La fermentazione di precisione

La fermentazione di precisione è una biotecnologia avanzata che utilizza microrganismi (lieviti, funghi o batteri) geneticamente “programmati” per produrre molecole specifiche, come proteine del latte, caseina o aromi, grassi o enzimi, identiche a quelle di origine animale. Svolta in bioreattori, permette di ottenere ingredienti sostenibili e cruelty-free per cibi, riducendo la necessità di allevamenti intensivi.

Aspetti chiave della fermentazione di precisione:

• Come funziona: Microrganismi vengono modificati geneticamente per agire come “fabbriche” cellulari, producendo la proteina o molecola desiderata partendo da nutrienti.
• Differenza dalla fermentazione tradizionale: La fermentazione di precisione genera ingredienti specifici che rendono i prodotti vegetali (formaggi, latticini) più simili a quelli tradizionali per gusto e consistenza. Non produce solo alimenti fermentati (come yogurt o birra), ma crea ingredienti specifici (es. proteine del siero) che vengono poi utilizzati in altri prodotti.
• Vantaggi: Sostenibilità, assenza di colesterolo e antibiotici, produzione tracciabile, standardizzata e a basso impatto ambientale. Questa tecnologia riduce drasticamente l’impatto ambientale, inclusa l’eutrofizzazione, contribuendo alla salvaguardia della biodiversità.
• Applicazioni: Produzione di proteine del latte (caseina, whey protein), uova, grassi, enzimi e aromi per il settore alimentare.
• Prospettive future: Si prevede che la tecnologia rivoluzionerà l’industria alimentare, con una crescita significativa entro il 2035.

La fermentazione di precisione è considerata una delle innovazioni più promettenti per il futuro dell’agricoltura cellulare e della sicurezza alimentare.

Un solo esempio. Nel 1978, Genentech ha ingegnerizzato un batterio per produrre insulina umana. Fino ad allora l’insulina veniva ottenuta prelevando il pancreas di maiali e mucche: circa 50.000 dollari per un solo chilogrammo di insulina. Oggi il 99% dell’insulina mondiale è prodotta da microbi, eppure pochi di noi sono a conoscenza di questa tecnologia rivoluzionaria. Una tecnologia che potrebbe produrre quasi tutto e nello stesso modo in cui si produce la birra.

Sicché la fermentazione di precisione offre vantaggi rivoluzionari per la sostenibilità e l’innovazione alimentare, riducendo le emissioni di gas serra fino al 70-80% e l’uso di suolo/acqua di oltre il 90% rispetto all’allevamento tradizionale con abbattimento dei costi relativi. Consente di produrre proteine, grassi e molecole complesse, identiche a quelle animali, migliorando gusto e consistenza dei cibi vegetali.

La fermentazione di precisione è un processo utilizzato da anni nel settore alimentare per produrre ingredienti comuni come il caglio – utilizzato nella produzione di formaggi – e l’acido citrico – un conservante comunemente usato in molti prodotti come confetture, cibi pronti e carni conservate. In termini scientifici, si tratta di una branca della biologia ingegneristica che cerca di sfruttare le capacità naturali di alcuni microrganismi come il lievito per produrre ingredienti utili in modo sostenibile, rapido e a basso costo.

Ricercatori stanno cercando di utilizzare la fermentazione di precisione per produrre ingredienti come l’eme, una fonte di ferro facilmente digeribile che può conferire un sapore “carnoso” agli alimenti a base vegetale, le proteine delle uova e dei latticini che possono migliorare i prodotti da forno e i formaggi a base vegetale, l’olio di palma sostenibile e altri ingredienti.

In modo simile a come la fermentazione tradizionale viene usata per produrre vino o birra, la fermentazione di precisione utilizza i microorganismi, come i lieviti, per produrre ingredienti che spaziano dall’olio di palma alle proteine del latte. In primo luogo, ai microorganismi vengono fornite le “istruzioni” sulla composizione dell’ingrediente desiderato e su come replicarla. Nel caso delle proteine alternative si tratta tipicamente di una molecola come l’eme o di una proteina come il siero del latte. Vengono poi trasferiti in un fermentatore a temperatura controllata e nutriti con zuccheri che vengono successivamente convertiti nell’ingrediente desiderato. L’acqua in eccesso viene rimossa e l’ingrediente così ottenuto viene filtrato e usato nei prodotti plant-based, per esempio per dare un sapore ‘carnoso’ ai burger o per creare formaggi vegetali filanti.

L’uso della fermentazione di precisione per produrre ingredienti proteici alternativi è ancora in fase iniziale e avviene su piccola scala, quindi saranno necessarie ulteriori ricerche per determinare l’esatto impatto ambientale della produzione commerciale, ma il processo si è finora rivelato incredibilmente efficiente.

Gli studi esistenti suggeriscono che le proteine delle uova e dei latticini ottenute con la fermentazione di precisione causerebbero il 70% in meno di emissioni di gas serra, utilizzando il 95% in meno di suolo e l’80% in meno di acqua rispetto agli equivalenti animali. La fermentazione di precisione contribuisce anche a una riduzione dell’inquinamento da nutrienti e dell’eutrofizzazione, poiché i rifiuti prodotti dall’allevamento industriale sono responsabili di una significativa perdita di biodiversità in diversi Paesi europei, colpendo in particolare gli ecosistemi acquatici.

L’Europa ospita ricercatori e startup leader nel campo della fermentazione di precisione e i finanziamenti pubblici stanno iniziando a crescere sia a livello nazionale che europeo. Tuttavia, è necessario aumentare gli investimenti pubblici per la ricerca e l’innovazione e costruire l’infrastruttura necessaria per portare la produzione di ingredienti derivati della fermentazione di precisione su scala.

Nel 2022, il governo olandese ha annunciato 60 milioni di euro di finanziamenti pubblici per sostenere la formazione di un ecosistema di ricerca e sviluppo su fermentazione di precisione e carne coltivata. Si tratta del più grande investimento pubblico al mondo nell’agricoltura cellulare.

Nel 2023, il governo britannico ha investito 12 milioni di sterline in un nuovo centro di ricerca sulle proteine alternative, che svilupperà alimenti come l’olio di palma attraverso la fermentazione di precisione.

Nel 2024, il governo regionale della Catalogna (Spagna) ha stanziato 12 milioni di euro per una struttura che svilupperà e produrrà proteine alternative, compresa la fermentazione di precisione.

L’acceleratore EIC della Commissione europea ha investito 50 milioni di euro nel 2024 in alimenti prodotti con fermentazione di precisione e dalle alghe.

Anche se questo processo è stato utilizzato per produrre ingredienti di uso comune per decenni, l’uso della fermentazione di precisione per produrre proteine e ingredienti alimentari per migliorare gli alimenti a base vegetale è relativamente nuovo, il che significa che i prodotti devono passare attraverso il quadro normativo dell’UE sui nuovi alimenti prima di poter essere venduti. Una volta che le autorità di regolamentazione dell’UE approvano un nuovo alimento prodotto tramite fermentazione, questo può essere venduto in tutti gli Stati membri. Il processo di approvazione comprenderà una valutazione approfondita e basata su prove della sicurezza e del valore nutrizionale dell’alimento e dovrebbe richiedere almeno 18 mesi.

Altri governi europei al di fuori dell’UE (Regno Unito, Svizzera) dispongono di quadri normativi simili per la valutazione e l’autorizzazione di nuovi alimenti. Allo stesso tempo, alcune aziende europee di fermentazione di precisione hanno già ottenuto l’approvazione normativa in altri mercati globali, tra cui Singapore.