Caratteristiche, vantaggi e limiti di alimenti che avranno un ruolo sempre più importante per la sostenibilità e il fabbisogno alimentare della popolazione mondiale. Buone le prospettive di sviluppo, ma restano da vincere alcune sfide tecnologiche.

Quando si parla di sostenibilità ambientale in molti sono pronti a scommettere su di loro, per le loro proprietà e per le potenzialità non ancora pienamente espresse. In particolare nella filiera bakery hanno un ruolo fondamentale per l’apporto nutrizionale che sono in grado fornire. Parliamo delle cosiddette colture resilienti al clima, che sono state al centro di un incontro a loro dedicato durante l’ultima edizione di AlimentiPiù, il Convegno digitale di Scienza e Tecnologia Alimentare organizzato da Edra Edizioni.

Come spiegato nella sua introduzione da Chiara Scelsi, responsabile del coordinamento editoriale dell’area FoodTech di Edra Edizioni, il comparto del bakery “sta vivendo una fase di profonda evoluzione, sospinto dalla crescente domanda di prodotti biologici, dall’attenzione alla qualità degli ingredienti e dall’innovazione nei processi produttivi”. Si inserisce pienamente in questa prospettiva il tema presentato da Eleonora Carini, Professoressa Dipartimento di Scienze degli Alimenti e del Farmaco - UNIPR: nell’ambito di una ricerca sulle opportunità qualitative che esistono nel campo della produzione di prodotti da forno ha puntato l’attenzione in modo particolare proprio sulle colture resilienti al clima analizzando in dettaglio le loro opportunità a livello qualitativo e di utilizzo.

Sfamare la popolazione mondiale

Quando si parla di alimenti, delle loro caratteristiche chimico-fisiche e delle loro funzionalità tecnologiche e nutrizionali, è sempre bene partire dal contesto generale.

Quando si parla di alimentazione e sviluppo, il primo dato da tenere sempre in mente è quello della popolazione mondiale, che è ancora in crescita e che potrebbe raggiungere la cifra record di 10 miliardi di persone entro il 2050. Coerentemente con questo dato, esiste un parallelo aumento della domanda alimentare globale (addirittura del 62% dal 2010 al 2050). Ultimo, ma non meno importante dato da tenere presente, con ripercussioni sconvolgenti a livello globale, gli effetti del cambiamento climatico sulla produttività, in termini sia di quantità che di qualità delle colture.

Lo stato dell’arte di quest’ultimo aspetto ci dice che oggi oltre 820 milioni di persone soffrono di un accesso inadeguato al cibo. Quando parliamo di malnutrizione, non dobbiamo solo pensare a persone prive di cibo di sussistenza, ma anche soprattutto delle popolazioni che soffrono di cibo inadeguato, qualitativamente inadeguato. E, infatti, si osservano infatti crescenti incidenze di malattie dovute a diete e alimentazioni sbagliate dal punto di vista del bilanciamento nutrizionale.

L’Agenda 20230 degli obiettivi di sviluppo sostenibile ci richiama da anni a intervenire per garantire alcuni obiettivi: la sicurezza alimentare, la sostenibilità degli ecosistemi, la crescita economica e l’equità sociale. Ma, come è noto, molti di questi auspicabili obiettivi non sono ormai più raggiungibili visto che mancano pochi anni alla loro scadenza.

Alla luce di questo quadro, la professoressa ha evidenziato come sia urgente che i sistemi alimentari globali vengano ripensati in funzione di alcuni grandi obiettivi: ridurre l’impatto ambientale; adattarsi agli effetti del cambiamento climatico; garantire una equa distribuzione del cibo in tutto il mondo; e, non meno importante, fornire diete sane alle popolazioni (sia dove c’è penuria di cibo, sia nelle società dove l’obesità è diffusa).

Un approccio innovativo

Ed è in questo filone che si inserisce la valorizzazione e l’adozione di colture resilienti al clima (conosciute con l’acronimo CRC). Si tratta di colture che possono essere una soluzione per mitigare gli effetti del cambiamento climatico sulla produttività agricola e garantire nello stesso tempo un miglioramento sul fronte dell’accessibilità al cibo e a favore di una sostenibilità ambientale.

Le colture con queste caratteristiche appartengono a diverse famiglie di piante e specie vegetali: ne fanno parte cereali (sorgo, miglio, fonio), pseudocereali (amaranto), ma anche radici e tuberi (come la manioca e la patata dolce), legumi (fagioli, ceci, piselli), e legumi oleosi (come arachidi e soia). Quello che accomuna tutte queste varietà è soprattutto la loro capacità di resilienza rispetto ai cambiamenti climatici.

Ma quali sono più nello specifico i vantaggi dal punto di vista agronomico? Innanzitutto, sono caratterizzate da una maggiore resistenza e resilienza rispetto ai cereali più comuni, come frumento, mais e riso, sia ai fattori biotici che a quelli abiotici. Un esempio molto evidente riguarda la tolleranza alle alte temperature che è maggiore (soprattutto nel caso del miglio), e lo stesso vale per i casi di siccità e stress idrico (in questo caso è invece il sorgo ad avere le migliori performances).

I dati dicono che un maggiore utilizzo di questi prodotti sarebbe saggio anche dal punto di vista della sostenibilità ambientale e della biodiversità: oggi, infatti, oltre il 50% delle proteine e delle calorie della dieta globale delle persone sono fornite solo da mais, frumento e riso che, insieme, coprono quasi il 40% di tutto il terreno arabile mondiale. Un altro dato che conferma la necessità di allargarsi a nuovi prodotti è che delle 7000 specie di piante commestibili oggi coltivate o raccolte, solo 150 colture sono poi commercializzate su una scala globale significativa.

Fin qui il problema di decidere di coltivare questi prodotti. Il passaggio successivo è quello di garantire alle persone l’accesso effettivo al cibo e il miglioramento della dieta alimentare. Le proteine nei legumi resilienti al clima sono nettamente migliori rispetto ai cereali oggi più diffusi e a livello di contenuto proteico lo stesso si può dire dei cereali che oggi non vengono prese in considerazione a livello di grandi produzioni. Ad esempio, gli aminoacidi essenziali, spesso poco presenti nel frumento, hanno un peso rilevante e positivo nei legumi. Allo stesso modo se si passa ai minerali, calcio, ferro e zinco sono presenti in dosi molto più importanti nelle colture resistenti al clima: il calcio nel miglio e nell’amaranto; rame e zinco sia per il sorgo che nel miglio.

Applicazioni e interventi da fare

Anche per queste ragioni, alcuni di questi prodotti sono già attualmente utilizzati, per quanto in misura ridotta. Alcuni sfarinati e legumi CRC sono effettivamente già utilizzati sia in prodotti gluten free, dove l’esigenza è di non avere proteine glutiniche, ma anche in blend, accoppiati soprattutto al frumento, per alimenti tradizionali. Ad esempio, in alcuni prodotti da forno, dal pane ai biscotti da prima colazione, ma ci sono dei casi anche nella pasta.

L’esperienza ci dice che introducendo questi sfarinati, c’è stato un effettivo miglioramento dei profili nutrizionali. Dal punto di vista invece della qualità e degli aspetti tecnologici, ossia dei processi di produzione, le esperienze sono più ambivalenti. Nella maggioranza dei casi l’impatto a livello di cambiamenti nel colore, nella consistenza e negli attributi sensoriali è stato negativo. In un esempio citato dalla docente, con il progressivo aumento della percentuale di sorgo nel pane (del 10%, 20%, 30%) si è assistito ad una contemporanea riduzione del volume specifico e un aumento della durezza. Si tratta, come è evidente, di attributi fondamentali per l’accettabilità da parte dei consumatori.

Questo non deve spaventare: esistono soluzioni per migliorare le caratteristiche intervenendo sui processi tecnologici e produttivi con l’obiettivo di renderli più funzionali sia per le aziende produttrici che per i consumatori finali.

La prima strategia per migliorare la qualità nutrizionale e sensoriale parte dalle origini, ossia dalla selezione delle varietà. È compito degli agronomi, dei tecnologi alimentari e dei genetisti cercare nuove varietà e sviluppare quelle con le caratteristiche migliori.

Bisogna poi puntare sui pretrattamenti delle materie prime, intervenendo sugli sfarinati e sui legumi per migliorarne le qualità attraverso germinazione, fermentazione ed estrusione. Questo comporta dei vantaggi anche sui costi. Un ulteriore elemento su cui lavorare riguarda lo sviluppo di formulazioni di ingredienti (come enzimi, idrocolloidi ecc) che possano aiutare la matrice da punto di vista strutturale.

Le biotecnologie sostenibili

Le tecniche di germinazione e di fermentazione sono dette “biotecnologie sostenibili” perché trasformano la materia prima nella sua composizione e realizzano cambiamenti del profilo funzionale e delle funzionalità tecnologiche.

Con la germinazione si attivano dei pool enzimatici che vanno a smantellare i diversi macro-componenti della matrice: agiscono anche sui nutrienti e arricchiscono il prodotto di vitamine e minerali. Hanno un impatto positivo sui fattori nutrizionali.

La fermentazione è un’altra strategia importantissima sempre più usata che permette attraverso l’attività metabolica di arricchire il substrato e di nobilitarlo dal punto di vista nutrizionale. In questo caso c’è anche un impatto positivo dal punto di vista sensoriale e della qualità tecnologica della matrice.

In una case history di germinazione e fermentazione sul sorgo citata dalla professoressa è stato verificato l’effetto di miglioramento in termini di gusto e di consistenza dal punto di vista sensoriale. Sul fronte delle proprietà chimico-fisiche ci sono stati invece miglioramenti incoraggianti, ma ci sono aspetti su cui c’è ancora molto da lavorare.

E questo ci porta alla conclusione: quello delle CRC è un campo davvero nuovo, dove la ricerca conta moltissimo. Siamo ancora in uno stadio iniziale, ma le premesse e i primi risultati sono incoraggianti e spingono a lavorare con fiducia e impegno con la speranza che queste colture riescano a entrare sempre più nelle alimentazioni delle popolazioni.

Focus su Sorgo e Miglio

Per le loro caratteristiche e potenzialità sono oggi tra le più interessanti colture resilienti con potenzialità di sviluppo e utilizzo.

Il Sorgo è una fonte di sostentamento fondamentale per molte popolazioni nel continente africano ed è al centro dell’interesse di pubblicazioni scientifiche e di tecnologi alimentari per le sue potenzialità nutrizionali.

Analizzandolo a fondo, sono emersi due punti di forza e altrettante debolezze. I plus sono la forza nutrizionale (basso indice glicemico e alti contenuti di composti bioattivi) e gli aspetti agronomici (resistenza alla siccità e a diversi stress biotici e abiotici). La complessità dei composti bioattivi costituisce una buona soluzione per la salute e un possibile utilizzo e inserimento nelle diete delle persone che necessitano di attenzione per la digeribilità dell’amido.

Il principale elemento di debolezza è invece il fatto che il sorgo è caratterizzato da proteine altamente idrofobiche, tra cui le prolamine e tra esse le cafirine: questo influenza la digeribilità quando il prodotto viene sottoposto a cottura. L’altro problema è costituito dalla presenza di composti antinutrizionali che vanno a influenzare in modo negativo l’assorbimento di vari nutrienti. Inoltre, il sorgo è naturalmente privo di proteine glutiniche, il che impedisce lo sviluppo della maglia reticolare tipica dei prodotti da forno tradizionali. Questi limiti si traducono in sfide tecnologiche significative che devono essere affrontate.

Il Miglio appartiene alla famiglia delle Poaceae ed è un elemento molto importante nella dieta in Africa e India. Ne esistono di diverse varietà con caratteristiche diverse, anche per colore e morfologia, ma in generale si può dire che tra i suoi vantaggi c’è, quello di essere un prodotto caratterizzato da un ciclo tecnologico breve e con minima necessità di fertilizzanti e pesticidi. Inoltre, è in grado di crescere anche in condizioni di siccità e con alte temperature.

Ha però delle rese inferiori rispetto ai cereali più diffusi. Tra le sue caratteristiche c’è anche quella di essere naturalmente privo di proteine del glutine. Ha infine, un profilo nutrizionale interessante è fonte di aa essenziali, sostanze fitochimiche e micronutrienti.

David Migliori