I microrganismi possono aiutarci a nutrire meglio la popolazione mondiale?

Durante il XXIe secolo, dovremo raccogliere una triplice sfida in termini di produzione alimentare: nutrire una popolazione in continua crescita, mentre minimizzare l'impatto sull'ambiente e garantire ai consumatori la sicurezza e la qualità del cibo che arriva sulle loro tavole.

Ciò richiederà un aumento dell'efficienza della produzione. Per raggiungere questo obiettivo, la ricerca ha rivelato alleati inaspettati che potrebbero aiutarci: i microrganismi. Vediamo come.

Microbiomi e catene alimentari

Batteri, archaea, funghi, alghe, virus… In ogni ambiente convivono microrganismi diversi, che interagiscono tra loro e con il loro ambiente. Formano quindi comunità microbiche che controllano molti processi ambientali fondamentali (carbonio, cicli dell'azoto, ecc.). Comprendere come si organizzano queste comunità può aiutarci a controllare e migliorare i processi più rilevanti per gli esseri umani.

Per questo motivo lo studio dei microbiomi (nome dato a tutti i microrganismi che vivono in un ambiente definito) suscita notevole interesse scientifico. Questo lavoro si basa su nuove tecnologie di sequenziamento, che consentono di identificare rapidamente e automaticamente i microrganismi presenti negli ambienti di interesse nonché le loro funzioni.

Forniscono le informazioni necessarie per comprendere i processi attuati da queste comunità al fine di sfruttare il loro potenziale biotecnologico.

Piccola precisazione: si parla di microbiota per designare tutti i microrganismi che vivono insieme nello stesso posto. Il termine microbioma ha da parte sua a dimensione "ecosistema" tenendo conto delle interazioni tra loro, delle loro dinamiche, delle condizioni ambientali che li circondano, ecc.

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Mentre l'attenzione è spesso focalizzata sui microrganismi che vivono nel nostro corpo (come quelli che compongono il microbiota intestinale), anche i microbiomi che esistono nell'ambiente sono importanti per il nostro benessere, sia individuale che collettivo. Questo è particolarmente vero per i microbiomi associati alla filiera agroalimentare, dalla produzione primaria al consumatore. Si trovano nei suoli, nelle piante, negli animali, nelle industrie di trasformazione e, in misura minore, nel prodotto finale.

Comprendere la loro organizzazione e le loro funzioni può aiutare ad affrontare alcune delle sfide che la produzione alimentare deve affrontare.

Microbiomi e tracciabilità degli alimenti

Il monitoraggio dei microbiomi negli ambienti di produzione alimentare aiuta a identificare gli incidenti in una fase iniziale. È ad esempio il caso di contaminazioni che rischiano compromettere la qualità e la sicurezza del prodotto.

Inoltre, dato che il tipo di microrganismi presenti in determinate materie prime o prodotti è condizionato dalla loro origine e dal loro ambiente di lavorazione, il microbioma potrebbe consentire di verificare l'origine e l'autenticità di determinati alimenti.

Gli scienziati, ad esempio, hanno dimostrato che è possibile differenziare l'origine di alcuni vitigni utilizzato nella produzione di vino o prodotti a lievitazione naturale da quello di altri vitigni con un diverso processo produttivo. Tali richieste potrebbero essere particolarmente rilevanti per il monitoraggio dei prodotti a denominazione di origine protetta.

Aumenta il valore aggiunto del cibo grazie ai microbiomi

I microrganismi possono essere utilizzati anche per contribuire a migliorare la qualità e la sicurezza della produzione alimentare. Possiamo quindi considerare di usare as bioconservanti e agenti di biocontrollo quelli che sono in grado di inibire la crescita di altri microrganismi indesiderati.

Questi bioconservanti possono non solo limitare il rischio di contaminazione nelle catene di produzione dell'industria alimentare, ma anche prevenire le malattie nelle colture, nel bestiame e nell'acquacoltura. Possono anche prolungare la durata di conservazione degli alimenti.

Il loro utilizzo riduce l'impatto economico e ambientale di malattie o contaminazioni e razionalizza l'uso di disinfettanti e additivi alimentari. Aiuta a migliorare l'efficienza dei sistemi di produzione, essenziale per soddisfare la domanda alimentare di una popolazione mondiale in crescita.

Tra i microrganismi interessanti, quelli utilizzati per produrre cibi fermentati come birra, formaggio, yogurt, kefir o olive, tra gli altri, merita una menzione speciale.

Tradizionalmente, la fermentazione è stata finalizzata unicamente a modificare le proprietà organolettiche degli alimenti e ad allungarne la conservabilità. Oggi possiamo determinare quali sono le combinazioni più ottimali di microrganismi per ogni processo di fermentazione, studiando come si comportano all'interno di comunità microbiche complesse.

L'obiettivo è identificare microrganismi robusti e innocui, in grado di conferire al prodotto finale le proprietà che ci interessano, sia dal punto di vista organolettico, nutritivo o addirittura salutistico. Questo perché i cibi fermentati contengono a un gran numero di microrganismi viventi, alcuni dei quali potrebbero essere probiotici, in altre parole forniscono benefici per la salute una volta consumati.

Microrganismi per ridurre lo spreco alimentare

Aumentare l'efficienza della produzione alimentare comporta anche la riduzione del volume dei rifiuti generati lungo tutta la filiera produttiva. Anche in questo caso, i microrganismi hanno un ruolo da svolgere.

Comprendere come i microrganismi nel nostro microbiota intestinale metabolizzano i composti presenti in alcuni rifiuti alimentari può aiutare a progettare nuovi cibi sani da tali rifiuti. Anche l'inclusione di diversi processi di fermentazione nelle fasi di lavorazione dei sottoprodotti della catena di produzione alimentare è un'opzione interessante per la produzione di nuovi alimenti.

I microrganismi utilizzati per produrre birra, formaggio, yogurt e kefir possono aumentare il valore aggiunto del cibo.
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Alcuni sottoprodotti dell'industria alimentare contengono infatti ingredienti con interessanti proprietà nutritive, benefiche per la salute, che possono essere potenziate. È il caso, ad esempio, del siero di latte, che è ricco di proteine. Alcune ricerche hanno esaminato la possibilità di utilizzarlo per realizzare alimenti ad alto valore aggiunto. I residui della lavorazione di cereali, frutta e verdura sono ricchi di polifenoli e fibre, composti che possono influenzare positivamente il nostro microbiota intestinale e la nostra salute.

Il cibo del futuro passerà attraverso i microrganismi?

I microrganismi hanno spesso una cattiva reputazione nell'opinione generale. Considerati nemici, sono visti come sinonimo di infezioni e contaminazioni. Eppure alcuni di loro aprire innumerevoli prospettive biotecnologiche. Tanto da poter contribuire a fornire risposte alle grandi sfide globali, soprattutto quelle legate ai sistemi alimentari.

Comprendere le capacità di alcuni microrganismi e microbiomi associati ai sistemi alimentari può aiutare a ristrutturare i sistemi alimentari per produrre alimenti sicuri e di qualità in modo sostenibile, che nutrono e proteggono la salute di una popolazione globale in crescita.

Lorena Ruiz Garcia, Investigadora, Microbologia, Alimentos y Salud, Instituto de Productos Lácteos de Asturias (IPLA - CSIC) ; Abelardo Margolles Barros,, Instituto de Productos Lácteos de Asturias (IPLA - CSIC) ; Carlos Sabater Sanchez, Ricercatore post-dottorato, Instituto de Productos Lácteos de Asturias (IPLA - CSIC) et Patrizia Ruas Madiedo, Ricercatore Scientifico, Instituto de Productos Lácteos de Asturias (IPLA - CSIC)

Questo articolo è ripubblicato da The Conversation sotto licenza Creative Commons. Leggi ilarticolo originale.

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