Agrillo, Bruna (2022) Progettazione e caratterizzazione di nuovi composti antimicrobici per applicazioni nel settore alimentare. [Tesi di dottorato]

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Item Type:	Tesi di dottorato
Resource language:	Italiano
Title:	Progettazione e caratterizzazione di nuovi composti antimicrobici per applicazioni nel settore alimentare
Creators:	Creators Email Agrillo, Bruna bruna.agrillo@unina.it
Date:	9 March 2022
Number of Pages:	118
Institution:	Università degli Studi di Napoli Federico II
Department:	Biologia
Dottorato:	Biologia
Ciclo di dottorato:	34
Coordinatore del Corso di dottorato:	nome email Esposito, Sergio sergio.esposito@unina.it
Tutor:	nome email Palmieri, Gianna UNSPECIFIED
Date:	9 March 2022
Number of Pages:	118
Keywords:	Peptidi antimicrobici, food safety, packaging antimicrobico
Settori scientifico-disciplinari del MIUR:	Area 05 - Scienze biologiche > BIO/10 - Biochimica Area 05 - Scienze biologiche > BIO/13 - Biologia applicata Area 05 - Scienze biologiche > BIO/19 - Microbiologia generale
Date Deposited:	21 Mar 2022 19:59
Last Modified:	28 Feb 2024 10:26
URI:	http://www.fedoa.unina.it/id/eprint/14487

Collection description

Ad oggi, l’industria alimentare sta affrontando sempre nuove sfide dovute all’insorgenza dei cosiddetti patogeni emergenti e allo sviluppo per molte specie microbiche di profili di resistenza nei confronti dei più comuni antibiotici, rappresentando una continua minaccia per la salute pubblica. Vi è quindi un crescente interesse verso soluzioni innovative che consentano di aumentare la conservabilità degli alimenti mantenendo alti gli standard di qualità e sicurezza. In questo scenario si inserisce il presente progetto di tesi riguardante la “Progettazione e caratterizzazione di nuovi composti antimicrobici per applicazioni nel settore alimentare”, svolto in collaborazione con il partner aziendale Materias s.r.l. Il progetto si propone di sviluppare un imballaggio “attivo” identificando e ottimizzando le condizioni in grado di coniugare in modo stabile, ad uno dei film plastici più largamente adoperati per il confezionamento alimentare, due peptidi antimicrobici progettati dal gruppo di ricerca della Dott.ssa Palmieri. La progettazione delle due molecole antimicrobiche è avvenuta attraverso due diversi tipi di approcci sperimentali utilizzando sequenze note usate come template. La molecola denominata 1018-K6, oggetto di un brevetto depositato da Materias s.r.l. (No. 102017000080068, 2017), è stata sviluppata a partire da sequenze di diverse catelicidine bovine, peptidi coinvolti nella risposta immune innata e localizzati a livello dei granuli dei neutrofili polimorfonucleati, i quali, come le altre molecole appartenenti alla stessa categoria, sono ben noti per il loro ampio spettro d’azione. La molecola denominata MTP1, dove MTP sta per “Mitochondrial Targeted Peptides”, è stata disegnata usando come modello sequenze specifiche di proteine mitocondriali note. L’idea di utilizzare come riferimento tratti di proteine mitocondriali è stata suggerita da studi recenti che hanno dimostrato, per taluni peptidi antimicrobici, un effetto citotossico a carico di cellule tumorali, in quanto in grado di operare un danno selettivo a livello della membrana mitocondriale. Un’ulteriore evidenza che ha avvalorato la potenzialità di questa strategia di progettazione, si basa sulla presenza nelle membrane batteriche di almeno il 5% delle proteine che costituiscono la membrana mitocondriale. Da ciò è scaturita l’ipotesi che MTP1 potesse agire come peptide ad attività antimicrobica attraverso l'interazione e conseguente destabilizzazione della membrana plasmatica in batteri patogeni. Le due suddette sequenze, già oggetto da qualche anno di studi preliminari circa il loro potere antimicrobico, hanno mostrato una selettività verso bersagli microbici differenti. Da qui, l’idea di utilizzarle nel seguente progetto anche in combinazione, allo scopo di ottenere un’unica soluzione avente potenzialmente un più ampio spettro d’azione antimicrobica. Lo studio ha previsto una prima fase di caratterizzazione strutturale delle molecole antimicrobiche sia singolarmente che in miscela, in diverse condizioni ambientali di pH, temperatura e salinità. La sperimentazione sviluppata in un intervallo temporale di 24 h, ha inoltre permesso di selezionare le soluzioni peptidiche risultate più stabili, ovvero in grado di preservare l’integrità strutturale, nelle diverse condizioni investigate. Successivamente, presso i locali del Dipartimento di Medicina Veterinaria e Produzioni Animali dell’Università Federico II di Napoli, in collaborazione con il gruppo di ricerca del Prof. Anastasio, le molecole selezionate sono state sottoposte ad analisi di attività antimicrobica nei confronti di quattro microrganismi sia patogeni che non, isolati da matrici alimentari quali: Staphylococcus aureus MRSA M7 isolato da carne di suino, Staphylococcus aureus SA 4 isolato da un prodotto lattiero-caseario (Svizzera), Listeria monocytogenes 92 isolato da carne bovina e lieviti. Parallelamente alla valutazione del loro potere antimicrobico, le stesse molecole sono state sottoposte ad analisi di citotossicità, per verificare la mancanza di effetti avversi nei confronti di cellule eucariotiche, tale da incoraggiarne l’uso a livello biotecnologico. Infine sono state messe a punto le condizioni di bioconiugazione dei bio-composti ai film di polipropilene ottenendo diverse soluzioni di polimeri funzionalizzati. Negli ultimi anni, il packaging antimicrobico si sta facendo sempre più largo nel settore degli imballaggi, in quanto il suo impiego presenta risvolti positivi sia a livello sociale che economico. Inoltre, è importante ricordare che la strada che conduce alla registrazione di un nuovo tipo di packaging alimentare non è priva di ostacoli, in quanto esiste una stringente normativa che regola sia a livello nazionale che europeo l’utilizzo dei film plastici nel settore della food industry. In tale contesto va tenuto conto che l'imballaggio alimentare non va inteso come una semplice barriera protettiva, ma esso rappresenta un vero e proprio componente "attivo", che dovrebbe preservare la qualità, la sicurezza e la shelf-life degli alimenti. Nel presente studio, il target alimentare dell’imballaggio progettato è stato scelto nell’ambito di tre diverse tipologie di prodotti maggiormente riconosciuti per la loro facile deperibilità quali quelli lattiero-caseari, carnei e ittici, per i quali il mantenimento dell’integrità per un tempo più lungo, anche di pochi giorni, si traduce spesso in un considerevole ritorno economico.

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