LR-CHIM01.1
Sviluppo di metodi analitici per la caratterizzazione qualitativa e quantitativa di matrici alimentari complesse
Lo studio degli alimenti, intesi come materie prime o prodotti da esse derivati, costituisce un settore di grande rilevanza nella chimica analitica, considerate le forti ricadute su diversi aspetti della società moderna. La messa a punto di metodi analitici adeguati a fornire informazioni accurate sulla composizione degli alimenti si rivela fondamentale a rivelarne e garantirne la qualità non soltanto dal punto di vista nutrizionale, ma anche in termini di sicurezza chimica e tossicologica e per garantirne la conformità alle vigenti normative. La complessità dei campioni alimentari, spesso caratterizzati dalla presenza di molecole eterogenee per caratteristiche chimico-fisiche e presenti in concentrazioni molto diverse, pone non poche difficoltà nell’ottimizzazione dei metodi di estrazione ed analisi.
Lo sviluppo del metodo prevede anzitutto un adeguato pre-trattamento del campione, finalizzato all’isolamento, purificazione, concentrazione e/o derivatizzazione degli analiti di interesse. Questi passaggi possono essere convenientemente integrati in piattaforme automatizzate, con notevole vantaggio in termini di tempo e costi. La successiva analisi qualitativa e quantitativa si avvale di strumentazione analitica all’avanguardia, in quanto ad efficienza di separazione, selettività e sensibilità di rivelazione dei singoli costituenti dl campione. L’attività di ricerca è incentrata sull’impiego di strumentazione (anche prototipale) e tecniche ad alta risoluzione accoppiate e multidimensionali, basate sull’accoppiamento di cromatografia gassosa, liquida ed a fluidi supercritici alla spettrometria di massa (alta risoluzione, mobilità ionica, triplo quadrupolo, strumenti ibridi). Queste tecniche sono applicate allo studio di matrici naturali complesse, di origine vegetale ed animale, ivi inclusi i prodotti di scarto della filiera alimentare.
Pubblicazioni relativa la linea di ricerca
[1] Paola Donato, Francesca Rigano, Francesco Cacciola, Mark Schure, Sara Farnetti, Marina Russo, Paola Dugo, Luigi Mondello. Comprehensive Two-Dimensional Liquid Chromatography-Tandem Mass Spec- trometry for the Simultaneous Determination of Wine Polyphenols and Target Contaminants. J. Chromatogr. A 1458 (2016) 54-62. ISSN 0021-9673. (August 2016, Elsevier, B.V., Amsterdam, The Netherlands).
[2] Paola Donato, Giuseppe Micalizzi, Marianna Oteri, Francesca Rigano, Danilo Sciarrone, Paola Dugo, Luigi Mondello. Comprehensive lipid profiling in marine organisms by hyphenated and multidi- mensional chromatography techniques coupled to mass spectrometry detection. Anal. Bioanal. Chem. 410 (2018) 3297-3313. ISSN: 1618-2650. (May 2018, Springer, New York, USA).
[3] Francesca Rigano, Paola Arena, Domenica Mangraviti, Danilo Donnarumma, Paola Dugo, Paola Donato, Luigi Mondello, Giuseppe Micalizzi. Identification of high value-generating molecules from the wastes of tuna fishery industry by LC and GC hyphenated techniques with automated sample preparation. J. Sep. Sci. 44 (2021) 1571-1580. ISSN 1615-306. (April 2021, Wiley-VCH, Weinheim, Germany).
Referente: Prof.ssa Paola Agata Eustochia Donato (paolaagataeustochia.donato@unime.it)
Centri di Ricerca o altri Istituti di Ricerca con cui si collabora nell'ambito della Linea di Ricerca
- Chromaleont S.r.l. (start-up dell’Università degli Studi di Messina)
- BeSep S.r.L. (start-up dell’Università degli Studi di Messina)
- Avantech Group S.r.l.
- Università degli Studi della Campania Luigi Vanvitelli
- Consiglio nazionale delle ricerche (Ibp-Cnr) di Napoli
- Merck KGaA Life Science
- Shimadzu Europa GmbH
Progetti finanziati correlati alla linea di ricerca
Progetto N. F/050347/02/X32, CUP B48I17000520008 “Micronanoformulati innovativi per la valorizzazione di molecole bioattive, utili per la salute e il benessere della popolazione, ottenute da prodotti di scarto della filiera ittica – FOR.TUNA” (programma “Horizon 2020”).
LR-CHIM01.1.2
Sviluppo di protocolli analitici ricadenti nel settore della "chimica verde"
La “chimica verde” viene definita come la progettazione di prodotti e processi chimici che riducono o eliminano l’uso e la produzione di sostanze pericolose. Essa trae spunto da concetti quali il “life cycle assessment” e il “from cradle to cradle”, basati sul riciclo e reimpiego dei materiali sotto nuova forma. La ricerca si basa sull’implementazione di tecniche di preparazione del campione a basso impatto ambientale, incentrate su sistemi automatizzati da banco, estrattori a microonde e a fluidi supercritici, sistemi miniaturizzati per il campionamento on-site e non invasivo.
Pubblicazioni relative alla linea di ricerca
[1] Costa, R., Albergamo, A., Arrigo, S., Gentile, F., Dugo, G. Solid-phase microextraction-gas chromatography and ultra-high performance liquid chromatography applied to the characterization of lemon wax, a waste product from citrus industry. Journal of Chromatography A, 1603 (2019) 262-268. DOI: 10.1016/j.chroma.2019.06.049.
[2] Pellizzeri, V., Costa, R., Grasso, E., Dugo, G. Valuable products from the flowers of lemon (Citrus limon (L.) Osbeck) and grapefruit (Citrus paradisi Macfad.) Italian trees. Food and Bioproducts Processing, 123 (2020) 123-133. DOI: 10.1016/j.fbp.2020.06.009.
Docenti di riferimento: Prof.ssa Rosaria Costa (costar@unime.it)
LR-CHIM03.1
Chimica dei Composti naturali finalizzata alla maggiore conoscenza delle Scienze della Salute
Le linee di ricerca del professore Rotondo si basano sulla determinazione di sostanze naturali di cruciale importanza per la salute dell’uomo. Per la caratterizzazione delle molecole e per la quantificazione (talvolta simultanea) in specifiche matrici, si sono impiegate sofisticate tecniche di risonanza magnetica nucleare ad alta risoluzione (HR-NMR), talvolta congiunte con altre spettroscopie (UV, IR) e tecniche di separazione cromatografiche. Gli attuali obiettivi del gruppo di ricerca sono riassumibili nei seguenti filoni: a) caratterizzazione di estratti proteici a basso costo (scarti alimentari, specie infestanti etc.) finalizzata alla produzione sostenibile di prodotti nutraceutici per l’uomo o anche per animali d’allevamento; b) Identificazione e caratterizzazione strutturale e conformazionale di sostanze incognite isolate da matrici naturali con specifica attenzione alle caratteristiche connesse all’attività biologica; c) Sviluppo di algoritmi che facilitino i calcoli necessari per la quantificazione delle sostanze e analisi statistica immediata (machine learning) su spettri NMR di fluidi biologici o alimenti (facile produzione di una “etichetta”).
Pubblicazioni relativa la linea di ricerca
1) Rotondo, A., Salvo, A., Gallo, V., Rastrelli, L. & Dugo, G. Quick unreferenced NMR quantification of Squalene in vegetable oils. Eur. J. Lipid Sci. Technol. 119, (2017).
2) Rotondo, A., Mannina, L. & Salvo, A. Multiple Assignment Recovered Analysis (MARA) NMR for a Direct Food Labeling: the Case Study of Olive Oils. Food Anal. Methods 12, 1238–1245 (2019).
3) Rotondo, A. et al. Design and NMR conformational analysis in solution of β5i-selective inhibitors of immunoproteasome. J. Mol. Struct. (2020) doi:10.1016/j.molstruc.2020.129633.
Referente: Prof. Archimede Rotondo (arotondo@unime.it)
Centri di Ricerca o altri Istituti di Ricerca con cui si collabora nell'ambito della Linea di Ricerca
- Dipartimento di Chimica e Scienze del Farmaco – Università “La Sapienza” – Roma.
- Dipartimento di Farmacia – Università di Fisciano – Salerno.
Link che rimandano a pagine esterne attinenti alla linea di ricerca
https://archi745.wixsite.com/chimicadiarchi
Progetti finanziati correlati alla linea di ricerca
Progetto di Ateneo dell’Università di Roma 1 dal titolo “Innovative bio-packaging to preserve quality and extended shelf life of fruits and vegetables".
LR-CHIM10.1
Messa a punto di preparati alimentari funzionali (fuctional Food)
Studio e realizzazione di preparati funzionali a base di alimenti di origine animale, finalizzati per categorie di utenti con particolari patologie cliniche. Verranno studiati i microcostituenti più adatti per pazienti con particolari patologie. Un altro punto del progetto prevede individuazione e caratterizzazione dei sottoprodotti idonei da dove poter ricavare le sostanze bioattive che una volta estratte verranno addizionale ai preparati alimentari.
Pubblicazioni relativa la linea di ricerca
[1] Cicero, N., Albergamo, A., Salvo, A., Bua, G.D., Bartolomeo, G., Mangano, V., Rotondo, A., Di Stefano, V., Di Bella, G., Dugo, G. Chemical characterization of a variety of cold-pressed gourmet oils available on the Brazilian market (2018) Food Research International, 109, pp. 517-525.
[2] Gervasi, T., Santini, A., Daliu, P., Salem, A.Z.M., Gervasi, C., Pellizzeri, V., Barrega, L., De Pasquale,P., Dugo, G., Cicero, N.Astaxanthin production by Xanthophyllomyces dendrorhous growing on a low cost substrate (2020) Agroforestry Systems, 94 (4), pp. 1229-1234.
[3] Di Bella, G., Bua, G.D., Fede, M.R., Mottese, A.F., Potortì, A.G., Cicero, N., Benameur, Q., Dugo, G., Lo Turco, V. Potentially Toxic Elements in Xiphias gladius from Mediterranean Sea and risks related to human consumption (2020) Marine Pollution Bulletin, 159, art. no. 111512.
Referente: Prof. Nicola Cicero (ncicero@unime.it)
Collaborazioni:
Istituto Zooprofilattico della Sicilia “A. Mirri” Palermo
Consorzio di Ricerca per il Rischio Biologico in Agricoltura ( Co.Ri.Bi.A.) Palermo
Progetti finanaziati inerenti la linea di ricerca
Progetto MISE “ Agrifood PON I&C 2014-2020 - Capofila Avimec SPA Prog. N F/200077/01-03/X45.
LR-CHIM10.2
Valutazione quali-quantitativa di sostanze chimiche xenobiotiche in matrici alimentari ed ambientali
Numerose sostanze chimiche possono mettere a rischio la salubrità degli alimenti e dell’ambiente. La ricerca si basa sullo sviluppo e l’impiego di metodiche per l’analisi e il dosaggio di xenobiotici, quali metalli pesanti, plastificanti, prodotti fitosanitari ed interferenti endocrini, in matrici alimentari ed ambientali.
Pubblicazioni relativa la linea di ricerca
[1] Jebara, A., Lo Turco, V., Potortì, A.G., Bartolomeo, G., Ben Mansour, H., Di Bella, G. Organic pollutants in marine samples from Tunisian coast: Occurrence and associated human health risks. Environmental Pollution, 271, 116266 (2021).
[2] Gugliandolo, E., Licata, P., Crupi, R., Albergamo, A., Jebara, A., Lo Turco, V., Potortì, A.G., Ben Mansour, H., Cuzzocrea, S., Di Bella, G. Plasticizers as Microplastics Tracers in Tunisian Marine Environment. Frontiers in Marine Science, 7, 589398 (2020).
[3] Di Bella, G., Bua, G.D., Fede M.R., Mottese, A., F., Potortì, A.G., Cicero N., Benameur, Q., Dugo, G., Lo Turco, V. Potentially toxic elements in Xiphias gladius from Mediterranean Sea and risks related to human consumption. Marine Pollution Bulletin, 159, 111512 (2020).
Referente: Prof.ssa Giuseppa di Bella (gdibella@unime.it)
Centri di Ricerca o altri Istituti di Ricerca con cui si collabora nell'ambito della Linea di Ricerca
Research Unit of Analysis and Process Applied to The Environment (APAE), Mahdia, Monastir University (Tunisia), coordinata dal Prof. H. Ben Mansour.
LR-CHIM10.3
Studio di macro e micro costituenti naturali e composti di interesse nutraceutico in matrici alimentari
Lo studio dei macro e micro costituenti e la caratterizzazione di molecole ad elevato valore salutistico sono utili per il trasferimento d’innovazione tecnologica alle aziende e sono base scientifica per progetti di ricerca. Le ricerche si basano sullo sviluppo e sulla validazione di metodiche analitiche basate su tecniche tra la più innovative come quelle per la cromatografia liquida e gassosa accoppiata alla spettrometria di massa (HPLC-MS, HPLC-MS/MS, HRGC-MS, HRGC-MS/MS) e la spettrometria di massa a plasma ad accoppiamento induttivo (ICP-MS), nonché sull’elaborazione mediante analisi statistica dei risultati ottenuti. Queste ricerche permettono di discriminare l’origine botanica e/o geografica dei campioni e possono essere utilizzate come strumento per valutare l’autenticità e la tracciabilità degli alimenti.
Pubblicazioni relativa la linea di ricerca
[1] Angela Giorgia Potortì, Vincenzo Lo Turco, Giuseppa Di Bella. Chemometric analysis of elements content in Algerian spices and aromatic herbs. LWT - Food Science and Technology 138 (2021) 110643. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2020.110643.
[2] Vincenzo Lo Turco, Angela Giorgia Potortì, Alessia Tropea, Giacomo Dugo, Giuseppa Di Bella. Element analysis of dried figs (Ficus carica L.) from the Mediterranean Areas. Journal of Food Composition and Analysis 90 (2020) 103503. https://doi.org/10.1016/j.jfca.2020.103503.
[3] Giuseppa Di Bella, Angela Giorgia Potortì, Asma Beltifa, Hedi Ben Mansour, Vincenzo Nava, Vincenzo Lo Turco. Discrimination of Tunisian Honey by Mineral and Trace Element Chemometrics Profiling. Foods 10 (2021) 724. https://doi.org/10.3390/foods10040724.
Referenti: Prof. Vincenzo Lo Turco (vloturco@unime.it); Dr.ssa Angela Giorgia Potortì (agpotorti@unime.it).
Centri di Ricerca o altri Istituti di Ricerca con cui si collabora nell'ambito della Linea di Ricerca
Collaborazione alle attività di ricerca della “Research Unit of Analysis and Process Applied to The Environment (APAE), Mahdia, Monastir University (Tunisia), coordinata dal Prof. H. Ben Mansour.
LR-CHIM11.1.1
Studio dell’effetto di biomolecole e biomateriali sulla salute, con particolare riferimento all’ambito intestinale
La ricerca verte sull’analisi dell’attività di biomolecole e antiossidanti di origine alimentare e sullo studio degli effetti di tali sostanze sul microbiota intestinale e sul metabolismo dell'ospite. In particolare lo studio riguarda la biotrasformazione di biomolecole ad opera dei microorganismi intestinali e la conseguente modulazione del microbiota intestinale ad opera dei metaboliti prodotti.
Un ulteriore aspetto di tale linea di ricerca, sempre nel quadro relativo all’effetto salutistico di molecole naturali e biomateriali, concerne lo studio delle loro potenzialità antimicrobiche nei confronti sia di enterobatteri che di diverse altre specie microbiche patogene per l’uomo. In tale contesto, oltre a biomateriali e biomolecole, sono oggetto di indagine anche composti di sintesi, al fine di promuovere nuove strategie antimicrobiche nei confronti di microorganismi resistenti agli antibiotici.
Pubblicazioni relativa la linea di ricerca
[1] Gervasi T, Grassby T, Barreca D, Mandalari G. Gut Microbiota and Health in Dietary Supplements with Antioxidant Activity - understanding mechanisms and potential health benefits. 2021 (chapter 13)- Royal Society of Chemistry (in press).
[2] Gervasi T, Barreca D, Laganà G, Mandalari G. Health Benefits Related to Tree Nut Consumption and Their Bioactive Compounds. Int J Mol Sci. 2021, 31;22(11):5960. doi: 10.3390/ijms22115960.
[3] Aghraz A, Benameur Q, Gervasi T*, Ait Dra L, Ben-Mahdi MH, Larhsini M, Markouk M, Cicero N. Antibacterial activity of Cladanthus arabicus and Bubonium imbricatum essential oils alone and in combination with conventional antibiotics against Enterobacteriaceae isolates. Lett Appl Microbiol. 2018 67(2):175-182.
Referente: Prof.ssa Teresa Gervasi (tgervasi@unime.it)
Collaborazioni:
Department of Nutritional Sciences, University of Surrey, Guildford, Surrey, UK.
Department of Chemical Sciences, University of Naples "Federico II", 80126 Naples, Italy.
Faculty of Humanities and Natural Sciences, University of Prešov, Prešov, Slovakia.
Nursing Department, Faculty of Natural Sciences and Life, Abdelhamid Ibn Badis University, Mostaganem, Algeria.
Department of Chemical, Biological, Pharmaceutical and Environmental Science; University of Messina, Messina, Italy.
LR-CHIM11.1.2
Valorizzazione di sottoprodotti del settore agroindustriale per la realizzazione di prodotti ad elevato valore aggiunto mediante processi fermentativi, trattamenti enzimatici e processi estrattivi
L’attività di ricerca si basa sullo studio di innovative metodiche di estrazione di biomolecole da sottoprodotti derivanti dal comparto agroindustriale e della successiva trasformazione degli stessi attraverso processi fermentativi controllati. Nello specifico sono oggetto di studio processi di coltivazione microbica eseguiti in continuo, in batch e in fed-batch, utilizzando micro-piastre, beute e bioreattore munito dei comuni controlli di processo, per la realizzazione di prodotti ad elevato valore aggiunto quali: SCP, biomolecole di interesse nutraceutico e alimentare, bioetanolo etc. Un ulteriore aspetto di tale linea di ricerca riguarda l’ottenimento di peptidi bioattivi da scarti di natura ittica mediante l’utilizzo di processi enzimatici svolti in ambienti controllati.
Pubblicazioni relativa la linea di ricerca
[1] Gervasi T., Pellizzeri V., Benameur Q., Gervasi C., Santini A., Cicero N., Dugo G. Valorization of raw materials from agricultural industry for astaxanthin and β-carotene production by Xanthophyllomyces dendrorhous Natural Product Research, 2018, 32 (13): 1554-1561.
[2] Mangano, V., Gervasi, T., Rotondo, A., De Pasquale, P., Dugo, G., Macrì, F., Salvo, A. Protein hydrolysates from anchovy waste: purification and chemical characterization. Nat Prod Res. 2021, 35(3):399-406.
[3] Gervasi, T., Santini, A., Daliu, P., Salem, A.Z.M., Gervasi, C., Pellizzeri, V., Barrega, L., De Pasquale, P., Dugo, G., Cicero, N. Astaxanthin production by Xanthophyllomyces dendrorhous growing on a low cost substrate. Agroforestry Systems, 2019 94 (4):1229-1234.
Referente: Prof.ssa Teresa Gervasi (tgervasi@unime.it)
Collaborazioni:
Quadram Institute Bioscience Norwich Research Park, Colney, NR4 7UA, United Kingdom.
Research Laboratory "Animal Health and Production", Higher National Veterinary School, Algiers, Algeria.