Innovazioni del microbioma per sistemi alimentari sostenibili
L’insieme di tutti i microrganismi, come batteri, funghi e virus, noto come microbioma, influenza il nostro benessere, incidendo su tutto, dalla digestione alle risposte immunitarie. I microbiomi esistono anche in tutti i sistemi agroalimentari. La comprensione di questi microrganismi e delle loro intricate interazioni reciproche e con l’ambiente è cruciale per garantire una produzione alimentare più sicura e sostenibile.
Procedure coerenti per la mappatura del microbioma
Il progetto MASTER, finanziato dall’UE, si è concentrato sulla decifrazione delle intricate relazioni tra i microbiomi nei sistemi alimentari interconnessi come quello marino, vegetale, del suolo, del rumine e dei mangimi. «Utilizzando tecnologie di sequenziamento del DNA basate sul microbioma, l’obiettivo primario era quello di migliorare – tramite l’ingegnerizzazione – la qualità, la sostenibilità e la capacità di promuovere la salute delle filiere agroalimentari, degli alimenti e dei mangimi generati», spiega Paul Cotter, coordinatore del progetto. Per raggiungere questo obiettivo e per garantire un’analisi coerente dei microbiomi e mantenere la comparabilità lungo la filiera alimentare, il consorzio ha standardizzato le procedure di raccolta, conservazione e stoccaggio dei campioni. Lo sviluppo di processi operativi standard in tutte le fasi della pipeline di analisi ha ridotto al minimo i potenziali errori, evitando pregiudizi e interpretazioni errate dei dati.
Nuova tecnologia
In particolare, MASTER ha sviluppato un nuovo protocollo e un relativo kit di estrazione del DNA per favorire un campionamento efficiente per l’analisi dei microbiomi basata sul DNA, persino nei casi in cui ciò è difficile a causa del basso numero di microrganismi presenti. È importante notare che l’applicazione di questo protocollo a migliaia di campioni provenienti da diversi ambienti di trasformazione alimentare ha portato alla creazione del database CuratedFoodMetagenomic, una risorsa inestimabile che può essere utilizzata dal settore per individuare con precisione i microrganismi presenti negli alimenti. Questi strumenti possono essere utilizzati in combinazione con uno strumento portatile e rapido di sequenziamento del DNA per rilevare i microrganismi problematici.
Migliorare la produzione di alimenti e mangimi
Riconoscendo il ruolo cruciale dei microbiomi vegetali nel rafforzare i meccanismi di difesa delle piante contro gli agenti patogeni e nel favorire la crescita delle stesse, gli scienziati hanno sviluppato ceppi microbici per combattere i patogeni fungini in colture come il mais nonché biofertilizzanti per aumentare la qualità dell’erba. In acquacoltura, le soluzioni basate sul microbioma, tra cui i ceppi probiotici e bioconservanti, hanno mostrato risultati promettenti nel migliorare la crescita dei pesci e la qualità dei filetti. MASTER ha approfondito anche il microbioma dei ruminanti come mucche, pecore e capre. Questo microbioma è di importanza fondamentale in quanto, a seconda della sua composizione, può influire sulla misura in cui le proteine e le altre sostanze nutritive possono essere estratte dagli alimenti per animali, contribuendo inoltre alle emissioni di gas a effetto serra (soprattutto metano). «La modulazione del microbioma dei ruminanti potrebbe ridurre l’impatto ambientale e portare inoltre a una carne e a prodotti lattiero-caseari sostenibili e di migliore qualità», afferma Cotter.
Affrontare gli sprechi alimentari e non solo
Gli sprechi alimentari globali, che rappresentano quasi un terzo della produzione alimentare totale, sono stati affrontati tramite la tecnologia di trasformazione alimentare per convertire gli scarti in ingredienti benefici. I ricercatori hanno anche studiato la fermentazione come metodo di conservazione naturale. «Gli alimenti fermentati, ricchi di batteri benefici, migliorano la qualità, la sicurezza e la digestione degli alimenti e offrono benefici per la salute», spiega Cotter. Uno studio completo di diversi alimenti fermentati apre le porte a nuovi alimenti ottimizzati rispetto a questi attributi. Cotter sottolinea: «Più di venti innovazioni sono nate da MASTER, ciascuna individuata per il suo immenso potenziale.» In futuro, il consorzio MASTER continuerà la ricerca attraverso nuovi progetti dell’UE, come DOMINO e HoloRuminant, assicurando progressi sostenuti e continui avanzamenti in queste aree cruciali.
Parole chiave
MASTER, microbioma, piante, sprechi alimentari, tecnologie di sequenziamento del DNA, ruminante, fermentazione, acquacoltura
