Le microalghe sono un ingrediente funzionale molto promettente, grazie anche alla ricchezza e l’apprezzabile digeribilità di proteine e aminoacidi.
I loro benefici per nutrizione e trova conferma nell’ultimo studio (Prandi et al., 2023) pubblicato in ambito del progetto di ricerca #ProFuture, in Horizon 2020. (1)
1) ProFuture, la ricerca sull’uso delle microalghe in alimenti e mangimi
Il progetto ProFuture (Proteins for the Future) ha consentito di migliorare lo stato della ricerca su alimenti e mangimi a base di microalghe. Grazie all’innovazione sui processi e lo sviluppo di nuovi prodotti, oltre a efficaci strategie di mercato per favorire il loro impatto positivo sulla salute pubblica e l’ambiente. Gli studi scientifici finora condotti in tale ambito riguardano:
– formulazione di creme vegetali con le microalghe ProFuture, per incrementare il valore nutrizionale, e studiare l’ascesa di mercato dei prodotti a base di microalghe sul mercato UE, (2)
– ricerca di mercato sugli alimenti alternativi alla carne, con focus su Alt Yogurt e Alt Cheese, (3)
– utilizzo di essiccatori solari (diretti e ibridi), come alternativa alla liofilizzazione, per la rimozione dell’umidità nelle microalghe, (4)
– potenzialità di una quinta microalga, Galdieria sulphuraria, nella produzione del pigmento C-ficocianina, a confronto con il cianobatterio Arthrospira platensis. (5)
Tutti gli studi finora condotti in Profuture hanno avuto esiti molto positivi, aprendo nuove prospettive sull’impiego di microalghe – realizzate con processi innovativi e sostenibili – quali ingredienti funzionali da inserire in diversi prodotti alimentari, dalle creme vegetali alle barrette proteiche vegan. Prospettive promettenti che meritano ulteriore sperimentazione e ricerca su altre categorie di alimenti.
2) Creme vegetali con e senza microalghe, digeribilità delle proteine
I ricercatori, nello studio in esame, hanno valutato la digeribilità in vitro delle proteine nelle creme vegetali con e senza aggiunta delle microalghe. In continuità con il precedente studio, ove sono state valutate le proprietà nutrizionali, tecnologiche e organolettiche di creme vegetali con aggiunta di quattro diverse microalghe (i.e. Arthrospira platensis, Chlorella vulgaris, Tetraselmis chuii, Nannochloropsis oceanica), a concentrazioni 1,5% e 3%. I campioni sono stati forniti dalle imprese Necton e Allmicroalgae (Portogallo).
La digeribilità delle proteine nei cibi può venire valutata con diversi metodi:
– PDCAAS, DIAAS. Un punteggio misura l’assorbimento a livello fecale o intestinale degli amminoacidi presenti nelle proteine, a confronto con quello di una proteina standard (es. caseina). Questo metodo viene spesso utilizzato per valutare la digeribilità dei novel food (es. polvere atomizzata di grilli),
– simulazione di una digestione gastrointestinale. Il protocollo INFOGEST 2.0, utilizzato nello studio in esame, è stato sviluppato nell’ultimo decennio per l’armonizzare i metodi di analisi della digestione in vitro e viene oggi adottato in diversi continenti (6,7).
3) Caratterizzazione di proteine e amminoacidi
Le analisi sulle quattro microalghe sono state analizzate per il loro contenuto in proteine, e per gli amminoacidi costituenti, tenendo in considerazione la presenza di amminoacidi essenziali e non essenziali. I risultati riportano che:
– Arthrospira platensis ha il contenuto medio di proteine più elevato (57,50 g/ 100 g di peso secco), mentre per le altre specie si approssima al 35-45%, tranne Chlorella vulgaris, che scende al 26,30%,
– il contenuto di amminoacidi varia tra le specie, ad eccezione della cisteina. I valori più elevati in ordine descrescente sono individuati per A. platensis, N. oceanica, T. chui, C. vulgaris, sia per gli amminoacidi essenziali che non essenziali,
– A. platensis e C. vulgaris hanno una quantità trascurabile di azoto non proteico (NPN), che aumenta più sensibilmente in T. chuii e N. oceanica.
Il tenore di proteine è stato misurato con il metodo Kjeldahl, che permette di determinare l’azoto totale presente nell’alimento e utilizzare un fattore di conversione. Il fattore di conversione comune, N x 6,25, sebbene richiamato anche nel Food Information Regulation EU No 1169/2011, (8) può peraltro condurre a una sovrastima delle proteine in alcuni alimenti, quali le microalghe. I ricercatori di IRTA hanno perciò adottato fattori di conversione appositi, per le loro diverse specie. (9)
4) Digeribilità in vitro delle proteine
Il grado di idrolisi proteica (DH%) medio delle polveri di microalghe – analizzate dopo la digestione – è pari al 42%, in un range 29-57%. I risultati sono lievemente difformi rispetto a quelli di altri studi, ove il DH% è risultato maggiore per tutte le specie. Gli scostamenti si spiegano come segue:
– varietà dei protocolli utilizzati (modelli di digestione, campionamenti, enzimi utilizzati),
– utilizzo, in molti studi, di microalghe fresche anziché essiccate,
– differenze tra le microalghe. A livello di specie e ceppo, ma anche per le modalità di coltivazione e di rottura delle pareti cellulari in base alle tecniche utilizzate.
5) Effetto dell’aggiunta delle microalghe nelle creme vegetali
Il contenuto totale delle proteine nelle creme vegetali si differenzia in base alla specie e alla concentrazione aggiunta. La Spirulina al 3% ha apportato il maggiore contributo sia di proteine che di amminoacidi. Le creme riformulate sono risultate idonee a soddisfare i fabbisogni di amminoacidi essenziali solo a partire dai bimbi > 3 anni, con la sola lisina come amminoacido limitante. Il numero di amminoacidi limitanti risulta infatti troppo elevato per soddisfare i fabbisogni della prima infanzia.
Si apprezza la digeribilità proteica delle creme vegetali ottenute con l’aggiunta delle quattro microalghe, con un valore DH% che oscilla nell’intervallo 38-53%. Nessuna differenza significativa è stata osservata nel DH% delle diverse formulazioni, in rapporto a concentrazione e specie delle microalghe. L’elevata digeribilità proteica della crema vegetale standard (senza microalghe) non è stata perciò alterata dall’aggiunta di alcuna delle quattro specie di microalghe, dotate appunto di buona digeribilità proteica.
6) Conclusioni provvisorie
L’aggiunta di microalghe alle creme vegetali permette di:
– mantenere una concentrazione stabile di proteine, in alcuni casi di aumentarla significativamente, senza alterarne la digeribilità. E soprattutto,
– aumentare in misura significativa la concentrazione di amminoacidi, per migliorarne il valore nutrizionale.
Le proteine dovrebbero peraltro venire determinate, su questi e altri alimenti, utilizzando fattori di conversione più appropriati – in applicazione del metodo Kjeldahl – per avere una stima più veritiera del vero valore proteico. Il fattore di conversione N x 6,25, sebbene stabilito come criterio generale nel Food Information Regulation, può infatti condurre a una disinformazione ex lege dei consumatori. Di particolare rilievo sui novel foods, ove le conoscenze generali non poggiano su letteratura consolidata.
Dario Dongo e Andrea Adelmo Della Penna
Questo articolo è dedicato al Prof. Stefano Sforza dell’Università degli Studi di Parma, co-autore dello studio sulla digeribilità proteica, venuto a mancare nel mese di luglio 2023, poco dopo la sua pubblicazione. (10)
Note
(1) Barbara Prandi, Fatma Boukid, Simon Van De Walle, Sara Cutroneo, Josep Comaposada, Geert Van Royen, Stefano Sforza, Tullia Tedeschi, Massimo Castellari (2023). Protein Quality and Protein Digestibility of Vegetable Creams Reformulated with Microalgae Inclusion. Foods 12:2395, https://doi.org/10.3390/foods12122395
(2) Dario Dongo, Andrea Adelmo Della Penna. Aggiunta di microalghe alle creme vegetali, ProFuture. GIFT (Great Italian Food Trade). 3.11.21
(3) Dario Dongo, Andrea Adelmo Della Penna. Alt Yogurt e Alt Cheese, mercato e criticità. La ricerca ProFuture. GIFT (Great Italian Food Trade). 28.12.21
(4) Dario Dongo, Andrea Adelmo Della Penna. ProFuture, essiccazione solare per le microalghe sostenibili. GIFT (Great Italian Food Trade). 13.8.22
(5) Dario Dongo, Andrea Adelmo Della Penna. Galderia sulphuraria, la microalga dal pigmento blu. GIFT (Great Italian Food Trade). 27.12.22
(6) Brodkorb et al. (2019). INFOGEST static in vitro simulation of gastrointestinal food digestion. Nature 14:991-1014. doi: https://doi.org/10.1038/s41596-018-0119-1
(7) INFOGEST è un’azione COST (European Cooperation in Science and Technology), finanziata dal programma Horizon nel periodo 2011-2015, poi divenuta una rete di ricerca internazionale per migliorare le proprietà salutistiche degli alimenti condividendo le conoscenze sul processo digestivo. Complessivamente, INFOGEST riunisce più di 440 scienziati provenienti da 150 istituti in 45 Laesi in Europa, ma anche USA, Canada, Argentina, Australia, Nuova Zelanda, etc. e coopera con autorità del settore alimentare come l’EFSA
(8) Food Information Regulation (EU) No 1169/11. Allegato I, paragrafo 10
(9) Wang et al. (2021). Microalgae as Sources of High-Quality Protein for Human Food and Protein Supplements. Foods 10:3002. doi: https://doi.org/10.3390/foods10123002
(10) Università degli Studi di Parma. Cordoglio dell’Ateneo per la scomparsa del prof. Stefano Sforza https://www.unipr.it/notizie/cordoglio-dellateneo-la-scomparsa-del-prof-stefano-sforza
Dario Dongo, avvocato e giornalista, PhD in diritto alimentare internazionale, fondatore di WIISE (FARE - GIFT – Food Times) ed Égalité.
Laureato in Tecnologie e Biotecnologie degli Alimenti, tecnologo alimentare abilitato, segue l’area di ricerca e sviluppo. Con particolare riguardo ai progetti di ricerca europei (in Horizon 2020, PRIMA) ove la divisione FARE di WIISE S.r.l. società benefit partecipa.
