BIOPEP - Exploring the role of chickpea and fenugreek bioactive peptides in health and disease prevention

Il progetto BIOPEP studia i semi di ceci e fieno greco come preziose fonti di peptidi bioattivi con benefici per la salute. I suoi obiettivi principali includono l’estrazione di frazioni proteiche mediante idrolisi enzimatica e la valutazione delle loro attività biologiche, come effetti antimicrobici, antiobesità, antidiabetici e potenziali effetti citotossici. I peptidi più attivi saranno purificati, identificati e testati per le loro proprietà antitumorali, esaminandone i meccanismi d’azione. Questo progetto è una collaborazione tra team egiziani e italiani e mira a esplorare il potenziale di questi legumi come alimenti funzionali per la gestione dei disturbi metabolici e la prevenzione del cancro. BIOPEP mira, inoltre, a promuovere la salute pubblica e la crescita economica incoraggiando lo sviluppo di prodotti funzionali a base di legumi. I risultati potrebbero portare a strategie innovative e naturali per la prevenzione delle malattie e il miglioramento della salute.

Studio di enzimi del drug metabolism

Nelle frazioni cellulari (citosol e microsomi) di polmone umano sono stati studiati  gli enzimi Carbossiesterasi 1 e 2 (CES1 e CES2) utilizzando come substrati il p-nitrofenilacetato (substrato per CES1 > CES2), il 4-metilumbelliferilacetato (substrato con prevalenza per CES2) e la fluoresceina diacetato (substrato per CES2). Oltre all’attività catalitica è stata studiata l’espressione genica. Inoltre è stata studiata l’arilacetamide deetilasi in termini di trascritto, proteina e attività enzimatica valutata come attività di idrolisi della fenacetina. Tutti gli enzimi studiati presentano una variabilità fra individui. I risultati da noi ottenuti aggiungono importanti informazioni sugli enzimi polmonari e potrebbe essere interessante studiarne la modulazione da parte di sostanze di origine vegetale. Lo studio proseguirà su altri enzimi del drug metabolism e sulla loro modulazione.

Valutazioni nutraceutiche del Kavolì sottoposto a processo di liofilizzazione

Scopo del progetto è valutare le proprietà nutraceutiche di una nuova brassicacea, prodotta dal consorzio Freschissimi e denominata Kavolì, mediante studi in vitro, ex vivo ed in vivo. Il Kavolì liofilizzato ha mostrato un buon contenuto di composti fitochimici ed attività antiossidante in vitro ed ex vivo. Nell’estratto acquoso si sono infatti rilevate apprezzabili quantità di glucosinolati ed un ottimo profilo fenolico, caratterizzato da un alto contenuto di acido clorogenico; è stata osservata una discreta attività antiossidante ed antiemolitica su eritrociti umani esposti ad insulto ossidativo.

Inoltre, è risultata evidente l’azione protettiva nei confronti della steatosi epatica in ratti ai quali è stata somministrata una dieta iperlipidica associata ad un’iniezione di streptozotocina. I ratti trattati con l’estratto acquoso di Kavolì hanno mostrato un contenuto lipidico epatico significativamente inferiore ai ratti di controllo positivo, ossia  iperlipidemici.

Nutratoscafrica

Il progetto ha come obiettivo lo sviluppo e la caratterizzazione di alimenti funzionali di origine vegetale dalle elevate proprietà nutraceutiche a partire da prodotti agroalimentari della tradizione Toscana e dell’Africa sub Sahariana. La fermentazione degli alimenti è il metodo più antico di preservazione degli alimenti che ne migliora la palatabilità, la digeribilità e il valore nutrizionale. A partire dall’esperienza acquisita con il Lisosan G, un lisato di grano biologico prodotto in Maremma ottenuto da una particolare lavorazione di lisatura e fermentazione con microorganismi di cruschello e germe di grano, sono stati sviluppati nuovi alimenti fermentati dall’elevato valore nutraceutico e con potenziale effetto prebiotico.

NUTR-AGE: Nutrizione, Alimentazione & Invecchiamento attivo

Il progetto ha l’obiettivo di valutare l’impatto di nuovi alimenti funzionali e composti bioattivi sul benessere dell’uomo, con particolare interesse alla prevenzione delle principali patologie neurodegenerative e metaboliche legate all’invecchiamento della popolazione.
Grazie all’approccio integrato delle diverse competenze scientifiche, è stato possibile:

1. selezionare i composti bioattivi presenti nelle differenti matrici alimentari (inclusi i sottoprodotti dell’industria agroalimentare);
2. individuare eventuali frazioni più ricche in prodotti ritenuti di maggiore interesse, per ottenere alimenti biofortificati, funzionali, pre-pro-post-biotici;
3. analizzarne l’azione protettiva mediante studi in vitro ed in modelli animali;
4. preservarne le attività biologiche durante le fasi di processo e cottura;
5. verificarne la biodisponibilità ed il ruolo di regolazione sul microbiota intestinale.

PRIMA-Functionalized Tomato Products (FunTomP)

FunTomP si propone di formulare nuovi alimenti funzionali a base del tradizionale pomodoro mediterraneo a cui verranno aggiunte proteine estratte dalle foglie di barbabietola da zucchero, che rappresentano un prodotto di scarto, e polvere di olive. Saranno applicate tecnologie di lavorazione ecocompatibili che avranno un impatto minimo sui nutrienti valutato in termini di effetti sulla carica microbica e sulla qualità nutrizionale rispetto ai metodi convenzionali. Tecnologie verdi come l’estrazione di fluidi supercritici, tecniche a base di ultrasuoni e scariche elettriche ad alta tensione saranno utilizzate per l’estrazione di composti bioattivi dagli scarti di pomodori e barbabietole. Tecniche avanzate, tra le quali la risonanza magnetica nucleare, saranno impiegate per il controllo di qualità dei prodotti sviluppati. Grazie a studi in vitro ed in vivo sarà possibile verificare l’effetto salutistico dei prodotti ottenuti, con particolare attenzione all’azione antiossidante, anti-infiammatoria ed antitumorale. FunTomP consentirà di produrre succhi, salse, barrette e miscele in polvere con potenziali effetti benefici per la salute. Coinvolgendo nella discussione dei risultati del progetto i responsabili delle politiche dei consumatori, l’industria agricola, i produttori, i consumatori ed i nutrizionisti si potrà contribuire ad aumentare, a livello europeo, l’adesione alla Dieta Mediterranea ed un corretto stile di vita.

Identificazione e caratterizzazione delle paraoxonasi in dieci campioni di polmone umano e analisi della modulazione di enzimi coinvolti nel drug metabolism in cellule A549 esposte a insulto infiammatorio

La famiglia delle paraoxonasi umane comprende tre enzimi (PON1, PON2 e PON3) Ca2+-dipendenti, tutti e tre ad attività lattonasica, capaci di idrolizzare e inattivare i fattori microbici quorum sensing (N-acil-omoserina-lattoni) di Pseudomonas aeruginosa. Tutti e tre gli enzimi modulano e sono diversamente regolati in caso di stress ossidativo e infiammazione. Le PONs sono, inoltre, modulate dalla dieta e dallo stile di vita.

Questo progetto si propone di caratterizzare i livelli di espressione, l’attività enzimatica e la modulazione delle paraoxonasi (PON1, PON2 e PON3) in espianti di tessuto umano sano e nella linea cellulare polmonare A549. Una maggiore comprensione dell’attività metabolica polmonare è utile allo studio della tossicità indotta da xenobiotici, allergeni, e/o composti alimentari inalati o assunti con la dieta. Parallelamente verranno valutati i livelli di espressione e la modulazione (induzione e inibizione) di geni coinvolti nel drug metabolism in cellule A549 in condizioni basali e dopo esposizione a insulto infiammatorio, alla base di molte malattie respiratorie croniche.

BILATERALE EGITTO - Screening, purificazione e identificazione di inibitori della tripsina da alcuni semi di leguminose e valutazione delle loro attività biologiche

Il progetto fa parte di un accordo bilaterale CNR/ASRT e mira a isolare e identificare nei semi di diverse leguminose peptidi o proteine inibitori di proteasi (IPs) e valutarne gli effetti biologici in diversi sistemi cellulari. Negli ultimi anni sono state segnalate nuove attività biologiche degli IPs vegetali, inclusi effetti antimicrobici, anticoagulanti, antiossidanti e antitumorali, suggerendo possibili applicazioni in medicina, agricoltura e biotecnologia. In particolare verranno purificati e caratterizzati gli inibitori della tripsina di diverse leguminose e testati per la loro attività citotossica su diverse linee cellulari tumorali e per le loro proprietà antimicrobiche su diversi ceppi batterici. Gli approcci proposti implicano un’indagine approfondita a livello molecolare e proteomico che potrà fornire informazioni utili per investimenti futuri sull’uso di queste proteine, che potrebbero avere un’applicazione terapeutica sia nelle infezioni batteriche che nel cancro.

PRIN 2022 EXTRAFRESCO - Extraction of bioactive molecules from plant materials with high nutraceutical potential for developing sustainable polymeric coatings able to extend fresh foods post-harvest life

Il progetto EXTRAFRESCO mira a estrarre molecole bioattive, in particolare polifenoli, da sottoprodotti vegetali e scarti alimentari (microalghe, semi di canapa e crusca), per realizzare bio-rivestimenti funzionali destinati a cibi deperibili e imballaggi. Questi rivestimenti, arricchiti con molecole bioattive con proprietà antiossidanti e antimicrobiche, prolungheranno la shelf life dei prodotti freschi deperibili e miglioreranno la sicurezza alimentare. I rivestimenti edibili (EDC) saranno applicati direttamente sugli alimenti, mentre quelli per imballaggi (PKC) miglioreranno le performance dei materiali. Il progetto adotta metodi di estrazione green (es. microonde e ultrasuoni) e formulazioni sostenibili a base d’acqua. I rivestimenti saranno ottimizzati per garantire adesione e applicabilità, valutando anche gli effetti nutrizionali e di conservazione. EXTRAFRESCO promuove inoltre soluzioni sostenibili di fine vita e un’intensa attività di divulgazione.

PNRR ONFOODS (SPOKE 2) - SMART and CIRCULAR FOOD SYSTEM and DISTRIBUTION

Nell’ambito del Partenariato Esteso ONFOODS, CNR-IBBA è ampiamente coinvolto nello SPOKE 2, dove svolge attività di ricerca legate allo sviluppo di tecnologie innovative per il recupero e la valorizzazione di scarti agroailimentari e l’utilizzo della biomassa ottenuto per la formulazione di nuove soluzioni per packaging alimentari sostenibili a base biologica.

In particolare nel WP2.1 “WP2.2: New technologies for food waste recovery” IBBA coordina per il CNR nel task 2.1.1 il progetto BIOCOIM-BIOCOnversion of agro-industrial food and waste by Insects and Microalagae e partecipa ai progetti del Task 2.1.3 NEWPRO-NEW food and non-food PROducts from agrifood wastes e VALUE_PRODUCT-EVALUation of prototypEs from by PRODUCTs/waste. Mentre nel WP2 partecipa per il Task 2.2.1 alle progettualità BIOPACK-New solution for sustainable BIO-based food PACKaging; FUNPACK-Assessment of bio-FUNctional properties of new smart and sustainable PACKaging solutions e PILOT_PACK-PILOT-scale PACKaging solutions; e per il Task 2.2.2 al Progetto BIOSAN-BIOchemical technologies for SANitization of fresh food products

PNRR AGRITECH (SPOKE 9) - New technologies and methodologies for traceability, quality, safety, measurement, and certification to enhance and protect typicality in agri-food supply chains

Lo Spoke 9 ha come obiettivo quello di ideare, progettare, sperimentare e diffondere soluzioni digitali innovative per comprendere l’origine, l’autenticità e garantire la sicurezza delle produzioni agricole allo scopo di valorizzare e tutelare le tipicità delle filiere agroalimentari. All’interno dello Spoke 9 IBBA è coinvolta nella task 9.11 (Chemical, Physical, Biological, Sensory and Genetic methods and protocols for the measurement of product quality and traceability of food matrices and for soil characterization) e 9.1.5 (Modeling sustainability and quality of farm processes and food by using on-farm and lab measurements).

Nella task 9.1.1 IBBA si propone di validare un metodo di profilazione genetica basato sui polimorfismi di lunghezza degli introni della famiglia genica delle β-tubuline (TBP) per l’autenticazione di cultivar di olivo e di cereali forniti dai partner.

Nella task 9.1.5, uno studio in vivo su bovino ci consente di valutare l’effetto di mangimi integrati con sostanze naturali sull’antibiotico resistenza e sulla qualità del latte prodotto, del quale sono determinati parametri chimici e biofunzionali. Grazie alla collaborazione con ISTI, viene indagato l’uso dell’imaging visibile e iperspettrale, combinato con il machine learning, come alternativa rapida, non distruttiva ed economica alle tradizionali analisi chimiche di laboratorio per la valutazione della qualità del latte

NUTRAGE - Nutrizione, Alimentazione & Invecchiamento Attivo

Con un approccio multidisciplinare, Nutrage si pone l’obiettivo di promuovere soluzioni e strategie per un invecchiamento attivo e in salute che mostra importanti ricadute sul futuro, benessere e coesione sociale del Paese. Le evidenze suggeriscono che l’alimentazione svolge un ruolo chiave nel favorire la prevenzione e il ritardo dell’insorgenza delle principali patologie legate all’invecchiamento della popolazione; pertanto il progetto intende sviluppare nuovi alimenti ad alto valore nutrizionale, nuovi regimi dietetici e programmi specifici di nutrizione personalizzata, e favorire nuovi percorsi a supporto della salute, benessere e sicurezza della popolazione più fragile. Obiettivi specifici del progetto sono:

• Sviluppo di (Bio)tecnologie agroalimentari
• Sviluppo di nuovi alimenti ad alto valore salutistico
• Tecnologie green per l’estrazione e la stabilizzazione di biocomposti
• Identificazione di biomarcatori precoci
• Strategie innovative per l’active and healthy aging
• Analisi integrata delle basi fisiopatologiche dell’invecchiamento
• Cultura ed educazione del cibo