Dissertations / Theses on the topic 'Nutrizionale'

La fermentazione nei salami è un processo complesso che porta alla formazione di numerosi composti che determinano le caratteristiche organolettiche dei prodotti finiti. I principali microrganismi responsabili sono i batteri lattici, tra cui Lactobacillus sakei è la specie dominante. Esso è ampiamente utilizzato come coltura starter per la produzione di salumi grazie alla sua capacità di crescere in condizioni di stress: alte concentrazioni di sale, carenza nutrizionale, bassi valori di pH e di attività dell’acqua. L. sakei, passando dalla via omolattica a quella eterolattica, ha la capacità di adattarsi e sopravvivere anche quando le fonti di zuccheri esosi sono esaurite, ricavando energia da fonti alternative come i pentosi o attivando vie metaboliche secondarie che utilizzano come substrati gli aminoacidi. In questo elaborato un ceppo commerciale di L. sakei, utilizzato per la produzione di salami, è stato inoculato in un terreno sintetico con glucosio o ribosio a concentrazioni ottimali per la crescita (25 mM) o ridotte (2.5 mM), per simulare una carenza nutrizionale. È stato valutato l’effetto dei diversi zuccheri sulla sua capacità di crescita e sulle risposte metaboliche, in termini di accumulo di acidi organici e consumo di aminoacidi. I risultati hanno evidenziato un consumo selettivo di alcuni aminoacidi (tra cui arginina, serina) in funzione delle caratteristiche del terreno utilizzato, indicando un’attivazione di vie metaboliche alternative in condizioni di stress nutrizionale. Anche l’accumulo di acido lattico e acetico varia in base allo zucchero presente. Inoltre, l’analisi citofluorimetrica per valutare la vitalità cellulare e lo stato delle membrane cellulari ha evidenziato un’estrema variabilità della risposta fisiologica, che spiega l’adattamento di L. sakei alla matrice carnea. Dal punto di vista tecnologico, i risultati ottenuti possono essere utili per ottimizzare l’impiego di tale microrganismo nell'industria dei salumi fermentati.

L’alimentazione proteica risulta di fondamentale importanza per l’ottimizzazione della produttività e per il benessere degli animali di interesse zootecnico. L’identificazione di fonti vegetali alternative e/o complementari a quelle attualmente utilizzate (soia in primis) nel razionamento degli animali si rende necessaria per motivi economici, ambientali e legislativi, cercando di evitare, tuttavia, penalizzazioni sull’appetibilità della razione e sulla risposta produttiva. La ricerca condotta ha riguardato lo studio della composizione nutrizionale di semi di cece (Cicer arietinum) e lupino azzurro (Lupinus angustifolius), con approfondimenti sul contenuto di composti nutrizionalmente attivi e/o antinutrizionali, la valutazione della fermentescibilità ruminale mediante tecniche in vitro, anche alla luce di possibili interazioni genetiche (varietà e linee genetiche) e colturali (epoca e densità di semina). I risultati ottenuti hanno permesso di comprendere eventuali limiti di utilizzo di tali leguminose per l’alimentazione degli animali, in particolar modo dei ruminanti, e di attribuire le fonti di variabilità per la massimizzazione produttiva e qualitativa.
Ruminants protein nutrition is an essential item for optimizing the productivity and welfare of animals. The identification of pulses sources as alternative or complementary to those currently used (primarily soya) in the ration of ruminants is necessary for economic, environmental and legislative reasons, trying to avoid, however, penalties on palatability and productive response. The research focused on the study of the nutritional composition of seeds of chickpea (Cicer arietinum) and blue lupine (Lupinus angustifolius), with insights on the content of nutritionally active compounds and / or antinutritionals, the evaluation of the ruminal fermentability using in vitro techniques, also considering possible genetic interactions (varieties and genetic lines) and farming practices (time and density of sowing). The results of the present study suggest that these pulses could be a potentially good feedstuff contributing at the same time to the energy and protein balance of animal diet. Moreover, the presence of active compounds like tannins at levels that should not be regarded as anti-nutritional, can be useful in ruminant feeding due to the moderating activities exerted by those compounds toward the ruminal degradation of proteins.

In the last few years, there has been an increased interest in pets’ nutrition and feeding. In term of research both basic and applied nutrition has expanded the knowledge of canine nutrition, it is now known that a well-balanced diet must include not only macronutrients but also an appropriate amount of minerals, vitamins, certain essential amino acids (from proteins), and specific essential fatty acids (from fats). These components are needed to build and maintain tissue and carry out biological reactions, and the necessary amounts vary somewhat with the dog's stage of life (puppy, adult, pregnancy, senior), activities (sport, game, ect.), and physiological state (pregnancy and lactation). Above this in the recent past, there have been an increase in different types of diets present in the market that are characterized by different composition and target market segments (premium, dietetic, ect.). In light of this, in the present thesis three main topics have been addressed: i) the nutritional characteristics and in vitro digestibility of different dogs’ diets available on the market (premium, super premium, with particular nutritional purposes, wet food and BARF); ii) the effects of yeast supplementation in pregnant and lactating bitches and their effects in their respective puppies; iii) the effects of yeast supplementation in adult dogs. In particular, the thesis investigated the composition the in vitro digestibility of different dogs’ diets, and the effects of two yeasts, Saccharomices cerevisiae and S.cerevisiae var boulardii. In this latter case the studies investigated the effects of yeast on: growth performance (weight, body condition score and feed intake), fecal characteristics (fecal score, dry matter, total apparent digestibility and presence of pathogens), local immune response (IgA), e intestinal microbiota and fecal odor profile (by electronic nose). Thus, it can be suggested that different market names/classifications like premium, super premium, and BARF diets, do not always support big nutritional differences. All diets are in line with dogs ‘main recommendation. When yeast supplementation is consider the effects observed in the present studies seem to be related to an optimization of feed preparation/diet according to the ideal national profile, and for this reason not always so visible in term of recorded figures. A key aspect in defying the response however is also the exposure time that at least in one of the studies, was probably limited. For this reasons large-scale and long-term studies that can generate high-quality nutritional evidence on the relationships between diets and supplements are required.

The study of soil-plant relationships is a prerequisite for controlling production of the vineyard. In vineyard sites of Gambellara, we studied the relationship between productivity, the main physico-chemical properties of soils and some innovative indices for the diagnosis of the nutritional status of the grape as i) the biodegradation capacity of organic matter evaluated by means of degradation of filaments of vegetal and animal origin and ii) the expression of genes that could be involved in defence mechanisms of grape to abiotic stress. Large and significant differences (p<0.05) were observed for physical and chemical fertility parameters evaluated. The vineyards characterized by high productivity are those showing a neutral pH, good supply of organic matter and adequate C/N ratio. These soils also showed high biodegradation of organic matter determined through the soil filaments degradation. The ARISA analysis (Amplified Ribosomal Intergenic Spacer Analysis), carried out on DNA samples isolated through an automatic procedure, showed that sites Pio Paulsen and Pio Carenza, characterized by low biodegradation capacity of organic matter, have a reduced genetic similarity compared to sites Chiarafontana and Branco viceversa characterized by high biodegradation capacity. Furthermore, the number of ARISA peaks, index of the number of soil bacterial species, was was statistically lower (p <0.05) in sites Pio Paulsen and Pio Carenza with respect to sites Chiarafontana and Branco. Plants of Campilonghi’s vineyard which is characterized by acid pH, scarce organic matter content, low C/N ratio, limited degradation capacity of filaments and low leaves content of nitrogen and sulphur showed, with respect plants of Pio Paulsen involved as control, up-regulation of WRKY, SuSy, PAL and STS1 genes. In conclusion, the degradative capacity of filaments and the assays of expression of above genes seem to be valid indicators of soil fertility and grape nutritional status.
Lo studio della relazione suolo-pianta è un presupposto fondamentale per il controllo vegeto-produttivo del vigneto. In siti vitati della zona D.O.C. di Gambellara, ci si è proposti di studiare la relazione fra la produttività, le principali caratteristiche fisico-chimiche del suolo e alcuni indici innovativi per la diagnosi dello stato nutrizionale della vite quali la capacità biodegradativa della sostanza organica valutata mediante la degradazione di fili di natura vegetale e animale inseriti nel suolo e la valutazione dell’espressione di geni che potrebbero essere coinvolti nei meccanismi di difesa della vite dagli stress abiotici. Ampie e significative differenze (p<0,05) sono state riscontrate fra i parametri di fertilità fisico-chimica esaminati. I vigneti caratterizzati da maggiore produttività sono quelli che evidenziano valori di pH neutro, buona dotazione di sostanza organica e un adeguato rapporto C/N. Questi suoli presentano, inoltre, elevata capacità biodegradativa della sostanza organica determinata in base alla degradazione dei fili immessi nel suolo. L’analisi ARISA (Amplified Ribosomal Intergenic Spacer Analysis), eseguita su campioni di DNA estratto da suolo in maniera automatizzata tramite la messa a punto di un nuovo protocollo, ha evidenziato che i siti Pio Paulsen e Pio Carenza, caratterizzati da bassa attività biodegradativa della sostanza organica, hanno una ridotta similarità genetica rispetto ai siti Chiarafontana e Branco caratterizzati viceversa da pronunciata attività biodegradativa. Inoltre, il numero di picchi ARISA, indice della numerosità delle specie batteriche presenti nel suolo, è risultato statisticamente inferiore (p<0,05) nei siti Pio Paulsen e Pio Carenza rispetto ai siti Chiarafontana e Branco. Nelle piante del sito Campilonghi che è caratterizzato da pH acido, scarsa dotazione di sostanza organica, basso rapporto C/N, limitata attività degradativa dei fili vegetali e da basso contenuto fogliare di azoto e zolfo è stata riscontrata la sovra-espressione, rispetto al sito di controllo Pio Paulsen, dei geni WRKY, SuSy, PAL e STS1. In conclusione, la capacità degradativa dei fili e la valutazione dell’espressione dei suddetti geni sembrano essere dei validi indicatori della fertilità del suolo e dello stato nutrizionale della vite.

The silkworm (Bombyx mori L.) is an insect belonging to the lepidopteran order, family Bombycidae: it is one of the two unique species belonging to the genus Bombyx, together with its ancestor – Bombyx mandarina Moore. In the past, silkworm exploitation in Europe was particularly related to the agricultural sector and the production of the silk thread but this type of activity has being disappearing from the old continent, in favour of some Asian countries, especially China, where cost of labour is low. In spite of the decline of these traditional activities the silkworm started to be used as a tool in a lot of technological applications and as a model in scientific research in various fields. Silk is regarded as a promising biomaterial because of its physical and chemical features both on the macro and microscale as well as in nano-technologies. Furthermore biology and biotechnology are interested in silkworm, or in its cell cultures, as a bioreactor to produce recombinant proteins which should otherwise be produced in bacteria or yeasts. The silkworm has a suitable size even for complex experiments with respect to other organisms used for the same aims, however it does not require large rearing rooms or high quantity of food, it can be easily reared under controlled conditions and its biological cycle is short (it lasts about 45 days), representing thus, also a model for basic research in life sciences. Moreover, to use the silkworm as a technological platform, important steps were achieved by sequencing the whole genome and by developing new optimized artificial diets for this insect (strictly monophagous), which freed rearing from seasonal constraints coming from mulberry leaf production in temperate climates. Thus, the above-mentioned new potentialities and a revived interest from the textile industry, about a silk supply chain outside Asia, establish the background of the research work described in this thesis. In fact, performed experiments relate with relaunching basic research activities about B. mori and aimed at meeting the needs of a silk industry, possibly developing in temperate countries. The starting material, that is the B. mori strains, belongs to the germplasm collection of Consiglio per la Ricerca e la sperimentazione in Agricoltura – Unità di ricerca di Apicoltura e Bachicoltura (CRA-API) of Padua and consists of about 200 strains, which differ in their phenotypic and genotypic characteristics. From the aforementioned collection, a selection process based on a mixed rearing strategy on both mulberry leaves and artificial diet has been started. The final goal was to select new strains characterized by high nutritional efficiency in order to optimize the cost-benefit ratio in all those application oriented to productivity. As already stated selection was based on a mixed approach: the first and more traditional step consisted in rearing silkworm larvae on mulberry leaf without any limitation in its quantity, by selecting only for the most important commercial parameters. On the other hand, the second step was a rearing cycle on artificial diet with a limited food amount fed to fifth instar larvae, followed by a selection process according to the most important productive traits. After three years and six generations of selection and genetic improvement, the obtained strains were compared among each other and with the unselected populations on the base of nutritional indexes which permitted an assessment of their conversion efficiency of proteins contained in the food matrix to body mass and silk. The final evaluation allowed to highlight the efficacy of the adopted strategy in selecting the desired features, although a difference related to diverse adaptability of the strains to the diet was recorded. In particular, for some of them, an additional preparatory step of selection on diet appears to be appropriate. During the period when experiments aimed at selection of highly efficient strains were performed, other relevant experimental data were produced. First of all, a new micro-organism which proved itself to be pathogenic for the silkworm reared on artificial diet was isolated and characterized; then, in-depth measurements about cold hardiness of eggs of a polyvoltine silkworm strain belonging to CRA-API’s collection were carried out. Described results to date do not represent the final goal but, an intermediate stage of a selection process that will continue at CRA-API and also, the starting point for the production of new hybrids with improved performances and suited to be reared on both mulberry leaf and artificialdiet.
Il baco da seta (Bombyx mori L.) è un insetto appartenente all’ordine dei lepidotteri, famiglia Bombycidae; è una delle due uniche specie rappresentanti il genere Bombyx, assieme a Bombyx mandarina M., suo progenitore ancestrale. In passato, in Europa, il suo utilizzo era legato soprattutto al mondo agricolo ed alla produzione della fibra serica ma questo tipo di attività è andata scomparendo dal vecchio continente, a favore di alcuni Paesi asiatici, fra cui soprattutto la Cina, con basso costo della manodopera. A dispetto del declino di questo tipo di attività tradizionali, il baco da seta ha però cominciato ad essere utilizzato per applicazioni tecnologiche di alto profilo legate al mondo della ricerca scientifica e della bio-industria. Si sono indagati, da un lato, utilizzi che impiegano la seta come biomateriale e che mirano allo sfruttamento delle sue proprietà fisiche e chimiche sia su scala macroscopica sia su scala microscopica come nel campo delle nanotecnologie. Dall’altro lato, le scienze biologiche e le biotecnologie sono in grado di utilizzare l’insetto stesso, oppure colture cellulari da esso derivate come bio-fabbriche per la produzione di proteine altrimenti sintetizzate in batteri o lieviti. Poiché il baco da seta, rispetto ad altri organismi utilizzati per gli stessi scopi, è di dimensioni adeguate a sperimentazioni anche complesse, pur non richiedendo ampi spazi d’allevamento o elevate quantità di cibo, come ad esempio gli animali superiori, è facilmente allevabile in laboratorio e possiede un ciclo biologico breve (circa 45 giorni), rappresenta un ottimo modello per la ricerca di base nei campi delle scienze della vita. In tal senso, per rendere il B. mori un’appetibile piattaforma tecnologica, importanti passi avanti sono stati fatti con il sequenziamento del genoma e con la formulazione di diete artificiali in grado di svincolare l’allevamento dell’insetto, strettamente monofago, dalla produzione della foglia di gelso, reperibile solo stagionalmente nelle regioni a clima temperato. Sullo sfondo di queste potenzialità tecnologiche e anche in relazione ad un rinato interesse da parte dell’industria del settore serico per una filiera produttiva extra-asiatica, va inquadrato il lavoro di ricerca presentato nella seguente tesi. La sperimentazione descritta è, infatti, inquadrabile in una più generale attività di rilancio della ricerca di base riguardante il baco da seta ed in sintonia con le necessità di un potenziale settore produttivo localizzato in paesi climaticamente simili all’Italia. Il materiale di partenza, ossia le razze di B. mori, appartengono infatti alla banca di germoplasma del Consiglio per la Ricerca e la sperimentazione in Agricoltura – Unità di ricerca di Apicoltura e Bachicoltura (CRA-API) di Padova; la collezione di accessioni è composta da circa 200 razze distinguibili sulla base di diverse caratteristiche fenotipiche e genotipiche. Partendo dalla suddetta collezione, è stato compiuto un lavoro di selezione basato su una strategia di allevamento misto dieta-foglia finalizzato alla selezione di razze, caratterizzate da un’elevata efficienza alimentare sia su foglia di gelso sia su dieta sostitutiva, in modo da ottimizzare il rapporto costi/benefici in tutti quegli ambiti interessati ad aspetti di produttività. Come sopra ricordato, la strategia era basata su un approccio misto: un primo step, più tradizionale e orientato all’incremento dei parametri produttivi della seta in senso classico, era incentrato sull’allevamento con foglia, fornita senza limitazioni di quantità. Un secondo step prevedeva, invece, un ciclo d’allevamento su una dieta sostitutiva della foglia di gelso in cui la selezione per la produttività avveniva a fronte di un’alimentazione contingentata. Dopo tre anni in cui si sono svolte sei generazioni di selezione, le popolazioni originali sono state confrontate sia tra loro sia con le selezioni ottenute; per tale comparazione, sono stati utilizzati indici alimentari in grado di qualificare le larve secondo la loro efficienza nel convertire le proteine contenute nella matrice alimentare in massa corporea e seta. La valutazione finale ci ha permesso di evidenziare come la strategia adottata, si sia rivelata efficace nel permettere la selezione dei caratteri desiderati sebbene, alcune differenze legate alla diversa adattabilità delle varie razze alla dieta artificiale, suggeriscano l’utilità dell’introduzione di una selezione preliminare per questo carattere. Nell’ambito della sperimentazione finalizzata alla selezione delle razze ad alta efficienza sono stati condotti alcuni esperimenti complementari che hanno portato alla produzione di rilevanti dati scientifici. In primo luogo è stato isolato e caratterizzato un microorganismo, dimostratosi patogeno per il baco da seta allevato su dieta artificiale ed, in secondo luogo, sono state effettuate approfondite misurazioni sulla resistenza alle basse temperature da parte di uova di una razza polivoltina appartenente alla collezione del CRA-API. I risultati esposti nel presente lavoro rappresentano, allo stato attuale, non un punto d’arrivo ma la tappa intermedia di un processo di selezione che verrà proseguito presso CRA-API oltre che la base di partenza per la produzione di nuovi ibridi dalle prestazioni migliorate ed allevabili, indifferentemente, su foglia e dieta sostitutiva con buone performances.

Background: Infants of diabetic mothers (IDM) are at increased risk for the development of obesity and metabolic syndrome (MS) in childhood. Maternal obesity, fetal macrosomy and early acceleration of postnatal growth may be additional risk factors. Objective: Aim of present study is to assess whether an increased weight gain can be detected in IDM and to define which biochemical markers of metabolism in the newborn and anthropometric parameters in the first year of life can be used to identify those IDM that are most subject to growth acceleration. Design/Methods: 56 infants of daibetic mothers both non insulin-treated (NIT-GDM) and insulin-treated (IT-GDM) have been recruited. Each newborn has been assessed for metabolic and nutritional status (Glycaemia, Electrolytes, Blood Urea Nitrogen, Retinol Binding Protein [RBP], Cholesterol, Triglycerides Total Fatty Acids) at 4+1 days of life. Anthropometric measurements (weight, length, head circumference, waist circumference, tricep skinfold) have been taken in the first year of life (at birth, 1, 3, 6 and 12 months). The most well known risk factors for obesity and MS in childhood and most frequent morbidities of GDM on fetus and newborn have been studied. Results: Premature NIT-GDM, at term NIT-GDM, premature IT-GDM and at term IT-GDM have been compared. Growth pattern has shown to be consistent with normal growth curves of the paediatric population. A greater weight gain in IT-GDM compared to NIT-GDM infants has been found. A reduced incidence of short term most frequent complications of ODM has been found in our sample, compared to literature reports. Greater values of RBP have been detected in IT-GDM infants (p=0.049). Also, RBP values appear to be positively correlated with parameters of waist circumference at 6 and 12 months and weight at 6 and 12 months (p=0.004; R2 0.19). Lipid metabolism was not found to be modified by insulin treatment, and it was not related to growth parameters at any age. Conclusions: The normality of growth parameters and the low incidence of complications in the short term are likely due to effective implementation of monitoring protocols and prevention in pregnancy and early neonatal period. The laboratory data support other findings according to which RBP can be used to identify those subjects that are at increased risk of developing MS in childhood and that are especially in need for an early nutritional intervention.

La dieta, lo stato nutrizionale e la salute sono questioni strettamente correlate sia nei paesi industrializzati che in quelli in via di sviluppo. In questa tesi di dottorato, l'obiettivo principale è stato quello di valutare lo stato nutrizionale come passo prodromico per migliorarlo per ottimizzare la salute. Nei paesi industrializzati è stato condotto un caso studio sullo stato nutrizionale di una popolazione dell'Italia centrale; l’ingestione di alcuni gruppi di alimenti, di origine animale e vegetale, è stata valutata mediante questionari di frequenza alimentare e alcuni biomarcatori del sangue. I risultati hanno dimostrato che nei controlli della dieta, al fine di accertarne gli effetti a lungo termine sulla salute, le misurazioni dei consumi tramite questionari non possono essere esclusive, ma alcuni indici ematici ed antropometrici potrebbero essere utili. Nei paesi in via di sviluppo, due casi di studio in zone rurali dell’India e della Repubblica Democratica del Congo hanno confermato che la malnutrizione è un problema serio; in particolare nei bambini di 3-5 anni con il 26% di malnutrizione cronica severa in India e oltre il 60% in R D Congo. Possibili percorsi per migliorare le condizioni di vita delle comunità rurali povere includono la produzione di cibi appropriati per una dieta migliore, nuove attività generatrici di reddito, miglioramento della nutrizione infantile, riduzione delle malattie causate dalla contaminazione di alimentari e dell’acqua, metodi di conservazione degli alimenti a livello domestico, etc.; i risultati di diverse prove sono stati discussi.
The diet, nutritional status and health are tightly related issues both in industrialized and developing countries. In this doctoral thesis, the main objective was the assessment of nutritional status as a prodromic step to improve it and consenquently health. In industrialized countries, a case study was the nutritional status of a population of central Italy; the intake of some groups of foods, of animal and plant origin, was estimated by food frequency questionnaires and some blood biomarkers. The results demostrated that in dietary controls, aiming to ascertain the long-term effects on health, consumption measurements by questionnaires cannot be exclusive, but some blood and anthropometric indexes could be also useful. In developing countries, two case studies in rural India and D R Congo confirmed that malnutrition is a serious issue; particularly in 3-5 years old children with 26% of severe chronic malnutrition in India and more than 60% in D R Congo. Possible pathways to improve livelihood of rural poor comunities including appropriate food production for a better diet, new income generating activities, infant nutrition improvement, food and waterborn diseases reduction, household food preservation, etc., have been analyzed and the risults of different related trials have been discussed.

L'impatto ambientale dovuto alle attività dell’industria alimentare ha condizionato soprattutto le scelte dei consumatori che vogliono sentirsi parte del cambiamento.Da qui la ricerca di nuove applicazioni e metodiche per l’estrazione di componenti di interesse da matrici che, apparentemente, non avrebbero più molto da offrire.Gli scarti ed i sottoprodotti dell’industria alimentare coprono importanti volumi e la loro valorizzazione offre svariati benefici.Lo scopo di questa tesi è quello di stabilire la possibilità di arricchire un prodotto come l’olio di oliva, sfruttando la tecnica della co-frangitura con altre matrici oleaginose provenienti da scarti di produzione. L’impiego della co-frangitura risulta essere vantaggioso per l’azienda, poiché permette una resa estrattiva ottimale da più materie prime attraverso un singolo processo.Nello specifico, abbiamo analizzato le caratteristiche compositive della frazione lipidica di semi di melograno, di vinaccioli e di semi e bucce di pomodoro e abbiamo completato lo studio con la caratterizzazione degli oli co-franti confrontandoli con un olio extravergine di oliva (EVO) tal quale.Alcune analisi come la determinazione della composizione in acidi grassi (FAME),in tocoferoli,in steroli ed in sostanze fenoliche,son state eseguite sia sulle materie prime che sugli oli co-franti.Per completare il quadro è stato valutato anche lo stato ossidativo delle materie prime attraverso il numero di perossido, mentre gli oli co-franti sono stati sottoposti ad un test di ossidazione forzata (OXItest).I risultati ottenuti mostrano come le materie prime analizzate siano senza dubbio una fonte di sostanze bioattive che in parte vanno ad arricchire e modificare quella che è la composizione dell’olio extravergine di oliva.Quindi gli oli co-franti,con una adeguata formulazione e protezione dall’ossidazione,potrebbero apportare composti positivi per la salute e soddisfare le aspettative dei consumatori più sensibili alle tematiche ambientali.

L'elaborato di tesi verte su una prova sperimentale svolta dal 2009 al 2018, circa l'utilizzo di substrato esausto di fungaia come fertilizzante nella coltivazione della vite. Il substrato viene scartato dalle fasi di coltivazione quando inizia lo sviluppo di Trichoderma, fungo che compete con il fungo coltivato. La prova ha avuto come obiettivo quello di valutare l'effetto della fertilizzazione con substrato di fungaia sulla fertilità del suolo di un vigneto di Sangiovese, sullo stato nutrizionale delle piante, sulla produzione e sull'incidenza del mal dell'esca. Per la prova sono stati eseguiti i rilievi sul vigneto trattato con substrato di fungaia e su un vigneto concimato con fertilizzanti minerali; sono stati eseguiti rilievi vegetativi, sulla produzione, e sul suolo. I rilievi hanno evidenziato nelle piante trattate con substrato di fungaia una migliore attività vegetativa, l'assenza di carenze nutrizionali e l'assenza di stress idrico anche nelle annate più siccitose. Si è riscontrata inoltre una minore incidenza del mal dell'esca e una media produttiva sensibilmente migliore con qualità delle uve similare a quella del vigneto di concimato in modo tradizionale. I suoli trattati hanno mostrato elevata biomassa microbica e un forte incremento di sostanza organica. In conclusione, si può affermare che la matrice utilizzata nella concimazione rappresenta un'ottima alternativa alla fertilizzazione minerale, con effetti anche sullo stato di salute del terreno e delle piante.

Gli allevamenti di vacche da latte puntano alla massimizzazione della produzione di latte credendo di migliorare così il profitto attraverso l’effetto di diluizione dei costi di mantenimento. Diventa però importante avere sotto controllo i costi di produzione, ma soprattutto la reale efficienza aziendale. Il principale obiettivo di questo lavoro di ricerca è quello di trovare un sistema di monitoraggio dell’efficienza aziendale, sia economica che nutrizionale, utile per i tecnici che visitano le aziende zootecniche di vacche da latte per poter supportare le scelte imprenditoriali dell’allevatore. Sono stati misurati indici tecnici ed economici in 90 allevamenti di vacche da latte per valutare l'efficienza nutrizionale ed economica degli allevamenti. Un approccio multivariato è stato utilizzato per aggregare gli indicatori parziali in nuove strutture latenti. Un secondo obiettivo è stato quello di predire, attraverso le caratteristiche aziendali ed altre informazioni relative alla gestione dell’azienda, gli indici aggregati di efficienza aziendale ricavati, ovvero: efficienza economica, efficienza energetica e punto di pareggio. Ottantanove aziende di vacche da latte sono state visitate e intervistate per raccogliere informazioni sulla consistenza della mandria, la produzione e la qualità del latte, le prestazioni riproduttive, il benessere delle vacche allevate, la formulazione della dieta e i costi di alimentazione. Infine sono state caratterizzare le diverse strategie alimentari adottate nelle aziende visitate. Sono state raccolte informazioni sulle performances della mandria, sui costi di alimentazione e sulle differenti razioni formulate. Sono state caratterizzate la composizione chimica delle diete, il profilo fermentativo delle diete e la produzione di metano, l'efficienza alimentare della mandria, la produzione e la qualità del latte e il profilo fermentativo fecale.
Dairy cow farms aim to maximize milk production believing that this will improve profit through the dilution effect of maintenance costs. However, it becomes important to have under control the feed production costs, but above all the effective business efficiency of whole herd. The main objective of this research work is to find a monitoring system of farm efficiency, both economic and nutritional, useful for technicians who visit dairy farms in order to support the entrepreneurial choices of the farmer. Technical and economic indices were measured on 90 dairy cow farms to assess the nutritional and economic efficiency of the farms. A multivariate approach was used to aggregate partial indicators into new latent structures. A second objective was to predict, through farm characteristics and other farm management information, the aggregate farm efficiency indices derived: economic efficiency, energy efficiency, and break-even point. Eighty-nine dairy cow farms were visited and interviewed to collect information on herd size, milk production and quality, reproductive performance, cow welfare, diet formulation and feeding costs. Finally, the different feeding strategies adopted on visited farms were characterized. Information was collected on herd performance, feeding costs and different formulated rations. The chemical composition of the diets, the fermentative profile of the diets and methane production, feeding efficiency of the herd, milk production and quality and fecal fermentative profile were characterized.

In this research activity, alternative ingredients such as wheat germ and quinoa, have been studied in order to develop innovative foods. Their chemical, nutritional and technological characteristics have been evaluated. Results showed that quinoa and wheat germ contain remarkable amounts of some nutrients (protein, fat and dietary fiber) and bioactive compounds (amino acids, essential fatty acids, tocols, polyphenols), which are useful for developing new value added products. Viewing the importance of these raw materials, innovative cereal foods (bread, pasta, biscuits) were produced which able to meet consumers requirements and, at the same time, to have enhanced nutritional value compared to traditional products. Since quinoa seeds are rich in saponins, dehulling/pearling process of quinoa achenes removed around 70% of saponins, providing flours with high sensory acceptability. Wheat germ extracts exhibited a marked antimicrobial activity because of their polyphenolic components. Thus, it can be used for developing of fresh pasta with anhanced bioactive compounds and prolonged shelf life by inhibition of degradative microorganisms.
Le attività sperimentali sono state focalizzate su due diverse linee di ricerca, nell’ambito delle quali sono stati caratterizzati dal punto di vista chimico, nutrizionale e tecnologico ingredienti alternativi, quali il germe di grano e la quinoa, per la preparazione di prodotti alimentari innovativi. Dalla caratterizzazione chimico-nutrizionale è emerso che il germe e la quinoa contengono quantità significative di nutrienti (proteine, grassi e fibra alimentare) e componenti bioattive (amminoacidi, acidi grassi essenziali, tocoli, polifenoli), le cui proprietà possono essere sfruttate nella produzione di alimenti con elevata valenza dietetico-nutrizionale. Dal punto di vista tecnologico, è stata avvalorata l’ipotesi di integrare nelle formulazioni di prodotti tradizionali quali pane, pasta e biscotti, sia il germe che la quinoa con la possibilità di produrre alimenti con caratteristiche nutrizionali ed organolettiche che rispondano ai requisiti di commercializzazione e di qualità richiesti dal mercato e che allo stesso tempo abbiano un valore aggiunto rispetto a quelli già presenti in commercio. La tecnica di decorticazione/perlatura, testata sugli acheni di quinoa, si è rivelata idonea per l’allontanamento di più del 70% delle saponine presenti sulla superficie della quinoa, con la conseguenza di poter ottenere, dagli acheni perlati, uno sfarinato con caratteristiche chimico-nutrizionali idonee per la produzione di alimenti accettabili anche dal punto di vista sensoriale. La componente fenolica di estratti di germe di grano ha mostrato una notevole attività inibitoria nei confronti di diversi ceppi microbici avvalorando l’ipotesi di poter integrare il germe di grano nelle formulazioni di pasta fresca al fine di incrementarne non solo la componente bioattiva a valenza funzionale ma anche per allungarne la shelf life attraverso l’inibizione di microrganismi alteranti.

Questa tesi è dedicata alla qualità dell'alimento ittico in tre delle sue possibili accezioni. Dopo aver spiegato il complicato rapporto del consumatore con gli alimenti ittici e come l'Unione Europea abbia cercato di fare chiarezza al riguardo, gli argomenti di discussione saranno: Autenticazione d'origine La polpa di 160 esemplari di spigola (Dicentrachus labrax), suddivisi tra selvatici, allevati intensivamente e allevati estensivamente, provenienti dall'Italia e dall'estero per un totale di 18 fonti indagate, è stati analizzata individualmente per caratterizzarne la componente lipidica, isotopica e minerale e verificare le potenzialità di queste informazioni ai fini della autenticazione di origine in senso lato. Stima della Freshness Quality Numerosi lotti di seppia (Sepia officinalis), nasello (Merluccius merluccius) e triglia di fango (Mullus barbatus) sono stati sottoposti a due possibili modalità di stoccaggio sotto ghiaccio fondente, per indagare come, nell’arco della loro vita commerciale, ne evolvessero importanti connotati chimici (cataboliti dell’ATP e loro rapporti), fisici (proprietà dielettriche dei tessuti) e sensoriali (Quality Index Methods specie-specifici. Studio del profilo nutrizionale La componente lipidica di numerosi lotti di mazzancolla (Penaeus kerathurus), canocchia (Squilla mantis) e seppia (Sepia officinalis) è stata caratterizzata allo stato crudo e dopo cottura secondo tecniche “dedicate” per stabilire il contributo di queste matrici come fonte di acidi grassi polinsaturi della serie omega 3 e per pervenire alla determinazione dei loro coefficienti di ritenzione vera.
This dissertation revolves around finfish and shellfish quality according to three quite different approaches, preceded by an in-depth study of the complicated relationship between Seafood and the Consumer. Origin authentication The flesh from 160 specimens of seabass (Dicentrarchus labrax), either caught in the wild or reared at different density and coming from 18 possible sources, was individually analyzed as to lipid content and composition, macro- and micro-elemental concentrations, as well as nitrogen and carbon stable isotopic abundances. The aim was to verify if and to what extent each homogeneous set of variables was able to discriminate among seabass origin, latu sensu. Freshness quality evaluation Three complete storage experiments were conducted using several batches of European common cuttlefish (Sepia officinalis), European hake (Merluccius merluccius) and red mullet (Mullus barbatus). Specimens were stored under melting ice according to two different theses until the end of their shelf life, during which chemical determinations (i.e. ATP and related compounds, as well as pertinent ratios), physical measurements (i.e. dielectric properties) and sensory assessments (species-specific Quality Index Methods) were made, in order to ascertain which trait evolved much in the way the sensory traits did, as the leading parameters Nutritional profiling Several batches of caramote prawns (Penaeus kerathurus), mantis shrimps (Squilla mantis) and European common cuttlefish (Sepia officinalis) were analyzed as to their lipid content and composition both at the raw state and upon cooking following a specific method (steam cooking, pan frying in a non-stick pan and pressure cooking, in the very same order), the aim of this research being twofold: to determine the fatty acid content and composition of these low-fat species and to gain knowledge of the true retention coefficients of these nutrients.

Questa tesi è dedicata alla qualità dell'alimento ittico in tre delle sue possibili accezioni. Dopo aver spiegato il complicato rapporto del consumatore con gli alimenti ittici e come l'Unione Europea abbia cercato di fare chiarezza al riguardo, gli argomenti di discussione saranno: Autenticazione d'origine La polpa di 160 esemplari di spigola (Dicentrachus labrax), suddivisi tra selvatici, allevati intensivamente e allevati estensivamente, provenienti dall'Italia e dall'estero per un totale di 18 fonti indagate, è stati analizzata individualmente per caratterizzarne la componente lipidica, isotopica e minerale e verificare le potenzialità di queste informazioni ai fini della autenticazione di origine in senso lato. Stima della Freshness Quality Numerosi lotti di seppia (Sepia officinalis), nasello (Merluccius merluccius) e triglia di fango (Mullus barbatus) sono stati sottoposti a due possibili modalità di stoccaggio sotto ghiaccio fondente, per indagare come, nell’arco della loro vita commerciale, ne evolvessero importanti connotati chimici (cataboliti dell’ATP e loro rapporti), fisici (proprietà dielettriche dei tessuti) e sensoriali (Quality Index Methods specie-specifici. Studio del profilo nutrizionale La componente lipidica di numerosi lotti di mazzancolla (Penaeus kerathurus), canocchia (Squilla mantis) e seppia (Sepia officinalis) è stata caratterizzata allo stato crudo e dopo cottura secondo tecniche “dedicate” per stabilire il contributo di queste matrici come fonte di acidi grassi polinsaturi della serie omega 3 e per pervenire alla determinazione dei loro coefficienti di ritenzione vera.
This dissertation revolves around finfish and shellfish quality according to three quite different approaches, preceded by an in-depth study of the complicated relationship between Seafood and the Consumer. Origin authentication The flesh from 160 specimens of seabass (Dicentrarchus labrax), either caught in the wild or reared at different density and coming from 18 possible sources, was individually analyzed as to lipid content and composition, macro- and micro-elemental concentrations, as well as nitrogen and carbon stable isotopic abundances. The aim was to verify if and to what extent each homogeneous set of variables was able to discriminate among seabass origin, latu sensu. Freshness quality evaluation Three complete storage experiments were conducted using several batches of European common cuttlefish (Sepia officinalis), European hake (Merluccius merluccius) and red mullet (Mullus barbatus). Specimens were stored under melting ice according to two different theses until the end of their shelf life, during which chemical determinations (i.e. ATP and related compounds, as well as pertinent ratios), physical measurements (i.e. dielectric properties) and sensory assessments (species-specific Quality Index Methods) were made, in order to ascertain which trait evolved much in the way the sensory traits did, as the leading parameters Nutritional profiling Several batches of caramote prawns (Penaeus kerathurus), mantis shrimps (Squilla mantis) and European common cuttlefish (Sepia officinalis) were analyzed as to their lipid content and composition both at the raw state and upon cooking following a specific method (steam cooking, pan frying in a non-stick pan and pressure cooking, in the very same order), the aim of this research being twofold: to determine the fatty acid content and composition of these low-fat species and to gain knowledge of the true retention coefficients of these nutrients.

Soprappeso ed obesità raggiungono in Italia livelli molto preoccupanti (James,’04) (Livingstone,’00) (Cacciari,’02) (Brescianini et altri,’02). L’eziologia multifattoriale rende difficile l’intervento su larga scala: la presenza di bambini obesi da genitori obesi dimostra l’influenza dei fattori genetici (Verdich,’04; Brescianici,’02; Hawkins et altri,’06-’07); così l’adiposity rebound sembra essere un importante indicatore dell’ereditarietà del soprappeso (Rolland et altri,’84-’06; Taylor,’05; Williams’o5); le strategie educative sono anch’esse determinanti nella regolazione dell’introito calorico(Birch,’80; Rolland,’06) ; la componente depressiva spesso presente nell’obeso, potrebbe alterare il senso di sazietà e soddisfazione (Farooqi,’04); ancora, l’alimentazione sbilanciata verso i grassi, unita ad una maggiore quantità e ad abitudini sociali che riducono l’attività motoria in genere oltre a quella sportiva sono concause molto importanti per leggere il fenomeno dell’obesità (Chehab,’07; Campbell,’06; Doak,’06); da non dimenticare l’influenza della classe sociale e la quantità di sonno che sarebbe correlato alla alterazione degli ormoni che regolano l’appetito (Spiegel,’04). Le cause a medio e lungo termine sono molto gravi, anche in considerazione che il rischio per un giovane di rimanere obeso in età adulta è molto elevato (Freedman,’04; Bernasconi,’05; Min. Salute,’00 ;Bona,’05; Must,’92). Da queste considerazioni segue la necessità dell’attenzione da riservare al monitoraggio della popolazione in età evolutiva: il nostro studio si inserisce in questa problematica. Obiettivo 1) Costruire un quadro completo dello stato nutrizionale di una popolazione adolescenziale della Provincia di Roma; 2) Valutare la composizione corporea utilizzando e confrontando diverse metodiche; 3) Analizzare le abitudini di vita, alimentari e motorie; 4) Definire una tabella di riferimento per identificare la quantità di attività motoria necessaria in età giovanile. Materiali e metodi. Il campione totale di 664 soggetti, suddivisi in maschi e femmine, è stato ulteriormente suddiviso in sottogruppi di studio in relazione alla disponibilità espressa a partecipare alle varie analisi. Le valutazioni hanno riguardato un questionario motorio (664 sogg.), un questionario alimentare (Indali) (98 sogg.), la composizione corporea con Antropometria, BMI, DEXA, BIA, Plicometria (formule Slaughter (’88): pliche tricipitale e polpaccio (Sla1); Slaughter (’88): pliche tricipitale e sottoscapolare (Sla2); Durnin e Womersly (’74): pliche bicipitale ,tricitale ,sottoscapolare e soprailiaca (DW)) (128 sogg.); dispendio energetico (Armband) (50 sogg.). Le analisi statistiche: descrittiva (media, SD, min. max.) comparativa (TTest, Pearson, Modelli anova, modelli regressione multipla) . Risultati e discussione. 1) L’alimentazione dimostra disequilibrio dei singoli nutrienti rispetto agli standard LARN (’96): -1% proteine, -6% glucidi, +7% lipidi; per tutti i nutrienti e l’apporto calorico si osserva significatività tra maschi e femmine (p=0,001); tra le fasce d’età maschili non esiste differenza, mentre è presente tra le femmine 15-16 > 17-18 anni p=0,05 rispetto alle proteine e le Kcal; elevato il consumo di bevande zuccherine e snack; ridotto apporto di calcio, potassio e fibra; le femmine sono carenti di ferro e zinco; 2) sveglia, corica e durata del sonno presentano diversità tra fasce d’età e per genere amplificandosi verso i 18 anni; tutti i gruppi studiano molto poco, con le femmine in media 30’- 40’ in più dei maschi (p=0,000; p00,000; p=0,022); non significatività nell’uso del computer e nella visione della TV (solamente nel gruppo di 18 anni p=0,041); il 30% circa di tutto il campione non svolge l’ora di Educazione Fisica, dato confermato dai dati delle singole fasce d’età; l’attività sportiva pregressa e quella attuale sono assolutamente insufficienti dal punto di vista degli anni, mesi, giorni ed ore; sul campione totale di 664 soggetti, il 55,7 % > 44,4% pratica sport; da notare sempre l’esistenza di una SD molto elevata che puntualizza la mancanza di un progetto e di un indirizzo verso la pratica sportiva; 3) per la valutazione della composizione corporea: nelle ore di allenamento esistono diversità solamente tra maschi e femmine, dato importante perché ci dice che non esistono indicazioni metodologiche per la pratica dello sport in funzione dell’età; il 35,16% non pratica sport, mentre il 50% delle frequenze si ferma a 108 ore annue e 80% a 240 ore che non producono alcuna significativa variazione nella % FM; la % FM ricavata dalla DEXA dimostra che i valori scendono in funzione delle ore di allenamento praticate dalle 5 classi individuate; la DEXA, metodica di riferimento, presenta una r=0.90, 0.86, 0.85, 0.80 rispettivamente con DW, BIA, Sla1, Sla2; il BMI risulta correlato con gli altri indici ma sempre ad un valore più basso (r= 0.53 circa); le differenze di genere sono significative in tutti gli indici; il modello anova con DEXA come variabile risposta, dimostra una costanza di risultati della %FM nelle classi d’età, mentre con il BMI si manifesta una diversità tra la 1 e le altre classi(p=0,0030); il BMI con le classi ore di allenamento non presenta significatività, mentre il grasso DEXA diminuisce fortemente con l’aumento della quantità di ore (classe 0-1 > 2-3-4 p=0,0001/ classe 0-1 > 2-p=0,0406/ classe 2 > 3-4 p=0,0231); con il MRM si consta che quasi tutte le informazioni della DEXA sono giustificate con BIA, DW e Sla1 (Rsq =89,2), mentre l’Rsq sale solamente del 3 per mille (89,5) inserendo BMI, Sla2, Massa_G e Massa_M. Conclusioni 1) Fondamentale monitorare lo stato di salute dei giovani attraverso la Scuola; 2) l’attività sportiva deve seguire principi chiari in merito alle sue quantità ed intensità, infatti i dati dimostrano che aumentando significativamente le ore di allenamento, la % FM diminuisce; 3) dall’indagine scaturisce una tabella di riferimento sulle quantità di attività in funzione dell’età dei soggetti; 4) il BMI da solo non riesce a spiegare compiutamente la composizione corporea; la BIA sembra essere la metodica d’indagine più idonea.
In Italy, overweight and obesity are reaching very alarming levels (James, 2004) (Livingstone, 2000) (Cacciari, 2002) (Brescianini et al., 2002). The multifactorial aetiology makes wide-scale intervention difficult: the occurrence of obesity in children from obese parents shows the influence of genetic factors (Verdich, 2004; Brescianici, 2002; Hawkins et al., 2006-2007); just as adiposity rebound seems to an important indicator of the hereditary nature of overweight (Rolland et al., 1984-2006; Taylor, 2005; Williams 2005); educational strategies are themselves also determining factors in the regulation of caloric intake (Birch, 1980; Rolland, 2006); the depressive component, frequently present in obesity, might alter the sensation of satiety and satisfaction (Farooqi, 2004); in addition, unbalanced fat intake, combined with greater quantities and social habits tending to reduce motor activity in general in addition to sports, are very important exacerbation factors for understanding the phenomenon of obesity (Chehab, 2007; Campbell, 2006; Doak, 2006); the influence of social class and the quantity of sleep, which might be related to changes in the hormones regulating appetite (Spiegel, 2004), should not be forgotten. The medium and long-term causes are very serious, also considering that the risk for a youth remaining obese into adult age is very high (Freedman, 2004; Bernasconi, 2005; Ministry of Health, 2000 ;Bona, 2005; Must, 1992). The above considerations are the reasons why special attention is essential when monitoring the youth population: our study is concerned with this problem. Objective 1) To construct a comprehensive picture of the nutritional state of the adolescent population of the province of Rome; 2) To evaluate body composition by using and comparing various methods; 3) To analyse lifestyle, dietary and activity habits; 4) To define a reference table for identifying the quantity of activity necessary in youths. Materials and methods. The total sample of 664 subjects, subdivided into males and females, has been further sub-divided into study sub-groups depending on the willingness expressed to participate in the various analyses. The evaluations referred to an activity questionnaire (664 subjects), a dietary questionnaire (InDali®) (98 subjects), body composition with Anthropometry, BMI, DEXA, BIA, Plicometry (Slaughter’s formula (1988): tricipital and calf skin-folds (Sla1); Slaughter (1988): tricipital and subscapular skin-folds (Sla2); Durnin and Womersly (1974): bicipital, tricipital, subscapular and soprailiac skin-folds (DW)) (128 subjects); energy expenditure (Armband) (50 subjects). Statistical analyses: descriptive (mean, SD, min., max.) and comparative (T-Test, Pearson, Anova models, multiple regression models). Results and discussion. 1) Diet shows an imbalance in the individual nutrients compared to the LARN (Italian recommended nutrient levels) standards (1996): -1% protein, -6% carbohydrate, +7% fat; significant differences are observed between males and females for all nutrients and caloric intake (p=0.001); no differences are observed between the age bands in males, while there is a difference between the age bands in females 15-16 > 17-18 years p=0.05 with regard to protein and total kCal; high consumption of sugary drinks and snacks; reduced calcium, potassium and fibre intake; females lack iron and zinc; 2) waking time, retiring time and sleep duration show differences between age bands and gender, increasing towards the age of 18 years; all groups study very little, with the females 30’- 40’ more than the males on average (p=0.000; p00.000; p=0.022); no significant differences in computer use and watching TV (only in the 18 year old group p=0.041); almost 30% of the entire sample studied fail to complete one hour of physical education, a point confirmed by the data from the individual age bands; previous sports activities are absolutely insufficient from the viewpoint of years, months, days and hours; from the entire sample of 664 subjects, 55.7% > 44.4% participate in sports; the existence of a very high SD should be noted, pinpointing the lack of planning and application towards sports; 3) for the evaluation of body composition: with regard to the number of hours of training, the only difference is between males and females, a significant point since it is stated that there are no methodological indications for participation in sports as a function of age; 35.16% do not participate in sports, while 50% of those frequenting activities stop at 108 hours per year and 80% at 240 hours, which does not result in any significant variation in %age FM; the %age FM deduced from DEXA shows that values decrease as a function of the hours of training activities practiced by the 5 classes identified; DEXA, the method of reference, gives r=0.90, 0.86, 0.85, 0.80 respectively, with DW, BIA, Sla1, Sla2; BMI correlates with the other indices, but always at a lower value (r= 0.53 approx.); the differences are generally significant in all indices; the ANOVA model with DEXA as the variable response shows consistent results for %age FM in the age classes, while with BMI there is a difference between the 1st and the other classes (p=0.0030); BMI shows no significant differences with the hours of training classes, while DEXA evaluated fat is greatly reduced with increasing time (classes 0-1 > 2-3-4 p=0.0001/ classes 0-1 > 2-p=0.0406/ classes 2 > 3-4 p=0.0231); with MRM it may be stated that almost all the DEXA information is justified by BIA, DW and Sla1 (Rsq =89.2), while Rsq is only increased by 0.3 (89.5) by including BMI, Sla2, Mass_G and Mass_M. Conclusions 1) It is fundamental that the state of youth health be monitored through the school system; 2) sporting activities must follow clear principles with regard to quantity and intensity, indeed the data demonstrates that by significantly increasing training times, the %age FM is reduced; 3) the survey has been used to produce a reference table regarding the quantity of activity as a function of age among the subjects; 4) BMI alone cannot comprehensively explain body composition; BIA seems to be the more suitable investigation method.

Da anni, diversi studi hanno dimostrato e sottolineato l’importanza che i batteri promotori di crescita (PGPR) hanno nell’aumentare la resa, lo sviluppo, la nutrizione della pianta, oltre che le caratteristiche del frutto come la dolcezza, i metaboliti secondari con proprietà antiossidanti (fenoli e flavonoidi) e il contenuto di minerali in particolare nell’uva, nelle mele, nelle fragole, nelle more e nelle ciliegie. L’obiettivo di questo lavoro di tesi è stato quello di valutare l’efficacia di 2 diversi formulati a base di Trichoderma spp. (Biocross Eva e Biocross Tris). I formulati, a confronto con un controllo non trattato, sono stati addizionati al substrato di crescita utilizzato per la coltura fuori-suolo della fragola. La sperimentazione, condotta fra luglio 2019 e giugno 2020, ha interessato i seguenti rilievi: la biomassa microbica del suolo, lo sviluppo della pianta (radici, colletto e chioma), la clorofilla fogliare, l’analisi dei minerali delle foglie, la produzione, il peso del frutto, il residuo secco rifrattometrico, l’analisi dell’attività antiossidante e la concentrazione totale di fenoli e flavonoidi. Da questa sperimentazione è emerso un effetto positivo del consorzio PGPR sullo stato nutrizionale e sulla qualità nutraceutica dei frutti, pur con una leggera riduzione della produzione e del peso medio del frutto.

Phase 1: To validate Near-Infrared Reflectance Analysis (NIRA) as a fast, reliable and suitable method for routine evaluation of human milk’s nitrogen and fat content. Phase 2: To determine whether fat content, protein content and osmolality of HM before and after fortification may affect gastroesophageal reflux (GER) in symptomatic preterm infants. Patients and Methods: Phase 1: 124 samples of expressed human milk (55 from preterm mothers and 69 from term mothers) were used to validate NIRA against traditional methods (Gerber method for fat and Kjeldhal method for nitrogen). Phase 2: GER was evaluated in 17 symptomatic preterm newborns fed naïve and fortified HM by combined pH/intraluminal-impedance monitoring (pH-MII). HM fat and protein content was analysed by a Near-Infrared-Reflectance-Analysis (NIRA). HM osmolality was tested before and after fortification. GER indexes measured before and after fortification were compared, and were also related with HM fat and protein content and osmolality before and after fortification. Results: Phase 1: · A strong agreement was found between traditional methods’ and NIRA’s results (expressed as g/100 g of milk), both for fat and nitrogen content in term (mean fat content: NIRA=2.76; Gerber=2.76; mean nitrogen content: NIRA=1.88; Kjeldhal =1.92) and preterm (mean fat content: NIRA=3.56; Kjeldhal=3.52; mean nitrogen content: NIRA=1.91; Kjeldhal =1.89) mother’s milk. · Nitrogen content of the milk samples, measured by NIRA, ranged from 1.18 to 2.71 g/100 g of milk in preterm milk and from 1.48 to 2.47 in term milk; fat content ranged from 1.27 to 6.23 g/100 g of milk in preterm milk and from 1.01 to 6.01 g/100 g of milk in term milk. Phase 2: · An inverse correlation was found between naïve HM protein content and acid reflux index (RIpH: p=0.041, rho=-0.501). · After fortification, osmolality often exceeded the values recommended for infant feeds; furthermore, a statistically significant (p<.05) increase in non acid reflux indexes was observed. Conclusions: NIRA can be used as a fast, reliable and suitable tool for routine monitoring of macronutrient content of human milk. Protein content of naïve HM may influence acid GER in preterm infants. A standard fortification of HM may worsen non acid GER indexes and, due to the extreme variability in HM composition, may overcome both recommended protein intake and HM osmolality. Thus, an individualized fortification, based on the analysis of the composition of naïve HM, could optimize both nutrient intake and feeding tolerance.

Phase 1: To validate Near-Infrared Reflectance Analysis (NIRA) as a fast, reliable and suitable method for routine evaluation of human milk’s nitrogen and fat content. Phase 2: To determine whether fat content, protein content and osmolality of HM before and after fortification may affect gastroesophageal reflux (GER) in symptomatic preterm infants. Patients and Methods: Phase 1: 124 samples of expressed human milk (55 from preterm mothers and 69 from term mothers) were used to validate NIRA against traditional methods (Gerber method for fat and Kjeldhal method for nitrogen). Phase 2: GER was evaluated in 17 symptomatic preterm newborns fed naïve and fortified HM by combined pH/intraluminal-impedance monitoring (pH-MII). HM fat and protein content was analysed by a Near-Infrared-Reflectance-Analysis (NIRA). HM osmolality was tested before and after fortification. GER indexes measured before and after fortification were compared, and were also related with HM fat and protein content and osmolality before and after fortification. Results: Phase 1: · A strong agreement was found between traditional methods’ and NIRA’s results (expressed as g/100 g of milk), both for fat and nitrogen content in term (mean fat content: NIRA=2.76; Gerber=2.76; mean nitrogen content: NIRA=1.88; Kjeldhal =1.92) and preterm (mean fat content: NIRA=3.56; Kjeldhal=3.52; mean nitrogen content: NIRA=1.91; Kjeldhal =1.89) mother’s milk. · Nitrogen content of the milk samples, measured by NIRA, ranged from 1.18 to 2.71 g/100 g of milk in preterm milk and from 1.48 to 2.47 in term milk; fat content ranged from 1.27 to 6.23 g/100 g of milk in preterm milk and from 1.01 to 6.01 g/100 g of milk in term milk. Phase 2: · An inverse correlation was found between naïve HM protein content and acid reflux index (RIpH: p=0.041, rho=-0.501). · After fortification, osmolality often exceeded the values recommended for infant feeds; furthermore, a statistically significant (p<.05) increase in non acid reflux indexes was observed. Conclusions: NIRA can be used as a fast, reliable and suitable tool for routine monitoring of macronutrient content of human milk. Protein content of naïve HM may influence acid GER in preterm infants. A standard fortification of HM may worsen non acid GER indexes and, due to the extreme variability in HM composition, may overcome both recommended protein intake and HM osmolality. Thus, an individualized fortification, based on the analysis of the composition of naïve HM, could optimize both nutrient intake and feeding tolerance.

L'alimentazione umana, come comportamento alimentare e come scelta etica e di consumo, grazie anche a un notevole sostegno mediatico, sembra essere uno dei più recenti e discussi bersagli del fenomeno della medicalizzazione. La società contemporanea, dopo aver manifestato più forme di disagio alimentare, alcune di queste riconosciute come patologie, assiste e partecipa alla medicalizzazione del cibo. L'alimento, a fronte delle sue virtù salutistiche, viene presentato in maniera crescente nella veste di “farmaco” alleato del benessere psicofisico, da preferire ad altri alimenti non salutari, potenzialmente dannosi o inevitabilmente nocivi. Il fenomeno, inoltre, è accompagnato dal paradossale rischio di tradursi in ossessione, alimentando lo sconfinamento della medicalizzazione e generando forme altrimenti inesistenti di psicosi e nuove patologie legate all'ansia alimentare. Superato l'allarmismo di un certo marketing della salute, l'attualità del tema, oltre a gettare una nuova luce sulla consapevolezza alimentare, apre delle ulteriori possibilità di riflessione sin dall'accostamento di nutrizione e terapia, che trova le sue radici nella dietetica antica volta al controllo dei piaceri del corpo e della condotta morale. Non si tratta solamente di chiedersi secondo quali criteri il cibo possa essere considerato terapeutico, o in quale misura lo divenga effettivamente, ma anche di considerare le molteplici relazioni tra alimentazione e cura, siano queste metaforiche o pratiche. Partendo dall'assunto che nutrizione e cura siano atti etici dalla forte valenza simbolica, che coinvolgono tutte le dimensioni della persona (corporea, spirituale e relazionale) e alcuni dei bisogni fondamentali, attraverso questo studio si intende esaminarne la relazione nella quotidianità e nello spazio medicale, nella cura di sé e dell'altro. Un approccio semiotico sosterrà la necessità di una riflessione bioetica su questi temi, attraverso l'analisi dei comportamenti, della retorica e delle metafore che popolano l'immaginario collettivo legato al “salutismo” contemporaneo.

Ce travail a eu pour but d’approfondir la compréhension des mécanismes de contrôle de la transition G1/S de Saccharomyces cerevisiae, en étudiant par une approche protéomique la croissance exponentielle des mutants du FAR1 (impliqué dans le contrôle du point Start du cycle cellulaire) et la variation nutritionnelle d’une source pauvre en carbone à une source riche dans la souche sauvage. En observant la corrélation entre les phénotypes des mutants et les valeurs du mARN et d’expression protéique, nous avons recherché possibles nouveaux acteurs du contrôle entre la croissance et la progression cellulaire par les nutriments. Nos données suggèrent l'existence d'une interaction entre FAR1 et le contrôle de la synthèse protéique, d’une part, et de la machinerie métabolique d'autre part. En autre, on a identifié une protéine ayant rôle inconnu, Gvp36, qui pourrait être impliquée dans le contrôle de la transition G1/S, en faisant partie d’une voie qui associe Far1 au bourgeonnement
The aim of this study was to better understand G1 to S transition control in Saccharomyces cerevisiae, studying by a proteomic approach the exponential growth of mutants in FAR1 (involved in cell size control of Start) and nutritional shift-up from poor to rich carbon source of wild type strain. Observing correlation between cell cycle mutant phenotypes and mRNA and protein expression, we looked for possible new actors of the control of growth and cell cycle progression by nutrients in budding yeast. We found that FAR1 gene dosage affects ribosome biosynthesis and the main pathway of carbohydrate metabolism, suggesting a possible feedback control of cell size threshold on these two pathways. Moreover, we identified an unknown function protein, Gvp36, that may be involved in G1 to S transition control, taking part in a pathway which link Far1 to budding

Nutritional profile and functional gastrointestinal disorders in pregnancy: effects on inflammatory markers, maternal anthropometry and neonatal birth weight Anna Lucia Mastricci Purpose The deep impact of pregnancy on digestive functions and the frequent related unwanted symptoms, together with the compliance of pregnant women toward good medical advice, offer a formidable chance to induce proper nutritional habits and identify latent gastrointestinal disorders. Functional gastrointestinal disorders' (FGIDs) associations with dietary habits and body mass index (BMI) have not been thoroughly investigated in the general population and in particular in pregnant women. Epidemiological studies have associated the increase in chronic inflammatory bowel disease to the spread of the so-called “Western diet”. The Mediterranean diet has increasingly been regarded as the gold-standard diet for human health. The nutrients exert their effects on tissue inflammation because they modified the composition of the intestinal microbiota, impaired mucosal barrier function and induce a state of low grade inflammation. Gastrointestinal disorders are not only the effect of progesterone on smooth muscle, but, alternatively, these symptoms could be interpreted as preexisting subclinical condition transformed into symptomatic conditions by pregnancy. Aim The aim of this study was to investigate the nutritional profile of Caucasian pregnant women without any previous medical condition and to evaluate its impact on weight gain, digestive and immune system, and neonatal outcome. Methods A total of 126 pregnant women were enrolled for this study. Dietary habits and gastrointestinal abnormal symptoms were assessed via two validated self-administrated questionnaire during each trimester of pregnancy. Anthropometric measurements, stool test, immune profile blood tests, socio-demographical and lifestyle data were collected during pregnancy. Associations between socio-demographic characteristics, BMI, food intake frequencies, eating habits and FGIDs were investigated with univariate logistic regression. Results High adherence to Mediterranean diet (MeD score ≥ 9) was demonstrated in only 15% of patients enrolled into study group and this trend was constant during pregnancy. Mean ± SD Med-score in each trimester of pregnancy were 7.2 ± 1.4, 7.0 ± 1.2 and 7.3 ± 1.2, respectively. Among food group items, it was noted a low consumption of fish (only 4.4% reported consuming at least 3 times a week), legumes (only 9.6% reported consuming at least three times a week) and nuts (only 24.6% reported consuming at least once a week). Mean ± SD age and pre-gestational BMI of study group were 33±3.95 and 21.82 ±3.09, respectively. Only 11.9% of patients were overweight (BMI 25-29.9) and 1.6% obese (BMI ≥ 30) before pregnancy. The study participants with higher BMI, subscapularis and total skinfold measurement had significantly lower serum adiponectin levels (r= -0,3, p= 0.007 and r= -0.2, p= 0.003, respectively). In the first trimester, the most prevalent FGIDs using ROME III questionnaire was unspecified irritable bowel syndrome (IBS) (43%), followed by bloating + constipation (4%) and positive red flags (10%). There was any significantly difference in incidence of FGIDs during pregnancy. Pregnant women affected by bloating and constipation during the second trimester showed significantly lower med score ( 5.66 ± 0.57 vs 7.37 ± 1.46, p= 0.048); a negative association between mediterranean score and homocysteinemia was observed during second trimester (r= -0.2601, p= 0.028). In contrast to study group with no gastro-intestinal symptoms, pregnant women affected by unspecified IBS and more likely to have red flags during second trimester had significantly higher serum C3 levels and hyperomocisteinemia, respectively (1.46 ±0.16 vs 1.33±0.19, p= 0.007; 7.63 ± 1.36 vs 6.55 ±1.31, p=0.014). A positive association was observed between maternal weight gain, abdominal circumference, and red flags during third trimester (75.8 ± 11.69 vs 69.7 ± 9.66, p=0.04) (109.61 ±7.95 vs 104.08 ±7.06, p=0.013). Finally, positive red flags showed during third trimester were significantly associated to increased neonatal birth weight (3581.15 ±336.14 vs 3306.11 ±412.82, p=0.026). Conclusions Nutritional components have profound effects on digestive and immune systems. The different components of a “global unbalanced diet”, added to chemicals and pollutes substances might interfere with the balance between human genome and inherited microbioma, and gastrointestinal symptoms , such as constipation, bloating and cramping, appear. So far these disorders had been correlated to the effect of progesterone on smooth muscle during pregnancy; nowdays thy could be interpreted as pre-existing condition transformed into symptomatic condition by pregnancy. The findings suggest that a correct nutritional profile could prevent gastrointestinal disorders during pregnancy and prevent metabolic syndrome in the future.

Qualitative characterization, freshness evolution and identification of European sea bass (Dicentrarchus labrax L.) from different rearing systems This PhD thesis is divided into four main sections: introduction, objectives, material and methods, results and discussion and is concluded by general considerations and reference list. Introduction In this section, world and national statistics on wild captures and cultivated fish production are reported, with detailed information on European sea bass production in the Mediterranean basin. Morphological traits and ecological needs of sea bass are described, as well as the equipments and techniques for artificial reproduction and fattening. The second part of the work is dedicated to outline the state of art on the specific items that have been investigated here, that are the characterization of biometric traits, chemical composition and dietetic value of fish and sea bass, the food safety, with the problem of PCB and heavy metal contamination, the assessment of freshness evolution and, lastly, the possible utilization of NIR spectroscopy for the characterization and origin identification of fish and fish product. European sea bass, together with sea bream, is the main fish species reared in Italy after trout. The great competition existing among producing Countries of the Mediterranean area (especially Turkey, Greece, Spain, Croatia) and the relative consequences on market prices require the national product to be characterized for quality and food safety at origin. Even if with some differences among Countries, European consumers give increasing attention to food safety and are especially worried about the possible presence of inorganic and organic persistent pollutants in fish products. On one hand wild and cultivated fish have recognized higher nutritional quality in comparison with terrestrial animals, thanks to the high concentration in poly-unsaturated fatty acids of the ω-3 series, on the other hand fish products are more sensible to accumulate contaminants which concentrate along the natural trophic chain or may be present in commercial feeds. The control of heavy metals and polychlorinated biphenyl (PCB) concentration has a key role, because these pollutants are concentrated in the meat of carnivorous animals at the top of the trophic chain and their presence, even if still debated, is associated to various metabolic, hormonal and reproductive diseases as well as the occurrence of cancers. In post-mortem, fish product quality is strictly correlated to the degree of freshness and storage condition. These characteristics may be evaluated by different means based on analytical determination of degradation metabolites, as well as on sensory methods based on standard EU methods (Reg. EC 2406/96) or more recently-developed schemes adapted to the different species and product category (Quality Index Method, QIM). Among innovative methodologies, Near Infrared Reflectance Spectroscopy (NIRS) may be successfully used for a full evaluation of fresh and stored fish products. Largely used to evaluate nutritional characteristics of livestock feedstuffs, characterize and identify the origin, and detect adulterations in a wide range of products, NIRS analysis has been successfully apply also to fish products to predict flesh composition of various species, besides identify their origin and evaluate their freshness. Objectives With the main aim of contributing to reinforce programs for global quality, food safety and sea bass promotion by means of a wide study about biometric, chemical, dietetic, sensorial and toxicological traits of fish of various commercial sizes and coming from farms with different productive systems as well as geographic locations along Italy, the present thesis developed the following specific objectives: Objective 1 - QUALITY. Characterization of morphological, chemical and nutritional traits of sea bass coming from Italian farms with different rearing systems. Objective 2 - POLLUTANTS. Determination of the presence and concentration of persistent environmental pollutants (PCB and heavy metals) in sea bass from Italian farms with different rearing systems. Objective 3 - FRESHNESS. Evaluation of freshness change in reared sea bass as affected by storage duration and productive system. Objective 4 - NIRS. Using NIRS analysis to characterize chemical and nutritional composition, to evaluate freshness and identify the origin of sea bass from different rearing systems. Material and Methods Sampling Four groups of sea bass were caught and analysed at different moments: Sampling no. 1: 133 sea bass from four farms with different rearing system (extensive valley, semi-intensive ponds, intensive tanks, intensive sea cages). Sampling no. 2: 170 sea bass of two commercial sizes (400-600 g and 700-1000 g) coming from 11 Italian farms and belonging to three rearing systems (extensive valley, intensive tanks, intensive sea cages). Where used and when possible, the commercial diet fed to sea bass during the last period of growth before caught was sampled. Sampling no. 3: 90 sea bass taken in a different moment from the same semi-intensive farm used for the sampling no. 1. Sampling no. 4: 90 sea bass from three farms with different rearing systems (extensive valley, intensive tanks, intensive sea cages) and already used for sampling no. 1 and 2. Sample preparation and analyses After caught and sacrificed in water and ice, sea bass were submitted to the following preparation and analyses: • sensorial evaluation of freshness by the standard EU scheme (Reg. EC 2406/96) and two QIM (Quality Index Method) schemes; • biometries and morphometric indexes: total length, standard length, maximum height and head length were measured and used to calculate the condition factor, relative profile, and cranial index; • skin colour (L*a*b*) at 3 dorsal and 2 ventral points by spectrophotometer; • texture profile analysis (TPA) of the whole fish by dynamometer; • eye pH; • gut and internal organs were removed and weighed: gut, liver, perivisceral fat, gonads; fillets with skin were separated from eviscerated carcass and weighed; hepatosomatic index, viscerosomatic index, mesenteric fat index, gonadic index, carcass and fillet percentages were calculated; • fillet colour (L*a*b*) at 3 dorsal and 2 ventral points by spectrophotometer • fillet pH at three dorsal points; • fillet texture profile analysis (TPA); • NIRS analysis of fresh minced filled without skin by monocromator spectrometer within 1100 and 2500 nm wavelengths; • lipid extraction and fatty acid profile of muscular fat by gas-chromatography; • total volatile basic nitrogen (TVBN) in fresh minced fillet; • freeze-drying of fillets; • NIRS analysis of freeze-dried fillets as for fresh fillets; • chemical characteristics (water, ether extract, protein, ash) and energy content of freeze-dried fillets; • heavy metals concentration in fillets and diets by ICP-MS (Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry) after sample mineralization; • PCB concentration in fillets and diets. For sea bass of sampling no. 1, 12 congeners were determined representative of PCB contamination, among which the 7 indicator congeners (28, 52, 101, 118, 138, 153 e 180). On 18 pool of fillets and 7 diets of sampling no. 2, PCB were measured as concentration and sum of equivalent toxicity (TEQ) of the 12 dioxin-like PCB congeners. Data treatment and statistical analyses Objective 1 - Quality. Biometric data and morphometric indexes (samplings no. 2, 3, and 4) and analytical data (samplings no. 1, 2, 3, and 4) were submitted to analysis of variance (ANOVA) by GLM procedure (SAS), considering as main variability factors the rearing system and fish size. Objective 2 - Pollutants. Data of heavy metals and PCB concentrations were submitted to analysis of variance considering the rearing system as main factor (samplings no. 1 and 2). For data of sampling no. 2, fish live weight at slaughter was included as covariate in the model. Besides, correlation coefficients and regressions were calculated between fish live weight and ether extract concentration; fish live weight and PCB concentration (ng/g fat); ether extract and PCB concentration (ng/g fat). Objective 3 - Freshness. Morphometric and analytical data were submitted to analysis of variance with storage time (samplings no. 3 and 4) and rearing system (sampling no. 4) as main factors. The results of sensory evaluation were analyzed by Proc UNIVARIATE (SAS). Data with normal distribution were submitted to Proc. GLM; data with non-normal distribution were analysed by non-parametric analysis of variance (Kruskal-Wallis and Mann-Whitney tests) with Proc. NPAR1WAY. Objective 4 - NIRS. Spectra were taken in reflectance, transformed in absorbance and derivatized (2, 20, 20). Calibrations to predict the chemical composition of fillets and some carcass characteristics were calculated by Partial Least Square Regression (PLSR) on derivatized spectra and validated by full cross-validation. Principal Component Analysis (PCA) and Soft Independent Modelling Class Analogy (SIMCA) were used to discriminate and classify samples according to origin (samplings no. 2 and 4) and storage time (samplings no. 3 and 4). Results Objective 1 - Quality The rearing system significantly affected morphologic, biometric and reologic traits, besides chemical composition of sea bass. In fish of sampling no. 2, the carcass percentage was significantly higher (P<0.05) in sea bass from extensive systems (87.7%) in comparison with those reared intensively in sea cages (85.9%) and similar to that of sea bass reared intensively in concrete tanks (87.0%). Fillet percentage was lower in extensively-reared sea bass compared to fish of the other systems (46.1 vs. 48.5%). The index of mesenteric fat was lower in sea bass reared in sea cages in comparison with those from extensive valleys or land intensive systems (2.21 vs. 3.40 and 4.24%; P<0.05). In sampling no. 4, differences among rearing systems were even accentuated. In both samplings, the intensity and saturation of red and yellow colour indexes were greater in sea bass from extensive rather than from land intensive system and, even more, than in those from sea cages (P<0.05). Further differences were evidenced in the TPA of whole fish (sampling no. 4), with the maximum force for the first compression significantly higher in sea bass from extensive and sea cages systems compared to those from land intensive systems (29.2 and 26.7 vs. 21.8 N; P<0.001). Fillet pH was higher (P=0.02) in fish from sea cages (6.42) than in those from extensive or land intensive systems (6.28 and 6.29). In all samplings (no. 1, 2), fillets from extensive farms had less muscular fat (P<0.01) compared to intensively-reared sea bass (in tanks, ponds or sea cages). Moreover, fillets from fish coming from intensive tanks were fatter that those from sea cages (P<0.05). Energy content of fillets increased with fat content, while water concentration decreased. The size of sea bass (small and large; sampling no. 2 on 11 farms distributed along Italy) affected significantly biometric traits, relative profile and cranial index, but to a limited extent in absolute value. Heavier sea bass showed higher condition factor and higher incidence of losses at evisceration (hepatosomatic index) (P<0.001), even if carcass percentage did not change (P>0.05). The percentage of fillets was higher in large than in small fish (48.2 vs. 47.2%; P=0.05). The size of sea bass did not affect the skin colour indexes except for L* values in the dorsal side of fish, showing higher brightness in sea bass of small size (42.6 vs. 39.7; P<0.05). Fillet chemical composition was not significantly affected by the commercial size of sea bass. Sampling no. 3, with sea bass from only one farm with semi-intensive system, was used to obtain information on acidic profile of muscular fat. Saturated fatty acids were 26.5% of total fatty acids, with palmitic acid as the most represented. Monounsaturated fatty acids were 34.5%, with oleic acids reaching 50% of them. The content of polyunsaturated fatty acids (PUFA) was 34.4% on average, with a light prevalence of ω-3 PUFA (17.3%) on ω-6 PUFA (15.8%) series. Within ω-6 PUFA, the main acids was alpha-linoleic; within ω-3 PUFA, eicosapentaenoic and docoesaenoic acids were the most abundant. Objective 2 - Pollutants In sea bass of sampling no. 1, the rearing system significantly affected the total concentration of the 12 most abundant PCB (PCBtot) and the 7 PCB indicators (PCB7), which were less concentrated in extensively-reared sea bass (112.0 and 74.6 ng/g fat, respectively) in comparison with sea bass from the other rearing systems (on average 179.7 and 123.2 ng/g fat, respectively) (P<0.001). When concentrations were given on fresh muscle weight instead of on fat weight, PCBtot and PCB7 levels were lower in extensively-reared sea bass (3,412 and 2,266 ng/g fresh weight, respectively), intermediate in sea bass from semi-intensive ponds (15,398 and 10,632) and from sea cages (13,123 and 8,882), and higher in intensively-reared sea bass (18,176 and 12,440) (P<0.001). Within rearing system, ether extract concentration of the fillet and slaughter live weight were positively correlated (r=0.79). PCB7 concentration expressed on g fat was positively correlated with both sea bass slaughter weight (r=0.71) and fillet fat concentration (r=0.86). The correlation between fish slaughter weight and fillet fat concentration increased (r=0.73 and 0.96, respectively) when PCB7 was given on fresh weight basis. The correlation degree between PCB7 concentration on fresh weight and sea bass slaughter weight was affected by the rearing system, while the correlation between PCB7 and fat concentrations in fillets was not. The total content of the 12 dioxin-like PCB in diets obtained in the frame of sampling no. 2 (and fed to sea bass during the last period of growth) was higher in sea-cage farms G1 (29.35 ng/g fat) and G3 (15.80 ng/g fat) followed by the intensive farms I1 and I3 (12.72 and 12.62 ng/g fat, respectively), while very low contaminations were found in diets of the other farms. In fillets, depending on the rearing systems, only concentrations of PCB congeners no. 126 and 189 significantly changed, but the variations in PCB no. 126, low concentrated but very toxic, determine the major changes in fish toxicity equivalent (TEQ). The highest value of TEQ was in fact measured for PCB no. 126 in fillets of sea bass from extensive systems (19.7 pg/g fat; P=0.05) rather than in those from intensive systems (7.6 pg) or sea cages (11.0 pg). As a consequence, the sums of toxicity equivalents (ΣTEQ), expressed in g fat, significantly changed (P=0.05) according to the rearing system with the highest values in extensive farms compared to land or sea cage intensive systems (21.9 vs. 8.89 and 12.6 pg/g fat, respectively). When expressing data on fresh weight basis, however, ΣTEQ was not significantly different among rearing systems (from 0.72 to 0.83 pg/g fillet). The size of fish did not affect dioxin-like PCB concentrations and ΣTEQ, both when expressed on fat and on fresh weight. In sea bass of sampling no. 1, PCB7 concentration (75-131 ng/g fat) was always lower to the limit (200 ng/g fat) established in 1999 by the European Union Regulations for swine and poultry meat and derived products for human consumption. On 2006, the European legislation established for fish and fish products a maximum concentration of dioxins and furans equal to 4.0 pg TEQ/g fresh weight and the sum of dioxins, furans and dioxin-like PCB equal to 8.0 pg TEQ/g fresh weight. In fillets coming from sampling no. 2, also the highest dioxin-like PCB concentration found in an extensive farm (TEQ 45.3 pg/g fat equal to 0.735 pg/g fresh weight) was largely below law limits. As what concerns heavy metals, great differences were found in the metal concentrations in the feed sampled in the different farms: arsenic concentration was higher in farms G1 and I2 and lower in farms E3, I1, I3, G3 and G4. The concentration of the other metals was less variable among diets. None of the analysed samples contained mercury at a detectable level, while zinc and copper concentrations were rather abundant, likely because of the commercial diet supplementation. Rearing system significantly affected heavy metal concentration in flesh. When detectable, mercury concentration ranged from 0.023 to 0.152 mg/kg DM, with the highest values in extensively-reared sea bass, but always lower than the 0.5 mg/kg fresh weight established by the EU rules. Arsenic was found at high concentrations (12-15 mg/kg DM) in one of the extensive farms, while ranged from 1 to 3 mg/kg DM in most cases, and was even below 1 mg/kg DM in some farms. Copper concentration of extensively reared sea bass was lower than in fish from land and sea cage intensive systems (0.82 vs. 1.03 and 1.06 mg/kg fresh weight; P<0.01). Fillet lead concentration, even if not statistically different, was higher in sea bass from intensive systems (0.13 mg/kg fresh weight). In two out of the four intensive farms, this value (0.22 and 0.30 mg/kg fresh weight) was higher than the law limits, that is 0.20 mg/kg fresh weight. Also arsenic concentration was 3-4 fold higher in extensively-reared sea bass than in sea bass from land or sea cages intensive systems, even if with a low statistical significance (P=0.12). The size of fish did not affect heavy metal concentrations. Objective 3 - Freshness Freshness evolution was evaluated on sea bass of sampling no. 3, for which the effect of storage time was considered, and on Set n. 4 for which the effects of both storage time and rearing systems were evaluated. The sampling no. 3 consisted of 90 sea bass coming from a semi-intensive farm and stored in groups of 15 specimens during 0, 1, 2, 4, 6 and 8 days in boxes without ice and in a refrigerated room at 2°C. During storage, biometric and carcass traits little varied. At the sensorial evaluation, 8 days after slaughter, sea bass showed a still acceptable degree of freshness, even if some traits (shining, mucus presence, hardness for general aspect; gill odour and mucus) degraded quickly in comparison with other traits. Eye characteristics did not change and the loss of colour at abdomen was limited, while abdomen consistency and the odour of cloacae impaired to an intermediate degree. The regression between QIM scores from 0 to 8 days of storage was explained by a high coefficient of determination (R2=0.95), with a linear (increase with the time of storage) and quadratic evolution (reduction of the increase in value with the days of storage). Among rheological measurements, eye pH decreased from 7.25 at day 0 to 7.04 at day 4 to increase again at 7.48 after 8 days of storage (linear and quadratic component of variance, P<0.001), while fillet pH did not change. During storage, skin lightness linearly increased with days from 44.8 to 52.3, with the highest value after 2 days of storage; the red index moved from positive values around zero to minimum values tending to green; the reduction of b* index evidenced a corresponding reduction of yellow component (from 5.63 to 2.42) with a quadratic trend (Q=0.02). As what concerns fillet colour, lightness increased with storage length (L<0.001 and Q<0.01). The indexes a* and b* increased on day 1 and 2 and then decreased after 6-8 days of storage (L<0.01; Q<0.05). Fillet texture significantly changed: hardness increased from slaughter (4.86 N on day 0) to day 4 of storage (7.20 N), then decreased on days 6 and 8 (L<0.001; Q=0.02) according to the onset and resolution of rigor mortis. The value of elasticity linearly decreased (L=0.09), even if the lowest values were measured 1 and 2 days after slaughter (Q<0.01). As what regards the chemical composition, during storage, the total volatile basic nitrogen concentration increased (from 15.6 to 16.5 mg/100 g; L<0.001). When considering the fatty acid profile of sea bass fillet fat, the concentration of palmitic acid decreased linearly from 17.8 to 17.1% with increasing days of storage, while changes in stearic acid were limited in absolute value even if significant at a statistical level. The concentration of mono-unsaturated fatty acids did not change, while, among ω-6 polyunsaturated fatty acids (PUFA), the concentration of alpha-linoleic acid was higher after 8 days of storage. Arachidonic acid, present in small amounts, significantly decreased its concentration during storage. Among ω-3 PUFA, linolenic acid linearly increased (from 2.04 to 2.23%), while eicosapentaenoic and, expecially, docosahexaenoic acids significantly diminished with the days of storage. The analyses of further 90 sea bass (sampling no. 4) from three farms with different rearing systems (extensive, land intensive and intensive sea cages) and stored for 3, 6, 10, 13 and 17 days in boxes covered with ice and kept in a refrigerated room at 2°C confirmed the absence of an effect of the storage time on biometric traits and carcass and fillet percentages. The sensorial evaluation confirmed a significant increase of QIM scores and a high correlation (R2 from 0.84 to 0.95 depending on the farm considered) with the days of storage. The QIM evolution, however, evidenced a curvilinear trend, with a quick freshness degradation during the first days, which was slow until 10-13 days of storage (normalized QIM corresponding to 30-35% of the total loss of freshness) and, at last, fast between 13 and 17 days of storage, when freshness impairment reached 65-70%. The complete loss freshness in the storage conditions used in the present trial was estimated to occur around 20-21 days. The curvilinear trend of QIM score has to be attributed to the different speed of degradation of the different sensorial traits analysed: skin aspect and sea bass consistency impaired quickly after 3 days of storage, as well as gills traits (odour and colour). On the contrary, eye (cornea, pupil, shape) and abdomen traits (colour and appearance of the cloaca) were rather stable and impaired to an appreciable extent only after 13 days of storage. During storage, skin colour and sea bass texture changed as described for fish of sampling no. 3: hardness of the whole fish progressively diminished from 3 to 17 days of storage (from 28.9 to 23.4 N; P<0.01) according to rigor resolution. Fillet pH was stable until 13 days (about 6.30) and then increased to 6.45 (P=0.10) on day 17. As what concerns the rearing system, fish coming from extensive systems showed a slower impairment of freshness at the sensorial evaluation compared to intensively-reared sea bass and, especially, specimens from sea cages (P<0.001), while other variables did not change. In fish from sea-cages, within day of storage, skin appearance, fish consistency and eye traits were less “fresh” in comparison with fish from the other rearing systems. On the other hand, sea bass from intensive systems were also scored better for haemorrhages occurrence (P<0.10), that is there were likely some differences in sea bass management before and during slaughter in the different farms. Objective 4 - NIRS NIRS prediction of sea bass chemical composition was suitable and satisfying on both fresh minced (sampling no. 3) and freeze-dried fillets (sampling no. 2) with determination coefficients in validation (R2v) that were high for water (0.95-0.97), ether extract (0.96-0.98) and gross energy (0.94-0.95). The prediction of crude protein on both samplings gave a lower correlation degree between spectral data and fillet composition (R2v=0.72-0.73) compared to the other chemical constituents, even if good in absolute value. The validation error (SECV) for the various chemicals varied with the range of variability in the sample set, but always gave a good (water, ether extract, energy) or acceptable (crude protein) accuracy of prediction. NIRS prediction of fatty acid concentration in sea bass muscles on fresh minced fillets (sampling no. 3) was not encouraging. Only for few variables, the correlation coefficient in calibration was higher than 0.50 (palmitic acid, saturated fatty acids, alpha-linoleic acid, docoesaenoic acid) and always with a too high SECV. In the calibration set of sea bass of sampling no. 2 (11 farms with different rearing systems), NIRS analysis was used also for predicting some variables linked to the animal morphology as well as some carcass traits. NIRS prediction of the condition factor was successful and with a limited error (R2cv=0.79, SECV=0.09); calibrations for slaughter weight and fillet percentages were acceptable (R2cv=0.48-0.55), while the prediction of carcass percentage was weak. NIRS analysis of fresh minced fillets of sea bass stored along 8 days (sampling no. 3) showed a good correlation between spectral data and storage duration expressed in days (R2cv=0.95; SECV=0.89 days). Grouping the most fresh samples (at days 0, 1 and 2) with those stored for some time (4, 6 and 8 days) improved the error of prediction, by reducing it to 0.75 days. The model-to-model distance in SIMCA was insufficient to classify fillets stored for 1 and 2 days (2.083) or for 4 and 6 days (2.673). On the contrary, the distance between the model calculated on fresh samples (on day 0) and the other samples increased progressively with the duration of storage. The 87% of fresh samples (day 0) was correctly assigned to the corresponding class, while no sample was attributed to a wrong class. Only 43% of sea bass stored for 1 and 2 days was correctly assigned, showing the difficulty of distinguishing among samples with very similar conservation (1 and 2 days vs. 4 and 6 days). For fillets analysed after 4 days, 53% of them was successfully assigned, while the remaining 47% was also attributed to one of the close classes of storage. At last, only 33% of long-stored samples (6-8 days) was assigned correctly, while 53% was given to two classes. When grouping again fillets into to further classes, fresh fish (days 0, 1 and 2) and stored fish (days 4, 6 and 8), the distance between the two model was less than 3 (2.575). However the percentage of correctly-classified samples was rather high and equal to 71% of samples, while 18% of them was attributed erroneously. Also freeze-dried fillets of sea bass belonging to the sampling no. 4 were analysed at NIRS and their spectra submitted to PCA to evaluate the storage duration (3-17 days). The score plot of PCA did not permit to find any cluster. Therefore, also SIMCA did not give models to be used for sample classification. The limited variability of NIRS spectra in this last sampling, compared to the previous, according to the days of storage could be explained by different reasons: whole fish stored in ice (sampling no. 4) maintained better its freshness compared to a storage at air (sampling no. 3) and showed a minor chemical degradation; freeze-drying of samples submitted to NIRS analysis could have standardized texture and chemical characteristics of samples and therefore reduced information contained in the NIR spectra; first NIRS analysis were made only after 3 days of storage, whereas basing on results obtained on sea bass spectra of sampling no. 3, the best discriminations were made between just caught fresh samples (day 0) and other fishes. Results by NIRS were quite satisfactory also for differentiating samples according to the rearing system. PCA on both fresh minced and freeze-dried fillets (sampling no. 4) showed clusters of samples according to the rearing system with a clear separation of intensively-reared sea bass (I) from those of extensive systems, while spectra of sea bass from sea cages (G) were more distributed and sometimes overlapping the extensive cluster (E). Differently, PCA analysis of spectra from sampling no. 2 separated extensively-reared sea bass (E) from those of intensive systems (I and G). Moreover, model to model distance in SIMCA was always higher than 3 for extensively-reared sea bass in comparison with sea bass from intensive systems or sea cages -(17.3 and 12.9, respectively). The distance between the model of intensively-reared sea bass and sea bass from sea cages (2.3) was not sufficient for a suitable classification and separation. On the whole, 60% of sea bass was correctly assigned to the corresponding cluster (rearing system), 13% of them was attributed to two clusters and 21% of spectra was not assigned at all. Only 6% of spectra was attributed to a wrong class. Within rearing system, the major power of classification was measured for extensively-reared sea bass, while the lowest result was obtained with sea bass from sea cages. Conclusions The results obtained in the frame of the present PhD thesis confirm the high nutritional value of sea bass coming from national farms, which show a good protein level (19%) and fat and energy levels which raise with the intensity of rearing techniques (extensive < semi-intensive and sea cages < intensive on land). The average value and the fatty acid profile of fat contained in sea bass fillets put this species among medium-fat fish, with a high PUFA concentration and a favourable ω-3 to ω-6 ratio. With regards to human health and food safety, sea bass of national farms were safe with a concentration in PCB and heavy metals always lower than law limits. Among the different productive systems, the final fish contamination depended more on environmental pollution than on contamination of commercial diets, when administered. The study of the freshness evolution in sea bass showed a good resistance to degradation, when manipulated with attention and stored with ice, as well as a slower freshness impairment in sea bass from extensive systems compared to those from the other production systems. Because of all these qualitative traits, a key role of the rearing system, rather than of the animal size, was evidenced, sustaining the need of a qualitative characterization and the development of indexes, criteria and innovative and quick analytical techniques, like NIRS, to develop systems of traceability, certification and identification of origin, which are indispensable to guide the consumer’s choices and meet his preference, with the final aim of increasing the competitiveness of the this sector at national and international markets.
La tesi di dottorato è suddivisa in quattro sezioni principali: introduzione, obiettivi, materiali e metodi, risultati e discussione e si conclude con alcune considerazioni generali e l’elenco bibliografico. Introduzione In questa sezione sono riportate le statistiche mondiali e nazionali del settore della pesca e dell’acquacoltura, con particolare riguardo alla produzione della spigola. Sono descritte le caratteristiche morfologiche e l’habitat naturale della spigola, i sistemi di allevamento, in particolare le tecniche di riproduzione e svezzamento, le strutture e i sistemi di ingrasso. La seconda parte del capitolo è dedicata a definire e tracciare lo stato dell’arte sugli aspetti più specifici oggetto di studio in questa tesi, ossia la caratterizzazione qualitativa, morfologica e nutrizionale dei prodotti ittici e della spigola in particolare, la sicurezza alimentare, con il problema della contaminazione da PCB e metalli pesanti, la caratterizzazione e l’evoluzione della freschezza, e, infine, vengono descritte la tecnica della spettroscopia nel vicino infrarosso (NIRS, Near Infrared Reflectance Spectroscopy) e le sue potenziali applicazioni, soprattutto nella qualificazione dei prodotti ittici. La spigola, insieme con l’orata, rappresenta la principale specie ittica allevata in Italia dopo la trota. La forte competizione esistente tra i Paesi produttori dell’area mediterranea (in particolare Turchia, Grecia, Spagna, Croazia) e la conseguente pressione sui prezzi di mercato richiedono una caratterizzazione e una differenziazione della qualità e della sicurezza alimentari del prodotto nazionale. Sebbene con una percezione diversificata da paese a paese è aumentata nel consumatore medio europeo l’attenzione verso la sicurezza delle derrate alimentari, in particolare la preoccupazione per la possibile presenza di sostanze tossiche inorganiche e organiche persistenti nei prodotti ittici dell’acquacoltura. Se da un lato ai prodotti della pesca e dell’acquacoltura è riconosciuta unanimemente una valenza dietetica superiore a quella dei prodotti di animali terrestri, dovuta all’elevata concentrazione di acidi grassi polinsaturi, in particolare della serie ω-3, dall’altro i prodotti ittici sono più suscettibili all’accumulo di contaminanti che si concentrano lungo la catena trofica naturale o si incontrano nei mangimi commerciali. Il controllo della concentrazione di policlorobifenili (PCB) e metalli pesanti riveste un’importanza basilare, trattandosi di inquinanti che si accumulano nei tessuti degli organismi carnivori all’apice della catena trofica e il cui effetto, sebbene controverso, viene associato a varie malattie metaboliche, endocrine e riproduttive e all’insorgenza di tumori. Nella fase post-mortem, la qualità dei prodotti ittici non può prescindere dal grado di freschezza e dallo stato di conservazione. Queste caratteristiche possono essere valutate con diversi metodi basati sulla determinazione in laboratorio della concentrazione di prodotti di degradazione, così come su valutazioni sensoriali eseguite con metodiche standard e non specifiche (Reg. EC 2406/96) o secondo schemi più recenti e adattati alla singola specie e tipologia di prodotto (Quality Index Method, QIM). Tra le metodologie innovative, la l’analisi NIRS può essere utilizzata vantaggiosamente per la caratterizzazione globale dei prodotti ittici freschi e conservati. Già ampiamente utilizzata per la valutazione delle caratteristiche nutrizionali di alimenti zootecnici, per la caratterizzazione, autenticazione dell’origine e per l’individuazione di eventuali adulterazioni in un’ampia gamma di prodotti agro-alimentari, l’analisi NIRS è stata impiegata con successo anche nel settore dell’acquacoltura per predire la composizione chimica di carni di varie specie, oltre che identificare i pesci in funzione del sistema di allevamento e della freschezza. Obiettivi Con l’obiettivo generale di contribuire a rinforzare i programmi per la qualità totale, la sicurezza alimentare e la valorizzazione della spigola attraverso uno studio ad ampio raggio delle caratteristiche biometriche, chimico-nutrizionali, sensoriali e tossicologiche di pesci di diversa taglia commerciale, provenienti da diverse tipologie di allevamento e da diverse aree geografiche del territorio nazionale, la presente tesi ha sviluppato i seguenti obiettivi specifici: Obiettivo 1 - QUALITÀ. Caratterizzare dal punto di vista morfologico, chimico e dietetico spigole provenienti da allevamenti italiani con differenti sistemi produttivi. Obiettivo 2 - CONTAMINANTI. Determinare la presenza e il livello di contaminanti ambientali (PCB e metalli pesanti) in spigole provenienti da differenti sistemi di allevamento italiani. Obiettivo 3 - FRESCHEZZA. Valutare l’evoluzione della freschezza in spigole d’allevamento in funzione del tempo di conservazione e del sistema produttivo. Obiettivo 4 - NIRS. Utilizzare l’analisi NIRS per la caratterizzazione chimica e dietetica, la valutazione della freschezza e l’identificazione di origine di spigole provenienti da diversi sistemi di allevamento. Materiali e Metodi Campionamenti Sono stati utilizzati quattro set di campioni prelevati e analizzati in tempi diversi: Campionamento n. 1: 133 spigole provenienti da 4 impianti con diverso sistema di allevamento (estensivo in valle, semi-intensivo a terra, intensivo a terra, intensivo in gabbie a mare). Campionamento n. 2: 170 spigole di due taglie commerciali (400-600 g e 700-1000 g) prelevate da 11 impianti distribuiti sul territorio nazionale appartenenti a tre sistemi di allevamento (estensivo in valle, intensivo a terra, intensivo in gabbie a mare). Ove utilizzato e disponibile, è stato campionato il mangime somministrato alle spigole nell’ultima fase di allevamento prima della cattura. Campionamento n. 3: 90 spigole (peso medio circa 300 g) prelevate in una fase successiva dall’allevamento semi-intensivo già interessato al campionamento n. 1. Campionamento n. 4: 90 spigole da tre impianti appartenenti a tre diversi sistemi di allevamento (estensivo in valle, intensivo a terra, intensivo in gabbie a mare), già interessati dal campionamento 2. Preparazione dei campioni e analisi I pesci catturati e sacrificati in acqua e ghiaccio sono stati sottoposti a: • valutazione sensoriale della freschezza con l’utilizzo dello schema standard di valutazione UE (Reg. EC 2406/96) e due diversi schemi QIM (Quality Index Method); • biometrie e indici morfometrici; sono stati misurati lunghezza totale, lunghezza standard, altezza massima e lunghezza della testa. Tali misure sono state utilizzate per calcolare fattore di condizione (FC), profilo relativo (PR) e indice craniale (IC); • determinazione del colore (L*a*b*) della pelle in tre punti dorsali e due ventrali mediante spettrofotometro; • analisi della tessitura del pesce intero: è stata eseguita l’analisi del profilo della tessitura (Texture Profile Analysis, TPA) mediante dinamometro; • determinazione del pH oculare; • eviscerazione e pesatura degli organi interni: sono stati separati e pesati pacchetto viscerale, fegato, grasso periviscerale, gonadi, carcassa eviscerata, i singoli filetti con pelle e lo scarto, e calcolati indice epatosomatico, indice viscerosomatico, indice grasso mesenterico, indice gonadico, resa eviscerato, resa in filetti; • determinazione del colore del filetto in tre punti dell’area dorsale, come sopra riportato per il colore della pelle; • determinazione del pH del filetto in tre punti dell’area dorsale; • analisi della tessitura del filetto, mediante analisi TPA; • analisi NIRS del filetto fresco senza pelle e dopo macinazione con spettrometro monocromatore nell’intervallo di lunghezze d’onda fra 1100 e 2500 nm; • analisi del profilo acidico del grasso muscolare mediante gas-cromatografo, previa estrazione dei lipidi; • analisi dell’azoto basico volatile totale (TVBN) del campione di filetto macinato fresco; • liofilizzazione del filetto; • analisi NIRS del filetto liofilizzato, come per i filetti macinati freschi; • determinazione delle caratteristiche chimiche (umidità, lipidi, proteina, ceneri) e del contenuto di energia lorda sul filetto liofilizzato; • determinazione della concentrazione di metalli pesanti del filetto e dei mangimi con ICP-MS (Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry) previa mineralizzazione; • determinazione della concentrazione di PCB del filetto e dei mangimi. Per le spigole raccolte del campionamento n. 1, è stata determinata la concentrazione di 12 congeneri rappresentativi della contaminazione di PCB, tra cui i 7 congeneri indicatori (28, 52, 101, 118, 138, 153 e 180). Su 18 pool di spigole e su 7 mangimi provenienti dal campionamento n. 2, i PCB sono stati misurati come concentrazione e sommatoria di tossicità equivalente (TEQ) dei 12 congeneri di PCB diossina-simili. Trattamento dei dati e analisi statistica Obiettivo 1 - Qualità: i dati biometrici e gli indici morfometrici (campionamenti n. 2, 3 e 4) e i dati analitici (campionamenti n. 1, 2, 3 e 4) sono stati sottoposti ad analisi della varianza (ANOVA) mediante procedura GLM del SAS, considerando come fattori di variazione il sistema di allevamento e la taglia degli animali. Obiettivo 2- Contaminanti: i dati relativi al contenuto di metalli pesanti e di PCB sono stati sottoposti ad analisi della varianza, considerando come fattore di variabilità l’allevamento di origine (campionamento n 1 e 2). Per il campionamento n. 2, il peso vivo degli animali al momento della macellazione è stato incluso nel modello come covariata. Inoltre, sono stati calcolati i coefficienti di correlazione e le regressioni fra peso vivo degli animali e contenuto di estratto etereo; peso vivo degli animali e contenuto di PCB (ng/g di grasso); contenuto di estratto etereo e livello di PCB (ng/g di grasso). Obiettivo 3 - Freschezza: i dati morfometrici e analitici sono stati sottoposti ad analisi della varianza considerando come fattori di variazione la durata della conservazione (campionamenti n. 3 e 4) e l’allevamento di origine (campionamento n. 4). I risultati della valutazione sensoriale sono stati analizzati con Proc UNIVARIATE del SAS. Le variabili con distribuzione normale sono state sottoposte ad analisi della varianza con procedura GLM; quelle con distribuzione non normale ad analisi della varianza non parametrica (test di Kruskal-Wallis e Mann-Whitney) con procedura NPAR1WAY. Obiettivo 4 - NIRS: gli spettri sono stati acquisiti come dati in riflettanza, trasformati in assorbanza e in derivata seconda (2, 20, 20). Le calibrazioni per la predizione della composizione chimica del filetto e di alcune caratteristiche della carcassa sono state calcolate con Partial Least Square Regression (PLSR) sui dati trasformati in derivata seconda e validate utilizzando la full cross-validation. La Principal Component Analysis (PCA) e la Soft Independent Modelling Class Analogy (SIMCA) sono state utilizzate per la discriminazione e classificazione dei campioni in funzione dell’origine (campionamenti n. 2 e 4) e del tempo di conservazione (campionamenti n. 3 e 4). Risultati Obiettivo 1 - Qualità Il sistema di allevamento ha significativamente modificato le caratteristiche morfologiche, biometriche e reologiche, oltre che la composizione chimica. Nel campionamento n. 2, la resa in carcassa eviscerata è stata significativamente maggiore (P<0,05) nelle spigole provenienti da allevamenti estensivi (87,7%) in valle rispetto a quelle allevate intensivamente in gabbie a mare (85,9% in media) e simile a quella delle spigole allevate intensivamente a terra (87,0%). La resa in filetti è invece risultata inferiore nelle spigole di allevamento estensivo rispetto a quelle di altri sistemi (46,1 vs. 48,5%). Infine, l’indice del grasso mesenterico è risultato minore nei soggetti allevati in gabbie piuttosto che in sistemi estensivi e intensivi a terra (2,21 vs. 3,40 e 4,24%, rispettivamente; P<0,05). Nel campionamento n. 4, le differenze fra i sistemi sono risultate accentuate. In entrambi i campionamenti, l’intensità e la saturazione delle tonalità di rosso e giallo misurate sulle spigole sono risultate più marcate nelle spigole di allevamenti estensivi, rispetto a quelle di allevamenti intensivi a terra e, in maniera ancora più evidente, in quelle provenienti da allevamenti in mare (P<0,05). Ulteriori differenze sono state evidenziate nelle caratteristiche di tessitura del pesce intero (campionamento n. 4), laddove la forza massima esercitata per la prima compressione del campione è risultata significativamente maggiore per le spigole di allevamento estensivo e di gabbia e minore per quelle di allevamento intensivo a terra (29,2 e 26,7 vs. 21,8 N; P<0,001) ad indicare una maggiore consistenza strutturale delle spigole dei primi due gruppi. Il pH del filetto è risultato superiore (P=0,02) nelle spigole di gabbia a mare (6,42) piuttosto che di allevamento estensivo e intensivo a terra (6,29 e 6,28). In tutti i campionamenti (n. 1, 2), i filetti di spigole di allevamento estensivo sono risultati meno grassi (P<0,01) rispetto a quelli dei pesci allevati intensivamente (in vasche a terra e in gabbie a mare). Inoltre, i filetti dei pesci provenienti da allevamenti a terra sono risultati più grassi rispetto a quelli delle spigole allevate in gabbie a mare (P<0,05). Come ovvio, il contenuto energetico dei filetti è aumentato all’aumentare del contenuto lipidico, mentre il contenuto di acqua è diminuito. La taglia delle spigole (small e large; campionamento n. 2 riguardante 11 allevamenti sparsi nel territorio nazionale) ha modificato in modo significativo, ma limitato in valore assoluto, gli indici biometrici di profilo relativo e indice craniale. Le spigole più pesanti hanno evidenziato un fattore di condizione superiore e una maggiore incidenza degli scarti all'eviscerazione (indice epatosomatico) (P<0,001), seppure in assenza di differenze nelle rese in carcassa (P>0,05). La resa in filetti è stata superiore nei pesci di taglia maggiore (48,2 vs. 47,2%; P=0,05). La classe di taglia non ha influenzato gli indici di colore della livrea fatta eccezione per i valori di L* in posizione dorsale (42,6 vs. 39,7; P<0.05), che hanno evidenziato una maggiore luminosità delle spigole di piccola taglia. La composizione chimica non è stata invece influenzata significativamente dalla taglia considerata. Con il campionamento n. 3, che ha interessato spigole provenienti da un unico allevamento semi-intensivo, sono state ottenute anche informazioni sulla variabilità del profilo acidico del grasso delle spigole. Il contenuto in acidi grassi saturi rappresenta il 26,5% del totale e il maggiore rappresentante è l’acido palmitico. Gli acidi grassi monoinsaturi rappresentano il 34,5% del totale, rappresentati per il 50% dall’ac. oleico. Il contenuto in acidi grassi polinsaturi (PUFA) è risultato in media del 34,4%, equamente ripartito fra le serie ω-3 (17,3%) e ω-6 (15,8%). Per la serie ω-6 è risultato predominante l’acido alfa-linoleico, mentre per la serie ω-3 sono risultati predominanti gli acidi eicosapentaenoico e docoesaenoico. Obiettivo 2 - Contaminanti Il sistema di allevamento ha significativamente influenzato la concentrazione totale dei 12 PCB più frequenti (PCBtot) e dei 7 PCB indicatori (PCB7) nelle spigole del campionamento n. 1, che è risultata minore nelle spigole di allevamento estensivo (112,0 e 74,6 ng/g grasso, rispettivamente) rispetto alle spigole degli altri sistemi di allevamento (in media 179,7 e 123,2 ng/g grasso, rispettivamente) (P<0,001). Quando i valori sono stati espressi per g di muscolo fresco, le concentrazioni di PCBtot e PCB7 sono risultate inferiori nelle spigole di allevamento estensivo (3,412 e 2,266 ng/g peso fresco, rispettivamente), intermedie nei pesci degli stagni semi-intensivi (15,398 e 10,632) e delle gabbie a mare (13,123 e 8,882), e superiori nei campioni delle vasche di allevamento intensivo (18,176 e 12,440) (P<0,001). Entro allevamento, la concentrazione lipidica del filetto e il peso di macellazione sono risultati correlati positivamente (r=0,79). La concentrazione di PCB7 espressa per g di grasso muscolare è risultata correlata positivamente sia con il peso di macellazione delle spigole (r=0,71) che con la concentrazione lipidica del filetto (r=0,86). La correlazione fra il peso delle spigole e la concentrazione lipidica del filetto è aumentata (r=0,73 e 0,96, rispettivamente) quando la concentrazione di PCB7 è stata espressa per g di peso fresco. La correlazione fra la concentrazione di PCB7 sul peso fresco e il peso dei pesci è stata influenzata dal sistema di allevamento, mentre la correlazione dei PCB7 e la concentrazione lipidica del filetto non è stata influenzata dal sistema di allevamento. Il contenuto totale dei 12 PCB diossina-simili nei mangimi ottenuti dal campionamento n. 2 (relativi all’ultimo periodo di allevamento) è risultato maggiore negli allevamenti con gabbie in mare G1 (29,35 ng/g grasso) e G3 (15,80 ng/g grasso) seguiti dagli allevamenti intensivi I1 e I3 (12,72 e 12,62 ng/g grasso rispettivamente), mentre contaminazioni inferiori sono state riscontrate nei mangimi degli altri allevamenti. Nei filetti, in funzione del sistema di allevamento, è significativamente variato (P<0,05) il contenuto di PCB dei soli congeneri n. 126 e 189, laddove è proprio la variazione del congenere n. 126, molto tossico, a determinare le maggiori ricadute sulla tossicità dei prodotti. Il valore maggiore di equivalenti di tossicità (TEQ) è stato infatti misurato per il PCB n. 126 nei filetti di spigole da allevamenti estensivi (19,7 pg/g grasso; P=0,05) piuttosto che in quelli di pesci da sistemi intensivi (7,58 pg) o da gabbie a mare (11,0 pg). Di conseguenza, la sommatoria di equivalenti di tossicità (ΣTEQ), espressa per g di grasso, è variata significativamente (P=0,05) in funzione del sistema di allevamento, con il valore maggiore per i sistemi estensivi rispetto a quelli intensivi a terra e in gabbie marine (21,9 vs. 8,89 e 12,6 pg/g grasso, rispettivamente). Esprimendo i dati sul peso del campione fresco, tuttavia, la ΣTEQ è variata in modo non significativo fra i sistemi di allevamento (da 0,72 a 0,83 pg/g di peso fresco). Non sono state osservate differenze significative nella concentrazione di PCB diossina simili e nella ΣTEQ, espressi sia sul contenuto lipidico che sul peso fresco, in funzione della taglia degli animali campionati. Nelle spigole provenienti dal campionamento n. 1, la concentrazione dei PCB7 (75-131 ng/g grasso) è risultata sempre inferiore al limite (200 ng/g grasso) stabilito nel 1999 dalla legislazione dell’Unione Europea per la carne suina e avicola fresca e i prodotti derivati destinati al consumo umano. Una recente normativa (2006) sancisce invece per i pesci e i prodotti ittici un contenuto massimo accettabile di diossine e furani pari a 4,0 pg TEQ/g di peso fresco e la somma di diossine, furani e PCB diossina-simili pari a 8,0 pg TEQ/g di peso fresco. Nei filetti provenienti dal campionamento n. 2, anche il valore più elevato di concentrazione di PCB diossina-simili riscontrato in un allevamento estensivo (TEQ 45,3 pg/g grasso, corrispondenti a 0,735 pg/g peso fresco) è risultato largamente inferiore ai limiti di legge. Per i metalli pesanti, sono state evidenziate notevoli variazioni nella presenza dei singoli elementi nei mangimi in funzione dell’allevamento considerato: la concentrazione dell’arsenico è risultata superiore negli allevamenti G1 e I2 e inferiore negli allevamenti E3, I1, I3, G3 e G4. La concentrazione degli altri metalli è risultata meno variabile tra i diversi mangimi. In nessuno dei campioni analizzati, è stato possibile rilevare presenza di mercurio, mentre zinco e rame sono risultati più abbondanti, anche in relazione alla probabile integrazione effettuata negli stessi mangimi. Nei filetti, laddove determinabile, il mercurio è stato rilevato a livelli compresi tra 0,023 e 0,152 mg/kg s.s., con i valori maggiori negli allevamenti estensivi, sebbene a livelli nettamente inferiori ai 0,5 mg/kg peso fresco fissati dalla normativa UE. L’arsenico è stato rilevato in concentrazioni elevate (12-15 mg/kg s.s.) nei filetti di uno degli allevamenti estensivi, mentre in tutti gli altri allevamenti i valori sono risultati compresi tra 1 e 3 mg/kg s.s. e anche inferiori a 1 mg/kg s.s. La concentrazione di rame nelle spigole provenienti da allevamenti estensivi è risultata inferiore rispetto agli allevamenti intensivi a terra o in gabbia (0,82 vs. 1,03 e 1,06 mg/kg peso fresco; P<0,01). La concentrazione di piombo nei filetti, seppure non diversa significativamente tra sistemi di allevamento, è risultata superiore nell’allevamento intensivo (0,13 mg/kg peso fresco). In due dei quattro allevamenti intensivi, tale concentrazione è risultata superiore (0,22 e 0,30 mg/kg peso fresco) ai suddetti limiti, fissati in 0,20 mg/kg di muscolo fresco dal Regolamento EC 466/2001 (modificato dal Reg. EC 78/2005). Anche l’arsenico è stato dosato a livelli 3-4 volte superiori nei pesci allevati con sistema estensivo rispetto all’intensivo a terra e in gabbia, seppure con livelli di probabilità statistica non significativi (P=0,12). Nessuna differenza di concentrazione dei metalli pesanti è stata individuata in funzione della taglia del pesce. Obiettivo 3 - Freschezza La valutazione dell’evoluzione della freschezza e del sistema di allevamento è stata effettuata su due gruppi di spigole provenienti dal campionamento n. 3, dove è stato valutato l’effetto del tempo di conservazione, e dal campionamento n. 4 dove è stato valutato sia l’effetto del tempo di conservazione che del sistema di allevamento. Con il campionamento n. 3 sono state prelevate 90 spigole provenienti da un unico allevamento semi-intensivo e conservate in gruppi di 15 esemplari per 0, 1, 2, 4, 6 e 8 giorni in cassette senza ghiaccio e in cella frigorifera a 2°C. I rilievi biometrici e le caratteristiche della carcassa sono variate poco durante la conservazione. Alla valutazione sensoriale, 8 giorni dopo la macellazione, le spigole presentavano ancora un grado di freschezza accettabile, anche se alcuni tratti (brillantezza, muco, durezza per l’aspetto generale; odore e muco delle branchie) hanno evidenziato una degradazione più rapida rispetto ad altri caratteri. Le caratteristiche dell’occhio sono rimaste invariate e lo scolorimento dell’addome limitato, mentre la compattezza dell’addome e l’odore della cloaca hanno presentato una degradazione intermedia. La regressione fra i punteggi QIM nel periodo da 0 a 8 giorni di conservazione è stata spiegata da un elevato coefficiente di determinazione (R2=0,95), con un’evoluzione lineare (aumento con il tempo di conservazione) e quadratica (rallentamento dell’incremento di valore col tempo di conservazione). Tra le misure reologiche di freschezza, il pH oculare è diminuito da 7,25 al giorno 0 a 7,04 al giorno 4 per aumentare a 7,48 a 8 giorni di conservazione (componenti lineare e quadratica della varianza, P<0,001), mentre il pH del filetto non è stato modificato. Durante la conservazione, la luminosità della livrea è aumentata linearmente all’aumentare del numero di giorni da 44,8 a 52,3, con il valore maggiore misurato dopo 2 giorni di conservazione; l’indice del rosso si è spostato da valori positivi vicini allo zero verso valori minori e tendenti al verde; la riduzione dell’indice b* ha evidenziato una corrispondente diminuzione della colorazione gialla (da 5,63 a 2,42) con un andamento di tipo quadratico (Q=0,02). Per quanto attiene il colore del filetto, la luminosità è aumentata con i giorni di conservazione (L<0,001 e Q<0,01). Gli indici di colore a* e b* sono invece aumentati ai giorni 1 e 2 per poi diminuire significativamente dopo 6-8 giorni di conservazione (L<0,01; Q<0,05). La struttura del filetto è variata significativamente: la durezza è aumentata dalla macellazione (4,86 N al giorno 0) al giorno 4 di conservazione (7,20 N) per poi diminuire ai giorni 6 e 8 (L<0,001; Q=0,02) seguendo l’instaurarsi e la risoluzione del rigor mortis. Il valore di elasticità è linearmente diminuito (L=0,09), anche se i valori più bassi sono stati misurati 1 e 2 giorni dopo la macellazione (Q<0,01). In quanto alla composizione chimica, nel corso della conservazione, la concentrazione di azoto basico volatile totale è aumentata (da 15,6 a 16,5 mg/100 g; L<0,001). Per quanto riguarda il profilo acidico del grasso muscolare, la concentrazione di acido palmitico è diminuita linearmente dal 17,8 al 17,1% all’aumentare del tempo di conservazione, mentre la variazione a carico dell’acido stearico, sebbene significativa, è apparsa limitata in termini assoluti per la sua bassa percentuale (inferiore allo 0,5%). Non è variata la concentrazione di acidi grassi monoinsaturi, mentre, fra gli acidi grassi polinsaturi della serie ω-6, la concentrazione di acido alfa-linoleico è risultata superiore dopo 8 giorni di conservazione. L’acido arachidonico, comunque poco rappresentato, è significativamente diminuito durante la conservazione. Fra gli acidi grassi della serie ω-3, l’acido linolenico è aumentato linearmente (da 2,04 a 2,23%), mentre EPA e, soprattutto, DHA sono significativamente diminuiti con i giorni di conservazione. L’esame di altre 90 spigole (campionamento n. 4) provenienti da 3 allevamenti (estensivo, intensivo a terra e intensivo in gabbie marine) e conservate per 3, 6, 10, 13 e 17 giorni in cassette coperte di ghiaccio e mantenute in cella frigorifera a 2°C ha confermato l’assenza di un effetto del tempo di conservazione sulle misure biometriche e le rese in carcassa e filetto. La valutazione sensoriale ha confermato l’aumento significativo del punteggio QIM e una correlazione sempre elevata (R2 da 0,84 a 0,95 a seconda dell’allevamento considerato) con i giorni di conservazione. L’evoluzione del QIM ha però evidenziato un andamento curvilineo, con una degradazione della freschezza più rapida nei primi giorni, quindi rallentata fino a 10-13 giorni di conservazione (QIM normalizzato pari al 30-35% della perdita completa di freschezza) e infine accelerata tra 13 e 17 giorni di conservazione quando il livello di degradazione ha raggiunto il 65-70%. La perdita completa dello stato di freschezza nelle condizione di conservazione utilizzate è stata stimata attorno a 20-21 giorni. L’andamento curvilineo del punteggio QIM va attribuito alla diversa velocità di degradazione delle diverse caratteristiche sensoriali analizzate: l’aspetto della pelle e la consistenza delle spigole già dopo 3 giorni di conservazione hanno presentato una discreta degradazione, così come le caratteristiche delle branchie (odore e colore). Al contrario, le caratteristiche dell’occhio (cornea, pupilla, forma) e quelle dell’addome (colore e aspetto sfintere anale) sono risultate più stabili e peggiorate in maniera apprezzabile solo a partire dai 13 giorni di conservazione. Durante la conservazione, la colorazione della livrea e la struttura del pesce hanno mostrato un’evoluzione simile a quanto descritto per le spigole del campionamento n. 3: la durezza misurata sul pesce intero è progressivamente diminuita dal giorno 3 di conservazione al giorno 17 (da 28,9 a 23,4 N; P<0,01) seguendo la risoluzione del rigor. Il pH del filetto è rimasto stabile fino a 13 giorni (6,30 circa) per poi aumentare a 6,45 (P=0,10) al 17° giorno. In quanto al sistema di allevamento, i pesci provenienti dall’allevamento estensivo hanno evidenziato alla valutazione sensoriale una degradazione più lenta rispetto a quelli dell’allevamento intensivo e, soprattutto, delle gabbie (P<0,001), mentre non sono state misurate differenze significative per le altre variabili. Nei pesci provenienti dalle gabbie, a parità di tempo di conservazione, l’aspetto della pelle, la consistenza del pesce e le caratteristiche dell’occhio sono risultati più degradati rispetto agli altri allevamenti, mentre le altre caratteristiche sensoriali sono risultate più stabili nel tempo. Le spigole di allevamento intensivo hanno ricevuto la classificazione migliore per quanto attiene la presenza di emorragie (P<0,10), il che lascia supporre una diversa gestione dei pesci prima e durante la macellazione nei diversi allevamenti campionati. Obiettivo 4 - NIRS La predizione NIRS della composizione chimica dei filetti di spigola è risultata adeguata e soddisfacente sia sui campioni macinati freschi (campionamento n. 3) che liofilizzati (campionamento n. 2) con coefficienti di determinazione in validazione (R2v) elevati per contenuto di acqua (0,95-0,97), estratto etereo (0,96-0,98) ed energia lorda (0,94-0,95). La predizione del contenuto di proteina grezza ha evidenziato in entrambi i campionamenti un grado di correlazione (R2v=0,72-0,73) fra dato spettrale e contenuto nel campione minore rispetto agli altri costituenti chimici, seppure buono in valore assoluto. L’errore di predizione in validazione (SECV) per i diversi costituenti chimici è risultato diverso in funzione della variabilità dei dati nel set di campioni considerato, ma sempre tale da dare un’accuratezza di predizione buona (acqua, estratto etereo, energia) o comunque accettabile (proteina grezza). La predizione NIRS della percentuale di acidi grassi dei lipidi muscolari realizzata sugli spettri dei filetti macinati freschi (campionamento n. 3) non ha fornito risultati molto incoraggianti. Solo per poche variabili, le calibrazioni hanno prodotto un coefficiente di correlazione in calibrazione superiore a 0,50 (acido palmitico, acidi grassi saturi, acido alfa-linoleico, acido docoesaenoico) e comunque con un elevato SECV. Nel set di calibrazione delle spigole provenienti dal campionamento n. 2 (11 allevamenti di diversa tipologia), l’analisi NIRS è stata estesa anche alla predizione di alcune variabili legate alla morfologia dell’animale e alle caratteristiche della carcassa. La predizione NIRS del fattore di condizione è stata realizzata con successo e con un limitato errore (R2cv=0,79, SECV=0,09); quella per il peso di macellazione e la resa in filetti è risultata accettabile (R2cv=0,48-0,55), mentre la predizione della resa in carcassa è stata debole. L’analisi NIRS dei filetti macinati delle spigole conservate per 8 giorni (campionamento n. 3) ha evidenziato una buona correlazione fra dati spettrali e durata della conservazione espressa in giorni (R2cv=0,95; SECV=0,89 giorni). Il raggruppamento dei campioni più freschi (ai giorni 0, 1 e 2) e di quelli sottoposti a una maggiore conservazione (4, 6 e 8 giorni) ha migliorato, riducendolo, l’errore di predizione (0,75 giorni). Utilizzando la SIMCA, è stata misurata una distanza fra modelli insufficiente per la discriminazione fra i campioni conservati per 1 vs. 2 giorni (2,083) e fra i campioni conservati per 4 vs. 6 giorni (2,673). Viceversa, la distanza fra il modello calcolato sui campioni freschi (al giorno 0) e gli altri campioni è aumentata progressivamente con la durata della conservazione. I campioni al giorno 0 sono stati classificati correttamente per l’87% e nessun campione è stato assegnato ad una classe errata. Nel caso dei campioni conservati per 1 o 2 giorni, solo il 43% delle spigole è stato classificato correttamente, evidenziando la difficoltà del metodo di distinguere in modo efficace fra campioni conservati per tempi vicini (1 e 2 giorni vs. 4 e 6 giorni). Nel caso dei filetti analizzati dopo 4 giorni, il 53% dei campioni è stato assegnato correttamente, mentre il 47% degli stessi è stato assegnato anche ad una delle classi adiacenti. Per il 33% dei campioni più vecchi (6-8 giorni), infine, l’assegnazione è stata corretta, mentre il 53% è stato assegnato a entrambe le classi. A un nuovo raggruppamento dei campioni in due classi, pesce fresco (giorni 0, 1 e 2) e pesce conservato più a lungo (giorni 4, 6 e 8), la distanza fra i due modelli è risultata inferiore a 3 (2,575). Tuttavia la percentuale di campioni classificati correttamente nella classe corrispondente è stata elevata e pari in media a 71% dei campioni, mentre il 18% ha ricevuto una classificazione errata. Anche i filetti liofilizzati delle spigole provenienti dal campionamento n. 4 sono stati sottoposti ad analisi NIRS e gli spettri analizzati con PCA per valutare la durata della conservazione (3-17 giorni). Lo score plot della PCA non ha permesso l’identificazione di alcun cluster. Pertanto, anche l’analisi SIMCA non ha prodotto modelli utili per la classificazione dei campioni. La scarsa variabilità degli spettri NIRS delle spigole di questo campionamento, rispetto al precedente, in funzione dei giorni di conservazione potrebbe essere spiegata con le seguenti argomentazioni: il pesce intero stoccato in ghiaccio (campionamento n. 4) è stato conservato meglio rispetto al pesce in cassetta all’aria (campionamento n. 3) e ha manifestato una minore degradazione chimica; la liofilizzazione del campione sottoposto ad analisi NIRS potrebbe aver uniformato le caratteristiche strutturali e chimiche del campione e quindi ridotto le informazioni contenute nello spettro NIR; le prime analisi di freschezza sono state realizzate dopo 3 giorni di conservazione, laddove, sulla base dei risultati ottenuti sugli spettri delle spigole provenienti dal campionamento n. 3, le migliori discriminazioni erano state fatte rispetto ai campioni freschi e appena pescati (giorno 0). L’analisi NIRS è stata utilizzata con un discreto successo anche per la discriminazione dei campioni in funzione del sistema di allevamento. La PCA sugli spettri delle spigole sia macinate fresche che liofilizzate (campionamento n. 4) ha evidenziato il raggruppamento dei campioni in funzione del sistema di allevamento con una separazione delle spigole di allevamento intensivo (I) rispetto a quelle di allevamento estensivo, mentre gli spettri delle spigole pescate da gabbie (G) hanno mostrato una distribuzione più dispersa e sovrapposta al gruppo estensivo (E). L’analisi PCA degli spettri dei filetti liofilizzati delle spigole del campionamento n. 2 ha invece evidenziato la separazione delle spigole allevate con sistemi estensivi (E) rispetto a quelle provenienti da sistemi intensivi (I e G). Inoltre, la distanza misurata nell’analisi SIMCA fra i modelli PCA relativi alle spigole di sistema estensivo rispetto a quelli di sistemi intensivi e gabbie a mare è risultata sempre superiore a 3 (17,3 e 12,9, rispettivamente), evidenziando così la buona capacità di classificazione dell’analisi NIRS. La distanza dei modelli per le spigole di allevamento intensivo e quelle provenienti da gabbie a mare (2,3) non è invece risultata sufficiente per un’adeguata separazione dei campioni. Nel loro insieme, le spigole sono state correttamente attribuite al relativo cluster (sistema di allevamento) nel 60% dei casi, mentre il 13% è stato attribuito a 2 cluster e il 21% non è stato assegnato a nessun cluster. Solo il 6% dei campioni è stato però assegnato ad una classe errata. All’interno della tipologia di allevamento, il maggior grado di precisione nell’attribuzione al cluster corrispondente ha riguardato i campioni provenienti dagli allevamenti estensivi, mentre le spigole provenienti dalle gabbie a mare sono state classificate correttamente con minor frequenza. Conclusioni I risultati ottenuti con le sperimentazioni oggetto di questa tesi di dottorato ribadiscono nel complesso l’eccellente valore dietetico delle spigole provenienti dagli allevamenti nazionali campionati, caratterizzato da un buon livello proteico (19%) e livelli lipidici e calorici crescenti con l’intensità produttiva (estensivo < semi-intensivo e gabbie a mare < intensivo a terra). Il livello medio e il profilo acidico dei lipidi misurati nelle carni di spigola permette di classificare questa specie nella categoria dei pesci semi-grassi, con un contenuto elevato di acidi grassi polinsaturi a favorevole rapporto ω-3/ω-6. Con riferimento alla salute umana e alla sicurezza alimentare, le spigole di allevamenti nazionali sono risultate prodotti sicuri con una concentrazione di PCB e metalli pesanti sempre inferiore ai limiti di legge. Fra i diversi sistemi produttivi, la contaminazione finale del pesce è risultata più dipendente dalla contaminazione ambientale piuttosto che dalla contaminazione dei mangimi eventualmente somministrati. Lo studio dell’evoluzione del grado di freschezza della spigola ha evidenziato una buona resistenza della specie alla degradazione, qualora manipolata con cura e conservata in ghiaccio, e ritmi di degradazione più lenti nel caso di spigole derivate dall’allevamento estensivo. Per tutti questi aspetti qualitativi, è stato evidenziato un ruolo importante del sistema di allevamento piuttosto che della taglia, rinforzando la necessità di una caratterizzazione qualitativa e dello sviluppo di indici, criteri e tecniche analitiche innovative e rapide quale quella NIRS utili allo sviluppo di sistemi di tracciabilità, certificazione e identificazione di origine, strumenti questi indispensabili per orientare le scelte di consumo e incontrare le preferenze del consumatore, al fine di accrescere la competitività del settore sui mercati nazionali e internazionali.

Background: Ageing is correlated with nutritional status imbalance. Protein Energy-Malnutrition (PEM) can lead to hydration balance impairment and sarcopenia, a loss of muscle mass. Sarcopenia syndrome can be worsened by the excess of fat mass leading to sarcopenic obesity. These conditions are associated with an increasing risk of morbidity, mortality and of cognitive, functional and psychological decline. Screening analysis features an important tool to prevent negative outcomes. The most accurate body composition assessment techniques, such as Computed Tomography, Magnetic Resonance Imaging and Dual energy X-ray Absorptiometry (DXA) are weakly invasive and not easily accessible to investigators because of their high operational costs. Among the other techniques (anthropometry and impedance), Bioelectrical Impedance Vector Analysis (BIVA) is easy to use, inexpensive, non invasive and can be used in biomedical field and clinical practice to evaluate hydration and nutritional status. However, its validity in assessing body composition was lacking. Objective: Ascertaining the accuracy of BIVA to assess body composition variations and validating an analytic variant, specific BIVA. Classic and specific BIVA will be applied in different samples of elderly subjects in order to evaluate body composition variations in relation to psycho-functional status and health condition. Design: Several samples of healthy (658 subjects, 60 y or older) and pathological elderly (227 subjects, 65 y or older, with Alzheimer’s disease or type 2 diabetes mellitus), and a sample of healthy adults from U.S. (1594 subjects, 21-49 y) were considered (NHANES 2003-2004). Six anthropometric measurements were taken (height, weight, calf, waist and arm circumferences, body mass index (BMI)). Classic BIVA and the new variant (specific BIVA), that adjust bioelectrical values for body geometry, were applied. DXA was used as the reference method. Classic and specific BIVA results were compared by Receiver Operating Curve (ROC curve) analysis and by a probit multiple-regression. The psycho-functional status was assessed by Mini Mental State Examination (MMSE), Geriatric Depression Scale (GDS), Activities of Daily Living (ADL) and Instrumental Activities of Daily Living (IADL). Muscle strength was measured by the Hand Grip Strength (HGS) and Short Physical Performance Battery (SPPB) tests. Results: Classic BIVA distinguished individuals with different amounts of fat and fat-free mass, according to DXA, but not those with different proportions of fat mass (FMDXA%). Specific bioelectrical values detected changes in body composition, resulting significantly more accurate than classic BIVA in evaluating FMDXA% (ROC areas: 0.84 - 0.92 and 0.49 - 0.61 respectively; p=0.002). The evaluation of extracellular water/intracellular water ratio was accurate (ROC areas between 0.83 and 0.96) and similarly performed by the two procedures (p=0.829). Classic and specific BIVA detected significant differences between sarcopenic and nonsarcopenic individuals. Moreover, specific BIVA recognized bioelectrical differences between sarcopenic and sarcopenic obese men. Classic BIVA showed that patients with Alzheimer's disease have a worse psycho-functional and nutritional status compared to a control group. Patients with diabetes showed greater body dimensions and a reduced muscular area, compared to healthy controls. Specific BIVA showed no association with muscular strength tests. The specific bioelectrical standards for the Italian elderly population have been proposed. Conclusions: Specific BIVA proved to be an accurate technique and a promising tool to assess age-related changes in body composition. Older patients with sarcopenia, sarcopenic obesity, Alzheimer’s disease, and type 2 diabetes were characterized by peculiar bioelectrical patterns, which can be related to their body composition characteristics. The newly proposed bioelectrical standards for the Italian elderly population allow the application of classic and specific BIVA in the geriatric routine.

Questa tesi è basata sul tirocinio svolto presso il Laboratorio Analisi Vegezio SRL, nel laboratorio di chimica degli alimenti. L’obbiettivo della tesi è stato quello di confrontare i valori nutrizionali di biscotti di produzione industriale con biscotti artigianali, per valutare il differente contenuto nei principali nutrienti come lipidi, proteine, carboidrati e fibre. Le analisi principali eseguite nei biscotti artigianali sono state: - Determinazione delle proteine; - Determinazione dei lipidi; - Determinazione carboidrati; - Determinazione delle fibre; - Determinazione sodio cloruro; - Determinazione ceneri; - Determinazione umidità. La tesi è suddivisa in 5 capitoli dei quali, i primi tre copropno gli aspetti generali ed introduttivi degli alimenti e dell'importanza di analizzarli in merito al conentuto di valore nutrizionale. Il quarto capitolo è la parte sperimentale, ovvero tratta dei metodi per la determinazione dei valori nutrizionali, indicando come queste devono essere eseguite secondo gli standard vigenti. Infine, nel capitolo 5 ci sono i risultati e la discussione della tesi. Tali risultati indicano che i biscotti artigianali presentavano un maggiore contenuto di grassi saturi e di zuccheri a fronte di un simile contenutop in carboidrati totali e lipidi totali. Al contrario, il contenuto di sodio è stato riscontrato significativamente superiore nei biscotti industriali rispetto a quelli artigianali. La differenza dei valori nutrizionali riscontrata tra biscotti artigianali e biscotti industriali non è elevata rispetto a ciascun singolo paramentro analizzato, ma permette di evidenziare nel complesso piccole differenze che consentono considerazioni più generali sull'impatto nutrizionale e sociale che i prodotti alimentari industriali rivestono nella popolazione.

In relazione all’importanza della valorizzazione della olivicoltura nella Regione Calabria attraverso una riorganizzazione della filiera che, tra l’altro, prenda in considerazione nuovi parametri analitici, da abbinare a quelli già previsti dai disciplinari delle DOP Calabresi, si è ritenuto necessario avviare uno studio sulle eventuali differenze nella composizione in micronutrienti antiossidanti presenti negli oli extravergini d'oliva di produzione Calabrese.. Questa indagine è stata svolta, quindi, con lo scopo di acquisire informazioni per una caratterizzazione chimico nutrizionale degli oli extravergini d'oliva provenienti da un territorio particolarmente dedicato alla coltivazione dell’olivo come è quello della Piana di Gioia Tauro. Lo studio si riferisce a dati relativi ad oli prodotti nelle campagne olearie 2005- 2006 – 2007- 2008 I campioni d'olio campionati sono stati sottoposti alla determinazione dell'acidità, dei perossidi e dei polifenoli tramite HPLC-UV. Le determinazioni dell'acidità e dei perossidi rientrano tra i parametri di inquadramento degli oli dal punto di vista qualitativo - merceologico. La scelta dei polifenoli e di proporli come parametri analitici utili alla caratterizzazione, è stata determinata anche per la loro capacità di impartire all’olio caratteristiche sensoriali e nutrizionali di grande rilievo. Sono proprio i polifenoli contenuti nell'olio extravergine d'oliva i principali responsabili dei numerosi effetti salutari di questo alimento e quindi della dieta Mediterranea. Questa indagine ha consentito di verificare una serie di caratteristiche della produzione oleicola della piana di Gioia Tauro in particolar modo inerenti al contenuto in polifenoli totali e di trarre, quindi, utili indicazioni sulle prospettive di caratterizzazione del settore olivicolo locale . Su tutti gli oli esaminati, le analisi chimiche inerenti alla determinazione dell’acidità e del numero di perossidi, hanno evidenziato che la quasi totalità della produzione di extravergini è posta su buoni livelli qualitativi quando vengono rispettati i tempi di raccolta e le tecniche estrattive. Dalla correlazione dei polifenoli con l’epoca di raccolta, sembrerebbe che quest’ultima influenzi il contenuto degli stessi, infatti il protrarsi della raccolta determina una diminuzione sostanziale degli stessi. Sicuramente, anche gli aspetti agronomici, incidono in maniera significativa sul contenuto in polifenoli e sulla qualità complessiva dell’olio. Sembra infine che questi composti presentino una variabilità significativa anche in relazione ai diversi areali di produzione e che quindi il loro profilo qualitativo e quantitativo sia legato al territorio. La variabilità più significativa nella concentrazione in polifenoli totali è rappresentata dalla cultivar; questa indicazione può rappresentare un dato preliminare su cui sarebbe necessario svolgere approfondimenti mirati ad analizzare oli monovarietali coltivati nei diversi areali. In conclusione, sembra emergere, a livello di ipotesi di lavoro, la possibilità di proporre i polifenoli come marcatori di tipicità e quindi di rintracciabilità dei diversi oli prodotti nella piana di Gioia Tauro. Nell’ambito del progetto di caratterizzazione della produzione d'olio extravergine nella piana di Gioia Tauro, ai fini di valorizzare la filiera oleicola locale, a questo primo studio esplorativo dovrà seguire una indagini mirata volta alla caratterizzazione dei diversi fattori determinanti la variabilità della produzione tra i vari areali.
As regards to the importance of the valorization of the olive tree cultivation in Calabria by a re-organization of the sector which, besides, takes into account new analitycal parameters to combine with those already established by the disciplinary of Calabrian DOP, it was considered necessary to start a study about any differences in the composition of antioxidant micronutrients exsisting in extra-virgin olive oils of Calabrian production, This research was conducted. Therefore. In order to acquire information for a nutritional chemical characterization from a territory dedicated to the olive-tree cultivation as that of the plain of Gioia Tauro, The study refers to the data concerning to the oil producted in oil campaign in 2005-2006-2007-2008. The sampled oil samples were submitted to the determination of acidity and perioxid falls within the parameters of classification of oils in terms of quality merchandise. The choice of polyphenols and present them as analitycal parameters useful to characterization was determined also for their capability to give to oil sensory nutritional characteristics of great importance. The polyphenols contained in extra-virgin olive oil are indeed the main responsible of the most health effects of this food and of the Mediterrean diet. This research provided a check of a series of characteristics of oil production in the plain of Gioia Tauro and particularly related to the polyphenol content and then to obtain useful information on the prospects of characterization of local olive oil sector. The chemical analysis concerning to the determination of acidity and the number of perioxidis on all examined oils showed that almost all the production of extra-virgin oils is placed on a good quality when time of harvest and estraction techniques are respected. It would seem that from the correlation of polyphenols with the time of harvest leads to a substantial decrease of them. Certainly also the agronomic aspects affect significatively the content of polyphenols and the total quality of oil. It seems at last that those components have a significant variability also in relation to the different areasof production and for this reason their qualitative and quantitative aspect is limited to the territory The most significant variability on the concentration of the total polyphenols is represented by cultivar; this indication can represent a preliminary on which it would be necessary conduct a further research to analyse mono-.varietal oils cultivated in different areas. At the end it seems to emerge for a working hypothesis, the possibility of proposing the polyphenols as markers of typicality and then traceability of different oils produced in the plain of Gioia Tauro. In the context of the proposed characterization of the extra-virgin oil production in the plain of Gioia Tauro in order to enhance the local olive oil production chain , a targeted investigation will follow the first exploratory study, aimed to the characterization of different factors determining the variability of production among different areas.

Numerosi dati sperimentali dimostrano che la disfunzione mitocondriale è coinvolta in molti disordini neurodegenerativi. I mitocondri rappresentano il sito di inizio del danno nei disordini neurodegenerativi e queste evidenze si basano parzialmente sul decremento dell attività dei complessi della catena respiratoria nella malattia di Parkinson, nella malattia di Alzheimer, e nella malattia di Huntington. Nel 1972 Harman propose che i mitocondri avessero un ruolo centrale nei processi di invecchiamento. Secondo questa teoria, i radicali liberi, considerati i fattori primari di stress ossidativo, generati attraverso il metabolismo mitocondriale, possono causare funzioni anormali e morte cellulare, L ossidazione delle proteine e dei lipidi altera l omeostasi redox e porta all accumulo di proteine unfolded o misfolded nel cervello. Il morbo di Parkinson, la malattia di Alzheimer e l atassia di Friedreich sono malattie neurologiche che hanno come comune denominatore la produzione di proteine anomale. La disfunzione mitocondriale e lo stress ossidativo contribuiscono alla patogenesi delle così dette malattie delle proteine conformazionali. Uno dei principali sistemi redox intracellulari coinvolti nella neuroprotezione è il sistema dei vitageni. I vitageni codificano per la heat shock protein (Hsp) Hsp-70, l emeossigenasi-1, la tioredoxina reduttasi e le sirtuine. Studi nutrizionali dimostrano che l invecchiamento negli animali può essere significativamente influenzato da una restrizione della dieta. La qualità della vita (lifespan) aumenta, poiché i vari tessuti, nelle malattie, possono essere protetti riducendo l energia d entrata, con il controllo della restrizione calorica o con il digiuno ad intermittenza. Il ruolo neuroprotettivo di antiossidanti dietetici, quali il curcumino, l acetyl-L-carnitina e la carnosina è stato dimostrato attraverso l attivazione di queste vie intracellulari redox-sensibili. I vitageni potrebbero quindi rappresentare importanti targets per nuove strategie terapeutiche. La modulazione dei pathways di stress cellulare e la ricerca di strategie neuroprotettive, mediante interventi di tipo farmacologico ed alimentare, potrebbe avere un ruolo fondamentale nel trattamento delle malattie neurodegenerative.

Il marketing nel settore vitivinicolo sta facendo i conti con una nuova esigenza: la promozione del benessere dell’individuo. Gli scandali alimentari degli ultimi anni, l’aumento delle malattie croniche legate all’alimentazione e i conseguenti aumenti dei costi sanitari hanno aumentato l’interesse da parte della società verso una vita più sana ed equilibrata. Se da una parte il consumatore sta diventando più attento a ciò che mangia e beve, contemporaneamente anche la politica pubblica ha iniziato ad interessarsi maggiormente verso questo tema e a trovare nuovi rimedi per tali problemi. La presente ricerca intende contribuire all’attuale dibattito che il legislatore europeo sta affrontando con i produttori e le associazioni del vino europee sull’inclusione delle informazioni nutrizionali e delle avvertenze sanitarie sull’etichette dei vini, esplorando le preferenze dei consumatori. Dopo aver analizzato i consumi alimentari e di vino, e aver definito i concetti di qualità e sicurezza alimentare, l’elaborato si concentrerà sul tema dell’etichettatura, definendone il significato ed illustrando l’evoluzione normativa fino ai nostri giorni. Attraverso un questionario online l’obiettivo di tale ricerca verterà sulla comprensione delle preferenze dei consumatori italiani verso l’introduzione delle informazioni nutrizionali e avvertenze sanitarie sull’etichette dei vini. I risultati saranno quindi utili sia al legislatore europeo per meglio definire le mosse legislative in questo settore, sia ai produttori di vino dello stivale che ad oggi, essendo tali indicazioni non obbligatorie, si chiedono se possano rappresentare un valore aggiunto e quindi se sia meglio indicarle o meno sulle loro bottiglie di vino.

Lo scopo del progetto di ricerca, sviluppato durante il triennio 2014-2016, è il miglioramento delle conoscenze dei profili nutrizionali identificativi di diverse specie ittiche, con un approccio che combina conoscenze nell’ambito delle analisi chimiche e del campo genetico-molecolare. L’obiettivo del lavoro è stato tradurre tutti i dati raccolti dalle analisi in informazioni utili in un database pubblico chiamato Ittiobase. Lo studio nasce dalla collaborazione tra il Dipartimento di Scienze Chimiche e Farmaceutiche dell’Università di Ferrara e l’Istituto Zooprofilattico Sperimentale delle Venezie – CSI di Adria. La prima parte della ricerca è stato lo studio preliminare delle specie ittiche più rappresentative della pesca e dell’acquacoltura italiana. Sono state raccolte informazioni sulle specie, maggiormente commercializzate e presenti sul mercato nazionale e sono state reperite 13 specie ittiche. Per ogni specie, sono stati campionati una decina di soggetti; ogni esemplare è stato identificato morfologicamente, classificato e fotografato. La seconda parte ha previsto l’analisi genetica delle specie campionate. Sono stati analizzati 118 campioni. Le analisi molecolari hanno previsto tre passaggi: 1) estrazione degli acidi nucleici dai tessuti muscolari, 2) quantificazione del DNA (ng/µL), 3) amplificazione del DNA, utilizzando una metodica di PCR end-point. Il Citocromo Ossidasi Primo (COI) è il gene di elezione per analisi di Barcoding. L’identità (genere e specie) per ciascun campione, riscontrata con le analisi biomolecolari, ha confermato i risultati preliminari dell’identificazione morfologica. Sulle sequenze ottenute è stata osservata una discreta variabilità delle diverse specie, la specie con maggiore variabilità è stata la Sardina; a seguire il Tombarello ed il Pesce sciabola. Con assenza di variabilità è il Tonno rosso, ma ciò conferma i dati presenti anche in altri lavori. Nella terza parte le analisi chimiche sono state eseguite su matrici di tessuto muscolare congelato per valutare il profilo lipidico delle diverse specie. Sono stati valutati e confrontati i profili ottenuti, evidenziando possibili differenze quali-quantitative tra le diverse specie. I risultati sono stati molto interessanti, in molte specie come Sardina, tonno Alalunga, Sgombro e Tombarello il DHA ha un range tra il 19% ed il 22% confermando i risultati di diversi studi di inserire queste categorie di pesce nella dieta per un corretto apporto di omega-3. Dato altrettanto interessante e non atteso è stato l’alto contenuto (range tra il 2% ed 8%) dell’acido linolenico, nelle specie d’acqua dolce come Temolo, Vairone ed Agone; ciò suggerisce una maggiore valorizzazione di queste specie ittiche all’interno della dieta del consumatore finale. Nell’analisi delle componenti principali (PCA) si osserva in generale la formazione di cluster ben definiti e caratterizzanti per ciascuna specie come per esempio Temolo, Sgombro e Sardina. Per altre specie come Tonno rosso il cluster diventa più ampiamente distribuito; ciò può essere legato alla presenza di diversi areali di pesca ed alla taglia diversamente omogenea per alcune specie. Nella quarta parte è stato previsto uno studio preliminare dei campioni, già analizzati chimicamente e geneticamente, di alcune specie pelagiche come Scombro, tonno Alalunga, Tonno rosso e Tombarello, utilizzando gli isotopi stabili del carbonio e dell’azoto. L’obiettivo è stato di studiare come la combinazione tra profili degli acidi grassi e misurazioni isotopiche potessero essere un nuovo strumento per la tracciabilità e caratterizzazione di queste specie. Il Barcoding non riesce ad essere discriminante per il genere Thunnus mentre l'approccio analitico integrato, ha mostrato una buona discriminazione delle specie e una separazione geografica spaziale dei due predatori Alalunga e Tonno rosso
The research project developed during the period 2014-2016 and its purpose is the improvement of information and knowledge of identifying nutrient profiles of different fish species. We use an approach that combines chemical and genetic-molecular analysis. The aim of the work was to translate all data of research into useful information for inclusion in a public database: ITTIOBASE. This project is a collaboration between the Department of Chemical and Pharmaceutical Sciences of the University of Ferrara and the Istitute Zooprofilattico Sperimentale delle Venezie - CSI Adria. The first part of research has been facing a preliminary study of the most representative species of the Italian fisheries and aquaculture. Information on the fish species was collected from local market and we founded 13 different species of fish. For each species, we used ten animals to be analyzed; each specimen was morphologically identified, classified and photographed. The second part of the project involved the genetic analysis. We analyzed 118 samples. Molecular analyzes provided three steps: (1) extraction of nucleic acids from muscle tissue samples, (2) the quantification of DNA (ng/µL) and (3) amplification with PCR end-point. The Cytochrome Oxidase First (COI) is gene target for Barcoding analysis. Sequences were used in studying genetic variability; we observe how this parameter could be present in a highly conserved gene as the cytochrome oxidase I. A clear variability can be noticed in some different species, the one with greater variability was the Sardina pilchardus; followed by frigate Auxis rochei and Lepidopus caudatus. In agreement with other published studies we can highlight absence of variability in the Thunnus thynnus. This lack of variability of a mitochondrial gene leads to the difficulty of the technique barcoding going to correctly identify the species of the genus Thunnus. In the third part of the project, chemical analysis were performed on frozen muscle tissue to assess the lipid profile of the different species. The results are very interesting: in many species such as Sardina pilchardus, Auxis rochei, Thunnus alalunga and Scomber scombrus, the DHA is included in a range between 19% and 22%. It is in agreement with the results of many studies than include these categories of fish in the diet for proper intake of omega-3. Another interesting and not expected data is the high content (range between 2% and 8%) of linolenic acid. This is the precursor of EPA and DHA, in the fresh water species such as Telestes muticellus, Alosa fallax lacustris and Thymallus thymallus. This suggests a greater enhancement of these fish species in the diet, through an increasing information to the final consumer. The PCA analysis of the main components show the formation of well-defined and characteristic clusters for each species. For some species such as Thymallus thymallus, Scomber scombrus and Sardina pilchardus, the clusters are well defined and compact, for other species like Thunnus thynnus, the cluster becomes more widely distributed; this can be linked to the presence of different distribution areas of fishing and otherwise homogeneous size for some species. In the fourth part of the project, the samples of pelagic species are been analyzed in a preliminary study. Scomber scombrus, Thunnus alalunga, Thunnus thynnus, Auxis rochei, belonging to the family Scombridae, are used in techniques of stable isotopes of carbon and nitrogen. The aim was to study how the combination of fatty acid profiles and isotopic measurements could be a new tool for tracking and characterization of these species. In fact the integrated analytical approach, in this work, showed good discrimination of species and a spatial geographic separation in the two largest predators Thunnus alalunga and Thunnus thynnus. All information, derived from different techniques, were included in ITTIOBASE database.

Una corretta nutrizione degli animali d’allevamento permette di ottenere un adeguato livello produttivo e di benessere delle specie allevate, assicurando nel contempo il raggiungimento di ottimali caratteristiche qualitative dei prodotti derivati, in modo da garantire al consumatore alimenti che soddisfino i requisiti richiesti di sicurezza e salubrità e presentino un adeguato valore nutrizionale. In questo contesto, l’applicazione di strategie nutrizionali, inclusa l’aggiunta di additivi, utilizzati per migliorare le caratteristiche nutrizionali dei mangimi, può svolgere un ruolo determinante nella moderna zootecnia e costituisce uno dei temi principali del quadro normativo dell’Unione Europea. Nel presente elaborato sono presentati quattro studi in vivo che valutano gli effetti della dieta sulle performance quanti qualitative di polli da carne e suini; in particolare si sono considerati alcuni interventi quali l’impiego di emulsionanti, di un estratto polpe di oliva ad elevato tenore di polifenoli e di un probiotico nell’intero ciclo produttivo del pollo da carne, mentre per quanto riguarda la specie suina, l’integrazione dell’estratto polpe di oliva ad elevato tenore di polifenoli ha riguardato il periodo compreso tra la fine della gestazione e lo svezzamento dei suinetti, considerati due dei momenti più delicati dell’allevamento di questa specie. La prima prova sperimentale prevedeva l’integrazione di un emulsionante sintetico a 1200 pulcini ROSS 308, equamente suddivisi in maschi e femmine e suddivisi in 4 gruppi costituiti da 12 recinti e 25 animali ciascuno. E’ stato utilizzato un disegno sperimentale multifattoriale 2x2 che permette di confrontare il trattamento alimentare (C vs T) e il sesso. L’additivo è stato somministrato in dosi di 1g/kg dal giorno 0 al giorno 12, 0,75g/kg dal giorno 12 al giorno 22 e di 0,5g/kg dal giorno 22 al termine della prova (37 giorni per le femmine e 44 per i maschi). Durante lo svolgimento della prova sono stati valutati i principali parametri produttivi (PV, IMPG, FI e ICA), mentre in fase di macellazione sono stati prelevati campioni di sangue, di tessuto epatico e del contenuto cecale per le successive analisi; è stato inoltre prelevato il petto per la determinazione della resa della carcassa e della qualità della carne. I risultati hanno mostrato che la supplementazione con emulsionante ha aumentato il peso vivo al giorno 12 (P=0.02), l’incremento ponderale nel primo periodo (0-12 giorni; P=0.06) e la resa alla macellazione (P=0.02). Relativamente alla qualità della carne, il gruppo trattato ha mostrato un significativo incremento dell’indice b* (P<0.01) e una riduzione delle perdite in cottura (P=0.03). Il trattamento con l’emulsionante ha aumentato il contenuto plasmatico di colesterolo, HDL e LDL rispetto al gruppo controllo (P<0.01; P=0.02; P<0.01, rispettivamente), mentre non sono state osservate differenze significative sulla flora microbica intestinale. A partire da campioni epatici, è stata valutata l’espressione dei geni Apo A-I e Apo B, direttamente coinvolti con il metabolismo lipidico ed è stata riscontrata una significativa up regolazione (P=0.0056) del gene Apo B nelle femmine trattate. In conclusione, sebbene il sesso e l’età degli animali rappresentino importanti variabili da considerare, l’integrazione dell’emulsionante nell'alimentazione di polli da carne è in grado di apportare interessanti modifiche sui parametri di crescita, sul metabolismo lipidico, nonché sull'espressione di alcuni geni coinvolti. La seconda prova sperimentale ha valutato gli effetti della somministrazione di un estratto polpe di oliva ad elevato tenore di polifenoli sulle performance di 720 pulcini ROSS 308 di sesso femmina. Gli animali sono stati suddivisi in quattro gruppi sperimentali, costituiti da 12 recinti e 20 soggetti ciascuno, e alimentati con 200 I.U./kg di vitamina E (T1), 1 e 5gr/kg di Ethifenol (T2 e T3, rispettivamente), titolato a 25mg/g di polifenoli totali. Durante lo svolgimento della prova sono stati valutati i principali parametri produttivi (PV, IMPG, FI e ICA), in fase di macellazione sono stati prelevati campioni di sangue, di tessuto epatico e del contenuto cecale per le successive analisi, inoltre è stato prelevato il petto per la determinazione della resa della carcassa e della qualità della carne. I risultati relativi ai parametri produttivi e alle analisi microbiologiche del cieco non hanno mostrato differenze significative tra i gruppi sperimentali. Al contrario, l’integrazione dell’additivo ha modificato il parametro b*(giallo) della pelle degli animali (P=0.003). A partire da campioni di tessuto epatico prelevati è stata effettuata l’estrazione e la quantificazione dei polifenoli totali e la valutazione di alcuni geni coinvolti nel metabolismo lipidico (PPAR, ATGL, ACACA, CPT-1, ACOX e FASN). Sebbene in assenza di significatività statistica (P>0.05), la concentrazione di composti fenolici presenti nel fegato rispecchia il livello crescente di integrazione; in aggiunta, è stata osservata una modificazione non significativa dell’espressione dei geni sopra riportati. In conclusione, la somministrazione dell’additivo oggetto della prova ha apportato dei lievi benefici, che tuttavia appaiono interessanti considerando il breve ciclo produttivo dei polli da carne. La terza prova sperimentale ha previsto l’integrazione dell’estratto di polpe di oliva, oggetto della precedente prova, a 18 scrofe pluripare (fase 1), omogenee per età e ordine di parto, suddivise in due gruppi sperimentali di 9 soggetti ciascuno (controllo = C e trattato = T), per un periodo di circa 40 giorni (da circa due settimane prima della data prevista del parto al termine della lattazione). Il gruppo T ha ricevuto una dieta basale (C) addizionata con l’estratto di oliva in quantità di 1,25kg/ton. Al termine della lattazione (25d), tutti i suinetti nati (n=180) sono stati suddivisi in 4 gruppi sperimentali costituiti da 45 soggetti e 9 repliche ciascuno (fase 2), per una durata di 42 giorni. I suinetti appartenenti al gruppo Ctr-Ctr, provenivano da madri C e non hanno ricevuto l’estratto, il gruppo CtrT, proveniva da scrofe controllo, ma ha ricevuto l’additivo; il gruppo T-Ctr nato da madri T non ha ricevuto l’integrazione, infine i soggetti appartenenti al gruppo T-T, nati da scrofe trattate, hanno ricevuto l’estratto di oliva. La fase 2 è stata suddivisa in due periodi (prestarter 0-14d e starter 1542d) e le diete degli animali T sono state integrate con 5,0 e 2,5kg/ton di estratto di oliva, rispettivamente nel primo e nel secondo periodo. Durante la fase 1, sono stati raccolti dati relativi alla condizione corporea e ai parametri riproduttivi delle scrofe, nonché campioni di colostro, per determinare la concentrazione totale di polifenoli e la capacità antiossidante dello stesso. Durante lo svolgimento della fase 2 sono stati invece valutati i principali parametri produttivi dei suinetti (PV, IMPG, FI e ICA). I risultati relativi alla fase 1 non hanno mostrato differenze significative in seguito all'integrazione dell’estratto; tuttavia i parametri produttivi e riproduttivi del gruppo T sono risultati superiori. Per quanto riguarda le analisi del colostro, il potere antiossidante delle scrofe trattate era statisticamente più elevato (P=0.05) rispetto al gruppo C, sebbene la concentrazione di polifenoli totali non ha riportato variazioni significative tra i due gruppi (P>0.05). La fase 2 ha presentato dei risultati più interessanti; il gruppo T-Ctr ha mostrato un maggiore peso vivo al giorno 42 (P=0.03) e un maggior IMPG nel secondo periodo (14-42d) e come media complessiva (0-42d) (P=0.03 e P=0.05, rispettivamente) rispetto al gruppo Ctr-T. Inoltre, l’indice di conversione alimentare (ICA), la resa alimentare e la resa alla trasformazione del gruppo T-Ctr hanno riportato valori statisticamente significativi (P0.01) rispetto agli altri gruppi sperimentali. In conclusione, l’integrazione dell’estratto oggetto della prova ha mostrato i migliori risultati sulle performance dei suinetti, sottolineando l’importanza del latte materno come veicolo di sostanze funzionali e suggerendo possibili effetti benefici del composto d’interesse sulle condizioni generali di salute degli animali; tuttavia l’impiego di estratti vegetali in alimentazione animale presenta un quadro molto complesso, caratterizzato dalla presenza e dall’interazione di molti fattori differenti. La quarta prova sperimentale ha valutato gli effetti della somministrazione di un probiotico costituito da Lactobacillus farmaciminis e L. rhamnosus sulle performance produttive di 960 pulcini ROSS 308 di sesso maschile per una durata di 48 giorni. Gli animali sono stati suddivisi in 4 gruppi sperimentali, costituiti da 12 recinti e 20 soggetti ciascuno; i 3 gruppi trattati (T1, T2 e T3) erano alimentati con una dieta base (CTR) integrata con 600, 400 e 200g/ton di probiotico, rispettivamente. Durante lo svolgimento della prova sono stati valutati i principali parametri produttivi (PV, IMPG, FI e ICA); mentre in fase di macellazione è stato prelevato il petto per la determinazione della resa della carcassa. I risultati relativi alle performance di crescita non hanno evidenziato differenze significative per i parametri analizzati, inoltre, non è stata osservata alcuna differenza statistica per quanto riguarda i rilievi alla macellazione, resa e peso del petto (P>0.05). Per concludere, la somministrazione del probiotico oggetto della prova non ha modificato i parametri considerati, tuttavia non sono da escludere possibili effetti dell’additivo sulla modulazione della flora microbica intestinale e sulle proprietà qualitative delle carni. In tal senso, saranno necessari ulteriori e più approfonditi studi per analizzare le conseguenze sul metabolismo generale di animali a rapida crescita. Analizzando i risultati ottenuti nelle prove sperimentali, è possibile affermare che l’integrazione di sostanze ad azione benefica nell’alimentazione degli animali da reddito è in grado non solo di modificare in maniera significativa i principali parametri di crescita degli stessi e la qualità dei prodotti destinati al consumatore, ma anche di migliorare le condizioni generali di benessere e influenzare positivamente l’equilibrio intestinale degli stessi.
Optimal animal nutrition allows adequate productive performance and correct welfare conditions of livestock species; moreover, it ensures animal’s products with high-quality characteristics that meet safety and security requirements for the consumers and guarantees a suitable nutritional value. In this context, the application of nutritional strategies, including the supplementation of additives, used to improve feed nutrition, may play a significant role in livestock production; it also represents an important issue in the regulatory framework of the European Union. In this paper, four in vivo trials are presented to evaluate the dietary effects on the quali-quantitative performance of broiler chickens and pigs. In particular, the use of synthetic emulsifiers, a polyphenols-enriched olive pulp extract and a probiotic was considered in the whole production cycle of broiler chicken. Whereas, the polyphenol-enriched olive pulp extract was added in the diet of sows and piglets to investigate the positive effects of this supplementation in two critical moments of the productive system of this species: the peripartum of the sows and the weaning of piglets. In the first experimental trial, a total of 1200 one-day-old ROSS 308 broiler chicks were assigned to four experimental groups consisting of 15 pens with 25 birds per pen. A 2×2 factorial design was applied to compare the different dietary treatments [control diet (CTR) or diet supplemented with AVI-MUL TOP (AMT) at 1g/kg from d 0 to 12, 0.75g/kg from d 12 to 22 and 0.5g/kg from d 22 to 44] and gender. Growth performance (BW, ADG, FI and FCR) were determined on days 0, 12, 22, 37 and 44 for males. One female chick (day 37) and one male chick (day 44) from each pen were chosen on BW basis and slaughtered to collect blood, liver samples and caecum content and to determine the dressing and breast muscle percentages. AMT supplementation increased BW on day 12 (P=0.02), ADG from day 0 to 12 (P<0.05), ADFI from day 12 to 22 (P=0.06). Moreover AMT supplementation reduced FCR from days 0 to 44 (P<0.05) in males. Dietary AMT significantly increased the b* index (yellowness) (P<0.01) and reduced cooking loss (P=0.03). The emulsifier also increased plasma cholesterol, HDL and LDL content compared to the control (P<0.01, P=0.02, P<0.01, respectively), while no significant differences were observed on intestinal microbial flora among treatments. The expression of Apo A-I and Apo B lipid metabolism related genes was evaluated from the liver samples and a significant up regulation (P=0.0056) of the Apo B gene was found in AMT females chicks. In conclusion, the supplementation of AMT may have a beneficial effect on the growth performance, lipid metabolism and meat quality of broiler chicks. The second experimental trial evaluated the dietary effects of a polyphenol-enriched olive pulp extract on 720 one-day old ROSS 308 female chicks, equally assigned to four experimental groups consisting of 12 pens and 20 animals each. The dietary treatments were control diets (CTR) or diet supplemented with 200 IU/kg of vitamin E (T1), 1 and 5 g/kg of Ethifenol (T2 and T3, respectively). The substance in exam had a total polyphenols concentration of 25mg/g. Growth performance (BW, ADG, FI and FCR) were determined on days 0, 10, 20 and 35. At the end of the trial, one female chick was chosen from each pen on BW basis and slaughtered to collect blood, liver samples and caecum content and to determine the dressing and breast muscle percentages. The supplementation of the olive pulp extract did not show any significant differences (P>0.05) on the growth parameters and caecum microbiological analysis among the groups; while the dietary supplementation significantly improved the b* index (yellowness) of animal skin (P=0.003). The extraction and quantification of total polyphenols and the expression of some lipid metabolism related genes (PPARα, ATGL, ACACA, CPT-1, ACOX and FASN) were performed from hepatic samples. The hepatic concentration of phenolic compounds did not show any statistical differences (P>0.05) among the groups, although it reflects the supplementation level. No statistical differences were also found in the gene expression. In conclusion, the olive pulp extract showed minor benefits on the growth performances, which however appear interesting considering the short production cycle of these animals. The third experimental trial was divided into two phases to investigated the effects of the polyphenolsenriched olive pulp extract supplementation on the performance of sows and piglets. During phase 1, 18 multiparous sows, homogeneous by age and birth order, were assigned to two experimental groups of 9 animals each. The dietary treatment were control diet (C) or diet supplemented with 1.25kg/ton of olive pulp extract (T). The compound of interest was added to the diet for a period of about 40 days (from two weeks before the expected date of birth to the end of lactation). Body condition and reproductive parameters were analyzed and colostrum samples were collected to determine the total polyphenols concentration and the antioxidant activity. In phase 2, 180 newborn piglets, homogeneous by body weight, were assigned to four experimental groups consisting of 45 animals and 9 replicates each. The Ctr-Ctr piglets were born from control sows and did not receive the extract, the Ctr-T group was composed by control sow’s piglets who received the compound; the T-Ctr piglets group was born from treated sows and they did not receive the olive pulp extract and the T-T group was composed by treated sow’s piglets who received the extract. Phase 2 was divided into two periods (prestarter from d 0 to 14 and starter from d 15 to 42) and dietary treatments were control diet (Ctr) and diet supplemented with 5.0 and 2.5kg/ton of olive pulp extract (T) in the first and second period, respectively. Growth performance (BW, ADG, FI and FCR) were determined on days 0, 14 and 42. The supplementation did not show any significant differences (P>0.05) in phase 1; however, it was observed that the body condition and reproductive parameters of the treated animals were higher than the control group. The antioxidant activity of T sows was statistically higher (P=0.05), although the total polyphenol concentrations did not show significant variations (P>0.05) between the two groups. In phase 2, the T-Ctr group showed higher body weight at day 42 (P=0.03) and higher ADG during the second period (14-42d) and overall (0-42d) (P=0.03 and P=0.05, respectively) compared to the other groups. Moreover, FCR, carcass yield and transformation yield of the T-Ctr group were statistically significant (P≤0.01) compared to the other experimental groups. In conclusion, the supplementation of the compound of interest showed the best results on the piglets’ performance, underlining the importance of milk as a vehicle of functional substances and suggesting possible beneficial effects on the general health conditions. In the fourth experimental trial, a total of 960 one-day-old ROSS 308 male broiler chicks were assigned to four experimental groups consisting of 12 pens with 20 animals per pen.The dietary treatments were control diet (CTR) and diet supplemented with 600, 400 and 200g/t of METALACT (T1, T2 and T3, respectively). The probiotic additive was composed by a mixture of Lactobacillus pharmacimis and L. rhamnosus and supplemented for a period of 48 days. Growth performance (BW, ADG, FI and FCR) were determined on days 0, 11, 22 and 48. At the end of the trial, one chick from each pen was chosen on BW basis and slaughtered to determine the dressing and breast muscle percentages. The METALACT supplementation did not showed any significant differences (P>0.05) on the growth parameters investigated. In conclusion, the probiotic did not modify the growth performance, but it is not possible to exclude possible beneficial effects on modulation of the microbial intestinal flora and on the qualitative properties of the meat. The overall results showed that the dietary supplementation of beneficial substances is not only able to significantly modify the animal’s growth performance and the quality of the products, but it is also able to improve the general welfare conditions and the intestinal balance of the livestock species.

OTTIMIZZAZIONE DELL’APPORTO PROTEICO NELLA NUTRIZIONE DEL NEONATO PRETERMINE La crescita rappresenta un importante outcome nella cura dei neonati pretermine. Tuttavia è ancora oggetto di studio quale sia lo schema nutrizionale più adeguato per sostenere la crescita dei neonati di peso estremamente basso alla nascita (ELBW). I pazienti ricevono la nutrizione parenterale (PN) nelle prime tre settimane di vita. L’ottimale composizione della PN da somministrare ai neonati, dal punto di vista quantitativo e qualitativo è tutt’ora oggetto di dibattito. Il primo obiettivo in questo lavoro di tesi è stato quello di confrontare gli outcome nutrizionali di due diverse miscele amminoacidiche, Primene10% e Trophamine6%, Baxter S.p.A, cercando di individuare la soluzione amminoacidica meglio tollerata. Il secondo obiettivo è stato quello di valutare l’incidenza di acidosi metabolica neonatale ed il profilo amminoacidico plasmatico al settimo giorno di vita in corso di PN. Gli amminoacidi sono gli ingredienti chiave della PN, promuovono l’anabolismo e il catabolismo cellulare. A causa dei numerosi problemi neurologici e metabolici, legati all’immaturità gastrointestinale, spesso i pretermine presentano patologie che portano a ritardi mentali nello sviluppo neurologico e ad una ridotta tolleranza alimentare. Dai nostri risultati è emerso che le due miscele amminoacidiche sono piuttosto simili negli outcome nutrizionali e i neonati pretermine non sembrano essere troppo sensibili al cambiamento dei parametri metabolici all’interno di un range di valori considerati buoni. Ad oggi non esiste in commercio una miscela disegnata specificatamente per questi neonati. Anche se i progressi in neonatologia hanno prodotto un minor numero di acidosi abbassando il valore dell’urea plasmatico, resta da chiarire la sicurezza e la tollerabilità delle miscele. Ricerche future potranno migliorare la qualità degli aminoacidi infusi in PN, bypassando così in parte il gap della scarsa crescita.
OPTIMIZATION OF PROTEIN INTAKE IN PRETERM INFANT NUTRITION Growth is an important outcome in the care of preterm infants. However, it is still under investigation which is the most appropriate nutritional scheme to support growth of infants of extremely low birth weight (ELBW). Patients receiving parenteral nutrition (PN) in the first three weeks of life. The optimal composition of PN to be administered to infants, from a quantitative and qualitative point of view, is still subject of debate. The first goal in this thesis was to compare the nutritional outcomes of two different amino acid solutions, Primene10% and Trophamine6%, Baxter S.p.A., trying to identify the amino acid solution better tolerated. The second aim was to evaluate the incidence of neonatal metabolic acidosis and plasma amino acid profile on the seventh day after birth during PN. Amino acids are the key ingredients of PN, they promote cellular anabolism and catabolism. Because of the many neurological and metabolic problems, related gastrointestinal immaturity, preterm infants often have conditions that lead to mental retardation in neurological development and a reduced food tolerance. Our results showed that the two amino acid solutions are quite similar in nutritional outcomes and preterm infants do not seem to be too sensitive to changes in metabolic parameters within a range of values considered good. Today does not exist in commerce a solution specifically designed for these infants. Although the progress in neonatology have produced fewer acidosis lowering the plasma urea value, it remains to clarify the safety and tolerability of the mixtures. Future research will improve the quality of the infused amino acids in PN, thus bypassing part of the gap of poor growth.

L’apicoltura è una pratica millenaria diffusa in tutto il mondo, contraddistinta da specifiche caratteristiche tipiche della regione di appartenenza. Agli inizi degli anni ‘70, l’International Bee Research Association (IBRA) stimava in oltre cinquanta milioni il numero di alveari attivi nel mondo, con una maggiore concentrazione in Europa. Dati recenti forniti dalla FAO hanno mostrato un incremento del numero di alveari del 10%, correlato alla diffusione dell’apicoltura anche nei paesi in via di sviluppo. Nella produzione italiana di miele, sono presenti anche quelli di melata, attualmente oggetto di numerosi studi per la valorizzazione delle loro proprietà peculiari. In questo elaborato si è voluto analizzare quali siano tali tratti caratterizzanti dei mieli di melata provenienti da produzioni nazionali e mondiali. La prima parte della tesi descrive le principali fonti giuridiche attraverso le quali viene normato il miele di melata nel territorio italiano, quali il D.lgs n.179, e la circolare MIPAFF n.3 del 12 luglio del 2007, concernente l’applicazione del precedente decreto, specifica per i mieli di melata. Sono presenti, inoltre, alcuni esempi di produzioni di mieli di melata europei e mondiali. La seconda parte dell’elaborato presenta le principali specie vegetali ed entomologiche che svolgono un ruolo determinante nella produzione di questa tipologia di prodotti, facendo riferimento al metodo di conversione della melata bottinata dalle api in miele. La terza parte si focalizza sugli aspetti relativi alle caratteristiche compositive, sensoriali e melissopalinologiche proprie del prodotto, rappresentando le procedure analitiche per la determinazione dei relativi parametri, descrivendo le parti costitutive e i metodi impiegati. L'ultima parte dell’elaborato approfondisce particolari casi studio di mieli di melata provenienti da differenti regioni geografiche analizzandone alcune interessanti proprietà nutrizionali e salutistiche.

vgf is an inducible gene implicated in the regulation of energy balance. Its derived gene product, VGF, acts as a multi-functional precursor, where from a modulated diversity of VGF peptides are differentially produced by post-translational processing. In the present context, it is relevant to note that chronic administration of the VGF derived peptide TLQP-21 delayed the onset of overt diabetes in Zucker diabetic fatty rats, and potentiated glucose stimolated insulin secretion from rat and human islets, resulting in improved glucose tolerance in vivo. The extended form TLQP-62 stimulated insulin secretion from insulinoma cell lines. Nonetheless, the precise localizations and in vivo response of several diversely acting VGF-peptides have been scarcely clarified. My aim has been to address the response to glucose of a number of VGF peptides, with a focus on: 3 peptide stretches within the C-terminal domain of the precursor (TLQP-21; NAPP-19 and VGF C-terminus), and the QQET-30 peptide. Thus, I have carried out an immunohistochemical and image-quantification study on the endocrine pancreas and the hypothalamic Suprachiasmatic Nucleus (SCN). In parallel, the same peptides were measured in plasma by ELISA. Specific antibodies for peptides related to the VGF C-terminus, and to the known VGF cleavage products: TLQP-21, NAPP-19, and QQET-30 were used. Antibodies were directed to the relevant N- or C-terminal end of the mentioned cleaved peptides. Affinity purification procedures (sequential and differential steps) were used to optimise antibodies and their applications, as well as to characterise their molecular specificity under non-competitive conditions. Mice (Group1, male, 12 weeks) underwent a period of starvation (18h), hence received (i.p.) a glucose load, or saline, and were sacrificed 30/120 min later. A pilot study (Group2) was perfomed on high-fat diet obese mice, similarly exposed to a glucose load. As expected, the glucose load resulted in a glicemia peak at 30 min, with return toward basal values at 120 min. TLQP-21 like peptides showed a progressive increase in plasma 30 and 120 min after the glucose load, in parallel to a major pancreatic islets degranulation at 30 min, and a reconstitution of their tissue stores at 120 min. Such peptides were not produced in the SCN, at least in their known, N-terminally cleaved form. Conversely, VGF C-terminus, QQET-30 and NAPP-19 related peptides were found to be reduced in plasma at 30 min, and returned toward basal values after 120 min. QQET-30 related peptides were not revealed in pancreatic islets, while showing a negative modulation (reduced immunoreactivity) in SCN 120 min after the glucose load. A similar trend was revealed for NAPP-19 related peptides. As to obese mice (Group2), TLQP-21 related peptides showed a clear cut increase vs. non-obese animals, both under basal and glucose-load conditions, associated with a blunted response to glucose in both pancreatic islets and plasma. In the same mice, NAPP-19 like peptides were somewhat more abundant in pancreatic islets and reduced in plasma, with little response to glucose. On the whole, VGF peptides appeared to show a significant response to the acute administration of glucose, with distinct differential patterns across the peptides studied. Of especial interest were TLQP-peptides, which showed a profile suggestive of prompt release to plasma upon the glucose load (30 min). Such pattern seemed to be maintained in the later phase studied (120 min), probably in connection with the biosynthesis and continuing release to plasma. In the obesity model studied, TLQP peptides were distinctly accumulated in pancreatic islets, in parallel with a absent response to glucose in plasma, suggestive of their deranged release. Taken together with known evidence of insulinotropic action of TLQP-peptides, the above results may be of relevance to the neuroendocrine response to an acute glucose load, hence to the pathophysiology of obesity.

Il triptofano è un aminoacido essenziale che si trova in fonti alimentari proteiche di origine sia vegetale (legumi, cereali integrali e semi oleosi) che animale (prodotti carnei e lattiero-caseari). Come gli altri aminoacidi, partecipa alla sintesi proteica ma la sua importanza risiede particolarmente nel fatto di essere precursore di molecole funzionali tra cui il neurotrasmettitore serotonina, l’ormone melatonina e la vitamina niacina. Diversi studi hanno evidenziato un’alterazione del metabolismo del triptofano in casi di infiammazione sistemica di basso grado, condizione associata ad obesità e sindrome metabolica. Ad oggi, nessun claim salutistico concernente triptofano, L-triptofano o 5-idrossitriptofano, il precursore della serotonina, è stato autorizzato da EFSA in quanto non esistono ancora evidenze scientifiche certe sul ruolo funzionale di questo aminoacido. Questo elaborato riporta lo stato attuale delle conoscenze sull’argomento nella considerazione che in un futuro, con l’ampliarsi delle stesse, il triptofano potrebbe rappresentare una nuova possibilità per la formulazione e produzione di alimenti arricchiti.

Il microbiota intestinale riveste un ruolo importantissimo nell’influenzare la salute dell’ospite. È stato dimostrato come la composizione della dieta possa condizionare lo stato di benessere dell’animale, inducendo importanti cambiamenti tra le popolazioni batteriche che coabitano l’intestino; l’uso di prebiotici rappresenta una delle strategie maggiormente impiegate per modulare positivamente la composizione ed il metabolismo dell’ecosistema gastroenterico. Il presente progetto di dottorato si è proposto di indagare gli effetti sul microbiota intestinale del cane e del gatto di diete a diverso tenore proteico e contenenti proteine di diversa digeribilità in presenza o meno di sostanze prebiotiche. Inoltre, sono stati valutati gli effetti della presenza di un estratto di Yucca schidigera e di tannini sulla microflora intestinale del gatto. In ultima istanza, sono state valutate le conseguenze di dosi crescenti di lattosio sul benessere intestinale del cane. I risultati del presente studio hanno rilevato come le sostanze prebiotiche influiscono sulla composizione e sul metabolismo della microflora del cane e del gatto, e come l’impiego di diete ricche di proteine possa avere conseguenze negative sull’ambiente intestinale. Tuttavia, la presenza di oligosaccaridi non sembra contrastare gli effetti negativi che diete ad alto tenore proteico potrebbero avere sull’ecosistema intestinale dell’animale. Nella successiva prova è stato evidenziato come l’inclusione nella dieta di estratti di Yucca e tannini possa contribuire a mitigare l’emanazione di sostanze maleodoranti dalle deiezioni degli animali da compagnia. Nel corso dell’ultima prova, nonostante non siano state osservate differenze tra le popolazioni microbiche intestinali, la somministrazione di dosi crescenti di lattosio ha indotto una certa riduzione delle fermentazioni proteolitiche microbiche. Ulteriori studi sono necessari per stabilire in che misura la dieta e gli alimenti “funzionali” possano influire sul microbiota intestinale del cane e del gatto e come queste informazioni possono essere utilizzate per migliorare miratamente l’alimentazione e lo stato di salute degli animali da compagnia.
The microbiota of the large intestine plays a fundamental role in maintaining the state of health of the gastrointestinal tract and the host. Considerable evidence suggests that dietary macronutrients and prebiotic substances may affect microbial composition and activity. Knowledge about the modulation of canine and feline intestinal microbiota in response to macronutrients and prebiotic supplementation is limited. However, such information is necessary to investigate further the complex interplay between host and intestinal microbiota in response to changes of diet. The research for this PhD thesis focused upon the changes of the intestinal microbiota and bacterial metabolites of dogs and cats, in response to feeding diets differing in their protein content and digestibility, and containing or not a source of prebiotics. Additionally, the effects of tannins and Yucca schidigera extract on feline intestinal microbiota were evaluated. Furthermore, aim of the last trial was to evaluate the effect of increasing level of lactose on composition and metabolism of dog intestinal microbiota. The results from the present thesis show that different prebiotics exert different effects on the composition and activity of canine and feline intestinal microbiota and that high dietary protein levels can have negative effects on the animal intestinal environment. However, administration of oligosaccharides doesn’t seem to counteract the negative effects that can be observed when companion animals are fed high-protein diets. In the other study, Yucca extract and tannins does not affect feline fecal microbiota. Despite this, a reduction of odour components was observed due to fermentation of substrates. Finally, results from the final study showed no difference between treatments on canine microbial population. However, proteolytic compounds were decreased by lactose. Future studies must determine how diet composition and prebiotic supplementation affect the gut microbiota and how this information may be used to improve diets and the host’s health.

Il microbiota intestinale riveste un ruolo importantissimo nell’influenzare la salute dell’ospite. È stato dimostrato come la composizione della dieta possa condizionare lo stato di benessere dell’animale, inducendo importanti cambiamenti tra le popolazioni batteriche che coabitano l’intestino; l’uso di prebiotici rappresenta una delle strategie maggiormente impiegate per modulare positivamente la composizione ed il metabolismo dell’ecosistema gastroenterico. Il presente progetto di dottorato si è proposto di indagare gli effetti sul microbiota intestinale del cane e del gatto di diete a diverso tenore proteico e contenenti proteine di diversa digeribilità in presenza o meno di sostanze prebiotiche. Inoltre, sono stati valutati gli effetti della presenza di un estratto di Yucca schidigera e di tannini sulla microflora intestinale del gatto. In ultima istanza, sono state valutate le conseguenze di dosi crescenti di lattosio sul benessere intestinale del cane. I risultati del presente studio hanno rilevato come le sostanze prebiotiche influiscono sulla composizione e sul metabolismo della microflora del cane e del gatto, e come l’impiego di diete ricche di proteine possa avere conseguenze negative sull’ambiente intestinale. Tuttavia, la presenza di oligosaccaridi non sembra contrastare gli effetti negativi che diete ad alto tenore proteico potrebbero avere sull’ecosistema intestinale dell’animale. Nella successiva prova è stato evidenziato come l’inclusione nella dieta di estratti di Yucca e tannini possa contribuire a mitigare l’emanazione di sostanze maleodoranti dalle deiezioni degli animali da compagnia. Nel corso dell’ultima prova, nonostante non siano state osservate differenze tra le popolazioni microbiche intestinali, la somministrazione di dosi crescenti di lattosio ha indotto una certa riduzione delle fermentazioni proteolitiche microbiche. Ulteriori studi sono necessari per stabilire in che misura la dieta e gli alimenti “funzionali” possano influire sul microbiota intestinale del cane e del gatto e come queste informazioni possono essere utilizzate per migliorare miratamente l’alimentazione e lo stato di salute degli animali da compagnia.
The microbiota of the large intestine plays a fundamental role in maintaining the state of health of the gastrointestinal tract and the host. Considerable evidence suggests that dietary macronutrients and prebiotic substances may affect microbial composition and activity. Knowledge about the modulation of canine and feline intestinal microbiota in response to macronutrients and prebiotic supplementation is limited. However, such information is necessary to investigate further the complex interplay between host and intestinal microbiota in response to changes of diet. The research for this PhD thesis focused upon the changes of the intestinal microbiota and bacterial metabolites of dogs and cats, in response to feeding diets differing in their protein content and digestibility, and containing or not a source of prebiotics. Additionally, the effects of tannins and Yucca schidigera extract on feline intestinal microbiota were evaluated. Furthermore, aim of the last trial was to evaluate the effect of increasing level of lactose on composition and metabolism of dog intestinal microbiota. The results from the present thesis show that different prebiotics exert different effects on the composition and activity of canine and feline intestinal microbiota and that high dietary protein levels can have negative effects on the animal intestinal environment. However, administration of oligosaccharides doesn’t seem to counteract the negative effects that can be observed when companion animals are fed high-protein diets. In the other study, Yucca extract and tannins does not affect feline fecal microbiota. Despite this, a reduction of odour components was observed due to fermentation of substrates. Finally, results from the final study showed no difference between treatments on canine microbial population. However, proteolytic compounds were decreased by lactose. Future studies must determine how diet composition and prebiotic supplementation affect the gut microbiota and how this information may be used to improve diets and the host’s health.

L’obiettivo del presente lavoro di ricerca è quello di porre in luce la cosiddetta “dimensione relazionale” dell’informazione fornita ai consumatori di alimenti tramite l’etichettatura nutrizionale e salutistica, intesa quale strumento normativo per l’attuazione delle politiche nutrizionali perseguite dall'Unione Europea. Il presente scritto analizza come le funzioni dell’etichettatura alimentare siano mutate durante i decenni, a partire dalla fine degli anni settanta del secolo scorso, quando essa era sì concepita come strumento informativo, ma il cui scopo principale rimaneva tuttavia quello di appianare le varie difformità legislative o regolamentari esistenti tra i vari Stati Membri – potendo queste rappresentare un ostacolo alla creazione di un mercato comune – sino ai giorni nostri, che vedono l’etichetta come una protagonista attiva in seno ad un più ampio programma di politica nutrizionale; più precisamente, attraverso un’adeguata etichettatura alimentare, le istituzioni dell’Unione Europea ambiscono a plasmare le abitudini alimentari dei consumatori, indirizzandoli verso percorsi nutrizionali più salutari. In tale contesto, il Regolamento sulle indicazioni nutrizionali e sulla salute fornite sugli alimenti rappresenta un ambizioso e, al tempo stesso, controverso tassello del diritto alimentare europeo, le cui premesse ispiratrici erano indubbiamente lodevoli, ma che è stato vittima, successivamente, di un’attuazione che ha generato notevole scontento ed incertezza sia tra i consumatori che nell'industria, al punto tale che da più parti si nutrono dubbi in merito alla sua efficacia e validità. Il presente lavoro di ricerca ambisce quindi a fornire una profonda analisi del Regolamento sulle indicazioni nutrizionali e sulla salute, offrendo una panoramica di esso in chiave storica, sociale, ed economica, imprescindibile al fine di una corretta e completa comprensione delle scelte normative e delle loro implicazioni di mercato. In ossequio a tale intento, in ogni apertura di paragrafo è offerto un inquadramento di taglio storico-normativo, mentre, in conclusione, si tenta di fornire qualche spunto critico da cui potrebbe, o avrebbe potuto, derivare una migliore attuazione del Regolamento. Dopo una breve introduzione, la ricerca entra nel suo vivo attraverso l’analisi di ogni aspetto del Regolamento (CE) n. 1924/2006, soffermandosi, in particolar modo, su quello che è l’aspetto cruciale e problematico relativo alla sua attuazione: il ruolo della scienza e, più precisamente, la valutazione circa la fondatezza scientifica dei claims, procedimento che, in assenza di chiare definizioni normative ed operative, è di fatto rimesso alla discrezionalità interpretativa dell’EFSA, avallata (implicitamente o esplicitamente) dalla Commissione Europea e dalla Corte di Giustizia dell’Unione Europea, generando così reazioni critiche tra pratici ed accademici che accusano una illegittima applicazione del principio di precauzione in un ambito che gli è estraneo, vale a dire quello dell’informazione alimentare al consumatore finale. Il lavoro prosegue poi con una riflessione sull'esito finale di un siffatto adagiamento sul processo di validazione scientifica condotto dall’EFSA, che ha ridotto la più parte della conoscenza nutrizionale a poco più di 200 indicazioni sulla salute autorizzate, la cui formulazione letterale, tra l’altro, si dubita assai possa essere agevolmente compresa dal cosiddetto consumatore medio. Inoltre, il Regolamento lascia irrisolti e aperte molti dilemmi e questioni, che devono urgentemente trovare un positivo interessamento al fine di non vanificare gli apprezzabili sforzi di spinta alla ricerca innovativa e di garanzia di una leale ed effettiva concorrenza nell'industria alimentare; il riferimento corre, tra gli altri, ai cosiddetti “claims botanici” ed ai “probiotici”, in relazione ai quali è ad oggi impedito reclamizzare in etichetta un’indicazione salutistica, sull’assunto per cui non è ancora stato raggiunto un livello accettabile di consenso scientifico relativamente alla loro sicurezza d’uso ed efficacia. Di conseguenza, se lo stato dell’arte è connotato da un simile proibizionismo, gli operatori del settore alimentare si trovano nella situazione di dover ricorrere a diverse strategie commerciali, quali l’utilizzo di claims suggestivi che, proposti attraverso messaggi non testuali, come nel caso del food design, si rivelano cionondimeno in grado di veicolare un messaggio salutistico, senza però la soggezione allo stretto rigore scientifico richiesto dall’EFSA. Infine, il presente lavoro, seppur prevalentemente rivolto alla descrizione dello scenario regolativo europeo, non dimentica di fornire una utile prospettiva del tema anche in chiave comparata, spaziando dalle linee guida predisposte dal Codex Alimentarius agli accordi vigenti in ambito OMC applicabili all’etichettatura degli alimenti, alimentando, per l’appunto, perplessità circa la compatibilità del Regolamento (CE) n° 1924/2006 con le obbligazioni gravanti sull’Unione Europea imposte dalla sua appartenenza al WTO.
The topic of the present research is to highlight the relational dimension of the information provided to consumers via food labelling, intended as a legal tool for the implementation of the nutrition policy carried out by the EU institutions since the establishment of the European Economic Community. The present work analyses how the function of food labelling has changed during the decades, since the late Seventies of the past century, when it was merely conceived as a mean of information whose main purpose was the harmonisation of the different national legislations, which could constitute an unnecessary obstacle to the realization of the common internal market, to the most recent days, when food labelling is thought as a tool of active nutrition policy; more precisely, through an adequate labelling, the EU institutions try to shape consumers’ behaviours, driving them toward a healthier eating. In this regulatory scenario, the Regulation on Nutrition and Health Claims made on foods is an ambitious and controversial piece of European food law, whose premises were undoubtedly laudable, but which has been during the years (partially) implemented in a manner which has caused much more discontent and confusion among both consumers and manufacturers, so that nowadays many doubts are still arising for what concerns its efficacy and its validity. This research represents a deep analysis of the Regulation on Nutrition and Health Claims, also taken into consideration from the historical, sociological, and economic perspective, which must be necessarily intertwined for a complete and critical comprehension of the legal framework and its implications for the various stakeholders. For this reason, each paragraph begins with a sort of normative background, and concludes with a critical analysis of the existing situation, providing some hints for a better implementation of the NHCR. After a brief introduction, the core of the research is completely and deeply focused on each and every aspect of the Regulation, with a central part which takes into consideration the very crucial aspect of its partial and problematic ongoing implementation: the role of science and, more precisely, the requirement of the scientific substantiation of the claims, whose assessment is demanded to the EFSA that, in the absence of definitions and clear guidelines on how to conduct such an evaluation, has de facto given its personal interpretation of the normative provisions of the Regulation, on which also the Commission and the European Court of Justice (implicitly or explicitly) rely, causing discontent among operators and legal scholars who see this as an illegitimate application of the precautionary principle to the field of food information, and a possible departure from the traditional categories of the risk assessment, risk management, and legal interpretation. The analysis proceeds then by criticizing the results of the total reliance on the scientific evaluation carried out by the EFSA, which reduced most of the knowledge about nutrition science in few more than 200 approved health claims, whose wording is probably incomprehensible for the average consumer. Moreover, there are also many other open issues in the Regulation on Nutrition and Health Claims which need to be urgently addressed in order not to vanish the laudable purpose of stimulating innovation and competition in the food sector, namely the botanical claims and probiotics, which are now prevented from bearing health claims on the consideration that a complete scientific consensus about their safety and efficacy has not yet been reached. But if this is the largely prohibitive state of the art, manufacturers are of course encouraged to find different escape routes, one of which is recurring to implied health claims, adopted through non-textual messages, or, to rephrase, through a smart food design, which can convey the same representation of healthiness without being subject to the strict scientific boundaries standardised by the EFSA. In addition, and as a conclusion, the present work, although mainly focused on the European Union regulatory environment, tries to give a comparative view on what the international arena offers on the topic, from the Codex Alimentarius Commission to the various WTO Agreements pertaining to food labelling, instilling doubts about the NHCR compatibility with the obligations that the EU must fulfil in the international trade law relations.

Negli ultimi decenni a causa dell’allungamento della vita media, dell’elevata prevalenza di soggetti anziani nella popolazione generale e dell’incremento della spesa sanitaria e sociale per la cura e l’assistenza degli anziani, sono notevolmente aumentati gli studi sull'invecchiamento. Secondo la “teoria neuroendocrina” l’invecchiamento è una conseguenza dei cambiamenti negli assi ormonali che regolano la riproduzione, la crescita, lo sviluppo e la sopravvivenza attraverso l’adattamento allo stress. Gli organi endocrini più coinvolti sono quelli preposti alla secrezione degli ormoni tiroidei (triiodotironina libera e tiroxina libera), gonadici (estradiolo e testosterone), paratiroidei (ormone paratiroideo) e ipofisari (ormone stimolante della tiroide, ormone follicolostimolante e ormone luteinizzante). Le conseguenze di questi cambiamenti sono molteplici e hanno effetti su tutti i sistemi dell’organismo. Negli ultimi anni, gli studi sull'invecchiamento in buona salute si sono concentrati sui centenari, soggetti che hanno posticipato o evitato del tutto l’insorgenza delle principali patologie età-correlate. Essi rappresentano il modello per eccellenza per lo studio di fattori biologici, genetici e ambientali alla base della longevità. Tuttavia, ci sono alcuni svantaggi inerenti al reclutamento di questi individui: casistiche di numerosità limitata, mancanza di un gruppo di controllo adeguato e fragilità a causa dell’età estrema di questi soggetti. Il modello dei figli di centenari, proposto in questo studio, rappresenta un nuovo e promettente approccio sperimentale per approfondire le basi biologiche della longevità, poiché sono soggetti che godono di uno stato di buona salute in quanto sembrano aver ereditato le caratteristiche genetiche dei genitori. Questi soggetti sono poi stati paragonati ad un gruppo di controllo costituito da coetanei con età, sesso ed etnia paragonabili a quelli dei figli di centenari. Dal momento che in molti hanno confermato la presenza di complesse alterazioni negli assi ormonali durante l’invecchiamento, il primo obiettivo di questo studio è stato quello di valutare come i cambiamenti negli assi endocrini possano essere associati alla longevità. Inoltre, basandoci sulla convinzione che l’alimentazione è in grado di influenzare lo stato di salute, il secondo obiettivo è stato valutare lo stato nutrizionale di questi soggetti. Abbiamo poi indagato l’esistenza di una possibile correlazione tra stato nutrizionale e assetto endocrino. I risultati di questo studio hanno delineato un profilo ormonale e uno stato nutrizionale caratteristici dei soggetti centenari, probabile conseguenza dell’attivazione di particolari meccanismi in grado di indurre cambiamenti nella regolazione della secrezione ormonale e della composizione corporea nell'invecchiamento in buona salute. Questo è avvalorato dalle differenze riscontrate tra i figli di centenari e i controlli in alcuni degli ormoni analizzati, che sottolineano ulteriormente l’importanza che il sistema endocrino riveste nella longevità. Inoltre, numerose sono state le correlazioni riscontrate tra gli indici nutrizionali e le valutazioni ormonali, suggerendo una stretta relazione tra stato nutrizionale e metabolismo endocrino in questa popolazione. Tutte queste evidenze supportano l’ipotesi di un sinergismo tra stato nutrizionale e sistema endocrino, interazione che potrebbe giocare un ruolo fondamentale nell'invecchiamento di successo e nella longevità.
In the last decades because of longer lives, the high prevalence of elderly people and the increased spending on health and care of the elderly, studies on aging have significantly increased. The “neuroendocrine theory” argues that aging is a result of changes in hormonal axes that regulate reproduction, growth, development and survival through adaptation to stress. The endocrine organs mainly involved in these processes are those responsible for the secretion of thyroid (free triiodothyronine and free thyroxine), gonadal (estradiol and testosterone), parathyroid (parathyroid hormone) and pituitary hormones (thyroid stimulating hormone, follicle-stimulating hormone and luteinising hormone). The consequences of these changes affect all body systems. Recently, studies on successful aging have focused on centenarians, subjects that have postponed or avoided the onset of major age-related diseases. They are the perfect model to study the biological, environmental and genetic basis of longevity. However, there are some disadvantages associated with the recruitment of these individuals: the limited numbers of still alive centenarians, the lack of an adequate control group and the fragility due to the extreme age of these subjects. The model proposed in this study involves the centenarians’ offspring and represents a new experimental approach to investigate the biological basis of longevity. Indeed, they enjoy a state of good health, as they seem to have inherited the genetic characteristics of their parents. We compared these subjects to a control group with age, gender and ethnicity comparable to those of centenarians’ offspring. Since many studies have confirmed the presence of complex alterations in the hormonal axes during aging, the first aim of this study was to evaluate how changes in the endocrine systems can be associated with longevity. Moreover, as the diet influences the state of health, the second aim of this study was to evaluate the nutritional status of the enrolled subjects. We also investigated the existence of a correlation between nutritional status and endocrine system. The results of this study showed that centenarians have definite hormonal profile and nutritional status. Maybe the activation of specific mechanisms can induce changes in the regulation of hormone secretion and body composition in successful aging. This observation is corroborated by the differences found in the hormonal axes analysed between centenarians’ offspring and controls, which further underline the importance of the endocrine regulation in longevity. Moreover, nutritional indices relate to many hormonal assessments, suggesting a close relationship between nutritional status and endocrine metabolism in this old population. These findings support the hypothesis of a synergism between nutritional status and endocrine system, interaction that could play a key role in successful aging and longevity.

Bone is characterized by a physiologic turnover, in adult too: 0.05% of calcium, about 500 mg/die, is daily removed (osteoclastic activity) and hidden (osteoblastic activity). This mean that, in the adult, in about six years all bone minerals is changed. Bone mass level remain the same when deposition rate is equal to reabsorption rate, that is when osteoclastic and osteoblastic activity are in equilibrium. This turnover is most fast in the infant, in this population all bone minerals is changed in about one year. About the total bone mass (Peak Bone Mass, PBM) is stored up within 18-20 years old. An inadequate intake of calcium in this period may lead to a low bone mineral density, which may have implications for bone health, notably risk of osteoporosis, in later life. The PBM attainment constitutes a very important goal: grater bone mass in adult life means lower fractures in old age. Calcium is an essential aliment: all calcium in the body comes from diet. Many foods contain calcium, but the amount of calcium, provided per 100 g or per serving, and is bioavailability vary considerably. The major source of calcium is milk and milk products. The high bioavailability of calcium in milk is essential due to the presence of caseinphosphopeptides, CPPs, bioactive peptides which are formed by proteolytic digestium of casein in the ileum. Thanks to the presence, in their aminoacidic sequence, of an “acidic motive”, constitutes by three phosphorilated serine and two glutammate, Ser(P)-Ser(P)-Ser(P)-Glu-Glu, these peptides are able to prevent the formation of insoluble Ca-phosphate precipitates in the intestinal by complexing ionized calcium in soluble chelates which enhance the amount of intraluminal calcium available for transport across the mucosa by the non-saturable pathway. Many searchers have proved their ability to increase the amount of calcium absorption and its utilization in bone tissue. Nevertheless, specially in humans searchers have not only obtained positive but also non-significant results. Long term clinical studies are necessary to better investigate CPPs role in humans. More positive results are obtained in oral health: pre-formed CPPs and amorphous calcium phosphate nanocomplex (CPP-APC) have the potential to provide superior clinical efficacy in preventing dental caries, treating and reparing early stage of disease. In present study we are demostrated that CPPs are able to iduce calcium uptake in osteoblasts, likewise they do in intestinal cells, both cell types involved in calcium metabolism in vivo. CPPs have instead no action in other cell types, like fibroblasts or neuronal cells. In particular, in osteoblast, kinetics and morphology CPPs cells response are different versus intestinal cells. This difference can be explained by different functions that they are assigned in vivo: intestinal cells are delegated to the calcium absorption instead osteoblast cells are delegated to the right calcemia maintenance. Moreover, in osteoblasts, CPPs action is mediated by L-type calcium channel activation and this calcium influx in response to CPPs somministration activates cellular function, such as differenziating activity to mature osteoblasts stadium, likewise in the presence of vitamin D3, osteoblasts lineage physiological growth factor. This results allow to suppose a role for CPPs not only as a functional food, as integration in prevention strategy of these pathologys and life styles characterized by an inadeguate calcium absorption and intake; but also as possible candidates in bone tissue engineering clinical strategies, for example by their integration in scaffolds. Nevertheless this is only the first step and more studies are necessary to better understand CPPs biological role and effect in vivo. In last years many scientific reports have open the doors to a new research area, in which bioactive components from foods are the protagonists. They not only contribute to as adequate nutritional value, but generate advantages for health, reducing the risk to untle several pathologys, without the contribution of body foreign chemical substances.

I comportamenti nutrizionali stanno assumendo sempre maggiore rilievo all’interno delle politiche comunitarie e questo sottolinea che la dieta sta avendo, negli ultimi anni, una maggiore importanza come fattore di causa e allo stesso tempo prevenzione nella diffusione di malattie croniche come il cancro, malattie cardiovascolari, diabete, osteoporosi e disturbi dentali. Numerosi studi mostrano infatti che i tassi di obesità sono triplicati nelle ultime due decadi e si è stimato che, se i livelli di obesità continueranno a crescere allo stesso tasso del 1990, nel 2010 il numero di persone obese raggiungerà i 150 milioni tra gli adulti e i 15 milioni tra bambini e adolescenti. I governi nazionali stanno quindi cercando di risolvere questo problema, a cui sono inoltre legati alti costi nazionali, tramite l’implementazione di politiche nutrizionali. Analisi di tipo cross-section sono già state evidenziate da studiosi come Schmidhuber e Traill (2006), i quali hanno effettuato un’analisi di convergenza a livello europeo per esaminare la distanza tra le calorie immesse da 426 prodotti diversi. In quest’analisi hanno così dimostrato la presenza di una similarità distinta e crescente tra i paesi europei per quanto riguarda la composizione della dieta. Srinivasan et al. invece hanno osservato la relazione esistente tra ogni singolo prodotto alimentare consumato e le norme nutrizionali dell’ Organizzazione Mondiale della Sanità (World Health Organization, WHO) Lo scopo di questa tesi è quello di evidenziare il problema a livello di aggregati nutritivi e di specifiche componenti nutrizionali come zucchero, frutta e verdura e non relativamente ad ogni singolo prodotto consumato. A questo proposito ci si è basati sulla costruzione di un indicatore (Recommendation Compliance Index) in modo da poter misurare le distanze tra la dieta media e le raccomandazioni del WHO. Lo scopo è quindi quello di riuscire a quantificare il fenomeno del peggioramento della dieta in diverse aree del mondo negli ultimi quattro decenni, tramite un’analisi panel, basandosi sui dati sui nutrienti consumati, provenienti dal database della FAO (e precisamente dal dataset Food Balance Sheets – FBS). Nella prima fase si introduce il problema dell’obesità e delle malattie croniche correlate, evidenziando dati statistici in diversi paesi europei e mondiali. Si sottolineano inoltre le diverse azioni dei governi e del WHO, tramite l’attuazione di campagne contro l’obesità e in favore di una vita più salutare e di una maggiore attività fisica. Nella seconda fase si è costruito un indicatore aggregato (Recommendation Compliance Index) in modo da analizzare le caratteristiche nella dieta dei diversi Paesi a livello mondiale rispetto alle norme del WHO. L’indicatore si basa sui dati ottenuti da FAOSTAT ed è calcolato per 149 paesi del database dell’FBS per il periodo 1961-2002. Nell’analisi si sono utilizzati i dati sulle percentuali di energia prodotta dalle varie componenti nutritive, quali grassi, grassi saturi e transaturi, zuccheri, carboidrati, proteine e le quantità di frutta e verdura consumate. Inoltre si è applicato un test statistico per testare se il valore del RCI è significativamente cambiato nel tempo, prendendo in considerazione gruppi di Paesi (Paesi OECD, Paesi in via di sviluppo e sottosviluppati). Si è voluto poi valutare la presenza o meno di un processo di convergenza, applicando l’analisi di σ-convergenza per osservare ad esempio se la variabilità è diminuita nel tempo in modo significativo. Infine si è applicato l’indicatore ad un livello micro, utilizzando il database del National Diet and Nutrition Survey, che raccoglie dati di macrocomponenti nutritive e misure antropometriche della popolazione inglese dai 16 ai 64 anni per il periodo 2000-2001. Si sono quindi effettuate analisi descrittive nonché analisi di correlazione, regressione lineare e ordinale per osservare le relazioni tra l’indicatore, i macronutrienti, il reddito e le misure antropometriche dell’ Indice di Massa Corporea (Body Mass Index, BMI) e del rapporto vita-fianchi (Waist-hip ratio, WHR).
The growing economic relevance of the adverse health effects of poor dietary choices is leading governments of developed and developing countries towards the implementation and calibration of nutrition policies, hence requiring a stronger quantitative basis to policy monitoring and evaluation. Quantitative research on the nutrition-health relationship is being pushed towards considering meal and dietary patterns as opposed to the traditional analysis of food consumption on a product-by-product basis. To this purpose, nationally aggregated data comparable across countries might provide support to monitor the impact of dietary guidelines and to model the health-diet relationship. In this paper we propose an indicator of distance from the WHO recommendations for an healthy diet, based on FAOSTAT time series of energy intakes for 150 countries over the period 1961-2002. Using parametric methods we explore the evolution in diet healthiness evolved over time, with a special focus on disparities and convergence in different World regions. A single aggregated indicator of distance from the key WHO recommendations for a healthy diet is built using FAOSTAT intake data, bounded between 0 (maximum possible distance from goals) and 1 (perfect adherence). Two hypotheses are tested for different country groupings: (a) whether adherence has improved over time; (b) whether cross-country disparities in terms of diet healthiness have decreased. Preliminary results show that on average diets in developed countries are becoming healthier over time, with a reduction in disparities across countries. Such trend is not confirmed in least developed countries, nor disparities seem to reduce over time. The recommendation compliance index (RCI) shows significant improvements in adherence to WHO goals for both developing and especially OECD countries. The latter group of countries show the highest levels of the RCI and the largest increase over time, especially between 1981 and 2002. No improvement is detected for least developed countries. A reduction in disparities (convergence of the RCI) is only observed within the OECD grouping. Diets are so improving and converging in advanced economies, but developing and especially least developed countries are still far from meeting WHO nutrition goals. This confirms findings on the double burden of malnutrition and suggests that economic drivers are more relevant than socio-cultural factors in determining healthiness of diets. Finally, we have applied the same index on the National Diet and Nutrition Survey database, that is about nutrient intakes and anthropometric measures of English people from 16 to 64 years old over the period 2000-2001. We have implemented correlations, linear and ordinal regression analysis to show the relationship among the index, the macronutrients, the income and the anthropometric measures of the Body Mass Index and the Waist-hip ratio.

I comportamenti nutrizionali stanno assumendo sempre maggiore rilievo all’interno delle politiche comunitarie e questo sottolinea che la dieta sta avendo, negli ultimi anni, una maggiore importanza come fattore di causa e allo stesso tempo prevenzione nella diffusione di malattie croniche come il cancro, malattie cardiovascolari, diabete, osteoporosi e disturbi dentali. Numerosi studi mostrano infatti che i tassi di obesità sono triplicati nelle ultime due decadi e si è stimato che, se i livelli di obesità continueranno a crescere allo stesso tasso del 1990, nel 2010 il numero di persone obese raggiungerà i 150 milioni tra gli adulti e i 15 milioni tra bambini e adolescenti. I governi nazionali stanno quindi cercando di risolvere questo problema, a cui sono inoltre legati alti costi nazionali, tramite l’implementazione di politiche nutrizionali. Analisi di tipo cross-section sono già state evidenziate da studiosi come Schmidhuber e Traill (2006), i quali hanno effettuato un’analisi di convergenza a livello europeo per esaminare la distanza tra le calorie immesse da 426 prodotti diversi. In quest’analisi hanno così dimostrato la presenza di una similarità distinta e crescente tra i paesi europei per quanto riguarda la composizione della dieta. Srinivasan et al. invece hanno osservato la relazione esistente tra ogni singolo prodotto alimentare consumato e le norme nutrizionali dell’ Organizzazione Mondiale della Sanità (World Health Organization, WHO) Lo scopo di questa tesi è quello di evidenziare il problema a livello di aggregati nutritivi e di specifiche componenti nutrizionali come zucchero, frutta e verdura e non relativamente ad ogni singolo prodotto consumato. A questo proposito ci si è basati sulla costruzione di un indicatore (Recommendation Compliance Index) in modo da poter misurare le distanze tra la dieta media e le raccomandazioni del WHO. Lo scopo è quindi quello di riuscire a quantificare il fenomeno del peggioramento della dieta in diverse aree del mondo negli ultimi quattro decenni, tramite un’analisi panel, basandosi sui dati sui nutrienti consumati, provenienti dal database della FAO (e precisamente dal dataset Food Balance Sheets – FBS). Nella prima fase si introduce il problema dell’obesità e delle malattie croniche correlate, evidenziando dati statistici in diversi paesi europei e mondiali. Si sottolineano inoltre le diverse azioni dei governi e del WHO, tramite l’attuazione di campagne contro l’obesità e in favore di una vita più salutare e di una maggiore attività fisica. Nella seconda fase si è costruito un indicatore aggregato (Recommendation Compliance Index) in modo da analizzare le caratteristiche nella dieta dei diversi Paesi a livello mondiale rispetto alle norme del WHO. L’indicatore si basa sui dati ottenuti da FAOSTAT ed è calcolato per 149 paesi del database dell’FBS per il periodo 1961-2002. Nell’analisi si sono utilizzati i dati sulle percentuali di energia prodotta dalle varie componenti nutritive, quali grassi, grassi saturi e transaturi, zuccheri, carboidrati, proteine e le quantità di frutta e verdura consumate. Inoltre si è applicato un test statistico per testare se il valore del RCI è significativamente cambiato nel tempo, prendendo in considerazione gruppi di Paesi (Paesi OECD, Paesi in via di sviluppo e sottosviluppati). Si è voluto poi valutare la presenza o meno di un processo di convergenza, applicando l’analisi di σ-convergenza per osservare ad esempio se la variabilità è diminuita nel tempo in modo significativo. Infine si è applicato l’indicatore ad un livello micro, utilizzando il database del National Diet and Nutrition Survey, che raccoglie dati di macrocomponenti nutritive e misure antropometriche della popolazione inglese dai 16 ai 64 anni per il periodo 2000-2001. Si sono quindi effettuate analisi descrittive nonché analisi di correlazione, regressione lineare e ordinale per osservare le relazioni tra l’indicatore, i macronutrienti, il reddito e le misure antropometriche dell’ Indice di Massa Corporea (Body Mass Index, BMI) e del rapporto vita-fianchi (Waist-hip ratio, WHR).
The growing economic relevance of the adverse health effects of poor dietary choices is leading governments of developed and developing countries towards the implementation and calibration of nutrition policies, hence requiring a stronger quantitative basis to policy monitoring and evaluation. Quantitative research on the nutrition-health relationship is being pushed towards considering meal and dietary patterns as opposed to the traditional analysis of food consumption on a product-by-product basis. To this purpose, nationally aggregated data comparable across countries might provide support to monitor the impact of dietary guidelines and to model the health-diet relationship. In this paper we propose an indicator of distance from the WHO recommendations for an healthy diet, based on FAOSTAT time series of energy intakes for 150 countries over the period 1961-2002. Using parametric methods we explore the evolution in diet healthiness evolved over time, with a special focus on disparities and convergence in different World regions. A single aggregated indicator of distance from the key WHO recommendations for a healthy diet is built using FAOSTAT intake data, bounded between 0 (maximum possible distance from goals) and 1 (perfect adherence). Two hypotheses are tested for different country groupings: (a) whether adherence has improved over time; (b) whether cross-country disparities in terms of diet healthiness have decreased. Preliminary results show that on average diets in developed countries are becoming healthier over time, with a reduction in disparities across countries. Such trend is not confirmed in least developed countries, nor disparities seem to reduce over time. The recommendation compliance index (RCI) shows significant improvements in adherence to WHO goals for both developing and especially OECD countries. The latter group of countries show the highest levels of the RCI and the largest increase over time, especially between 1981 and 2002. No improvement is detected for least developed countries. A reduction in disparities (convergence of the RCI) is only observed within the OECD grouping. Diets are so improving and converging in advanced economies, but developing and especially least developed countries are still far from meeting WHO nutrition goals. This confirms findings on the double burden of malnutrition and suggests that economic drivers are more relevant than socio-cultural factors in determining healthiness of diets. Finally, we have applied the same index on the National Diet and Nutrition Survey database, that is about nutrient intakes and anthropometric measures of English people from 16 to 64 years old over the period 2000-2001. We have implemented correlations, linear and ordinal regression analysis to show the relationship among the index, the macronutrients, the income and the anthropometric measures of the Body Mass Index and the Waist-hip ratio.

Ottenere dati affidabili sul consumo di cibo (in termini di assunzione di energia e nutrienti) è fondamentale per la promozione della salute e per la prevenzione di malattie non trasmissibili. Metodi soggettivi e retrospettivi, quali i questionari e i diari alimentari, impongono di ricordare, descrivere e quantificare con precisione l'assunzione di cibi e bevande. Recentemente è stato messo in luce il potenziale intrinseco dei biomarcatori associati all'assunzione alimentare, acquisiti mediante approcci metabolomici, per validare studi di epidemiologia nutrizionale. Nella presente tesi sono descritti alcuni strumenti innovativi di analisi dei dati, che sono stati applicati a quelli generati dal progetto CHANCE, e inseriti in algoritmi sviluppati ad hoc per la loro validazione automatica. Le informazioni raccolte, mediante diari H24R, su abitudini alimentari nell’ambito del suddetto progetto europeo sono state verificate applicando l’approccio metabolomico, basato su biomarcatori di consumo, noti in letteratura e identificati negli spettri NMR di urine raccolte sulla stessa coorte di soggetti, che sono stati oggetto di studio. I risultati mettono in luce la complessità delle relazioni esistenti tra alimenti e molecole associate al loro consumo, e, soprattutto, offrono uno strumento per assegnare a ciascun soggetto un indice di attendibilità del diario rilasciato. Dallo studio emerge anche che non tutti i biomarcatori sono equivalenti nella precisione con cui riportano il livello di assunzione del cibo corrispondente. Questo doppio errore, cioè quello determinato dalla stima errata del cibo assunto da parte del consumatore, e quello della reale quantità assimilata e metabolizzata delle molecole assunte mediante l’alimento, merita la dovuta attenzione nella decisione di utilizzare l’indice di affidabilità dei report individuali. Lo studio, comunque, rappresenta il preambolo necessario ad attivare ulteriori studi che costituiranno il seguito a questa tesi.

X-linked adrenoleukodystrophy (X-ALD) is an inherited demyelinating disorder that affects mainly the nervous system and the adrenal cortex. The disease is characterized by abnormal accumulation of very long chain fatty acids (VLCFA) in plasma, fibroblasts and tissues, owing to a defect in VLCFA peroxisomal Beta-oxidation. In particular, the uptake of VLCFA by peroxisomal VLC acyl-CoA synthetase, is impaired (Moser et al. 1995) In 1981 the ALD gene was mapped to Xq28 . Subsequently Higgins (Higgins et al. 1992) demonstrated that ALD protein (ALDP) was a peroxisomal membrane protein but it had no homology to VLC acyl-CoA synthetase and its role in lipid metabolism has not yet been elucidated. Moreover no correlation has been established between X-ALD phenotype and the mutation. Mild phenotype are associated with large deletions with consequent absence of ALDP, whereas severe phenotypes present abundant ALDP. The range of phenotypic expression in X-ALD is wide, but most patients have impaired adrenocortical function. The adrenal cortex is the main site for synthesis of steroids which cannot be normally synthetized since cholesterol is entrapped, as cholesterol ester, with VLCFA. Hypogonadism, which affects X-ALD prepubescent boys, might be a consequence of steroid metabolic alterations. “Lorenzo’s oil therapy” is the only available and partially effective treatment for the patients, It consists of a 4:1 mixture of glycerol trioleate and glycerol trierucate (the triglyceride forms of oleic and erucic acid). The oil was formulated by Augusto and Michaela Odone after their son Lorenzo was diagnosed with the disease in 1984, at the age of five. This mixture of fatty acids reduces the levels of very long chain fatty acids (VLCFA) known to cause ALD. It does so by decreasing the dietary intake of saturated fatty acids, it is in fact widely accepted that in humans synthesis of long chain saturated fatty acids is very low and thereby having as a main dietary source of fat Lorenzo’s oil with none SFA, in addition, erucic acid competitively inhibits the elongase that forms VLCFAs. Therefore, Lorenzo’s oil does not directly affect peroxisomal beta oxidation but just slows down the production of VLCFAs. Peroxisomal Beta-oxidation defect in the liver of ABCD1-deficient mice could be restored by stimulation of ABCD2 and ABCD4 gene expression through treatment with fenofibrate (Netik et al.1999).These results implicate that a therapy of adrenoleukodystrophy might be possible by drug-induced overexpression or ectopic expression of ABCD genes. Furthermore, erucic acid barely passes the blood-brain barrier leaving open the question whether is effective in the central nervous system. One objective of this project was to study the hormonal involvement in X-ALD, as the ubiquitous accumulation of VLCFA can not explain the specific alterations in the nervous system, adrenal cortex and testes. These changes indicate a possible deficit in steroidogenesis. Had already demonstrated the involvement of androgens in the X-ALD, as incubating the fibroblasts of patients with dihydroxy-testosterone (DHT) or its metabolite 5alpha-androstane-3 alpha, 17 beta-diol (3alpha-diol), the VLCFA levels were significantly reduced. Conversely, fibroblasts incubated with testosterone is not had no effect Given the involvement of androgens in the pathology and based on the observation of structural homology proteins belonging to the subfamily ABCD in a first set of experiments in vitro was evaluated the effect of androgens on gene expression ABCD2 (Genbank Nm-005164) and ABCD3 (Genbank Nm-002858) in fibroblasts from patients with X-ALD by comparison with the expression of two genes in fibroblasts derived from clinically healthy subjects subjects in an attempt to find agents that could be used as new therapeutic approaches. Our hypothesis is that sostituitre fatty acid which may enhance peroxisomal beta oxidation and passes the blood-brain barrier. One of the possible candidate is conjugated linoleic acid (CLA). The term conjugated linoleic acid (CLA) refers to a collection of positional and geometric isomers of octadecadienoic acid with conjugated double bonds. In experimental models, CLA has a number of beneficial effects including protection against cancer (Belury et al.1996; Visonneau et al.1997; Cesano et al. 1998; Banni et al.1999), and atherosclerosis (Kritchevsk, et al. 2000), stimulation of certain immune functions, reduction in body fat (reviewed in Pariza et al.2001) and normalization of impaired glucose tolerance in diabetes. Several reports have also indicated that CLA is a high affinity ligand of the peroxisome proliferator activated receptor (PPAR) (Belury et al.1997; Houseknecht et al 1998; Moya-Camarena et al.1999, Belury et al.2002), a family of nuclear receptors that act as transcription factors for the genes involved in peroxisomal beta oxidation. Furthermore, it has found that CLA is promptly incorporated in rat’s brain and metabolised in the peroxisomes (FA et al. 2005). The objective of the study is to test CLA that, by inducing peroxisomal beta oxidation, should compensate for its decrease in X-ALD patients due to the genetic deficiency. In previous papers (Petroni et al.2007) we have shown that in untreated conditions the patients we showed an upregulation of ABCD2 versus the controls: the basal ABCD2 upregulation, or in general the functionality of ABC half -transporters, in patient might have been adequate and in relation to his normal metabolism. We have evaluated the effect of CLA as a promising therapeutic approach, on the expression of the ABC half-transporters encoded by ABCD2, in fibroblasts drawn from controls and from two affected brothers. To evaluate the gene’s expression and the transcription factors involved . the fibroblasts were incubated at different time (16,24 H) with oleic acid , the CLA isomers and Fenofibrate that’s PPAR-alpha’s agonist. Our in vitro studies have focused on the effect of CLA on gene expression of genes ABCD2 / 3 and PPAR-alpha in fibroblasts from patients with X-ALD. Tested the different isomers in vitro, later it was possible to conduct clinical trials based on the association between Lorenzo's Oil (LO) and the CLA, to assess the possible synergistic effects of CLA and extent of spread through the blood brain barrier. This study recruited patients, women heterozygous for X-ALD. In this study, were also taken into account the motor evoked potentials (MEP) of patients over the analysis of biochemical markers of disease, the VCLFA.

Il presente lavoro di dottorato si propone di indagare le complesse relazioni tra biodiversità e nutrizione, con particolare riguardo a due fenomeni: da un lato la crescente e inarrestabile perdita di biodiversità a tutti i livelli (specifico, ecosistemico, agrario) e dall’altro il paradosso alimentare per il quale crescono in tutto il mondo sottonutrizione ed obesità che rappresentano i due principali problemi legati al cibo. L’agricoltura moderna ha reso la produzione di cibo indipendente dai limiti degli ecosistemi locali attraverso l’uso di input prelevati altrove. L’uso di fertilizzanti di sintesi ha favorito l’introduzione di specie e varietà non autoctone, ad alta resa ma altamente dipendenti da questi input, come pure l’introduzione di razze ibride per le quali non si ricorre più al foraggio prodotto localmente ma a fonti nutrizionali completamente estranee, non solo ai luoghi di allevamento ma anche alla stessa fisiologia animale. La grande disponibilità di combustibile fossile che ha caratterizzato l’economia del secolo scorso ha anche comportato l’intensificarsi dei processi di trasformazione e di manipolazione degli alimenti, come anche dei trasporti a lunga distanza delle merci prodotte. I sistemi di produzione e distribuzione alimentare hanno reso disponibili quantità crescenti di cibo a prezzi sempre più bassi, soprattutto nei paesi sviluppati e indipendentemente dalla disponibilità locale di risorse naturali. L’urbanizzazione ha poi reso il consumatore sempre meno consapevole dei legami tra risorsa naturale e cibo; infine, la globalizzazione ha reso sempre più omogeneo il modello alimentare nei paesi di tutto il mondo, senza risparmiare nessun contesto socio-culturale. La complessità e la molteplicità di aspetti coinvolti suggeriscono di avere un approccio olistico nell’analisi del sistema agroalimentare, cercando in tal modo di costruire un percorso logico ed operativo in grado di evidenziare le connessioni (se ve ne sono) tra la biodiversità e la nutrizione umana; in particolare si vuole capire se una perdita di biodiversità e di agrodiversità può influire negativamente sulla disponibilità alimentare, sia in termini quantitativi (sottonutrizione) e sia in termini qualitativi (carenze nutrizionali ed obesità). Pertanto, nel presente studio si descrive il percorso metodologico che, partendo da un’attenta analisi della letteratura, passa attraverso la costruzione di una banca dati e la strutturazione di un modello dinamico, con il duplice obiettivo di individuare le relazioni più significative tra le numerose variabili in gioco e di restituire una valutazione quali-quantitativa dei flussi che tra di esse si realizzano.
This thesis aims to investigate the complex relationships between biodiversity and nutrition, with a focus on to two phenomena: on the one hand, the growing and unstoppable loss of biodiversity at the level of species, ecosystems, and agriculture, and on the other one paradox food for which undernutrition and obesity grow all over the world, representing the two main problems related to food. By using input taken elsewhere, modern agriculture has made food production independent of the limits of local ecosystems. The use of chemical fertilizers has led to the introduction of non-native species and varieties characterized by high yield but highly dependent on these inputs, as well as the introduction of hybrid strains for which feed is not produced locally, but far from breeding site. The feed is also increasingly foreign to animal physiology. The wide availability of fossil fuel that characterized the economy of the last century has also resulted in the intensification of processing and handling of food, as well as in the long-distance transport of goods produced. Systems of food production and distribution have made available increasing amounts of food at lower prices, especially in developed countries, and regardless of the availability of local natural resources. Urbanization has also made consumers increasingly aware of the links between natural resource and food, and finally, globalization has made consumption habits increasingly homogeneous in countries around the world, sparing no socio-cultural context. Complexity and multiplicity of issues involved suggest to take a holistic approach in the analysis of the food system, in an effort to build a logical and operational path that is able to highlight the connections (if any) between biodiversity and human nutrition. In particular, we want to understand if a loss of biodiversity and agricultural diversity can adversely affect food availability, both in terms of quantity (undernutrition) and in terms of quality (nutritional deficiencies and obesity). Therefore, we describe the methodological approach that, starting from a careful analysis of the literature, through the construction of a database and the structuring of a dynamic model, with the dual aim of identifying the most meaningful relationships among the many variables involved and returns a quantitative evaluation of the flows are realized between them.

Three finfish species frequently caught in the waters of the Gulf of Manfredonia (Apulia, Italy) were studied in order to know how the flesh composition (proximate, fatty acid, macro- and micro- element contents) could be affected by the season effect. The species we examined were European hake (Merluccius merluccius), chub mackerel (Scomber japonicus) and horse mackerel (Trachurus trachurus), which were analysed at the raw state in three catch season and after cooking in two catch season. More precisely, European hake and chub mackerel caught during winter, summer and fall were analysed at the raw state. The composition of the flesh of grilled European hake and chub mackerel was study on fish caught in winter and fall. Horse mackerel of summer and winter catches were analysed both at the raw and grilled state. Furthermore, an overall sensory profile was outlined for each species in two catch season and the relevant spider web diagrams compared. On the whole, two hundred and eighty fish were analysed during this research project in order to obtain a nutritional profile of the three species. One hundred and fifty was the overall number of specimens used to create complete sensory profiles and compare them among the species. The three finfish species proved to be quite interesting for their proximate, fatty acids, macro- and micro-element contents. Nutritional and sensory changes occurred as seasons elapsed for chub and horse mackerel only. A high variability of flesh composition seemed to characterise these two species. European hake confirmed its mild sensory profile and good nutritional characteristics, which were not affected by any season effect.

Three finfish species frequently caught in the waters of the Gulf of Manfredonia (Apulia, Italy) were studied in order to know how the flesh composition (proximate, fatty acid, macro- and micro- element contents) could be affected by the season effect. The species we examined were European hake (Merluccius merluccius), chub mackerel (Scomber japonicus) and horse mackerel (Trachurus trachurus), which were analysed at the raw state in three catch season and after cooking in two catch season. More precisely, European hake and chub mackerel caught during winter, summer and fall were analysed at the raw state. The composition of the flesh of grilled European hake and chub mackerel was study on fish caught in winter and fall. Horse mackerel of summer and winter catches were analysed both at the raw and grilled state. Furthermore, an overall sensory profile was outlined for each species in two catch season and the relevant spider web diagrams compared. On the whole, two hundred and eighty fish were analysed during this research project in order to obtain a nutritional profile of the three species. One hundred and fifty was the overall number of specimens used to create complete sensory profiles and compare them among the species. The three finfish species proved to be quite interesting for their proximate, fatty acids, macro- and micro-element contents. Nutritional and sensory changes occurred as seasons elapsed for chub and horse mackerel only. A high variability of flesh composition seemed to characterise these two species. European hake confirmed its mild sensory profile and good nutritional characteristics, which were not affected by any season effect.

Al fine di fornire un’adeguata nutrizione ai bambini pretermine di peso molto basso (<1250), oltre ad una nutrizione enterale, viene associato anche un supporto nutrizionale per via endovenosa tramite emulsioni lipidiche. Esse permettono di raggiungere un elevato apporto energetico senza un eccessivo carico di glucosio e sono fonte di acidi grassi essenziali. Gli acidi grassi essenziali linoleico (C 18:2 ω6) e α-linolenico (C 18:3 ω3) sono importanti precursori per la sintesi dell’acido arachidonico (ARA C 20:4 ω6), dell’acido eicosapentenoico (EPA C 20:5 ω3) e docosaesaenoico (DHA C 22:6 ω3). La disponibilità di adeguate quantità di acidi grassi è importante per la crescita e lo sviluppo del neonato pretermine: in particolar modo l’ARA e il DHA sono necessari per lo sviluppo neurointellettivo del neonato. Le emulsioni lipidiche contengono anche fitosteroli, steroli vegetali che non vengono sintetizzati nell’uomo ma che vengono assunti tramite la dieta. Alcuni studi indicano i fitosteroli come potenzialmente dannosi per la loro possibile associazione con la colestasi. Lo scopo di questo studio è stato quello di analizzare il profilo lipidico plasmatico (acidi grassi e steroli) di 144 neonati pretermine sottoposti a nutrizione parenterale e randomizzati a ricevere 5 emulsioni lipidiche differenti, di cui 2 contenti olio di pesce (Lipidem® e SMOF®) e 3 convenzionali (Intralipid®, ClinOleic® e Lipofundin®). Il contenuto di acidi grassi e di steroli è stato analizzato tramite analisi cromatografiche (TLC, GC/FID, GC/MS). Dai risultati ottenuti si evince che le emulsioni contenenti olio di pesce determinano una modificazione del profilo lipidico plasmatico. In particolare, esse determinano un aumento significativo degli acidi grassi ω3, specialmente l’EPA e il DHA, e una riduzione significativa dei fitosteroli plasmatici. Ciononostante, non abbiamo riscontrato un’ associazione tra alti livelli di fitosteroli plasmatici e colestasi. Risultano necessari successivi studi di follow-up per valutare lo sviluppo neurointellettivo dei pazienti.
In order to provide adequate nutrition to preterm infants with very low birth weight (< 1250), enteral nutrition is often associated with nutritional support by intravenous lipid emulsions. They allow to achieve a high energy intake without excessive glucose and are a source of essential fatty acids. The essential fatty acids linoleic (C 18:2 ω6) and α -linolenic (C 18:3 ω3) are important precursors for the synthesis of arachidonic acid (ARA C 20:4 ω6), eicosapentaenoic acid (EPA C 20:5 ω3) and docosahexaenoic acid (DHA C 22:6 ω3). The availability of adequate amounts of fatty acids, precursors and derivatives, is important for the growth and development of preterm infant: especially ARA and DHA are necessary for the neuro-intellectual development. The lipid emulsions also contain phytosterols, plant sterols that are not synthesized in humans, but which are taken through the diet. Some studies show that phytosterols as potentially dangerous for their possible association with cholestasis. The aim of this study was to analyze plasma lipid profile (fatty acids and phytosterols) of 144 preterm infants on parenteral nutrition. They were randomized to receive 5 different lipid emulsions, of which 2 containing fish oil (Lipidem® and SMOF®) and 3 conventional (Intralipid®, ClinOleic® and Lipofundin®). The content of fatty acids and sterols was analyzed by chromatographic analysis (TLC, GC/FID, GC/MS) . These results shown that the emulsions containing fish oil determine a modification of the plasma lipid profile. More in detail, they determine a significant increase of ω 3 fatty acids, especially EPA and DHA, and they induce a significant reduction of plasma phytosterols. Nevertheless, we have not found an association between high levels of plasma phytosterols and cholestasis. Further studies of follow-up are necessary to assess the development of neuro- intellectual patients.

On account of the commercial importance of gilthead sea bream (Sparus aurata) in Italy the aim of the present study is the evaluation of the quality of nutritional, technological, sensory and freshness aspects. Sea bream production is growing in the Mediterranean and the evaluation of its quality concerns both producers and consumers alike. The culture system greatly influences final product quality. In Italy most of sea bream culture is carried out in cages but there is also a production in land based facilities and in lagoons. In this study external appeareance differentiations are pronounced. Different results were found for nutritional aspects, for fatty acids and for mineral content. Some differences in the freshness indices are also found. Furthermore, organoleptic differences have been described between culture system.

On account of the commercial importance of gilthead sea bream (Sparus aurata) in Italy the aim of the present study is the evaluation of the quality of nutritional, technological, sensory and freshness aspects. Sea bream production is growing in the Mediterranean and the evaluation of its quality concerns both producers and consumers alike. The culture system greatly influences final product quality. In Italy most of sea bream culture is carried out in cages but there is also a production in land based facilities and in lagoons. In this study external appeareance differentiations are pronounced. Different results were found for nutritional aspects, for fatty acids and for mineral content. Some differences in the freshness indices are also found. Furthermore, organoleptic differences have been described between culture system.

Il tema focale di questa trattazione è il trauma violento, nello specifico il Child Abuse & Neglect e le Esperienze Sfavorevoli Infantili (ESI). Questi eventi traumatici comportano conseguenze di varia tipologia gravose per la salute delle vittime. Considerando la natura complessa e variegata dell’argomento, si è proposto un approccio multidisciplinare, così da percorrere in maniera esaustiva tutte le caratteristiche di questo fenomeno. Obiettivo primario è stato comprenderne le cause, le conseguenze sulla salute, primariamente comportamentali e nutrizionali, e l’individuazione di best practices da adottare per favorire l’identificazione precoce dei traumi e proporre un approccio preventivo. Due progetti sono stati quindi sviluppati, il primo relativo ai minori e il secondo all’adulto. Nello specifico, per quanto concerne il progetto focalizzato sulla salute dei minori, è stato avviato uno studio osservazionale, tramite il questionario INTOVIAN, presso il Pronto Soccorso dell’Ospedale dei Bambini Buzzi di Milano, al fine di individuare situazioni familiari critiche e prevenire l’insorgenza di problematiche più pregiudizievoli per la salute del bambino. I dati raccolti hanno mostrato uno spaccato importante della situazione e fornito fondamentali informazioni per proseguire nel progetto e migliorare il sistema di prevenzione. Per quanto concerne l’adulto, invece, si è svolto uno studio pilota sull’epigenetica del trauma. Sono state, infatti, condotte valutazioni biochimiche su prelievi tissutali post mortem di soggetti che erano stati particolarmente esposti a situazioni traumatiche durante la vita (depressi, suicidi). Seppur il campione di riferimento non sia particolarmente numeroso, i dati preliminari sembrano indicare una effettiva influenza ambientale. L'obiettivo ultimo di questo studio è l’individuazione di strategie di prevenzione tramite un approccio multidisciplinare.
The present doctoral dissertation aims to uncover hidden pathways of childhood violent trauma study and understanding. These kinds of events are associated with a wide range of consequences that impact the victims over the course of their life time. The complexity and magnitude of child abuse and neglect require a multi-disciplinary approach in order to acknowledge all its characteristics and foster the development of effective prevention policies. The main objective of the study was to understand the cause and impact on health of such phenomena, including behavioral issues and nutritional pathologies. A deeper understanding is required in order to promote and implement best practice models based on the concepts of early intervention and prevention. In order to achieve these aims, a study on minors (0-18) was developed, along with a one focused on adults. More specifically, an observational study took place at the E.R. of the Pediatric Hospital of Milano, in order to identify caregivers-children relational disfunctions and prevent an exacerbation of such issues that could later become abuse. Data were highly informative, even though limited to a medium-sized sample. Regarding the project on adults’ health, it was implemented a pilot study on the epigenetics of trauma. Biochemical evaluations were performed on tissue samples retrieved from cadavers of suicides and depressed individuals. Regardless of the limited sample, preliminary data point to a possible environmental effect on the victims. The final scope of this study is to identify child abuse and neglect prevention strategies via a multi-disciplinary approach.

Introduzione: l’incidenza e le cause di insufficienza renale in pazienti in NPD per IICB non sono ancora chiare. Questo studio si è prefisso di valutarle. Materiali e metodi: studio prospettico di 30 mesi condotto in pazienti adulti. funzione renale valutata tramite filtrato glomerulare(eGFR) secondo MDRD(Modification of Diet in Renal Disease), cistatina C. eGFR< 60 ml è stato considerato diagnostico per IRC. Parametri valutati: caratteristiche dell'insufficienza intestinale e programma di NPD, infezioni del catetere venoso centrale (CRBSI). Risultati: 53 hanno terminato il follow-up a 30 mesi e sono stati quindi inclusi nell’analisi statistica. i pazienti sono stati suddivisi in 3 gruppi in base al eGFR: Gruppo A(n.12) pazienti con IRC al baseline, e Gruppo B (N.6) pazienti che sviluppano IRC durante follow up, Gruppo C (n.35) pazienti che mantengono eGFR ≥ 60 ml/min. Conclusioni: durante un follow up di 30 mesi, il 14.6% dei pazienti in NPD ha sviluppato una IRC. La frequenza di CRBSI si è confermata essere un fattore di rischio per la IRC, mentre il volume sembrerebbe avere un ruolo protettivo.
Objective: The incidence and causes of chronic renal failure(CRF) in patients on home parenteral nutrition(HPN) remain to be clarified. We investigated renal function outcome in patients on long term HPN for chronic intestinal failure(CIF) due to benign disease. Research Methods & Procedures: A 30 month prospective study was performed on adult patients on HPN at 31/10/2011(baseline). Renal function was evaluated by: estimated glomerular filtration rate (eGFR) according to MDRD(Modification of Diet in Renal Disease) and by serum Cystatin C. eGFR< 60 ml was considered indicative of CRF. Parameters evaluated: characteristics of CIF and HPN program; catheter related bloodstream infection(CRBSI) episodes. Statistic: patients who completed follow up(Fup) period were included in the analysis; non parametric tests. Results: Fifty-three patients were analyzed: 39 short bowel syndrome, 12 chronic intestinal pseudo obstruction, 2 mucosal disease. According to the eGFR at baseline and to its outcome during the Fup, patients were categorized in 3 groups: A) presence of CRF at baseline(n. 12) ; B) development of CRF during Fup(n. 6); C) normal eGFR at both baseline and Fup(n. 35). During Fup, the variation of eGFR was -5.87%/year in group A, -12.75% in B and +1.19 in C(p=0.001). At the end of Fup, Cystatin C was higher in group A than in C(p=0.001). The highest incidence of CRBSI (episodes/year) was observed in group B(p=0.005). The median of the daily volume(ml) of HPN was 1339 in group A, 589 in B and 1960 in C (p=0.202; p=0.082 between B and C). Conclusions: Along a 30 month period, a CRF developed in about 15% of patients on long term HPN. The CRBSI appear a risk factor. The volume of HPN infusion may be a protective factor.