Alghe – Nutra Horizons 6/2023

MONICA TORRIANI
Consulente scientifica | Italia

INTRODUZIONE

Lo scenario oggi dominante nel contesto mondiale esaspera la criticità dell’accesso al cibo e della necessità di produrre alimenti caratterizzati da elevato valore nutritivo. Considerato che la popolazione mondiale al 2050 è stimata raggiungere i 10 miliardi di persone e data la contestuale presenza di fattori incombenti quali la crisi energetica e le modificazioni climatiche, il bisogno di ricorrere a fonti proteiche alimentari sostenibili sia dal punto di vista ambientale che economico è pressante. In tale contesto, l’obiettivo di espandere la produzione alimentare nel rispetto dei Sustainable Development Goals indicati dall’Organizzazione per le Nazioni Unite (ONU) appare quanto meno ambizioso (1, 2, 3, 4, 5).

Le alghe sono da tempo studiate per l’importante valore nutritivo, per gli aspetti vantaggiosi in termini di sostenibilità e di abbondanza e per le promettenti applicazioni nella produzione di alimenti e nutraceutici. Tuttavia, al fine di predisporre opportune raccomandazioni dietetiche e individuarne le applicazioni ottimali è necessario il supporto di ulteriori studi (1, 6).

Negli anni, la comunità scientifica è stata impegnata in ricerche che ne hanno evidenziato l’effetto protettivo nei confronti dei meccanismi omeostatici del glucosio e dei lipidi, nonché l’azione antinfiammatoria. Nondimeno, allo scopo di diffonderne l’utilizzo sarà imprescindibile conoscere l’impatto di un’assunzione a lungo termine sul metabolismo e, più in generale, sulla salute (1).

Un ulteriore punto di interesse è rappresentato dall’accettabilità: per favorirne l’impiego a scopo alimentare sarà importante identificare sistemi attraverso i quali aumentarne la sensorialità, modificandone la pigmentazione, l’odore e il gusto (1).

IL CONSUMO DI ALGHE E I VANTAGGI PER L’AMBIENTE

Le alghe sono un gruppo di organismi eucarioti fotosintetici che vengono classificati in due vaste categorie: quella delle microalghe (organismi unicellulari fra cui la Chlorella spp. e la Spirulina) e quella delle macroalghe (che vengono definite alghe anche nel linguaggio comune).

Rispetto alla maggior parte delle piante terrestri, questi organismi sono caratterizzati da una velocità di crescita molto più elevata e da un apporto proteico più corposo. I loro vantaggi in termini di sostenibilità rispetto alle fonti proteiche convenzionali si basano sul fatto che non competono con le altre fonti alimentari per il consumo di acqua potabile e di terreno: possono essere coltivate nei mari o nei laghi ma anche all’interno di specifiche apparecchiature (fotobioreattori) in modalità carbon-neutral o a basso consumo di risorse energetiche (1, 6, 7, 8, 9, 10, 11).

Nell’ottica di soddisfare le richieste nutrizionali in rapida espansione, occorre porsi la questione della scalabilità di produzione e approfondire gli aspetti inerenti la classificazione come novel food ai sensi della Novel Food Regulation (EU) 2015/2283, essa stessa messa in discussione da una tradizione secolare di consumo effettivo (1, 12, 13).

RICCHE DI NUTRIENTI, MA LA BIODISPONIBILITÀ?

Come fonte alimentare, le alghe sono ricche in proteine, lipidi, vitamine (A, C, D, E, K e B₁, B₂, B₆ e B₁₂, acido folico, niacina e acido pantotenico), minerali (ferro, calcio, magnesio, potassio) e acidi grassi essenziali (omega-3, omega-6). Le microalghe, in particolare, contengono il 50-70% in peso (a secco) di proteine, caratterizzate dalla presenza di tutti e 9 gli aminoacidi essenziali. Questo aspetto le rende equivalenti dal punto di vista nutrizionale alla carne e alla soia, superando le uova (13%) e legittimandole come fonte proteica promettente per la promozione della salute del muscolo (14, 15, 16, 17, 18).

Per contro, sono relativamente deficitarie per quanto riguarda il contenuto in aminoacidi solforati (cisteina e metionina), il cui apporto giornaliero raccomandato da FAO/WHO/UN è pari a 13-15 mg/kg (14, 15, 16, 19).

Inoltre, i dati emersi da alcuni studi sulla effettiva biodisponibilità della vitamina B₁₂ sono contrastanti: si cita, a titolo di esempio, il caso della Spirulina, che contiene prevalentemente pseudo-B₁₂, inattiva nell’uomo, oltre a diversi composti che possono, in determinate condizioni, interferire con l’assorbimento di tale vitamina (17, 18, 20, 21) .

Infine, la loro capacità di formare micelle facilita l’assorbimento dei minerali, come confermato nei modelli digestivi in vitro (22).

NON SOLO PROTEINE

Per quanto riguarda i macronutrienti, le alghe sono note per il loro contenuto in carboidrati, che soprattutto nelle microalghe sono rappresentati da fibra indigeribile che agisce da prebiotico, promuovendo la peristalsi intestinale, aumentando il senso di sazietà, rallentando lo svuotamento gastrico e contribuendo a modulare la risposta glicemica all’introduzione di carboidrati complessi (23).

I composti lipidici, contenuti in percentuali inferiori al 5% nelle macroalghe e in percentuali più importanti che oscillano fra il 20 ed il 50% nelle microalghe, vengono impiegati nell’organismo vegetale per immagazzinare energia e come componente strutturale. Gli acidi grassi polinsaturi a catena lunga potrebbero avere applicazioni interessanti nella produzione di integratori alimentari e farmaci. Da alcuni studi risulta, tuttavia, che la loro bioaccessibilità potrebbe essere limitata dalla presenza delle pareti cellulari (24, 25).

Per quanto riguarda i co-nutrienti, è rilevante la presenza di carotenoidi (inclusa l’astaxantina, la fucoxantina e la zeaxantina), di cui le alghe costituiscono una fonte costo-efficace, e polifenoli. Acidi fenolici, flavonoidi e lignani sono composti caratterizzati da potente azione antiossidante e antinfiammatoria che possono contribuire alla protezione cellulare dallo stress ossidativo e alla cardioprotezione (14, 15, 16, 26, 27, 28, 29).

TUTTE LE POSSIBILI APPLICAZIONI: LO STEP LIMITANTE DELLA BIODISPONIBILITÀ

Le alghe sono considerate un superfood per il loro contenuto in un’ampia gamma di vitamine (provitamina A, vitamine del gruppo B, vitamina C, vitamina E, acido folico, niacina e acido pantotenico) e minerali. La loro composizione asseconda i criteri indicati nelle linee guida della FAO (Food and Agricolture Organization) (17, 22, 30). Malgrado ciò, gli effetti derivanti dal loro consumo in alternativa alle fonti proteiche convenzionali sono in larga parte ancora sconosciuti, specialmente per ciò che concerne la biodisponibilità delle proteine e la capacità delle cellule di utilizzarle, e meriterebbero pertanto verifiche più specifiche e approfondite dal punto di vista della ricerca. Accanto a ciò, riveste grande interesse la possibilità di impiegare le alghe come ingrediente per la produzione di alimenti fortificati e come alimento destinato agli allevamenti, un’applicazione che permette la generazione di dati preliminari di sicurezza utili anche per l’uomo (31, 32, 33, 34).

L’impiego di alcune specie nella formulazione di integratori alimentari e farmaci viene visto con interesse dall’industria e dal mercato. Tuttavia, il raggiungimento di questo obiettivo è subordinato alla verifica della effettiva digeribilità, bioaccessibilità e bioattività dei componenti di interesse (18, 24, 25, 35).

Mentre la ricerca è focalizzata prevalentemente sull’analisi degli effetti sull’organismo, le interazioni con la salute sono in gran parte ancora ignote. Ad oggi, sono stati dimostrati gli effetti ipoglicemizzanti e sazianti, il contributo al miglioramento del metabolismo lipidico e le ricadute positive sull’infiammazione e sulla salute dell’intestino. Risultati incoraggianti, che tuttavia richiedono ulteriori ricerche finalizzate a determinare i dosaggi ideali, gli effetti a lungo termine e potenziali trattamenti mirati ad espandere la biodisponibilità dei nutrienti estratti dalle alghe.

Riferimenti bibliografici

1. Jia Yee Wu et al. The utility of algae as sources of high value nutritional ingredients, particularly for alternative/complementary proteins to improve human health. Frontiers Nutrition. (2023) https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fnut.2023.1277343/full#:~:text=Algae%20has%20emerged%20as%20a,as%20a%20viable%20protein%20source.
2. M. van Dijk et al. A meta-analysis of projected global food demand and population at risk of hunger for the period 2010–2050. Nature Food. (2021) https://www.nature.com/articles/s43016-021-00322-9
3. D. Adam. How far will global population rise? Researchers can’t agree. Nature. (2021) https://www.nature.com/articles/d41586-021-02522-6
4. Sustainable Development Goals. United Nations https://sdgs.un.org/goals
5. J.A. Gephart et al. The environmental cost of subsistence: Optimizing diets to minimize footprints. Science of the Total Environment. (2016) https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0048969716302613?via%3Dihub
6. M.D. Guiry. How many species of algae are there? Journal of Phycology. (2012) https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1529-8817.2012.01222.x
7. B. Klamczynska et al. Chapter 20 – Heterotrophic Microalgae: A Scalable and Sustainable Protein Source. Sustainable Protein Sources. (2017) https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/B9780128027783000202
8. T. Garnett. Food sustainability: problems, perspectives and solutions. Proceedings of the Nutrition Society. (2013) https://www.cambridge.org/core/journals/proceedings-of-the-nutrition-society/article/food-sustainability-problems-perspectives-and-solutions/B75C1F93146221F8EDD98A90CF9A67A2
9. C.H. Greene et al. Algal solutions: Transforming marine aquaculture from the bottom up for a sustainable future. Plos Biology. (2022) https://journals.plos.org/plosbiology/article?id=10.1371/journal.pbio.3001824
10. C.H. Greene et al. Marine Microalgae: Climate, Energy, and Food Security from the Sea. (2016) https://tos.org/oceanography/article/marine-microalgae-climate-energy-and-food-security-from-the-sea
11. G. D. Price et al. The cyanobacterial CCM as a source of genes for improving photosynthetic CO₂ fixation in crop species. Journal of Experimental Botany. (2013) https://academic.oup.com/jxb/article/64/3/753/532261?login=false
12. A. Ferreira et al. Algae as Food in Europe: An Overview of Species Diversity and Their Application. Foods. (2022) https://www.mdpi.com/2304-8158/11/13/1871
13. REGOLAMENTO (UE) 2015/2283 DEL PARLAMENTO EUROPEO E DEL CONSIGLIO del 25 novembre 2015 relativo ai nuovi alimenti e che modifica il regolamento (UE) n. 1169/2011 del Parlamento europeo e del Consiglio e abroga il regolamento (CE) n. 258/97 del Parlamento europeo e del Consiglio e il regolamento (CE) n. 1852/2001 della Commissione. https://eur-lex.europa.eu/legal-content/IT/TXT/?uri=celex%3A32015R2283
14. J.A. Teixeira et al. Algal proteins: Production strategies and nutritional and functional properties. Bioresource Technology. (2021) https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0960852421004648?via%3Dihub
15. N. Saari et al. Microalgae for High-Value Products Towards Human Health and Nutrition. Marine Drugs. (2019) https://www.mdpi.com/1660-3397/17/5/304
16. El-Sayed Salama et al. The recent progress on the bioactive compounds from algal biomass for human health applications. Food Bioscience. (2023) https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S221242922200726X?via%3Dihub
17. A.L. Rauma et al. Vitamin B-12 Status of Long-Term Adherents of a Strict Uncooked Vegan Diet (“Living Food Diet”) Is Compromised. The Journal of Nutrition. (1995) https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0022316622018764
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19. Protein and amino acids requirements in human nutrition. Report of a joint WHO/FAO/UNU Expert Consultation https://iris.who.int/bitstream/handle/10665/43411/WHO?sequence=1
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21. Ravi Sarada et al. Improvement of vitamin B₁₂ status with Spirulina supplementation in Wistar rats validated through functional and circulatory markers. Journal of Food Biochemistry. (2019) https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/jfbc.13038
22. O. Hernandez-Hernandez et al. In vitro Digestibility of Dietary Carbohydrates: Toward a Standardized Methodology Beyond Amylolytic and Microbial Enzymes. Frontiers Nutrition. (2019) https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fnut.2019.00061/full
23. S.H. Brawley et al. Algae as nutritional and functional food sources: revisiting our understanding. Journal of Applied Phycology. (2016) https://link.springer.com/article/10.1007/s10811-016-0974-5
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31. K. Suzuki et al. Effect of dietary addition of seaweed and licorice on the immune performance of pigs. Animal Science Journal. (2010) https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1740-0929.2010.00826.x
32. F. Andri et al. The effects of dietary seaweed inclusion on growth performance of broiler chickens: a systematic review and meta-analysis. F1000 Research. (2020) https://f1000research.com/articles/9-1087/v1
33. Alaeldin M. Abudabos et al. Nutritional Value of Green Seaweed (Ulva Lactuca) for Broiler Chickens. Italian Journal of Animal Science. (2013) https://www.tandfonline.com/doi/full/10.4081/ijas.2013.e28
34. M. Fradique et al. Incorporation of Chlorella vulgaris and Spirulina maxima biomass in pasta products. Part 1: Preparation and evaluation. Journal of the Science of Food and Agriculture. (2010) https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/jsfa.3999
35. G. Tribuzi et al. Digestibility, bioaccessibility and bioactivity of compounds from algae. Trends in Food Science & Technology. (2022) https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0924224422000528?via%3Dihub

Biografia

Monica Torriani è laureata in Farmacia e si occupa di comunicazione nel settore healthcare. È consulente per l’industria farmaceutica e scrive per diverse testate editoriali; è membro del Gruppo di Lavoro SIARV sui Dispositivi Medici e socio AFI Scientifica. Ha creato il blog WELLNESS4GOOD – parole e farmaci.

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