Responsabile


Benedetti Anna
anna.benedetti@entecra.it

Staff

Emiliani Carla

Gestione sostenibile delle colture e sistemi colturali a basso impatto

Tecniche di gestione e fertilità del suolo in Agricoltura biologica

Innocuità ed efficienza di proteine idrolizzate per la concimazione azotata in agr.biologica - PROIDRO

Coordinatore: CRA-RPS. http://rps.entecra.it

Finanziatore: MiPAAF. http://www.politicheagricole.it

Date:

Il progetto, che verte sull’accertamento delle caratteristiche di innocuità ed efficienza delle proteine idrolizzate di origine animale, per il loro uso quali fertilizzanti in agricoltura biologica, si pone quale obiettivo principale nel breve termine di raccogliere informazioni utili alla stesura di un rapporto tecnico-scientifico a supporto per il dibattito in sede comunitaria relativamente al possibile inserimento di questi prodotti nell’elenco dei fertilizzanti ammessi in agricoltura biologica.

Obiettivi generali e specifici (intermedi e finali)
L’obiettivo generale del progetto verte sulla approfondita caratterizzazione di idrolizzati proteici diversamente ottenuti al fine di verificarne l’innocuità nei confronti della salute umana, animale e dell’ambiente e l’efficacia agronomica per poterne eventualmente proporre in sede comunitaria il loro inserimento nella lista dei fertilizzanti ammessi in agricoltura biologica.
Ottimizzazione del riciclo di biomasse derivanti dalla produzione primaria sia animale che vegetale al fine di utilizzare sostanza organica ricca di azoto per produrre un concimi azotati riducendo il volume di scarti e limitando il dispendio di energia per nuova sintesi chimica.

Obiettivi generali sono:
1 - Caratterizzazione degli idrolizzati proteici ammessi nella legislazione nazionale per l’agricoltura convenzionale al fine di valutarne la congruità per l’agricoltura biologica.
2 - Verranno individuati eventuali elementi correttivi che consentano la possibilità di ottenere prodotti consoni al metodo di produzione biologica, al fine di poter raccogliere elementi conoscitivi da poter utilizzare in un dibattito a livello comunitario.
3 - Fornire agli agricoltori del comparto biologico prodotti innocui ed efficaci, soprattutto da utilizzare per colture esigenti soprattutto per la nutrizione azotata.
4 - Fornire indicazioni utili all’ottimizzazione della pratica di concimazione mediante la predisposizione di piani di concimazione basati sull’uso degli idrolizzati proteici.

Obiettivi specifici sono:
1 - Caratterizzazione quali-quantitativa della composizione di idrolizzati proteici di origine animale, vegetale e mista ottenuti per idrolisi acida, alcalina ed enzimatica mediante metodi proteomici e metabolomici.
2 - Valutazione degli aspetti tossicologici mediante uso di indicatori ecotossicologici su plantule, radici, cellule e microrganismi.
3 - Valutazione comparativa delle caratteristiche delle diverse categorie di prodotto e dei tre diversi metodi di idrolisi al fine di valutarne la eventuale o meno equivalenza tra i prodotti in termini sia di innocuità che di efficienza agronomica.
4 - Valutazione mediante prove di coltivazione dell’efficienza nutritiva dei prodotti in comparazione.
5 - Ottimizzazione delle procedure di produzione finalizzate all’uso nel comparto produttivo biologico.

Inquadramento del progetto
Lo studio si è reso necessario per supportare il dibattito in ambito comunitario (Working group legislation on organic farming) per la possibile introduzione degli idrolizzati proteici nella lista dei prodotti ammessi in agricoltura biologica.
Nel 65° “Working group legislation on organic farming” del 30/04/2002 è stata introdotta la discussione sugli idrolizzati proteici in particolare è stata focalizzata l’attenzione sull’esistenza degli idrolizzati proteici nella lista già prevista di fertilizzanti di origine animale per l’agricoltura biologica. La commissione europea per un uso in agricoltura convenzionale, affinché i prodotti siano sicuri in termini di BSE ha in precedenza stabilito che tutti i sottoprodotti di origine animale, tra cui gli stessi idrolizzati proteici (decisione consiliare 2000/766), debbano subire il seguente processo di trattamento: pH superiore a 11, esposizione a temperature superiori a 140°C, con pressioni superiori a 3,6 bar. Si tratta dunque di un’idrolisi alcalina associata a un’idrolisi termica; il peso molecolare finale deve risultare inferiore a 10.000 Dalton (decisione della Commissione 2001/9).
La legislazione italiana norma quali concimi organici ammessi nell’agricoltura convenzionale i seguenti prodotti contenenti idrolizzati proteici (Decreto Legislativo 29 aprile 2010, n. 75: Riordino e revisione della disciplina in materia di fertilizzanti, a norma dell’articolo 13 della Legge 7 luglio 2009 n. 88).

Risultati raggiunti
Relativamente alla valutazione dell’innocuità degli idrolizzati proteici di origine animale nei confronti della salute umana, animale e dell’ambiente, nonché delle proprietà nutrizionali e biostimolanti nei confronti delle colture mediante l’uso di biondicatori nessun prodotto analizzato presenta comportamenti di fito e genotossicità.
Inoltre sono state evidenziate proprietà biostimolanti e nutritive diversificate tra i differenti prodotti in esame.
La metodologia analitica proposta appare idonea alla caratterizzazione dei diversi prodotti nei confronti della rilevazione della loro innocuità ed efficienza sulla salute umana, animale e dell’ambiente.
L’analisi elettroforetica dei campioni consente di distinguere chiaramente ed in maniera riproducibile un prodotto dall’altro sulla base del profilo proteico che si ottiene. Questo tipo di analisi inoltre consente di verificare il grado di idrolisi dei campioni: maggiore è la presenza di bande ad alto PM e minore è il grado di idrolisi.
Il profilo elettroforetico che si ottiene, in particolar modo con i gel in tampone Tris- Tricina, consente una facile identificazione del materiale grezzo di partenza, infatti appare molto evidente la differenza tra idrolizzati ottenuti da carniccio (campioni 3, 5 e 7 costituiti prevalentemente da peptidi di PM inferiore a 10 KDa) rispetto a quelli derivanti da rasatura (campioni 4 e 6 che contengono peptidi con PM compresi tra 20 e 10 KDa).
L’analisi metabolomica dai dendrogrammi risultanti dall’analisi di distanza dei campioni analizzati si evidenzia come, in quasi tutte le regioni dell’intervallo spettrale analizzato, si presentino raggruppamenti di campioni che si mantengono più o meno fissi.
L’analisi FTIR presenta la spiccata capacità di separare nettamente i vari prodotti discriminandoli con sicurezza.
I sette prodotti analizzati non presentano marcate differenze in base al trattamento o al substrato pur essendo chiaramente discriminabili e riconoscibili.
Per quanto riguarda le dimensioni dei peptidi presenti nei fertilizzanti esaminati, si può dire che i profili elettroforetici ottenuti hanno evidenziato che tali campioni sono prevalentemente costituiti da catene peptidiche a basso peso molecolare, compreso tra 10 e 25 KDa e in nessuno dei concimi in esame è stata evidenziata la presenza di bande di PM ?10 KDa.
Gli studi di citotossicità si può concludere che non si sono osservate differenze significative tra i vari tipi di fertilizzanti analizzati e che, quindi, questi composti possono considerarsi equivalenti per quanto riguarda i loro effetti sulla proliferazione di cellule in coltura. In generale si può affermare che nessuno di questi composti presenta effetti citotossici rilevanti a concentrazioni inferiori allo 0,01%.

Benefici per l’Europa
I benefici scientifici derivanti dal progetto risiedono nella possibilità di individuare metodi analitici validi e comprovati, in grado di distinguere l’origine della matrice organica utilizzata per la formulazione dei fertilizzanti organici per i quali si costituirà la banca dati. Ciò comporterà una maggiore conoscenza della struttura proteica dei materiali organici impiegati, dando così la possibilità di discriminare fra tessuti di origine animale e vegetale.

Benefici economici.
Potenzialmente, la realizzazione della banca dati e la incrementata conoscenza delle caratteristiche e delle modalità di preparazione dei fertilizzanti organici in studio potrebbero fornire un valido supporto al G.d.L “Revisione degli Allegati al D. Lgs. n. 217 del 29 aprile 2006 “Revisione della disciplina in materia di fertilizzanti” in merito alle discrepanze riscontrate dalla Commissione Europea tra la legislazione nazionale e quella comunitaria attualmente vigente al momento della notifica del D.Lgs. n.217/06, elemento che potrebbe evitare le paventate procedure di infrazione nei confronti dell’Italia.

Impatto sociale
Trattandosi di una banca dati relativa a fertilizzanti organici utilizzabili in agricoltura biologica, due aspetti possono essere presi in considerazione per valutare l’utilità sociale del progetto: i) in primo luogo, la possibilità di discriminare l’origine di un fertilizzante, permettendo di conoscerne la materia prima ed il rispetto dei principi ispiratori dell’agricoltura biologica per quanto concerne le modalità di preparazione, costituisce senz’altro un elemento di garanzia per l’acquirente e per il consumatore finale del prodotto agricolo; in secondo luogo, la creazione di una banca dati offrirebbe agli operatori di settore la possibilità di disporre di un elenco dettagliato di prodotti da poter selezionare e scegliere con maggior consapevolezza.

Impatto ambientale.
Diverse implicazioni possono essere considerate quali aspetti ambientali rilevanti nell’ambito di tale progetto. A parte l’ovvio collegamento tra la tutela della filiera biologica, a partire dalla tracciabilità e la qualità dei fertilizzanti organici in essa impiegati, non va dimenticato un aspetto strettamente igienico-sanitario, legato all’utilizzazione di materiale di origine animale. La possibilità di verifica del rispetto dei criteri di riferimento per l’idrolisi delle pelli preventivamente trattate in impianti tecnici, come riportato nel Reg. (CE) n. 1774/2002, ad esempio, costituisce uno dei possibili “benefici ambientali” legati ai risultati di tale attività progettuale.

Pubblicazioni chiave

Characterization and Innocuity off hydrolyzed proteins L. Corte, L. Roscini, L. Antonielli , F. Fatichenti, G. Cardinali Department of Applied Biology - Microbiology - University of Perugia, Italy

Harmlessness and efficiency of hydrolyzed proteins in organic farming Prof. C. Emiliani, dr. B. Tancini, dr. L. Urbanelli, dr. A. Magini, dr. V. Ciccarone Department of Experimental Medicine and Biochemical Sciences, University of Perugia, Italy

Messa a punto di metodi analitici per la tracciabilità dei mezzi tecnici per l’agricoltura biologica M. T. Dell’Abate, B. Felici, M. Migliore, A. Benedetti CRA- RPS, Roma

Poster presentati al Convegno tenuto presso l’Auditorium Comunale del Comune di Chiampo (Vicenza) il 25 Marzo 2011:dal titolo “Idrolizzati Proteici in Agricoltura Biologica: Risultati del Progetto PRO.IDRO”