Exploitation of morphometric, biochemical and genetic traits of traditional vegetable for providing novel foods [Valutazione dei tratti morfometrici, biochimici e genetici di ortive tradizionali per la produzione di novel foods]

La presente tesi di dottorato di ricerca si propone di valutare i tratti morfometrici, biochimici e genetici di novel foods, come sprouts, microgreens e baby-leaves, nonché di valutare i loro effetti antiossidanti in vitro, rispondendo così alle esigenze dei consumatori per prodotti pronti al consumo e ricchi di composti bioattivi benefici per la salute umana. L’obiettivo principale delle attività svolte è stato quello di ottimizzare i sistemi di coltivazione delle piante da orto, selezionando genotipi resilienti agli stress abiotici, come siccità e ridotta radiazione luminosa, anche attraverso l’utilizzo di biostimolanti. Particolare attenzione è stata rivolta alla famiglia botanica delle Brassicaceae, con un focus specifico su Brassica oleracea L., nota per il suo profilo nutrizionale, ricco di antiossidanti come glucosinolati, polifenoli, antociani e vitamine, che svolgono un importante ruolo nella prevenzione delle malattie cronico-degenerative umane. A tal riguardo, sono state condotte prove in vitro monitorando anche la proliferazione cellulare. Le analisi effettuate hanno permesso di valutare gli effetti bioattivi di differenti cultivar siciliane di cavolo broccolo (Brassica oleracea L. var. italica Plenck) durante le fasi inziali di crescita (sprouts, microgreens e baby-leaves) e la loro capacità di mitigare i danni ossidativi e la produzione di specie reattive dell’ossigeno (ROS). Le attività di ricerca hanno inoltre riguardato la caratterizzazione morfometrica e biochimica di una varietà locale di cipolla egiziana (Allium×proliferum) denominata ‘cipudda agghiarola’. L'obiettivo è stato quello di analizzare il profilo biochimico al fine di valorizzare tale coltura orticola minore che contraddistingue la ricchezza della biodiversità orticola siciliana. I risultati acquisiti nel corso delle attività svolte durante il triennio del dottorato di ricerca in “Biotecnologie” hanno messo in evidenza i tratti distintivi della ‘cipudda agghiarola’ rispetto a varietà commerciali di cipolla (Allium cepa L.), mostrando differenze significative nei parametri morfometrici, nella capacità antiossidante e nel contenuto di flavonoidi, fenoli e zuccheri. L’analisi del profilo dei composti volatili dei cipollotti delle due varietà botaniche di cipolla ha permesso di evidenziare differenze significative che permettono di qualificare meglio la cipolla egiziana favorendone sia la reintroduzione nei sistemi agricoli della nostra Regione, sia l'ampliamento della gamma dei novel foods proposti. Inoltre, l’attenzione è stata posta sulla caratterizzazione delle specie spontanee parentali (Crop Wild Relatives - CWRs) appartenenti alla famiglia delle Brassicaceae, che svolgono un ruolo importante nel miglioramento genetico delle colture afferenti a Brassica oleracea L. (cavolo broccolo, cavolfiore, cavolo da foglia, cavolo cappuccio, etc.). Per alcune CWRs di B. oleracea è stato avviato l’assemblaggio genomico, fornendo risultati preliminari utili per future analisi genetiche dei tratti di interesse agronomico e nutraceutico. Parallelamente, sono stati determinati i tratti morfometrici e biochimici di 42 accessioni di Brassica oleracea L. e di CWRs, con lo scopo di individuare caratteristiche utili per migliorare la resilienza a stress biotici e abiotici, favorendo così il loro impiego nei programmi di breeding. I risultati di questa ricerca costituiscono uno screening iniziale per selezionare genotipi in grado di adattarsi a condizioni ambientali avverse anche nelle prime fasi di sviluppo della pianta. I genotipi selezionati, caratterizzati da profili biochimici ricchi di composti bioattivi, offrono un importante potenziale per lo sviluppo di novel foods, soddisfacendo al contempo l’attuale domanda dei consumatori di alimenti ad elevato valore nutraceutico (cibi funzionali). Le cultivar locali siciliane di cavolo broccolo, quale il Broccolo nero (Brassica oleracea L. var. italica Plenck), e di cipolla, quale l’Egyptian walking onion (Allium×proliferum) sono apparse risorse genetiche promettenti sia per il loro elevato contenuto di composti bioattivi con azione antiossidante, che per la loro adattabilità a diverse condizioni di coltivazione subottimali. Le attività finora elencate sono state condotte presso l’Università degli Studi di Catania nell’ambito dei seguenti progetti: i) EU H2020 BRESOV “Breeding for Resilient, Efficient and Sustainable Organic Vegetable production”; ii) ARS01_00640-POFACS “Conservabilità, qualità e sicurezza dei prodotti ortofrutticoli ad alto contenuto di servizio”; iii) EU Horizon Europe COUSIN "Crop Wild Relatives Utilization and Conservation for Sustainable Agriculture” (HORIZON-CL62023-BIODIV-01). I semi delle accessioni dei genotipi locali testati nelle varie linee di ricerca sono stati forniti dalla banca del germoplasma del Dipartimento di Agricoltura, Alimentazione e Ambiente (Di3A), sezione di Orticoltura e Floricoltura, e le pratiche agronomiche sono state effettuate presso i campi collezione e le serre sperimentali del Di3A. La ricerca svolta nei tre anni di dottorato previsti con borsa regionale “Programma Operativo del Fondo sociale europeo Regione Siciliana 2014-2020” ha contribuito alla conservazione della biodiversità, valorizzando varietà locali e parenti selvatici di specie ortive come risorse strategiche per l’agricoltura sostenibile. Questo approccio multidisciplinare non solo ha permesso di ampliare le conoscenze in merito ai tratti agronomici, biochimici e genetici delle colture studiate, ma ha anche fornito nuove basi scientifiche per introdurre alimenti innovativi, sostenibili e in grado di rispondere alle sfide globali legate al cambiamento climatico e alla sicurezza alimentare.

Grantor dc:publisher

Università degli studi di Catania

Year dc:date

2025

Author dc:creator

• ARENA, DONATA

Contributors dc:contributor

• BRANCA, Ferdinando

• Abiotic stre
• Allium
• Brassica crop
• Solar radiation
• Glucosinolate
• Antioxidant activitie
• Drought stre
• Process innovation
• Product innovation
• Stress abiotici
• Radiazione solare
• Glucosinolati
• Attività antiossidante
• Stress idrico
• Innovazione di prodotto
• Innovazione di processo

Statement dc:rights

• info:eu-repo/semantics/openAccess
• license:PUBBLICO - Pubblico con Copyright
• license uri:iris.PUB02

Language dc:language

eng

Handle dc:identifier

https://hdl.handle.net/20.500.11769/690788

OAI identifier oai:identifier

oai:www.iris.unict.it:20.500.11769/690788