Cibi funzionali: la nocciola (C. avellana L.) come modello di studio
Casaccia -UTAGRI-INN
Seminario ARDAF 13 Gennaio 2015
Relatrici Loretta Bacchetta Chiara Santi
Indice presentazione
Rilevanza economica Nel mondo In Europa In Italia
Valore sociale Il nocciolo nella storia
Il germoplasma europeo di nocciolo Collezioni europee Reperimento di nuovi ecotipi Caratterizzazione biochimica
Effetti metabolici dell’alimento nocciola La dieta alimentare arricchita con nocciole Potere antibiotico della soluzione galenica
Conclusioni e prospettive
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Produzione nel mondo – comparto frutta secca
Anno Produzione mondiale
2008 2.920.619
2009 2.744.890
2010 3.037.708
2011 3.236.899
2012 3.404.519
2013 3.229.231
Produzione globale di frutta secca sgusciata /metric tons
INC- International Nut &dried fruits – Global statistic review 2008-2013
La produzione mondiale risulta aumentata del 47% in 10 anni
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(trend 10 anni)
INC- International Nut &dried fruits – Global statistic review 2008-2013
Produzione della frutta secca in valore
Produzione di nocciole nel mondo
INC- International Nut &dried fruits – Global statistic review 2008-2013
+128%
Produzione in guscio media 2008-2012: 872.000 t (Faostat 2014)
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Produzione di nocciole in Europa
Principali produttori Europei MT (In-Shell basis)
EU-28 Tree Nuts Annual 2013
FAOSTAT, 2014
A livello Europeo l’Italia è il primo paese con una produzione nel 2013/2014 che è incrementata del 46% rispetto all’anno precedente. Anche la Spagna produce significative quantità di nocciole.
Consumo import export in Europa
Consumo procapite in Grecia è uno dei più alti a livello Europeo (17Kg/procapite) seguito da Spagna ed Italia
La produzione europea copre solo il 40% della domanda per il consumo fresco (10%) e dell’industria (90%)
EU-28 Imports (MT) In-shell Basis
EU-28 Exports (MT) In-shell basis
EU-28 Tree Nut Annual 2013 Seminario ARDAF 13 Gennaio 2015
Total notification
Alert Information Border rejection
17 0 4 13
Notified Countries of
origin
%
Turkey 94,12
Italy 5,88
2013 EU RASFF - Rapid Alert System for Food and Feed
INC - International Nut and Dried Fruit 2013
Country of origin
Hazelnut
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Produzione e mercato in Italia
20%
40% 35%
5%
Produzione, domanda, mercato USDA Foreign Agricultural Service Gain Report number IT1483-ottobre 2014
Il rapporto Europeo EU-28 del 2013 riporta che i produttori Italiani hanno migliorato le tecniche di produzione aumentando la produzione e mantenendo alta la competitività del prodotto ‘made in Italy’
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Risorse genetiche in Italia
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Valore sociale
La coltura della nocciola è fortemente intrecciata con il territorio e le persone
che le coltivano da millenni
“Nuts are a traditional crop, grown for centuries…They play a fundamental part in protecting and maintaining the environmental, social and rural
balance in many regions” Commission of the European Communities (Sec 2002 - 797)
Colture ad alto ‘indice globale’
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Dioscoride I d.C.
“Casa dei Cervi”
Ercolano 45-79 d.C.
Il nocciolo nella storia….
Bacchetta et., 2008. Acta Horticurae 845
Progetto Europeo AGRI GEN RES068 SAFENUT 2007-2011 Coordinamento ENEA - 11 Istituti 6 Paesi Europei
Analisi delle collezioni Europee selezione di ecotipi conservati ‘on farm’.
Caratterizzazione delle risorse genetiche
Recupero della ‘cultura tradizionale’
Conservazione del germplasma
Database SAFENUT
Bacchetta et al., 2013. Preserving genetic resources in agriculture, pp 114-119. Seminario ARDAF 13 Gennaio 2015
Risultati – 1) Verifica identità del germoplasma nelle collezioni Europee
222 cultivars e 58 selezioni sono presenti in 13 collezioni Europee
190 cultivars sono state analizzate con 10 marcatori SSR per verificare casi di sinonimi e duplicazioni
Le analisi hanno confermato casi di sinonimia (esempio: ‘Nocchione’ ‘Montebello’, ‘Comune di Sicilia’, ‘Avellana speciale’, ‘Mansa’, ‘Nostrale’; ‘Istrska okrogluplona’, Croazia e ‘Lambertski beli’, Slovenia con ‘Payrone’ e ‘Fructo rubro’
Casi di mutazione clonale : ‘Santa Maria di Gesù’ clone di ‘Nocchione’ e ‘Negret primerenc’ clone di ‘Negret’
Una nuova collezione di 22 cultivars è stata realizzata in Sicilia.
Bacchetta et al., 2014. Genet Resour Crop Evol. DOI 10.1007/s10722-014-0173-7 Seminario ARDAF 13 Gennaio 2015
42 ecotipi selezionati sono stati confermati nuovi genotipi (10 marcatori molecolari SSR)
In Italia nuovi genotipi sono stati caratterizzati in Liguria e nel Lazio (‘Itavex’, ‘Allungata’, ‘Nocciola Madonnella’ ‘Cappello di prete’ ‘Nocciola Ada’)
Risultati – 2) Selezione clonale – accessioni conservate on farm
Italy Spain Slovenia Greece Portugal
Bacchetta and Di Giovanni, 2013. Resources, 2(3), 204-212
Ecotipi selezionati nel Lazio
Nocciola centenaria Ginnasi
NOCCIOLA Lunga di Ronciglione
Nocciola Precoce Meloni
Nocciola alta pelabilità Resistente al freddo
Nocciola centenaria Ginnasi
Bacchetta e Aramini, 2012. Corylus & Co Anno III numero I pg 29-38
Nuovi ecotipi
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Nuovi ecotipi
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Nuovi ecotipi
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Risultati – 3) Relazioni genetiche e struttura di popolazione tra 42 ecotipi, 57 cultivars e accessioni wild
Boccacci et al., 2013. Tree Genetic & Genomic 9: 1465-1480
. In accordo con differenti autori C. avellana sembra essere stato addomesticato indipendente in sei differenti aree di origine: Isole britanniche, Europa centrale, Spagna, Italia, Mar Nero e Iran.
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Risultati - Caratterizzazione morfologica
Armonizzazione di descrittori morfologici: selezione of 48 specifici descrittori primari
Fenologia
Color of infiorescenze
Involucro
Albero
66 cultivars tradizionali di nocciolo sono stati valutati per tre anni
Data base SAFENUT
www.safenut.casaccia.enea.it
Frutto
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Composizione chimica
valore per 100g
Acqua (g) 4.5
Proteine (g): 13.8
Lipidi(g): 64.1
Colesterolo (mg): 0
Amido (g): 1.8
Zuccheri solubili (g): 4.1
Fibra totale (g): 8.1
Energia (kcal): 655
Composizione chimica
valore per 100g
Sodio (mg): 11
Potassio (mg): 466
Ferro (mg): 3.3
Calcio (mg): 150
Fosforo (mg): 322
Magnesio (mg): 160
Zinco (mg): 2
Rame (mg): 1.3
Selenio (µg): 2
Tiamina (mg): 0.51
Vitamina A retinolo eq.
(µg): 30
Vitamina E (mg): 15
Sodio (mg): 11
Potassio (mg): 466
Ripartizione percentuale dell’energia
Composizione nutrizionale nocciola
Dati INRAN - entecra
Risultati – 4) Profilo lipidico
Obiettivi : Studio della variabilità del profilo lipidico in 75 accessioni di nocciole
Sviluppo di un metodo ‘chemiometrico’ per l’identificazione di genotipi interessanti nei programmi di breeding. Valutazione dell’influenza dell’anno e area di coltivazione Studio del gene FAD2 e del suo polimorfismo naturale
Bacchetta et al., 2013. Euphytica 191: 57-93
Saturi totali (Grassi%): 4.16
C14:0 0.74
C16:0 2.45
C18:0 0.88
Monoinsaturi totali (%): 38.62
C16:1 0.13
C18:1 38.46
C20:1 0.03
Polinsaturi totali (%): 5.2
C18:2 5.09
C18:3 0.11
Rapporto
Polinsaturi/Saturi: 1.3
Dati INRAN
Profillo lipidico – dati INRA N
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Risultati – 4.1)Variabilità del profilo lipidico in 75 cultivars di nocciolo
0
10
20
30
40
50
60
France Greece Italy Portugal Slovenia Spain
α-tocoferolo
Lipidi totali Acido oleico
Acido linoleico
Variabilità del profilo lipidico in accessioni di nocciolo da 6 Paesi europei
Bacchetta et al., 2013. Euphytica 191: 57-93
Rovira et al, 2013. Annals and Nutrition metabolism 62 (2), 82. Seminario ARDAF 13 Gennaio 2015
Risultati – 4.2) Indici di correlazione
(C16:0) palmitic acid; (C16:1) palmitoleic acid; (C18:0) stearic acid; (C18:1) oleic acid; (C18:2) linoleic acid; linolenic acid (C18:3); O/L = oleic acid/linoleic acid; MUFA (Monounsatured fatty acids) = palmitoleic+oleic; PUFA (polyunsaturated fatty acids) = linoleic + linolenic; SFA (saturated fatty acids) = palmitic + stearic;SI (stability index) = (SFA⁄UFA) x (α-tocopherol content).
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Analisi dei componenti principali (PCA ) e Cluster analisi
Risultati – 4.3) Sviluppo di un metodo ‘chemiometrico’ per la selezione di genotipi di interesse
GunslebertLongue d'Espagne
TrenetC,a,9 Raul
Negret (ref. cv)Casina
San VicinoTonda Gentile Langhe (ref. cv)
Polycarpos wildKarydato
PatemTombul Giaghli
C,a,5 Grada de ViseuCastanyera (ref. cv)
PalazArgiroupoli
Extra GiaghliMeloni 2007
Centenaria GinnasiCulpla
NocchioneCamponica 2007
Carrello 2007Barettona Le cese
San GiovanniDaria
Tonda Calabrese-CasertaIncrocio L35
GR pi 03Dal Rosso
NostraleTonda di Biglini
TGL (clone PD)(ref. cv)Tonda bianca
AdaNociara
Tonda gentile romanaProvence
C,a,12 PurpureaCorabel
PallagrossaPauetet (ref. cv)
C,a,11 TubulosaFerwiller
SegorbeRotblaftrige Lambernuss
CosfordC. maxima à Pellicule BlancheC.maxima à Pellicule Rose
C,a,8 ComumGrifoll
Hall's GiantVermellet
CV/2Molar
Gironell (ref. cv)Lunga Ginnasi
Avellana SpecialePiazza armerina 2007
Comune di Sicil ia 2007Istrska okrogloplodna leskaIstrska dolgoplodna leska
Fertile de CoutardCV/1
Tonda di Giffoni (ref.cv)Feriale
Barcellona (ref. cv)Barettona Vico
Riccia di Talanico 2007C,a,7 Da Veiga
MorellPellicola bianca
Imperatrice EugenieBergeri
Merveille de Bollwiller (ref. cv)
0 1 2 3 4 5 6 7
I
III
I
1
IV
1
II
1
VI
1
V
1
Utilizzando PC1, PC2 and PC3 come variabili sintetiche, le accessioni si clusterizzano in sei gruppi
Bacchetta et al., 2013. Euphytica 191: 57-93 Seminario ARDAF 13 Gennaio 2015
PC1
PC2
2
1 2 3 4 5 6
Sulla base delle due elaborazioni statistiche i gruppi V and VI includono accessioni con profili interessanti di acidi grassi utili per futuri programmi di breeding volti all’incremento della stabilità dell’olio e al valore nutrizionale delle nocciole .
Risultati – 4.3) Sviluppo di un metodo ‘chemiometrico’ per la selezione di genotipi di interesse
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Risultati – 4.3) Sviluppo di un metodo ‘chemiometrico’ per la selezione di genotipi di interesse
Risultati – 6) Contenuto in fenoli
Individuati 13 composti fenolici in 53 accessioni di nocciole
068 AGRI GEN RES SAFENUT
Bacchetta et al., 2014. Genet Resour Crop Evol. DOI 10.1007/s10722-014-0173-7 Seminario ARDAF 13 Gennaio 2015
Risultati – 7) Contenuto minerale e proteico
Variabilità in 92 accessioni Effetto dell’area di coltivazione sulla componente minerale
Bacchetta et al., 2014. Genet Resour Crop Evol. DOI 10.1007/s10722-014-0173-7 Seminario ARDAF 13 Gennaio 2015
DATABASE http://safenut.casaccia.enea.it/db/
Risultati Attività di
ricerca disponibili
Marcatori molecolari
Dati biochimici (acidi grassi, tocoferoli, fenoli e
proteine, minerali)
Marcatori morfologici
(descrittori primari e passport data)
Raccolta delle principali cultivars di nocciolo e mandorlo
Bacchetta and Di Giovanni, 2012Energia, Ambiente e Innovazione N1
Risultati – 8) SAFENUT DATABASE
Considerazioni i
La coltura del nocciolo ha una rilevanza economica e sociale che coinvolge diversi paesi a livello mondiale ed Europeo Il prodotto nocciola presenta caratteristiche nutritive e nutraceutiche di interesse per i consumatori La possibilità di analisi multivariate sui risultati ottenuti permetterebbe di definire una ‘core collection’ Europea su cui approfondire le conoscenze e sui caratteri agronomici e quantitativi Il sostegno ai data base costituiti, la loro valorizzazione, permetterebbe un maggior utilizzo delle risorse genetiche con un impatto a diversi livelli nella comunità Un approccio multidisciplinare capace di integrare competenze umanistiche e scientifiche è il fattore chiave per raggiungere avanzamenti nelle conoscenze per mantenere alta la qualità e la competitività della nostra ricerca anche con risorse finanziare limitate.
Research Groups involved SAFENUT Action
ENEA Casaccia – Italy
NAGREF - ISPOT Greece
UTAD-Portugal
IRTA- Mas de Bover
Universita' degli Studi di Torino
ENTECRA Frutticoltura
NAGREF- Greece
Univerza v Ljubljani, Biotehniska Fakulteta, Slovenia
INRA - France
CITA -SPAIN
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Safeguard of hazelnut and almond genetic resources: from traditional uses to novel agro-industrial opportunities
AGRI GEN RES 068 SAFENUT Final Presentation – Brussels, December 2 2010
ENEA (Italy) Aramini M., Bernardini C., Canese S., Di Giovanni B., Massini G., Tronci C., Padovani L.,Tosini C. , Bacchetta L.
Istituto Sperimentale per la Frutticoltura (Italy) Vaccaro A., De Salvador R., Avanzato D.
DCA-Universita' degli Studi di Torino (Italy) Boccacci P., Calizzano F., Valentini N., Caviglione M., Torello Marinoni D., Botta. R.
ISPOT NAGREF (Greece) Giannakaki A., Mezidakis I.
PI NAGREF (Greece) Pantelidis G., Drogoudi P.
IRTA- Mas de Bover (Spain) Tous J., Romero A., Aramburu J., Rovira M.
UTAD (Portugal) Carrnide V., Álvares dos Santos A., Gonçalves B. M., Bacelar E. A., Carvalho R. P., Pires R. S.,
Silva A. P.
Univerza v Ljubljani, Biotehniska Fakulteta (Slovenia) Pliberšek T., Jurhar J., Veberič R., Vrhovnik I., Solar A.
CRAB (Italy) Di Giammatteo V., Spera D.
INRA (France) Duval H.
CITA- Zaragoza (Spain) Alonso J. M., Kodad O., Fernández i Martí À., Espiau M. T., Mateo A., Ansón J. M., Frontera O., Búbal J., Socias R.
ANPN (France) Sarraquigne J. P.
SERIDA-Villaviciosa (Spain) Ferreira J. José
Research Groups involved in the SAFENUT Action
GRAZIE DELL’ATTENZIONE
LOGO CREATO DA CHIARA TOSINI
Country Collections
France
Montesquieu (Conservatoire Végétal régional
d’Aquitaine)
Greece
NAGREF-Pomology Institute (Naoussa)
Slovenia
National collection (Ljubljana)
Ex-situ collection (Maribor)
Spain
IRTA-Constantí (Catalonia),
SERIDA-Villaviciosa (Asturias)
Portugal:
CITAB - Vila Real
DRAPN – Sergude, Felgueiras
DRAPN - Viseu
Italy:
Cravanzana (Cuneo)
Chieri (Turin)
Le Cese (Viterbo)
Caserta(Campania)
Collezioni Europee