La biotecnologia e il futuro dell’alimentazione: il ruolo dei funghi
La biotecnologia sta rivoluzionando il settore alimentare, e i funghi stanno emergendo come protagonisti di questa trasformazione. La ricerca condotta da Vayu Hill-Maini, affiliato all’Area Bioscienze del Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab), si avvale dell’ingegneria genetica per potenziare le proprietà naturali dei funghi, creando alternative sostenibili e nutrienti alla carne. Questo approccio non solo apre nuove strade nella scienza alimentare, ma integra anche applicazioni culinarie sofisticate.
Modificare il genoma dei funghi per alimenti intelligenti del futuro
Con prodotti caseari privi di derivati animali e sostituti convincenti della carne vegetariana già presenti sul mercato, è evidente come la biotecnologia possa modificare l’industria alimentare. I progressi nell’ingegneria genetica ci consentono di sfruttare i microrganismi per produrre prodotti cruelty-free che sono salutari per i consumatori e più rispettosi dell’ambiente.
I funghi rappresentano una delle fonti più promettenti di alimenti innovativi, essendo un regno diversificato di organismi che producono naturalmente un’ampia gamma di proteine, grassi, antiossidanti e molecole aromatiche gustose e nutrienti. Vayu Hill-Maini, chef trasformato in bioingegnere, sta esplorando le molteplici possibilità di nuovi sapori e consistenze che possono essere ottenuti modificando i geni presenti nei funghi.
Miglioramenti genetici nei funghi
Nel loro recente articolo, pubblicato sulla rivista Nature Communications, Hill-Maini e colleghi dell’UC Berkeley, del Joint BioEnergy Institute e del Novo Nordisk Foundation Center for Biosustainability hanno studiato un fungo multicellulare chiamato Aspergillus oryzae, noto anche come muffa del koji, utilizzato da secoli nell’Asia orientale per fermentare gli amidi in sake, salsa di soia e miso. Inizialmente, il team ha utilizzato CRISPR-Cas9 per sviluppare un sistema di editing genetico che può apportare modifiche coerenti e riproducibili al genoma della muffa del koji. Una volta stabilito un kit di strumenti di modifica, hanno applicato il loro sistema per apportare modifiche che elevano la muffa come fonte alimentare.
Hill-Maini si è concentrato sull’aumento della produzione di eme da parte della muffa – una molecola a base di ferro presente in molte forme di vita ma particolarmente abbondante nei tessuti animali, che conferisce alla carne il suo colore e sapore distintivo. Successivamente, il team ha aumentato la produzione di ergotioneina, un antiossidante presente solo nei funghi e associato a benefici per la salute cardiovascolare.
Dopo queste modifiche, i funghi un tempo bianchi sono diventati rossi. Con una preparazione minima – rimozione dell’acqua in eccesso e macinazione – i funghi raccolti possono essere modellati in una polpetta e poi fritti in un hamburger dall’aspetto allettante.
L’obiettivo successivo di Hill-Maini è rendere i funghi ancora più attraenti regolando i geni che controllano la consistenza della muffa. “Pensiamo che ci sia molto spazio per esplorare la consistenza variando la morfologia simile a fibre delle cellule. Quindi, potremmo essere in grado di programmare la struttura delle fibre per renderle più lunghe, il che darebbe un’esperienza più simile alla carne. E poi possiamo pensare a potenziare la composizione lipidica per la sensazione in bocca e un ulteriore valore nutrizionale”, ha affermato Hill-Maini.
Sebbene questo lavoro sia solo l’inizio del viaggio per sfruttare i genomi dei funghi per creare nuovi alimenti, dimostra l’enorme potenziale di questi organismi come fonti di proteine facili da coltivare che evitano gli elenchi di ingredienti complessi dei sostituti attuali della carne e le barriere di costo e le difficoltà tecniche che ostacolano il lancio della carne coltivata. Inoltre, il kit di strumenti di editing genetico del team rappresenta un enorme passo avanti per il campo della biologia sintetica nel suo insieme.
Collegare il laboratorio e la cucina
Dato il suo background culinario, Hill-Maini è desideroso di garantire che la prossima generazione di prodotti a base di funghi non sia solo gradevole al palato, ma veramente desiderabile per i clienti, compresi quelli con gusti sofisticati. In uno studio separato, lui e Keasling hanno collaborato con chef di Alchemist, un ristorante a due stelle Michelin a Copenhagen, per giocare con il potenziale culinario di un altro fungo multicellulare, Neurospora intermedia. Questo fungo è tradizionalmente utilizzato in Indonesia per produrre un alimento base chiamato oncom fermentando i prodotti di scarto derivanti dalla produzione di altri alimenti, come il tofu. Affascinati dalla sua capacità di convertire gli avanzi in un alimento ricco di proteine, scienziati e chef hanno studiato il fungo nella cucina sperimentale di Alchemist.
Hanno scoperto che N. intermedia produce ed escreta molti enzimi durante la sua crescita. Quando coltivato su riso amidaceo, il fungo produce un enzima che liquefa il riso e lo rende intensamente dolce. “Abbiamo sviluppato un processo con solo tre ingredienti – riso, acqua e fungo – per fare un porridge di colore arancione intenso e bellissimo”, ha detto Hill-Maini. “Questo è diventato un nuovo piatto nel menu degustazione che utilizza la chimica e il colore dei funghi in un dessert. E penso che ciò dimostri davvero che c’è un’opportunità per collegare il laboratorio e la cucina”.
Il lavoro di Hill-Maini sull’editing genetico descritto in questo articolo è supportato dal Miller Institute presso l’UC Berkeley. Il laboratorio di Keasling è supportato dalla Novo Nordisk Foundation. Entrambi hanno ricevuto ulteriore supporto dall’Ufficio per la Scienza del Dipartimento dell’Energia (DOE). Il Joint BioEnergy Institute è un Centro di Ricerca Bioenergetica del DOE gestito dal Berkeley Lab.
