Il contributo del Progetto Conoscenze Integrate per Sostenibilità ed Innovazione del Made in Italy Agroalimentare alle filiere di Produzione del Mezzogiorno

Andrea ScaloniIstituto per il Sistema Produzione Animale in Ambiente Mediterraneo - CNR

FINANZIAMENTO7500 kEuro

Conoscenze Integrate per Sostenibilità ed Innovazione del Made in Italy Agroalimentare - CISIA

LEGGE 23 dicembre 2009, n. 191Disposizioni per la formazione del bilancio annuale e pluriennale dello Stato (Legge finanziaria 2010) (09G0205) (G.U. n. 302del 30-12-2009 - Suppl. Ordinario n. 243) (Art. 2, comma 44)Nell’ambito dell’incentivazione dello sviluppo del tessuto produttivo nelle Regioni del Mezzogiorno attraverso progetti coordinatidal CNR e dall'ENEA in materia di Tecnologie avanzate per l'efficienza energetica, Tutela ambientale, Metodologie innovativeper il Made in Italy agroalimentare e Produzione di farmaci biotecnologici, e' autorizzata la spesa di 40 M€ (2010-2012 ).

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)

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 AvanzataOR1.1.1 - Sviluppo di metodologie e sistemi diagnostici avanzati per il miglioramento della qualità e sicurezza alimentare -

Pascale (ISPA - BA)Produzioni varie

OR1.1.2 - Strumenti avanzati per la tracciabilità delle produzioni vitivinicole siciliane di qualità – Carimi (IGV - PA)Produzioni vitivinicole

OR1.1.3 - 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

OR1.1.4 - 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

OR1.1.5 - 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

OR2 – Valorizzazione delle Risorse Genetiche disponibiliPiante

OR2.1.1 - Uso di geni e meccanismi coinvolti nella difesa di piante Mediterranee da stress biotici -Boscia (IVV - BA)Produzioni di pomodoro e vite

OR2.1.2 - Valorizzazione di risorse genetiche Mediterranee - caratterizzazione del germoplasmaautoctono, microrganismi utili e fitopatogeni – De Luca (IPP - BA)Produzioni ortive, di vite, olivo e agrumi

OR2.1.3 - Caratterizzazione genomico-funzionale di ceppi di Rhizobio e cultivars di leguminoseper il miglioramento delle caratteristiche di crescita e risposta a condizioni di stress ambientale – Defez (IGB - NA)Produzioni di legumi

OR2.1.4 - 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

OR2.1.5 - Progettazione e sviluppo di nuovi ibridi di Pomodoro dalle migliori caratteristiche nutrizionali – Nicolaus (ICB - NA)Produzioni di pomodoro

OR2.1.6 - Dal legno alla frutta: genomica dell'evoluzione del ciliegio – Vendramin (IGV - FI)Produzioni di ciliegie

Animali

OR2.2.1 - Caratterizzazione/valorizzazione delle risorse genetiche della Campania per lo sviluppo della filiera bufalina – Iannuzzi (ISPAAM - NA)Produzioni casearie e carnee

OR2.2.2 - Caratterizzazione genetica di suini del Mezzogiorno per la valorizzazione di prodotti tipici/conservazione della biodiversità – Castiglioni (IBBA - MI)Produzioni carnee

Microrganismi

OR2.3.1 - Biodiversità e conservazione di microrganismi di interesse agroalimentare nella dieta Mediterranea - Logrieco (ISPA - BA)Produzioni vitivinicole, casearie e da forno

OR2.3.2 - Miglioramento della qualità di prodotti fermentati tipici della Campania – Coppola (ISA - AV)Produzioni vitivinicole, casearie e carnee

BioinformaticaOR2.4.1 - Organizzazione bioinformatica delle risorse genetiche presenti nel sistema della ricerca

agroalimentare - Vari (ISPA - BA)Produzioni varie

OR4 – Innovazione nei Prodotti Alimentari e nel Rapporto Alimenti – SaluteOR4.1.1 – 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

OR4.1.2 - Prodotti regionali con proprietà salutistiche per nuovi alimenti funzionali – Russo (ISA - AV)Produzioni di mela, carciofo, pomodoro e zucca

OR3 – Innovazione per migliorare la Sostenibilità delle Produzioni AgroalimentariOR3.1.1 - 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

OR3.1.2 - Scenari di produzione del pecorino romano: implicazioni qualitative, gestionali ed ambientali – Duce (IBIMET - SS)Produzioni casearie

OR3.1.3 - Sviluppo di tecnologie di telerilevamento per la viticoltura di precisione e la valorizzazione del germoplasma per produzioni di qualità - Matese (IBIMET - FI)Produzioni vitivinicole

OR3.1.4 - Promozione dell’olivicoltura di alta qualità nella zona DOP Colline Pontine e nelle Provincie di Benevento e Sassari - Leone (ISAFOM - NA)Produzioni olearie

Risorse Umane e loro Distribuzione Geografica

Dipartimento di Scienze Bio-Agroalimentari con 9 Istituti (circa 900 persone), di cui:

- 357 ricercatori a tempo indeterminato - 260 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’AmbienteDipartimento di Scienze Chimiche e Tecnologie dei Materiali

Partners

8 Dipartimenti Universitari: Dipartimento di Scienze del Suolo, della Pianta e degli Alimenti (UNIBA); Dipartimento di Agraria (UNINA); Dipartimento di Scienzedelle Produzioni Agrarie ed Alimentari (UNICT); Dipartimento di Scienze Agrarie ed Ambientali (UNIPG); Dipartimento di Scienze Agrarie e Forestali (UNIPA); Dipartimento perl'Innovazione nei Sistemi Biologici, Agroalimentari e Forestali (UNIVT); Dipartimento di Scienze e Tecnologie per l’Agricoltura, le Foreste, la Natura e l’Energia (UNIVT); Istitutodi 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 MonteVerna-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 deiNebrodi (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; AssociazioneProduttori Oleari; Organizzazione Produttori olivicoli della Calabria; Associazione Produttori olivicoli della Sabina; Confederazione Italiana Agricoltori; Associazione RegionaleAllevatori della Sicilia; Centro Assaggiatori Produzioni Olivicole Latina.

Risultati

158 - Pubblicazioni Scientifiche su ISI Journals (con referaggio) (3° anno)

1 - Genoma sequenziato (ciliegia)

227 - 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)

Superficie viticola: 108.000 ha; Denominazioni (DOC, DOCG): 12.800 ha;24 vini DOC; 1 vino DOCG (Cerasuolo di Vittoria)

Aziende: Bionat Italia (specializzata in test genetici), Planeta, Settesoli, Benanti, Bonivini, Cantine Primavera, Cantine trapanesi Riunite e Strade del vino Alcamo

Vitigni: Nerello cappuccio, Nerellomascalese, Carricante, Moscato bianco, Frappato, Malvasia di lipari, Perricone, Damaschino, Zibibbo, Grecanico, Inzolia, Nocera nera, Catarratto, Nero d'avola, Grillo, Corinto nero

OR 1.1.2 - Certificazione Genetica per la Tracciabilità della filiera viti-vinicola

Responsabile: Francesco Carimi

• 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

OR1.1.3 - Piattaforma MALDI-TOF-MS per il profiling peptidomico e proteomicointegrato di campioni di latte per la rilevazione rapida di adulterazioni alimentari

Determinazione del trattamento termico del latte bovino (fresco, pastorizzato, UHT ed in polvere)Metodo analitico Cross Validation % Capacità di Riconoscimento % Proteine Lineare 87.82 97.19 Peptidi ZT Reflectron 89.69 100 Peptidi Reflectron 90.07 96.46 Peptidi Lineare 86.78 100

Speciazione del latte (bovino, bufalo, capra e pecora)Metodo analitico Cross Validation % Capacità di Riconosciemento % Protein linear 95.11 100 Peptides ZT Reflectron 89.43 100 Peptides Reflectron 90.10 100 Peptides Linear 77.47 97.39

Bovino/Bufalo

Bovino/Capra

Bovino/Ovino

Polvere/Fresco

Proteine Peptidi

Proteine Peptidi

Proteine Peptidi

Proteine Peptidi

Proteine Peptidi

Proteine Peptidi

Miscele binarie

Piattaforma MALDI-TOF-MS per il profiling peptidomico e proteomico integratodi campioni di latte per la rilevazione rapida di adulterazioni alimentari

Responsabile: Barbara Nicolaus

OR 2.1.5 – Progettazione e Sviluppo di nuovi Ibridi di Pomodoro

OR 1.1.5 - Identà, tracciabilità e valorizzazione di prodotti ortofrutticoli del Mezzogiorno medianteapprocci olistici diretti alla caratterizzazione di importanti tratti nutrizionali ed economici

RNA Sequencing Dosaggi di metaboliti

Valorizzazione Identità-Traceabilità

Enza Zaden Italia La Noria

Cichorium intybus

• Catalogna cichory

Cichorium endivia

• Escaroles (var. latifolium)

• Endives (var. crispum)

1. Informazioni sulle performances produttive2. Fenotipizzazione delle cultivars3. Informazioni su nutrienti e metaboliti per la valorizzazione e

tipizzazione4. Trascrittomi di riferimento per C. endivia e C. intybus5. Markers (gene SNPs and trascrizionali) per la tracciabilità6. Protocolli rapidi per la tracciabilità (es. tecnologia HMR)7. Sviluppo di strumenti bioinformatici per gene data mining

• 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)

• Analisi della diversità genica• Analisi dell’espressione genica (RNAseq e

qRT-PCR• Studio della diversità allelica (SNPs)

Responsabile: Donato Giannino

Analisi di 10 cultivars per specie

OR 3.1.3 - Sviluppo di tecnologie di telerilevamento tramite Unmanned Aerial Vehicle per laviticoltura di precisione finalizzata alle produzioni di qualità

Responsabile: Alessandro Matese

Monitoraggio dei vignetisiciliani con il Dronedell’IBIMET ed acquisizioneimmagine multispettrale

Elaborazione mappa di vigore eincrocio con campionamenti a terra dimaturità delle uve in collaborazionecon l’Istituto Regionale del Vino edell’Olio (Sicilia)

Trasferimento all’azienda Cantine Valenti perun rapido supporto sulla diversa strategia diintervento nelle diverse aree del vigneto

Produzione di vini di alta qualità ETNA-DOC

Zucca lunga di Napoli(Cucurbita moschata)

Produzione della materia prima in campi sperimentali

ISPA-CNR Lecce

Farina di zucca

Analisi delle farina di zucca per composti nutrizionali e

formulazione di miscele per panificazione ISA-CNR

Pane con farina di zucca

Farris Srllocalità Borgo Giardinetto71027 Orsara di Puglia (FG)

Casale del Principato Srlloc. Ponte Sabato83030 Prata di Principato Ultra (AV)

OR4.1.2 - Prodotti regionali con proprietà salutistiche per nuovi alimenti funzionali:un nuovo tipo di pane ricco in carotenoidi derivati dalla zucca

Responsabile: Gian Luigi Russo

Sperimentazione clinica su volontari sani (in corso) ISA-CNR Avellino

OR1.1.1 Sviluppo di metodologie basate su nanoLC-ESI-MS/MS per la rilevazione di allergeni multipli nei cibi

• Multi-target analysis (MRM)• Saggio quantitativo (con specie marcate)

• Bassissimi valori di LODs• High-throughput screening

Approccio Peptido-centrico per ridurre il residuo di lavorazioneAnalisi di digeriti peptidici derivanti da estratti proteici degli alimenti

Orbitrap Exactive™ or Velos Pro™ MS

Presenza di allergeni esogeni nei vini e nei succhi di frutta dopo loro chiarificazione

con derivati del latte e dell’uovo

Peptide -caseinico GPFPIIV

Responsabile: Michelangelo Pascale

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) maconducibili ad alterazione di organi sessuali interni. Elevati dannieconomici agli allevatori

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, carbonilied idroperossidi nel plasma)

Apparato riproduttore di bufala freemartin con gravi atrofie interne e con la presenza di un

solo ovaio

OR2.2.1 – Caratterizzazione/valorizzazione delle risorse genetiche della Campania per lo sviluppo della filiera bufalina

Responsabile: Leopoldo Iannuzzi

OR 1.1.4 - Diagnosi di origine geografica e qualità nell’agroalimentare del Meridione d’Italia: olii extravergini di oliva monovarietali

Responsabile: Marco Lauteri

Unaprol – Consorzio Olivicolo ItalianoCostituzione di un database isotopico poliennale degli OEVO (olio extravergine d’oliva) italiani monovarietaliIl 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 analiticoBic-Lazio Rieti – Incubatore d’impresa Regione LazioJSMEIA – Jordan small an medium enterprises industrial association, Giordania

Sono in corso contatti per innovazione e tracciabilità sulla filiera degli OEVO di qualitàCCIC - Chamber of Commerce and Industry of the Center, Organizzazione governativa, Tunisia

OR 3.1.4 – Promozione dell’olivicoltura di alta qualità nella zona DOP Colline Pontine e nelle Provincie di Benevento e Sassari

Caratterizzazione pedoclimatica delle

macro-aree olivicole

Analisi climatica delle macro-aree olivicole

• Firma OEVO (MS isotopi)• Caratterizzazione chimica

e sensoriale olii (NMR, GC-MS)(su scala micro e macro)

• Identificazione delle relazioni travariabili ambientali e caratteri chimici/sensoriali degli olii

• Tracciabilità delle monovarietali• Contributo per la Definizione

DOP Sannio e DOP Bosana• Valorizzazione DOP Colline Pontine

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

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)

Macro-zonazione olivicola(definizione di zone omogenee di produzione e gestione agricola a scala territoriale)

Indaginevarietale

Scansione geofisica ed analisi proprietà dei suoli

(da micro-zonazione)

Responsabile: Antonio Leone

OR 2.2.1 – 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 perla 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 dirazza 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 crudoparte magra (3) e grassa (4); salame parte magra (5) e grassa (6).