Nach den Olympischen Spielen wechselte Meloni ins Mittelgewicht, die Gewichtsklasse bis 90 Kilogramm. Bei den Europameisterschaften 2005 in Rotterdam erreichte Meloni mit einem Halbfinalsieg über den Georgier Irakli Zirekidse das Finale, dort unterlag er dem Spanier David Alarza. Im Jahr darauf unterlag er David Alarza bei den Europameisterschaften in Tampere bereits im Viertelfinale, in der Trostrunde kämpfte sich Meloni zur Bronzemedaille durch, wobei er den Kampf um Bronze kampflos gegen Mark Huizinga gewann. 2007 verlor er bei den Europameisterschaften in Belgrad im Viertelfinale gegen Irakli Zirekidse. Über die Hoffnungsrunde erreichte er den Kampf um Bronze, den er gegen den Deutschen Michael Pinske gewann. Fünf Monate später fanden in Rio de Janeiro die Weltmeisterschaften 2007 statt. Nachdem Meloni im Viertelfinale den Russen Iwan Perschin besiegt hatte, verlor er im Halbfinale gegen Zirekidse. Den Kampf um Bronze gewann Meloni gegen den Ägypter Hesham Mesbah. 2008 unterlag Meloni bei den Europameisterschaften in Lissabon dem Spanier Alarza im Viertelfinale, den Kampf um Bronze verlor er gegen Zirekidse. Bei den Olympischen Spielen 2008 in Peking bezwang er zum Auftakt den Letten Jevgeņijs Borodavko und unterlag im Achtelfinale dem Franzosen Yves-Matthieu Dafreville. In der Hoffnungsrunde bezwang er den Kubaner Asley González und verlor dann gegen den Brasilianer Eduardo Santos.