Tecniche cromatografiche ed elettroforetiche miniaturizzate applicate all’analisi degli alimenti
Persone di contatto: Zeineb Aturki

L’attività di ricerca è incentrata sullo sviluppo di tecniche analitiche miniaturizzate quali la cromatografia liquida nano, elettroforesi ed elettrocromatografia capillare. Tali metodologie, promuovono una chimica sostenibile, per le loro caratteristiche di basso impatto ambientale, economicamente convenienti, rapide e facilmente accoppiabili alla spettrometria di massa, rivelatore sensibile e selettivo. Per la preparazione del campione, accanto alle tecniche estrattive classiche vengono utilizzate procedure innovative di microestrazione. Le tecnologie sviluppate sono applicate allo studio di diverse classi di composti (polifenoli, vitamine, fitosteroli, nucleotidi, aminoacidi) naturalmente presenti o addizionati agli alimenti, la cui determinazione è importante per avere informazioni sulla tracciabilità, genuinità e possibili adulterazioni o frodi alimentari. Vengono analizzati anche contaminanti (pesticidi, antibiotici, steroidi) per valutare la sicurezza di un alimento.

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Sviluppo di tecnologie e protocolli di Risonanza Magnetica (NMR in soluzione, NMR HR-MAS) per lo studio delle matrici alimentari in assenza di o con limitati interventi separativi
Persone di contatto: Anatoly Sobolev

L’attività di ricerca è finalizzata allo sviluppo di metodi di Risonanza Magnetica Nucleare (NMR) per lo studio metabolomico degli alimenti. L’NMR permette di ottenere l’impronta digitale dell’alimento mostrando in un unico esperimento i segnali dei metaboliti presenti nel campione. Rispetto ad altre tecniche analitiche la Risonanza Magnetica Nucleare non richiede eccessive manipolazioni del campione che viene analizzato tal quale o sottoposto a semplici operazioni di estrazione. L’uso di queste tecniche combinato con metodi di analisi statistica multivariata consente di raggruppare i campioni in base ad un criterio (tracciabilità, salubrità, provenienza, proprietà nutraceutiche, ecc.). Viceversa i modelli ottenuti applicando questo approccio ad un grande numero di campioni consentono di tracciare un alimento di cui non si conosca la provenienza, di verificare se l’alimento rispetti certi criteri di salubrità e di evidenziare frodi.

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Sviluppo di tecnologie e protocolli di Risonanza Magnetica a basso campo per lo studio di matrici alimentari (SHELF LIFE, PROCESSI DI ESSICCAMENTO, MATURAZIONE, STRESS IDRICO)
Persone di contatto: Noemi Proietti, Valeria Di Tullio

Mediante rilassometria NMR a basso campo si studia il contenuto e la distribuzione dell’acqua in matrici alimentari senza alcuna manipolazione del campione, ottenendo informazioni sulla shelf life dell’alimento, la sua conservazione nel tempo, su processi e trattamenti industriali quali per esempio cottura ed essiccamento. Inoltre, utilizzando strumentazione NMR portatile è possibile eseguire misure direttamente in campo su frutti e piante intere senza necessità di campionamento. Questo approccio permette di seguire nel tempo la crescita, la maturazione, la risposta allo stress idrico e a processi industriali consentendo di ottimizzare sia l’uso di risorse idriche, sia il processo industriale di essiccamento della frutta.

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Sviluppo di tecnologie separative avanzate per l’identificazione di composti biologicamente attivi
Persona di contatto: Isabella Nicoletti

Sviluppo di metodiche analitiche separative innovative che utilizzano tecniche cromatografiche miniaturizzate (HPLC-DAD-MS) ed elettroforetiche (CE) per la separazione, l’identificazione e la quantificazione di molecole biologicamente attive in matrici naturali complesse di interesse in campo fitochimico, agro-alimentare, nutraceutico e cosmeceutico.
Le ricerche sono finalizzate a definire indicatori chimici in grado di descrivere, a livello molecolare, caratteristiche e peculiarità degli ingredienti per caratterizzarne le potenzialità, valutarne qualità, sicurezza e proprietà salutistiche. Esempi di queste attività sono forniti dagli studi condotti nell’ambito di diverse filiere di rilevante importanza per l’area mediterranea quali il settore cerealicolo, vitivinicolo, e olivicolo.

Influenza del genotipo e dell’ambiente sul contenuto di acidi fenolici in frumento duro

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Personale di ricerca coinvolto:
Zeineb Aturki
Enrica Donati
Giovanni D’Orazio
Valeria Di Tullio
Laura Lilla
Noemi Proietti
Anatoly Sobolev
Alessandro Tozzi
Isabella Nicoletti

Principali collaborazioni
Università di Messina, persona di contatto: Prof. Luigi Mondello
Università Campus Bio-Medico di Roma, persona di contatto: Dott.ssa Chiara Fanali, Prof.ssa Laura De Gara
CSIC-CIAL, Madrid, Spagna, persona di contatto: Dr Alejandro Cifuentes
Università de La Laguna, Tenerife, Spagna, persona di contatto: Dr Javier Hernández-Borges
Università Olomouc, Rep. Ceca, persona di contatto: Prof. Petr Bednar
Istituto di Frutticoltura, CRA, persona di contatto: Dr. Flavio Roberto De Salvador
Sustainable Agricultural Systems Laboratory, Maryland, USA, persona di contatto: Dr. Autar Mattoo
Universidad Nacional Autonoma de Mexico

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Pubblicazioni rilevanti

• Mateos-Vivas M., Fanali S., Rodríguez-Gonzalo E., Carabias-Martínez R., Aturki Z. “Rapid determination of nucleotides in infant formula by means of nano-liquid chromatography” Electrophoresis 37 (2016) 1873–1880.
• Fanali C., Rocco A., D’Orazio G., Dugo L., Mondello L., Aturki Z.
  “Determination of key flavonoid aglycones by means of nano-liquid chromatography for the analysis of dietary supplements and food matrices”
  Electrophoresis 2015, 36, 1073-1081.
• D’Orazio G., Asensio-Ramos M., Hernández-Borges J., Rodríguez-Delgado M.A., Fanali S.
  “Evaluation of the combination of a dispersive liquid-liquid microextraction method with micellar electrokinetic chromatography coupled to mass-spectrometry for the determination of estrogenic compounds in milk and yogurt”
  Electrophoresis 2015, 36, 615- 625.
• Capitani D., Sobolev A. P., Delfini M., Vista S., Antiochia R., Proietti N., Bubici S., Ferrante G., Carradori S., De Salvador F. R., Mannina L.. “NMR methodologies in the analysis of blueberries”, Electrophoresis, 35, 1615-1626, (2014) DOI: 10.1002/elps.201300629
• Sobolev A. P., Mannina L., Proietti N., Carradori S., Daglia M., Giusti A. M., Antiochia R., Capitani D.. “Untargeted NMR-based methodology in the study of fruits metabolites” Molecules, 20(3), 4088-4108, (2015) DOI :10.3390/molecules20034088
• Camin F., Pavone A., Bontempo L., Wehrens R., Paolini M., Faberi A., Marianella R. M., Capitani D., Vista S., Mannina L. “The use of IRMS, ¹H NMR and chemical analysis to characterise Italian and imported Tunisian olive oils”, Food Chemistry, 196, 98-105, 2016. DOI: 10.1016/j.foodchem.2015.08.132
• Mannina L., Marini F., Antiochia R., Cesa S., Magrì A., Capitani D., Sobolev A. P. “Tracing the origin of beer samples by NMR and chemometrics: Trappist beers as a case study” Electrophoresis 37, 2710-2719, (2016), DOI: 10.1002/elps.201600082
• Fatima T., Sobolev A. P., Teasdale J. R., Kramer M., Bunce J., Handa A. K., Mattoo A. K. “Fruit metabolite networks in engineered and non-engineered tomato genotypes reveal fluidity in a hormone and agroecosystem specific manner”, Metabolomics 12(6), 103, (2016) DOI: 10.1007/s11306-016-1037-2
• Ciccoritti R., Taddei F., Nicoletti I., Gazza L., Corradini D., D’Egidio M.G, Martini D. “Use of bran fractions and debranned kernels for the development of pasta with high nutritional and healthy potential” Food Chemistry, 225 (2017) 77
• Blando F., Albano C., Liu Y., Nicoletti I., Corradini D., Tommasi N., Gerardi C., Mita G., Kitts D.D. “Polyphenolic composition and antioxidant activity of the underutilized Prunus mahaleb L. fruit” Journal of the Science of Food and Agriculture, 2016, 96, 2641-2649
• Martini D., D’Egidio,M.G., Nicoletti I., Corradini D., Taddei F. “Effects of durum wheat debranning on total antioxidant capacity and on content and profile of phenolic acids” Journal of Functional Food, 2015,17, 83-92