FA&AF è un progetto multidisciplinare nato grazie alla spinta all’innovazione delle aziende Partner, afferenti al settore Agrifood, coordinate dalle Reti Innovative Regionali INNOSAP e Ribes-Nest, insieme al Distretto Ittico di Rovigo e Chioggia, che, congiuntamente alle Università di Padova, Verona e Venezia, e ai Centri di Ricerca del CNR, sono arrivate ai risultati di seguito descritti in diverse aree di focalizzazione:

Innovazioni per l’ottimizzazione dello stato nutrizionale e della sostenibilità della difesa fitosanitaria in olivicoltura.

I risultati ottenuti in questo ambito al fine di migliorare la qualità e la sostenibilità delle produzioni di olio di oliva in Veneto hanno riguardato:

-la definizione di piani e metodi innovativi di nutrizione dell’olivo, basati sull’impiego di nanoformulati di fosforo e biostimolanti microbici isolati dalla rizosfera. Questi trattamenti fertilizzanti si sono dimostrati sicuri per l’ambiente e i risultati ottenuti hanno evidenziato l’importanza del fosforo per la produzione olivicola. Le diverse metodologie di applicazione potranno essere meglio valutate estendendo il periodo di studio;

-la stesura di un protocollo di difesa sostenibile contro la mosca dell’olivo (Bactrocera oleae) attraverso l’adozione di mezzi di contenimento biotecnologici di attrazione ed abbattimento degli adulti come Mass trapping ed Attack&kill. Tale strategia è già stata adottata con successo nel 2022 dagli olivicoltori afferenti all’Associazione Interregionale produttori Olivicoli (AIPO) di Verona.

Negli areali di produzione olivicola del Veneto è stato, in particolare, validato l’impiego di trappole a controllo remoto per l’automazione del monitoraggio della mosca dell’olivo ed è stato sviluppato un nuovo sistema di irrorazione con ultra-bassi volumi (4L/ha) impiegabile nella difesa dell’olivo in zone collinari e/o con forte vocazione turistica.

Innovazione di prodotto e processo nella filiera ortoflorovivaistica

Le produzioni in serra rappresentano una parte importante dell’orticoltura veneta: sono fortemente influenzate dal microclima che si crea all’interno della serra, dove specifici gradienti possono causare differenze significative in termini di resa e qualità delle produzioni. Si è quindi lavorato al monitoraggio delle condizioni microclimatiche in serre tipiche dell’areale veronese al fine di mettere queste in relazione con lo sviluppo, la produzione e la qualità di differenti genotipi varietali di specie orticole (con particolare riferimento alla fragola).

Inoltre il lavoro ha riguardato la caratterizzazione nutrizionale di prodotti orticoli, sia tipici che innovativi, che rappresenta un elemento irrinunciabile per rispondere alle richieste del consumatore e per massimizzare il valore delle produzioni. I dati ottenuti permetteranno lo sviluppo di modelli previsionali utili a migliorare le produzioni orticole in ambiente protetto,  la caratterizzazione nutraceutica e organolettica di prodotti tipici dell’areale veneto (varie tipologie di radicchi) e di prodotti innovativi (diverse specie a fiori eduli), che ha permesso di  creare delle schede descrittive per ogni prodotto alimentare analizzato che ne supporteranno la valorizzazione. Si è inoltre realizzata la caratterizzazione genetico-molecolare nelle specie a fiori eduli per assistere i programmi di miglioramento genetico finalizzati alla costituzione di nuove varietà e soprattutto per perseguire la tutela della loro proprietà intellettuale così come la tracciabilità genetica dei derivati alimentari. Infine si sono messi a punto procedure di tipizzazione del DNA di varietà coltivate mediante marcatori molecolari. Sono state impiegate tecniche convenzionali (multi-locus SSR) e piattaforme innovative basate su NGS (genotyping-by-sequencing).

Serra Veneta 4.0: Elettrificazione e Digitalizzazione

In questo ambito il progetto si è focalizzato sull’elettrificazione di macchine elettriche. Ad esempio è stata studiata un’ irroratrice costituita dal gruppo pompante e dal gruppo di ventilazione. La soluzione si configura come un cingolato a baricentro basso radiocomandato al cui sono alloggiati batterie e due motori; tra le ruote moventi cingolate e i motori sono presenti dei riduttori a vite senza fine per garantire una coppia elevata. Sono inoltre stati realizzati test di performance che hanno riguardato l’omogeneità di distribuzione, la manovrabilità, la potenza assorbita ed i consumi, la stabilità. La macchina ha ricevuto il premio come novità tecnica a EIMA 2022. Si è inoltre lavorato alla realizzazione di una sarchiatrice elettrificata, costituita da un rover elettrico a due ruote motrici con integrato un sistema industriale Cartesiano XYZ a 3 gradi di libertà controllato tramite un sistema di visione allenato mediante tecniche di intelligenza artificiale (deep learning). Il sistema riconosce le malerbe durante il moto del rover e pianifica in tempo reale le traiettorie del gripper montato sul sistema XYZ per la loro rimozione.

La ricerca ha riguardato anche la mappatura microclimatica di alcune serre localizzate a San Giovanni Lupatoto e a Zevio (Verona) generando: la costruzione di un modello di correlazione tra Sensori Smart (interni ed esterni alla serra collegati ad Internet attraverso protocollo MQTT) e Sensori Temporanei (molto numerosi e posizionati all’interno della serra); la costruzione di una mappa microclimatica 2D della serra (basata solo sui sensori Smart) che si aggiorna in tempo reali, utilizzando tale mappa termica 2D per prevedere la temperatura futura e permettere così all’agricoltore di agire nella maniera più opportuna.

Infine è stato progettato un sistema Decision Support System (DSS) che ha generato grafici degli andamenti temporali dei parametri di interesse relativi alle serre, che sono stati inviati agli agronomi e ai fitopatologi delle aziende agricole coinvolte;  ha consentito agli esperti di confrontare questi andamenti con le azioni che sono state intraprese durante il periodo di studio (e annotate nel quaderno di campagna);  si sono ricavate le relazioni causali che permettono di utilizzare le condizioni microclimatiche nella serra per decidere quali azioni concretamente intraprendere (decision support system) e si proceduto con la registrazione dei dati salienti registrati dai sensori e loro notarizzazione in Block Chain.

Qualificazione delle materie prime per il miglioramento della qualità degli alimenti

L’attività di ricerca Industriale ha condotto alla produzione e analisi, sotto il profilo chimico, di estratti proteici di girasole e caratterizzazione delle sue proprietà tecnico-funzionali, incluso il contenuto di polifenoli. Degli estratti è stata evidenziata l’attività antiossidante e antinfiammatoria il cui beneficio si è potuto apprezzare avvalendosi sia di sistemi acellulari che di modelli cellulari. Sono stati inoltre identificati almeno due peptidi come responsabili delle suddette attività. Sono state condotte attività di ricerca mirate alla verifica dell’attività antiossidante in estratti di lattuga e pomodoro trattati con biostimolanti di origine animale, derivati direttamente da uno scarto produttivo, alla messa a punto di un protocollo di pastorizzazione di estratti alcoolici di alcune piante, che si è verificato non alterare le proprietà chimiche degli estratti, pur se efficace come strumento di sterilizzazione e al disegno e validazione di un approccio molecolare per la diagnostica precoce di Plasmopara vitcola in foglie di vite, e sviluppo di un servizio di analisi e caratterizzazione di patogeni basato su metabarcoding e su sequenziamento genomico NGS.

Sviluppo, validazione ed esecuzione di test microbiologici finalizzati alla valutazione del mantenimento delle proprietà funzionali degli ingredienti alimentari.

In questo ambito è stata condotta un’attività di verifica dell’impatto positivo degli estrusi di amido sul microbiota intestinale equino e dei benefici dell’inclusione del panello di camelina in sostituzione della soia nella dieta del suinetto, sempre in termini di microbiota; inoltre si è lavorato alla realizzazione di tecniche colturali basate sull’impiego di biostimolanti naturali in grado di indurre un aumento nel contenuto proteico nelle piante di soia e alla modificazione della componente microbica nella rizosfera di piante di lattuga, dopo trattamento con biostimolanti, che ha inoltre fornito indicazioni su un possibile ruolo del microbioma nel mediare l’effetto del trattamento al suolo in termini di una migliore assimilazione del fosforo. Inoltre si lavorato alla valorizzazione del sottoprodotto della molitura del mais (farinetta) con individuazione di ceppi di batteri lattici in grado di portare ad un miglioramento complessivo delle qualità del prodotto fino allo stadio di “Food-Grade” e alla valutazione dell’effetto dell’estratto di girasole sul benessere dell’animale, al cui fine sono stati eseguiti esperimenti in vivo su larve di zebrafish (Danio rerio, animale modello), di cui si è analizzata la motilità in condizioni di base e in risposta a stimoli sensoriali.

Valutazione della qualità e funzionalità degli alimenti in relazione al metabolismo, allo stato di salute e al benessere

In questo ambito si sono condotte attività di sviluppo sperimentale che hanno verificato che i processi fermentativi delle farinette hanno portato ad un miglioramento della digeribilità di amido e di polisaccaridi complessi e alla  messa a punto di un sistema diagnostico per la discriminazione delle varianti del gene responsabile della percezione del gusto amaro (gene TAS2R38) e avvio dello sviluppo di un prototipo di kit RT-PCR per la discriminazione allelica del polimorfismo A49P. E’ stato sviluppato un servizio di analisi, attualmente utilizzato da diverse ditte e professionisti, per la discriminazione allelica di circa 50 loci genici coinvolti in intolleranze alimentari, allergie e altre condizioni impattanti sul benessere della persona e al miglioramento delle proprietà funzionali di matrici vegetali sottoposte a trattamenti al suolo o fogliari con biostimolanti di diversa origine, usati come tali o miscelati a fertilizzanti organici o organo-minerali. Per alcuni biostimolanti è stato notato un aumento della resa a parità di proprietà nutrizionali (caso del pomodoro), per altri si è apprezzato un aumento della resa e una diminuzione del contenuto di alcune tossine (mais). I campioni di lattuga trattati con i biostimolanti di origine animale hanno evidenziato a fronte di parametri morfologici simili ai controlli, un ugual contenuto in molecole antiossidanti, mentre il frutto del pomodoro ha beneficiato della biostimolazione anche in rapporto al potere antiossidante. Le farinette fermentate provenienti da diversi cultivar sono state estratte e si è proceduto alla misura del loro potere antiossidante, nonché è stato determinato il loro contenuto in polifenoli. I risultati sono stati molto buoni e promettenti per il miglioramento delle attività funzionali.

Miglioramento dell’azione nutraceutica dei prodotti ittici

Grazie alle misure ottenute dall’analisi gascromatografica/spettrometria di massa, è stato messo a punto un sistema di misurazione rapida basata sull’analisi degli spettri di assorbimento nel vicino infrarosso (NIRS) mediante lo sviluppo di analisi degli spettri e valutazione della correlazione tra la misura con la gas-cromatografia e spettrometria e quella basata su NIRS. Ne è derivato un Report sulla definizione di una nuova metodologia per la determinazione rapida del tenore di omega-3 nel prodotto ittico. I campioni raccolti presso due differenti allevamenti nella laguna di Venezia (n = 299) sono stati analizzati singolarmente tramite analisi spettroscopica utilizzando uno strumento portatile PoliSPECNIR (ITPhotonics, Breganze, Italy) a tecnologia infrarossa che lavora in riflettanza nel range compreso tra 900 nm e 1680 nm con una risoluzione di 2 nm. L’analisi spettroscopica del campione è stata eseguita sia sul prodotto tal quale che sul macinato. E’ stata effettuata inoltre un’analisi gas-cromatografica, che rappresenta il metodo di riferimento per la misura del tenore di acidi grassi. Tale analisi richiede l’estrazione del grasso dai tessuti molli dell’intero mollusco, la misura della concentrazione percentuale di grasso e la trasformazione degli esteri dei tessuti molli del mollusco in metil-esteri degli acidi grassi seguita da analisi condotta mediante GC/FID e GC/MS (Shimadzu, Kyoto, Japan) rispettivamente per quantificare e identificare i singoli esteri metilici degli acidi grassi. Utilizzando come misura di riferimento il profilo degli acidi grassi ottenuti con l’analisi cromatografica, sono stati effettuate le calibrazioni del metodo di misura rapido (NIRS). E’ stata effettuata un’Analisi qualitativa dei campioni: il modello di classificazione è stato svolto utilizzando solo i dati spettrali dei singoli campioni associandoli alla variabile qualitativa (allevamento: Sauro o Varagnolo). Il modello di classificazione è stato svolto solo sul prodotto intero al fine di evidenziare la ridotta manipolazione del campione a vantaggio delle attività aziendali. Le performance di classificazione del modello vengono valutate in funzione dell’accuratezza; parametro che indica la capacità di identificare e classificare correttamente un campione secondo il proprio gruppo di appartenenza; una accuratezza del 100% indica una completa e corretta identificazione della classe di appartenenza.E’ stata valutata la correlazione tra il tenore di omega-3 misurato e i parametri ambientali che caratterizzano i siti di produzione. L’obiettivo è stato raggiunto, anche se la variabilità è principalmente legata alla stagionalità. Fra i risultati prodotti, si segnala inoltre un report sulla definizione delle condizioni di allevamento idonee all’ottenimento di prodotto ad alto potenziale nutraceutico. Nel report emerge come i due allevamenti (Sauro e Varagnolo) ubicati all’interno della laguna di Chioggia presso cui sono state svolte le attività sperimentali differiscono tra loro per tipologia di fondale e per aspetti relativi all’effetto delle correnti. Sono state posizionate presso i due siti sonde multiparametriche che hanno raccolto dati in continuo sulla salinità, temperatura e presenza di clorofilla nella massa d’acqua. I dati sono stati registrati e analizzati per evidenziare la correlazione tra variabili ambientali e profilo lipidico degli animali nei due siti nell’intervallo di tempo della sperimentazione. Si è inoltre realizzato il sequenziamento dei pool genomici e analisi bioinformatica delle sequenze ottenute. I due pool sono stati confrontati mediante appositi software permettendo l’identificazione di potenziali polimorfismi associati ad un elevato tenore di omega-3. Si è inoltre realizzato un report sull’identificazione di marcatori genomici funzionali alla selezione di linee di vongola ad elevato contenuto di omega-3 che descrive l’avvenuto sequenziamento dei genomi di due pool di individui a basso ed elevato contenuto di omega-3.

Inizio: 09/10/2020
Fine: 28/02/2023