Il Centro di Ricerca Tecnologica statale VTT, in Finlandia, ha applicato con successo la c.d. agricoltura cellulare al caffè. (1) Si apre così una nuova prospettiva, in primo luogo, per la salvaguardia delle genetiche e lo sviluppo di materiali di propagazione delle specie vegetali.
Nel lungo termine, si potrebbe forse anche così ridurre la pressione della domanda internazionale su filiere tuttora critiche per il loro impatto socio-ambientale. Come il caffè, il cui aumento della domanda è causa di deforestazioni. Ma anche il cacao, protagonista dello sfruttamento minorile.
Si prefigura infine l’ipotesi di integrare in laboratorio la sovranità alimentare, mediante coltura in laboratorio di materie prime vegetali indisponibili nei Paesi ove esse vengono utilizzate e consumate. Agricoltura 5.0 o fantascienza? Brevi note a seguire.
Nord Europa, i campioni nel consumo pro capite di caffè
Il consumo pro capite (p.c.) di caffè nel vecchio continente non ha pari al mondo e i Paesi scandinavi superano di gran lunga quelli mediterranei. La sua capacità di stimolo al sistema nervoso si direbbero più ambita ove è minore l’esposizione ai raggi solari, forse non a caso. (2)
Le stime più recenti indicano l’Olanda al primo posto, con 8,3 kg/anno p.c. Medaglia d’argento a Finlandia e Svezia (7,6 e 7,4 kg), il bronzo alla Norvegia (6,6). Al 7° posto la Germania (5,2 kg/anno pro capite), al 10° la Svizzera (4,8) solo all’11° posto l’Italia (4,7 kg). (3)
Caffè da agricoltura cellulare, un’antica idea
L’idea delle colture in sospensione di Coffea arabica, in vista della loro tostatura per produrre sostanze aromatiche di caffè, venne introdotta quasi mezzo secolo fa da un ricercatore dell’università di Vancouver, in Canada (P.M. Townsley, 1974). Già a quei tempi le popolazioni di cellule avevano ‘raggiunto livelli così alti che il mezzo di coltura ha assunto la consistenza della salsa di mele’. (4)
La sostituzione dell’ormone vegetale (acido 2,4-diclorofenossiacetico) con l’acido indoleacetico o la cinetina aveva portato all’accumulo di gocce oleose all’interno delle cellule. E tuttavia, per ragioni allora sconosciute, la capacità di produrre l’aroma del caffè non era stata raggiunta su tutte le colture. La ricerca è proseguita su diversi fronti, anche al fine di produrre caffeina tramite biosintesi. (5)
Caffè da agricoltura cellulare, il percorso di ricerca
L’attenzione dei ricercatori in alcuni Paesi produttori di Coffea arabica come l’Indonesia, negli ultimi anni, è stata rivolta verso la cultura cellulare con embriogenesi somatica per produrre in laboratorio nuovo materiale di propagazione. (6)
I ricercatori di VTT, in Finlandia, avevano già dimostrato il grande potenziale della tecnologia PCC (Plant Cell Culture) nella coltivazione di cellule vegetali. Con risultati apprezzabili – sotto i profili nutrizionali, sensoriali e di digeribilità – in una sperimentazione su mirtilli neri, mirtilli rossi e ribes. (7)
Questa esperienza è stata poi applicata al pianta del caffè, con l’avvio delle colture di linee cellulari in laboratorio e il loro successivo trasferimento nei bioreattori, per produrre biomassa. Dopo le analisi della biomassa e lo sviluppo di un processo di tostatura, il nuovo caffè è stato sottoposto a panel test per l’analisi sensoriale a norma ISO.
Finlandia, il nuovo caffè di VTT
VTT Technical Research Center of Finland è così riuscito a sviluppare un metodo di produzione di caffè innovativo e promettente. Le colture cellulari vegetali galleggiano e si riproducono in bioreattori convenzionali che contengono terreno nutritivo. Con un processo simile, dal punto di vista teorico, a quello utilizzato anche per riprodurre cellule e tessuti animali. Come si è visto nel caso delle c.d. Lab meat, che si avvicina ora a raggiungere il mass market. (8)
I primi lotti del caffè finlandese da agricoltura cellulare risultano avere, a esito di esami analitici e sensoriali, ‘lo stesso odore e sapore del caffè tradizionale. Tuttavia’ – precisa il capo della ricerca, dr. Heiko Rischer – ‘fare il caffè è un’arte e comporta un’ottimizzazione dei processi sotto la supervisione di specialisti con attrezzature dedicate. Il nostro lavoro segna la base per tale percorso’.
Biotecnologia, le prospettive di VTT
‘Al VTT, questo progetto fa parte del nostro sforzo generale di sviluppare la produzione biotecnologica di prodotti quotidiani e familiari che sono convenzionalmente prodotti dall’agricoltura. Per questo, usiamo molti ospiti diversi, come microbi, ma anche cellule vegetali’ (dr. Heiko Rischer, VTT).
Il VTT Technical Research Center è una società finlandese a responsabilità limitata completamente statale, gestita dal Ministero finlandese per gli Affari Economici e l’Occupazione. Grazie al suo mandato pubblico, il centro di ricerca ha un importante ruolo sociale.
Cooperazione e innovazione sostenibile
La cooperazione attiva tra le parti sociali interessate (imprese, università e istituti di ricerca, agenzie di finanziamento della ricerca, ministeri, amministrazioni locali) consente di promuovere flussi di informazioni regolari e una visione comune delle aree prioritarie per il rinnovamento sostenibile delle catene di valore industriale.
Il progetto del caffè, nel contesto degli obiettivi strategici di ricerca del VTT, aspira quindi a contribuire allo sviluppo di sistemi di produzione e consumo sostenibili, nella traiettoria del Sustainable Development Goal #SDG12. L’agricoltura cellulare – vale la pena aggiungere – potrebbe anche servire per creare buffer a garanzia della food security in situazioni di emergenza (Covid docet). (9)
Time to market
‘L’esperienza di bere la prima tazza è stata emozionante. Stimo che siamo a soli quattro anni dall’avvio della produzione e dall’approvazione regolamentare. La coltivazione di cellule vegetali richiede competenze specifiche quando è il momento di scalare [la produzione, ndr] e ottimizzare il processo.
La lavorazione a valle e la formulazione del prodotto insieme all’approvazione normativa e all’introduzione sul mercato sono ulteriori passi sulla strada verso un prodotto commerciale. Detto questo, ora abbiamo dimostrato che il caffè coltivato in laboratorio può essere una realtà’ (dr. Heiko Rischer, VTT).
Aspetti regolatori
Il caffè prodotto dai bioreattori di VTT oggi rappresenta un alimento sperimentale e si qualifica come Novel Food. La sua immissione sul mercato, in Unione Europea, deve quindi venire preceduta da un’autorizzazione della Commissione europea, con l’assistenza degli Stati membri presso il Comitato PAFF (Plants, Animals, Food and Feed), ai sensi del reg. UE 2283/2015.
Il percorso di autorizzazione muove dalla presentazione di un dossier tecnico-scientifico ove il richiedente caratterizzi il nuovo alimento, spiegandone il processo produttivo e l’analisi dei rischi, allegando letteratura scientifica e analisi a dimostrazione della sua sicurezza per il destino alimentare.
Impatto sociale della ricerca
‘Il vero impatto di questo lavoro scientifico avverrà attraverso le aziende che sono disposte a ripensare la produzione di ingredienti alimentari e iniziare a guidare le applicazioni commerciali. Il VTT collabora e sostiene le grandi imprese e le piccole aziende nell’adottare le opportunità nello sviluppo dei loro prodotti. In definitiva, tutti gli sforzi dovrebbero portare a un cibo più sostenibile e sano a beneficio del consumatore e del pianeta’, (dr. Heiko Rischer, VTT).
Alla luce di quanto dichiarato dal direttore della ricerca in esame – considerati il ruolo sociale dell’ente e l’interesse pubblico verso lo sviluppo di questo (come altri) Novel Foods – si auspica che VTT non vorrà inserire nella richiesta di autorizzazione clausole di confidenzialità e segreti industriali da cui possa derivare una concessione esclusiva. Come spesso accade, purtroppo, in numerose procedure europee per l’autorizzazione dei Novel Foods. (10)
Dario Dongo
Note
(1) VTT. Sustainable coffee grown in Finland – the land that drinks the most coffee per capita produces its first tasty cup with cellular agriculture. Press release. 15.9.21, https://www.vttresearch.com/en#
(2) Dario Dongo, Andrea Adelmo Della Penna. Il caffè può proteggere il sistema nervoso. GIFT (Great Italian Food Trade). 21.8.21, https://www.greatitalianfoodtrade.it/salute/il-caffè-può-proteggere-il-sistema-nervoso
(3) Martin Armstrong. The Countries Most Addicted to Coffee. Statista Consumer Market Outlook. 1.10.20, https://www.statista.com/chart/8602/top-coffee-drinking-nations/
(4) P.M. Townsley (1974). Production Coffee from Plant Cell Suspension Cultures. Can. Inst. Food Sci. Technol. J. 7: 79-81. https://doi.org/10.1016/S0315-5463(74)73854-8
(5) Sartor, Rosana & Mazzafera, Paulo. (1999). Caffeine formation by suspension cultures of Coffea dewevrei. Brazilian Archives of Biology and Technology. 43. 10.1590/S1516-89132000000100009.
(6) M.S.D. Ibrahim, C. Tresniawati (2020). Evaluation of arabica coffee propagation using cell suspension culture. IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science 418 (2020) 012013. doi:10.1088/1755-1315/418/1/012013
(7) Emilia Nordlund, Martina Lille, Pia Silventoinen, Heli Nygren, Tuulikki Seppänen-Laakso, Atte Mikkelson, Anna-Marja Aura, Raija-Liisa Heiniö, Liisa Nohynek, Riitta Puupponen-Pimiä, Heiko Rischer (2018). Plant cells as food – A concept taking shape. Food Research International, Volume 107, 2018: 297-305. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2018.02.045
(8) Dario Dongo. Israele, Future Meat. Al via la prima industria di carne coltivata in laboratorio. GIFT (Great Italian Food Trade). 4.7.21, https://www.greatitalianfoodtrade.it/innovazione/israele-future-meat-al-via-la-prima-industria-di-carne-coltivata-in-laboratorio
(9) Giuseppe Masala, Dario Dongo. Il cigno grigio. L’economia che verrà e le reti internet parallele. Égalité. 14.4.20, https://www.egalite.org/il-cigno-grigio-leconomia-che-verra-e-le-reti-internet-parallele/
(10) Alcuni esempi di procedure di autorizzazione Novel Food con richieste di esclusiva nei precedenti articoli su
CBD https://www.greatitalianfoodtrade.it/mercati/cbd-i-dossier-novel-food-all-esame-di-efsa,
impiego di olio della microalga Schizochytrium limacinum in alimenti per lattanti https://www.greatitalianfoodtrade.it/salute/novel-food-via-libera-alla-microalga-schyzochytrium-sp-e-ai-semi-di-chia-venduti-sfusi,
microalga Euglena gracilis https://www.greatitalianfoodtrade.it/innovazione/microalghe-euglena-gracilis-superfood-con-esclusiva
Dario Dongo, avvocato e giornalista, PhD in diritto alimentare internazionale, fondatore di WIISE (FARE - GIFT – Food Times) ed Égalité.
