Un team di ricercatori dell’Ocean University of China ha sviluppato un metodo innovativo per la produzione di filetti di pesce coltivato utilizzando microtrasportatori porosi commestibili (EPMs) e biostampa 3D.
L’Alternativa alla Pesca Tradizionale
La pesca eccessiva, i cambiamenti climatici e la sicurezza alimentare sono temi di crescente preoccupazione, spingendo la ricerca verso soluzioni alternative come il pesce coltivato. Tuttavia, produrre questi alimenti su larga scala senza comprometterne consistenza, struttura e valore nutrizionale rappresenta ancora una sfida.
Uno studio pubblicato su Nature Communications illustra come le cellule muscolari e adipose del pesce possano essere coltivate, trasformate in un bioinchiostro e stampate in 3D per ottenere filetti simili a quelli del pesce selvatico.
L’Utilizzo dei Microtrasportatori per la Crescita Cellulare
I ricercatori hanno lavorato all’ottimizzazione degli EPMs a base di gelatina per migliorare l’adesione, la crescita e la differenziazione cellulare. Aggiungendo cloruro di sodio (NaCl) durante la reticolazione criogenica, hanno regolato la formazione dei cristalli di ghiaccio, ottenendo una struttura porosa ideale per la coltivazione cellulare ad alta densità.
Grazie a questo metodo, le cellule satelliti muscolari (SCs) e le cellule staminali adipose (ASCs) del croaker giallo hanno raggiunto densità di 6,25 × 10⁵ e 5,77 × 10⁵ cellule/mL, con un incremento rispettivamente di 499 e 461 volte rispetto ai livelli iniziali.
Per verificare la scalabilità del processo, il team ha spostato la coltura cellulare da matracci rotanti da 125 mL a un bioreattore da 4 litri, ottenendo un tasso di vitalità cellulare superiore all’80%. Il metodo di digestione con collagenasi si è dimostrato il più efficace nel trasferire le cellule su nuovi microtrasportatori, garantendo una distribuzione uniforme e riducendo la perdita cellulare.
L’analisi del sequenziamento dell’RNA ha confermato che le cellule espanse mantenevano la capacità di differenziarsi, evidenziando un aumento dei geni associati alla crescita muscolare, alla ristrutturazione della matrice extracellulare e alla regolazione del ciclo cellulare.
Dal Bioreattore alla Stampa 3D
Dopo la maturazione, i tessuti muscolari e adiposi sono stati combinati in un bioinchiostro ed estrusi attraverso una biostampante 3D commerciale per creare filetti strutturati di 100 mm di lunghezza e 15 mm di altezza. Questi filetti presentavano una stratificazione simile alla muscolatura naturale e, una volta cotti, sviluppavano una superficie dorata grazie alla reazione di Maillard.
Le analisi hanno mostrato che i filetti stampati mantenevano circa il 70% di umidità e registravano una perdita di peso del 35%, dati in linea con quelli del pesce convenzionale. Tuttavia, alcune caratteristiche testurali come la masticabilità e la coesione risultavano leggermente inferiori, lasciando margini di miglioramento nella strutturazione del prodotto alimentare.
Valore Nutrizionale e Possibilità di Sviluppo
Sul piano nutrizionale, il pesce coltivato presentava 8,5 grammi in più di proteine ogni 100 grammi rispetto al pesce naturale, con una riduzione del 68,92% di grassi e dell’87,93% di colesterolo. Il profilo degli acidi grassi omega-3 risultava stabile, mentre il contenuto di sodio era superiore di 192,7 mg/100 g rispetto al pesce naturale. Si è inoltre registrato un aumento del 51% degli amminoacidi essenziali. L’analisi dei composti volatili ha evidenziato differenze negli aromi, suggerendo la necessità di ulteriori miglioramenti per affinare il gusto.
Sebbene la scalabilità sia ancora un obiettivo da perfezionare, gli studiosi stimano che un bioreattore da 100 litri potrebbe produrre circa 750 grammi di pesce coltivato per lotto, suggerendo un potenziale commerciale per l’espansione cellulare basata sugli EPMs.
Il Futuro del Pesce Stampato in 3D
La ricerca dimostra che la produzione di pesce coltivato strutturato è fattibile, aprendo nuove prospettive per la biostampa e la coltura cellulare ad alta densità. Affinare l’allineamento delle fibre, la composizione del bioinchiostro e i costi di produzione sarà fondamentale per rendere questa tecnologia accessibile su larga scala.
Le aziende stanno già esplorando metodi per migliorare i prodotti ittici alternativi. Nel 2024, la startup viennese Revo Foods ha collaborato con l’azienda belga Paleo per sviluppare un salmone vegano stampato in 3D, arricchito con la proteina Mioglobina per migliorare sapore, colore e contenuto di ferro. Questa proteina, normalmente presente nei muscoli animali, viene ricreata senza utilizzare ingredienti di origine animale.
Un ulteriore progetto dell’azienda Legendary Vish, nato nel 2020 da un gruppo di studenti internazionali, si è concentrato su filetti di pesce a base vegetale stampati in 3D. Partendo da un metodo di estrusione sviluppato nel 2017 con il supporto di un finanziamento UE, il team ha cercato di offrire un’alternativa sostenibile ai prodotti ittici, affrontando questioni legate alla pesca e all’impatto ambientale.
Queste iniziative suggeriscono che la biostampa potrebbe giocare un ruolo chiave nel futuro della produzione alimentare, offrendo un’opzione sostenibile per soddisfare la domanda globale di pesce senza compromettere gli ecosistemi marini.
