Andrea Scaloni. Istituto per il Sistema Produzione Animale in Ambiente Mediterraneo - CNR

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1 Il contributo del Progetto Conoscenze Integrate per Sostenibilità ed Innovazione del Made in Italy Agroalimentare alle filiere di Produzione del Mezzogiorno Andrea Scaloni Istituto per il Sistema Produzione Animale in Ambiente Mediterraneo - CNR

2 LEGGE 23 dicembre 2009, n. 191 Disposizioni per la formazione del bilancio annuale e pluriennale dello Stato (Legge finanziaria 2010) (09G0205) (G.U. n. 302 del Suppl. Ordinario n. 243) (Art. 2, comma 44) Nell ambito dell incentivazione dello sviluppo del tessuto produttivo nelle Regioni del Mezzogiorno attraverso progetti coordinati dal CNR e dall'enea in materia di Tecnologie avanzate per l'efficienza energetica, Tutela ambientale, Metodologie innovative per il Made in Italy agroalimentare e Produzione di farmaci biotecnologici, e' autorizzata la spesa di 40 M ( ). Conoscenze Integrate per Sostenibilità ed Innovazione del Made in Italy Agroalimentare - CISIA FINANZIAMENTO 7500 keuro

3 Il Progetto si propone di Sviluppare una rete di diagnostica avanzata per il monitoraggio della qualità e sicurezza alimentare. Lo sviluppo e l applicazione di metodologie innovative di diagnostica molecolare e la definizione di materiali di riferimento saranno finalizzati ad assicurare qualità, sicurezza e tracciabilità di specifiche produzioni agroalimentari del Mezzogiorno. Implementare, con le tecnologie più avanzate oggi disponibili, la caratterizzazione genetico-molecolare di piante, animali e microrganismi che concorrono e sono alla base di specifici prodotti agroalimentari Made in Italy. Queste conoscenze verranno finalizzate allo sviluppo di azioni dirette a migliorare capacità di sfruttamento, qualità, sostenibilità, e difesa nel mercato delle produzioni del Mezzogiorno. Valorizzare le produzioni agroalimentari del Mezzogiorno in relazione alla natura delle tecnologie produttive impiegate ed al loro rapporto con il territorio. Individuare nuovi prodotti e/o processi di interesse per l industria agroalimentare Nazionale (tra cui alimenti ipoallergenici e/o ricchi in composti nutraceutici), anche in risposta alla crescente domanda di prodotti ad alto contenuto salutistico e per il well being. OR1 - Diagnostica Avanzata - (5 azioni) OR2 - Valorizzazione delle Risorse Genetiche disponibili - (11 azioni) OR3 - Innovazione per Migliorare la Sostenibilità delle Produzioni Agroalimentari - (4 azioni) OR4 - Innovazione nei Prodotti Alimentari e nel Rapporto Alimenti Salute - (2 azioni)

4 OR1 Diagnostica Avanzata OR Sviluppo di metodologie e sistemi diagnostici avanzati per il miglioramento della qualità e sicurezza alimentare - Pascale (ISPA - BA) Produzioni varie OR Strumenti avanzati per la tracciabilità delle produzioni vitivinicole siciliane di qualità Carimi (IGV - PA) Produzioni vitivinicole OR Metodologie di Spettrometria di Massa per il monitoraggio della qualità di prodotti agroalimentari del Mezzogiorno - Scaloni (ISPAAM - NA) Produzioni casearie, carnee, di nocciole, noci, legumi e albicocche OR Diagnosi di origine geografica e qualità nell agroalimentare del Mezzogiorno: olii extravergini di oliva, kiwi e prodotti ortofrutticoli - Lauteri (IBAF - TR) Produzioni olearie, ortofrutticole e di kiwi OR Identità, tracciabilità, e valorizzazione di indivia, scarola e puntarelle del Lazio/Puglia mediante tecnologie olistiche/funzionali per tratti di interesse nutrizionale ed economico Giannino (IBBA - RM) Produzioni ortofrutticole

5 OR2 Valorizzazione delle Risorse Genetiche disponibili Piante OR Uso di geni e meccanismi coinvolti nella difesa di piante Mediterranee da stress biotici - Boscia (IVV - BA) Produzioni di pomodoro e vite OR Valorizzazione di risorse genetiche Mediterranee - caratterizzazione del germoplasma autoctono, microrganismi utili e fitopatogeni De Luca (IPP - BA) Produzioni ortive, di vite, olivo e agrumi OR Caratterizzazione genomico-funzionale di ceppi di Rhizobio e cultivars di leguminose per il miglioramento delle caratteristiche di crescita e risposta a condizioni di stress ambientale Defez (IGB - NA) Produzioni di legumi OR Studio ed impiego della diversità agraria di specie vegetali del Mezzogiorno per la valorizzare di prodotti agroalimentari del Meridione Pignone (IGV - BA) Produzioni di pomodoro, carciofo, susina, uva da tavola e frumento OR Progettazione e sviluppo di nuovi ibridi di Pomodoro dalle migliori caratteristiche nutrizionali Nicolaus (ICB - NA) Produzioni di pomodoro OR Dal legno alla frutta: genomica dell'evoluzione del ciliegio Vendramin (IGV - FI) Produzioni di ciliegie

6 Animali OR Caratterizzazione/valorizzazione delle risorse genetiche della Campania per lo sviluppo della filiera bufalina Iannuzzi (ISPAAM - NA) Produzioni casearie e carnee OR Caratterizzazione genetica di suini del Mezzogiorno per la valorizzazione di prodotti tipici/conservazione della biodiversità Castiglioni (IBBA - MI) Produzioni carnee Microrganismi OR Biodiversità e conservazione di microrganismi di interesse agroalimentare nella dieta Mediterranea - Logrieco (ISPA - BA) Produzioni vitivinicole, casearie e da forno OR Miglioramento della qualità di prodotti fermentati tipici della Campania Coppola (ISA - AV) Produzioni vitivinicole, casearie e carnee Bioinformatica OR Organizzazione bioinformatica delle risorse genetiche presenti nel sistema della ricerca agroalimentare -Vari (ISPA -BA) Produzioni varie

7 OR3 Innovazione per migliorare la Sostenibilità delle Produzioni Agroalimentari OR Sviluppo di strategie di difesa ecocompatibili per la sostenibilità della produzione di pomodoro in zone ad alta vocazione del Sud Italia - Bernardo (IPP - NA) Produzioni di pomodoro OR Scenari di produzione del pecorino romano: implicazioni qualitative, gestionali ed ambientali Duce (IBIMET - SS) Produzioni casearie OR Sviluppo di tecnologie di telerilevamento per la viticoltura di precisione e la valorizzazione del germoplasma per produzioni di qualità - Matese (IBIMET - FI) Produzioni vitivinicole OR Promozione dell olivicoltura di alta qualità nella zona DOP Colline Pontine e nelle Provincie di Benevento e Sassari - Leone (ISAFOM - NA) Produzioni olearie OR4 Innovazione nei Prodotti Alimentari e nel Rapporto Alimenti Salute OR4.1.1 Innovazioni nelle produzioni tipiche di pomodori da serbo, nella conservazione di orticole in IV gamma e nell introduzione della quinoa per l alimentazione gluten-free Giorio (ISAFOM - NA) Produzioni di pomodoro, carciofo, patata novella, cavolfiore e quinoa OR Prodotti regionali con proprietà salutistiche per nuovi alimenti funzionali Russo (ISA - AV) Produzioni di mela, carciofo, pomodoro e zucca

8 Risorse Umane e loro Distribuzione Geografica Dipartimento di Scienze Bio-Agroalimentari con 9 Istituti (circa 900 persone), di cui: ricercatori a tempo indeterminato ricercatori a tempo determinato Di queste forze, più del 65% operano nelle Regioni e Provincie indicate nella Legge 191/2009 Contributi anche dal Dipartimento di Scienze del Sistema Terra e tecnologie per l Ambiente Dipartimento di Scienze Chimiche e Tecnologie dei Materiali

9 Partners 8 Dipartimenti Universitari: Dipartimento di Scienze del Suolo, della Pianta e degli Alimenti (UNIBA); Dipartimento di Agraria (UNINA); Dipartimento di Scienze delle Produzioni Agrarie ed Alimentari (UNICT); Dipartimento di Scienze Agrarie ed Ambientali (UNIPG); Dipartimento di Scienze Agrarie e Forestali (UNIPA); Dipartimento per l'innovazione nei Sistemi Biologici, Agroalimentari e Forestali (UNIVT); Dipartimento di Scienze e Tecnologie per l Agricoltura, le Foreste, la Natura e l Energia (UNIVT); Istituto di Genomica Applicata (UNIUD). 5 Istituti di Ricerca: Centro di Ricerca per la Selvicoltura (CRA-AR); Centro di Ricerca per la Frutticoltura (CRA-CS); Centro di Ricerca per la Cerealicoltura (CRA- FG); AGRIS Sardegna (SS); Istituto Regionale Vini e Oli di Sicilia (PA). 13 Società: Metapontum Agrobios (Metaponto-MT); Barilla (PR); PortoConte Ricerche (Alghero-SS); Advanced Agroindustry Technology (CT); Eureco (Piana di Monte Verna-CE); Azienda Farris (Orsara di Puglia-FG); Casale del Principato (Prata di Principato-AV); Bionat Italia (PA); EnBiotech (PA); Molino Casillo (Corato-BA); Molino Tandoi- Pellegrino (Corato-BA); Apofruit Italia (Aprilia-LT); Aero-Sekur (Aprilia-LT). 16 Consorzi: Consorzio DOP Sardegna; Consorzio Puglia Natura; Consorzio Produttori Vini (Manduria-TA); Consorzio Vivaistico Viticolo Pugliese (Otranto-LE); Consorzio Vivaisti Terra D Otranto (Otranto-LE); Cantina Sociale-Locorotondo (Locorotondo-BA); Assodaunia (Ascoli Satriano-FG); CONSDABI (BN); Cantine Argiolas (CA); Consorzio Vivaistico Pugliese (Valenzano-BA); Centro Interprofessionale per le attività vivaistiche (RM); Cantine Colomba Bianca (TP); Consorzio di tutela del Suino nero dei Nebrodi (Sinagra-ME); Consorzio di tutela IGP Kiwi (LT); Consorzio di Tutela Mozzarella della Bufala Campana (S. Nicola La Strada-CE). 7 Aziende agricole: Enza Zaden Italia (Tarquinia-VT); La Noria (Mola di Bari-BA); Iemma (Eboli-SA); Palmieri (Paestum-SA); Vivaio F.lli Corrado (Torre S. Susanna- BR); Azienda Valenti (TP); Azienda Stiscia (Montecalvo Irpino-AV). 9 Associazioni di categoria: Coldiretti; Associazione Nazionale Allevatori Specie Bufalina; Unione Nazionale Associazioni Produttori Olivicoli; Associazione Produttori Oleari; Organizzazione Produttori olivicoli della Calabria; Associazione Produttori olivicoli della Sabina; Confederazione Italiana Agricoltori; Associazione Regionale Allevatori della Sicilia; Centro Assaggiatori Produzioni Olivicole Latina.

10 Risultati Pubblicazioni Scientifiche su ISI Journals (con referaggio) (3 anno) 1 - Genoma sequenziato (ciliegia) Comunicazioni/Poster a Conferenze Nazionali/Internazionali (3 anno) 64 - Incontri pubblici organizzati per la diffusione dei risultati (3 anno) 7 - Attività di promozione del progetto/risultati per mezzo stampa (3 anno) 26 - Attività di promozione del progetto/risultati attraverso siti WEB dedicati (3 anno) 6 - Attività di promozione del progetto/risultati per mezzo televisivo (3 anno)

11 OR Certificazione Genetica per la Tracciabilità della filiera viti-vinicola Responsabile: Francesco Carimi Superficie viticola: ha; Denominazioni (DOC, DOCG): ha; 24 vini DOC; 1 vino DOCG (Cerasuolo di Vittoria) Vitigni: Nerello cappuccio, Nerello mascalese, Carricante, Moscato bianco, Frappato, Malvasia di lipari, Perricone, Damaschino, Zibibbo, Grecanico, Inzolia, Nocera nera, Catarratto, Nero d'avola, Grillo, Corinto nero Aziende: Bionat Italia (specializzata in test genetici), Planeta, Settesoli, Benanti, Bonivini, Cantine Primavera, Cantine trapanesi Riunite e Strade del vino Alcamo

12 OR Piattaforma MALDI-TOF-MS per il profiling peptidomico e proteomico integrato di campioni di latte per la rilevazione rapida di adulterazioni alimentari Rilevazione rapida di aggiunte non dichiarate di latte bovino e quello di bufalo, capra e pecora Rilevazione rapida di aggiunte non dichiarate di latte in polvere ricostituito a latte fresco Sgrassatura, diluzione e filtraggio Aggiunta della matrice Registrazione dello spettro Comparazione con banca dati dedicata

13 Piattaforma MALDI-TOF-MS per il profiling peptidomico e proteomico integrato di campioni di latte per la rilevazione rapida di adulterazioni alimentari Speciazione del latte (bovino, bufalo, capra e pecora) Metodo analitico Cross Validation % Capacità di Riconosciemento % Protein linear Peptides ZT Reflectron Peptides Reflectron Peptides Linear Miscele binarie Proteine Peptidi Bovino/Bufalo Proteine Peptidi Proteine Peptidi Bovino/Capra Determinazione del trattamento termico del latte bovino (fresco, pastorizzato, UHT ed in polvere) Metodo analitico Cross Validation % Capacità di Riconoscimento % Proteine Lineare Peptidi ZT Reflectron Peptidi Reflectron Peptidi Lineare Proteine Peptidi Proteine Peptidi Bovino/Ovino Proteine Peptidi Polvere/Fresco

14 OR Progettazione e Sviluppo di nuovi Ibridi di Pomodoro Responsabile: Barbara Nicolaus

15 OR Identà, tracciabilità e valorizzazione di prodotti ortofrutticoli del Mezzogiorno mediante approcci olistici diretti alla caratterizzazione di importanti tratti nutrizionali ed economici Responsabile: Donato Giannino Cichorium endivia Endives (var. crispum) Cichorium intybus Enza Zaden Italia La Noria Escaroles (var. latifolium) Analisi di 10 cultivars per specie Catalogna cichory Dosaggi di metaboliti Micro- e macro-nutrienti Composti idrosolubili (>30): zuccheri, etc Sesquiterpeni lattonici (sapore) Composti antiossidanti (steroli, capacità ORAC) Nitrati (tossici a dosi elevate) Ormoni (es. citochine) (shelf-life) RNA Sequencing Analisi della diversità genica Analisi dell espressione genica (RNAseq e qrt-pcr Studio della diversità allelica (SNPs) Valorizzazione 1. Informazioni sulle performances produttive 2. Fenotipizzazione delle cultivars 3. Informazioni su nutrienti e metaboliti per la valorizzazione e tipizzazione 4. Trascrittomi di riferimento per C. endivia e C. intybus 5. Markers (gene SNPs and trascrizionali) per la tracciabilità 6. Protocolli rapidi per la tracciabilità (es. tecnologia HMR) 7. Sviluppo di strumenti bioinformatici per gene data mining Identità-Traceabilità

16 OR Sviluppo di tecnologie di telerilevamento tramite Unmanned Aerial Vehicle per la viticoltura di precisione finalizzata alle produzioni di qualità Responsabile: Alessandro Matese Monitoraggio dei vigneti siciliani con il Drone dell IBIMET ed acquisizione immagine multispettrale Elaborazione mappa di vigore e incrocio con campionamenti a terra di maturità delle uve in collaborazione con l Istituto Regionale del Vino e dell Olio (Sicilia) Trasferimento all azienda Cantine Valenti per un rapido supporto sulla diversa strategia di intervento nelle diverse aree del vigneto Produzione di vini di alta qualità ETNA-DOC

17 OR Prodotti regionali con proprietà salutistiche per nuovi alimenti funzionali: un nuovo tipo di pane ricco in carotenoidi derivati dalla zucca Responsabile: Gian Luigi Russo Zucca lunga di Napoli (Cucurbita moschata) Produzione della materia prima in campi sperimentali ISPA-CNR Lecce Farina di zucca Farris Srl località Borgo Giardinetto Orsara di Puglia (FG) Analisi delle farina di zucca per composti nutrizionali e formulazione di miscele per panificazione ISA-CNR Pane con farina di zucca Casale del Principato Srl loc. Ponte Sabato Prata di Principato Ultra (AV) Sperimentazione clinica su volontari sani (in corso) ISA-CNR Avellino

18 OR1.1.1 Sviluppo di metodologie basate su nanolc-esi-ms/ms per la rilevazione di allergeni multipli nei cibi Responsabile: Michelangelo Pascale Presenza di allergeni esogeni nei vini e nei succhi di frutta dopo loro chiarificazione con derivati del latte e dell uovo Approccio Peptido-centrico per ridurre il residuo di lavorazione Analisi di digeriti peptidici derivanti da estratti proteici degli alimenti Multi-target analysis (MRM) Saggio quantitativo (con specie marcate) Bassissimi valori di LODs High-throughput screening Peptide -caseinico GPFPIIV Orbitrap Exactive or Velos Pro MS

19 OR2.2.1 Caratterizzazione/valorizzazione delle risorse genetiche della Campania per lo sviluppo della filiera bufalina Responsabile: Leopoldo Iannuzzi Miglioramento genetico - Associazione Nazionale Allevatori Specie Bufaline Selezione citogenetica di riproduttori destinati ai centri di riproduzione per monta naturale e strumentale Selezione mediante analisi SNPs di riproduttrici con maggiore attitudine alla produzione di latte Selezione citogenetica di riproduttrici esenti da anomalie cromosomiche associabili a problemi di fertilità silenti (mosaicismo XX/XY) ma conducibili ad alterazione di organi sessuali interni. Elevati danni economici agli allevatori Apparato riproduttore di bufala freemartin con gravi atrofie interne e con la presenza di un solo ovaio Management degli animali ed analisi cliniche - Aziende Vannulo e Iemma (Paestum) Indicazioni sulla conduzione di management aziendale secondo parametri nutrizionali e di benessere degli animali; Miglioramento delle performance produttive nel completo rispetto del benessere animale mediante la valutazione dello stato fisiologico degli animali durante la lattazione (determinazione del retinolo, tocoferolo, carbonili ed idroperossidi nel plasma)

20 OR Diagnosi di origine geografica e qualità nell agroalimentare del Meridione d Italia: olii extravergini di oliva monovarietali Responsabile: Marco Lauteri Unaprol Consorzio Olivicolo Italiano Costituzione di un database isotopico poliennale degli OEVO (olio extravergine d oliva) italiani monovarietali Il database ha permesso la prima zonazione isotopica di tipo ISOSCAPE degli OEVO, con netta distinzione di almeno quattro aree di tracciabilità dell origine geografica. Elementar Group Azienda europea leader in campo analitico Bic-Lazio Rieti Incubatore d impresa Regione Lazio JSMEIA Jordan small an medium enterprises industrial association, Giordania Sono in corso contatti per innovazione e tracciabilità sulla filiera degli OEVO di qualità CCIC - Chamber of Commerce and Industry of the Center, Organizzazione governativa, Tunisia

21 OR Promozione dell olivicoltura di alta qualità nella zona DOP Colline Pontine e nelle Provincie di Benevento e Sassari Responsabile: Antonio Leone Caratterizzazione pedoclimatica delle macro-aree olivicole Analisi climatica delle macro-aree olivicole Scansione geofisica ed analisi proprietà dei suoli (da micro-zonazione) Indagine varietale Firma OEVO (MS isotopi) Caratterizzazione chimica e sensoriale olii (NMR, GC-MS) (su scala micro e macro) Macro-zonazione olivicola (definizione di zone omogenee di produzione e gestione agricola a scala territoriale) Trasferimento di metodologie/dati ai produttori, loro organizzazioni/consorzi: ASPOL, GAL Titerno (BN), APP Colline Pontine (LT), Agenzia Laore (Sardegna), Coldiretti Sardegna, Consorzio DOP Sardegna Identificazione delle relazioni tra variabili ambientali e caratteri chimici/sensoriali degli olii Tracciabilità delle monovarietali Contributo per la Definizione DOP Sannio e DOP Bosana Valorizzazione DOP Colline Pontine Effetto maturazione olive Effetto conservazione dell olio Analisi olii prodotti a diverse fasi di maturazione dell oliva Elevati standard qualitativi (definizione dell evoluzione della qualità chimica e sensoriale degli prodotti da olive a diverso grado di maturazione per una miglior razionalizzazione delle fasi di trasformazione dell olio e della sua conservazione)

22 OR Sviluppo di firme genetiche selettive per la valorizzazione di prodotti carnei derivanti da suini della Razza Casertana e Nero dei Nebrodi Responsabile: Bianca Castiglioni Analisi comparativa per SNPs presenti sul genoma di maiale per la definizione di marcatori utili per la differenziazione tra razze. Messa a punto di un test microarray per l assegnazione della razza su carne fresca o prodotto stagionato. Sinistra: Plot delle distanze genetiche fra suini di razza diversa (nero: animali di razza Nero Siciliano; celeste: cinghiali). Analisi di Admixture fra animali di razza Nero Siciliano e cinghiali (nel suino Nero si nota una certa mescolanza con il cinghiale). Destra: Amplificazione mediante PCR di un frammento del gene PIK3R2 dai campioni di DNA di: capicollo parte magra (1) e grassa (2); prosciutto crudo parte magra (3) e grassa (4); salame parte magra (5) e grassa (6).