Analisi metabolomica mediante spettroscopia 1H NMR di campioni di ceci, varietà “Sultano”, origine Castellaneta (TA) coltivati con agricoltura Biodinamica e Integrata.

Il presente progetto di tesi ha come obiettivo quello di effettuare un confronto, mediante analisi metabolomica, mediante spettroscopia di Risonanza Magnetica Nucleare (NMR), dei metaboliti presenti negli estratti aquosi e lipidici di una cultivar di cecer Arietinum L. - varietà “Sultano”, provenienti da due distinte tipologie di coltivazione: l’agricoltura integrata e l’agricoltura biodinamica. Si è proceduto preliminarmente all’ottimizzazione della tecnica estrattiva, individuando la tipologia di solventi e le relative quantità. Successivamente, si è proceduto ad estrarre la porzione acquosa e la porzione lipidica della matrice, e ad effettuare le analisi NMR. Gli spettri 1H NMR, sia per la frazione acquosa che lipidica, sono stati acquisiti allo spettrometro 600 MHz, Bruker Avance III NMR, munito di cryoprobe. Tutti gli esperimenti sono stati effettuati nelle stesse condizioni, automatizzando il caricamento mediante l’utilizzo del software IconNMR. Gli spettri NMR ottenuti sono stati processati (software Bruker Topspin) al fine di convertirli in una forma utile per essere ulteriormente analizzati mediante l’Analisi Statistica Multivariata (MVA). L’analisi statistica è stata effettuata attraverso l’utilizzo del software SIMCA. Per entrambe le frazioni è stata condotta un’analisi preliminare unsupervised, PCA (Principal Component Analysis) per osservare la naturale tendenza dei campioni al raggruppamento e per l’identificazione di eventuali outliers. Successivamente è stato condotto un approccio supervised OPLS-DA (Orthogonal Projections to Latent Structures- Discriminant Analysis) per identificare le componenti molecolari responsabili della separazione tra le class considerate. Affiancando le analisi NMR ai metodi chemiometrici, MVA, è stato possibile identificare le differenze tra i due gruppi di ceci considerati. L’analisi ha permesso di evidenziare, nell’astratto acquoso dei ceci provenienti da agricoltura biodinamica, la presenza di una maggiore componente amminoacidica, mentre in quello dei ceci coltivati mediante agricoltura integrata, una maggiore quantità di zuccheri. Le analisi effettuate sull’estratto lipidico, hanno evidenziato, nei ceci provenienti da agricoltura biodinamica, un maggiore contenuto di acidi grassi monoinsaturi (MUFA), e in quelli coltivati con agricoltura integrata, una maggiore quantità di acidi grassi polinsaturi (PUFA). In tale elaborato di tesi, viene riportato inoltre, lo studio di altre matrici agro-alimentari, come foglie d’ulivo, olive e oli extravergine di olivo. I campioni di foglie di ulivo sono stati raccolte in apposite Falcon, congelati in azoto liquido (N2), tritati e liofilizzati. Successivamente, si è proceduto con l’estrazione mediante apposito buffer e acquisizione del campione allo spettrometro Bruker Avance III 600 MHz. Una volta acquisiti tutti gli spettri 1H NMR si è proceduto con la caratterizzazione dei campioni e l’individuazione di eventuali marker specifici di infezione o risposta immunitaria. I campioni di olive, sono stati trattati in azoto (N2) liquido, e sottoposti a micromolitura in laboratorio. Gli oli ottenuti sono stati preparati e analizzati mediante lo spettrometro Bruker Avance III 400MHz. I risultati ottenuti in questo percorso di tesi hanno consentito di caratterizzare diversi substrati biologici di origine agro-alimentare, confermando la potenzialità del protocollo NMR- analisi statistica multivariata per discriminare la variabilità ambientale e di trattamento e gli specifici effetti suoi profili metabolici.