Un nuovo protagonista nell’alimentazione proteica globale sta emergendo: gli insetti, fonte di proteine con un’impronta ecologica significativamente ridotta rispetto alle alternative convenzionali. Con allevamenti che richiedono meno risorse come acqua e spazio, gli insetti stanno diventando una soluzione concreta per l’industria della nutrizione sostenibile. Tuttavia, garantire la sicurezza sanitaria in questi allevamenti non è affatto semplice. Per affrontare il problema, il Fraunhofer Institute ha sviluppato un sistema innovativo e automatizzabile che permette di rilevare con precisione gli agenti patogeni, minimizzando i costi e riducendo i tempi di inattività.
Il sistema di rilevamento: un’innovazione nei microarray DNA
Per rendere sicuri gli allevamenti di insetti, i ricercatori del Fraunhofer hanno ideato un sistema basato sulla moltiplicazione e marcatura di specifiche sequenze di DNA degli agenti patogeni. Queste sequenze vengono poi fissate su un microarray, un dispositivo che consente l’analisi simultanea di più patogeni. Come spiegano gli esperti, questo approccio multiparallelo permette di individuare rapidamente minacce biologiche che potrebbero compromettere la produzione di proteine sicure e sostenibili.
Gli insetti come le cavallette e le locuste offrono un’alternativa alle tradizionali proteine animali. Negli allevamenti, sono in grado di convertire i prodotti secondari dell’industria alimentare in nutrienti di alta qualità, valorizzando risorse altrimenti sprecate. Anche se in alcune parti del mondo, come l’Europa, non sono ancora una fonte di cibo diretta, possono fornire proteine preziose per l’alimentazione animale, in allevamenti sia terrestri che acquatici.
La sfida delle malattie: minacce alla produzione di massa
Il settore dell’allevamento di insetti condivide alcune criticità con le monocolture agricole. I rischi di contaminazione e malattie possono causare rapidamente perdite ingenti. Ecco perché la prevenzione e la diagnosi rapida sono fondamentali per il settore. Gli esperti del Fraunhofer IGB e Fraunhofer IME hanno collaborato per sviluppare un sistema di monitoraggio che permetta di rilevare vari agenti patogeni, dall’infezione batterica a quella fungina, fino ai parassiti.
L’entomologo e responsabile del progetto Jens Wetschky chiarisce l’importanza di una diagnosi tempestiva: “Ci vogliono diverse ore per passare dal prelievo di un campione all’analisi in laboratorio, e i risultati possono richiedere fino a due giorni. Ritardi di questo tipo possono comportare tempi di inattività per l’intera azienda agricola“. Con l’obiettivo di accelerare il processo diagnostico, il Fraunhofer ha sviluppato un sistema che permette di testare e identificare in tempi rapidi la presenza di agenti patogeni nel campione.
Come funziona il sistema: tecnologia derivata dai test COVID-19
I ricercatori del Fraunhofer si sono ispirati alle metodologie di test utilizzate per il COVID-19, che utilizzano tecniche di amplificazione genetica per individuare i virus. Tuttavia, mentre i test per il COVID-19 identificano un solo patogeno alla volta, gli allevamenti di insetti possono essere esposti a un gran numero di patogeni diversi. Per affrontare questa complessità, il Fraunhofer ha combinato la tecnologia del test PCR con i microarray di DNA, creando un approccio multiplex in grado di eseguire 14 reazioni simultanee.
Christoph Binder, uno degli esperti coinvolti, spiega l’importanza della ricerca bioinformatica alla base del progetto: “Il nostro obiettivo è quello di perfezionare il formato attuale fino al punto in cui possa essere completamente automatizzato. Questo è particolarmente interessante per i clienti con grandi allevamenti di insetti“.
In campo, gli operatori degli allevamenti di insetti possono prelevare un piccolo campione dal gruppo di insetti per sottoporlo a test PCR. Questo processo consente di amplificare le sequenze di DNA bersaglio e di marcarle con un colorante fluorescente. Una volta fissate su un microarray, le sequenze vengono analizzate otticamente, identificando con precisione gli agenti patogeni presenti. Per garantire l’affidabilità del sistema, il Fraunhofer ha incorporato controlli di qualità aggiuntivi che monitorano ogni fase del processo, prevenendo errori di lettura e falsi negativi.
L’importanza del controllo della qualità per una sicurezza garantita
Gli insetti come lo scarabeo giallo del verme della farina rappresentano solo un esempio del potenziale offerto dal settore degli allevamenti di insetti. Tuttavia, per integrare questi insetti nella catena alimentare in modo sicuro, è essenziale monitorare i rischi microbiologici. Come sottolinea Binder, l’obiettivo finale è quello di sviluppare un sistema in grado di funzionare autonomamente, aprendo la strada a un controllo sanitario automatizzato per tutti gli allevamenti.
Le tecnologie sviluppate per garantire la sicurezza degli allevamenti di insetti sono destinate a rivoluzionare il modo in cui gestiamo la produzione di proteine sostenibili. Grazie a sistemi di monitoraggio avanzati come quelli sviluppati dal Fraunhofer, l’industria alimentare potrebbe ridurre la dipendenza da fonti proteiche tradizionali, promuovendo una produzione più efficiente e rispettosa dell’ambiente.