L’interesse per tecnologie agronomiche in grado di incrementare le caratteristiche funzionali e nutrizionali degli alimenti vegetali è in continua crescita. In particolare le ricerche relative alla biofortificazione, la microbiologia della rizosfera, l’impiego di proteine harpin e la coltivazione idroponica hanno dimostrato le notevoli opportunità di aumentare la biodisponibilità di micronutrienti nei prodotti cereal-orto-frutticoli, con un importante contributo al miglioramento delle caratteristiche funzionali di questi alimenti, cardine della Dieta Mediterranea, e fonti di sussistenza in aree geografiche afflitte da carenze nutrizionali.
La dimostrazione dell’efficacia biologica di componenti di alimenti funzionali è prerequisito fondamentale per consentire sia l’accettazione da parte del consumatore che per ottemperare alla vigente normativa relativa agli alimenti funzionali. In particolare, l’ottenimento di una solida evidenza scientifica che giustifichi claim funzionali risiede nella capacità di dimostrare l’efficacia dei componenti bioattivi presenti in un alimento attraverso un approccio scientifico che soddisfi i seguenti punti:
- Attività biologica: identificazione del possibile meccanismo molecolare in grado di giustificare gli effetti del componente bioattivo
- Specificità dell’associazione: dimostrazione di una relazione possibile tra il componente bioattivo e l’effetto evidenziato
- Biodisponibilità: comprendere come l’organismo è in grado di assorbire e di utilizzare per le proprie funzioni fisiologiche molecole presenti negli alimenti.
- Relazione temporale tra l’effetto osservato e la presenza del componente bioattivo
- Forza dell’associazione: significatività statistica dei dati che sostengono la relazione
Il network Nutrheff coinvolge diversi laboratori del CNR che sono in grado di affrontare queste criticità adottando modelli in vitro ed in vivo o eseguendo analisi in silico, considerando in particolare specifici parametri fisiologici: anti-ossidanti; immuno-modulatori; anti-tumorali, ipo-lipidemizzanti, biologia in silico.
Questa area tematica ha come scopo la valutazione delle caratteristiche chimiche, biochimiche e molecolari dei composti “health promoting”, responsabili di attività nutraceutica e funzionale degli alimenti.
In tale ambito, vengono applicate le principali e innovative metodologie per lo studio di proteine ed enzimi, per l’analisi degli acidi nucleici e delle componenti bioattive, come polifenoli, glucosinolati, zuccheri, acidi grassi a corta catena, con possibili effetti positivi sulla salute. In particolare vengono applicati i seguenti approcci metodologici:
- tecniche di purificazione e caratterizzazione strutturale e funzionale delle componenti bioattive,
- identificazione di biomarkers specifici di tracciabilità, qualità e funzionalità,
- approcci di tipo genetico, biotecnologico e di tecniche colturali in vitro per la sintesi e produzione di molecole ad attività biologica
- isolamento e caratterizzazione di geni coinvolti nella biosintesi dei composti bioattivi.
La rete Nutrheff coinvolge gruppi di ricerca che lavorano sulla biologia chimica, biochimica, molecolare e cellulare che consentiranno l’acquisizione delle informazioni richieste.
Gli alimenti funzionali e i nutraceutici (vale a dire, rispettivamente, cibi e sostanze di estrazione naturale), grazie alle loro proprietà salutistiche e farmacologiche, hanno dimostrato, in diversi studi randomizzati e in doppio cieco, un buon controllo dei fattori di rischio cardio-metabolici (ipercolesterolemia, ipertrigliceridemia, diabete, ipertensione arteriosa). Ciò ha portato la Società Europea di Cardiologia (ESC) e dell’Aterosclerosi (EAS) a parlare di ‘’trattamento non farmacologico’’ del rischio cardio-metabolico. Tale approccio terapeutico può rappresentare una valida e utile strategia per ridurre il rischio cardiovascolare soprattutto in quei pazienti a rischio medio-basso, notoriamente non adeguatamente seguiti, in quanto un intervento farmacologico potrebbe apparire prematuro e/o eccessivo.
Gli alimenti funzionali si propongono come alternative o integrazioni alla dieta, per favorire il benessere e la salute. Per questo fine è importante valutarne le caratteristiche sensoriali, per comprendere quali sono gli aspetti gustativi, tattili e aromatici che possono incentivare il loro consumo o che possono al contrario renderli poco appetibili. La disciplina scientifica dell’analisi sensoriale, applicata dal CNR, consente di realizzare profili accurati degli alimenti innovativi e di compararli con quelli tradizionali. La consumer science, coinvolgendo direttamente i consumatori con metodologie d’indagine e test appropriati, implementa i risultati dell’analisi sensoriale condotta da giudici selezionati e addestrati (panel) con le valutazioni edonistiche, di preferenza e di scelta alimentare. In base a queste informazioni è possibile stimare il potenziale apprezzamento da parte dei consumatori, quindi proporre miglioramenti al prodotto e/o pianificare strategie per la promozione, l’educazione alimentare che ne favoriscano l’adozione da parte della popolazione.
Il settore degli alimenti funzionali e dei nutraceutici rappresenta uno degli ambiti di sviluppo interdisciplinare più rilevanti, e ha acquisito ancora maggiore forza negli ultimi anni a seguito della grave crisi sanitaria mondiale e la conseguente rinnovata consapevolezza da parte dei consumatori dello stretto legame tra alimentazione e benessere. In Italia, e nel mondo in generale, il mercato del functional food è in continua ascesa come la domanda da parte dei consumatori. E’ quindi chiaro come la ricerca scientifica debba assumere un ruolo guida nel rispondere in maniera adeguata alla costante attenzione posta dal mass media, dal grande pubblico e anche dai policy makers. Il proliferare di fake news e di pseudo fonti poco attendibili ha messo in luce la necessità di ridurre il divario tra scienza e popolazione attraverso un adeguato piano comunicativo, al fine di comprendere le reali esigenze dei cittadini, rispondere in maniera chiara e concreta alle domande più comuni e chiarire alcuni aspetti emblematici offrendo al pubblico basi solide per una maggiore consapevolezza e scelte ponderate
Negli ultimi anni, la microbiologia, applicata sia nel settore agricolo-alimentare che salutistico e ambientale, ha suscitato crescente interesse, sia a livello scientifico che da parte del consumatore, sempre più attento ad una alimentazione e stile di vita sani, sicuri e salubri, e più sensibile alle tematiche di protezione dell’ambiente ed eco-sostenibilità. Questo presuppone anche la necessità di mettere a punto tecnologie di analisi microbiologica sempre più fini, sensibili e rapide, che, anche attraverso approcci di tipo biomolecolare, micro e nanotecnologie, tecniche ottiche (ad esempio biospeckle) sono in grado oramai di determinare anche la composizione del microbioma di qualsiasi organismo vivente, animale e vegetale. Le tecniche microbiche consentono inoltre di valutare, anche con l’ausilio di approcci “omici” e studi sul metabolismo cellulare microbico, i meccanismi di resistenza-sensibilità microbica agli antibiotici (di sintesi o naturali), la biodiversità dei microrganismi presenti in un dato ambiente, e l’influenza esercitata anche su di essi da stress ambientali (ad esempio resistenza-resilienza alla siccità).
Le tecniche microbiche, associate ad approcci biochimici e a modelli cellulari classici ed innovativi (ad esempio sferoidi 2D e 3D) consentono di studiare non solo i microrganismi ma anche i loro metaboliti principali, ad esempio le micotossine che costituiscono un serio problema per l’agricoltura, l’ambiente e per la salute dell’uomo.
