Microalghe per nutrire il pianeta. Il progetto di ricerca ProFuture – cofinanziato dall’UE, nell’ambito di Horizon 2020 – ha l’obiettivo di sviluppare filiere sostenibili per produrre alimenti e mangimi basati su queste straordinarie risorse di natura.
Capofila del progetto in Italia è la divisione FARE della nostra Wiise Srl società benefit, che ha coinvolto Coop Italia ed Enervit. Gli storici leader della distribuzione moderna e della produzione di alimenti per sportivi saranno dunque i protagonisti dello sviluppo della ricerca. Alimenti funzionali, sostenibili e vegani per il bene comune.
Cibo, acqua e salute per i cittadini del pianeta. Agenda ONU 2030
I primi due Obiettivi di Sviluppo Sostenibile (Sustainable Development Goals, SDGs), in Agenda ONU 2030, attengono all’eradicazione della povertà estrema e della fame che vi si accompagna. Seguono la garanzia di salute e benessere, nonché l’accesso all’acqua e ai servizi igienici. (1). Senza trascurare la riduzione delle diseguaglianze – Reducing Inequalities, al decimo posto su 17 – in questi e altri ambiti (es. istruzione, lavoro, alloggio, assistenza sociale, pari opportunità). A sostegno dell’intera popolazione globale, sotto l’egida del criterio ‘No One Left Behind’.
La malnutrizione, anche infantile, in Europa e nel mondo ha raggiunto un livello epidemico. Ed è proprio a una Global Syndemic che la Commissione di esperti internazionali riuniti da The Lancet riferisce l’allarme di obesità, denutrizione e crisi ecologica.
Due terzi degli abitanti del pianeta, nei Paesi più avanzati come in quelli a basso e medio reddito, condividono malattie associate a diete squilibrate per carenza ed eccesso di nutrienti e micronutrienti. Laddove cibo-spazzatura e alimenti ultraprocessati hanno preso il posto delle derrate primarie in ogni contesto sociale e geografico, aggravando le condizioni di salute di tutti. Gli sprechi rimangono in larga parte irrisolti, in assenza di un approccio sistemico. E l’approvvigionamento di proteine rimane uno degli elementi più critici, a cui si prova a fare fronte anche con soluzioni innovative, vegetali (es. canapa, oltre a cereali e legumi) e non (es. insetti). Le quali peraltro sono ancora lontane dal raggiungere i livelli di scala necessari, sia pure in combinazione con altre risorse.
Microalghe, resilienza e nutrizione
Le microalghe sono organismi unicellulari che si nutrono attraverso il processo di fotosintesi, producendo zuccheri ed energia – ma anche altri nutrienti e micronutrienti di pregio – a partire da acqua, anidride carbonica ed energia solare. Vivono in acqua dolce, in ambienti marini e iper-salini, anche in condizioni inospitali (es. deserti e aree aride, sorgenti bollenti, campi innevati). Con resilienza e abbondanza così spiccate da meritare il titolo di ‘risorsa senza fine’ (entro i limiti dell’ecocidio). Delle circa 200.000 specie considerate, ‘solo’ 30.000 sono descritte in letteratura e poche decine sono attualmente in produzione, almeno a livello di laboratorio. (2) Tre specie soltanto – Clorella, Spirulina e Tetraselmis – sono attualmente approvate per l’uso alimentare in Europa, con una produzione annuale stimata in circa 500 ton di sostanza secca.
Le proteine possono raggiungere il 60% della sostanza secca, un tenore superiore a quello di fonti animali (latte scremato in polvere 36%, pollo e pesce 24%) e vegetali (farina di soia 37%, arachidi 26%). (3) Con un profilo aminoacidico di gran lunga superiore a quello delle fonti proteiche vegetali, le quali richiedono un apporto combinato per supplire alle carenze di uno o più aminoacidi essenziali nelle loro singole matrici. (4) Gli acidi grassi polinsaturi, come l’acido alfa-linolenico (ω3, Omega3) e diversi composti bioattivi attribuiscono inoltre alle microalghe effetti antiossidanti, antipertensivi, immunomodulatori, antitumorali, epato-protettivi, in alcuni casi anche anticoaugulanti. (5) La spirulina, ad esempio, contiene alti livelli di acido γ-linoleico (GLA), vitamine del gruppo B e ficobiliproteine che liberano i radicali liberi. Il β-carotene, precursore della vitamina A, è presente in quantità superiore al 3100% rispetto alle carote. Ferro e calcio hanno a loro volta tenori che superano quelli, rispettivamente, di spinaci (+5100%) e latte vaccino (+180%).
Microalghe, le sfide produttive
La produzione su larga scala di alghe e microalghe è da più parti considerata una risorsa inespressa, a fronte di alcuni suoi potenziali vantaggi. Ai benefici nutrizionali e per la salute si aggiunge l’elevata produttività di queste ‘bio-fabbriche verdi’. La resa di proteine per unità di superficie, grazie all’elevata efficienza nella fotosintesi, è ben superiore a quella delle colture terrestri convenzionali. 2,5-7,5 e 4-15 tonnellate di proteine/ettaro/anno per alghe e microalghe, rispettivamente, a fronte delle 0,6-1,2 ton per la soia, 1-2 i legumi, 1,1 il grano).
Le produzioni di seaweed e microalgae sono più che raddoppiate a livello globale, dal 2000 a oggi, grazie all’estremo Oriente soprattutto. Grazie alla possibilità di utilizzare terreni non coltivabili e senza bisogno di acqua dolce, la cui disponibilità a livello globale è ora drenata dall’agricoltura terrestre in misura del 75%, con incidenza media 100 volte superiore per produrre proteine animali. (6) La scalabilità dei processi è nondimeno ancora limitata a causa della bassa efficienza delle tecnologie attualmente in uso per isolare le proteine. I cui costi rimangono elevati, in Europa tra i 3,2 e gli 11 € per estrarre 1 kg di biomassa secca.
Le applicazioni industriali sono diverse. Alimentare e nutraceutico, mangimistica e acquacoltura, bioplastiche, biocombustibili. L’impiego di microalghe è peraltro ancora limitato a polveri monocomponenti essiccate, da Clorella e Spirulina soprattutto. Le quali vengono utilizzate direttamente, quali fonti proteiche, o in integratori alimentari. Il contributo effettivo di tali prodotti alla nutrizione umana ed animale è comunque piuttosto scarso, proprio a causa dell’assenza di economie di scala industriale e degli alti costi rispetto a materie prime tradizionali.
ProFuture, il progetto di ricerca in Horizon 2020
ProFuture, Proteine per il Futuro. Il progetto di ricerca si colloca a pieno titolo nel programma Horizon 2020. Nella prospettiva di implementare tecnologie innovative, sostenibili ed efficaci volte alla produzione di ingredienti a base di microalghe, da incorporare in alimenti e mangimi. Per rafforzare la competitività e l’interazione degli attori della filiera e ampliare il numero di microalghe approvate in Europa per i prodotti alimentari. Gli obiettivi di contesto sono perciò quelli di:
1) sviluppare metodi accessibili, socialmente responsabili e sostenibili di produzione di biomasse da microalghe,
2) sostenere la produzione di ingredienti alimentari a base di proteine da microalgae,
3) aumentare la disponibilità e promuovere il consumo di alimenti riformulati con gli ingredienti di cui sopra, aumentandone la presenza nei supermercati. Saranno a tal fine realizzati sei prodotti alimentari, alternative alla carne, pasta, pane, creme vegetali, zuppe e cibo funzionale per gli sportivi. Con attenzione alle qualità organolettiche, oltreché a quelle nutrizionali,
4) rafforzare la competitività – oltre ad accessibilità e sostenibilità – dell’intera catena di valore delle microalghe in UE. Coltivatori, trasformatori, distributori e consumatori.
Per raggiungere questi obiettivi, ProFuture implementerà innovazioni mirate su quattro specie di microalghe, Arthrospira [Spirulina] platensis, Chlorella vulgaris, Tetraselmis chui e Nannochloropsis oceanica. La coltivazione verrà ottimizzata mediante selezione delle specie più efficienti, nonché l’impiego di tecnologie rinnovabili innovative come fotobioreattori e pannelli solari. Verranno inoltre stabiliti nuovi standard di produzione integrando la ricerca e le pratiche industriali, per rendere la produzione di microalghe parte della nuova bioeconomia europea.
Aderiscono al Consorzio istituti di ricerca, PMI e alcune grandi imprese da 13 Paesi UE, ciascuno con un forte background scientifico e/o industriale nei campi della ricerca microalgale, sviluppo di alimenti e mangimi, produzione e caratterizzazione degli ingredienti, studio sui consumatori. La nostra squadra di FARE seguirà gli aspetti regolatori, su entrambi i fronti delle regole cogenti e delle norme volontarie. Focalizzandosi in particolare sull’applicazione della disciplina in materia di Novel Food ai processi innovativi e ai prodotti che ne deriveranno. (7)
#Égalité!
Dario Dongo
Note
(1) UN Sustainable Development Goals, 1) No Poverty, 2) Zero Hunger, 3) Good Health and Well-being, 4) Access to Water and Sanitation
(2) Norton T.A., Melkonian M., Andersen R.A. (1996). ‘Algal biodiversity’. Phycologia. 1996;35:308–326. doi: 10.2216/i0031-8884-35-4-308.1
(3) Becker E. (2007). ‘Micro-algae as a source of protein’. Biotechnol. Adv. 2007;25:207–210. doi: 10.1016/j.biotechadv.2006.11.002
(4) E. Conde, E.M. Balboa, M. Parada, E. Falqué, Università di Vigo (Spagna). (2014) ‘Algal proteins, peptides and amino acids’. Science Direct, https://doi.org/10.1533/9780857098689.1.135
(5) Wallace J. (2000). ‘Increasing agricultural water use efficiency to meet future food production.’ Agric. Ecosyst. Environ. 2000;82:105–119. doi: 10.1016/S0167-8809(00)00220-6
(6) Bleakley S, Hayes M. (2017). ‘Algal Proteins: Extraction, Application, and Challenges Concerning Production’. Foods. 2017 May; 6(5): 33. doi: 10.3390/foods6050033
(7) L’immissione nel mercato interno di novel food, c.d. ‘nuovi alimenti’, è soggetta a una procedura di autorizzazione europea, a seguito di apposita valutazione dei rischi da parte di EFSA, ai sensi del reg. UE 2015/2283
Veterinary Director of the Provincial Health Authority of Agrigento and member of the scientific committee 'Eurocarni', he is the author and co-author of hundreds of scientific and non-scientific articles in national and international journals.
