Produzione di proteine di alta qualità a partire dalla fermentazione del lievito di birra, da impiegare nell’industria alimentare, negli integratori e nei mangimi. È questo l’obiettivo del progetto PRO-MICRO-FER, sviluppato da ENEA in collaborazione con l’azienda di nutraceutica Esserre, che punta a valorizzare il potenziale biotecnologico del lievito Saccharomyces cerevisiae. Il processo di fermentazione consente al microrganismo di trasformare zuccheri e altri substrati in biomassa ricca di proteine, con un’elevata efficienza produttiva e un ridotto impatto ambientale rispetto alle fonti tradizionali. Un approccio che si inserisce nel più ampio contesto della ricerca su alternative sostenibili alle proteine di origine animale e vegetale.
Le applicazioni previste sono molteplici. In ambito alimentare, le proteine ottenute potranno essere utilizzate come ingredienti funzionali per la formulazione di nuovi prodotti, sia in sostituzione sia in integrazione delle proteine convenzionali. Nel settore degli integratori alimentari, invece, potranno essere impiegate per la produzione di formulazioni proteiche destinate ad atleti, persone che seguono diete vegane o soggetti con particolari esigenze nutrizionali. Le potenzialità del progetto si estendono anche al comparto dei mangimi, sia per animali da compagnia sia per l’allevamento, oltre che all’industria cosmetica, dove potrebbero trovare spazio formulazioni prive di derivati di origine animale.
“Con la crescita della popolazione globale la domanda di proteine alimentari è in continuo aumento, con una conseguente pressione sulle risorse naturali e sull’ambiente. Grazie a questa ricerca puntiamo a sviluppare una soluzione tecnologica innovativa in grado, da una parte, di garantire proteine di elevata qualità e dall’altra di ridurre il consumo di risorse e le emissioni di gas a effetto serra”, commenta Maria Pierdomenico, ricercatrice del Laboratorio ENEA Biotecnologie RED e responsabile del progetto, che coinvolge anche le competenze dei laboratori di Bioeconomia circolare rigenerativa e di Tecnologie per la salvaguardia del patrimonio architettonico e culturale. “La produzione di proteine alternative, come quelle che otterremo in laboratorio dalla coltivazione del lievito potrebbe rappresentare una nuova fonte di nutrienti sana e sostenibile, in grado di ridurre la dipendenza da modelli produttivi ad elevato impatto ambientale, come l’allevamento intensivo”.
“Questa soluzione rappresenta un’interessante alternativa alle opzioni oggi disponibili sul mercato, grazie ai suoi vantaggi nutrizionali e funzionali. A differenza di molte proteine vegetali, che possono essere carenti di alcuni amminoacidi essenziali, le proteine ottenute dal lievito presentano un profilo amminoacidico più completo e risultano generalmente più digeribili. Inoltre, l’utilizzo del lievito consente di superare il problema degli allergeni comuni, come soia e grano, offrendo prodotti adatti anche a chi soffre di allergie o di intolleranze alimentari”, spiega Costanza Riccioni, responsabile Ricerca e Sviluppo di Esserre.
In questo progetto, il lievito verrà fatto crescere utilizzando, come substrato, la mucillagine estratta dalla pala del fico d’India (cladodio), ricca di zuccheri complessi, mentre lo strato più esterno del cladodio, che non entrerà nel processo fermentativo, sarà impiegato per estrarre altre biomolecole benefiche, come i polifenoli.
“Utilizzare la pala del fico d’India come nutrimento per la fermentazione del lievito rappresenta un’opportunità economica e sostenibile: si tratta di una pianta resistente, che richiede poche cure e risorse, può crescere su terreni poveri e non necessita di irrigazioni frequenti. Inoltre, le aziende che la coltivano potrebbero ridurre i costi elevati di smaltimento delle pale, ottenendo un netto vantaggio economico”, spiega Maria Pierdomenico di ENEA.
Nei prossimi mesi il team di ricerca punterà a mettere a punto le condizioni ottimali di crescita e fermentazione del lievito, al fine di massimizzare la produzione della biomassa proteica. La biomassa ottenuta sarà analizzata per valutarne contenuto proteico, valore nutrizionale e citotossicità[3], in modo da ottimizzare il processo e trasferirlo dalla scala di laboratorio a quella industriale, grazie al coinvolgimento del partner industriale Esserre.
Secondo lo studio Food for thought: the protein transformation[4], entro il 2035 il mercato delle proteine alternative (sia vegetali che ottenute tramite fermentazione) raggiungerà un valore di 290 miliardi di dollari. Entro quella data, l’11% delle proteine di origine animale utilizzate oggi (e fino al 22% in caso di forte innovazione e sostegno normativo) saranno sostituite da proteine di origine alternativa.