Design, development and characterization of DHA-based emulsion for Nutrilipidomics strategies

The industrial PhD project presented here is part of the R&D strategies of the Lipinutragen company. The innovation brought by the company concerns nutrilipidomics, i.e. the correlation between the lipid composition (in fatty acids) of the cell membrane and lipid-based nutraceuticals, especially starting from the well-known dependence of the lipid composition on the intake of essential fats, omega- 6 and omega-3 polyunsaturated fatty acids. Among the results obtained from the membrane lipidomic profiles, the case of autistic subjects is here highlighted, showing the significant deficiency of docosahexaenoic acid (DHA). The activity during the PhD was devoted to the nutrilipidomic approach. Part of the activities were devoted to scientific research in lipidomics: a) the study of lipidomic profiles in the frame of two collaboration projects: one with the group of Dr. I. Tueros at AZTI, Bilbao, regading obese population, and the other one regarding seed germination with the changes of the fatty acid profiles with the group of prof. A. Balestrazzi of the University of Parma; b) the liposome preparation for protection and lifetime prolongation of the peptide somatostatin, which was an important premise to the formulation of the DHA-containing microemulsion. The activities was also focused on the development of DHA-containing nutraceutical formulations in the form of emulsion, overcoming the difficulty of the capsule ingestion, to be administered orally. The work pointed to study the combination of active ingredients, based on the previous know-how regarding the bioavailability for the cell membrane incorporation. The ingredients of the formulation were studied and tested in vitro for the bioavailability of DHA to be incorporated in the cell membranes of different types of cultured cells. Part of this study is covered by non-disclosure agreement since it belongs to the know-how of Lipinutragen.

CFD Applications for Wave Energy Conversion Devices (MoonWEC) and Turbulent Fountains for Environmental Fluid Mechanics

This thesis is based on two studies that are related to floating wave energy conversion (WEC) devices and turbulent fountains. The ability of the open-source CFD software OpenFOAM® has been studied to simulate these phenomena. The CFD model has been compared with the physical experimental results. The first study presents a model of a WEC device, called MoonWEC, which is patented by the University of Bologna. The CFD model of the MoonWEC under the action of waves has been simulated using OpenFOAM and the results are promising. The reliability of the CFD model is confirmed by the laboratory experiments, conducted at the University of Bologna, for which a small-scale prototype of the MoonWEC was made from wood and brass. The second part of the thesis is related to the turbulent fountains which are formed when a heavier source fluid is injected upward into a lighter ambient fluid, or else a lighter source fluid is injected downward into a heavier ambient fluid. For this study, the first case is considered for laboratory experiments and the corresponding CFD model. The vertical releases of the source fluids into a quiescent, uniform ambient fluid, from a circular source, were studied with different densities in the laboratory experiments, conducted at the University of Parma. The CFD model has been set up for these experiments. Favourable results have been observed from the OpenFOAM simulations for the turbulent fountains as well, indicating that it can be a reliable tool for the simulation of such phenomena.

Gli oggetti della nostalgia per ripensare il rapporto con il tempo: pratiche e memorie di due generazioni.

La ricerca di tesi qui presentata nasce con lo scopo di sondare la natura degli oggetti affettivi attraverso l’analisi dei lavori di campo da me svolti tra il 2016 e il 2019: il lavoro di campo all’interno dei Musei degli oggetti ordinari di Marseille e Parma (ricerca in ambiente museale) ed il lavoro di campo condotto all’interno di 28 abitazioni dell’Emilia Romagna (ricerca in ambiente domestico) comprendente un confronto generazionale tra sessantenni e trentenni. In particolare, con il lavoro qui presentato ho voluto cercare di comprendere, per mezzo di un’attenta analisi del legame uomo / cosa, la natura del rapporto che gl’individui tessono con le diverse dimensioni temporali della loro vita: passato, presente, futuro. La mia ricerca di tesi nasce difatti dal presupposto che gli oggetti affettivi (qui definiti “oggetti della nostalgia”) si inscrivono nella storia dei loro proprietari, essi evocano memorie, ricordi, ma anche valori e modi di vivere / di essere. Gli oggetti affettivi essendo in grado di preservare nel tempo una loro “funzionalità”, finiscono per preservare nella loro valenza simbolica ed affettiva frammenti di memorie in grado di orientare i loro proprietari nell’elaborazione del passato, ma anche di aiutarli nella creazione di un tempo presente e futuro sempre più felice e consapevole. Essi, in virtù del legame che li unisce intimamente ai loro proprietari, mantengono in vita ciò che apparentemente non esiste più, preservano l’assente nella loro presenza coniugando l’invisibile al visibile, l’immaterialità alla materia.

Valorization of by-products from olive oil industry and their utilization for innovative food formulation

The purpose of this thesis work was the valorization of the main by-products obtained from olive oil production chain (wastewater and pomace) and their utilization in innovative food formulation. In the first part of the thesis, an olive mill wastewater extract rich in phenols were used in the formulation of 3 innovative meat products: beef hamburgers, cooked ham and würstels. These studies confirms that olive mill wastewaters extract rich in phenols could be an alternative for the reduction/total replacement of additives (i.e., nitrites) in ground and cooked meat preparations, which would promote the formulation of healthier clean label products and improve the sustainability of the olive oil industry with a circular economy approach, by further valorizing this olive by-product. In the second part of the thesis, the lipid composition and oxidative stability of a spreadable product obtained from a fermented and biologically de-bittered olive pomace, was assessed during a shelf-life study. This study confirmed that olive pomace represents an excellent ingredient for the formulation of functional foods In the third and last part of the thesis, carried out at the Universidad de Navarra (Pamplona, Spain), during a period abroad (3 months), three extracts obtained from purification of olive mill wastewaters, were subjected to in-vitro digestion and characterized. From the analysis of the three phenolic extracts, it emerged that the most promising extract to be used in the food field is the spry-dried one. Thanks to its formulation containing maltodextrins it manages to maintain its antioxidant capacity even after being underwent to in-vitro digestion. This thesis work is a part of the PRIN 2015 project (PROT: 20152LFKAT) "Olive phenols as multifunctional bioactives for healthier food: evaluation of simplified formulation to obtain safe meat products and new foods with higher functionality", coordinated by University of Perugia.

Gene expression and genome-wide association studies analysis to select heavy pigs for protected designation of origin cured meats production

The high quality of protected designation of origin (PDO) dry-cured pork products depends largely on the chemical and physical parameters of the fresh meat and their variation during the production process of the final product. The discovery of the mechanisms that regulate the variability of these parameters was aided by the reference genome of swine adjuvant to genetic analysis methods. This thesis can contribute to the discovery of genetic mechanisms that regulate the variability of some quality parameters of fresh meat for PDO dry-cured pork production. The first study is of gene expression and showed that between low and high glycolytic potential (GP) samples of Semimembranosus muscle of Italian Large White (ILW) pigs in early postmortem, the differentially expressed genes were all but one over expressed in low GP. These were involved in ATP biosynthesis processes, calcium homeostasis, and lipid metabolism including the potential master regulator gene Peroxisome Proliferator-Activated Receptor Alpha (PPARA). The second is a study in commercial hybrid pigs to evaluate correlations between carcass and fresh ham traits, including carcass and fresh ham lean meat percentages, the former, a potential predictor of the latter. In addition, a genome-wide association study allowed the identification of chromosome-wide associations with phenotypic traits for 19 SNPs, and genome-wide associations for 14 SNPs for ferrochelatase activity. The latter could be a determinant for color variation in nitrite-free dry-cured ham. The third study showed gene expression differences in the Longissimus thoracis muscle of ILW pigs by feeding diets with extruded linseed (source of polyunsaturated fatty acids) and vitamin E and selenium (diet three) or natural (diet four) antioxidants. The diet three promoted a more rapid and massive immune system response possibly determined by improvement in muscle tissue function, while the diet four promoted oxidative stability and increased the anti-inflammatory potential of muscle tissue.

I centri per il sostegno al cambiamento per gli uomini autori di violenza contro le donne in Emilia-Romagna

Questa tesi ha come obbiettivo la valutazione della conoscenza dei centri per gli uomini autori di violenza da parte del personale sanitario. I risultati ottenuti mostrano che i centri sono poco conosciuti. Successivamente l'elaborato si focalizza sui centri di recupero per gli uomini, in particolare LDV ("Liberiamoci dalla Violenza”). Le domande a cui questo elaborato si propone di rispondere sono: 1. Chi è l’autore di violenza? 2. Quali sono i metodi di intervento dei Centri che prendono in carico gli autori di violenza? 3. Quali sono le risorse presenti sul territorio?” La tesi si sviluppa in tre parti: 1. analisi della letteratura 2. questionario rivolto agli operatori sanitari per verificare la conoscenza dei centri per gli uomini autori di violenza 3. realizzazione di interviste semi-strutturate ai professionisti che lavorano nel centro LDV Risulta indispensabile lavorare con gli uomini autori di violenza al fine di ridurre il rischio del perpetuarsi di comportamenti violenti. Allo stesso modo è fondamentale avere una rete territoriale efficiente, che favorisca un contatto tra i maltrattanti e i Centri per gli uomini per uscire dalla violenza. Ciò contribuendo alla riduzione del fenomeno e dando risposte efficaci a un problema di salute pubblica e giustizia sociale.

Partorire in ambiente extra ospedaliero. Un'alternativa poco conosciuta, caratterizzata da grandi vantaggi. L'importanza per le donne di ricevere informazioni adeguate da parte dei servizi territoriali

Dalla letteratura si evince come, in una gravidanza fisiologica, il parto extra ospedaliero sia un’alternativa sicura, al pari dell’assistenza ospedaliera. In Italia avviene in una bassa percentuale di casi, nonostante sul territorio siano presenti strutture per poter attuare questa scelta. Un piccolo aumento è avvenuto negli ultimi due anni probabilmente dovuto anche alla pandemia da Covid. In particolare in Emilia Romagna, sono state indagate le informazioni e le modalità che i servizi territoriali e ospedalieri offrono alle gestanti in merito ai luoghi del parto. Un secondo obiettivo è stato capire, tramite le testimonianze delle donne, come avessero reperito le informazioni e a chi si fossero rivolte per la pianificazione del parto. Si è posta l’attenzione sull’opinione di Ostetric* del SSN circa il parto extra ospedaliero. Sono state effettuate 8 interviste semi-strutturate, e raccolti 27 questionari tra Ostetriche operanti nei Consultori e nei punti nascita ospedalieri. È stata raccolta, inoltre, l’opinione di 62 donne che hanno partorito in ambiente extra ospedaliero. I dati sono stati utilizzati in forma anonima. Dallo studio emerge la necessità di ampliare gli spazi e i tempi dedicati alla scelta del luogo del parto al fine di offrire alle coppie ogni alternativa possibile; le Ostetriche e le donne coinvolte suggeriscono diversi metodi per facilitare la conoscenza e il contatto con la realtà extra ospedaliera: da una più ampia diffusione di informazioni da parte delle strutture del SSN a momenti di formazione condivisa con chi opera a domicilio o in casa di Maternità. Le donne sottolineano la difficoltà di reperire informazioni dettagliate e di come la scelta sia spesso influenzata da pregiudizi. I consultori dovrebbero fornire informazioni dettagliate su tutti i luoghi del parto a tutte le donne per permettere una scelta libera da opinioni soggettive. Dovrebbero essere presi accordi specifici tra chi pratica l’assistenza in ospedale e chi in altri ambiti.

Integrare gli approcci all'innovazione Data Science e Design Thinking: analisi teorica e applicazione al caso della sanità parmense

Nel panorama aziendale odierno, risulta essere di fondamentale importanza la capacità, da parte di un’azienda o di una società di servizi, di orientare in modo programmatico la propria innovazione in modo tale da poter essere competitivi sul mercato. In molti casi, questo e significa investire una cospicua somma di denaro in progetti che andranno a migliorare aspetti essenziali del prodotto o del servizio e che avranno un importante impatto sulla trasformazione digitale dell’azienda. Lo studio che viene proposto riguarda in particolar modo due approcci che sono tipicamente in antitesi tra loro proprio per il fatto che si basano su due tipologie di dati differenti, i Big Data e i Thick Data. I due approcci sono rispettivamente il Data Science e il Design Thinking. Nel corso dei seguenti capitoli, dopo aver definito gli approcci di Design Thinking e Data Science, verrà definito il concetto di blending e la problematica che ruota attorno all’intersezione dei due metodi di innovazione. Per mettere in evidenza i diversi aspetti che riguardano la tematica, verranno riportati anche casi di aziende che hanno integrato i due approcci nei loro processi di innovazione, ottenendo importanti risultati. In particolar modo verrà riportato il lavoro di ricerca svolto dall’autore riguardo l'esame, la classificazione e l'analisi della letteratura esistente all'intersezione dell'innovazione guidata dai dati e dal pensiero progettuale. Infine viene riportato un caso aziendale che è stato condotto presso la realtà ospedaliero-sanitaria di Parma in cui, a fronte di una problematica relativa al rapporto tra clinici dell’ospedale e clinici del territorio, si è progettato un sistema innovativo attraverso l’utilizzo del Design Thinking. Inoltre, si cercherà di sviluppare un’analisi critica di tipo “what-if” al fine di elaborare un possibile scenario di integrazione di metodi o tecniche provenienti anche dal mondo del Data Science e applicarlo al caso studio in oggetto.

Caratterizzazione reologica e fisica di differenti campioni di Parmigiano Reggiano

Il Parmigiano Reggiano è un formaggio a Denominazione d’Origine Protetta (DOP), a pasta dura, cotta, granulosa, a lunga stagionatura, prodotto con latte crudo, parzialmente scremato, proveniente da vacche alimentate prevalentemente con foraggi della zona d’origine. La trasformazione del latte in questo formaggio DOP è ancora basata su una tecnologia artigianale legata all’esperienza empirica dei casari e tutelata dal Consorzio del Parmigiano Reggiano. L’obiettivo della tesi è stato quello di analizzare l’attività dell’acqua e la texture di 14 punte di formaggio “Parmigiano Reggiano”, provenienti da diverse realtà casearie nelle provincie di Parma, Reggio Emilia, Modena, Bologna alla sinistra del fiume Reno e Mantova, alla destra del fiume Po aderenti al consorzio di tutela; al fine di trarre conclusioni sulla struttura di tali campioni. In dettaglio, per valutare in modo sistematico e comprensivo la texture dei campioni è stata valutata mediante i test di Taglio, Texture Profile Analysis (TPA) e Three Point Bending. Al fine di valutare l’effetto della temperatura, le medesime analisi di texture sono state anche effettuate su alcuni campioni di formaggio condizionati alle temperature di 8, 20, 25 e 30°C. I campioni di Parmigiano Reggiano provenienti da diversi caseifici hanno presentato alcune differenze significative in termini di attività dell’acqua, durezza di taglio, elasticità, coesività, gommosità, forza massima, distanza lineare e fratturabilità. Queste variabilità potrebbero essere attribuite a diversità e peculiarità nel processo produttivo e nell’esperienza dei singoli caseari. Inoltre, è stato evidenziato un ruolo significativo delle temperature dei campioni alla quale si effettuano le analisi di texture. In particolare, i campioni condizionati a 8°C rispetto alle altre temperature hanno presentato differenze significative in tutti i parametri di texture analizzati eccetto che per quelli di elasticità e gommosità determinati con il test TPA.

Sviluppo ed implementazione di modelli di danno da alluvione per le colture pluriennali

A fronte delle politiche di gestione e mitigazione del rischio alluvionale definite dalla Direttiva Alluvioni (Direttiva 2007/60/CE), risulta necessario sviluppare modelli che riescano a quantificare le conseguenze economiche causate da eventi alluvionali a diversi settori, tra cui il settore agricolo. In questo lavoro di tesi si è posto l’obiettivo di estendere un modello disponibile in letteratura per la stima del danno subito alle colture più diffuse (i.e., seminativi; AGRIDE-c, Molinari et al., 2019) ad altre colture pluriennali, i frutteti, in particolar modo pereti e meleti. Il modello è stato sviluppato a scala regionale, facendo quindi riferimento ai valori di resa, prezzo e costi delle operazioni caratteristici delle pratiche agricole dell’Emilia-Romagna. L’applicazione è stata effettuata su cinque Aree a Potenziale Rischio Significativo (APSFR) del Distretto del fiume Po' e ricadenti all’interno del medesimo territorio regionale (Panaro, Secchia, Reno, Enza, Parma-Baganza). Il modello rappresenta uno strumento utilizzabile dalle Autorità competenti sia ex-post, per la stima speditiva del danno economico subìto dagli agricoltori colpiti dall’alluvione e il loro eventuale risarcimento, che ex-ante, ovvero come strumento di supporto decisionale per le attività di tipo Cost-Benefit Analysis (CBA) nell’ambito dei piani di gestione e mitigazione del rischio.