Unità Operative

I gruppi di ricerca della SAFE coinvolti hanno dotazioni infrastrutturali e di personale altamente qualificate per l’esecuzione di attività di ricerche e sviluppo nel settore delle Scienze e Tecnologie Alimentari. Infatti, il patrimonio di attrezzature scientifiche e di impianti pilota associato a un gruppo di lavoro con una forte connotazione interdisciplinare e con una grande esperienza in laboratorio ed operativa sugli impianti di produzione, rende la struttura di ricerca della SAFE un’eccellenza nella ricerca nel settore alimentare a livello nazionale e internazionale.

In particolare sono disponibili le competenze per affrontare, con metodologie innovative, sia lo studio dei processi biochimici fondamentali, sia gli aspetti tecnici legati alla definizione e valutazione di processi per la produzione di alimenti, per la valutazione dell’idoneità di materie prime e fattori di produzione abiotici nelle trasformazioni alimentari, produzione di alimenti funzionali, valutazione sensoriale degli alimenti, verifica dell’eventuale presenza di sostanze pregiudicanti la sicurezza di prodotti alimentari, processi tecnologici e biotecnologici di produzione per prodotti di elevata qualità e legati alla tradizione alimentare italiana, conservazione e condizionamento nelle industrie agro-alimentari, sviluppo di processi produttivi sostenibili, la scelta, lo sviluppo e la costruzione di macchine, impianti e strumentazioni, anche per l’automazione, dedicate in modo specifico all’industria alimentare.

In particolare sono presenti 3 macro-gruppi di ricerca, ognuno dei quali contribuisce con specifiche infrastrutture e attrezzature ed una società di spin-off (Ninetek Innovazioni per l’agro-industria srl), che rappresenta il braccio operativo per il trasferimento tecnologico e la prototipazione.

Il Progetto prevede la collaborazione di 3 gruppi di Ricerca afferenti alla Scuola di Scienze Agrarie dell’Università degli Studi della Basilicata:

· il Gruppo di Impianti e Automazione (Prof. Giovanni Carlo Di Renzo, Prof. Giuseppe Altieri, Dr. Francesco Genovese)

· il Gruppo di Microbiologia Industriale (Prof.ssa Annamaria Ricciardi)

· il Gruppo di Tecnologie alimentari (Prof.ssa Fernanda Galgano, Dr.ssa Marisa Carmela Caruso)

Le strutture di ricerca e sviluppo e di progettazione afferenti ai gruppi saranno coinvolte nel progetto, con il personale di supporto afferente nelle stesse e con le attrezzature sia standard che di particolare rilievo in uso al loro interno disponibili per realizzare gli obiettivi progettuali.

I 3 Gruppi di Ricerca dispongono di laboratori provvisti di moderne attrezzature per la ricerca di base e applicata, oltre ad un impianto pilota per l’estrazione olearia e vari altri impianti pilota per le produzioni casearie.

Il Laboratorio di Microbiologia dispone delle seguenti unità (laboratori): Microbiologia Industriale; Multifunzionale; Fisiologia dei microrganismi (sezione batteri).

Il Laboratorio di Impianti e Automazione dispone delle seguenti unità (laboratori): Proprietà fisico meccaniche degli alimenti. Impianti pilota per l’estrazione olearia. Impianti pilota per le produzioni casearie.

Il Laboratorio di Tecnologie Alimentari dispone delle seguenti unità (laboratori): Chimica degli alimenti; Analisi sensoriale; Lab. Analitico di Tecnologie Alimentari; Condizionamento dei prodotti alimentari; Fluidi supercritici.

Nel corso degli anni hanno partecipato a numerosi progetti regionali e nazionali, consolidando rapporti di collaborazione con imprese del settore agroalimentare per lo sviluppo di processi e prodotti innovativi.

Negli anni sono stati gestiti diversi progetti attinenti la tematica di ricerca che vengono di seguito richiamati:

· PRIN 2004 Valorizzazione dell' "origine" nell'ambito della filiera olivicola: ruolo del territorio, della certificazione e della tracciabilità in funzione della sicurezza alimentare e dell'internazionalizzazione dei mercati. (OLIOAUTENTICO)

· PRIN-2008 Analisi, comprensione e sfruttamento della diversità e della regolazione della risposta allo stress in Lactobacillus plantarum

· Progetto Baby Cresci Sano (BCS) – ricerca industriale e sviluppo sperimentale di alimenti destinati all’infanzia, a base oleosa, arricchiti con vitamine liposolubili (A, E, D, K) e B6 resa liposolubile”, convenzione di ricerca con AREA Science Park Trieste- (2010-2011

· Progetto OLIVA INFORNATA – ricerca industriale e sviluppo sperimentale per l’ottimizzazione del processo produttivo e di conservazione dell’oliva infornata”, convenzione di ricerca con AREA Science Park Trieste. 2010-2012.

· Progetto Ministeriale FIRB-2010 Futuro in Ricerca “Basi genetiche e fisiologiche del metabolismo aerobio in Lactobacillus rhamnosus e Lactobacillus paracasei: aspetti di base e applicative” (2011-2013).

· N. 2 Convenzioni di Ricerca Ditta Sacco s.r.l – Scuola SAFE nell’ambito del Progetto il progetto Profsicuri 2 (Prodotti Freschi: Sistemi innovativi per garantire serbevolezza, sicurezza, identità e qualità dalla produzione al consumo), domanda DM29187 del 31/03/2006 (2013-2014)

· Convenzione di Ricerca Ditta Basso Fedele e Figli s.r.l – Scuola SAFE nell’ambito del Progetto il progetto Profsicuri 2 (Prodotti Freschi: Sistemi innovativi per garantire serbevolezza, sicurezza, identità e qualità dalla produzione al consumo), domanda DM29187 del 31/03/2006 (2013-2014)

· Progetto EUFOLIA Mediterranea "Valutazione della qualità chimico-fisica degli oli provenienti da olivi condotti secondo le tecnologie colturali a basso impatto” . Bando misura 124 - PSR Basilicata 2007 - 2013. (2013-2015)

· Progetto Regionale PIF - Improvement of agro-food production of Basilicata Region: cheese, olive oil, wine, pasta and fresh fruit and vegetables (2014-2015).

· Consulenza per il progetto Horizon 2020 – IoF2020 n.731884 attualmente è in corso dallo 01/01/2017 in corso;

· Progetto Horizon 2020 - MyPack n.774265 per il quale allo stato attuale è in corso la firma del Project Agreement.

Di seguito si riportano le pubblicazioni più significative degli ultimi 5 anni (2013-2018).

1. Zotta T., Ianniello R.G., Guidone A., Parente E., Ricciardi, A. (2013). Selection of mutants tolerant of oxidative stress from respiratory cultures of Lactobacillus plantarum C17. Journal of Applied Microbiology, 116: 632-643.

2. Zotta T., Ianniello R.G., Guidone A., Parente E., Ricciardi A. (2013). Selection of Mutants Tolerant of Oxidative Stress From Respiratory Cultures of Lactobacillus plantarum C17.” Journal of Applied Microbiology, 116 (3): 632–43

3. Altieri G., Di Renzo G.C., Genovese F., Tauriello A., D’auria M., Racioppi R., Viggiani F. (2014). Olive oil quality improvement using a natural sedimentation plant at industrial scale». Biosystems Engineering 122: 99–114. https://doi.org/10.1016/j.biosystemseng.2014.04.007.

4. Guidone A., Zotta T., Ross R.P., Stanton C., Rea M.C., Parente,E., Ricciardi A. (2014). Functional properties of Lactobacillus plantarum: a multivariate screening study. LTW-Food Science and Technology, 56: 69-76.

5. Ricciardi A., Parente E., Tramutola A., Guidone A., Ianniello R.G., Pavlidis D., Tsakalidou E., Zotta T. (2014). Evaluation of a differential medium for the preliminary identification of members of the Lactobacillus plantarum and Lactobacillus casei groups, Annals of Microbiology, 65: 1649-1658.

6. Ricciardi A., Castiglione Morelli M.A., Ianniello R.G., Parente E., Zotta T. (2014). Metabolic profiling and stress response of anaerobic and respiratory cultures of Lactobacillus plantarum C17 grown in a chemically defined medium. Annals of Microbiology, 65: 1639-1648.

7. Ricciardi, A., Ianniello, R.G., Parente, E., Zotta, T. (2015). Modified chemically defined medium for enhanced respiratory growth of Lactobacillus casei and Lactobacillus plantarum groups. Journal of Applied Microbiology, doi:10.1111/jam.12894.

8. Caruso M.C., Galgano F., Pecora M., Tolve R., Verrastro M., Favati F. (2015). Improvement of Analytical Methods for the Determination of Polyphenolic Bioactive Compounds in Berry Fruits. Journal of Chemistry.

9. Genovese F., Altieri G., Di Renzo G. C. (2015). Anaerobic digestion potential to reduce livestock waste environmental impact: a case study in Basilicata region (Italy). In New trends in the ecological and biological research, 47–47. Presov - SVK: University of Presov, 2015.

10. Admane N., Verrastro V., Altieri G., Genovese F., Tarricone L., Ippolito A., Di Renzo G. C. (2015). Application of High Carbon Dioxide or Ozone Combined with MAP on Organic Late-Season Table Grapes Scarlotta Seedless®. Acta Horticulturae 1079:193–99.

11. Di Renzo G.C. , Altieri G., Genovese F., Tauriello A. (2015). Preliminary Results on the Effect of a Simultaneous CO2/Ethylene Treatment on Some Quality Properties of Persimmon Fruit. Acta Horticulturae 1071: 687-93.

12. Condelli N., Caruso M.C., Galgano F., Russo D., Milella L., Favati F. (2015). Prediction of the antioxidant activity of extra virgin olive oils produced in the Mediterranean area. Food Chemistry, 177: 233-239.

13. A. Tauriello, G.C. Di Renzo, G. Altieri, M.C. Strano, F. Genovese, e M. Calandra. (2015). Simulation of Cold Treatment during a Cargo Shipment of Citrus Fruit». Acta Horticulturae 1065: 1685–92.

14. Altieri G., Genovese F., Tauriello A., Di Renzo G.C.. (2015). Innovative plant for the separation of high quality virgin olive oil (VOO) at industrial scale». Journal of Food Enngineering, 166: 325–34.

15. Caruso Marisa Carmela, Galgano Fernanda, Tolve Roberta, Pecora Maria, Tedesco Idolo, Favati Fabio, Condelli Nicola (2016). Nutraceutical properties of wild berry fruits from Southern Italy. Journal of Berry Research, 6: 321-333.

16. Altieri G., Genovese F., Admane N., Di Renzo G. C. (2016) On-line measure of donkey’s milk properties by near infrared spectrometry». Lebensmit℡-Wissenschaft + Technologie 69: 348–57.

17. Zotta T., Parente E., Ricciardi A. (2017). Aerobic Metabolism in the Genus Lactobacillus: Impact on Stress Response and Potential Applications in the Food Industry. Journal of Applied Microbiology 122 (4): 857–69.

18. Altieri G., Genovese F., Tauriello A., E Di Renzo G. C. (2017) Models to improve the non-destructive analysis of persimmon fruit properties by VIS/NIR spectrometry. Journal Of The Science Of Food and Agriculture 97 5302–10.

19. Matera A., Genovese F., Altieri G., Tauriello A., Di Renzo G.C.(2017). Effects on Must Quality Produced from Sangiovese and Cabernet Grape Frozen/Withered Using a Forced Air Plant. Chemical Engineering Transactions 58: 343–48.

20. Matera A., Genovese F., Altieri G.,Tauriello A., Di Renzo G.C. (2017). An Innovative Smart Device to Control Modified Atmosphere Packaging (MAP) of Fruit and Vegetables. Chemical Engineering Transactions 58 (2017): 193–98.

21. Pascale R., Bianco G., Cataldi T.R.I., Buchicchio A., Losito I., Altieri G., Genovese F., Tauriello A., Di Renzo G.C., Lafiosca M.C. (2018). Investigation of the Effects of Virgin Olive Oil Cleaning Systems on the Secoiridoid Aglycone Content Using High Performance Liquid Chromatography-Mass Spectrometry. Journal of The American Oil Chemists’ Society 95: 665–71.

Il Dip. SAFE (ora DAFNE), ed in particolare il gruppo di lavoro coordinato dal Dott. Roberto ROMANIELLO, si occupa da anni dei problemi e degli sviluppi tecnologici connessi con il processo di estrazione olearia, rivisitando in toto tutto il processo di estrazione, dai metodi di frangitura al sistema di estrazione centrifuga. In particolare ha svolto ricerche su:

Innovazione tecnologica e risvolti sulla qualità degli oli extravergini di oliva: ha condotto ricerche tese a rivisitare tutte le operazioni coinvolte nel processo di estrazione al fine di migliorare la qualità dell’olio e ottimizzando le prestazioni operative delle macchine e degli impianti di estrazione, anche nell’ottica della riduzione dei costi di produzione.

Ottimizzazione di decanter di ultima generazione a risparmio di acqua (VDP): ha sviluppato lo studio dei sistemi centrifughi per estrazione olearia fino alla ottimizzazione dei decanter più innovativi, testandone le prestazioni funzionali su impianti industriali in scala reale.

Studio e ottimizzazione di una nuova macchina per la frangitura delle olive, la denocciolatrice: lo studio è stato finalizzato alla prototipazione e messa a punto della macchina denocciolatrice nonché all’ottimizzazione delle prestazioni dell’intero impianto di estrazione, valutando anche gli effetti sulla qualità dell’olio e prestazionali sull’intero impianto di estrazione.

Studi teorico-sperimentali per la messa a punto di una nuova gramola: è stata progettata e realizzata una nuova gramola cilindrica con scambiatore di calore sull’intera circonferenza della macchina e nuovo disegno dell’aspo di rimescolamento.

Messa a punto di un mini impianto per l’estrazione olearia: ha condotto la messa a punto di un nuovo mini impianto di estrazione olearia con diverse alterative di processo, in linea con le esigenze della cosiddetta “filiera corta”.

Ricerche finalizzate alla definizione dei parametri di processo in funzione della qualità dell’olio: sono state sperimentata differenti condizioni di lavorazione intervenendo su parametri di gramolazione (tempo, temperatura, composizione dello spazio di testa) e parametri di estrazione (diversi valori di velocità differenziale tra coclea e tamburo e differenti diluizioni della pasta olearia).

Influenza della composizione dello spazio di testa della gramola sulla qualità dell’olio e sulle prestazioni funzionali degli impianti di estrazione: sono stati condotti studi atti a valutare l’evoluzione della composizione dello spazio di testa durante la gramolazione nonché l’influenza di differenti atmosfere di gramolazione sulla qualità dell’olio.

Progettazione realizzazione e messa a punto di un impianto di stoccaggio dell’olio con innovativo sistema di controllo della composizione dello spazio di testa.

Il Dipartimento SAFE dispone di due laboratori di macchine ed impianti per le industrie agroalimentari, attrezzato per svolgere prove di funzionalità di impianti agro-alimentari e tre laboratori di tecnologie alimentari presso i quali è possibile svolgere tutte le tipologie di analisi chimiche e fisiche sugli oli vergini di oliva.

Negli ultimi anni sono stati gestiti diversi progetti attinenti la tematica di ricerca che vengono di seguito richiamati:

1. Progetto di ricerca Strategico PS059 – “Caratterizzazione e miglioramento qualitativo degli oli tipici pugliesi e riduzione dell’impatto ambientale” approvato con Delibera della Giunta Regione Puglia n. 1434 del 03 ottobre 2006 pubblicata sul BURP n. 130 del 11 ottobre 2006. Titolo attività: Messa a punto di sistema di stoccaggio dell’olio con controllo in linea dei parametri di processo.

2. Progetto di ricerca PON0200186_3417037 - PROINNO-BIT: Sviluppo di prodotti alimentari innovativi mediante soluzioni biotecnologiche, impiantistiche e tecnologiche. 2011-2015

3. Progetto di ricerca PON02_00186_2866121 - ECO-P4: Promozione dei processi ECO_Sostenibili per la valorizzazione delle produzioni agroalimentari pugliesi. 2011-2015

4. Progetto di ricerca dal titolo: “Ecosostenibilità della filiera olivicolo-olearia in provincia di Foggia” finanziato dalla Fondazione Banca del Monte. 2012-2013

5. Progetto di ricerca dal titolo: “Innovazione tecnologica nel ciclo di estrazione olearia” finanziato dalla Fondazione Caripuglia. 2012-2013

6. Progetto di ricerca dal titolo: “L’utilizzo delle microonde nel processo di estrazione olearia (MICROLIO)” finanziato dalla Regione Puglia, PROGETTO DI RICERCA E SPERIMENTAZIONE IN AGRICOLTURA, avviso pubblico per l’invito a presentare proposte progettuali di ricerca e sperimentazione in agricoltura (B.U.R.P. n. 59 del 02/05/2013) – art. 8. 2016 in corso di svolgimento.

7. Progetto di ricerca dal titolo: “Indagine sulla presenza di microelementi ed antiossidanti ad elevata attività biologica in oli extravergini di oliva prodotti in provincia di Foggia", finanziato dalla Fondazione Banca del Monte. 2010-2011

8. Progetto di ricerca dal titolo: “Commercial demonstration of megasonic technology for additional virgin olive oil recovery", finanziato dal Science and Industry Endowment Fund Experimental Development Program (EDP). 2018

Pubblicazioni più significative degli ultimi 5 anni (2013-2018):

1. Giovenzana V., Beghi R., Romaniello R., Tamborrino A., Guidetti R., Leone A. (2018) Use of visible and near infrared spectroscopy with a view to on-line evaluation of oil content during olive processing. Biosystems Engineering, 172: 102-109.

2. Leone A., Romaniello R., Tamborrino A., Urbani S., Servili M., Amarillo M., Grompone M.A., Gambaro A., Juliano P. (2018). Application Of Microwaves and Megasound to Olive Paste in an Industrial Olive Oil Extraction Plant: Impact on Virgin Olive Oil Quality and Composition European. Journal of Lipid Science and Technology, 120 (1), art. no. 1700261.

3. Leone A., Romaniello R., Tamborrino A., Xu X.-Q., Juliano P. (2017). Microwave and megasonics combined technology for a continuous olive oil process with enhanced extractability. Innovative Food Science and Emerging Technologies, 42: 56-63.

4. Tamborrino A., Squeo G., Leone A., Paradiso V.M., Romaniello R., Summo C., Pasqualone A., Catalano P., Bianchi B., Caponio, F. (2017). Industrial trials on coadjuvants in olive oil extraction process: Effect on rheological properties, energy consumption, oil yield and olive oil characteristics. Journal of Food Engineering, 205: 34-46.

5. Squeo, G., Tamborrino, A., Pasqualone, A., Leone, A., Paradiso, V.M., Summo, C., Caponio, F. (2017). Assessment of the Influence of the Decanter Set-up During Continuous Processing of Olives at Different Pigmentation Index . Food and Bioprocess Technology, 10: 592-602.

6. Romaniello R., Leone A., Tamborrino A. (2017). Specification of a new de-stoner machine: evaluation of machining effects on olive paste's rheology and olive oil yield and quality. Journal of the Science of Food and Agriculture, 97: 115-121.

7. Leone A., Esposto S., Tamborrino A., Romaniello R., Taticchi A., Urbani S., Servili M. (2016). Using a tubular heat exchanger to improve the conditioning process of the olive paste: Evaluation of yield and olive oil quality. European Journal of Lipid Science and Technology, 118: 308-317.

8. Romaniello R., Peri G., Leone A. (2016). Fluorescence hyper-spectral imaging to detecting faecal contamination on fresh tomatoes. Journal of Agricultural Engineering, 47: 7-11.

9. Romaniello R., Leone A., Peri G. (2015). Measurement of food colour in L*a*b* Units from RGB digital image using least squares support vector machine regression. Journal of Agricultural Engineering, 46: 138-143.

10. Leone A., Romaniello R., Peri G, Tamborrino A. (2015). Development of a new model of olives de-stoner machine: Evaluation of electric consumption and kernel characterization”. Biomass and Bioenergy 81: 108-116.

11. Leone A., Romaniello R., Zagaria R., Tamborrino A. (2015). Mathematical modelling of the performance parameters of a new decanter centrifuge generation. Journal of Food Engineering, 166: 10-20.

12. Leone A., Romaniello R., Zagaria R., Sabella E., De Bellis,L., Tamborrino, A. (2015). Machining effects of different mechanical crushers on pit particle size and oil drop distribution in olive paste. European Journal of Lipid Science and Technology, 117: 1271-1279.

13. Romaniello R., Zagaria R., Leone A., Tamborrino A., Scarascia Mugnozza,G. (2015). Automated control system for modified atmosphere in malaxer during olive oil extraction. Acta Horticulturae, 1071: 311-318.

14. Leone A., Romaniello R., Tamborrino A., Catalano P., Peri G. (2015). Identification of vibration frequency, acceleration, and duration for efficient olive harvesting using a trunk shaker. Transactions of the ASABE, 58: 19-26.

15. Tamborrino A., Leone A., Romaniello R., Catalano P., Bianchi B. (2015). Comparative experiments to assess the performance of an innovative horizontal centrifuge working in a continuous olive oil plant. Biosystems Engineering, 129: 160-168.

16. Ayr U., Tamborrino A., Catalano P., Bianchi B., Leone A. (2015). “3D computational fluid dynamics simulation and experimental validation for prediction of heat transfer in a new malaxer machine. Journal of Food Engineering, 154: 30-38.

17. Leone A., Romaniello R., Mangialardi G.I., Tamborrino A. (2015). Modified atmosphere in head space of extra virgin olive oil tanks: Testing a prototype integrated storage system. Acta Horticulturae, 1071: 319-326.

18. Leone A., Tamborrino A., Zagaria R., Sabella E., Romaniello R. (2015). Plant innovation in the olive oil extraction process: A comparison of efficiency and energy consumption between microwave treatment and traditional malaxation of olive pastes. Journal of Food Engineering, 146: 44-52.

19. Tamborrino A., Romaniello R., Zagaria R., LeoneA. (2014). Microwave-assisted treatment for continuous olive paste conditioning: Impact on olive oil quality and yield. Biosystems Engineering, 127: 92-102.

20. Leone A., Tamborrino A., Zagaria R., Sabella E., Romaniello R. (2014). Plant innovation in the olive oil extraction process: A comparison of efficiency and energy consumption between microwave treatment and traditional malaxation of olive pastes. Journal of Food Engineering, 146:44-52.

21. Leone A., Tamborrino A., Romaniello R., Zagaria R., Sabella E. (2014). Specification and implementation of a continuous microwave-assisted system for paste malaxation in an olive oil extraction plant. Biosystems Engineering, 125: 24-35.

22. Tamborrino A., Pati S., RomanielloR., Quinto M., Zagaria R., Leone A. (2014). Design and implementation of an automatically controlled malaxer pilot plant equipped with an in-line oxygen injection system into the olive paste. Journal of Food Engineering, 141:1-12.

23. Leone A., Romaniello R., Zagaria R., Tamborrino A. (2014). Development of a prototype malaxer to investigate the influence of oxygen on extra-virgin olive oil quality and yield, to define a new design of machine. Biosystem Enginering, 118: 95–104.

24. Tamborrino A., Catalano P., Leone A. (2014). Using an in-line rotating torque transducer to study the rheological aspects of malaxed olive paste. Journal of Food Engineering, 126: 65–71.