Valutazione dell'effetto dei campi elettrici pulsati sulle cinetiche di salagione di branzino fresco

In questo studio è stato valutato l'impatto dei campi elettrici pulsati applicati a diverse intensità (0.3, 0.9 e 1.5 kV/cm) su campioni di branzino fresco prima del processo di salamoiatura. Dopo 24, 96, 144 e 92 ore sono stati determinati il peso, il contenuto in acqua, la percentuale di NaCl, l'attività dell'acqua e il contenuto in TBARS nei campioni allo scopo di verificare la possibilità di accelerare il trasferimento di massa nella matrice, e in secondo luogo per valutare l'effetto dei campi elettrici pulsati sull'ossidazione lipidica.

Funzionalità delle proteine e ossidazione lipidica e proteica in filetti di branzino salati dopo trattamento con campi elettrici pulsati

Il presente lavoro di tesi ha avuto lo scopo di valutare l’effetto del trattamento con campi elettrici pulsati sulla funzionalità delle proteine e sul livello di ossidazione lipidica e proteica di filetti di branzino (Dicentrarchus labrax) durante 12 giorni di conservazione refrigerata. A tale scopo, un totale di 50 filetti è stato sottoposto a salagione mediante salamoia contenente il 5% di NaCl per 24 ore e successivamente diviso in 2 gruppi sperimentali (n=25/gruppo): CONT, filetti non sottoposti a trattamento e PEF, filetti trattati con campi elettrici pulsati aventi intensità di 0,6 kV/cm, ampiezza degli impulsi di 10 μs per un tempo totale di trattamento pari a 10 s. I filetti sono stati confezionati in atmosfera protettiva (20% di CO2 e 80% di N2) e conservati a temperatura di refrigerazione per i 12 giorni successivi. Nel complesso, i risultati ottenuti suggeriscono come il trattamento PEF non abbia esercitato un effetto né migliorativo né peggiorativo sulla funzionalità delle proteine, determinata tramite analisi della solubilità, risultato piuttosto inatteso data la potenzialità del PEF di migliorare la funzionalità proteica. Si può ipotizzare che il processo di salatura a cui sono stati sottoposti i campioni possa avere in qualche modo mascherato un possibile effetto positivo del trattamento a causa della solubilizzazione delle proteine avvenuta già in fase di salatura. Inoltre, nonostante il PEF possa innescare fenomeni ossidativi a carico della matrice lipidica e proteica, in questo studio non sono state osservate modificazioni, suggerendo come il trattamento non abbia alterato la stabilità ossidativa dei filetti. In conclusione, i risultati ottenuti nel presente studio sono da considerarsi positivi, in quanto è possibile evincere come il trattamento effettuato abbia consentito di migliorare le rese di processo, senza però influenzare la stabilità ossidativa di lipidi e proteine, lasciando quindi inalterata la funzionalità delle stesse.

Studio della shelf-life di filetti di branzino leggermente salati pre-trattati con campi elettrici pulsati

I campi elettrici pulsati (PEF) rappresentano una tecnologia emergente che di anno in anno va acquisendo una popolarità sempre maggiore nel campo della trasformazione e conservazione degli alimenti. Tuttavia, l’applicazione di questa tecnica nel settore dei prodotti ittici è ad oggi ancora scarsamente utilizzata. L’obiettivo di questo studio è stato quello di valutare l’effetto dell’applicazione dei campi elettrici pulsati come pretrattamento ad una leggera salagione sulla shelf-life di filetti di branzino confezionati in atmosfera protettiva (MAP). I filetti sono stati sottoposti a campi elettrici pulsati ad intensità di 0.6 kV/cm e successivamente immersi in una salamoia al 5% di NaCl per 24 ore. Dopodiché, i filetti pretrattati sono stati confezionati e stoccati a 4°C per 8 giorni, durante i quali sono state eseguite le determinazioni analitiche volte a valutare lo sviluppo microbico e le principali caratteristiche qualitative. I risultati hanno dimostrato che l’utilizzo dei PEF come pretrattamento alla salagione può incrementare significativamente la concentrazione di sale nei filetti, probabilmente grazie ad una distribuzione più omogenea di NaCl nel tessuto muscolare. In aggiunta, sono state riscontrate alcune differenze significative nella riduzione del peso dei filetti in seguito al trattamento PEF, il quale è risultato inferiore nei filetti trattati, fenomeno che potrebbe essere riconducibile alla capacità dei campi elettrici pulsati di aumentare la capacità di ritenzione idrica (WHC). Inoltre, al di là di un leggerissimo aumento dell’indice di ossidazione lipidica nei filetti sottoposti ai PEF nei tempi immediatamente successivi al trattamento, non sono state riscontrate altre differenze significative nei restanti parametri considerati. Pertanto, il pretrattamento con PEF risulta promettente per rendere più efficiente il successivo processo di salagione, senza influire negativamente sulla shelf-life del prodotto finale confezionato.

Valutazione sperimentale della rigenerazione cartilaginea articolare dopo stimolazione biofisica con campi elettromagnetici pulsati in associazione a trattamenti chirurgici

Diverse tecniche di ingegneria tessutale sono state sviluppate per promuovere la riparazione delle lesioni della cartilagine articolare. Nonostante i buoni risultati clinici a breve termine, il tessuto rigenerato fallisce nel tempo poiché non possiede le caratteristiche meccaniche e funzionali della cartilagine articolare nativa. La stimolazione con campi elettromagnetici pulsati (CEMP) rappresenta un approccio terapeutico innovativo. I CEMP aumentano l’attività anabolica dei condrociti con conseguente incremento della sintesi della matrice, e limitano l’effetto catabolico delle citochine pro-infiammatorie riducendo la degradazione della cartilagine nel microambiente articolare. I CEMP agiscono mediante l’up-regolazione dei recettori adenosinici A2A potenziando il loro affetto anti-infiammatorio. Lo scopo di questo studio è stato quello di valutare l’effetto della stimolazione con CEMP sulla guarigione di difetti osteocondrali in un modello sperimentale nel coniglio. Un difetto osteocondrale del diametro di 4mm è stato eseguito nel condilo femorale mediale di entrambe le ginocchia di 20 conigli. A destra la lesione è stata lasciata a guarigione spontanea mentre a sinistra e stata trattata mediante inserimento di scaffold collagenico o trapianto di cellule mesenchimali midollari sul medesimo scaffold precedentemente prelevate dalla cresta iliaca. In base al trattamento eseguito 10 animali sono stati stimolati con CEMP 4 ore/die per 40 giorni mentre altri 10 hanno ricevuto stimolatori placebo. Dopo il sacrificio a 40 giorni, sono state eseguite analisi istologiche mediante un punteggio di O’Driscoll modificato. Confrontando le lesioni lasciate a guarigione spontanea, la stimolazione con CEMP ha migliorato significativamente il punteggio (p=0.021). Lo stesso risultato si è osservato nel confronto tra lesioni trattate mediante trapianto di cellule mesenchimali midollari (p=0.032). Nessuna differenza è stata osservata tra animali stimolati e placebo quando la lesione è stata trattata con il solo scaffold (p=0.413). La stimolazione con CEMP è risultata efficace nel promuovere la guarigione di difetti osteocartilaginei in associazione a tecniche chirurgiche di ingegneria tessutale.

Stimolazione precoce della consolidazione ossea in pazienti con frattura di gamba attraverso campi elettromagnetici pulsati basata su un algoritmo predittivo del rischio diritardo di consolidazione ossea (ARRCO – Algoritmo Rischio Ritardo Consolidazione Ossea – IGEA®).

E' stato sviluppato un algoritmo predittivo del rischio di consolidazione ossea (ARRCO – Algoritmo Rischio Ritardo Consolidazione Ossea - IGEA, Carpi, Italy) che combina diversi fattori correlati al rischio di ritardata o mancata guarigione di una frattura. Questo algoritmo ha permesso di idntificare una popolazione di pazienti affetti da fratture con aumentato rischio di ritardo di consolidazione o mancata guarigione. Questi pazienti sono stati sottoposti precocemente a stimolazione biofisica precoce mediante Campi Elettromagnetici Pulsati a bassa frequenza (CEMP), ottenendo la guarigione della frattura nella maggior parte dei casi e in tempi considerati fisiologici. Pertanto in un gruppo selezionato di pazienti, il trattamento può essere indirizzato all'applicazione precoce di CEMP, al fine di promuovere la consolidazione ossea di una frattura "a richio", il cui trattamento richiederebbe altrimenti tempi più prolungati e un costo virtuale maggiore dell'intero trattamento sanitario.

Effect of Pulsed Electric Field in combination with Vacuum Drying on quality of Thai basil leaves.

Il progetto di questa tesi ha l’obiettivo di analizzare l’effetto dei Campi Elettrici Pulsati (PEF) sulla qualità delle foglie di basilico tailandese, essiccate sottovuoto. Nell’esperimento sono stati utilizzati i Campi Elettrici Pulsati a elettroporazione reversibile, come pretrattamento di essiccazione, e si è visto come questi influenzino la durata del trattamento di essiccazione. Dai risultati si può notare che essi riducono il tempo di processo in campioni sottoposti a 20°C, ma all’aumentare della temperatura tale effetto sembra essere meno significativo, come si può osservare già a 40°C. Una volta che le foglie sono state esposte ai Campi Elettrici Pulsati, vengono lasciate a riposo per 24 ore in un ambiente umido a temperatura ambiente prima di essere essiccate, per raggiungere buoni risultati qualitativi. I campioni, così analizzati, hanno una buona capacità di reidratazione, una bassa conduttività durante il processo di reidratazione e preservano meglio il colore durante l’esperimento, rispetto alle foglie che non sono state sottoposte ai Campi Elettrici Pulsati, né alle successive 24 ore di riposo.

Valorizzazione dei sottoprodotti dei gamberi rossi tramite l'estrazione di molecole bioattive con tecnologie green

Il gambero rosso argentino (Pleoticus muelleri) è un crostaceo molto importante a livello commerciale. Nell’industria di trasformazione dei gamberi, gli scarti prodotti sono circa il 50-60% rispetto al volume delle catture, pertanto identificare la loro valorizzazione rappresenterebbe un grande passo avanti nell’ambito dell’aumento della sostenibilità e dell’economia circolare. I sottoprodotti derivanti dai gamberi, infatti, rappresentano una fonte di composti bioattivi molto interessanti, come l’astaxantina, un pigmento che ha suscitato particolare interesse soprattutto negli ultimi anni, in primis per le sue proprietà antiossidanti. Lo scopo del seguente studio, infatti, è stato la valutazione del recupero di molecole bioattive dai sottoprodotti dei gamberi attraverso il confronto di tecnologie green e tecnologie “tradizionali”. In particolar modo, le tecniche green prese in esame sono state l’estrazione con fluidi supercritici (SFE), l’estrazione tramite campi elettrici pulsati (PEF), la combinazione delle due (PEF-SFE) e l’estrazione accelerata con solvente (ASE). L’ASE è stata eseguita sia con l’utilizzo di solventi non green, utilizzando una miscela di cloroformio e metanolo, sia attraverso l’uso di solventi green, utilizzando acqua ed etanolo. Per la SFE e il PEF i parametri di processo sono stati ottimizzati per l’estrazione di astaxantina. Inoltre, è stata considerata anche l’estrazione di altre biomolecole, quali polifenoli, proteine, minerali ed infine metalli pesanti. Dai risultati è emerso che, a seconda delle biomolecole che si vogliono estrarre dai sottoprodotti dei gamberi, alcune tecniche permettono rese più soddisfacenti rispetto alle altre; tuttavia, non è possibile affermare che una delle tecniche green prese in esame in questo studio sia universalmente migliore rispetto alle altre.

Comparative effects of sediments contaminated by carcinogenic and non-carcinogenic PAHs in Dicentrarchus labrax: a semi-quantitative histopathological approach

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia do Ambiente

Expressional regulation of key hepatic enzymes of intermediary metabolism in European seabass (Dicentrarchus labrax) during food deprivation and refeeding

We hypothesized that the analysis of mRNA level and activity of key enzymes in amino acid and carbohydrate metabolism in a feeding/fasting/refeeding setting could improve our understanding of how a carnivorous fish, like the European seabass (Dicentrarchus labrax), responds to changes in dietary intake at the hepatic level. To this end cDNA fragments encoding genes for cytosolic and mitochondrial alanine aminotransferase (cALT; mALT), pyruvate kinase (PK), glucose 6-phosphate dehydrogenase (G6PDH) and 6-phosphogluconate dehydrogenase (6PGDH) were cloned and sequenced. Measurement of mRNA levels through quantitative real-time PCR performed in livers of fasted seabass revealed a significant increase in cALT (8.5-fold induction)while promoting a drastic 45-fold down-regulation of PK in relation to the levels found in fed seabass. These observations were corroborated by enzyme activity meaning that during food deprivation an increase in the capacity of pyruvate generation happened via alanine to offset the reduction in pyruvate derived via glycolysis. After a 3-day refeeding period cALT returned to control levels while PK was not able to rebound. No alterations were detected in the expression levels of G6PDH while 6PGDH was revealed to be more sensitive specially to fasting, as confirmed by a significant 5.7-fold decrease in mRNA levels with no recovery after refeeding. Our results indicate that in early stages of refeeding, the liver prioritized the restoration of systemic normoglycemia and replenishment of hepatic glycogen. In a later stage, once regular feeding is re-established, dietary fuel may then be channeled to glycolysis and de novo lipogenesis.

Expressional regulation of key hepatic enzymes of intermediary metabolism in European seabass (Dicentrarchus labrax) during food deprivation and refeeding

We hypothesized that the analysis of mRNA level and activity of key enzymes in amino acid and carbohydrate metabolism in a feeding/fasting/refeeding setting could improve our understanding of how a carnivorous fish, like the European seabass (Dicentrarchus labrax), responds to changes in dietary intake at the hepatic level. To this end cDNA fragments encoding genes for cytosolic and mitochondrial alanine aminotransferase (cALT; mALT), pyruvate kinase (PK), glucose 6-phosphate dehydrogenase (G6PDH) and 6-phosphogluconate dehydrogenase (6PGDH) were cloned and sequenced. Measurement of mRNA levels through quantitative real-time PCR performed in livers of fasted seabass revealed a significant increase in cALT (8.5-fold induction)while promoting a drastic 45-fold down-regulation of PK in relation to the levels found in fed seabass. These observations were corroborated by enzyme activity meaning that during food deprivation an increase in the capacity of pyruvate generation happened via alanine to offset the reduction in pyruvate derived via glycolysis. After a 3-day refeeding period cALT returned to control levels while PK was not able to rebound. No alterations were detected in the expression levels of G6PDH while 6PGDH was revealed to be more sensitive specially to fasting, as confirmed by a significant 5.7-fold decrease in mRNA levels with no recovery after refeeding. Our results indicate that in early stages of refeeding, the liver prioritized the restoration of systemic normoglycemia and replenishment of hepatic glycogen. In a later stage, once regular feeding is re-established, dietary fuel may then be channeled to glycolysis and de novo lipogenesis.

Post-haemorrhagic anaemia in sea bass, Dicentrarchus labrax (L.), caused by blood feeding of Ceratothoa oestroides (Isopoda: Cymothoidae)

The effects of the fish parasitic isopod, Ceratothoa oestroides (Risso), on haematological parameters of its cage-cultured sea bass host, Dicentrarchus labrax (L.), were studied. Analyses of blood parameters (cell counts, haemoglobin content and haematocrit) were carried out on parasitized and unparasitized sea bass from a fish farm in Turkey. Parasitized fish had significantly lowered erythrocyte counts, haematocrit and haemoglobin values and significantly increased leucocyte counts. Blood feeding by C. oestroides thus produces a post-haemorrhagic anaemia and the fish appear to mount an immune response to the presence of parasites.

Enhancement of gilthead sea bream (Sparus aurata) and sea bass (Dicentrarchus labrax) larval growth by dietary vitamin E en relation to diffetent levels of essential fatty acids

[EN]Most marine fish larvae require high amounts of n-3 HUFA (highly unsaturated fatty acids) such as eicosapentaenoic acid (EPA) and docosahexaenoic acid (DHA) (Watanabe, 1982; Izquierdo, 1996). Fish larvae tissue lipids are also very high in n-3 HUFA, what implies a higher risk of peroxidation (Sargent et al. 1999) and cellular damage (Kanazawa, 1991), requiring then antioxidants to protect them intra- and extra-cellularly from free radical compounds. Vitamin E (Vit E) functions as a chain breaking antioxidant, reacting with the lipid peroxide radical produced and preventing the further reaction with a new PUFA. Hence their requirements are related with the dietary and tissue PUFA contents. The objective of the present study was to determine the effect of dietary Vit E on gilthead sea bream and sea bass survival, growth and stress, at different n-3 HUFA levels.