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RICERCA E SVILUPPO TECNOLOGICO IN SARDEGNA
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Progetto cluster - Metabolomica e chimica analitica per prodotti diagnostici e per la tracciabilità dei prodotti agroalimentari

Soggetti attuatori
Porto Conte Ricerche

Descrizione
La metabolomica, ovvero lo studio su larga scala dell'insieme dei metaboliti secondari prodotti in una data specie biologica nei vari tessuti e a vari stadi di sviluppo, consente di identificare profili metabolici e specifici biomarker, valorizzabili ai fini diagnostici e per la certificazione chimica di sistemi biologici.

L'impiego combinato di varie tecnologie di analisi, fra i quali la spettrometriaNMR (Risonanza Magnetica Nucleare), di massa e infrarosso, come strumenti principali per l'indagine metabolomica, può permettere l'identificazione di target molecolari per lo sviluppo di sistemi diagnostici innovativi.

Competenze analoghe possono essere utilizzate al fine di accrescere le conoscenze scientifiche di base e sostenere lo sviluppo di tecnologie avanzate per la produzione, conservazione e distribuzione di alimenti che rispondano a requisiti di sicurezza e salubrità - incluso il risanamento microbiologico - e per l'accertamento della qualità, tipicità e origine degli alimenti e dei mangimi.

Obiettivi
L'obiettivo principale è quello di creare un network tra imprese che operino attraverso il Laboratorio di NMR e chimica analitica per l'attivazione e sviluppo di biotecnologie abilitanti nel campo della ricerca industriale, in particolare i settori agroalimentare e della salute umana e animale.

Il destinatario dell'azione è un nuovo potenziale network "misto" di imprese: PMI con competenze di ricerca e sviluppo nel settore delle biotecnologie e PMI delle filiere produttive agroalimentare e zootecnico.

Risultati attesi
Con l'azione Porto Conte Ricerche promuove lo sviluppo di metodologie e conoscenze a favore delle imprese sarde, riducendone il gap tecnologico rispetto alle realtà esterne alla Sardegna, attraverso l'analisi delle principali difficoltà incontrate nello sviluppo e nell'applicazione di tecnologie chimico-analitiche per l'ottenimento di nuovi prodotti diagnostici o prodotti/processi necessari per la certificazione chimica di prodotti agroalimentari.

Risultati ottenuti
In accordo con le imprese partecipanti all'azione cluster, si è deciso di:
- svolgere uno studio del profilo metabolomico delle uve derivate da una particolare cultivar autoctona sarda, il Vermentino, mediante l’utilizzo della spettroscopia di Risonanza Magnetica Nucleare.
- Effettuare uno studio metabolomico di un formaggio ovino fresco allo scopo di ricercare correlazioni tra il formaggio e la provenienza del latte e caratterizzare lo sviluppo del profilo lipidico durante la shelf life.
- Ottimizzare un protocollo per l'acquisizione e la caratterizzazione di sieri di sangue mediante Risonanza Magnetica Nucleare in modo da gettare le basi per studi di metabolic profiling su questi biofluidi.

1. Metabolomica dei vini
Lo studio ha permesso di mettere a punto di un protocollo per l'estrazione di metaboliti polari per un'analisi metabolomica quantitativa, mediante spettroscopia di Risonanza Magnetica Nucleare, sulla composizione molecolare di una selezione clonale di uva Vermentino. Il protocollo utilizzato ha permesso di caratterizzare circa 20 metaboliti, fra cui i composti di interesse principale nel determinare la qualità enologica del prodotto finale, quindi precursori dell'aroma del vino (fondamentalmente amminoacidi), la frazione acida e la sua componente zuccherina.
Un primo approccio di analisi statistica multivariata secondo l'analisi delle componenti principali - Principal Components Analysis - ha mostrato che analizzando circa 60 campioni del campionamento alla vendemmia (uve a maturazione enologica) si evidenzia la presenza di due ben distinti gruppi di campioni ben distinti e distinguibili tra loro. Fra i composti maggiormente rilevanti nella discriminazione, la prolina e il gaba presentano un comportamento significativo, mentre i glucidi e alcuni acidi organici non sembrano avere un ruolo rilevante.
Altri composti di interesse enologico che operano una distinzione fra i campioni sono l'acido malico e l'arginina. Lo studio mette in luce inoltre la significatività della variabilità intra-grappolo rispetto a quella indotta dal clone (biotipo) o dalla regione della vigna.

2. Protocollo per la preparazione ed analisi con Risonanza Magnetica Nucleare di sieri di sangue
Si sono evidenziate durante lo studio alcune criticità nella preparazione del campione e nell'acquisizione del dato sperimentale, con particolare riferimento all'isolamento dei segnali dovuti alle proteine rispetto a quelli dati dai piccoli metaboliti. Il procedimento di preparazione trovato è rapido e non induce modificazioni del campione. L'acquisizione con Risonanza Magnetica Nucleare è stata ottimizzata testando diverse sequenze di presaturazione del segnale dell'acqua e sfruttando i tempi di rilassamento delle proteine per la loro soppressione dallo spettro.

3. Correlazioni fra latte e formaggio e profilo lipidico
Lo studio dei dati mediante l'analisi delle componenti principali non ha portato a clusterizzazione netta né in base alla zona geografica, né in relazione alla data di conservazione. Piuttosto si è visto che i vari campioni si dispongono sul grafico PCA in maniera random.

Finanziamenti
Sardegna Ricerche

Tempi di realizzazione
Il progetto di ricerca ha una durata di 12 mesi.