Formazione Percorsi di dottorato di ricerca: opportunità di innovazione Federico Conti e crescita professionale per studenti ed aziende et al.

Percorsi di dottorato di ricerca: opportunità di innovazione e crescita professionale per studenti ed aziende

di Federico Conti, Matteo Antonucci, Gaia De Russi, Matteo Zarantoniello, Basilio Randazzo, Tyrone Lucon-Xiccato, Cristiano Bertolucci, Ike Olivotto

La ricerca riveste da sempre un ruolo chiave per la crescita di un Paese e rappresenta la base per lo sviluppo di nuove tecnologie a sostegno di un corretto sviluppo socio-economico. Il dottorato di ricerca rappresenta il livello di istruzione più alto e in Italia è rappresentato da un percorso triennale durante il quale lo studente, vincitore di una selezione pubblica, sviluppa una specifi ca tematica sotto la supervisione del proprio tutor universitario.

Al fi ne di stare al passo con le richieste del mercato, oggi molti dei percorsi di dottorato sono proprio supportati da aziende che intendono investire ed investigare in campi di loro interesse. Questo genere di percorso rappresenta sicuramente una strategia vincente in quanto, se da una parte si fornisce ad uno studente meritevole la possibilità di “crescere” nel campo scientifi co, dall’altra si soddisfano le richieste delle aziende andando ad investigare proprio in quelle aree che per l’azienda sono strategiche.

Il Dipartimento di Scienze della Vita e dell’Ambiente, dell’Università Politecnica delle Marche, da anni adotta con successo questa strategia e brevemente il presente articolo vuole esporre ai lettori una di queste collaborazioni tra mondo accademico ed aziendale. Da un problema globale e da un interesse aziendale sta infatti nascendo un’interessante sperimentazione. L’acquacoltura di specie destinate al consumo umano rappresenta oggi un motore economico in continua espansione, nell’ottica di una crescita esponenziale della domanda di mercato ed in vista di un aumento demografi co che si stima possa raggiungere i 9 miliardi di persone nel 2050.

Gli zebrafi sh (Danio rerio).

La problematica

Ad oggi, l’acquacoltura di specie destinate al consumo umano rappresenta un motore economico in continua espansione, nell’ottica di una crescita esponenziale della domanda di mercato ed in vista di un aumento demografi co che si stima possa raggiungere i 9 miliardi di persone nel 2050. Secondo la FAO (2018), nel periodo 2001-2016 la produzione nel settore dell’acquacoltura è cresciuta in media del 5,8% ogni anno; tale tendenza, tuttavia, implica un’adeguata gestione delle risorse al fi ne di evitare che l’aumento della produttività impatti negativamente sull’ambiente.

Fra gli aspetti che in acquacoltura necessitano di particolare attenzione va sicuramente menzionato il settore della mangimistica sia per i suoi aspetti economici che per quelli ambientali. Infatti, se da un lato l’allevatore è interessato ad alimenti che promuovano benessere, qualità e crescita degli animali allevati, dall’altra oggigiorno si presta molta attenzione al costo dei singoli mangimi. In merito a quest’ultimo aspetto va infatti ricordato che mangimi formulati con ingredienti differenti possono sia avere prezzi differenti, ma possono anche essere ingeriti, digeriti ed assimilati in maniera eterogenea dai pesci. Pertanto, un mangime poco appetibile rappresenta non solo uno spreco economico per l’allevatore, ma anche un potenziale rischio per l’ambiente, in quanto il carico organico (sia esso derivato da una scarsa accettazione del cibo-spreco alimentare, sia da una produzione eccessiva di feci-scarsa assimilazione) può causare un importante impatto ambientale.

Le nuove formulazioni mangimistiche devono perciò tener conto non solo delle caratteristiche atte a garantire il benessere e il fabbisogno nutrizionale dei pesci allevati, ma anche della digeribilità e dell’appetibilità dei mangimi, che inevitabilmente incidono su un’assunzione più o meno effi ciente dell’alimento con possibili ripercussioni sull’economia aziendale e sull’ambiente.

Mentre in passato le formulazioni mangimistiche erano basate su un massivo uso di ingredienti marini, come farine ed oli di pesce, oggi per ragioni di sostenibilità, una serie di ingredienti alternativi (di origine vegetale, derivanti da sottoprodotti di altri settori produttivi, insetti e altro), sono impiegati per le nuove e più sostenibili formulazioni mangimistiche. Ciononostante, l’utilizzo di ingredienti di nuova generazione spesso impatta negativamente sull’appetibilità dei mangimi, che per tale motivo devono necessariamente essere integrati con additivi di diversa natura.

Ad oggi, una serie di additivi di origine naturale vengono utilizzati come stimolatori dell’appetito, ma molti di essi derivano da prodotti della pesca, non garantendone quindi la sostenibilità. Proprio da queste problematiche è nata la collaborazione con To Be Pharma Srl di Teramo, azienda specializzata nella produzione di aromi a scopo alimentare. La collaborazione ha previsto quindi un cofi nanziamento da parte dell’azienda per provare, durante il percorso di dottorato cofi nanziato, a risolvere le questioni sopra descritte.

Il progetto

Nello specifi co l’azienda ha richiesto di indagare in merito ad additivi alimentari fi nalizzati al miglioramento dell’appetibilità dei mangimi utilizzati in acquacoltura. L’attività di ricerca ha come obiettivo quello di testare gli effetti di un set di additivi alimentari prodotti da To Be Pharma Srl, individuando e focalizzando l’attenzione su quelli che avranno effetti attrattivi nei confronti dei pesci.

I prodotti, di natura sintetica, permetteranno innanzitutto di preservare le materie prime che vengono utilizzate per produrre i corrispettivi additivi naturali, cavalcando l’onda di uno sviluppo più sostenibile nell’ambito dell’acquacoltura. Inoltre, la ricerca non si baserà solo su semplici osservazioni, ma si avvarrà anche di moderne tecniche di istologia, biologia molecolare, spettroscopia e gas cromatografi a, anche grazie a collaborazioni con altri enti di ricerca, al fi ne di comprendere i meccanismi alla base di crescita, alimentazione, risposta allo stress, risposta immunitaria, stimolo dell’appetito e dei centri del piacere nei pesci allevati con tali additivi.

I diversi step progettuali

Il progetto è iniziato con una fase preliminare fi nalizzata a testare una serie di additivi messi a disposizione dall’azienda, su una specie che

rappresenta ad oggi un consolidato modello sperimentale, lo zebrafi sh (Danio rerio). La scelta di questa specie ha dei notevoli vantaggi; presenta infatti un genoma completamente sequenziato, nonché un’elevata fecondità, che, unitamente ad un ciclo vitale breve, permettono di svolgere in tempi rapidi sperimentazioni sull’intero ciclo vitale dell’animale. In collaborazione con il gruppo di ricerca del prof. CRISTIANO BERTOLUCCI, dell’Università degli Studi di Ferrara, è stato innanzitutto eseguito un test comportamentale sullo stadio larvale di zebrafi sh, per individuare quali fossero le tipologie di additivi preferiti dai pesci. Questo test preliminare ha permesso di orientarsi tra la moltitudine di additivi forniti dall’azienda, al fi ne di scartare tutte le categorie di additivi che mostravano effetti repellenti.

Gli additivi sono stati testati singolarmente aggiungendoli ad una spugnetta che veniva poi posta nella vaschetta di osservazione. Attraverso una videocamera è stato valutato il comportamento dei pesci monitorando i movimenti di “fuga” o di “avvicinamento” nei confronti degli additivi testati. In questo modo è stato possibile selezionare gli additivi con l’effetto attrattivo migliore, con i quali effettuare una sperimentazione più approfondita. Lo step successivo è stato infatti quello di addizionare gli additivi scelti ad un mangime per zebrafi sh, al fi ne di valutare gli indici biometrici e il tasso di consumo alimentare, lo stato di benessere degli animali e i meccanismi di regolazione dell’appetito. I risultati sono attualmente molto incoraggianti e sembra proprio che alcuni degli additivi impiegati favoriscano non solo la crescita e il benessere animale, ma anche un consumo migliore dell’alimento.

Al fi ne di garantire un’applicabilità dei risultati su larga scala, la stessa sperimentazione sarà poi effettuata anche su spigola (Dicentrarchus labrax), la specie marina più allevata in Italia. Lo scopo fi nale del progetto è quindi non solo quello di migliorare le buone pratiche in acquacoltura, ma anche di sviluppare

una tecnologia semplice ed economica che permetta di addizionare i singoli aromi in maniera rapida, economica ed effi cace, in modo da promuovere la produttività del settore garantendo al contempo un

risparmio economico. La ricerca rappresenta un mezzo a supporto delle aziende che credono nel futuro.

Federico Conti Matteo Zarantoniello Basilio Randazzo Ike Olivotto

Dipartimento di Scienze della Vita e dell’Ambiente, Università Politecnica delle Marche, Ancona

Matteo Antonucci

To Be Pharma Srl Sant’Egidio alla Vibrata (TE)

Gaia De Russi Tyrone Lucon-Xiccato Cristiano Bertolucci

Dipartimento di Scienze della Vita e Biotecnologie, Università di Ferrara, Ferrara