Innovazioni nel campo del microbioma per promuovere la sostenibilità dei sistemi alimentari
L’insieme di tutti i microrganismi, quali batteri, funghi e virus, che è noto come microbioma, influenza il benessere di cui godiamo, determinando ogni aspetto della nostra vita, dalla digestione alle risposte immunitarie. I microbiomi sono inoltre presenti in tutti i sistemi agroalimentari; di conseguenza, la comprensione di questi ultimi e delle complesse interazioni esistenti tra loro e con l’ambiente circostante è fondamentale per garantire una produzione alimentare più sicura e sostenibile.
Procedure coerenti per la mappatura del microbioma
Il progetto MASTER(si apre in una nuova finestra), finanziato dall’UE, si è proposto di decifrare le complesse relazioni tra i microbiomi all’interno di sistemi alimentari interconnessi quali quelli marini, vegetali, del suolo, del rumine e alimentari. «Grazie all’impiego di tecnologie di sequenziamento del DNA basate sul microbioma, il nostro obiettivo principale era migliorare la qualità, la sostenibilità e la capacità di promuovere la salute delle catene agroalimentari, degli alimenti e dei mangimi prodotti», spiega Paul Cotter, il coordinatore del progetto. A tal fine, nonché a quelli di garantire un’analisi coerente dei microbiomi e mantenere la comparabilità lungo tutta la filiera alimentare, il consorzio ha standardizzato le procedure di raccolta, conservazione e stoccaggio dei campioni. Lo sviluppo di procedure operative convenzionali in tutte le fasi del processo di analisi ha ridotto al minimo i potenziali errori, evitando distorsioni e interpretazioni errate dei dati.
Nuove tecnologie
Più specificamente, MASTER ha sviluppato un nuovo protocollo e un kit associato per l’estrazione del DNA allo scopo di consentire la realizzazione di un campionamento efficiente per l’analisi dei microbiomi basata sul DNA, anche nei casi in cui ciò risulti difficile a causa del numero esiguo di microrganismi presenti. È importante sottolineare 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 di valore inestimabile che può essere utilizzata dall’industria per rilevare con precisione i microrganismi presenti negli alimenti. Questi strumenti possono essere utilizzati in combinazione con uno strumento portatile e rapido per il sequenziamento del DNA al fine di individuare microrganismi problematici.
Migliorare la produzione di alimenti e mangimi
Riconoscendo il ruolo fondamentale svolto dai microbiomi vegetali nel rafforzare i meccanismi di difesa delle piante contro gli agenti patogeni e nel favorirne la crescita, gli scienziati hanno sviluppato ceppi microbici per combattere gli agenti patogeni fungini in colture come il mais e biofertilizzanti per incrementare la qualità dell’erba. Nell’acquacoltura, le soluzioni basate sul microbioma, compresi i ceppi probiotici e biopreservanti, hanno messo in mostra risultati promettenti nel potenziare la crescita dei pesci e la qualità dei filetti. MASTER ha inoltre approfondito lo studio del microbioma dei ruminanti(si apre in una nuova finestra) di specie quali vacche, pecore e capre, che riveste un’importanza essenziale in quanto, a seconda della sua composizione, può influire sulla quantità di proteine e altri nutrienti estraibili dai mangimi e contribuisce inoltre alle emissioni di gas a effetto serra (principalmente metano). «La modulazione del microbioma dei ruminanti dispone del potenziale di ridurre l’impatto ambientale e di favorire la produzione di carne e latticini sostenibili e di migliore qualità», afferma Cotter.
Affrontare gli sprechi alimentari e non solo
Il problema globale degli sprechi alimentari, che rappresentano quasi un terzo della produzione totale di cibo, è stato affrontato attraverso l’implementazione di tecnologie di trasformazione degli alimenti volte a convertire gli scarti in ingredienti utili. I ricercatori hanno inoltre studiato la fermentazione come metodo di conservazione naturale. «Gli alimenti fermentati, che sono ricchi di batteri benefici, migliorano la qualità e la sicurezza degli alimenti, favoriscono la digestione e offrono benefici per la salute», spiega Cotter. Uno studio approfondito su diversi alimenti fermentati apre la strada a nuovi prodotti alimentari ottimizzati in base a queste caratteristiche. Cotter sottolinea: «Nell’ambito di MASTER sono state realizzate oltre venti innovazioni, ciascuna delle quali si è distinta per il proprio immenso potenziale.» In futuro, il consorzio del progetto proseguirà la ricerca nel quadro di nuovi progetti dell’UE, quali DOMINO(si apre in una nuova finestra) e HoloRuminant(si apre in una nuova finestra), garantendo progressi costanti e continui in questi settori fondamentali.
