PROGETTO ALIMENTIAMIAMOCI

PROGETTO ALIMENTIAMIAMOCI

VIAGGIO ALLINTERNO DELLE MACROMOLECOLE ALIMENTARI Anno scolastico 2008 / 09 Istituto Professionale Cabrini TarantoClasse I A O.C.B. Docenti: prof.sse Marcella Schirano , Elena Tamma

GLI ALIMENTI Gli alimenti che vengono introdotti quotidianamente dalluomo esercitano le seguenti funzioni:apportare materiale energeticofornire sostanze plastiche per la crescita e la riparazione dei tessutiapportare sostanze regolatrici ( vitamine e sali minerali ) per le reazioni metaboliche

La gran parte degli alimenti ha una composizione chimica complessa poich contiene nutrienti diversi . In linea di massima la pasta ricca di carboidrati, la carne di proteine, i formaggi di lipidi e proteine ed infine la frutta di vitamine e sali minerali

GLI ZUCCHERICon la diffusione dellagricoltura sin dal neolitico gli zuccheri hanno rappresentato la principale componente energetica della dieta umana.Gli zuccheri, chiamati anche glucidi o carboidrati, vengono distinti in :monosaccaridi( pentosi o esosi) oligosaccaridi ( disaccaridi )polisaccaridi (costituiti dallunione di molti monosaccaridi )

MONOSACCARIDIIl glucosio( aldoesoso), lo zucchero pi utilizzato dalle cellule e pi diffuso in natura ; presente in piccole quantit nella frutta e in concentrazione pi elevata nel miele e nei vegetali Il fruttosio o zucchero della frutta (chetoesoso) si ritrova soprattutto combinato col glucosio per formare il saccarosioIl galattosio non si trova libero in natura ma combinato col glucosio nel lattosio, zucchero del latte

DISACCARIDiIl saccarosio il comune zucchero da tavola costituito da una molecola di glucosio e una di fruttosio, presente nella maggior parte dei frutti e viene estratto dalla barbabietola e dalla canna da zuccheroIl maltosio o zucchero di malto formato da due molecole di glucosio ed il prodotto principale della digestione dellamido Il lattosio o zucchero del latte lunico disaccaride di origine animale che si forma nelle ghiandole mammarie ; costituito da una molecola di glucosio e una di galattosio

POLISACCARIDILamido , omopolimero del glucosio, il polisaccaride pi diffuso come materiale di riserva nei vegetali; presente in granuli ed contenuto nei cereali , nei legumi e nei tuberi.Nellamidoesiste una frazione solubile in acqua che si chiama amilosio (20% del totale) , polimero lineare di glucosio (60-6000 unit) legato con ponti -glicosidici C1-C4 e una frazione insolubile, lamilopectina (80% del totale), polisaccaride ramificato la cui catena molto pi corta (20-25 unit) con le ramificazioni date da ponti C1-C6.

Il glicogeno il polisaccaride di riserva dei tessuti animali , presenta una struttura simile allamilopectina , insolubile in acqua e rappresenta una forma di riserva energeticaLa cellulosa il polisaccaride naturale pi abbondante, essendo il componente del tessuto fibroso delle pareti cellulari dei vegetali (costituisce circa la met del carbonio organico presente nella biosfera).La cellulosa un polimero del -D-glucosio

Dal punto di vista nutrizionale i glucidi si dividono in :Glucidi disponibili , perch digeriti e e assorbiti come monosaccaridi; comprendono gli zuccheri semplici come il glucosio, il fruttosio, il lattosio, il maltosio e i polisaccaridi ,come lamido e la cellulosaGlucidi non disponibili ,perch oligosaccaridi non attaccati dagli enzimi intestinali e pertanto non assorbiti comprendono zuccheri presenti nei legumi quali il raffinosio, lo stachiosio ed il verbascosio , composti da galattosio, glucosio e fruttosioFibra alimentare, non idrolizzabile dagli enzimi intestinali ,comprendente cellulosa e lignina

Procedimento per la determinazione degli zuccheriI FASE Mettere in ciascuna provetta una piccola quantit di campione standard come glucosio, fruttosio e saccarosio, aggiungere 5 ml di acqua distillata ed agitare.Aggiungere ad ogni provetta contenente il campione in esame 1 ml di reattivo di Fehling A ( solfato rameico) e 1 ml di reattivo di Fehling B (tartrato sodico potassico con idrossido di sodio ) Scaldare a bagnomaria fino quasi all'ebollizione.Osservare il cambiamento di colore: l'intensa colorazione blu della soluzione di Fehling A+B diventa prima arancione poi rosso mattone. Se il contenuto zuccherino scarso il precipitato pu diventare verde torbido.

PRINCIPIO CHIMICO La presenza di zuccheri negli alimenti pu essere facilmente dimostrata ricorrendo alla reazione di Fehling.Infatti gli ioni rameici Cu+2 del solfato di rame ossidano il gruppo carbonilico degli zuccheri a gruppo carbossilico riducendosi a ioni rameosi Cu + formando lossido rameoso , Cu 2 O , un precipitato di colore rosso .Il saccarosio ,essendo un disaccaride formato da glucosio e fruttosio legati con legame 1,2 glicosidico che impegna entrambi i gruppi funzionali riducenti d risultato negativo.

DETERMINAZIONE DEGLI ZUCCHERI SEMPLICI NEGLI ALIMENTIII FASE: analisi di campioni alimentari( farina, caramella , zucchero, miele , latte)Prendere il campione alimentare , metterlo in una provetta e, se solido, discioglierlo in 5 ml di acqua distillata.Analizzare il campione in esame seguendo la seguente procedura precedentemente descritta per i campioni standard ed inserire i dati ottenuti nella seguente tabella .

Componenti dei CibiReagenti FehlingColore del ReagenteColore sostanza da esaminare in soluzione acquosaNuovo colore Sostanza + ReagenteAcquaFehling A Fehling BAzzurroBiancoTrasparenteBlu( negativo)GlucosioFehling A Fehling BAzzurroBiancoTrasparenteArancione(positivo)FruttosioFehling A Fehling BAzzurroBiancoTrasparenteMarrone(positivo)SaccarosioFehling A Fehling BAzzurroBiancoTrasparenteBlu( negativo)LatteFehling A Fehling BAzzurroBiancoBiancoArancione(positivo)MieleFehling A Fehling BAzzurroBiancoGiallinoArancione(positivo)CaramellaFehling A Fehling BAzzurroBiancoGiallinoGiallo(positivo)FarinaFehling A Fehling BAzzurroBiancoTrasparenteCobalto(negativo)

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Procedimento per la determinazione dell'amido

Preparare il campione alimentare, versarlo in una provetta ed aggiungere circa 5 ml di acqua distillata Lasciare cadere alcune gocce di tintura di iodioSe la miscela perde il colore rosso bruno, tipico della tintura di iodio, per assumere il colore viola scuro viene verificata la presenza di amido.

Principio DELLA REAZIONELa tintura di iodio una soluzione acquosa di iodio e ioduro di potassio di colore rosso bruno. In soluzione avviene la seguente reazione : I2 + KI I3+ K+Lamido formato da amilosio e amilopectina. Lo ione I 3 tende a complessarsi con lamilosio legandosi alla parte interna della catena alterando le propriet del polisaccaride che assorbendo la luce appare colorato in blu. Tale viraggio del colore reversibile per cui col calore il colore sparisce.

DETERMINAZIONE DELLAMIDO

COMPONENTI DEI CIBI REAGENTECOLORE DEL REAGENTECOLORE BASE DELLA SOSTANZA ESAMINATANUOVO COLORE SOSTANZA PIU REAG.Acqua distillataTintura di iodioRosso / marrone Trasparente arancione( negativo)Acqua di cottura riso concentrata Tintura di iodioRosso / marrone Bianco torbidoViola scuro( positivo)Acqua di cottura riso diluitaTintura di iodioRosso / marroneBianco torbidoViola scuro( positivo)Brodo di carne Tintura di iodio Rosso / marroneLeggermente torbidaMarrone ( negativo)Acqua cottura spinaci Tintura di iodio Rosso / marrone VerdinaMarrone(negativo)Soluzione di farinaTintura di iodioRosso / marrone TorbidaViola(positivo)Pane in soluzioneTintura di iodio Rosso / marroneTorbidaViola( positivo)Biscotto in soluzione Tintura di iodioRosso / marroneTorbidaRosa (negativo)Amido in soluzioneTintura di iodioRosso / marroneBianco Viola scuro(positivo)

Le proteine sono il materiale biologico pi abbondante nel nostro corpo; sono composti quaternari poich i loro elementi fondamentali sono carbonio,ossigeno,idrogeno e azoto. Esse sono formate da pi amminoacidi, molecole organiche aventi la stessa struttura di base: un atomo di carbonio centrale a cui sono legati un gruppo amminico(NH2),un gruppo carbossilico(COOH),un atomo di idrogeno(H) ed un gruppo laterale(R) ,cio una catena di due o pi atomi,che determina le propriet di ogni singolo amminoacido.Le proteine

Gli amminoacidi presenti in natura sono 20 , alcuni dei quali ( otto ) sono considerati essenziali perch non essendo prodotti dallorganismo devono essere introdotti con la dieta .Si definiscono per questo motivo dal punto di vista nutritivo proteine ad alto valore biologico quelle che contengono amminoacidi essenziali come le proteine contenute negli alimenti di origine animale ( uova,latte , formaggi e carne) Sono invece dette proteine a basso valore biologico le proteine povere di amminoacidi essenziali come quelle contenute in alimenti di origine vegetale ( cereali, riso, legumi ,verdure e frutta )

La carenza di uno o pi AA essenziali riduce la quantit nutrizionale della proteina:gli AA essenziali assenti o scarsamente rappresentati sono denominatilimitanti poich limitano il livello di utilizzazione degli altri amminoacidi di quella data proteina nella costruzione delle proteine dellorganismo. In questo caso la proteina viene definita biologicamente incompleta. Lintroduzione di diverse proteine,nellambito di una dieta quanto pi possibile variata,riesce a ristabilire la quota necessaria di AA essenziali per la possibilit di complementazione reciproca di un amminoacido con un altro.

Le proteine hanno diverse funzioni quali:fanno avvenire velocemente determinate reazioni metaboliche in qualit di enzimihanno funzione strutturale entrando ad esempio nella composizione delle ossasono adibite al trasporto di molecole e ioni attraverso le membrane cellulari.

regolano ,in qualit di ormoni,messaggeri chimici, lattivit delle cellule di un determinato organo bersagliodifendono come anticorpi lorganismo da agenti patogeniconsentono in qualit di actina e miosina la contrazione muscolare e quindi il movimento.

La struttura delle proteine Una proteina si forma dallunione di pi amminoacidi attraverso una reazione di condensazione che porta alla formazione di un legame covalente,detto legame peptidico,tra il gruppo amminico di un amminoacido e il gruppo carbossilico di un altro amminoacido

Nella struttura delle proteine sono individuabili quattro livelli di organizzazione :Struttura primaria che specifica lordine in cui si susseguono gli amminoacidi; tale ordine determinato dal DNA.Struttura secondaria che determina la forma di una proteina che pu essere a spirale ( elica) ;ci accade alla cheratina,la proteina che costituisce i capelli. In altri casi, i legami idrogeno che stabilizzano la struttura si stabiliscono lateralmente tra due o pi catene polipeptidiche,formando una forma a foglietto ripiegato come nel caso della proteina costituente della seta.( a pieghe )Struttura terziaria il ripiegamento della struttura secondaria e determina una forma tridimensionale,tipica delle proteine globulari.Struttura quaternaria lassociazione di pi catene proteiche ( emoglobina)

Ricerca delle proteine negli alimenti SAGGIO DEL BIURETO

Il biureto si ottiene riscaldando lurea:2 molecole durea unendosi formano appunto il biureto. Se il biureto viene posto in una soluzione alcalina contenente ioni rameici si ha la formazione di un complesso di colore violetto. Tale reazione viene indicata appunto come reazione del biureto. Tale reazione per non specifica del biureto dato che gli ioni rameici in ambiente alcalino reagiscono con qualsiasi composto contenente due o pi gruppi CONH2. perci tale reazione negativa per gli amminoacidi e i dipeptidi, e positiva con i polipeptidi e con gli oligopeptidi.

Procedimento per la determinazione delle proteineMettere 50ml di ogni campione in una provetta dove precedentemente stato posto 0,5ml di reagente di colore azzurro (idrossido di sodio(NaOH),ioduro di potassio (KI), solfato di rame (CuSO4), K-Na tartrato, in soluzione acquosa ). L idrossido di sodio e il solfato di rame evidenziano un composto presente nelle proteine che prende nome di biureto.Mettere in termostato a 37.Dopo qualche minuto si osserva che il colore iniziale da azzurro chiaro diventa viola intenso. Tale cambiamento di colore evidenzia la presenza di proteine.

PRIMA e dopo LAGGIUNTA DEL REATTIVO

I NOSTRI RISULTATIComponenti dei cibiColore del reagenteColore base della sostanza esaminataNuovo colore sostanza pi reagenteAcqua distillataAzzurrotrasparenteCeleste (negativo)Estratto di proteine in sol. fisiologicaAzzurroTorbidoViola intenso (positivo)Peptone in soluzioneAzzurroGiallinoViola scuro(positivo)Albume d uovoAzzurroTrasparente/TorbidoViola scuro (positivo)Tuorlo d uovoAzzurroTorbido/ArancioneViola scuro (positivo)Uovo interoAzzurroArancione/TorbidoViola scuro (positivo)Agar in soluzioneAzzurroGiallino/TorbidoAzzurro (negativo)Latte intero centrifugatoAzzurroBiancoLilla (positivo)

FormaggioAzzurroBianco/TorbidoViola intenso (positivo)FagioliAzzurroTorbido Viola (positivo)Farina Azzurro Biancastro/TorbidoLilla (negativo)Soluzione albumina standardAzzurroTrasparente Viola (positivo)L-triptofano AzzurroTorbido Azzurro-viola ( falso positivo)

I lipidi

I lipidi sono un gruppo eterogeneo di composti ternari insolubili in acqua e solubili in solventi organici( etere, acetone)Svolgono diverse funzioni : riserva energetica( forniscono 9 kcal/g pari al doppio delle kilocalorie fornite dalla demolizione degli zuccheri)Isolamento termicoCostituzione delle membrane cellulariTrasporto di vitamine liposolubili Precursori di ormoni I lipidi non hanno una formula generale perch sono molto diversi . Si dividono in:lipidi semplici, complessi e derivati

Lipidi semplici:Trigliceridi: triesteri del glicerolo con acidi grassi aventi la funzione di deposito Gli acidi grassi si dividono in: saturi e insaturi. I primi, di origine animale, non presentano doppi legami fra gli atomi di carbonio e per questo motivo hanno una catena che tende a compattarsi presentandosi a temperatura ambiente allo stato solido. Gli acidi grassi insaturi invece presentano fra gli atomi di carbonio doppi legami che determinano un abbassamento del punto di fusione .Perci questi lipidi che predominano nel mondo vegetale si presentano come oli allo stato liquido.Cere: esteri di acidi grassi con un alcool monovalente , costituiti da lunghe catene di acidi grassi. Rappresentano un materiale di rivestimento protettivo e idrorepellente che presente nella cuticola delle piante o sulle piume degli uccelli

Lipidi complessi

I fosfolipidi sono composti formati da una molecola di glicerolo alla quale sono legate due code idrofobiche di acidi grassi e una testa polare idrofila costituita da un gruppo fosfato a sua volta legato ad un composto organico.I fosfolipidi sono i componenti principali della membrana dato che nelle soluzioni acquose si organizzano a formare un doppio strato in cui le teste idrofile sono rivolte verso lesterno e le code idrofobiche sono intrecciate verso linterno.

LIPIDI DERIVATI Steroidi Sono lipidi nella cui molecola a struttura tetraciclica non sono presenti acidi grassi .Lo sterolo pi importante il colesterolo che presente nelle membrane cellulari animali ,in particolare nelle cellule del tessuto nervoso, e rappresenta la base per la sintesi di ormoni sessuali, steroidi surrenalici ( aldosterone e cortisolo) e della vitamina D

Riconoscimento dei lipidi negli alimentiPrincipio I lipidi sono solubili in solventi non polari ma insolubili in acqua; pertanto la loro presenza si mette in evidenza con il Sudan III. Questo colorante appartiene alla categoria dei lisocromi, un gruppo di sostanze liposolubili che sciogliendosi nelle molecole lipidiche trasmette loro la propria colorazione.

Procedimento per la determinazione dei grassi

Mettere 5 ml di acqua distillata in ogni provetta e aggiungere 1ml di campione liquido o un po di campione alimentare solidoAggiungere il Sudan III di colore rosso ed agitare.La presenza dei lipidi evidenziata dalla formazione di goccioline rosse in sospensione o di uno strato superficiale rosso per effetto della colorazione dovuta al Sudan Aggiungere 10 ml di acqua distillata in ogni provetta , agitare finch lacqua non appare colorataLasciare a riposo ogni provettaOsservare i risultati ( la parte lipidica si raccoglier in alto assumendo il colore del Sudan III mentre lacqua incolore si raccoglier sul fondo ) e riportare i dati in tabella

Componenti dei cibiColore del reagenteColore base della sostanza esaminataNuovo colore sostanza pi reagenteAcqua distillatarossotrasparenteIncolore ( negativo)Olio di olivarossogialloRosso ( positivo)Olio di semirossoGiallo chiaroRosso ( positivo)LatterossobiancoRosso ( positivo)FormaggiorossoavorioRosso ( positivo )NocirossosabbiaRosso ( positivo )FagiolirossomarroneMarrone ( negativo)CremarossogialloRosso (positivo)CacaorossomarroneRosso (positivo )CornettorossobiancoRosso (positivo)

DIGESTIONE DELLAMIDO La digestione dei carboidrati inizia nellabocca: la saliva contiene infatti l'alfa-amilasi o ptialina che idrolizza l'amido liberando maltosio e destrine. .L'azione dell'alfa-amilasi si interrompe nellostomacopoich l'ambiente acido la inattiva.La digestione dei glucidi riprende nell'intestino, dove l'alfa-amilasi pancreatica trasforma l'amido non digerito in maltosio mentre altri enzimi enterici ,le saccarasi lattasi e maltasi trasformano i disaccaridi saccarosio, lattosio e maltosio nei monosaccaridiglucosio,fruttosio egalattosio.

AZIONE DELLA SALIVAPorre 5 ml di acqua in due provette Aggiungere alla prima un po di pane sbriciolato e alla seconda un po di pane masticatoAggiungere ad entrambe una goccia di tintura di iodioPoich l'amido ha la propriet di colorarsi di un intenso blu violetto se viene a contatto con soluzioni contenenti iodio si vedr che la provetta contenente il pane diventer blu mentre quella contenente il pane masticato rimarr dello stesso colore della tintura di iodio.

La digestione delle proteine inizia nello stomaco dove la presenza del cibo stimola le cellule a produrre la gastrina, ormone che favorisce la liberazione di HCl, il quale a sua volta attiva il pepsinogeno a pepsina e rende il pH circa uguale a 2, valore ottimale perch lenzima agisca frammentando le proteine in peptoni. La digestione continua nel duodeno dove lazione enzimatica , sotto controllo dellormone secretina, specifica per vari tipi di amminoacidi ed operata da enzimi quali la tripsina e le oligopeptidasi.La digestione delle proteine

AZIONE DEL SUCCO GASTRICOPrendere due provette e mettere 10 ml di acqua distillataAddizionare ad entrambe le provette un po di albume duovoAggiungere ad una delle due provette 5ml di una soluzione digestiva contenente pepsina e acido cloridricoIncubare in termostato a 37 C per due oreRISULTATI:Nella provetta contenente acqua e albume la soluzione rimasta lattiginosaNella provetta contenente la pepsina la soluzione diventata limpida perch lenzima ha degradato lovoalbumina

La quota giornaliera di lipidi che un soggetto introduce , per la maggior parte sotto forma di trigliceridi , passa attraverso lo stomaco senza subire digestione ed entra nel duodeno dove viene emulsionata dalla bile, che rende cosi possibile l attacco degli enzimi digestivi .Lemulsione si mescola con il succo pancreatico contenente la lipasi pancreatica che in ambiente alcalino attacca i trigliceridi formando dapprima digliceridi e quindi monogliceridi.Digestione dei lipidi

DIGESTIONE DEI LIPIDI

Prendere due provette e mettere 5 ml di acqua distillata. Aggiungere alla prima 5 ml di olio di oliva e alla seconda 5 ml di olio di semi. Si viene a formare una emulsione poich olio e acqua sono dei composti non solubili tra di loro. Versare in entrambe le provette una capsula di acidi biliari( reperibili come farmaco), e osservare laggregazione delle gocce lipidiche in acqua Appena le gocce lipidiche si sono aggregate intorno agli acidi biliari, per simulare lazione delle lipasi pancreatiche aggiungere 5 ml di alcool , un solvente organico.

Risultati

Lolio di oliva dimostra una maggiore solubilit in soluzione di acqua e alcool e anche una pi alta efficiente attrazione delle pastiglie di acidi biliari che si distribuiscono pi uniformemente sulla superficie delle micelle appena costituite.

ESTRAZIONE DEL DNA

Materiale occorrente:100 grammi di frutta a polpa morbidaCloruro di sodio (sale da cucina)Succo dananasEtanoloAcqua distillata1 cilindro graduato (200 ml)1 becker1 provetta da 20 ml1 provetta da 50 ml1 colinoContenitore e cucchiai per tagliare e pestare la frutta

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ProcedimentoQuesto lavoro si pu articolare in 3 momenti fondamentali:Preparazione della soluzione di estrazione per demolire la struttura cellulare.Digestione delle proteine con il succo di ananas.Precipitazione del DNA con letanolo.

Dalla soluzione acquosa dellestratto cellulare il DNA passa nelletanolo, in quantit che va via via aumentando trascinato verso lalto da bollicine di gas disciolte nella soluzione. Allosservazione il DNA, precipitato nelletanolo, appare come una medusa trasparente ben visibile ad occhio nudo.

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Preparazione della soluzione di estrazione per demolire la struttura cellulare

Pesare 3g di cloruro di sodio e metterli nel cilindro graduato da 100 ml. Il cloruro di sodio, dissociato in ioni Na+ e Cl- agisce sugli istoni. Preparare 10 ml di detergente e versarli nel cilindro con il cloruro di sodio. Il detergente agisce sulle membrane del nucleo e della cellula stessa.Aggiungere acqua distillata fino ad un volume di 100 ml. Agitare bene per sciogliere il sale.Prendere circa 100g di polpa di frutta, metterla in un becker e schiacciarla con una forchetta.Versare la soluzione nella poltiglia ottenuta.Attendere almeno 5 minuti affinch la soluzione di estrazione faccia effetto sulle cellule del frutto utilizzato.Filtrare il preparato in un becker pulito con un colino.

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Digestione delle proteine con il succo di ananas

Prelevare 25 ml di filtrato e porlo nella provetta da 50 ml.Aggiungere 5 ml di succo di ananas e agitare bene. Nel succo di ananas contenuta la bromelina, sostanza che demolisce le proteine, in particolare gli istoni legati al DNA.Attendere pochi minuti in modo che la bromelina contenuta nel succo di ananas agisca sulle proteine degradandole.

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Precipitazione del DNA con letanoloPrelevare 6 ml della soluzione ottenuta e trasferirli nella provetta da 20 ml.Aggiungere un ugual volume di etanolo freddo ( sufficiente mettere lalcool nel freezer per un ora). Versarlo lungo il bordo della provetta con attenzione in modo da formare uno strato sulla superficie del filtrato. Il DNA che si trova a contatto con letanolo precipita richiamando continuamente altro DNA.Sul momento si formano delle bollicine di gas, aspettare che termini il fenomeno. A questo punto possibile osservare nellinterfaccia acqua-alcool una sostanza che va via via aumentando: il DNA. Il DNA che prima si trovava in soluzione nellacqua ora si trova a contatto con letanolo; in questo ambiente il DNA non solubile quindi diventa visibile.

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La stesura finale del lavoro stata realizzata dai seguenti alunni che hanno partecipato alla parte del progetto Alimentiamiamoci che si svolta nelle extracurriculari:Basile SerenaBorrelli CarmenBraione ChiaraEsposito StefanoFranco AngelaLeggieri BarbaraMazza AndreaMele AntonioPiccione BrunaVienny FrancescoVitarelli Simona