{"id":988,"date":"2019-07-14T17:58:02","date_gmt":"2019-07-14T15:58:02","guid":{"rendered":"https:\/\/www.alchemiafitobottega.it\/bottega\/?p=988"},"modified":"2019-07-15T18:06:22","modified_gmt":"2019-07-15T16:06:22","slug":"il-linguaggio-delle-forme-cristalline","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.alchemiafitobottega.it\/bottega\/2019\/07\/14\/il-linguaggio-delle-forme-cristalline\/","title":{"rendered":"Il linguaggio delle forme cristalline"},"content":{"rendered":"

 Il metodo dell\u2019evaporazione delle gocce applicato all\u2019analisi qualitativa dei semi di frumento<\/strong><\/p>\n

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\"Spiga\"di Maria Olga Kokornaczyk e Lucietta Betti <\/a><\/p>\n

Qualit\u00e0 degli alimenti<\/strong>
\nNegli ultimi decenni l\u2019alimentazione umana \u00e8 cambiata in maniera sostanziale: tale cambiamento riguarda la maggior parte dei prodotti alimentari, ma pu\u00f2 avere pesanti ripercussioni sulla salute soprattutto quando riguarda gli alimenti di base, che vengono consumati in quantit\u00e0 elevate. Fra essi il frumento, pilastro dell\u2019alimentazione mediterranea, \u00e8 uno degli alimenti essenziali per la salute umana. Negli anni passati si \u00e8 assistito ad un notevole impoverimento della qualit\u00e0 alimentare di questo cereale e dei prodotti derivati: le tecniche di agricoltura intensiva, lo sviluppo di variet\u00e0 moderne ad elevato contenuto di glutine, la velocizzazione del processo di panificazione, etc\u2026 hanno probabilmente favorito l\u2019insorgenza di intolleranze alimentari al frumento, sempre pi\u00f9 frequenti nella popolazione. Per questo motivo ricerche sulla qualit\u00e0 di questo cereale sono assolutamente necessarie e il nostro gruppo di ricerca ha deciso di focalizzare la propria attivit\u00e0 su questo argomento.<\/p>\n

Approccio olistico nell\u2019analisi qualitativa<\/strong>
\nPer la scienza accademica gli alimenti sono costituiti soltanto dalle loro componenti e in quest\u2019ottica l\u2019analisi chimica pu\u00f2 essere sufficiente per caratterizzarli. I risultati di tale analisi sono sicuramente importanti nella valutazione di un alimento, ma non sufficienti. Secondo una visione olistica, infatti, gli alimenti sono \u201corganismi vivi e complessi\u201d: per descrivere la loro qualit\u00e0 non basta quindi il contenuto di proteine, carboidrati, grassi, etc\u2026, ma bisogna prendere in considerazione anche altri parametri fra cui le proporzioni e l\u2019equilibrio fra i componenti dell\u2019alimento, la sua struttura, e sopratutto la sua vitalit\u00e0.<\/p>\n

Il metodo dell\u2019evaporazione delle gocce<\/strong>
\nI metodi cristallografici forniscono una valutazione qualitativa globale del campione analizzato mediante la creazione di immagini pi\u00f9 o meno complesse. Tra tali metodi, noi proponiamo quello dell\u2019evaporazione delle gocce, messo recentemente a punto dal nostro gruppo di ricerca per l\u2019analisi qualitativa di semi di frumento (vedi bibliografia). Questo metodo si basa sul fenomeno dell\u2019auto-organizzazione della materia, proveniente dal campione di semi da analizzare, durante l\u2019evaporazione del solvente acquoso in cui i semi erano stati posti ad imbibire per un tempo prestabilito. In una goccia d\u2019acqua in evaporazione, contenente una minima quantit\u00e0 di materia organica, agiscono diverse forze fisiche come la tensione superficiale e i microflussi che spostano le particelle di materia all\u2019interno della goccia. Si creano cos\u00ec, al bordo della goccia o al suo interno, degli accumuli di particelle che con il procedere dell\u2019evaporazione si legano fra di loro, organizzandosi in forme complesse (strutture cristalline) con diverso grado di ordine.<\/p>\n

\"frumento1\"<\/p>\n

Figura 1:<\/strong> Esempio di un\u2019immagine ottenuta dall\u2019evaporazione di una goccia d\u2019acqua d\u2019imbibizione di semi di frumento. (a) Immagine dell\u2019 intera goccia evaporata, ingrandimento 25x; (b) strutture policristalline centrali, ingrandimento 100x.<\/em><\/p>\n

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La nostra sperimentazione<\/strong>
\nMediante il metodo sopra descritto sono state analizzate diverse variet\u00e0 di frumento tenero, di antica e nuova costituzione. I cristalli ottenuti dopo l\u2019evaporazione sono stati esaminati e fotografati con un microscopio a campo oscuro: le immagini sono state poi valutate sia mediante analisi visuale (soggettiva, ma importante per indirizzare le successive analisi), sia con un software dedicato in grado di oggettivare il risultato. Con quest\u2019ultimo approccio \u00e8 stato possibile parametrizzare le forme cristalline definendone la complessit\u00e0 (calcolo delle dimensioni frattali) e la simmetria (calcolo dell\u2019indice di asimmetria fluttuante). Inoltre, le variet\u00e0 di frumento sono state analizzate per la loro forza germinativa, indice dello stato di salute del seme e del suo vigore: in tal modo si sono potuti confrontare i risultati dell\u2019analisi cristallografica con quelli dei test germinativi tradizionalmente applicati per la valutazione della qualit\u00e0 dei semi.<\/p>\n

\"frumento2\"<\/p>\n

Figura 2:<\/strong> Esempi di strutture policristalline di diverso grado di complessit\u00e0: (a) singoli punti, (b, c) dendriti, (d) forme semplici, (e, f) forme fratti complesse (ingrandimento 100x).<\/em><\/p>\n

Le forme ottenute dalle analisi svolte sono costituite da una linea di bordo, da una zona periferica priva di strutture e da strutture policristalline di diverso grado di complessit\u00e0 situate al centro dell\u2019immagine (Fig. 1). Queste ultime sono l\u2019unico elemento strutturale che varia in maniera sostanziale a seconda del campione analizzato: pu\u00f2 essere infatti costituito da singoli punti (Fig. 2a), da dendriti e semplici forme cristalline (Fig. 2b-d), come anche da forme frattali di sorprendente bellezza e complessit\u00e0 (Fig. 2e, d). La valutazione delle immagini ha mostrato che il grado di organizzazione dei cristalli dipende dalla vitalit\u00e0 del campione: le variet\u00e0 che nei test biologici mostravano il maggiore vigore germinativo (e quindi la maggior vitalit\u00e0) erano proprio quelle che formavano i cristalli pi\u00f9 complessi e simmetrici; una ridotta vitalit\u00e0 dei semi corrispondeva invece ad una scarsa cristallizzazione con formazione di forme semplici e tendenzialmente asimmetriche. In Tabella 1 sono riportati i risultati dell\u2019analisi condotta su quattro variet\u00e0 di frumento: si pu\u00f2 notare che le strutture policristalline ottenute dalle variet\u00e0 Inallettabile e Gentil Rosso presentavano alti valori di dimensione frattale (indicanti un maggior grado di complessit\u00e0) e bassi valori di asimmetria fluttuante (indicanti una maggiore simmetria bilaterale). Tali variet\u00e0 erano anche quelle che nei test biologici mostravano una maggiore forza germinativa. Al contrario le strutture policristalline delle variet\u00e0 Nobel e Benco, caratterizzate da un basso vigore germinativo, presentavano bassi valori di dimensione frattale ed alti valori di asimmetria fluttuante: erano quindi poco complesse e meno simmetriche.<\/p>\n

 \"tabella\"<\/p>\n

Il linguaggio delle forme cristalline<\/strong>
\nTutti gli organismi viventi che ci circondano sembrano esprimere il loro stato di salute e la loro vitalit\u00e0 con un aumento di complessit\u00e0 e simmetria della loro struttura, mentre un impoverimento della forma ed un aumento dell\u2019asimmetria indicano generalmente uno stato di alterazione. Ad esempio, l\u2019esattezza della simmetria bilaterale delle foglie \u00e8 un indice dello stato di salute dell\u2019albero [3], e la complessit\u00e0 del ritmo cardiaco pu\u00f2 dare importanti informazioni sullo stato del cuore [4]. Similmente un paesaggio ricco di forme, cio\u00e8 complesso (come ad esempio un bosco), pu\u00f2 dare rifugio a diversissime forme di vita e pu\u00f2 quindi essere considerato un insieme vitale; al contrario un paesaggio monotono, e quindi poco complesso (per esempio un deserto), ospita un minor numero di forme di vita. Dalla nostra analisi risulta che questo \u2018linguaggio\u2019 \u00e8 valido anche per le immagini cristallografiche e che quindi sembra essere appropriato per la loro valutazione. Le strutture policristalline e gli organismi viventi hanno infatti una caratteristica in comune: entrambi sono considerati come forme dissipative, cio\u00e8 auto-organizzate [5]. I meccanismi che governano l\u2019auto-organizzazione delle particelle in forme ordinate non sono ancora ben conosciuti, per\u00f2 suscitano un sempre maggior interesse scientifico, soprattutto perch\u00e9 risultano estremamente utili nel settore delle nano-strutture. La nostra ricerca ha mostrato per la prima volta che anche nell\u2019analisi qualitativa dei prodotti agro-alimentari il fenomeno dell\u2019auto-organizzazione, sul quale si basa il nostro metodo, pu\u00f2 risultare utile e rappresentare un promettente e semplice strumento per la valutazione qualitativa di diversi prodotti.<\/p>\n

Maria Olga Kokornaczyk, Lucietta Betti<\/strong>
\n(2014)
\nmaria.kokornaczyk@unibo.it<\/em>
\nDipartimento di Scienze Agrarie, Facolt\u00e0 di Agraria, Universit\u00e0 di Bologna, viale Fanin 42, 40127 Bologna, Italia<\/em><\/p>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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