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Cosa hanno in comune i cambiamenti climatici, l’acquacoltura, l’approvvigionamento alimentare e la salute umana? Secondo il coordinatore del progetto MASTER, tutti possono trarre beneficio dai microbiomi.
«L’obiettivo generale del progetto è quello di adottare un approccio globale allo sviluppo di prodotti, alimenti, mangimi, servizi e processi concreti legati al microbioma con un elevato potenziale di miglioramento della quantità, della qualità e della sicurezza degli alimenti», afferma Paul Cotter, responsabile di bioscienze e funzionario principale di ricerca senior del Teagasc Food Research Centre irlandese.
Come spiega Cotter, il microbioma è l’insieme di tutti i microrganismi che vivono in un determinato ambiente. Il microbioma intestinale (che comprende batteri, archei, funghi e virus) svolge un ruolo importante nella digestione del cibo che mangiamo, nella protezione dalle malattie e nella produzione di vitamine che ci aiutano a rimanere in salute.
Ma i microbiomi si trovano anche in diverse catene alimentari, molte delle quali sono interconnesse. Questi includono i microbiomi associati agli animali da allevamento e alle colture vegetali, i microrganismi che vivono in ambienti fisici come il suolo e l’acqua e quelli utilizzati direttamente per la fermentazione di pane, alcol e altri prodotti.
«Sfruttando il potere di questi microbiomi, attraverso nuove tecnologie e ricerche all’avanguardia, possiamo migliorare la salute e la resilienza di pesci, piante, terreni, animali ed esseri umani, apportando un cambiamento rivoluzionario nelle nostre catene alimentari», aggiunge Cotter, che ha coordinato il progetto.
Allevare bovini migliori
Estraendo i dati del microbioma e sviluppando strumenti di mega data per individuare le interrelazioni tra i microbiomi, il progetto MASTER ha apportato miglioramenti fondamentali alla catena alimentare, sostenendo l’attuazione della strategia europea "Dal produttore al consumatore".
Uno di questi miglioramenti consiste nel permettere agli allevatori di allevare animali che emettono meno metano. Questa linea di ricerca ha indagato il ruolo della dieta, della genetica dell’ospite, dell’efficienza alimentare e del microbioma del rumine sui risultati ambientali nei bovini da carne.
Nel corso di diversi anni, i ricercatori hanno raccolto dati sul metano da oltre 1 500 bovini e dati sulle prestazioni di oltre 3 000 mangimi somministrati. Queste informazioni sono state combinate per creare il primo database di tori da riproduzione basato sulla produzione di metano della loro progenie.
«In sostanza, ciò significa che ora possiamo selezionare il bestiame per ridurre la produzione di metano» osserva Stuart Kirwan, collega ricercatore del Teagasc.
«Esiste anche la possibilità di combinare questo progresso con altri sviluppi del progetto MASTER per ridurre ulteriormente le emissioni di metano in futuro», aggiunge Cotter.
Tenere lontani i patogeni dall’acquacoltura
Il lavoro del progetto ha anche contribuito a rendere l’acquacoltura più sostenibile, sviluppando una soluzione per individuare rapidamente gli agenti patogeni dei pesci.
«L’acquacoltura, ovvero l’allevamento di pesci o altri organismi acquatici in grandi vasche o in gabbie marine, ha il potenziale per produrre in modo sostenibile cibo di alta qualità in grandi quantità», afferma René Groben, responsabile del progetto per la microbiologia presso Matís, uno dei 29 partner del progetto.
Una delle sfide principali per gli allevamenti acquatici, tuttavia, è rappresentata dagli agenti patogeni che si diffondono rapidamente tra le popolazioni ad alta densità. Il progetto MASTER ha sviluppato un sistema di monitoraggio in grado di fornire agli allevatori informazioni rapide e affidabili sulla presenza, la gravità e il tipo di agenti patogeni presenti in un allevamento e sulla necessità di adottare misure per proteggere la salute dello stock ittico e dei consumatori.
Secondo Groben, i vantaggi di questa soluzione sono molteplici. «È in gradi di identificare tutti i microrganismi insieme e funziona con un’ampia gamma di campioni relativi all’acquacoltura, tra cui campioni di acqua, tessuti di pesce e il biofiltro delle vasche», spiega. Queste analisi possono anche essere eseguite in loco, il che significa che i risultati possono essere ottenuti in poche ore, un miglioramento significativo rispetto ai giorni o alle settimane che richiedono i metodi di analisi tradizionali.
Fornire alimenti più sani e sostenibili
Tra le altre innovazioni scaturite dal progetto MASTER vi sono nuove tecnologie per rilevare gli agenti patogeni nel suolo, tecnologie per l’arricchimento selettivo del DNA batterico dalle piante e strategie per migliorare la bioconservazione dei frutti di mare e della carne.
Il progetto ha inoltre convalidato una procedura per la mappatura dei microbiomi nell’industria alimentare, promuovendo l’ottimizzazione dei processi, riducendo gli sprechi e migliorando la qualità e la sicurezza degli alimenti. I ricercatori sono persino riusciti a mappare le interconnessioni tra prodotti alimentari, nutrienti, microrganismi e intestino umano, gettando le basi per raccomandazioni dietetiche che utilizzano la modulazione del microbioma intestinale per migliorare la nostra salute generale.
Pur essendo diversi, ognuno di questi risultati si tradurrà in alimenti più sani, prodotti in modo sostenibile e con un livello più elevato di qualità, sicurezza e conservabilità. «I risultati ottenuti avranno implicazioni importanti, migliorando la nostra comprensione dei microbiomi associati alle catene alimentari e affrontando sfide sociali fondamentali come la sicurezza alimentare e nutrizionale, la salute e il benessere, la gestione dei rifiuti alimentari e l’adattamento e la mitigazione dei cambiamenti climatici», conclude Cotter.