Domande frequenti sui nuovi alimenti

Cosa stimola lo sviluppo della produzione di nuovi alimenti?

Diversi fattori socio-politici, ambientali e di mercato sono interconnessi. Questi includono la necessità di quanto segue:

• sistemi alimentari sostenibili, una catena di approvvigionamento che richiede meno risorse e alternative agli ingredienti di origine animale, al fine di ridurre l’impatto ambientale
• la sicurezza degli alimenti, poiché non vi è alcun contatto con gli animali nei nuovi processi di fermentazione, il rischio di zoonosi e contaminazioni da parte degli animali è notevolmente ridotto
• alimenti in quantità sufficiente a sostenere una popolazione in crescita
• alternative agli ingredienti di origine animale per soddisfare la domanda dei consumatori.

Cosa sono i sistemi alimentari sostenibili?

Secondo l'Organizzazione delle Nazioni Unite per l'alimentazione e l’agricoltura (FAO), un sistema alimentare sostenibile è un sistema che sia:

• sostenibile a livello economico: l’azienda è redditizia per tutti gli stakeholder in ogni parte della catena del valore
• sostenibile a livello sociale: gli alimenti prodotti offrono benefici per la società in generale, tra cui la sicurezza alimentare che garantisce una dieta sana e nutriente per tutti
• sostenibile dal punto di vista ambientale: la produzione e il consumo degli alimenti hanno un impatto positivo o neutro sul pianeta e sulle nostre risorse naturali⁴.

Cosa sono le "proteine alternative"?

Le proteine sono dei macronutrienti di cui abbiamo bisogno per sopravvivere, pertanto sono una parte essenziale della dieta degli esseri umani. Oltre ai benefici nutrizionali, esistono proteine funzionali che supportano solubilità, emulsificazione, gelificazione e formazione di schiuma, assorbimento dell’acqua e stabilità al calore. Le proteine funzionali, più specificamente alcuni enzimi, possono anche catalizzare reazioni chimiche specifiche per trasmettere agli alimenti alcuni sapori o proprietà strutturali desiderati.

Oggi, i nostri sistemi alimentari dipendono fortemente da fonti proteiche di origine animale quali carni, pesci, uova e latticini. Il termine “proteine alternative” indica generalmente alternative a queste fonti in particolare. Oggi c’è un grande sviluppo nell’ambito dei nuovi alimenti dedicato alla ricerca di fonti aggiuntive di proteine che svolgano ruoli nutrizionali e funzionali chiave nella produzione di alimenti e bevande.

Esistono svariate fonti potenziali per le proteine alternative, ma l’innovazione in quest’area può generalmente essere organizzata in quattro categorie principali:

• A base vegetale
• Basato sulla fermentazione
• Carne coltivata
• Insetti

Cosa significa "ad alto contenuto proteico"?

Le proteine rappresentano circa il 20% di un corpo umano medio e vengono assunte attraverso la dieta. Quando si tratta di contenuto proteico negli alimenti, le normative dell’UE e del Regno Unito consentono due indicazioni ufficiali:

• “ad alto contenuto proteico” indica che il prodotto contiene almeno il 20% di proteine
• “Una fonte di proteine” indica che il contenuto proteico è compreso tra il 12 e il 20%

Qual è il ruolo degli ingredienti a base vegetale nella produzione dei nuovi alimenti?

Un tempo si pensava solo in termini di “vegetariano” o “vegano”, oggi l’etichetta più ampia di “a base vegetale” viene generalmente utilizzata per i prodotti alimentari e le bevande in cui gli ingredienti principali provengono dalle piante. Tali ingredienti possono includere ingredienti vegetali e di frutta, oltre a cereali, semi, legumi e altro ancora.

Gli ingredienti di origine vegetale sono stati importanti per lo sviluppo di nuovi prodotti alimentari negli ultimi anni. Oggi esiste una categoria in costante crescita di alimenti e bevande alternativi che si basano principalmente o esclusivamente su ingredienti a base vegetale prodotti attraverso nuovi processi innovativi.

Qual è il ruolo della fermentazione nella produzione dei nuovi alimenti?

I processi di fermentazione microbica sono stati utilizzati per produrre, migliorare e preservare alimenti e bevande per migliaia di anni. È la chiave di tutto, dal pane alla birra, dal formaggio allo yogurt, dai sottaceti ai kimchi, e molto altro ancora.

Tuttavia, quando parliamo di fermentazione nel contesto di nuovi alimenti, facciamo riferimento a una categoria di processi che hanno iniziato a essere utilizzati solo di recente nella produzione alimentare. In particolare, ci sono due tipi principali di processi che sono diventati l’obiettivo dello sviluppo nell’ambito dei nuovi alimenti:

• la fermentazione della biomassa, in cui microrganismi unicellulari sono “coltivati” e “raccolti” in grandi quantità per essere utilizzati come ingredienti nella produzione alimentare o formulati per l’uso finale.
• Fermentazione di precisione, in cui i microrganismi vengono utilizzati come mezzo per produrre proteine, grassi, vitamine o altri composti che possono fungere da ingredienti funzionali nella produzione di alimenti.

Cos'è la carne coltivata?

La carne coltivata, nota anche come carne di coltura o carne cellulare coltivata in laboratorio, si riferisce alla carne coltivata direttamente dalle cellule. In questo processo, le cellule vengono utilizzate per costruire tessuto muscolare e grasso in un processo biologico identico a quello che avviene all’interno di un animale.

La coltivazione della carne consente quindi la produzione di prodotti di carne “reali” bioidentici, ma senza l’utilizzo di animali vivi e il consumo di risorse richiesto dall’allevamento di animali. In teoria, la produzione di carne coltivata potrebbe quindi fornire un modo efficiente per produrre nuovi prodotti alimentari e ingredienti altamente desiderabili negli anni a venire.

Cos'è l'agricoltura cellulare?

L’agricoltura cellulare è un termine che talvolta viene utilizzato per riferirsi a una categoria di processi in cui le colture cellulari sono coinvolte nella produzione di nuovi ingredienti alimentari. Ciò può includere sia la coltivazione della carne che i processi di fermentazione.

Qual è la differenza tra fermentazione della biomassa e fermentazione di precisione?

Nella fermentazione della biomassa, i microrganismi che crescono e si riproducono sono essi stessi ingredienti.

Nella fermentazione di precisione, i microrganismi stessi non vengono utilizzati come ingredienti. Al contrario, sono “programmati” per produrre determinate proteine, grassi, vitamine o altri composti che possono essere raccolti per l’uso come ingredienti funzionali.

La fermentazione della biomassa può essere considerata un processo di “nuovi alimenti”?

La fermentazione della biomassa non è una novità nel trattamento alimentare commerciale. Infatti, vi sono esempi di processi di fermentazione della biomassa utilizzati negli ingredienti di produzione fin dall’inizio del XX secolo. Anche la produzione di proteine da biomassa microfungina, ora un’area di applicazione comune, risale almeno agli anni ’70, quando fu utilizzata per la prima volta per il mangime animale⁵.

Allo stesso tempo, i processi di fermentazione della biomassa sono attualmente utilizzati per produrre alimenti e ingredienti innovativi che possono essere descritti come “nuovi alimenti”. Gli sviluppatori in questo settore esplorano continuamente nuovi ceppi di microrganismi e nuove applicazioni che possono essere utilizzati per introdurre nuovi prodotti. Oggi, gran parte dell’attenzione è rivolta alla creazione di nuovi tipi di alternative ai tradizionali prodotti a base di carne e pesce.

Quali tipi di applicazioni alimentari prevedono l'utilizzo della fermentazione della biomassa?

Attualmente, la fermentazione della biomassa è sempre più utilizzata nello sviluppo di alimenti e ingredienti alternativi in grado di replicare le caratteristiche dei prodotti alimentari convenzionali a base animale. Un’area di applicazione chiave è lo sviluppo di prodotti sostitutivi di carne e pesce (analoghi della carne). Per questa applicazione sono stati spesso utilizzati ceppi di microfunghi ricchi di proteine, in quanto possono fornire consistenza e gusto simili ai tradizionali prodotti a base di carne e pesce. Anche la produzione di sostituti di carne e pesce con lievito e microalghe è un’area di sviluppo in crescita.

Quali sono i nuovi prodotti alimentari “ibridi”?

La fermentazione della biomassa può essere utilizzata anche nello sviluppo dei cosiddetti nuovi prodotti alimentari “ibridi”. In questi casi, gli ingredienti prodotti attraverso la fermentazione della biomassa sono combinati con ingredienti a base vegetale o di carne coltivata. Utilizzando ingredienti differenti che offrono caratteristiche diverse, il risultato previsto consiste tipicamente nel riprodurre meglio i profili di aroma, texture o nutrizionali di particolari prodotti alimentari a base animale.

Quali sono le caratteristiche odierne del mercato per la fermentazione della biomassa?

Secondo l’ente no profit Good Food Institute, al 2022 erano presenti almeno 136 aziende attive “concentrate principalmente sulla fermentazione per proteine alternative”. 74 di queste aziende si focalizzano sulla fermentazione della biomassa e la maggior parte di esse è specializzata nella produzione di analoghi a vari prodotti a base di carne e pesce¹.

Gli ingredienti prodotti tramite la fermentazione della biomassa sono vegani?

Sì. Poiché questi ingredienti non derivano mai dagli animali, sono considerati vegani.

Che tipi di apparecchiature vengono utilizzati per la fermentazione della biomassa su scala commerciale?

La maggior parte dei processi di fermentazione coinvolge un fermentatore o un bioreattore. Nella fermentazione di precisione e della biomassa è necessario un bioreattore per fornire un ambiente controllato ai microrganismi e indurre la produzione degli ingredienti target. A monte del fermentatore sono necessarie altre attrezzature per preparare il microrganismo e il nutrimento di cui ha bisogno per la fermentazione. Ad esempio, il trattamento delle polveri, il trattamento a caldo e la miscelatura ad alto attrito sono tecnologie essenziali per preparare i terreni per il processo di fermentazione. Un treno di semi è una sequenza di attrezzature speciali per produrre una certa quantità di biomassa, che viene introdotta nel brodo del reattore per avviare il processo. Vi sono anche esigenze di apparecchiature a valle del fermentatore, per elaborare ulteriormente (concentrare, separare, formulare ecc.) la biomassa per l’ingrediente o il prodotto previsto.

Esiste un’ampia gamma di apparecchiature e tecnologie per il trattamento da considerare, e la scelta delle soluzioni giuste dipenderà dalla natura del microrganismo in questione e dal tipo di prodotto da realizzare. Si tratta di un’area in cui le aziende possono attingere a una vasta conoscenza dell’industria alimentare in generale. Collaborare con aziende che hanno una vasta esperienza nella produzione commerciale di alimenti e bevande può quindi essere una buona idea quando si configura la soluzione.

La fermentazione di precisione può essere considerata un processo per “nuovi alimenti”?

La fermentazione di precisione ha una storia che risale a diversi decenni fa. Si tratta di un processo ben compreso e utilizzato nella produzione farmaceutica.

Nella produzione alimentare, la fermentazione di precisione è tradizionalmente utilizzata per produrre enzimi. Alcuni esempi includono gli enzimi utilizzati nell’estrazione del succo, nonché la produzione di caglio non animale utilizzato per la produzione di formaggio.

Tuttavia, è solo di recente che la fermentazione di precisione è stata esplorata come mezzo per creare proteine, grassi e zuccheri alternativi tradizionalmente presenti in fonti animali. Poiché si tratta di un’area di una nuova applicazione, e ancora in fase di sviluppo, prodotti come latticini o proteine delle uova prodotti in questo modo, sono generalmente classificati come “nuovi alimenti”.

Quali tipi di applicazioni alimentari prevedono l'utilizzo della fermentazione di precisione?

Il numero di potenziali applicazioni per questa tecnologia è praticamente illimitato. Molte delle aree di applicazione per la fermentazione di precisione trattano i cosiddetti prodotti “ibridi”.

I tipi di nuovi ingredienti alimentari attualmente in fase di esplorazione con la fermentazione di precisione possono includere:

• Proteine e grassi tradizionalmente presenti nella carne e nel pesce
• Proteine e zuccheri tradizionalmente presenti nel latte
• Proteine tradizionalmente presenti nelle uova
• Miele bioidentico a quello prodotto dalle api

Quali sono i nuovi prodotti alimentari “ibridi”?

La fermentazione di precisione può essere utilizzata anche nello sviluppo dei cosiddetti nuovi prodotti alimentari “ibridi”. In questi casi, gli ingredienti prodotti attraverso la fermentazione di precisione sono combinati, ad esempio, con ingredienti a base vegetale o di carne coltivata. Utilizzando ingredienti differenti che offrono caratteristiche diverse, il risultato previsto consiste tipicamente nel riprodurre meglio i profili di aroma, texture o nutrizionali di particolari prodotti alimentari a base animale.

Quali sono le caratteristiche odierne del mercato per la fermentazione di precisione?

Secondo l’ente no profit Good Food Institute, al 2022¹ erano presenti almeno 136 società attive “concentrate principalmente sulla fermentazione per proteine alternative”. La maggior parte di queste aziende si focalizza sulla fermentazione della biomassa, ma il numero di aziende basate sulla fermentazione di precisione sta crescendo rapidamente. A partire dal 2022 vi erano almeno 62 società attive nel settore della fermentazione di precisione e l’obiettivo principale è quello di realizzare prodotti che utilizzano grassi o proteine non animali provenienti dal settore lattiero-caseario³. Tuttavia, le questioni normative, presenti nella maggior parte delle aree geografiche, indicano che molte aziende di fermentazione di precisione devono affrontare ostacoli nell’ottenere l’approvazione dei prodotti per la produzione alimentare commerciale.

Qual è la differenza tra fermentazione di precisione e la coltura cellulare?

Nella fermentazione di precisione, proteine, grassi, vitamine o altri composti specifici con proprietà funzionali vengono riprodotti da microrganismi e, quindi, raccolti per essere utilizzati come ingredienti funzionali in ulteriori lavorazioni di alimenti e bevanda.

Nella coltivazione della carne, questo alimento viene prodotto coltivando direttamente le cellule animali⁷, ma i microrganismi non sono coinvolti. Qui, le cellule forniscono gli elementi di base necessari per costruire tessuto muscolare e grasso.

La fermentazione di precisione prevede l'utilizzo di organismi geneticamente modificati?

L’ingegneria genetica è una parte intrinseca del processo di fermentazione di precisione, in quanto inizia con l’identificazione di un gene bersaglio e la relativa codifica nel DNA di un batterio o di un altro microrganismo. La codifica dei geni deriva da ciò che è noto come microrganismo geneticamente modificato (Genetically modified Microorganism, GMM), che in molte aree geografiche è soggetto a controlli normativi simili a quelli di altri organismi geneticamente modificati (Genetically modified Organism, OGM) utilizzati nell’industria di alimenti e bevande. Tuttavia, l’obiettivo finale della maggior parte dei processi di fermentazione di precisione è produrre un ingrediente che non sia geneticamente modificato.

Gli ingredienti prodotti tramite la fermentazione di precisione sono vegani?

La fermentazione di precisione è in grado di produrre molti ingredienti diversi, tra cui proteine ricombinanti animali e altri nutrienti da carne, latte e uova. In questo caso, ciò avviene senza il coinvolgimento degli animali. Pertanto, i prodotti di fermentazione di precisione sono spesso etichettati come “senza animali”.

Tuttavia, in base alla definizione di vegan.org⁶., un prodotto vegano non deve

• contenere prodotti animali
• utilizzare qualsiasi prodotto animale nel processo di produzione
• implicare test sugli animali

Che tipi di apparecchiature vengono utilizzati per la fermentazione di precisione su scala commerciale?

La maggior parte dei processi di fermentazione coinvolge un fermentatore o un bioreattore. Nella fermentazione di precisione e della biomassa è necessario un bioreattore per fornire un ambiente controllato ai microrganismi e indurre la produzione degli ingredienti target. A monte del fermentatore sono necessarie altre attrezzature per preparare il microrganismo e il nutrimento di cui ha bisogno per la fermentazione. Vi sono anche esigenze di apparecchiature a valle del bioreattore, ad esempio, per separare, purificare e trattare ulteriormente l’ingrediente target previsto.

Molte delle tecnologie che è possibile prendere in considerazione per la produzione commerciale di ingredienti con la fermentazione di precisione sono state originariamente sviluppate per altri tipi di produzione di alimenti e bevande. Per le aziende in questo settore che si preparano a fare il salto dalla produzione in laboratorio e su scala pilota, potrebbero esserci molte domande su come selezionare al meglio le apparecchiature giuste. Un partner con una vasta conoscenza della lavorazione di alimenti e bevande può supportare soluzioni tecnologiche che rendono possibili processi di fermentazione di precisione su scala commerciale.