono stati selezionati batteri e funghi da impiegarsi nella biotrasformazione di sanse per uso mangimistico, al fine di diminuire la quantità di lignina. La sansa è un substrato caratterizzato da un elevato contenuto di polifenoli che mostrano un’attività antimicrobica e, per questo motivo, i microrganismi selezionati come potenziali “degradatori” sono stati testati su mezzi solidi contenti sansa “tradizionale” e “crio-estratta”. Di questi, i ceppi batterici e fungini più promettenti sono stati analizzati per determinarne l’identità, la bio-compatibilità e la capacità degradativa quando associati in consorzio. I risultati ottenuti hanno permesso di individuare un consorzio microbico da testare per la valutazione della sua attività quando inoculato direttamente su sanse.

Utilizzazione delle sanse in ambito zootecnico (WP4). E’ stato valutato l’effetto dell’utilizzo delle sanse di oliva sulla produzione quanti-qualitativa degli ovini da latte. L’utilizzo di sanse, per effetto dell’elevato contenuto di polifenoli, è in grado di “perturbare” l’attività della microflora del rumine; in questo modo si può favorire il “transito” ruminale di sostanze utili per la salute dell’uomo contenute negli alimenti forniti agli animali, e aumentarne la quantità nel latte e nei prodotti derivati.

E’ stata effettuata una prova con 20 pecore di razza Comisana alimentate con quattro diverse tipologie di mangime: mangime con soli semi di lino estruso, oppure con semi di lino estruso arricchito con differenti livelli di polifenoli ricavati da sanse di olive (0.4, 0.8, 1.2 g/kg di sostanza secca). I polifenoli nella razione favoriscono un incremento significativo di acidi grassi omega-3, senza pregiudicare le capacità produttive degli animali. E' stato messo a punto un protocollo di estrazione di RNA dal latte in modo da poter valutare le variazioni di espressione genica nelle ghiandole mammarie negli animali sottoposti ai diversi regimi alimentari.

Utilizzazione delle sanse per l'uomo (WP5). Questa fase della ricerca prevede la caratterizzazione analitica delle diverse matrici per la determinazione quali- quantitativa dei polifenoli e le loro ripercussioni sulla salute umana. I biofenoli dell’olio extra vergine esercitano nell’uomo un effetto protettivo a carico del sistema cardiovascolare. Il patè-denocciolato rappresenta potenzialmente un concentrato di questi fenoli specialmente quando proviene dalla lavorazione di olive a maturazione incompleta. Estratti di polifenoli da patè di olive, sono stati valutati in vitro su colture di cellulari di fibroblasti dermici umani. Il risultato ha mostrato che il trattamento con diluizioni non citotossiche di estratto ha comunque effetti protettivi sulla vitalità cellulare, in quanto le cellule trattate sopravvivono più a lungo rispetto a quelle di controllo.

Per saperne di più

disaaa@agr.unipi.it - tel. 050-2216090

http://nutriforoil.agr.unipi.it/

Costo totale della ricerca: 213.000 euro

Contributo della Regione Toscana: 150.000 euro

Galleria immagini  e video

Raccolta delle olive. Olivi della cultivar Frantoio presso i campi sperimentai del DiSAAA a Venturina (autore foto Riccardo Gucci)

Raccolta delle olive. Olive destinate alle prove di micro-oleificazione (autore foto Riccardo Gucci)

Estrazione. Criogeno addizionato direttamente alle olive prima della frangitura (autore foto Gianpaolo Andrich)

Estrazione. Azione del criogeno a contatto con le olive in pre-frangitura (autore foto Gianpaolo Andrich). L’anidride carbonica solida (-78°C)  tende a trasferirsi direttamente nell’aria (sublimazione) determinando il congelamento dell’acqua presente all’interno delle olive con cui è posta a contatto. Il collasso della struttura cellulare determinato dalla formazione dei cristalli di ghiaccio all’interno delle cellule delle olive, facilita la fuoriuscita delle sostanze presenti e il loro trasferimento nell’olio di estrazione, che si arricchisce così in metaboliti cellulari ad elevato valore biologico.

Estrazione. Azione del criogeno a contatto con le olive in pre-frangitura (autore foto Gianpaolo Andrich). L’anidride carbonica gassosa, che si sviluppa a seguito del contatto diretto con le olive, risulta più pesante dell’aria (densità CO2,g /densità aria = 1.5) per cui tende a permanere al di sopra della pasta delle olive in lavorazione, creando uno strato gassoso in grado di evitare il contatto diretto con l’ossigeno dell’aria e di preservare i costituenti cellulari dalla degradazione ossidativa.

Estrazione. Azione del criogeno a contatto con le olive in pre-frangitura (autore Gianpaolo Andrich) : strato gassoso che si forma al di sopra della pasta delle olive in lavorazione

Estrazione. Pasta di olive in gramolazione (autore foto Gianpoalo Andrich). Pasta ottenuta a seguito dell’azione del criogeno: grazie all’azione protettiva dello strato gassoso formato al di sopra delle olive lavorate diventa possibile incrementare i tempi di estrazione con le conseguenti positive ripercussioni sia sulla quantità di olio estratto che sulle sue caratteristiche nutrizionali e nutraceutiche.

Stabilizzazione. Selezione da sanse di ceppi microbici potenziali degradatori di lignina (autore foto Manuela Giovannetti)

Stabilizzazione. Screening di ceppi microbici isolati da sanse su mezzo solido Basal Salt Glucose Yeast Peptone (BSGYP) contenente il colorante Remazol Brilliant  Blu R (RBBR) come indicatore di attività ligninolitica. L’alone di chiarificazione intorno alla colonia indica la potenziale attività ligninolitica (Chang et al., 2014)

Stabilizzazione. Prove di bio-compatibilità tra isolati microbici su mezzi solidi contenenti sansa, finalizzate alla selezione di un consorzio microbico efficiente nella degradazione della lignina

Stabilizzazione. Prove di bio-compatibilità tra isolati microbici su mezzi solidi contenenti lignina, finalizzate alla selezione di un consorzio microbico efficiente nella degradazione della lignina

Utilizzazione zootecnica. Pecore in oliveto (autore foto Marcello Mele)

Utilizzazione zootecnica. Fasi della sperimentazione sull’utilizzazione zootecnia delle sansa di oliva (autore foto Marcello Mele).

Video Presentazione dei campi sperimentali del DiSAAA-a a Venturina (LI)

https://www.youtube.com/watch?v=HgAymsdY_HY

OLEAELISIR: L'ELISIR D'OLIVA, INTEGRATORE ALIMENTARE E COSMETICO ANTI RADICALI LIBERI

Pastiglie, creme e lozioni  con un’alta percentuale di polifenoli, da utilizzare nell’industria alimentare e cosmetica

Preparazioni dell'elisir di oliva

L’idrossitirosolo e l’oleuropeina, il polifenolo più rappresentato nella polpa delle olive e dalla cui idrolisi si forma l’idrossitirosolo, sono coinvolti nella prevenzione e nella cura di numerose patologie, come problemi cardiaci e coronari, colesterolo LDL, arteriosclerosi, infiammazioni, neoplasie e molte altre malattie. Lo dimostrano molte ricerche, che contribuiscono a trasformare scarti di lavorazione delle olive in materie prime seconde utili per contrastare le patologie umane favorite dai radicali liberi. La mission della ricerca OLEAELISIR, coordinata dal CNR Istituto per lo Studio degli Ecosistemi di Firenze, è introdurre un elisir di oliva nella composizione di vari prodotti alimentari e cosmetici, per mettere a punto prodotti innovativi con varie concentrazioni di idrossitirosolo, a seconda dell’impiego finale, valutarne la compatibilità e caratterizzarli.

"Dagli scarti di lavorazione delle olive, un elisir di salute e bellezza, a base di idrossitirosolo"

Chi coordina e realizza la ricerca

- Istituto per lo Studio degli Ecosistemi del CNR (soggetto coordinatore), responsabile scientifico: dott.ssa Cecilia Faraloni.

Gruppo di ricerca: dott.ssa Cecilia Faraloni, ricercatore CNR; dott.ssa Alessandra Bonetti, tecnico CNR; dott.ssa Alba Ena, ricercatore associato, CNR; dott.ssa Silvia Venturini, tecnico CNR, con contratto a tempo determinato, attivato nell’ambito della realizzazione della ricerca.

Chi partecipa alla ricerca

- Antico Frantoio Toscano, partner di progetto, soggetto necessario per la realizzazione della ricerca. Il Frantoio fornisce le acque di vegetazione delle olive (AVO), ottenute durante la frangitura, fornendo quindi la strumentazione ed il materiale necessari allo svolgimento dell’attività prevista dalla ricerca. Inoltre il Frantoio contribuisce finanziando una parte della ricerca.

Metodologia della ricerca

Studi sulle proprietà e sugli effetti dei composti polifenolici provenienti dalle acque di vegetazione olearie (AVO) hanno mostrato che questi posseggono capacità antiossidante, antitumorali ed anche anti HIV. È stato fatto un confronto dell’idrossitirosolo estratto dalle olive con altri antiossidanti usati dall’industria (vitamina C, glutatione, vitamina E, quercetina) ed è stato constatato che come attività ORAC (ovvero la capacità di neutralizzare radicali liberi), l’idrossitirosolo è molto più potente (10-15 volte) della maggioranza dei prodotti naturali che hanno simile attività.

Nella ricerca le acque di vegetazione olearie vengono trattate attraverso fasi di assorbimento / desorbimento / concentrazione su carbone attivo. La fase di desorbimento viene effettuata con alcol (miscela etanolo-isopropanolo). Il prodotto concentrato viene poi concentrato per evaporazione. Con questo trattamento si possono ottenere dai reflui oleari estratti polifenolici ed ottenere almeno 2 materie prime grezze contenenti percentuali significative di polifenoli: Elisir d’oliva (OLEAELISIR) e Carbone Attivo (CA) arricchito in sostanze bioattive (BIOCARBON).

I prodotti ottenuti vengono analizzati per il loro contenuto polifenolico, per la loro capacità antiradicalica e per la proprietà antiossidante. L’essiccamento del CA previsto per un utilizzo nella dieta animale verrà sottoposto a prove di tollerabilità. Entrambi i prodotti devono essere analizzati per valutarne la  stabilità microbiologica ed antiossidante nel tempo (minimo 6 mesi).

Durante tutti i passaggi dei processi per ottenere il concentrato dalle acque di vegetazione, vengono effettuate analisi dei polifenoli totali ed in particolare quantificazione di idrossirosolo, principale antiossdante presente nelle AVO, tramite cromatografia liquida ad alta prestazione (HPLC High-performance liquid chromatography) Inoltre, ad ogni passaggio, vengono effettuate analisi di spettrofotometria e di spettrofluorometria per monitorare attività antiradicalica (DPPH) e attività antiossidante (ORAC).

L’analisi del mercato prevede l’acquisizione ed una prima elaborazione di tutte le informazioni necessarie per inquadrare meglio il settore in cui il nuovo prodotto andrà a collocarsi.

Campionamento

Le acque di vegetazione olearie (AVO) si ottengono dalla frangitura presso l’Antico Frantoio Toscano, partner della ricerca. Le fasi dei trattamenti per ottenere i prodotti da utilizzare per la preparazione dei prodotti finali sono effettuate presso il Frantoio stesso. Le analisi dei campioni ottenuti durante tutte le fasi del trattamento sono effettuate presso i laboratori dell’ISE-CNR di Firenze.

Preparati di elisir d'oliva

Tempi e fasi della ricerca: maggio 2014 - novembre 2016.

- Preparazione dei prodotti: 8 mesi (fase 1)

- Preparazione dei prodotti grezzi: 14 mesi (fase  2).

- Preparazione dei prodotti finiti ed etichettati: 8 mesi (fase  3).

- Individuazione dello specifico mercato di riferimento: 9 mesi (fase 4).

- Divulgazione dei risultati:12 mesi (fase 5).

Risultati attesi

La ricerca ha lo scopo di ottenere vari tipi di prodotti concentrati, che verranno analizzati e caratterizzati per le loro proprietà antiossidanti, e testati per applicazioni sull’uomo. In questo modo si potrà procedere alla preparazione di creme, lozioni e pastiglie che costituiranno i prodotti finali dell’attività. Nel settore animale, il CA potrà essere utilizzato nel settore mangimistico, come sostituto di antibiotici.

A che punto è la ricerca

I ricercatori hanno proceduto ad ottimizzare i trattamenti delle AVO al fine di ottenere prodotti concentrati e ricchi in polifenoli antiossidanti. Le AVO sono state fornite dall’Antico Frantoio Toscano (Bibbona, Livorno) partner della ricerca.

Una fase importante del processo ha riguardato la denocciolatura, che implica la riduzione dell’attività delle poifenolossidasi, enzimi presenti nella mandorla, che catalizzano la trasformazione degli antiossidanti fenolici durante l’estrazione meccanica dell’olio.

Le acque di vegetazione sono state trattate presso l’Antico Frantoio Toscano, attraverso le fasi di adsorbimento e desorbimento, e poi concentrate, utilizzando un concentratore del Frantoio. Da questo processo si è ottenuto AVO concentrata (figura1) ed acqua pulita da poter nuovamente utilizzare per l’irrigazione, e carbone attivo.

Risultati intermedi

Dopo le fasi di adsorbimento, desorbimento (con alcol), e concentrazione, si sono ottenuti dei campioni contenenti circa il 70-80 % dei polifenoli presenti inizialmente nell’AVO. Per ogni lotto di CA  è stato possibile recuperare il 48-50%, nel desorbimento del primo lotto, dei polifenoli assorbiti e, in due successive estrazioni, ancora il 45% e 40%, rispettivamente.

Le AVO concentrate sono state caratterizzate. Si può osservare che il successivo lavaggio con la miscela del campione concentrato su CA ne aumenta l’attività antiradicalica ed antiossidante di almeno 3-4 volte, riducendo infatti la concentrazione di estratto necessaria per ridurre del 50% i radicali liberi (DPPH) ed aumentando l’azione antiossidante (ORAC).

In conclusione, l’adsorbimento/desorbimento può essere considerato un processo semplice per la rimozione, e successivo recupero, dei polifenoli, specialmente a basso peso molecolare, dai reflui oleari. Il principale punto debole è rappresentato dal fatto che la matrice adsorbente (carbone attivo) può non essere selettiva per i polifenoli, quindi il prodotto che ne deriva può contenere sia polifenoli che molte altre sostanze organiche.

Nel caso delle prove di desorbimento effettuate, sono state valutate diverse proporzioni di etanolo-isopropanolo. I miglior risultato in termini di contenuto di idrossitirosolo è stato ottenuto utilizzando la miscela nella quale la percentuale di etanolo è inferiore.

Ulteriore sperimentazione potrebbe essere eseguita trattando le AVO con un quantitativo di etanolo inferiore all’85%.

Preparazione di lozioni e creme. Sono state preparate delle creme, utilizzando una crema base alla quale sono state aggiunte diverse percentuali del prodotto concentrato (foto 2). Di queste è stata valutata la stabilità nel tempo dell’attività antiradicalica, per un periodo di tre mesi.

L’attività antiradicalica delle tre preparazioni risulta variare poco nel tempo, con una diminuzione massima inferiore al 10%. Comunque, il miglior risultato è stato ottenuto aggiungendo alla crema base una quantità di idrossoitirosolo pari allo 0.22% (foto 3).

Preparazione di capsule con liofilizzato

Per la preparazione di capsule il concentrato deve essere ridotto a polvere, pertanto deve essere liofilizzato. Sono state effettuate prove di liofilizzazione sui campioni concentrati e lavati. I risultati sono stati incoraggianti, in quanto è stato possibile valutare un contenuto in acqua pari al 30%, piuttosto ripetibile (foto 4, prodotto concentrato liofilizzato; foto 5, liofilizzato omogeneizzato). Queste prove danno informazioni utili per ottenere dei campioni liofilizzati ricchi in polifenoli antiossidanti da utilizzare per la preparazione di pastiglie.

Per saperne di più

faraoni@ise.cnr.it

tel. 0555225960

Costo totale della ricerca: 246mila  euro

Contributo della Regione Toscana: 150mila euro

Galleria fotografica

Foto 2 - Aggiunta del prodotto concentrato alla crema base

Foto 3 - Aggiunta di idrossoitirosolo alla crema base

Foto 4 - Prodotto concentrato liofilizzato

Foto 5 - Prodotto liofilizzato omogeneizzato

PAMUF: L'ERBA PER CURARE ULCERE E FERITE

Determinare le proprietà della Consolida maggiore e trovare la formula più efficace di un suo idrogel per curare ulcere e ferite

La pianta erbacea perenne Symphytum officinale, volgarmmente detta  Consolida maggiore è una pianta multifunzionale che è stata utilizzata per secoli come cicatrizzante e riepitelizzante, sfruttando gli estratti acquosi ricchi di principi attivi. Ed è attualmente largamente utilizzata in cucina, nelle nazioni del Nord d'Europa, soprattutto in Germania, come vero e proprio nutraceutico. La ricerca PAMUF, coordinata dal Centro di Ricerca Energia e Ambiente scarl di Colle Val d'Elsa (SI)  punta è determinare le proprietà curative delle diverse componenti chimiche di piante  isolate di Consilida maggiore. Un secondo obiettivo è  ottimizzare la formulazione di idrogel polisaccaridici attraverso cui rendere più efficace l’applicazione su ulcere di vario tipo e ferite in genere.

Symphytum officinale

Chi coordina e realizza la ricerca

Soggetto capofila: CREA - Centro di Ricerca Energia e Ambiente scarl (Colle di Val d’Elsa).

Chi partecipa alla ricerca

Vismederi srl (Siena), Giardineria Italiana gruppo MATI (Pistoia).

Tempi e fasi della ricerca: gennaio 2015 - gennaio 2017.

Risultati attesi

- Valorizzare le proprietà salutistico- nutrizionali di alimenti tradizionali e innovativi tramite l’estrazione, isolamento e caratterizzazione dei principi attivi e dei componenti nutraceutici utili per la cicatrizzazione di ferite, ulcere cutanee e emorroidi, nonché ulcere gastriche.

- Correlare le proprietà antiinfiammatorie, antivirali, antibatteriche e antiossidanti ai componenti della pianta: allantoina alcaloidi, pirrolizidinici-N-ossidi acido rosmarinico, germanio.

Per quanto riguarda le proprietà cicatrizzanti, tali estratti saranno veicolati attraverso gel polisaccaridici innovativi al fine di ottimizzare l’effetto terapeutico.

"La pianta cicatrizzante dalle proprietà e componenti nutraceutici"

Per saperne di più

alessandro.donati@unisi.it

www.puc.unisi.it

Costo totale della ricerca: 176.000 euro

Contributo della Regione Toscana: 120.750

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PROAPI: INNOVAZIONE PER CONSERVARE IL POLLINE FRESCO

Processi innovativi per conservare al meglio le qualità e le proprietà organolettiche, nutrizionali e nutraceutiche del polline d’api fresco

Il polline d’api è considerato un ottimo integratore alimentare, in virtù dell’elevato contenuto in proteine, vitamine e antiossidanti. Usarlo per l'alimentazione umana significa sottoporlo a trattamenti di conservazione che ne aumentano la durata sugli scaffali della distribuzione commerciale (shelf-life, stabilità organolettica e nutrizionale), nonché la sicurezza agroalimnetare. Quali sono gli effetti dei trattamenti tecnologici di conservazione e condizionamento, per ridurre il contenuto idrico del polline, sul valore nutrizionale e nutraceutico di questo integratore? A questa domande risponde la ricerca PROAPI, coordinata dal Polo Tecnologico Magona, che analizza gli effetti di tecniche di conservazione innovative sulle proprietà del polline di api di castagno, salice e edera raccolti nelle annate 2015 e 2016. Il polline è un alimento completo con contenuto in proteine, vitamine e antiossidanti spesso più elevato di qualsiasi altro prodotto vegetale destinato al comsumo umano.Diversi paesi produttori stanno definendo degli standard di riferimento per caratterizzare il valore nutrizionale e funzionale del polline sulla base di parametri analitici ben definiti. Anche la Toscana ha un crescente interesse verso questo nutraceutico e alcune aziende apistiche hanno già orientato una parte degli investimenti allo sviluppo di metodiche di condizionamento in grado di minimizzare le perdite di valore biologico del prodotto commercializzato rispetto al polline fresco.

Ape bottinatrice su fiore di Anthyllis barba-jovis.

Chi coordina e realizza la ricerca

- Consorzio Polo Tecnologico Magona (soggetto capofila). Partecipanti: prof. Cristiano Nicolella, prof. Luigi Petarca, dr.ssa Francesca Signorini, ing. Matteo Bientinesi.

-  Università di Pisa, Dipartimento di scienze Agrarie Alimentari ed Agro-Ambientali:

Gruppo di Entomologia Generale e Applicata, partecipanti: prof. Angelo Canale, dott.. Giovanni Benelli, sig. Paolo Giannotti;

Gruppo di Scienze Zootecniche, partecipanti: prof. Marcello Mele, dott. Andrea Serra, dott. Giuseppe Conte, dr.ssa Piera Poli;

Gruppo di Chimica Agraria e Vegetale, partecipanti: prof. Anna Maria Ranieri, dr.ssa Antonella Castagna, dr. ssa Cristina Sgherri, dr.ssa Alessia Mannucci.

Sono stati attivati con risorse dei fondi della ricerca:  n. 1  assegno di ricerca, n. 1 contratto di personale tecnico , n. 1 incarico di collaborazione coordinata e continuativa (co.co.co.).

Chi partecipa alla ricerca

- Associazione Toscana Miele: finanziatore e soggetto interessato al trasferimento);

- Apicoltura Metalori: soggetto interessato al trasferimento e fornitore di strutture/materiali/personale);

- Apicoltura Andreini: soggetto interessato al trasferimento e fornitore di strutture/materiali/personale;

- Unione degli Agricoltori di Lucca (soggetto interessato al trasferimento).

Metodologia della ricerca

Il progetto si articola in varie attività di ricerca (Work package, WP):

- Studio e approfondimento delle tecniche di disidratazione parziale oggi note per la conservazione del prodotto “polline d’api” e delle metodologie di caratterizzazione della sua qualità. Questa attività ha l' obiettivo di individuare nella letteratura scientifica tecniche strumentali di controllo del prodotto rispetto allo stato di conservazione nell’ambito della filiera e del tempo (shelf-life) prima del consumo (WP 1, anno 2015).

- Individuazione dei parametri di qualità organolettici, nutrizionali e nutraceutici da utilizzare come riferimento ai fini della caratterizzazione del prodotto e della messa a punto delle relative tecniche di analisi (WP  2, anno 2015).

"Valutare gli effetti dei metodi innovativi di conservazione (freeze drying e pastorizzazione a microonde) sulle proprietà  del polline"

- Caratterizzazione qualitativa degli effetti che le attuali azioni di filiera hanno sulle proprietà organolettiche, nutrizionali e nutraceutiche del polline d’api, dalla raccolta al confezionamento in varia forma, attraverso la verifica dei parametri definiti nell’attività WP2 sui prodotti commercializzati e ottenuti con i trattamenti standard di “conservazione”. Valutazione della shelf- life relativa ai prodotti commercializzati (1,3,6,12 mesi) (WP  3, anni  2015 e 2016.

- Sperimentazione di processi innovativi di conservazione e valutazione delle condizioni ottimali di processo in funzione della conservazione. Verranno considerati due processi innovativi: a) freeze drying e b) pastorizzazione a microonde. Verifica dei parametri definiti nell’attività WP2 sui prodotti ottenuti con i trattamenti innovativi di “conservazione”, anche valutando la shelf-life dei prodotti (WP 4, anni 2015 e 2016).

- Trasferimento ed applicazione dei metodi di trattamento, sperimentati nella ricerca pilota, ai quantitativi di prodotto operativi dell’apicoltore. Presentazione dei risultati della sperimentazione ai produttori per la valutazione dell’applicabilità delle tecniche studiate alla filiera toscana (WP  5, anno 2015-2016).

Operazioni apistiche in apiario durante la raccolta

Tempi e fasi della ricerca: gennaio 2015 - gennaio 2017.

Risultati attesi

- Definizione di parametri indicativi della qualità organolettica, nutrizionale e nutraceutica del polline d’api commercializzato (standard per il polline d’api), ai fini della caratterizzazione del prodotto.

- Sviluppo e dimostrazione di tecnologie innovative di condizionamento di polline d’api fresco. Verranno in particolare considerati processi di liofilizzazione controllata ed essiccamento a microonde sottovuoto.

- Caratterizzazione degli effetti dei processi di condizionamento sulle proprietà organolettiche, nutrizionali e nutraceutiche del polline d’api dalla raccolta al confezionamento in varia forma e valutazione della shelf life relativa ai prodotti confezionati.

A che punto è la ricerca

Sono tre le tipologie di polline oggetto della ricerca: polline di castagno, salice e edera, raccolti nelle annate 2015 e 2016. Il polline raccolto, trattato con i metodi innovativi e con il sistema standard per la conservazione, è confezionato e analizzato per verificarne la stabilità nel tempo (shelf-life).

Primi risultati parziali

Vari  sistemi di disidratazione, standard e non, sono stati utilizzati per la conservazione di prodotti alimentari. Poi sono state determinate le tecniche più adatte al trasferimento sul prodotto “polline d’api” e che allo stesso tempo permettono di raggiungere un contenuto di umidità residua tale da avere una stabilità microbiologica del prodotto a temperatura ambiente (7-9%). Sono stati quindi determinati i parametri di riferimento e i rispettivi criteri di accettabilità per la valutazione dello stato di conservazione del prodotto, a seguito del trattamento, e per verificarne la stabilità e la conservazione nel tempo (Work Package, WP 1).

I ricercatori hanno messo a punto una serie di metodologie di analisi per la determinazione di parametri di qualità organolettici, nutrizionali e nutraceutici da utilizzare come riferimento per la caratterizzazione del prodotto. In particolare sono stati presi come riferimento: proteine grezze, lipidi totali, ceneri (2-6%), fenoli, flavonoidi, rutina, amminoacidi liberi, prolina, beta-carotene (WP 2).

Successivamente le procedure di analisi messe a punto nel WP2 sono state applicate per la valutazione della stabilità e della conservazione dei parametri di qualità all’interno dei prodotti attualmente commercializzati, ottenuti per esposizione prolungata del polline ad aria calda. Le analisi, effettuate subito dopo il trattamento sul “polline d’api” commerciale, non evidenziano significative modifiche dal punto di vista qualitativo del prodotto, i parametri studiati infatti risultano in linea e nel range di accettabilità determinati nel WP (WP 3).

L'ultima fase della ricerca (WP 4) consiste nel mettere a punto le procedure di trattamento di liofilizzazione e pastorizzazione con microonde del prodotto “polline d’api”, che permettono di raggiungere un’umidità residua tale compatibile con la stabilità microbiologica e allo stesso tempo di mantenere i parametri di qualità stabiliti nel  WP1 entro i range di accettabilità (WP 4).

Secondo le procedure di trattamento stabilite, vengono prodotti e confezionati campioni per la valutazione della stabilità e della conservazione dei parametri di qualità. Dal punto di vista dei risultati relativi alle analisi bromatologiche svolte subito dopo essiccamento, i due trattamenti innovativi, liofilizzazione e microonde, e la tecnica standard risultano pressoché equivalenti.

Il contenuto di componenti quali i flavonoidi e i fenoli e in particolare della rutina, dalle prime analisi, evidenzia una maggiore conservazione nel prodotto ottenuto dopo trattamento con microonde.

Il trattamento di liofilizzazione è quello che comporta una maggiore perdita nel contenuto di rutina all’interno del prodotto, mentre fenoli e flavonoidi mostrano un comportamento analogo dopo la pastorizzazione con microonde o il trattamento termico standard.

In generale, la pastorizzazione con microonde mostra i migliori risultati dal punto di vista del mantenimento delle tre componenti, anche a distanza di un mese dal trattamento.

La verifica della conservazione degli amminoacidi, e in particolare della prolina, all’interno dei prodotti al termine del trattamento conferma come i tre metodi di disidratazione non ne comportino una significativa riduzione. E’ interessante notare inoltre come la rutina, sensibile alla presenza di acqua, non mostri una riduzione significativa nel campione trattato con microonde, nonostante il maggiore contenuto di umidità residua.

Per saperne di più

info@polomagona.it, tel. 0586 632142

Costo totale della ricerca: 202.000  euro

Contributo della Regione Toscana: 150.000 euro

Galleria fotografica

Trappola per la raccolta del polline in alveare

Polline raccolto all’interno del cassettino della trappola

Operazioni di cernita e pulitura del polline dai residui organici e dallo sporco, mediante l’utilizzo di un aspiratore

Deumidificatore comunemente utilizzato per la produzione del polline commerciale secco. La procedura prevede l’asportazione dell’acqua presente mediante flusso di aria calda (circa 35-40°C) per circa 24 ore

Granuli di polline al microscopio elettronico

Trattamento al microonde di un piccolo campione di polline. All’interno del forno il polline è inserito in una colonna di vetro a cui è collegata, nella parte superiore, una pompa da vuoto tale da creare una pressione pari a 40mbar, mentre nella parte inferiore un lieve flusso di aria verso l’alto permette il movimento ascendente dell’umidità sviluppatasi in fase di riscaldamento. Il trattamento prevede l’utilizzo di una potenza di 150W. La temperatura di ebollizione dell’acqua, in queste condizioni, è intorno ai 35-40°C. Questo metodo permette di mantenere, all’interno del campione di polline, temperature sufficientemente basse da non comportarne la degradazione dei suoi componenti più termolabili.

Liofilizzazione in manifold di campioni di polline. La durata del processo, su questo tipo di apparecchiatura, è di circa 9 ore; la temperatura massima raggiunta dai campioni è la temperatura dell’ambiente esterno, circa 23°C.

Acqua estratta dal polline e rimasta intrappolata sotto forma di ghiaccio all’interno della camera di condensazione del liofilizzatore.

Campioni conservati dopo il trattamento in ambiente condizionato (23°C) in attesa delle analisi di shelf-life.

Estrazione del betacarotene da campioni di polline al termine del trattamento di deumidificazione. Il campione è prima sbriciolato in pestello quindi inserito in provetta con il solvente di estrazione (acetone) , dunque sottoposto a ultrasuoni e centrifugato.

Reazione colorimetrica di estratti di polline derivante dalla reazione della prolina con la ninidrina.

Estratto derivante dall’idrolisi acida di polline per l’analisi degli amminoacidi totali.

PRO HUMANAE SALUTIS VACCINIUM: IL MIRTILLO CHE RALLENTA IL TUMORE

Caratterizzare con metodo metabolomico “untarget” i composti polifenolici del mirtillo toscano. Valutare clinicamente i loro benefici nel rallentamento del carcinoma prostatico

Bacche di mirtillo selvatico (Vaccinium myrtillus)

Il metodo metabolomico, studio sistematico delle uniche impronte chimiche lasciate da specifici processi cellulari, "non target" (untarget), per caratterizzare la frazione polifenolica delle bacche di mirtillo toscano, coltivato e selvatico, come antocianine, acido ellagico e ellagitannini. E' questo l'obiettivo della ricerca "Pro humanae salutis Vaccinium", coordinata dall'Università di Firenze, che metterà a punto un integratore a base di mirtillo spontaneo e naturalmente ricco di polifenoli e ne valuterà l'efficacia per il rallentamento della progressione del carcinoma prostatico (CaP). Esiste infatti una relazione significativa tra dieta ricca di polfenoli naturali contneuti nei frutti (del sottobosco e non solo) e rallentamento del tumore: l’assunzione di estratto di melograno, ricco in polifenoli, ed il rallentamento della progressione di malattia tumorale sono già stati dimostrati in uno studio clinico su pazienti affetti da CaP. L’azione protettiva nei confronti della salute umana risulta connessa con la tipologia dei composti fenolici contenuti nel frutto o nei prodotti trasformati; alcuni di essi, come ad esempio le antocianine, l’acido ellagico e gli ellagitannini mostrano infatti proprietà protettive più elevate di altri e per certi versi complementari, nei confronti di patologie tumorali.

"Trovare genotipi toscani di Vaccinium myrtillus con bacche più ricche di polifenoli, valorizzando i territori che le producono"

Estratti dei piccoli frutti, incluso il mirtillo, hanno mostrato una marcata attività di apoptosi in vitro su varie linee cellulari tumorali, mentre risulta ancora da verificare l’efficacia di una dieta arricchita con questi frutti, o con loro prodotti di trasformazione. Per i mirtilli selvatici provenienti da altre regioni italiane, i dati disponibili sono assai limitati e riguardano solo l’analisi “target” di specifici composti fenolici.

Chi coordina e realizza la ricerca

- Dipartimento di Chimica “Ugo Schiff”  Università degli Studi di Firenze (soggetto capofila), responsabile scientifico: dott. Massimo Del Bubba;

- Dipartimento di Medicina sperimentale e clinica, Università degli Studi di Firenze, responsabile scientifico: prof. Riccardo Bartoletti;

- Dipartimento di Scienze delle Produzioni agroalimentari e dell'Ambiente, Università degli Studi di Firenze, responsabile scientifico: prof. Edgardo Giordani.

Chi partecipa alla ricerca.  Danti Giampiero; C. snc, Agraria Il Sottobosco, Il Baggiolo, Farmaceutica MEV, Orto Botanico Forestale Dell’Abetone, dr.ssa Eva Sagona (Comune di Abetone); Azienda Speciale PromoFirenze (CCIAA Firenze).

Risultati attesi

- Comparare i valori nutraceutici dei prodotti derivati da mirtilli toscani ed europei al fine della loro valorizzazione.

- Individuare  genotipi di Vaccinium myrtillus con bacche a più alto contenuto polifenolico.

- Integratore derivato da mirtillo, caratterizzato in modo completo per il contenuto di polifenoli e idoneo per la somministrazione quotidiana, con indicazioni terapeutiche per il rallentamento della progressione del carcinoma prostatico (CaP), conseguenti ai risultati della ricerca.

La ricerca guarda a ricadute territoriali locali, attraverso un più ampio utilizzo del mirtillo toscano ed una valorizzazione sia di questo frutto come alimento pregiato dal punto di vista salutistico-nutrizionale, sia  del territorio che lo produce.

Tempi delle ricerca: giugno 2014 - dicembre 2016.

Campionamento

Aree dei campionamenti di Vaccinium myrtillus. Le bacche di mirtillo selvatico sono state raccolte nell'Appennino tosco-emiliano, a nord di San Marcello Pistoiese, nella zona di Alpe Tre Potenze,  Monte Gomito e Pian della Sprella. Nella mappa le aree di camponamento in  verde: tre  cerchi e un transetto lineare in alto.

Metodologia della ricerca e primi risultati

Analisi chimica di bacche di Vaccinium corymbosum  (cultivar Duke, Bluecrop, Berkely): i dati ottenuti nel 2014 e i dati ottenuti nel  2015:

Dati 2014

Dati 2015

Analisi morfologica di bacche di Vaccinium myrtillus e Vaccinium corymbosum

Vaccinium myrtillus

Vaccinium corymbosus

Screening sensoriale di frutti di V. corymbosum e V. myrtillus

Analisi delle componenti principali (PCA) sui frutti assaggiati: mirtillo nero, mirtillo gigante commerciale e mirtillo gigante della Montagna Pistoiese. Il campione di faslo mirtillo (Vaccinium uliginosum) si distingue nettamente dai campioni di mirtillo nero e di mirtillo gigante.

Analisi metabolomica nontarget del profilo polifenolico di bacche di diverse specie di Vaccinium. L'uso di due differenti metodi  LC-HR-MS e MS / MS è stato applicato con successo per l'identificazione del composti fenolici più abbondanti nel V. myrtillus, V.gaultherioides e V. corymbosum, utilizzando la massa accurata di ioni quasi-molecolari, il pattern isotopo e gli spettri MS / MS. Informazioni importanti riguardo ai componenti marcatori caratteristici delle bacche di Vaccinium son stati quindi ottenuti, in particolare per V. gaultherioides frutti, che non sono stati precedentemente studiati. L'analisi PCA ha consentito di ottenere la netta separazione dei campioni appartenenti alle tre specie di Vaccinium sulla serie dei punteggi di PCA, evidenziando che i composti fenolici scelti sono adatti per la distinzione chemotassonomica delle specie esaminate.

Per approfondire: http://www2.chim.unifi.it/upload/sub/ricerca/progetti/mirtillotoscana/application-note-ab-sciex.pdf .

Produzione di un lotto pilota dell’integratore a base di Vaccinium myrtillus. Preparazione dei due integratori alimentari a base di estratto granulare di V. myrtillus (Promev Due) e V. corymbosum (Promev Uno) utilizzati nello studio clinico.

Esempio Controllo qualità integratori - analisi antociani monomerici totali espressi come mg cianidina-3-glucoside equivalenti per grammo di preparato granulare.

Per saperne di più

delbubba@unifi.it

www2.chim.unifi.it/vp-189-mirtillo-toscano.htm

Costo totale della ricerca: 222.000 euro

Contributo della Regione Toscana: 149.625 euro

Galleria fotografica

Bacche liofilizzate di Vaccinium myrtillus

Frullatore utilizzato per la macinazione dei frutti liofilizzati

Aggiunta di azoto liquido e macinazione dei frutti liofilizzati

L'Integratore a base di estratto granulare di Vaccinium myrtillus

RASUPEA: CONTRO LE CATTIVE ABITUDINI ALIMENTARI

Un'APP smartphone interattiva per l'autodiagnosi di disturbi gastro- intestinali degli studenti che utilizzano la mensa universitaria di Pisa

E' possibile aiutare i giovani che mangiano alla mensa universitaria a seguire un'alimentazione sana, a scegliere ogni giorno il cibo giusto per prevenire e contrastare disturbi dell'apparto oro-gastro enterico? E' la domanda a cui vuole rispondere la ricerca RASUPEA coordinata dall'Università di Pisa. La ricerca si avvale di dati, in possesso dell'amministrazione della mensa universitaria dell'Ateneo di Pisa (servizio dell'Azienda regionale di diritto allo studio universitario), relativi alle scelte dei pasti di oltre 3mila  studenti dal 2010 al 2017. Analisi preliminari di questi dati hanno indicato forti differenze qualitative e quantitative dei pasti in funzione del genere, ma anche del tipo di corso di laurea. La ricerca è un contributo per spronare i giovani alla consapevolezza del proprio stato di salute e guidarli nell'educazione alimentare, utile anche a controllare l'indice di massa corporea (IMC).

Mensa universitaria

Così la ricerca RASUPEA passa al vaglio le abitudini alimentari degli studenti, analizzando in modo dettagliato i pasti che consumano alla mensa, nonché i fattori biologici e culturali associati alla scelta del pasto. Per questo i ricercatori Rasupea sono andati ad investigare l'indice di massa corporea (BMI) degli studenti, l'incidenza delle sintomatologie oro-grastrointestinali più frequenti e connesse ad errati stili di vita ed alimentari, per poi indicare ali stessi giovani i piatti più adeguati a ridurre, guarire o prevenire i loro disturbi.

Chi coordina e realizza la ricerca

- Università di Pisa, Scuola Sant'Anna di Pisa, coordinatore: prof. Roberto Barale UNIPI, gruppo di ricerca: Roberto Barale, (UNIPI) Monica Pratesi (UNIPI) Susanna Di Sacco (UNIPI), Dino Pedreschi (UNIPI), Nicola De Bortoli (UNIPI) Santino Marchi (UNIPI), Filippo Graziani (UNIPI), Mario Gabriele (UNIPI) , Valentina Lorenzoni (SSSUP), Giuseppe Turchetti (SSSUP), Marco Commisso (DSU toscana), Letizia Toncelli (DSU toscana).

Bando per assegno di ricerca per specializzato in Gestroenterologia.

Contratto di lavoro attivato con la ditta informatica Beltos di Pisa per realizzazione software.

Chi partecipa alla ricerca

Pharmanutra srl (finanziatore) , Azienda regionale per il Diritto allo studio universitario (Dsu Toscana).

Metodologia della ricerca

L'analisi e le elaborazioni sstatistiche sui data base disponbili, riguardano il tipo di pasti consumati da studenti, assegnisti, borsisti, dottorandi alla mensa universitaria di via Martiri di Pisa, dal 2010 a metà 2017, e in particolare le variabili sesso, età, regione di provenienza, età universitaria, corso di studi degli studenti. Dopo un’adeguata campagna informativa diretta agli studenti dell’Università di Pisa, tramite interrogazione telematica verranno valutati  i disturbi oro-gastro-intestinali degli studenti e verrà loro suggerito il menù giornaliero della mensa più consono al loro stato di benessere oltre chè tipologie di piatti in funzione del mantenimento o raggiungimento dell’indice di massa corporea ottimale.

Tempi e fasi della ricerca: : da settembre 2015 a marzo 2018.

Analisi preliminari dei dati  sul consumo dei pasti nel periodo 2010-2015, allestimento, collaudo del software per le interrogazioni agli studenti, Illustrazione e divulgazione del progetto marzo 2015 (fase 1).

Analisi delle attività interattive studenti, valutazione disturbi, assunzione cibi consigliati per tutto il periodo dal aprile 2016 all’aprile 2017 (fase 2).

Analisi complessiva dei dati raccolti, sia sulle abitudini alimentari degli studenti, che della frequenza dei disturbi, che dalla compliance complessiva a seguire in progetto (fase 3).

A che punto è la ricerca

Nella primavera 2016 è stata ultimata la prima fase.

"L'App RASUPEA ti consiglia ogni giorno il menù più adatto a controllare i tuoi disturbi gastro-enterici e a mantenere un giusto IMC"

Risultati attesi

La ricerca fornirà dati dettagliati sul tipo di pasti consumati da migliaia di studenti per tutta la durata del loro percorso di studi suddivisi per genere, corso di laurea ecc. al fine di osservare possibili cambiamenti anche in funzione della regione di provenienza.

Inoltre produrrà l'APP interattiva per smartphone che consente l'autodiagnosi di disturbi oro-gastro enterici e quindi utile a fornire dati sulle incidenze di questi disturbi in una fascia di età sulla quale non si conosce nulla in proposito. Si tratta di un sistema che permetterà allo studente di visionare i cibi presenti giornalmente nel menù della mensa e di avere  indicazioni sui piatti che meglio si confanno alla sintomatologia definita, per intraprednere una dieta personalizzata, anche in funzione del suo Indice di Massa Corporea (IMC). Si otterranno indicazioni sulla capacità dello studente di apprendere corretti atteggiamenti alimentari nella fase critica di uscita dalle tradizioni alimentari praticate in famiglia, per passare a quelle che lo accompagneranno per il resto della vita.

Per saperne di più

roberto.barale@unipi.it, tel.3666215268

Costo totale della ricerca: 120.000 euro

Contributo regionale: 80.625 euro

Galleria immagini

Mensa universitaria di Pisa

Vari aspetti della ricerca RASUPEA

Indice di Massa Corporea (IMC) - Body Mass Index

L'APP SMARTVINO: L'EMOZIONE DELLA STORIA E DEL PAESAGGIO DI UN VINO

Un'applicazione che permette al consumatore di avere più informazioni sul vino che gli interessa: basta fotografare la smart etichetta della bottiglia per accedere a contenuti multimediali su paesaggio, tradizioni e storia del territorio di produzione

Valorizzare il prodotto vino e il suo rapporto con il paesaggio, la cultura e la storia della zona di produzione, attraverso l’utilizzo di tecnologie di informazione e comunicazione su dispositivi mobili alla portata di tutti. E' questo l'obiettivo della ricerca SMARTVINO coordinata dall'Università di Firenze. L'etichetta smart-vino sfida le mappe binarie del QR-code che vengono applicate ai prodotti anche del settore agroalimentare, proponendo un sistema nuovo. L’inserimento dei QR-code sulle etichette dei vini non risulta graficamente accettabile da parte delle aziende vinicole; inoltre, il QR-code richiede molto spazio e la necessità di una completa riprogettazione grafica dell’etichetta. Altri esempi sono rappresentati dall’utilizzo di tecnologie che sfruttano il riconoscimento di particolari caratteristiche del logo, ma tali tecniche non consentono di associare contenuti differenti allo stesso logo.

Il paesaggio dei vigneti dell'azienda Montevertine

Chi coordina e realizza la ricerca

- Università degli Studi di Firenze, responsabile scientifico prof. Alberto Del Bimbo, coordinatore dr. Roberto Caldelli;

Gruppo di ricerca: dr.ssa Irene Amerini, Dr. Rudy Becarelli, dr. Matteo Casini, dr. Paolo Mazzanti, dr. Andrea Del Mastio;

- MICC Media Integration and Communication Center.

Contratti di lavoro attivati: due assegni di ricerca, due collaborazioni professionali.

Chi partecipa alla ricerca

Società agricola Montevertine ss. di S.& M. Manetti & c, partner del progetto interessato ai risultati della ricerca.

"L'etichetta smart-vino: un codice-marchio dentro il logo aziendale dell'etichetta del vino, che porta a informazioni e contenuti, anche multimediali, sul vino e l'area in cui è prodotto"

La metodologia della ricerca

Consiste nell’utilizzare la marchiatura elettronica, tecnologia che consente di inserire informazioni codificate in un’immagine (logo aziendale) senza modificarne percettivamente l’aspetto. Quest'ultimo è un vincolo fondamentale vista la necessità di mantenere immutata l’associazione, da parte del consumatore, tra logo aziendale e prodotto.

Tramite la marchiatura elettronica, un codice viene inserito nell’immagine del logo, che viene successivamente letto tramite un’applicazione sviluppata per smartphone. Lo stesso codice permette di collegare il logo letto ad una serie teoricamente illimitata di informazioni aggiuntive, tramite una mappatura svolta lato server. Le informazioni aggiuntive possono essere di qualsiasi tipologia o formato, come pagine web, immagini, filmati, audio.

Questa metodologia permette di diversificare l’informazione fornita fino al livello della singola bottiglia, semplicemente diversificando il codice inserito nel logo. Inoltre, la mappatura server-side permette di modificare l’informazione stessa in maniera semplice e veloce, dando quindi la possibilità di fornire determinate informazioni solo per brevi periodi di tempo, o di cambiarle con cadenza prestabilita.

Uso dell'App Smartvino

Area di studio. La ricerca è sviluppata in collaborazione con l’azienda agricola Montevertine: l’area geografica interessata dall’intervento è il cuore delle colline del Chianti, nella zona di Radda in Chianti (SI). Il tipo di ricerca fa riferimento, ad una categoria merceologica del settore vitivinicolo, più che a un'area geografica di produzione del vino. E' dunque il vitivinicolo il caso di studio della ricerca. Inoltre, qesto settore deve essere considerato solo un esempio di applicazione del sistema Smartvino, visto che questa tecnologia è applicabile allo stesso modo a qualsiasi etichetta relativa a qualsivoglia settore.

Tempi e fasi della ricerca: maggio 2014-novembre 2016.

La ricerca di sviluppo in cinque attività.

Le informazioni "requisito" da veicolare con l'APP (attività 1) divisa in due fasi, che identificano i due diversi momenti più significativi dell’interazione della ricerca con il mondo del vino. Nella prima fase si procede all’identificazione e definizione dei requisiti della ricerca per la messa a punto dell'App Smartvino. Sono state individuate le informazioni destinate ai consumatori, nonché le modalità più efficaci di comunicazione. Fondamentale è stato il supporto dell'esperienza dell'azienda partner Montevertine sulla distribuzione del prodotto vinicolo. La seconda fase, che sarà sviluppata nella parte finale della ricerca, è la verifica della rispondenza delle funzionalità realizzate nell'App ai requisiti precedentemente definiti, così da procedere se necessario ad una fase di perfezionamento delle funzionalità.

Scelta della tecnologia utile a realizzare le funzionalità di base del'App Smartvino (attività 2). La marchiatura elettronica viene individuata come la tecnologia idonea per la finalità della ricerca, in quanto soddisfa il requisito base, ossia  che le informazioni nascoste devono essere inserite in modo da non alterare la qualità percettiva dell'imagine originale del logo del vino, allo stesso tempo, devono garantire il recupero di informazioni diversificate.

Studio e implementazione delle funzionalità definite (attività 3). I moduli software riguardano la codifica per l’inserimento dell’informazione all’interno dell’immagine originale del logo, in modo che sia percettivamente identica all’originale non marchiata, ed il modulo di decodifica che permetterà, a valle dell’acquisizione dell’immagine marchiata, di recuperare i dati inseriti nel logo presente sulla smart-etichetta, in maniera duale al procedimento usato in codifica. I ricercatori hanno  inoltre identificato un ulteriore modulo, di presentazione, che gestisce l’associazione fra il marchio recuperato e le informazioni che visualizza il consumatore finale sul proprio smartphone.

Test dell'APP Smartvino e dimostrazione (attività 4). Nella parte centrale della ricerca, questa attività si è occupata di definire in dettaglio i casi d’uso su cui le funzionalità del sistema Smartvino saranno testate. I casi d’uso definiti sono focalizzati sia sulla valorizzazione del prodotto e del territorio, sia sulla sua tracciabilità.

Nella parte finale del progetto, invece, l’attività si occuperà delle azioni di dimostrazione dell’applicazione per smartphone del sistema Smartvino, che potrà essere testata in situazioni reali o verosimili.

Divulgazione della ricerca in progress e finale (attività 5). Spalmata su tutta la durata della ricerca, questa attività si occupa di far conoscere il progetto e i risultati via via raggiunti. Unendo questa ricerca settori diversi, l'ICT e l’agro-alimentare, la divulgazione dei risultati è un must, in particolare verso il settore agricolo e agro-alimentare, target primatrio della ricerca.

Risultati attesi

ll risultato principale della ricerca è un sistema composto da vari moduli. Il  modulo di codifica che permette di inserire, con risultato impercettibile alla vista esteriore, un codice-marchio all’interno del logo dell'azienda vitivinicola. L'applicazione per smartphone è il prodotto ICT che è in grado di leggere il marchio inserito nel logo, decodificarlo e associarlo a link che rimandano il consumatore a pagine web con contenuti informativi, anche multimediali, concordati con l'azienda partner della ricerca, ossia, in fase di applicazione dei risultati della ricerca, con le aziende interessate ad utilizzare il sistema Smartvino: gli abbinamenti del vino con cibi e ricette locali, la storia dell'azienda che lo produce, i vigneti di origine del vino, le tradizioni associate alla coltivazione di quel vino, ecc..

Saranno inoltre focalizzati opportuni casi d’uso, che allo stato attuale sono già stati definiti; questi casi rappresentano un esempio di funzionamento del sistema Smartvino e saranno la traccia seguendo la quale sarà effettuata la sperimentazione finale.

Sia i casi d’uso sia la App per smartphone a disposizione dell’utente finale, sono stati opportunamente studiati e dettagliati, tenendo conto delle caratteristiche del settore di intervento e delle peculiarità dell’azienda partner.

Le informazioni che saranno veicolate all’utente saranno ben definite in relazione alla valorizzazione del prodotto, del territorio, dell’azienda, nonché alla tracciabilità del prodotto, per tutelare il consumatore e l’azienda produttrice. Le modalità di trasferimento delle informazioni saranno definite in modo che risultino gradevoli e di semplice utilizzo, per dimostrare la possibilità di diffusione dell’applicazione verso il pubblico.

A che punto è la ricerca

Sono concluse le attività di analisi dei requisiti di progetto e di studio dello stato dell’arte relativamente alle tecnologie a disposizione, orientando quindi definitivamente il progetto verso l’utilizzo della marchiatura elettronica. I ricercatori hanno definitio i casi d’uso per la sperimentazione dei risultati e prodotti della ricerca.

Sono nel vivo dello svolgimento le attività di studio, implementazione e caratterizzazione delle tecniche di marchiatura individuate. Queste attività hanno portato alla luce alcuni argomenti che non era possibile valutare in fase di avvio,  ma che potrebbero portare un valore aggiunto alla ricerca nel suo complesso.

È stata approntata una prima versione dell’applicazione Smartvino per smartphone e tablet: per quanto non definitiva e migliorabile anche e soprattutto dal punto di vista della stabilità, questa applicazione risulta utile per dimostrare in maniera tangibile l’idea del sistema Smartvino.

Sono state svolte attività di disseminazione, in eventi organizzati sia da Regione Toscana sia da altri soggetti in cui la ricerca Smartvino è stata oggetto di un invited talk.

Riguardo alla disseminazione sono state anche prodotte delle brochure informative della ricerca, grazie alla collaborazione di un  grafico che ne ha curato la progettazione.

Per saperne di più

andrea.delmastio@unifi.it, roberto.caldelli@unifi.it

telefono  055 2751391

Galleria fotografica

L'utente dell'APP Smartvino scatta la foto dell'etichetta della bottiglia, dove si trova il logo dell'azienda vitivinicola. All'interno dell'etichetta l'App rintraccia il codice-marchio

Il codice-marchio del sistema Smartvino è nascosto all'interno del logo nell'etichetta della bottiglia

L'APP Smartivino decifica il codice-marchio del logo-etichetta per consentire all'utente di accedere ad informazioni e contenuti multimediali in rete.

Esempio di contenuti che l'APP associa al codice-marchio per fonrire al consumatore contenuti informativi aggiuntivi a quelle già presenti sull'etichetta. I contenuti, su area e paesaggio di produzione del vino, le sue caratteristiche enotecniche, gli abbinamenti con il cibo, le tradizioni locali collegate, ecc.  sono concordati con l'azienda vitivinicola che decide di promuove il suo vino e il territorio di origine attraverso l'APP Smartvino.

L'APP Smartivino sarà disponibile nei comuni store della rete

TILA: SICUREZZA E QUALITA' PER IL TRATTAMENTO DEI LIQUIDI AGRO-ALIMENTARI

L'impiego della "cavitazione idrodinamica controllata" per trattare la birra, il latte e i succhi di frutta può migliorare il rendimento dei processi tradizionali nell'agro-industria. Sia in termini di  sicurezza alimentare che di qualità dei prodotti

Un circuito idraulico avente almeno un reattore a cavitazione, come una piastra forata o un tubo “Venturi”, in cui il liquido – fatto circolare da una o più elettropompe centrifughe di opportuna potenza e con specifiche caratteristiche – viene forzato a passare. In questo processo si generano microbolle vuote o contenenti vapore. L’implosione delle micro-bolle può generare localmente enormi rilasci di energia sotto forma di calore (5.000-20.000°C), pressione (2000 atm) e getti (150 m/s), oltre che la liberazione di cariche elettriche. E' questo il meccanismo della "cavitazione idrodinamica controllata" che sta alla base della ricerca TILA "Tecnologia innovativa per Liquidi Alimentari, coordinata dall'Istituto di Biometerologia del CNR di Firenze. La nuova tecnologia non impiega componenti proprietarie, ma soltanto componenti commerciali, economiche e d ampiamente disponibili, né alcun componente chimico. La tecnologia consente la pastorizzazione del liquido alimentare a temperature più basse di 10 °C rispetto al processo termico classico, con un risparmio energetico del 30% e un deciso miglioramento delle qualità organolettiche e nutrizionali dei prodotti. L'impianto ha dimensioni tali da poter essere applicato alla scala industriale.

Birra e luppolo

L’idea progettuale di TILA  nasce da esperienze pregresse e da evidenze della letteratura scientifica. Configurazioni impiantistiche simili a quella impiegata in TILA sono state già verificate nel corso del progetto Subcal, cofinanziato dalla Regione Toscana e terminato nell’ottobre 2014. In particolare questa ricerca ha dimosrato che la tecnologia di cavitazione idrodinamica per il riscaldamento di liquidi ha un grado di efficienza energetica molto elevato.

La letteratura scientifica è ricca di esperienze, per lo più a scala di laboratorio, in cui varie tecniche di cavitazione idrodinamica controllata sono state efficientemente utilizzate per la degradazione di sostanze chimiche tossiche, organiche e inorganiche, così come di microrganismi patogeni.

Chi coordina e realizza la ricerca

IBIMET Istituto di Biometeorologia del CNR, responsabile scientifico per Ibimet è il dott. Francesco Meneguzzo.

Chi partecipa alla ricerca

Birrificio artigianale, I Due Mastri snc, CDR Food Lab srl, Hotwater srl.

"La pastorizzazione degli alimenti a temperature più basse, per una birra di qualità superiore"

Tempi della ricerca: aprile 2014 – ottobre 2016.

Risultati attesi

La ricerca metterà a punto impianti più compatti, economici, ed energeticamente più efficienti per il processo produttivo della birra, in grado di assicurare la sicurezza alimentare del prodotto, riducendo anche l’impiego degli ingredienti più onerosi come il luppolo e, allo stesso tempo, esaltandone il gusto.

La compattezza degli impianti e l’efficienza energetica grazie all’elevata efficienza di conversione elettro-termica, sono gli elementi più innovativi della ricerca.

Un ulteriore risultato sarà la verifica della flessibilità della nuova tecnologia in termini di produzione di diverse varietà di birre, rispetto sia all’impiego di prodotti diversi per natura e quantità, sia alla variazione dei parametri interni del nuovo processo produttivo.

I ricercatori di TILA nell’applicare la nuova tecnologia ai processi di pastorizzazione del latte e di altri liquidi alimentari freschi, come i succhi di frutta, intendono garantire la sicurezza alimentare a livelli pari o superiori di agli standard di legge, preservando superiori qualità organolettiche e nutrizionali dei prodotti.

Questo obiettivo è perseguito attraverso l’abbattimento delle cariche di microorganismi, batteri, spore, ecc, a temperature inferiori rispetto ai tradizionali processi di pastorizzazione, consentendo ai prodotti di conservare in maggior misura le caratteristiche originali.

Ulteriore risultato della ricerca è la minimizzazione del consumo energetico specifico, al fine di aumentare anche l’efficienza energetica dei processi che assicurano la sicurezza alimentare dei prodotti.

Primi risultati

Tra i risultati fondamentali già ottenuti, la pastorizzazione a temperature di almeno 10°C inferiori rispetto alle tecniche termiche classiche, quindi il miglioramento deciso delle qualità organolettiche e nutrizionali dei prodotti e un risparmio di energia prossimo al 30%, in un impianto di dimensioni tali da consentire direttamente l’applicazione alla scala industriale. Inoltre, la definizione rigorosa di tutti i parametri operativi necessari all’ottimizzazione del processo alla scala industriale.

Un primo segmento tecnologico della ricerca è stato già sviluppato (settembre 2014); la struttura di tale tecnologia e alcuni risultati ottenuti nella relativa sperimentazione sono stati presentati con una lezione plenaria alla Conferenza internazionale "SuNEC 2014" (Santa Flavia, Sicilia, 8-10 settembre 2014).

Le esperienze sperimentali, corredate dallo sviluppo di un impianto teorico originale, relative alla prima parte della ricerca sono stati pubblicati sulla rivista internazionale Energy Science & Engineering: L. Albanese et al. “Energy efficient inactivation of Saccharomyces cerevisiae via controlled hydrodynamic cavitation”. http://dx.doi.org/10.1002/ese3.62 (gennaio-febbraio 2015).

L'articolo illustra la struttura impiantistica a scala pre-industriale e intrepreta i risultati della inattivazione in soluzione acquosa dei lieviti Saccharomyces Cerevisiae, i più utilizzati nell’industria alimentare per la fermentazione del vino e della birra, così come responsabili delle alterazioni e del deterioramento dei succhi di frutta e del latte, nonché tra i  microorganismi più resistenti agli shock termici e meccanici.

E' stato presentato un poster alla manifestazione BeerAttraction alla Fiera di Rimini il 21-24 febbraio del 2015.

Come funziona la tecnologia a cavitazione idrodinamica

La tecnologia alla base della ricerca TILA. è la cavitazione idrodinamica:  un circuito idraulico con almeno un reattore a cavitazione che ha una strozzatura accuratamente progettata e realizzata, per esempio una piastra forata o un tubo “Venturi”, in cui il liquido – fatto circolare da una o più elettropompe centrifughe di opportuna potenza e specifiche caratteristiche – viene forzato a passare.

A valle della strozzatura è generata una miriade di microscopiche bolle vuote, semi-vuote, piene di plasma tenue o di vapore, le quali, in periodi dell’ordine del microsecondo, implodono sotto l’effetto della pressione del liquido circostante, creando localmente condizioni termiche e meccaniche estreme – temperature oltre 5.000 K, pressioni oltre 1.000 atm e violentissimi getti – quindi rilasci concentrati di energia con densità elevatissime. Questi producono nel liquido stesso processi ossidativi avanzati e conseguenti processi chimico-fisici potenzialmente importanti per innescare o accelerare una varietà di reazioni chimiche e biochimiche o, più direttamente, per abbattere la concentrazione di microorganismi, batteri e spore attraverso la distruzione della loro membrana cellulare.

Gli effetti fisico-chimici della cavitazione idrodinamica sono accompagnati, nella particolare soluzione individuata dia ricercatori TILA, da una elevatissima efficienza di conversione elettro-termica (da energia elettrica a calore), grazie a alla combinazione dei campi magnetici associati alle stesse bolle di cavitazione con il percorso ascendente nel circuito idraulico (altezza superiore a 2.5 metri) e ad altre caratteristiche geometriche del circuito, che consentono di sfruttare processi fisici.

Costo totale della ricerca: 145.044 euro

Contributo della Regione Toscana: 107.658 euro

Per saperne di più

f.meneguzzo@ibimet.cnr.it

www.fi.ibimet.cnr.it/progetti-1/progetti-attivi/tila

telefono 055-3033711

Galleria immagini

Processo di cavitazione idrodinamica a livello microscopico

Sezione di impianto destinato al riscaldamento di liquidi e misura della sua temperatira con camera a infrarossi

Risultati fondamentali: pastorizzazione a temperature più basse rispetto al solo processo

Abbattimento dei lieviti Saccharomyces Cerevisiae in soluzione acquosa per mezzo della cavitazione idrodinamica controllataSaccharomyces

TOSCOLATA: LA CIOCCOLATA "NUTRACEUTICA" CON INGREDIENTI TIPICI TOSCANI

La cioccolata innovativa, antiossidante e cardioprotettrice, dalle proprietà salutistiche del cacao, delle mele e dell'olioextravergine prodotti in Toscana. Pregiata anche dal punto di vista organolettico. Toscolata è un marchio registrato e protetto a livello comunitario

Al cacao amaro vengono riconosciute importanti proprietà salutistiche, possedute anche da alcuni prodotti tipici dell'agricoltura toscana, quali le mele e l’olio extravergine di oliva. La ricerca TOSCOLATA, coordinata dall'Istituto per la Valorizzazione del Legno e delle Specie Arboree del CNR,  nasce dall'idea di associare al cacao i prodotti toscani, come oli extra vergini di alcune rare varietà e frutti essiccati di antiche varietà frutticole, ricchi in sostanze antiossidanti, e verificarne le proprietà salutistiche attraverso studi clinici. L'obiettivo finale è immettere nel mercato prodotti a base di cacaco innovativi ed originali, in toto caratterizzati dal punto di vista salutistico e tracciati nella filiera, nonchè basati su produzioni di elevata qualità tipiche della Toscana.

Negli ultimi anni vari studi scientifici hanno dimostrato che la mela è una risorsa rilevante di flavonoidi, procianidine, catechine, epicatechine, acido clorogenico e composti coniugati della quercitina. La maggior parte di queste molecole sono stata indagata per evidenziare le loro proprietà farmacologiche, tra le quali l’inibizione della proliferazione di cellule tumorali intestinali ed epatiche, le proprietà protettive nei confronti di patologie cardiovascolari e l’attività antiossidante. Anche nell’olio di oliva e di camelia sono state individuate varie sostanze, principalmente fenoliche, con proprietà antiossidanti in grado di ridurre i rischi cardiovascolari.

Chi coordina e realizza la ricerca

- Istituto per la Valorizzazione del Legno e delle Specie Arboree (VALSA) del CNR, soggetto coordinatore della ricerca

- Istituto di Scienze della Vita della Scuola Superiore S. Anna di Pisa

- Dipartimento di Patologia Chirurgica, Medica, Molecolare e dell'Area Critica, settore scientifico disciplinare Malattie dell'apparato cardiovascolare dell’Università di Pisa ed il Dipartimento di Scienze della Vita, Università di Siena.

Questi Enti di ricerca hanno attivato quattro contratti di lavoro per giovani ricercatori.

Chi partecipa alla ricerca

- Vestri Cioccolata di Arezzo, produttore di cacao a Santo Domingo, , che ha messo a disposizione le proprie strutture, il personale ed ha contribuito finanziariamente. Presso l’azienda Vestri sono stati messi a punto e realizzati i prodotti innovativi

- Armando Manni e Niccolò Paoli, produttori di oli extravergini. Manni ha contribuito finanziariamente e Paolo ha donato olio ad elevato contenuto fenolico.

- Comunità Montana del Casentino. Ha fornito mele essiccate di varietà autoctone toscane in produzione biologica

- Azienda Guerrini Donella di Castel del Piano. Ha prodotto e concesso per l’utilizzazione una farina di castagne prodotta con metodo tradizionale.

Cioccolata artigianale con mele essiccate

Metodologia della ricerca

La ricerca parte dall'individuazione di ingredienti agro-alimentari di base da utilizzare per la creazione dei prodotti dolciari innovativi. La Scuola Sant'Anna e l’IVALSA hanno selezionato in base alle analisi chimiche ed organolettiche alcuni dei prodotti agroalimentari messi a disposizione dalle aziende. La ditta Vestri ha messo a disposizione il miglior cacao ottenuto presso la propria azienda agricola di Santo Domingo.

Successivamente sono messe a punto alcune ricette originali per prodotti ancora non presenti sul mercato. Questa fase, seguita da un tecnologo alimentare presso l’azienda Vestri, ha permesso di realizzare delle tavolette di cacao contenenti mele essiccate, olio extravergine di oliva, farina di castagne ed una crema alla farina di castagne.

I due prodotti a più elevato contenuto di sostanze antiossidanti, ovvero le tavolette con mela ed olio sono stati poi scelti per l’indagine clinica. A questo scopo sono stati selezionati 30 volontari scelti in quanto portatori di almeno tre fattori di rischio cardiovascolare. Ai volontari vengono somministrati 40 grammi al giorno di Toscolata, prima con olio per un mese e poi con mele per una altro mese. Durante i periodi vengono monitorati diversi caratteri biochimico-clinici in modo da determinare gli effetti a breve termine sull’organismo.

Tempi della ricerca: giugno  2014 -  dicembre 2016.

Risultati attesi

La ricerca, puntando sulla  valorizzazione nutraceutica di prodotti tipici metterà a punto nuovi prodotti a base di cacao ad elevato valore organolettico e salutistico da immettere sul mercato contribuendo ad aumentare la redditività del comparto agroalimentare. I prodotti finiti verranno testati su soggetti con fattori di rischio cardiovascolare e sono valutate le proprietà salutistiche antiossidanti e cardioprotettrici, utilizzando tecniche innovative di analisi come la metabolomica. Un sistema di tracciabilità consentirà quindi la protezione della filiera, a garanzia della qualità e dei contenuti dei prodotti.

"Tavoletta con cacao e mele per riparare le pareti dei nostri vasi sanguigni"

Primi risultati

I primi risultati mostrano effetti positivi della somministrazione delle tavolette di cacao con olio extravergine di oliva, soprattutto a carico delle cellule progenitrici endoteliali, cellule coinvolte nella riparazione delle pareti dei nostri vasi arteriosi.

L'aumento del peso o degli zuccheri o grassi nel sangue sono al momento privi di fondamento, in quanto non si sono verificati effetti a carico di queste variabili. Si dovrà attendere la fine della sperimentazione per avere un quadro definitivo.

Un aspetto importante è però già stato chiarito: i nuovi prodotti piacciono molto ai consumatori. Nel corso del 2015 infatti è stato eseguito un test presso i consumatori divisi per sesso, fasce di età e preferenze di alimentazione. Sono stati intervistati, mediante somministrazione di una scheda appositamente predisposta, oltre 180 individui che hanno espresso la loro preferenza tra i prodotti assaggiati individuando il loro preferito ed il motivo del gradimento.

Nessuno dei prodotti testati è risultato sgradito ai consumatori che si sono divisi equamente, in termini di preferenze, tra il cacao con le mele e il cacao con la farina di castagne. Una percentuale più bassa gradisce in modo preferenziale il cacao all’extravergine, largamente apprezzato dai consumatori più amanti del gusto amaro e della complessità organolettica.

Fave di cacao e mele

A che punto è la ricerca

Con l'avvio della fase conclusiva della ricerca (febbraio 2016), i ricercatori stanno mettendo a punto un sistema di tracciabilità che include anche analisi genetiche a certificazione dei prodotti dichiarati in etichetta, a garanzia dei consumatori. Mentre l'azienda Vestri di Arezzo, produttore della Toscolata®, sta per immettere al consumo i prodotti nella loro veste definitiva. Il logo ed il marchio sono stati protetti in sede comunitaria per difenderli da eventuali future frodi commerciali.

Per saperne di più

cantini@ivalsa.cnr.it - telefono 0566 52356; 329 7479906

Costo totale della ricerca: 200.000 euro

Contributo della Regione Toscana: 148.500 euro

Galleria fotografica

Antiche varietà di mele

Grafico delle preferenze dei consumtori verso diverse ricette Toscolata, con combinazioni diverse degli ingredienti tipici toscani  (intervista a carico di 182 individui adulti eseguita nel corso del 2015)

Marchio del progetto Toscolata, registrato e protetto a livello comunitario

TOSCO MAGNATUM TRACE: UN MARCHIO PER I PRODOTTI DI TARTUFO BIANCO

Tracciabilità molecolare e digitale di prodotti a base di tartufo bianco: dalla "caratterizzazione" genetica di ecotipi di Tuber Magnatum Pico al marchio che garantisce l’origine toscana dei tartufi impiegati negli  alimenti

Dare una risposta pratica, attraverso un sistema analitico, alla "caratterizzazione" della produzione di tartufi freschi e di prodotti alimentari processati a base di “Tuber magnatum Pico" tipico toscano, così da garantirne la provenienza dai cinque areali toscani. Colmando le lacune dei sistemi anti-contraffazione, già in circolazione nel settore agro-alimentare. E' questo l'obiettivo della ricerca Tosco Magnatum Trace "Tracciabilità molecolare e digitale di prodotti a base di tartufo bianco" coordinata dall'Università di Siena. In Toscana sono cinque le aree di raccolta riconosciute dalla legge regionale n. 50/1995 "Norme per la raccolta, , coltivazione e commercio di tartufi freschi e conservati destinati al consumo e per la tutela e valorizzazione degli ecosistemi tartufigeni . Tuttavia sono ancora molti i consumatori che  non riescono ad apprezzare la differenza tra le varie specie di tartufo ed i suoi derivati, i quali troppo spesso contengono prodotti di sintesi artificiale e solo "tracce" di vero tartufo.

In particolare la ricerca mette a punto un sistema per caratterizzare geneticamente il tartufo bianco delle cinque aree di raccolta del pregiato fungo ipogeo della Toscana, verificare l'origine dei tartufi impiegati negli alimenti, come creme e burri a base di tartufo, attraverso marcatori Simple Sequence Repeat (SSR), definire un metodo per quantificare la percentuale, rispetto ad altri ingredienti, di tartufo impiegato negli alimenti, applicare un marchio  in grado di garantire l’originalità del prodotto “Made in Tuscany”, il contenuto e l’identità del produttore.

Il marchio del sistema TRACE

La zona di origine con le sue caratteristiche pedoclimatiche (del clima e del suolo insieme)  riesce ad apportare al corpo fruttifero del Tuber magnatum Pico caratteristiche organolettiche peculiari, differenziandolo in base all’areale di provenienza. Rimane ancora oscuro però se tali differenze possono essere differenziate anche geneticamente, mediante analisi del DNA, consentendo così una tracciabilità geografica del tartufo bianco.

Le attuali tecnologie basate sullo studio del DNA dei tartufi hanno permesso di ottenere validi strumenti per la loro corretta identificazione e hanno fornito spiegazioni interessanti a problemi di genetica di popolazione, generando informazioni sulla loro distribuzione geografica e variabilità genetica (Mello et al.,2006), nonché sul loro riconoscimento in matrici complesse (Rizzello et al., 2012; Zampieri et al., 2012).

"Grattando la copertura e inquadrando con lo smartphone il QR code dell'etichetta del prodotto, il consumatore verifica la validità del sigillo QrQ™ e visualizza la scheda prodotto"

Chi coordina e realizza la ricerca

- Dipartimento Scienze della Vita dell'Università di Siena,  capofila della ricerca, con il gruppo di ricerca sulla tracciabilità degli alimenti coordinato dal professor Mauro Cresti. Collaborano inoltre alla ricerca il prof. Giampiero Cai e il dr. Marco Romi.

Il gruppo scientifico sta collaborando attivamente insieme ad alcuni partners di eccellenza appartenenti al mondo del tartufo ed al mondo della tecnologia digitale.

Attivazione contratti: Università di Siena grazie a questo progetto regionale ha potuto attivare un assegno di ricerca della durata annuale e un contratto di collaborazione.

L’azienda QrQuality è il partner tecnologico della ricerca, una start-up toscana, della provincia di Siena, di recente costituzione nata per promuovere e sviluppare il progetto QrQ™. Avvalendosi di qualificate professionalità nel campo del web, della comunicazione e del marketing ha costituito un gruppo interdisciplinare di professionisti in Information Communication Technologies (ICT) capaci di sviluppare servizi di qualità per la tutela e garanzia dei prodotti. QrQuality attraverso un codice Qr univoco e brevettato è in grado di fornire al prodotto uno strumento di tutela del proprio marchio e della propria qualità, permettendo al cliente di verificare direttamente l'originalità del prodotto acquistato.

Tartufaio all'opera con il proprio cane da tartufi

Chi partecipa alla ricerca

Sono coinvolti nella ricerca l’Associazione Tartufai Senesi che ha come obiettivo principe quello di tutelare e migliorare le tartufaie nel territorio. L'associazione è nata nel 1982 e raccoglie oggi oltre 350 associati.

La Società Cooperativa "Il Tartufo delle Crete Senesi" che si occupa della trasformazione e vendita di prodotti a base di Tartufo Bianco delle Crete Senesi. La cooperativa utilizza, all’interno dei prodotti trasformati destinati alla vendita, solo ed esclusivamente i tartufi delle Crete Senesi raccolti dai soci e conferiti alla Cooperativa. Così è nata l’idea della filiera corta e di tracciabilità certa del prodotto. Sia per l’Associazione Tartufai Senesi, sia per la Cooperativa è importante promuovere i prodotti di elevata qualità trasformati a base di tartufo sui quali, ad oggi, non esistono ancora molte informazioni.

Metodologia della ricerca

La ricerca riguarda la tracciabilità dei prodotti agroalimentari con il fine ultimo di validare alcune metodologie analitiche basate su tecniche genetiche per l’identificazione e la caratterizzazione del Tartufo bianco pregiato toscano, commercializzato come prodotto sia fresco, sia processato. Le fasi della ricerca sono, in estrema sintesi: identificazione-caratterizzazione, quantificazione e tracciabilità del prodotto finito.

Campionamento

Le aree di campionamento della ricerca sono le cinque aree geografiche di raccolta del Tuber magnatum Pico, riconosciute dalla legge regionale n. 50/1995: Casentino, Colline Sanminiatesi, Crete Senesi, Mugello e Val Tiberina.

Tempi e fasi della ricerca: da aprile 2014 a ottobre 2016.

Identificazione della variabilità genetica (fase 1) tramite l’utilizzo di marcatori molecolari tra le diverse popolazioni di Tuber magnatum Pico. E' in corso uno studio approfondito della variabilità genetica esistente in carpofori di Tuber magnatum Pico raccolti in vari areali di produzione della Toscana ed il confronto con alcuni out-group provenienti da altre regioni. L’Associazione Tartufai Senesi ha avuto il compito di fornire i carpofori di Tuber magnatum Pico raccolti nelle varie località produttive.

È stato individuato e validato un set di  marcatori molecolari necessari alla costruzione del database dei profili genetici dei corpi fruttiferi indagati i quali  verranno utilizzati inoltre per la parte che riguarda la tracciabilità del prodotto processato.

Tracciabilità genetica e quantificazione (fase 2) della presenza di tartufo all’interno dei prodotti trasformati. Questa fase della ricerca coinvolge direttamente La Cooperativa Il Tartufo delle Crete Senesi che, mettendo a disposizione i suoi laboratori di trasformazione, ha reso possibile la preparazione di prodotti a base di Tuber magnatum a composizione e concentrazione nota. Attraverso la validazione del metodo analitico di identificazione e quantificazione dell’autenticità di prodotti processati sarà possibile "identificare"  la specie pregiata di tartufo nonché determinare la quantità di tartufo bianco presente nei prodotti alimentari che lo contengono. Per questa determinazione viene i ricercatori utilizzano una metodologia in PCR-RT (Reverse transcriptase-polymerase chain reaction) che prevede l’utilizzo di primer oligonucleotidici oggetto di brevetto, messi a punto e validati dal gruppo di ricerca senese sui prodotti trasformati a base di Tuber magnatum.

Inserimento del codice matrice QrQuality QrQ™ brevettato (fase 3) nel quale saranno indicate le linee di tracciabilità  e le informazioni sul prodotto.

A compimento di tutte le attività di ricerca i prodotti a base di tartufo bianco toscano verranno tutelati dalle contraffazioni con l'aiuto della tecnologia ICT. QrQ è un'etichetta elettronica brevettata dalla azienda QrQuality, possiede una superficie argentata come il gratta e vinci, che nasconde un codice QR univoco.

I risultati della analisi genetica saranno quindi indicati all’interno dell'etichetta QrQ™ contenente il codice sotto forma di QR code univoco, protetto da una superficie coprente che una volta asportata, potrà essere facilmente letta con un qualsiasi smartphone.

Grattando la copertura e inquadrando il QR code, si attiverà la connessione sicura con il server di certificazione il quale fornirà immediatamente sullo schermo la verifica sulla validità del sigillo QrQ™, la scheda prodotto che certifica l’originalità, attestata mediante analisi genetica,  insieme ad altre informazioni personalizzate, annullando immediatamente il codice scaricato in modo che non sia possibile una duplicarlo.

Risultati attesi

La ricerca produrrà un sistema di certificazione alternativo o complementare alle denominazioni di origine controllata/protetta che adottano sempre più frequentemente le analisi sul DNA come metodo di accertamento della qualità del prodotto all’interno dei disciplinari di produzione, come già accade per i Ricciarelli di Siena IGP e per il Panforte di Siena IGP.

Il trasferimento dell’innovazione basata sulla sinergia tra tecnica analitico-molecolare e tecnica ICT metterà così a disposizione un nuovo tipo di certificazione volontaria di autenticità del prodotto alimentare per il tartufo bianco all’interno del vasetto, dando maggiore garanzia al consumatore. Ciò può rappresentare un valore aggiunto agli standard qualitativi di una produzione di eccellenza tipica regionale.

A che punto è la ricerca

Tutti  i carpofori forniti dall’Associazione Tartufai Senesi, reperiti nelle varie località produttive, sono stati sottoposti ad estrazione del DNA con un kit commerciale altamente specifico per tessuti fungini che ha consentito di ottenere delle rese e dei parametri di purezza ottimali.

Contemporaneamente è stato messo a punto il protocollo di autenticità del tartufo bianco nei prodotti processati, estraendo il DNA dal burro ed amplificandolo con primers specifici per il riconoscimento e la quantificazione del Tuber magnatum mediante RT-PCR.

Risultati intermedi

- Validazione del protocollo di estrazione del DNA fungino da burro.

- Ottimizzazione del protocollo di RT-PCR con primers specifici Tmag3/Tmag4 in grado di quantificare la percentuale di tartufo presente nel burro per confermare quanto dichiarato in etichetta.

Per saperne di più

mauro.cresti@unisi.it , tel. 0577-232854

marco.romi@unisi.it, tel. 0577-232895

Costo totale della ricerca: 100.000 euro

Contributo della Regione Toscana: 75.000 euro

Galleria fotografica  e video

La filiera della ricerca Tosco Magnatum Trace

Il momento cloux della ricerca dei tartufi, appena dopo che il cane "professionista" ha individuato il punto del terreno sotto il quale si nasconde il carpoforo del pregiato fungo ipogeo

Tartufo nero appena raccolto dalla mano "esperta" del raccoglitore di tartufi

Tartufo bianco appena raccolto dalla mano "esperta" del raccoglitore di tartufi

Carpofori di tartufo bianco, Tuber magnatum Pico, toscano

Curve di dissociazione degli ampliconi di Tuber magnatum fresco (azzurro) e Tuber magnatum nel burro (viola) rispettivamente in RT-PCR "Reverse transcriptase-polymerase chain reaction"

Prodotti alimentari a base di tartufo bianco toscano con etichetta e marchio del sistema TRACE

Il consumatore rileva con lo smartphone il QRQ code per conoscere la tracciabilità e l'autenticità del tartufo contenuto nel prodotto.

Video >>> https://vimeo.com/128900207

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TRAACTO: NUOVI PRODOTTI ALIMENTARI DALL'ACQUACOLTURA TOSCANA

Realizzare un prodotto trasformato a base di pesce per la valorizzazione dell’acquacoltura regionale

Definire una linea di prodotti alimentari dell'acquacoltura, trasformati e confezionati a livello toscano, di interesse per la grande distribuzione organizzata e per il sistema delle mense pubbliche. E' questo l'obiettivo  della ricerca TRAACTO coordinata dal Centro Italiano Ricerche e Studi sulla Pesca (CIRSPE) che punta così a costruire un'opportunità di business commerciale per le imprese toscane che operano nel settore dell’acquacoltura. I consumatori mostrano un crescente interesse per i prodotti alimentari locali della filiera corta “pronti da cuocere” o “pronti da mangiare”, di qualità e sicuri della filiera a “km zero".

La sfilettatura e la lavorazione del pesce

La produzione italiana di acquacoltura ha una scarsa diversificazione, essendo focalizzata  quasi esclusivamente sull’allevamento di tre specie: trota, spigola e orata. L’acquacoltura toscana non si discosta da questo scenario, ma il peso delle produzioni è ancora più accentuato a vantaggio delle specie eurialine, organismi che trascorrono parte del loro ciclo vitale in mare e parte in acque salmastre e a volte addirittura in acque dolci (spigola o branzino e orata).

L’allevamento di spigole e orate soffre da tempo gli effetti della concorrenza degli altri Paesi produttori dell’area mediterranea, quali Grecia e Turchia, che riversano sul mercato nazionale notevoli quantità di prodotto. Per contrastare ciò alcuni acquacoltori italiani hanno adottato nuove strategie per valorizzare il prodotto nazionale: applicano sistemi di certificazione che permettono di distinguere il prodotto locale sul mercato e diversificano i prodotti in modo da acquisire nuovi spazi di mercato e nicchie di consumatori.

"Il prodotto TRAACTO: a base di carne di pesce toscano, separata meccanicamente, tritata, condita e da cuocere"

Chi coordina e realizza la ricerca

- Centro Italiano Ricerche e Studi sulla Pesca, sede Cirspe Toscana (capofila e coordinamento); coordinatrice dr.ssa Enrica Franchi. Altri partecipanti: dr.ssa Manuela Gabbai, dr.ssa Elisabetta Torinti, sig.ra Iolanda Banini.

- Istituto Nazionale di Economia Agraria (INEA), Consiglio per la Ricerca in Agricoltura e l’Analisi dell’Economia Agraria (CRA), sede Toscana; responsabile Unità operativa: dr.ssa Lucia Tudini.

- Dipartimento di Gestione dei Sistemi Agrari, Forestali e Alimentari (GESAAF) Università degli Studi di Firenze; responsabile Unità operativa prof. Bruno Zanoni. Altri partecipanti: dr.ssa Caterina Dinnella, prof. Erminio Monteleone.

- Dipartimento di Scienze delle Produzioni Agroalimentari e dell’Ambiente (DISPAA) Università degli Studi di Firenze,  responsabile Unità operativa prof.ssa Giuliana Parisi. Altri partecipanti: prof.ssa Paola Lupi, dr.ssa Giulia Secci, dr.ssa Monica Borgogno.

Contratti attivati nell’ambito della ricerca: n. 1 assegno di ricerca; n. 2 contratti di lavoro a progetto; n. 2 contratti di consulenza professionale; n. 1 contratto fornitura di serviziEodem modo .

L'orata, una delle specie di pesce utilizzata per il prodotto alimentare TRAACTO

Chi partecipa alla ricerca

- Cosa Società Agricola srl, azienda di acquacoltura: mette a disposizione il prodotto ittico per la sperimentazione e partecipa alla progettazione e realizzazione del prodotto trasformato a base di pesce.

- Il Vigneto Società Agricola srl, azienda di acquacoltura: mette a disposizione il prodotto ittico per la sperimentazione e partecipa alla progettazione e realizzazione del prodotto trasformato a base di pesce.

- Ittima Società Agricola Ittica Maremmana srl, azienda di acquacoltura: mette a disposizione il prodotto ittico per la sperimentazione e partecipa alla progettazione e realizzazione del prodotto trasformato a base di pesce.

- Orbetello Pesca Lagunare Società Agricola srl, azienda di acquacoltura interessata alla realizzazione del prodotto trasformato a base di pesce.

- Costa d’Argento Società Cooperativa, cooperativa di pesca: mette a disposizione il prodotto ittico per la sperimentazione e partecipa alla progettazione e realizzazione del prodotto trasformato a base di pesce.

- Centro Consortile Lavorazione Trota della Garfagnana, interessato alla realizzazione del prodotto trasformato a base di pesce.

Metodologia della ricerca

I ricercatori TRAACTO puntano ad individuare nuovi prodotti a base di pesce, trasformati e confezionati, che hanno queste caratteristiche:

- impiego di materie prime fresche derivanti dall’acquacoltura toscana;

- utilizzo della tecnica innovativa di separazione meccanica "soffice" della carne di pesce, eviscerato, e senza testa, dalle parti non commestibili (metodo CSM = carne separata meccanicamente);

- interesse del prodotto finito per la grande distribuzione organizzata  (GDO) e per il sistema della ristorazione pubblica, tipicamente le mense.

Nei primi mesi della ricerca è stata effettuata un’analisi delle potenzialità di mercato di prodotti a base di pesce. L’indagine di mercato si abbale dello studio della bibliografia esistente, della legislazione di riferimento, nonché di interviste agli stakeholder pubblici e privati e “focus group” di potenziali consumatori. Sulla base delle informazioni desunte dall’indagine di mercato, i ricercatori hanno definito, in stretta collaborazione con le imprese partner della ricerca, quale prodotto nuovo mettere a punto, in termini di caratteristiche qualitative e processo produttivo.

Per progettare il nuovo prodotto è stato adottato il principio del frazionamento degli ingredienti derivati da materie prime di origine vegetale o animale, associato ad una loro diversa ricombinazione in relazione alla loro funzione. In altre parole alla carne di pesce CSM di una o più specie sono stati aggiunti ingredienti in relazione alle funzioni essenziali che devono svolgere sul prodotto stesso. Ad esempio struttura, “flavour”, valore nutrizionale, ecc. Partendo da un grande numero di ricette prototipo possibili, sulla base di valutazioni di gradimento sensoriale, shelf-life, economicità e problematicità produttiva, sono state selezionate le ricette più significative del nuovo prodotto da realizzare lungo una linea produttiva.

Di tali ricette i ricerctaori hanno  messo a punto il processo produttivo attraverso un diagramma di flusso che ne individua le materie prime, le operazioni unitarie con i relativi impianti e gli scarti di lavorazione. Sono infine stati selezionati i punti critici del processo produttivo e le relative attività di controlo, per tenere sotto controllo e garantire la qualità finale del prodotto.

Campionamento

Le possibili materie prime provenienti dall’acquacoltura e dalla pesca effettuate in Toscana, da utilizzare per la realizzazione di nuovi prodotti, trasformati e confezionati, sono state "caratterizzate".

In particolare, su diversi lotti di spigola, orata, trota iridea e sugherello sono state effettuate le seguenti analisi, su prodotto sia fresco sia congelato:

- fisiche: peso animale intero; peso singoli filetti; peso pelle; colore dei filetti, del macinato e della pasta CSM; pH;

- centesimali: umidità, ceneri, lipidi grezzi, proteina grezza;

- chimiche: lipidi totali, profilo acidico, TBARs, dieni coniugati, frazione minerale.

Spigola ed orata provengono da allevamento in acqua salata, mentre la trota iridea da allevamento in acqua dolce; il sugherello è una delle specie maggiormente pescate dalle marinerie della Toscana che però non trova un'adeguata commercializzazione.

Dopo la caratterizzazione delle materie prime (spigola, orata, trota e sugherello) sono state realizzate le diverse ricette del nuovo prodotto, che sono quindi state oggetto di analisi sensoriale mediante Panel Test e analisi delle preferenze, prove di shelf-life

Tempi e fasi della ricerca: maggio 2014 - ottobre 2016.

La ricerca si sviluppa in tre attività principali:

- Indagine di mercato - Fonti bibliografiche e documentali (attività 1) : maggio – ottobre 2014.

- Indagine di mercato tra gli stakeholders pubblici e privati (attività 2): novembre 2015 – settembre 2015.

- Sviluppo del prodotto e messa a punto del processo produttivo (attività 3): maggio 2014 – ottobre 2016.

Risultati attesi

La ricerca metterà a disposizione delle imprese toscane che operano nel settore dell’acquacoltura il nuovo processo produttivo per un prodotto alimentare trasformato innovativo e pronto da lanciare sul mercato. Le imprese che adotteranno il nuovo processo raccoglieranno i vantaggi di una nuova opportunità commerciale.

A che punto è la ricerca

Le prime due attività sono completate. E' in corso l’attività 3, due fasi di questa attività sono già completate: a) lo studio bibliografico sull’innovazione di prodotto nel settore dei prodotti a base di pesce; b) l'analisi della materia prima pesce e definizione della tipologia e delle funzioni del nuovo prodotto.

Risultati intermedi

Dalle indagini effettuate tra gli stakeholders è emerso l’interesse ad utilizzare anche la carne separata meccanicamente (CSM) per la preparazione dei prodotti trasformati a base di pesce. Dalle interviste effettuate presso la GDO e la ristorazione pubblica non sono emersi particolari vincoli nell’utilizzo del CSM.

I focus group hanno fatto emergere la valutazione dell’attuale offerta del mercato di prodotti a base di pesce e la propensione dei potenziali consumatori verso preparazioni innovative a base di pesce lavorato. Il prodotto preferito dai potenziali consumatori dovrebbe essere composto da specie di acquacoltura, non combinando specie di acqua salata con specie di acqua dolce, dovrebbe essere non impanato e con una minima quantità di additivi semplici.

In relazione a queste informazioni, in stretta collaborazione con le imprese partner, che aderiscono i ricercatori hanno fatto centro sulla tipologia di nuovo prodotto da mettere a punto:

- prodotto a base di carne “CSM” di pesce fresco, tritata, condita e da cuocere.

Tale definizione evidenzia che:

- si parte da pesce fresco, non congelato;

- la separazione meccanica deve permettere al pesce di avere un aspetto di carne tritata e non di emulsione;

- è prevista l’aggiunta di ingredienti per contribuire al gradimento sensoriale del prodotto;

- è prevista la cottura del prodotto per dare sicurezza alimentare e maggiore gradevolezza.

A tutto ciò va aggiunto che il prodotto non è da impanare e deve essere conservabile in forma cruda mediante surgelazione o refrigerazione in atmosfera modificata.

Per saperne di più

franchi.enrica@tiscali.it

Costo totale della ricerca: 160.500 euro

Contributo della Regione Toscana: 120.000 euro

Galleria fotografica

Azienda di acquacoltura della zona di Orbetello (Grosseto)

La pesca nella Laguna di Orbetello

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TRACS: TRACCIABILITA' DEGLI ALIMENTI PER LA TUTELA DEI CONSUMATORI

Tecnologie per impedire l'alterazione ossidativa delle caratteristiche organolettiche e nutrizionali del vino e dell'olio extravergine dopo la produzione e per identificare la loro qualità e tracciabilità

Valorizzare e preservare il più a lungo possibile le proprietà salutistiche-nutrizionali di due prodotti tipici quali l’olio extravergine di oliva (evo) e il vino, studiando i meccanismi di azione e degli effetti biologici delle molecole estrogeniche naturali presenti in questi alimenti (polifenoli naturali ad attività estrogenica) nell’eziopatogenesi e nella progressione dei tumori di tessuti estrogeno-dipendenti. Mettere a punto un processo di tracciabilità di filiera, basato sull’adozione della tecnologia NFC Near Field Communcation e di una piattaforma web, in grado di fornire al consumatore finale informazioni chiare su composizione e qualità salutistiche dell'alimento in esame. Favorire quindi scelte consapevoli e salutari da parte del consumatore. Sono questi gli obiettivi della ricerca TRACS "TRacciabilità degli Alimenti: valutazione di elementi Critici" coordinata dall'Università di Firenze che punta sulla “tracciabilità dell’alimento” come caratteristica imprescindibile per garantire che i prodotti non siano adulterati, colposamente o fraudolentemente, nel passaggio lungo la filiera logistica di conservazione, stoccaggio e trasporto. Le tecnologie sperimentate da TRACS consentiranno di identificare, più in generale, alimenti capaci di diventare veri e propri “alimenti funzionali”, in virtù di specifici nutrienti in essi contenuti, offirendo così ai consumatori l’opportunità di scegliere prodotti di elevato valore salutistico e nutrizionale, unito ad un gusto e ad un aroma che li contraddistingue.

Le proprietà benefiche dell’olio extravergine d’oliva sono da tempo oggetto di studio soprattutto per quanto riguarda gli effetti positivi sul sistema cardiovascolare, l’ipertensione, i livelli di colesterolo plasmatico e le capacità antiossidanti. Nell'ultimo decennio inoltre è cresciuta l'attenzione verso il patrimonio fenolico dell’uva e dei vini per le sue innumerevoli proprietà salutistiche. Tuttavia le proprietà benefiche, sia dell'evo sia del vino, possono essere compromesse da processi degenerativi innescati da luce, calore e ossigeno. Questa ricerca getta le basi per una possibile applicazione in campo industriale di metodi innovativi come quello di “OliveToLive”, ideato per la conservazione e la degustazione degli oli, capaci di garantire inalterate le caratteristiche chimiche e nutrizionali dei prodotti alimentari. Valorizza inoltre la tecnologia RFId Radio-Frequency Identification, in italiano identificazione a radiofrequenza, già esistente, ma non ancora adatta ad un'applicazione su larga scala nell'economia toscana.

Grappolo di Vitis vinifera

I polifenoli contenuti nel vino sono dotati di potenzialità fitoterapiche e farmacologiche che includono oltre alle attività antiossidanti, anche attività anti-infiammatorie, antiaggreganti, antiaterogene, inibitrici della proliferazione cellulare e immuno modulatrici. Che risultano essere da 10 a 20 volte più potenti della vitamina E nel proteggere dall’ossidazione le lipoproteine a bassa densità (LDL). E' questa ossidazione ad essere unanimemente riconosciuta come potente meccanismo di innesco del processo arteriosclerotico.

Una volta aperta la bottiglia di vino l’ossigeno presente nella bottiglia a contatto con la bevanda, avvia un processo di ossidazione che inizialmente ammorbidisce i sapori e apre gli aromi del vino.

"I peggiori nemici dell'olio sono ossigeno, luce e calore: fanno decadere le sua caratteristiche organolettiche e nutritive"

Anche la qualità dell’olio extra vergine di oliva si riduce inevitabilmente con il passare del tempo. È auspicabile pertanto che tutte le fasi successive all’estrazione vengano svolte avendo cura di contenere, quanto più possibile, l’alterazione del prodotto. A cominciare dal trasporto dell’olio sfuso dal frantoio all’azienda di confezionamento, fino all’esposizione delle bottiglie sugli scaffali dei punti vendita. Proprio quest’ultimo passaggio si evidenzia spesso come uno dei “punti critici” per la qualità dell’olio extravergine d’oliva. L’olio, non essendo considerato un prodotto ad elevata deperibilità, non gode in genere di particolari attenzioni, rischiando di essere posizionato anche nei bancali più alti, più vicini alla sorgente luminosa, dove anche la temperatura è più elevata. Per garantire il miglior stato di conservazione è auspicabile mantenerlo ad una temperatura di 16 ± 2°C  lontano da fonti di calore e di luce.

La macchina "OliveToLive" ideata da Paolo Pasquali

Per questo, dopo lunghe ricerche, nell’Oleoteca di Villa Campestri, Paolo Pasquali ha ideato la macchina distributrice di olio extravergine di oliva “OliveToLive”. Un macchinario innovativo che preserva le proprietà nutritive e l’aroma dell’olio di oliva, mantenendolo nelle condizioni ideali di temperatura (16 ± 2°C), protetto dalla luce e sotto azoto fino al momento del consumo. Basta aprire un rubinetto di OliveToLive, per “spillare” Olio fresco, come se fosse appena stato estratto nel frantoio.

Chi coordina e realizza la ricerca

– Dipartimento di Ingegneria Industriale Università degli Studi di Firenze (DIEF) soggeto capofila;

– Dipartimento di Scienza delle Produzioni Agroalimentari e dell’Ambiente (DISPAA) Università degli Studi di Firenze;

– Dipartimento di Chirurgia e Medicina Traslazionale (DCMT) Università degli Studi di Firenze.

Chi partecipa alla ricerca: Villa Campestri srl, Marchesi De’ Frescobaldi srl, Azienda Agricola Villa Ilangi, Azienda Agricola Malenchini, Temera srl.

Metodologia della ricerca

La ricerca TRACS utilizza una serie di soluzioni e sistemi innovativi sia in senso assoluto che relativo (ovvero già applicati in altri settori, ma del tutto nuovi al contesto in esame. In particolare la fase di studio della caratterizzazione degli olii vede l’impiego di una nuova strumentazione che consente di conservare le eccezionali proprietà nutritive e l’inconfondibile aroma dell'olio: la macchina  “OliveToLive”.

I ricercatori sono impegnati sul fronte della tracciabilità attraverso un sistema di identificazione automatico che, molto presumibilmente, vedrà l’impiego della tecnologia RFID/NFC  Radio Frequency IDentification/microchip NFC Near Field Communication. Tecnologia già esistente, l’RFId è ancora relativamente poco utilizzata dalle imprese italiane e quasi per nulla da quelle di piccola e media dimensione ed in particolare nel settore agroalimentare.

Tempi e fasi della ricerca: aprile 2014 - ottobre 2017.

La ricerca TRACS è articolata in quattro fasi:

- Caratterizzazione della frazione  fenolica di olii e vino durante  l'invecchiamento (fase 1);

- Valutazione degli effetti sulla salute di molecole biologicamente attive presenti in vino ed olio extravergine di oliva (fase 2);

- Implementazione di un sistema a di tracciabilità di prodotto. Il gruppo di ricerca, impiegherà una soluzione web based per l’acquisizione in tempo reale delle caratteristiche funzionali dei campioni/prodotti testati al fine di renderle poi disponibili nei successivi passaggi della filiera, fino al consumatore finale. Le informazioni in uscita permetteranno dunque di mettere in relazione le caratteristiche dei vini e degli olii con le proprietà funzionali ottenute dalla fase 2 (fase 3);

- Conduzione di progetto pilota volto a validare il modello di tracciabilità  e a valutarne l’impatto sui consumatori finali (fase 4). Questa fase prevede la  mappatura o process mapping “AS IS” per definire formalmente i processi dell’azienda potenziale beneficiaria dell'applicazione del modello di tracciabilità.

L'analisi è generalmente condotta mediante visite sul campo e interviste dirette presso le strutture oggetto di analisi o anche a campione presso siti ritenuti rappresentativi dei processi da reingegnerizzare: si procede quindi alla raccolta di tutte le informazioni sia qualitative che quantitative. Il passo successivo consiste nell’identificazione di una modalità di razionalizzazione dei dati raccolti per poi disegnare le mappe dei processi, attraverso l’uso di vari standard di rappresentazione: è questa la fase di formalizzazione, preliminare per l'analisi.

L’analisi riguarderà sia i flussi fisici (workflow di processo, quadro e analisi dei processi fisici a cui vengono sottoposte le unità oggetto del progetto), sia quelli informativi (i processi di scambio dati dal sistema fisico al sistema informativo) sia, infine, i flussi gestionali (ruoli e mansioni nella gestione di processi,  fasi e attività secondo un approccio tempi e metodi).

A valle di questa analisi i ricercatori  definiscono le tecnologie implementabili in relazione ai processi di ciascuna azienda.

Risultati attesi

A valle di una fase di caratterizzazione della presenza di molecole  estrogeniche naturali all’interno delle due matrici alimentari dell’olio di oliva e del vino, la ricerca TRACS validerà  l’impiego del macchinario  “OliveToLive”.

Inoltre la ricerca TRACS implementerà e validerà un innovativo processo di tracciabilità di filiera, basato sull’adozione della tecnologia NFC e di una piattaforma web based, in grado di fornire al consumatore finale informazioni chiare su composizione e qualità salutistiche del prodotto in esame.

A che punto è la ricerca

Le prime due fasi sono prossime al completamento. Il  gruppo di ricerca sta, in parallelo, testando una  serie di soluzioni tecnologiche per l’implementare un sistema di tracciabilità, basate sull’adozione di una specifica APP. Lo stesso team, già da tempo, è impegnato in una serie di indagini  dirette  sui consumatori finali, attraverso la somministrazione di questionari sul grado di accettabilità della soluzione proposta, ottenendo risultati assai incoraggianti.

Fase 1 - Mediante cromatografia liquida ad alta prestazione è stata effettuata l’analisi della componente polifenolica unitamente a controlli sulla qualità dell’olio mediante analisi chimico-fisiche, merceologiche, in particolare acidità, perossidi e delta K. Inoltre, l’attività prevede la valutazione della stabilità del contenuto quali-quantitativo delle frazioni ottenute da processi di estrazione. L’analisi quali-quantitativa dei singoli composti costituenti le frazioni ottenute, eseguite ad intervalli di tempo prestabiliti permetteranno di valutare la stabilità e i criteri di stabilizzazione delle frazioni ottenute. L’analisi dei componenti di ciascuna frazione verrà effettuata mediante HPLC-DAD-MS High Performance Liquid Chromatography - Mass Spectrometry (Cromatografia liquida ad alta prestazione - Spettrometria di massa).

Anche per i vini oggetto di studio, contestualmente alle altre analisi della componente fenolica sarà determinato anche il profilo dei composti organici volatili (VOC). Per la matrice vino, il quadro aromatico costituisce infatti un indicatore ancora più importante per la valutazione della qualità del prodotto.

Fase 2 - Effetti sulla salute di molecole biologicamente attive presenti in vino ed olio extravergine di oliva. Per verificare l’effetto inibitorio degli estratti di olio extra-vergine e di vino sulla crescita, a tempi diversi (da 24 ore a 12 giorni) sulle linee cellulari di cancro di è stato effettuato un particolare esperimento tramite conta emocitometrica con camera di Bürker. Le colture cellulari rappresentano un sistema in vitro molto versatile, più semplice ed omogeneo rispetto ad altri modelli quali per esempio le colture di organo o di tessuto, che consente di ottenere informazioni più precise e sicure legate all'interazione nutriente-cellula.

Per saperne di più

rinaldo.rinaldi@unifi.it tel 055 275867

www.tracceditoscana.org

Costo totale della ricerca: 209.000 euro

Contributo della Regione Toscana 139.500 euro

Galleria fotografica

La macchina OlivetoLive, oleoteca di Villa Campestri (Vicchio di Mugello)

Macchina OlivetoLive dettaglio

Tracciabilità con tecnoogie NFC. Lettura con smartphone dellìetichetta elettronica di un vino

Tracciabilità con tecnologie NFC. Esemplificazione del funzionamento del sistema TRACS

URCA: ORTI SOCIALI IN CITTA' "A KM ZERO"

Integrazione di aspetti produttivi e sociali realizzando  spazi di partecipazione per i cittadini, sensibilizzando alla produzione alimentare locale. Sistemi di coltura specializzati e nuove opportunità di lavoro nelle filiere agricole a km zero in aree urbane.

La produzione a piccola scala, con sistemi growth cells, per una distribuzione locale, e la micro produzione con sistemi low technology per “orti sociali/familiari”. E' questa la finalità della ricerca URCA Urban (Con)Temporary Agriculture Orti Sociali (con)Temporanei Urbani coordinata  dall'Università degli studi di Firenze Centro ABITA Dipartimento di Architettura. La ricerca mette a punto un sistema di agricoltura urbana in aree dismesse (residuali o in disuso), anche con un uso temporaneo, avvalendosi di tecnologie di coltivazione fuori suolo con un approccio progettuale reversibile e di minimo impatto ambientale. I fondamenti della ricerca URCA sono la riqualificazione urbana, il recupero e ri-funzionalizzazione di spazi inutilizzati, l'innovazione sociale, lo sviluppo dell'economia locale.

Agricoltura urbana

Chi  coordina e realizza la ricerca

- Centro Abita dell'Università di Firenze, prof. Marco Sala responsabile scientifico della ricerca e per il Centro.

- Dipartimento di Scienze delle Produzioni Agroalimentari e dell’Ambiente (DISPAA) dell'Università di Firenze, prof. Anna Lenzi responsabile scientifico.

- Gruppo di Ricerca ABITA: arch. Leonardo Boganini; arch. Chiara Casazza.

Chi partecipa alla ricerca

Azienda agricola Cammelli, Azienda agricola Artemisia.

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"Riqualificazione urbana, recupero e funzionalità di spazi inutilizzati, innovazione sociale, sviluppo economia locale"

Metodologia della ricerca

Ricerca di base e realizzazione prototipo (immagine 1). Il sistema URCA si propone di sviluppare l’agricoltura urbana integrando la coltura fuori suolo, facilmente e rapidamente reversibile, all'interno di aree non pianificate o dismesse delle nostre realtà urbane, riqualificandole e arricchendole di nuove potenzialità. L’integrazione di questo nuovo uso del suolo mira quindi a realizzare sistemi reversibili, energicamente autosufficienti, di elevata qualità architettonica e minimo impatto ambientale. Ciò  ha lo scopo di portare l’agricoltura nel cuore della città, aumentando sia la tracciabilità dei prodotti,  valorizzando gli aspetti più caratteristici di alcune colture, ricostruendo il rapporto tra prodotto e cultura locale e ampliando il mercato di riferimento locale.

Partendo quindi dall’identificazione dei criteri necessari per la realizzazione di una filiera agricola all’interno delle città, derivati dall’intersezione degli aspetti ambientali, urbanistici, sociali e biologici, i ricercatori puntano a strutturare un esempio di agricoltura urbana che sia utilizzabile come prototipo per la sperimentazione diretta successiva.

Campionamento

Le aree campione sono: Firenze, Prato, Livorno, Arezzo, Lucca. La fase di prototipazione è prevista a Firenze.

Tempi e fasi della ricerca: giugno 2015 - giugno 2017.

Growth cell: pannelli fotovoltaici in alto a tetto, bancali per coltura verticale, bancali per coltura a scaffale, pannelli evaporativi, acqua piovana e da pozzo in entrata, centrale di distribuzione della soluzione nutritiva, serbatoio di raccolta dell'acqua piovana.

Risultati attesi

Il principale risultato della ricerca è  definire un sistema di agricoltura urbana in aree dismesse, anche con un uso temporaneo, avvalendosi  di tecnologie di coltivazione fuori suolo con un approccio progettuale reversibile e di minimo impatto ambientale. La finalità è la produzione a piccola scala per una distribuzione locale, e la micro produzione con sistemi  low technology per “orti sociali/familiari”.

La ricerca identifica le aree e le possibilità normative, le tipologie di colture idonee, svilupperà il progetto dei sistemi reversibili, sostenibili ed energeticamente autosufficienti, oltre che della sua integrazione a scala urbana, definendo quindi  una valutazione economica  e realizzando uno studio completo per l’organizzazione di una nuova filiera corta all’interno della città.

A che punto è la ricerca

Allo stato attuale la ricerca ha concluso la mappatura delle aree di interesse all’interno del territorio comunale di Firenze: partendo da questa base i ricercatori stanno identificando i criteri campione sotto il profilo urbanistico e dimensionale all’interno dei comuni di Prato, Livorno, Arezzo, Lucca e Livorno, validandoli a fronte di una mappatura completa delle aree di interesse. Il focus su  Firenze è servito inoltre per identificare alcune aree da sottoporre alla pubblica amministrazione per avviare un progetto di riqualificazione urbana, di carattere temporaneo a medio termine, attraverso l’utilizzo di sistemi di agricoltura urbana. A questo scopo i ricercatori hanno definito il quadro normativo e l’iter amministrativo per realizzare il progetto nelle aree marginali e inutilizzate identificate.

Parallelamente è stato sviluppato il concept e il design del sistema produttivo in serra, identificando i sistemi di reversibilità delle strutture, oltre che il progetto preliminare del sistema impiantistico, compreso l’integrazione dei sistemi di energie rinnovabili e il  sistema di gestione della risorsa idrica, in relazione ai vari sistemi di coltura. E’ stato inoltre identificato il primo concept per la realizzazione dei sistemi di "orto low-tech”, identificando il sistema idroponico con substrato solido come sistema di coltura preferenziale.

Allo stato attuale si stanno concludendo le mappature delle aree per i comuni di Prato Arezzo, Livorno e Lucca e si sta procedendo ad individuare i criteri di produttività e gestione del sistema higt tech.

Risultati intermedi

I ricercatori, partendo dalla situazione attuale di inquadramento, hanno scoperto che i tempi di realizzazione degli interventi di recupero del patrimonio edilizio e urbano sono spesso molto lunghi e che questi spazi rimangono, nonostante tutto, inutilizzati.

Per quanto riguarda la fattibilità e l'iter normativo per le possibili attività (commerciale o no profit) del progetto di agricoltura urbana e la modalità di uso temporaneo di spazi urbani, la ricerca fa riferimento alle normative in essere, non essendovi in Toscana, né in Italia, una normativa specifica.  Si è dunque individuato una proposta che individua:

- gli obiettivi del progetto;

- le possibili attivtà che possono essere ospitate temporaneamente nell’area: attività sociali (educazione, eventi , terapia) e micro-commercio in termini di vendita e somministrazione;

- i percorsi normativi per lo svolgimento di  attività;

-  gli utenti e beneficiari (diretti ed indiretti) delle attività.

Per quanto riguarda le modalità e iter di concessione temporanea dello spazio non essendovi anche in questo caso regolamento specifico, lo strumento che la Pubblica ammirazione ha a disposizione è la concessione amministrativa del bene, che viene regolata da contratti di comodato d’uso gratuito o a canone agevolato (solitamente per scopi sociali) o di locazione o da convenzione sottoscritta tra le parti.  La Pubblica amministrazione può concedere gli spazi o le strutture per le attività (nel caso specifico aree ortive, strutture per attività, servizi igienici etc.) a diversi usufruttuari, oppure concedere ad un unico intermediario che a sua volta possa gestire tutto o concedere a terzi usufruttuari a sua volta con forme di contratto.

Il modello di organizzazione dello spazio individuato è composto da elementi che possono essere riassunti nei seguenti insiemi funzionali: area ad orto (dove si inserisce la serra innovative), manufatti e strutture di supporto, spazi aperti, rete impiantistica.

A questo si devono aggiungere le attività: coltivazione e raccolta, vendita, di somministrazione, di trasformazione-packaging,  di educazione, terapia, eventi.

Per questo i ricercatori hanno individuato una serie di requisiti generali del progetto secondo sette classi di esigenze: benessere, sicurezza, salvaguardia dell’ambiente, fruibilità, integrabilità, gestione, aspetto.

Il modello così proposto ha la potenzialità di permettere la riqualificazione dello spazio, la sua ri-funzionalizzazione, la creazione di un polo produttivo urbano che contribuisca come spazio di socializzazione, condivisione, educazione, ma che abbia anche la potenzialità di produrre ed inserirsi nella micro economia locale. Questo ha lo scopo di generare un polo attrattore multifunzionale che ruota intorno al tema della produzione agricola  sostenibile a km0 integrando anche la produzione in ambiente protetto a piccola scala, finalizzata all’educazione e alla divulgazione ma anche alla distribuzione o la somministrazione a scala locale, sia orti low technolgy concepiti come orti sociali/familiari, o spazi di verde condiviso per attività educative e/o ricreative.

La serra innovativa, pensata per gli aspetti high-tech è progettata per rispondere ai requisiti di riqualificazione urbana, diffusione della conoscenza verso il cibo, rifunzionalizzazione della aree in disuso, ma anche per rispondere ai requisiti specifica della coltivazione di alimenti in serra.

Per questa ragione si è definito un modello che combina caratteristiche specialmente orientate a garantire condizioni ottimali di crescita delle piante con accorgimenti architettonici e tecnologici che mirano alla qualità, alla comunicabilità del progetto e alla sostenibilità. Per questo motivo è stata necessaria una “mediazione” tra caratteristiche e scelte specialmente mirate ad ottimizzare la produttività, con caratteristiche mirate alla fruibilità, alla flessibilità ed alla riqualificazione dello spazio, strutturando un sistema modulare.

Per saperne di più

urca.abita@gmail.com

centro@abita.unifi.it, marco_sala@unifi.it, tel: 055.2755324

segreteria@dispaa.unifi.it; anna.lenzi@unifi.it, tel. 055 2755934

Costo totale della ricerca: 209.000 euro

Contributo della Regione Toscana: 150.000 euro

Galleria immagini

I principi della ricerca URCA

Integrazione società e produzione agricola in città

Metodologia della ricerca

Il modello delle relazioni degli orti urbani familiari: da sinistra verso destra, mercato locale, mensa scolastica, mensa ospedaliera, distributori, gestione sostenibile energia, gestione sostenibile rifiuti, gestione sostenibile acqua, mobilità e trasporto sosteninbile.

Schema dell'area

Area dell'orto high tech

VOLATOSCA: PROFUMI E SAPORI DELLA TOSCANA

Dalla caratteristiche del "volatoma" alla valorizzazione dei prodotti alimentari di pregio, come olive, olio, cavolo nero, tarufo bianco, zafferano, ciliegia e giaggiolo

Caratterizzare analiticamente i prodotti agricoli Toscani, agevolarne l’accertamento della qualità, salubrità, tipicità ed origine, studiarne le dinamiche evolutive nei consumi alimentari in Toscana; suggerire gli strumenti per la loro valorizzazione sul mercato. E' questa la finalità della ricerca VOLATOSCA, coordinata dall'Università di Firenze che punta a nuove tecniche di valorizzazione dei prodotti tipici toscani. Questa ricerca utilizza tecniche avanzate per indagare, analiticamente, il proteoma, il trascrittoma e il metaboloma, tra cui appunto il "volatoma" - che dà il nome alla ricerca - ossia l’insieme delle sostanze volatili, di alcuni fra i prodotti agricoli di maggior rilievo nella nostra regione: olive ed olio, zafferano, cavolo nero, tartufo bianco, ciliegia e giaggiolo.

Valorizzare significa creare valore, e dunque anche reddito, a partire da queste caratteristiche, che rappresentano altrettante risorse, generando prodotti la cui qualità deriva dal legame stretto tra prodotto e territorio piuttosto che soltanto da processi tecnologici.

Valorizzare significa migliorare le colture per aumentarne la resistenza agli stress ambientali esacerbati dai cambiamenti climatici.

Valorizzare, infine, significa contrastare la continua e massiccia immissione di prodotti agricoli a basso prezzo, ma di qualità non sempre eccellente, provenienti dai paesi emergenti, mediante un’adeguata marcatura delle produzioni agricole locali.

Da questi punti fermi muove la ricerca  VOLATOSCA, studiando le dinamiche evolutive dei consumi alimentari in Toscana e suggerendo gli strumenti per la loro valorizzazione sul mercato.

Ciliege toscane

Chi coordina e realizza la ricerca

- Università di Firenze – Dipartimento di Scienze delle Produzioni Agroalimentari e dell’Ambiente (DISPAA); coordinatore prof. Stefano Mancuso

- Università di Firenze – PHYTOLAB (Pharmaceutical, Cosmetic, Food supplement Technology and Analysis) Dipartimento di Statistica, Informatica, Applicazioni (DiSIA)  'Giuseppe Parenti'); prof.ssa Annalisa Romani

- Università di Firenze - Dipartimento di Scienze per l'Economia e l'Impresa (DISEI), prof.ssa Silvia Scaramuzzi

- Fondazione Area, prof. Amedeo Alpi

- CNR, Istituto per la Protezione Sostenibile delle Piante (IPSP) dott. Gian Paolo Accotto

Chi partecipa alla ricerca

- Azienda agricola Adamo Piccini, Seggiano (Grosseto) che fornisce campioni di olive e olio extra vergine di oliva Seggianese;

- Azienda Agricola Martellini Donatella “De Triachi”, Arcidosso (Grosseto) che fornisce campioni di olive e olio extra vergine di oliva Seggianese;

- Azienda agricola Ciacci Anna, Seggiano (Grosseto) che fornisce campioni di olive e olio extra vergine di oliva Seggianese;

- Fattoria di Maiano, Fiesole (Firenze) che fornisce campioni di olive e olio extravergine di oliva;

- Azienda agricola il Forbiciaio, Piancastagnaio (Siena) che fornisce campioni di olive ed oli monovarietali Frantoio e Leccino;

- Azienda Agricola Castello del Trebbio, Fiesole (Firenze) che fornisce campioni di zafferano;

- Azienda Agricola Mastrociliegia, Lari (Pisa) che fornisce campioni di ciliegia;

- Fondazione Culturale Le Radici Di Seggiano, Seggiano (Grosseto) che partecipa ed è interessata al trasferimento dei risultati.

"Toscana, il granaio dell’Etruria, dove l’agricoltura si è sempre distinta per la qualità dei suoi prodotti"

Metodologia della ricerca

La metabolomica, ovvero lo studio su larga scala dell'insieme dei metaboliti secondari prodotti in una data specie biologica nei vari tessuti e a vari stadi di sviluppo, consente di identificare profili metabolici e specifici marcatori molecolari, che possono essere utilizzati a fini diagnostici e per la certificazione chimica di sistemi biologici.

La composizione dell’aroma, ovvero l’insieme dei composti volatili, dei prodotti regionali è determinata mediante l’impiego della tecnologia di spettrometria di massa a trasferimento protonico, PTR-TOF-MS "Proton Transfer Reaction – Time of Flight – Mass Spectrometer”, che consente la misurazione in tempo reale dei composti organici volatili (VOCs). Oltre ai VOCs, altri composti biologicamente attivi con particolari proprietà antiossidanti e antiradicaliche, legati alle caratteristiche nutrizionali, organolettiche ed alla stabilità dei prodotti finiti, sono identificati mediante tecniche cromatografiche, spettroscopiche e spettrometriche quali: TLC, HPTLC, LC, HPLC.

Mediante analisi proteomiche quantitative i ricercatori individuano le variazioni a carico degli enzimi relativi alle vie metaboliche dei composti di interesse. L’uso parallelo di metodologie di analisi del metaboloma determina l'identificazione di target molecolari per lo sviluppo di sistemi diagnostici innovativi.

Inoltre i ricercatori, monitorando i composti volatili coinvolti nelle caratteristiche nutrizionali e la loro resistenza, indagano la tolleranza/sensibilità a stress biotici ed abiotici delle specie agricole di interesse. La valutazione delle dinamiche dei consumi a livello intermedio e finale, insieme all’analisi dei potenziali strumenti di valorizzazione sul mercato individuati grazie alla loro caratterizzazione, consente di chiudere la filiera dei prodotti. Tutte le informazioni ottenute, utili alla caratterizzazione e tracciabilità dei prodotti, vengono impiegate per creare un database.

Giaggiolo

Tempi e fasi della ricerca: luglio 2015 -luglio  2017.

Risultati attesi

La ricerca troverà nuovi prodotti diagnostici o prodotti/processi utili alla certificazione chimica di prodotti agroalimentari e produrrà nuove conoscenze sui meccanismi di tolleranza delle colture agricole toscane agli stress ambientali, per favorirne il miglioramento genetico e mantenerne l’eccellenza qualitativa.

In particolare, con tecniche avanzate, fornisce dati analitici sul proteoma, il trascrittoma e il metaboloma, tra cui il volatoma (l’insieme delle sostanze volatili) di alcuni prodotti agricoli di spicco dell'agricoltura toscana, ossia olive ed olio, zafferano, cavolo nero, tartufo bianco, ciliegia e giaggiolo, nonché approfondimenti sulle dinamiche dei consumi a livello intermedio e finale, e i potenziali strumenti per la loro valorizzazione sul mercato.

L’approccio analitico proposto permette di accrescere le conoscenze scientifiche di base sulle caratteristiche nutrizionali di queste specie vegetali e favorire lo sviluppo di tecnologie avanzate per la produzione di alimenti che rispondano a requisiti di sicurezza e salubrità, utili per l’accertamento della qualità, tipicità e origine dei prodotti agricoli toscani. L’uso parallelo di metodologie di analisi del metaboloma potrà agevolare l’identificazione di target molecolari per lo sviluppo di sistemi diagnostici innovativi.

I risultati, raccolti all’interno del database e in collaborazione con gli aromatieri delle aziende partner e le Associazioni di produttori coinvolte, potranno essere utilizzati per organizzare descrittori utili all’ottimizzazione di schede di caratterizzazione "impronta digitale" e/o "schede panel" di prodotto idonee a tracciare qualità e territorialità. La valutazione delle dinamiche dei consumi a livello intermedio e finale, insieme all’analisi dei potenziali strumenti di valorizzazione sul mercato individuati grazie alla loro caratterizzazione, consentirà quindi di chiudere la filiera dei prodotti.

A che punto è la ricerca

La caratterizzazione dei composti volatili e biologicamente attivi è già stata completata per alcuni dei prodotti selezionati (olive e olii prodotti con alcune varietà della tradizione olivicola toscana, zafferano e tartufo bianco).

Di seguito il punto sulle analisi per ciascuna specie/prodotto vegetale e per la loro valorizzazione.

Zafferano. I profili relativi ai metaboliti secondari aromatici (PTR/TOF/MS) e ai metaboliti polari idrosolubili (HPLC/DAD/MS/TOF) di campioni di zafferano toscano sono stati confrontati con i profili di zafferani di altre località del Centro Italia e dell’Iran (uno dei paesi che maggiormente esporta zafferano in tutto il mondo, a prezzi competitivi).

Gli zafferani italiani si sono distinti da quelli stranieri soprattutto per il maggior contenuto in safranale, il principale composto responsabile dell’aroma; lo zafferano toscano si è in particolare distinto per il contenuto in crocine e flavonoidi, noti per le loro proprietà antiossidanti e antiinfiammatorie [Masi E., Taiti C., Heimler D., Vignolini P., Romani A., Mancuso S. (2016) PTR-MS-TOF and HPLC analysis in the characterization of saffron (Crocus sativus L.) from Italy and Iran. Food Chemistry 192:75-81].

Lo studio prosegue con la caratterizzazione di alcuni prodotti secondari o di scarto della lavorazione dello zafferano, quali petali, e stami, al fine di determinarne iI potenziale uso sia nel settore alimentare che in quello cosmetico. La caratterizzazione è stata definita mediante le stesse tecniche analitiche applicate agli stigmi.

Olive e olii. I ricercatori hanno studiato il profilo aromatico (PTR-TOF-MS) e dei composti minori polari (HPLC/DAD/TOF) di olive da olio raccolte a diversi gradi di maturazione e individuato i metaboliti secondari legati allo stadio di maturazione del frutto [Masi E., Romani A., Pandolfi C., Heimler D., Mancuso S. (2015) PTR-TOF-MS analysis of volatile compounds in olive fruits. Journal of the Science of Food and Agriculture 95(7):1428-34].

L'attività di ricerca prosegue con l’analisi metabolomiche degli olii derivanti da spremitura di olive toscane e non, raccolte in epoche diverse di maturazione (attività in corso) e con lo studio dell’effetto di diverse tecnologie di spremitura sulla qualità e serbevolezza dell’olio (attività in corso), applicando le stesse tecniche analitiche descritte per il frutto.

I ricercatori hanno valutato gli olii extravergine monovarietali anche per il profilo organolettico (PANEL TEST e PTR-TOF-MS) allo scopo di individuare anche composti volatili correlabili ai difetti [Marone E., Masi E., Taiti C., Pandolfi C., Bazihizina N., Azzarello E., Fiorino P., Mancuso S. (2015) PTR-ToF-MS VOCs balance and sensory analysis to evaluate the commercial grade, the influence of the cultivar and of the geographical zone of production in commercial VOOs. Journal of Agricultural and Food Chemistry (submitted febbraio 2016)].

Tartufo bianco. I ricercatori hanno eseguito il confronto del profilo aromatico (PTR-TOF-MS) del tartufo bianco di Alba e Toscano (San Miniato), su corpi fruttiferi in diversi stadi di sviluppo; l’approccio ha consentito la distinzione dell’origine geografica e della fase di sviluppo dei tartufi in esame [Vita F., Taiti C., Pompeiano A., Bazihizina N., Lucarotti V., Mancuso S., Alpi A. (2015). Volatile organic compounds in truffle (Tuber magnatum Pico): Comparison of samples from different regions of Italy and from different seasons. Scientific Reports 5:12629, DOI: 10.1038/srep12629]

Cavolo nero. E' in corso il confronto del profilo aromatico (PTR-TOF-MS) della varietà di cavolo nero, cultivar sabellia in piante a diversi stadi di sviluppo, ed in piante esposte a stress idrico e di temperatura: sulle piante sottoposte agli stress abiotici sarà effettuato lo studio della capacità antiossidante mediante test DPPH.

Inoltre, per la definizione del contenuto in acidi idrossicinnammici e flavonoli sono state messe a punto tecniche di estrazione, frazionamento ed analisi HPLC/DAD/MS/TOF, precedentemente ottimizzate su campioni di cavolo nero toscano ed altre Brassicaceae.

È in corso la messa a punto di un protocollo di colonizzazione delle radici di cavolo nero con il fungo Pirimorfora indica, noto per aumentare la resilienza delle Brassicaceae agli stress abiotici: i primi risultati mostrano un buona colonizzazione radicale delle plantule.

Giaggiolo. Il giaggiolo, storicamente noto in Toscana per le peculiarità aromatiche, sarà indagato per definirne le caratteristiche chimiche, in particolare il profilo aromatico, qualità indispensabili per le applicazioni nel mondo delle essenze naturali per i settori profumiero, cosmeceutico e food (attività in corso).

Ciliegia. I ricercatori indagheranno composti aromatici dei frutti mediante PTR-TOF-MS, mentre i composti flavonoidici con particolare riguardo ai pigmenti rossi, composti antocianosidici saranno valutati tramite HPLC/DAD/MS/TOF: l’indagine, avvalendosi anche di esperienze pregresse effettuate sulle varietà di ciliegia Lari, permetteranno di verificare la potenzialità di alcune varietà anche per l’ottenimento di confetture ad elevato valore aggiunto sia dal punto di vista organolettico che funzionale (attività in corso).

Valorizzazione dei prodotti. Ai fini dell’attività di valorizzazione dei prodotti sopra indicati, è stata effettuata un’analisi su dati di fonte primaria e secondaria per evidenziare le dinamiche evolutive dei consumi alimentari in Toscana e un’analisi critica della letteratura recente a livello internazionale in tema di valorizzazione dei prodotti alimentari di pregio.

La ricerca considera la "valorizzazione" in senso ampio, come un processo costituito da diverse fasi che vanno dalla tutela e mobilizzazione delle risorse locali sulle quali il prodotto fonda la propria tipicità, fino alla remunerazione e riproduzione delle stesse risorse, attraverso la qualificazione del prodotto e la commercializzazione del prodotto e la sua integrazione al territorio.

Per questo per ogni prodotto studiato, i ricercatori ricostruiscono la struttura e le dinamiche della filiera. Tale ricostruzione, spesso basata quasi esclusivamente su attività di indagine diretta, in assenza di una pubblicistica sul tema, ha permesso di individuare anche gli attori chiave della filiera e del territorio dei diversi prodotti analizzati, nonché i fruitori intermedi e finali.

Nel seguito della ricerca tali attori saranno coinvolti per individuare una strategia di sviluppo della produzione e una strategia di valorizzazione, centrata sui  risultati delle analisi sui profili metabolici e sulla caratterizzazione del volatoma.

Per saperne di più

stefano.mancuso@unifi.it - tel. 0554574063

www.dispaa.unifi.it

www.linv.org

Costo totale della ricerca: 200.000 euro

Contributo della Regione Toscana: 149.625 euro

Galleria fotografica

Tartufo toscano di San Miniato

Zafferano di Fiesole

Analisi alla spettrometria di massa ToF (Time of Flight)

Cavolo nero

Ciliegie

Olive

WINEFINGER: METODO MOLECOLARE E CHIMICO PER CERTIFICARE IL BRUNELLO DI MONTALCINO

Leggere il DNA di vite ancora presente nel vino. Sistemi innovativi per una tracciabilità molecolare, integrata al profiling chimico, del pregiato vino Docg prodotto in purezza di uve Sangiovese nel territorio di Montalcino,  e anche di altri vini monovarietali

Caratterizzare la genetica e la biochimica di un vino toscano d’eccellenza, come il Brunello di Montalcino, attraverso una metodologia analitica multidisciplinare - molecolare, biochimica e bioinformatica -  che possa essere utilizzata per la tracciabilità non solo di questo vino, ma anche di altri vini monovarietali di qualità. E' questo l'obiettivo della ricerca "WINEFINGER: sistemi innovativi per una tracciabilità molecolare integrata del Brunello di Montalcino" coordinata dall'Università di Siena.  Nella vite il test di amplificazione di marcatori STR (Short Tandem Repeat) è in uso da circa un ventennio, a dimostrazione della sua validità scientifica ed applicativa. La possibilità di estrarre DNA da vino è stata documentata da numerose pubblicazioni dell’ultimo decennio. L’acquisizione conoscitiva che consente di “leggere” il DNA di vite ancora presente nei vini, e quindi risalire al vitigno d’origine dei vini monovarietali, è invece molto più recente e rappresenta una vera e propria frontiera in materia di certificazione analitica del vino (Pereira et. al., 2012; Bigliazzi et al., 2012). Contemporaneamente allo studio sull’identificazione genetica, basata sull’utilizzo di STR e soprattutto grazie al sequenziamento del genoma della vite, le ricerche hanno isolato una nuova generazione di marcatori associati a mutazioni a singola base, i marcatori SNP (Single Nucleotide Polymorphism), il cui utilizzo per la certificazione dell’uvaggio dei vini è tuttora in corso. Parimenti, la componente fenolica di un vino è riconosciuta come un valido marcatore molecolare ai fini della tracciabilità varietale delle uve impiegate per la produzione di un vino rosso. In particolare, la varietà di uva Sangiovese è caratterizzata da un profilo antocianinico, definito come abbondanza relativa di ciascuna antocianina libera, in cui la malvina è l’antocianina prevalente e gli antociani acilati sono presenti con una percentuale generalmente inferiore all’1-2%.

Uve Sangiovese di Montalcino

Chi coordina e realizza la ricerca

- Università di Firenze, Dipartimento di Gestione dei Sistemi Agrari, Alimentari e Forestali (GESAAF), prof. Lisa Granchi;

- Università di Pisa, Dipartimento di Scienze Agrarie, Alimentari e Agro-ambientali (DiSAAA-a), prof. Claudio D’Onofrio.

Chi partecipa alla ricerca

Azienda agricola Case Basse di Gianfranco Soldera, azienda agricola Caprili, azienda agricola Col D’Orcia, azienda agricola Le Potazzine.

La ricerca descritta nell’ambito di WINEFINGER è stata svolta grazie al contributo fondamentale delle 4 aziende che hanno messo a disposizione, i propri vigneti, le proprie cantine e i propri vini. Questi ultimi in particolare, sono stati sottoposti, con modalità specifiche rispondenti alle singole esigenze aziendali, ad una caratterizzazione molecolare integrata (Wine DNA fingerprinting + profilo antocianinico e fenolico) allo scopo di ottenere un quadro caratterizzante il prodotto vino, sia riguardo al profilo varietale, sia riguardo alle caratteristiche qualitative salienti, come la capacità antiossidante e il colore.

Contratti di lavoro attivati. Il finanziamento ricevuto dalla Regione Toscana ha contribuito all’attivazione di un assegno di ricerca della durata di 24 mesi, per attività di ricerca finalizzate alla caratterizzazione dei profili polifenolici e antocianinici che caratterizzano le uve e i vini oggetto della ricerca.

Metodologia delle ricerca

La ricerca WINEFINGER ha come oggetto la messa a punto di un protocollo analitico integrato, molecolare e chimico, utile alla certificazione e la valorizzazione dei vini prodotti da monovitigno Sangiovese a Montalcino.

Campionamento

Elenco completo dei produttori iscritti al Brunello di Montalcino (da www.brunello-montalcino.com). L’azienda Case Basse di Gianfranco Soldera non è afferente al Consorzio del Brunello di Montalcino.

Tempi e fasi della ricerca: aprile 2014 - ottobre 2016.

Dopo una fase di concertazione preliminare, le azioni sperimentali della ricerca hanno preso avvio a giugno 2014 con il campionamento di viti dai vigneti produttivi di ciascuna azienda. I campioni sono stati sottoposti ad analisi genetica per accertarne il genotipo. Questa azione ha consentito una schedatura accurata delle accessioni presenti in ciascuna azienda, permettendo di evidenziare l’esistenza di alcune varianti genetiche, talvolta ascrivibili all’esistenza di incroci spontanei o varianti ecotipiche del Sangiovese.

Negli altri casi, il test ha permesso di constatare l’esistenza di biotipi di Sangiovese perfettamente attinenti al riferimento varietale per il vitigno Sangiovese depositato presso le banche dati nazionali e internazionali.  I ricercatori hanno effettuato la "caratterizzazione funzionale" - profilo chimico -  delle uve in epoca pre-vendemmia, confrontando laddove possibile, uve provenienti da varianti atipiche di Sangiovese e uve da Sangiovese standard.

Le uve, sia da varianti di Sangiovese sia da Sangiovese standard, sono state utilizzate in procedure di microfermentazione di laboratorio per studiare il profilo molecolare e chimico dei vini ottenuti (vendemmia 2015). I valori chimici hanno mostrato l’esistenza di una variabilità nel contenuto di antocianine e polifenoli, legata soprattutto a fattori ambientali ed a pratiche colturali, ma generalmente compatibile con il profilo chimico identitario del Sangiovese.

I ricercatori hanno così confrontato i dati chimici con il Wine-DNA-Fingerprinting (WDF), ovvero con la caratterizzazione molecolare dell’uvaggio dei vini. Tutti i vini saggiati hanno mostrato una perfetta coerenza con l’attesa natura monovarietale del vino, sia per i vini sperimentali ottenuti da microvinificazione, sia  per i vini commercializzati dalle aziende partecipanti al progetto.

Volendo saggiare i limiti di sensibilità nell’attestare la natura monovarietale dei vini, i ricercatori hanno prodotto in laboratorio vini sperimentali a due componenti varietali, ottenuti addizionando artificialmente un secondo vitigno, rispettivamente Pinot Nero o Cabernet Sauvignon o Merlot, a 95% Sangiovese, utilizzando vini invecchiati due anni.

I risultati dimostrano una maggiore sensibilità del test basato sull’analisi del DNA (metodo molecolare) rispetto al profiling chimico, nel rivelare la presenza del vitigno presente al 5% nell’uvaggio. D’altro canto gli aspetti fondamentali della qualità del vino, come il contenuto polifenolico e antocianinico, sono attestati esclusivamente dal profiling chimico. Ciò costituisce una base conoscitiva importante per lo sviluppo di una metodica analitica integrata tra metodo molecolare e chimico, essendo i due metodi scientifici perfettamente compatibili e per molti versi complementari.

"Alla frontiera delle analisi di tracciabilità dei vini, integrando metodo molecolare e metodo chimico"

Risultati attesi

Stilare un protocollo sperimentale per un approccio multidisciplinare e analitico utile alla certificazione degli aspetti qualitativi dei vini, che integri studi molecolari e chimici.

La ricerca WINEFINGER consente alle aziende di monitorare con dettaglio le accessioni presenti nei rispettivi vigneti produttivi ed esplorare le potenzialità delle più recenti metodiche analitico-molecolari sui propri prodotti.

Sul piano della collaborazione scientifica, durante lo svolgimento della ricerca è nato un gruppo di lavoro permanente, il Wine Integrated Molecular Analysis (WIMA), che ha la mission di stimolare esperienze e scambi scientifici sulla tracciabilità analitica dei vini.

Vigneti del Brunello di Montalcino

A che punto è la ricerca

I primi 18 mesi di attività hanno permesso di effettuare studi sulla variabilità genetica dei vigneti indicati dalle aziende e hanno reso possibile uno screening approfondito delle potenzialità qualitative delle uve e dei vini aziendali.

Alcune aziende stanno valutando l’opportunità di utilizzare la variabilità genetica nell’ambito del riferimento varietale Sangiovese, come tracciante di origine geografica.

Risultati intermedi

Confronto tra variabilità in vigneto e profiling molecolare-chimico dei vini. Aggiornamento della banca dati "Italian Vitis Database".

Per saperne di più

rita.vignani@unisi.it - vignanirita@gmail.com

cell. 338-4407419

www.dispaa.unifi.it

www.linv.org

Costo totale della ricerca: 150.000 euro

Contributo della Regione Toscana: 112.000 euro

Galleria immagini fotografica

Estrazioni DNA da vino di Montalcino. Protocollo di estrazione ottenuto modificando i protocolli riportati in Pereira et al, 2011; Pereira et al, 2012; Bigliazzi et al 2012

Vigneti del Brunello di Montalcino

Vendemmia Brunello 2015

Table of Contents

AGRIFOOD toscano: qualita', benessere e innovazione

Ricerche cofinanziate da Regione Toscana. A che punto sono?

Guida alla Navigazione

agrifood toscano:

qualita', benessere e innovazione

prefazione

L'impegno della Regione Toscana per valorizzare e innovare prodotti e processi del settore agro-alimentare regionale: 18 progetti di ricerca cofinanziati dal Piano regionale agricolo e forestale 2012-2015

farfalla: certificare l'identita' storica dei prodotti tipici

Un progetto pilota su olivi secolari, viti selvatiche e zafferano per mettere a punto una metodologia di identificazione, valorizzazione e conservazione di specie varietali, della filiera e delle tecniche di coltivazione agricola nella Toscana centro-meridionale

fish track: contro le truffe delle specie ittiche commerciali

La tutela della filiera ittica regionale con una metodologia di tracciabilità e identificazione molecolare delle "specie ittiche frodate" nel commercio della grande distribuzione organizzata

naturben: alimenti benefici per pazienti sotto chemioterapia

Caratterizzare i componenti nutraceutici di alimenti tradizionali e innovativi, valorizzando la loro funzione benefica sulla salute, sia per la prevenzione di malattie, sia come coadiuvanti durante la terapia

nutriforoiL: sansa Patè possibile alimento per le pecore

Portare a sistema le conoscenze sui polifenoli nelle olive e sul loro metabolismo negli animali, e integrare la filiera olivo-oleica con la filiera lattiero-casearia degli ovini

oleaelisir: l'elisir d'oliva, integratore alimentare e cosmetico anti radicali liberi

Pastiglie, creme e lozioni con un’alta percentuale di polifenoli, da utilizzare nell’industria alimentare e cosmetica

pamuf: L'erba per curare ulcere e ferite

Determinare le proprietà della Consolida maggiore e trovare la formula più efficace di un suo idrogel per curare ulcere e ferite

proapi: innovazione per conservare il polline fresco

Processi innovativi per conservare al meglio le qualità e le proprietà organolettiche, nutrizionali e nutraceutiche del polline d’api fresco

Pro humanae salutis vaccinium: il mirtillo che rallenta il Tumore

Caratterizzare con metodo metabolomico “untarget” i composti polifenolici del mirtillo toscano. Valutare clinicamente i loro benefici nel rallentamento del carcinoma prostatico

rasupea: contro le cattive abitudini alimentari

Un'APP smartphone interattiva per l'autodiagnosi di disturbi gastro- intestinali degli studenti che utilizzano la mensa universitaria di Pisa

L'app smartvino: l'emozione della storia e del paesaggio di un vino

Un'applicazione che permette al consumatore di avere più informazioni sul vino che gli interessa: basta fotografare la smart etichetta della bottiglia per accedere a contenuti multimediali su paesaggio, tradizioni e storia del territorio di produzione

TiLA: sicurezza e qualita' per IL TRATTAMENTO Dei Liquidi agro-Alimentari

L'impiego della "cavitazione idrodinamica controllata" per trattare la birra, il latte e i succhi di frutta può migliorare il rendimento dei processi tradizionali nell'agro-industria. Sia in termini di sicurezza alimentare che di qualità dei prodotti

Toscolata: la cioccolata "nutraceutica" con ingredienti tipici toscani

La cioccolata innovativa, antiossidante e cardioprotettrice, dalle proprietà salutistiche del cacao, delle mele e dell'olioextravergine prodotti in Toscana. Pregiata anche dal punto di vista organolettico. Toscolata è un marchio registrato e protetto a livello comunitario

Tosco Magnatum Trace: un marchio per i prodotti di tartufo bianco

Tracciabilità molecolare e digitale di prodotti a base di tartufo bianco: dalla "caratterizzazione" genetica di ecotipi di Tuber Magnatum Pico al marchio che garantisce l’origine toscana dei tartufi impiegati negli alimenti

TRAACTO: nuovi prodotti alimentari dall'acquacoltura toscana

Realizzare un prodotto trasformato a base di pesce per la valorizzazione dell’acquacoltura regionale

TracS: tracciabilita' degli alimenti per la tutela dei consumatori

Tecnologie per impedire l'alterazione ossidativa delle caratteristiche organolettiche e nutrizionali del vino e dell'olio extravergine dopo la produzione e per identificare la loro qualità e tracciabilità

urca: Orti Sociali in citta' "a km zero"

Integrazione di aspetti produttivi e sociali realizzando spazi di partecipazione per i cittadini, sensibilizzando alla produzione alimentare locale. Sistemi di coltura specializzati e nuove opportunità di lavoro nelle filiere agricole a km zero in aree urbane.

volatosca: Profumi e sapori della Toscana

Dalla caratteristiche del "volatoma" alla valorizzazione dei prodotti alimentari di pregio, come olive, olio, cavolo nero, tarufo bianco, zafferano, ciliegia e giaggiolo

winefinger: metodo molecolare e chimico per certificare il Brunello di montalcino

Leggere il DNA di vite ancora presente nel vino. Sistemi innovativi per una tracciabilità molecolare, integrata al profiling chimico, del pregiato vino Docg prodotto in purezza di uve Sangiovese nel territorio di Montalcino, e anche di altri vini monovarietali