I passi della ricerca

ROMA – focus/ aise - ENEA, in collaborazione con le aziende siciliane Navhetec srl e Agrumaria Corleone spa, ha brevettato una metodologia innovativa per trasformare gli scarti della lavorazione del limone in integratori e nutraceutici da utilizzarsi nella prevenzione di alcune patologie come obesità, diabete, ipercolesterolemia e disturbi cardio-vascolari. L’innovazione si basa sull’utilizzo della tecnologia ‘separazione su membrana’, messa a punto da ENEA, abbinata a successive fasi di incapsulamento ed essiccazione mediante tecnologia di spray-drying o essiccazione a spruzzo: in questo modo dagli scarti e dai sottoprodotti ottenuti durante la lavorazione del limone si ottengono delle nanovescicole, ovvero piccolissime sfere ricche di composti bioattivi come acidi nucleici, polifenoli, lipidi e proteine.
Alcuni studi in vivo e in vitro effettuati da Navhetec già nel 2015 hanno dimostrato una forte azione di riduzione della crescita di cellule tumorali, mentre studi in corso ne evidenziano le proprietà antinfiammatorie. Inoltre, nel 2019, a seguito della sperimentazione del sistema brevettato su alcuni volontari sani, è emersa una riduzione di alcuni fattori di rischio cardiovascolare, quali colesterolo-LDL e circonferenza vita.
Il brevetto è applicabile anche ad altre matrici vegetali e consente di ottenere un prodotto di facile dosaggio ed utilizzo, ad alta stabilità e conservabilità, facilmente trasferibile su scala industriale, con costi e tempi di produzione ridotti rispetto alle tecniche tradizionali di ultracentrifugazione.
“Il brevetto, utile anche per la formulazione di cibi e bevande con proprietà nutraceutiche, si ispira al principio zero waste nei processi produttivi ed è in grado di rispondere sia a esigenze ambientali che economiche, legate da una parte all’abbattimento dei costi di smaltimento e dall’altra alla trasformazione degli scarti agroindustriali in bioprodotti ad alto valore aggiunto”, sottolinea Paola Sangiorgio, ricercatrice del Laboratorio Bioprodotti e Bioprocessi del Centro Ricerche ENEA della Trisaia.
L’iniziativa si inquadra nell’ambito delle attività di ricerca e sviluppo dell’ENEA per il miglioramento e la sostenibilità dei processi di produzione e l’applicazione dei principi di economia circolare attraverso l’impiego degli scarti agroalimentari per ottenere nuovi materiali e intermedi da utilizzare nei settori food e no-food.
Una ricerca condotta dall’Istituto di cristallografia del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Ic) con le università Sapienza e Roma Tre e con l’ISIS Neutron and Muon Source (UK) ha analizzato per la prima volta dettagliatamente la struttura del minerale whitlockite, un raro fosfato di calcio naturale presente in rocce granitiche terrestri e nei meteoriti condriti. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Crystals.
Perché è importante conoscere in modo dettagliato la struttura di questo minerale? “La whitlockite è la controparte naturale del biomateriale sintetico tricalcio fosfato (Tcp), utilizzato in ortopedia e in odontoiatria sotto forma di cementi, filler e rivestimenti”, spiega Francesco Capitelli, ricercatore del Cnr-Ic e autore della ricerca. "Grazie allo studio di questi materiali naturali gli scienziati possono migliorare i loro analoghi sintetici, per meglio adattare la funzione attesa nelle applicazioni biomediche. In particolare, il Tcp è una alternativa alla idrossiapatite sintetica, che è molto simile alla componente minerale delle ossa e dei denti umani, ma che risulta essere fragile da utilizzare in alcuni contesti, come negli impianti metallici di protesi ossee".
Si mira anche a ridurre il rischio di rigetto da parte del corpo: “Le informazioni raccolte dallo studio dei materiali naturali possono essere usate per modificare i corrispondenti materiali sintetici, in modo da diminuire la fragilità e il rischio di rigetto delle protesi, migliorando quindi le loro prestazioni generali. Ecco perché conoscere in modo così approfondito la struttura della whitlockite o di altri fosfati naturali di calcio, può contribuire in campo biomedico a offrire nuovi prodotti di sintesi a beneficio del paziente”, continua Capitelli.
Per la prima volta è stata usata la spettroscopia infrarossa. “In questo studio abbiamo utilizzato la capacità unica della diffrazione da neutroni per localizzare l’atomo di idrogeno all’interno della whitlockite, dopo una analisi preliminare con la diffrazione da raggi X. Il campione è stato anche studiato con la microsonda elettronica per confermare il contenuto chimico, e per la prima volta su questo minerale, tramite spettroscopia infrarossa a complemento dei risultati della diffrazione”, conclude il ricercatore.
Le variazioni nei parametri sismici e geochimici dell’area della Solfatara e di Pisciarelli ai Campi Flegrei (Pozzuoli - Napoli) sarebbero causate dalla pressione cui è sottoposta la struttura presente nel sottosuolo della Solfatara. Questi i risultati dello studio multidisciplinare condotto dall’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) Hydrothermal pressure-temperature control on CO2 emissions and seismicity at Campi Flegrei (Italy) appena pubblicato sul “Journal of Volcanology and Geothermal Research”.
“Negli ultimi anni nei Campi Flegrei, in particolare nella zona della Solfatara e di Pisciarelli, è stata osservata una più frequente attività sismica e un aumento delle stime di temperatura e pressione basate sulla composizione dei gas emessi dalle fumarole campionate. La variazione di questi parametri”, spiega Giovanni Chiodini, ricercatore dell’INGV e primo autore dello studio, “ci ha indotto ad analizzare insieme tutti i dati disponibili dell’area, per dare una interpretazione complessiva del fenomeno”.
“Analizzando i dati”, prosegue il ricercatore, “abbiamo osservato che parametri completamente indipendenti, come quelli geochimici e sismici, sono nel tempo variati insieme. Fra i parametri analizzati c’è il flusso diffuso di anidride carbonica (CO2) dai suoli dell’area. Dall’elaborazione risulta un aumento della quantità di CO2 emessa che dalle circa 1500 tonnellate al giorno nel periodo ante 2017 è passata alle circa 3500 tonnellate al giorno nel periodo successivo. Questa variazione di emissione di anidride carbonica è contemporanea all’aumento della sismicità”.
Inoltre, la maggior parte degli ipocentri dei piccoli terremoti sono avvenuti nella parte superficiale di una struttura verticale che è stata individuata tramite tecniche di magnetotellurica. Tale struttura è stata interpretata come un plume di gas: lo stesso che alimenta il flusso di CO2 misurato nei suoli della Solfatara e che è stato oggetto dell'aumento della stima di pressione e temperatura. Questa coincidenza, sia temporale sia spaziale, ha suggerito ai ricercatori che le variazioni osservate sono causate dalla pressurizzazione della struttura presente nel sottosuolo della Solfatara.
“Le novità dello studio”, prosegue Chiodini, “sono la raccolta di una enorme mole di dati multidisciplinari, la maggior parte già pubblici, e l’utilizzo di una tecnica statistica, la Principal Component Analysis, che ha consentito di comprendere gli elementi comuni delle differenti variabili analizzate. Lo studio ha evidenziato che le variazioni osservate trovano nell’aumento di pressione dei fluidi la loro comune causa”.
“Il prossimo passo della ricerca”, conclude il ricercatore, “potrebbe essere l’esecuzione di studi specifici per definire con maggiore accuratezza la geometria della struttura presente sotto la Solfatara dove il gas, accumulandosi, innesca sismicità e alimenta l’emissione in superficie. In altre parole, lo studio, al momento, si riferisce ad una sezione 2D mentre l’obiettivo sarebbe di avere un modello 3D, ovvero una vera tomografia dei primi chilometri del sottosuolo della Solfatara”.
La ricerca pubblicata ha una valenza essenzialmente scientifica, priva al momento di immediate implicazioni in merito agli aspetti di protezione civile. (focus\ aise)