L’agricoltura cellulare è una tecnologia per produrre cibo
L’agricoltura cellulare è una tecnologia che mira alla produzione di carne coltivata o pesce coltivato ed altri derivati animali a partire da coltivazioni cellulari, anziché da allevamenti animali. Tali cellule possono essere sia cellule animali sia microrganismi (come batteri e lieviti usati nella produzione di pane e birra). Assieme alla produzione di proteine su base vegetale, l’agricoltura cellulare costituisce uno dei pilastri dell’emergente settore delle proteine complementari.
L'industria dell’agricoltura cellulare riguarda in particolar modo il settore alimentare, mirando alla coltivazione cellulare di carne, pesce, ma anche latte, latticini ed altri prodotti. Ulteriori applicazioni possono riguardare anche i settori tessile, delle materie prime e cosmetico.
Nell'immagine, il prototipo inaugurale dell'hamburger prodotto a partire da carne coltivata, sviluppato nel 2013 nel laboratorio di Mark Post nei Paesi Bassi. Questo risultato è stato reso possibile grazie al finanziamento fornito da Sergey Bin, co-fondatore di Google. L'hamburger è stato degustato in diretta durante una trasmissione televisiva della BBC a Londra, suscitando grande interesse e dibattito sul futuro della produzione alimentare.
La carne (o pesce) prodotta tramite agricoltura cellulare è definita carne (o pesce) coltivata, in quanto carne prodotta direttamente da cellule animali, appositamente coltivate al fine di ottenere un prodotto in tutto e per tutto identico alla carne convenzionale, senza tuttavia la necessità di allevare e macellare animali. La carne coltivata vuole essere, infatti, composta dei medesimi tipi di cellule, disposte in strutture similari rispetto a quelle dei tessuti animali, allo scopo di replicare i profili sensoriali e nutrizionali dei tradizionali prodotti di macelleria.
I prodotti caseari (ma non solo) prodotti tramite agricoltura cellulare sono ottenuti nello specifico tramite la tecnologia definita fermentazione di precisione. Per fare ciò, si impiegano batteri o lieviti, generalmente geneticamente modificati, al fine di produrre ingredienti in tutto e per tutto identici a quelli che già si trovano in prodotti animali conosciuti al pubblico. Alcuni esempi, sono la caseina e la lattoferrina, che si trovano comunemente nel latte vaccino.
Tecnologia
Il processo della coltivazione cellulare inizia con l’acquisizione - tramite procedimenti minimamente invasivi o da carcasse - di cellule primarie da animali. Dette cellule possono essere analizzate e selezionate in laboratorio per creare linee cellulari, più stabili rispetto alle precedenti. Le cellule vengono coltivate all’interno di appositi macchinari (denominati bioreattori o coltivatori). Similmente a quanto accade alle cellule del medesimo tipo che vengano sviluppate all’interno dell’animale, le cellule staminali vengono nutrite con un liquido di coltura ricco di ossigeno e di altri nutrienti quali amminoacidi, glucosio, vitamine e sali inorganici, integrato con proteine ed altri fattori di crescita. Grazie a stimoli biologici, le cellule così coltivate prima attraversano una fase di proliferazione e successivamente di differenziamento nei diversi tipi di cellule (ad es. fibre muscolari, cellule adipose e del tessuto connettivo) necessari ai fini della composizione del prodotto finale desiderato. Tale differenziamento puó avvenire in modo “disordinato”, risultando in un ingrediente per un alimento non strutturato, come hamburger, polpette o salsicce. Alternativamente, il differenziamento può avvenire in modo “ordinato“, sfruttando strutture di sostegno (o scaffold edibili) oppure usando la tecnica del bioprinting. Tali approcci possono consentire anche la produzione di alimenti strutturati, quali bistecche, filetti o petto. A seconda del tipo di cellule coltivate (ad es. di pollo, di manzo o di tonno) e la relativa efficienza, il completamento di questo processo richiede in linea di principio dalle 2 alle 8 settimane.
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Esempio di processo di produzione di carne coltivata, con i principali ambiti di studio e fasi. Essi comprendono: prelievo di cellule primarie (staminali), passaggio a linee cellulari, liquido di coltura, bioreattore, scaffold e bioprinting.
Ecologia
Produrre carne tramite agricoltura cellulare richiede solo una frazione delle risorse sfruttate nella produzione di carne convenzionale, con conseguenti enormi benefici su molti e fondamentali aspetti della vita sulla Terra: dal contenimento dell’inquinamento e dei cambiamenti climatici alla preservazione della biodiversità, dalla limitazione della resistenza batterica agli antibiotici alla riduzione di pandemie zoonotiche e di patologie legate all’alimentazione ed all’inquinamento.
Con il rapido sviluppo dell'agricoltura cellulare, il panorama alimentare é dunque destinato a mutare radicalmente e per il meglio sia dell’ambiente, sia della salute.
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Immagine da WhatIsCultivatedMeat.com.
Industria
Nel corso dell’ultimo decennio il settore della coltivazione di carne ha conosciuto uno sviluppo tecnico-scientifico sorprendente, con un trend d’espansione sempre più rapido, l’interessamento di sempre più soggetti pubblici e privati, una forte crescita degli investimenti e floride prospettive di prossima produzione su scala industriale. Nel 2021, nonostante gli effetti della pandemia da Covid-19, gli investimenti a livello globale nel settore della coltivazione di carne sono ammontati al 71% degli investimenti registrati in tutta la storia dell’industria, con un aumento del 92% rispetto all'anno precedente.
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Immagine da gfi.org.
Regolamentazione
Ad oggi, Singapore, USA e Israele hanno autorizzato la vendita di prodotti contenenti carne coltivata. Sempre più Paesi (UK, Brasile, Australia, India, Giappone, ecc.) si stanno attivando per definire la regolamentazione per la commercializzazione di questi prodotti; alcuni di essi sono in procinto di varare il regime normativo-amministrativo del commercio di carne coltivata. Nell’Unione europea, in particolare, sarà necessario domandare ed ottenere l’autorizzazione al commercio di nuovo prodotto alimentare ai sensi del Novel Foods Regulation (Regolamento UE n. 2283/2015), passando da EFSA E Commissione Europea.
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Immagine da newprotein.org.