LR-CHIM11.1.1 Studio dell’effetto di biomolecole e biomateriali sulla salute, con particolare riferimento all’ambito intestinale La ricerca verte sull’analisi dell’attività di biomolecole e antiossidanti di origine alimentare e sullo studio degli effetti di tali sostanze sul microbiota intestinale e sul metabolismo dell'ospite. In particolare lo studio riguarda la biotrasformazione di biomolecole ad opera dei microorganismi intestinali e la conseguente modulazione del microbiota intestinale ad opera dei metaboliti prodotti. Un ulteriore aspetto di tale linea di ricerca, sempre nel quadro relativo all’effetto salutistico di molecole naturali e biomateriali, concerne lo studio delle loro potenzialità antimicrobiche nei confronti sia di enterobatteri che di diverse altre specie microbiche patogene per l’uomo. In tale contesto, oltre a biomateriali e biomolecole, sono oggetto di indagine anche composti di sintesi, al fine di promuovere nuove strategie antimicrobiche nei confronti di microorganismi resistenti agli antibiotici. Pubblicazioni relativa la linea di ricerca -Gervasi T#, Grassby T#, Barreca D*, Mandalari G. Gut Microbiota and Health in Dietary Supplements with Antioxidant Activity - understanding mechanisms and potential health benefits. 2021 (chapter 13)- Royal Society of Chemistry (in press) -Gervasi T, Barreca D*, Laganà G, Mandalari G. Health Benefits Related to Tree Nut Consumption and Their Bioactive Compounds. Int J Mol Sci. 2021, 31;22(11):5960. doi: 10.3390/ijms22115960. -Aghraz A, Benameur Q, Gervasi T*, Ait Dra L, Ben-Mahdi MH, Larhsini M, Markouk M, Cicero N. Antibacterial activity of Cladanthus arabicus and Bubonium imbricatum essential oils alone and in combination with conventional antibiotics against Enterobacteriaceae isolates. Lett Appl Microbiol. 2018 67(2):175-182. Gervasi T, Ginestra G, Mancuso F, Barreca D, De Luca L, Mandalari G. The In Vitro Potential of 1-(1H-indol-3-yl) Derivatives against Candida spp. and Aspergillus niger as Tyrosinase Inhibitors. Microorganisms. 2021;9(10):2070. Published 2021 Oct 1. doi:10.3390/microorganisms9102070. Collaborazioni: Department of Nutritional Sciences, University of Surrey, Guildford, Surrey, UK; Department of Chemical Sciences, University of Naples "Federico II", 80126 Naples, Italy. Faculty of Humanities and Natural Sciences, University of Prešov, Prešov, Slovakia;" Nursing Department, Faculty of Natural Sciences and Life, Abdelhamid Ibn Badis University, Mostaganem, Algeria Department of Chemical, Biological, Pharmaceutical and Environmental Science; University of Messina, Messina, Italy

LR-CHIM11.1.2 Valorizzazione di sottoprodotti del settore agroindustriale per la realizzazione di prodotti ad elevato valore aggiunto mediante processi fermentativi, trattamenti enzimatici e processi estrattivi L’attività di ricerca si basa sullo studio di innovative metodiche di estrazione di biomolecole da sottoprodotti derivanti dal comparto agroindustriale e della successiva trasformazione degli stessi attraverso processi fermentativi controllati. Nello specifico sono oggetto di studio processi di coltivazione microbica eseguiti in continuo, in batch e in fed-batch, utilizzando micro-piastre, beute e bioreattore munito dei comuni controlli di processo, per la realizzazione di prodotti ad elevato valore aggiunto quali: SCP, biomolecole di interesse nutraceutico e alimentare, bioetanolo etc. Un ulteriore aspetto di tale linea di ricerca riguarda l’ottenimento di peptidi bioattivi da scarti di natura ittica mediante l’utilizzo di processi enzimatici svolti in ambienti controllati. Pubblicazioni relativa la linea di ricerca -Gervasi T., Pellizzeri V., Benameur Q., Gervasi C., Santini A., Cicero N., Dugo G. Valorization of raw materials from agricultural industry for astaxanthin and β-carotene production by Xanthophyllomyces dendrorhous Natural Product Research, 2018, 32 (13): 1554-1561. -Mangano, V., Gervasi, T.*, Rotondo, A., De Pasquale, P., Dugo, G., Macrì, F., Salvo, A. Protein hydrolysates from anchovy waste: purification and chemical characterization. Nat Prod Res. 2021, 35(3):399-406. Gervasi, T., Santini, A., Daliu, P., Salem, A.Z.M., Gervasi, C., Pellizzeri, V., Barrega, L., De Pasquale, P., Dugo, G., Cicero, N. Astaxanthin production by Xanthophyllomyces dendrorhous growing on a low cost substrate. Agroforestry Systems, 2019 94 (4):1229-1234. Collaborazioni: Quadram Institute Bioscience Norwich Research Park, Colney, NR4 7UA, United Kingdom Research Laboratory "Animal Health and Production", Higher National Veterinary School, Algiers, Algeria

L’attività di ricerca in oggetto si è sviluppata prevalentemente nell’ambito di due tematiche principali. La prima risulta inerente allo studio di biomolecole e antiossidanti di origine alimentare e dei relativi effetti sul microbiota intestinale e sul metabolismo dell'ospite. In particolare, sono approfondite le interazioni tra una selezione di antiossidanti alimentari, nella fattispecie polifenoli, e il microbiota intestinale, focalizzando l’attenzione sulla bioaccessibilità di tali biomolecole nel tratto gastro-intestinale, sulla successiva biotrasformazione indotta dai microorganismi intestinali e sulla conseguente modulazione del microbiota intestinale ad opera dei metaboliti prodotti. Inoltre, in relazione all’effetto salutistico di molecole naturali e biomateriali, sono oggetto di indagine le potenzialità antimicrobiche di alcuni composti nei confronti sia di enterobatteri che di diverse altre specie microbiche patogene per l’uomo. Nello specifico, lo studio è focalizzato sia su biomolecole e biomateriali utilizzabili per la realizzazione di innovativi bio-packaging funzionalizzati, a base di chitosano e poliidrossialcanoati, che su composti di sintesi, come ad esempio indolo derivati e composti sulfonammidici, al fine di promuovere nuove strategie antimicrobiche in grado di inibire o diminuire i meccanismi di resistenza agli antibiotici dei microrganismi patogeni. Relativamente a quest’ultimo aspetto, inoltre, è oggetto di indagine anche l’analisi della virulenza, della resistenza agli antibiotici e della produzione di biofilm di ceppi di E. coli isolati da pollame. La seconda direttrice di ricerca riguarda lo studio di metodiche innovative per la valorizzazione di sottoprodotti derivanti dal comparto agroindustriale, mediante tecniche estrattive e processi fermentativi. Nel quadro di uno studio complessivo inerente all’estrazione di biomolecole, sono realizzati estratti di frutta in polvere additivati con pectine, ricavate da sottoprodotti agroindustriali, e con microrganismi probiotici, mediante l’implementazione di tecnologie innovative a basso impatto ambientale e ad elevata sostenibilità economica. Inoltre, nell’ambito dello sviluppo di tale filone di ricerca, sono sviluppati processi di coltivazione microbica eseguiti in batch e in fed-batch, utilizzando micro-piastre, beute e un bioreattore da 5 L munito dei comuni controlli di processo, per la realizzazione di prodotti ad elevato valore aggiunto quali Single Cell Protein (SCP), bioetanolo e biomolecole di interesse nutraceutico e alimentare, in particolare β-carotene e astaxantina.