Tecnologie omiche e caseomica
Negli ultimi venti anni la possibilità di studiare i sistemi molecolari è stata rivoluzionata dallo sviluppo delle scienze omiche che analizzano nel loro insieme i geni del DNA (genomica) e le loro funzioni (genomica funzionale), i trascritti del DNA cioè l’RNA (trascrittomica e analisi del miR-Noma), le proteine (proteomica), i metaboliti all’interno di un organismo (metabolomica) e le reversibili modificazioni del DNA o delle proteine associate al DNA (epigenomica). La diffusione delle discipline omiche è resa possibile dallo sviluppo di tecniche di indagine in grado di generare enormi quantità di dati relativi ai diversi livelli gerarchici di complessità biologica rivoluzionando lo studio dei sistemi complessi, e dalla contestuale disponibilità di piattaforme tecnologiche che consentono livelli di produttività e costi di analisi impossibili con le tecniche tradizionali. Tutto questo ha portato a una rivoluzione nel campo della ricerca con un approccio olistico al problema biologico. Un settore delle tecnologie omiche è rappresentato dalla loro applicazione per una più approfondita conoscenza dei meccanismi molecolari che determinano le caratteristiche e la qualità dei formaggi, dando origine alla caseomica (cheesomics).
Caseomica studio del microbiota dei formaggi
Il latte è un alimento molto complesso, destinato a soddisfare le esigenze nutrizionali e difensive dei neonati dei mammiferi e dotato di un’ampia e diversificata popolazione microbiologica (microbiota) che ha un ruolo fondamentale durante i processi di trasformazione casearia, contribuendo allo sviluppo del sapore, aroma e consistenza tipici dei diversi tipi di formaggi. Comprendere le dinamiche del microbiota del latte è di fondamentale importanza per il controllo delle caratteristiche qualitative, sensoriali e di biosicurezza dei prodotti lattiero-caseari, e sebbene da almeno un secolo molte ricerche abbiano studiato il contributo di singoli o pochi microrganismi, mancano ancora precise informazioni sulle comunità microbiche. Come rilevano Tilocca B. e collaboratori, del Department of Health Sciences dell’Università della Magna Grecia di Catanzaro (Tilocca B., Costanzo N., Morittu V. M., Spina A. A., Soggiu A., Britti D., Roncada P., Piras C. – Milk microbiota: Characterization methods and role in cheese production – J Proteomics. 2020 Jan 6), le piattaforme omiche e gli strumenti bioinformatici di oggi consentono di indagare le popolazioni microbiologiche associate al formaggio in termini filogenetici e funzionali, mettendo in evidenza gli effetti delle diverse variabili casearie. Una letteratura significativa inizia oggi a fornire dati riguardanti il microbiota associato al latte e ai formaggi, e le loro dinamiche strutturali e funzionali anche in relazione alle diverse tecnologie di produzione casearia. Una precisa conoscenza delle comunità microbiche del latte e dei formaggi è oggigiorno considerata un fattore chiave nel settore lattiero-caseario perché consente una conoscenza completa di come le fasi del processo di produzione di formaggio incidano sulla microflora ospitata e, di conseguenza, di prevedere le conseguenze nei prodotti finiti per quanto riguarda la consistenza, le caratteristiche organolettiche, l’appetibilità e la biosicurezza del prodotto finale. Le ricerche omiche permettono inoltre di avere conoscenze per migliorare le colture di avviamento (starter) e le pratiche e tecnologie di produzione casearia, e di ottenere prodotti caseari biologicamente sicuri e uniformi, con forti vantaggi economici per le grandi industrie e per i caseifici tradizionali locali.
Caseomica, gusto e qualità dei formaggi
Un aspetto applicativo particolare della caseomica affrontato dai ricercatori australiani è quello del gusto dei formaggi (Afshari R., Pillidge C. J., Dias D. A., Osborn A. M., Gill H. – Cheesomics: the future pathway to understanding cheese flavour and quality – Crit Rev Food Sci Nutr. 2020; 60(1), 33-47). Il formaggio è un prodotto lattiero-caseario fermentato che ospita diverse comunità microbiche (microbiota) che cambiano nel tempo e variano a seconda del tipo di formaggio e delle rispettive colture di avviamento. I microrganismi del microbiota svolgono un ruolo fondamentale nel determinare il sapore, la qualità e la sicurezza del prodotto finale. Per questo la ricerca sulla composizione del microbiota del formaggio, e dei meccanismi molecolari subordinati coinvolti nella maturazione di questi prodotti, è oggetto di numerosi studi che attualmente si giovano di metodi di sequenziamento di nuova generazione e di sofisticati strumenti bioinformatici che stanno fornendo approfondimenti sulla composizione e sulla potenziale funzionalità del microbiota del formaggio ben oltre le informazioni che si erano ottenute con i metodi della classica tradizionale microbiologia. Le moderne tecnologie omiche stanno portando a una migliore comprensione della composizione del microbiota dei formaggi e delle sue funzioni nella loro produzione, mettendo in luce le opportunità attraverso le quali l’integrazione di diverse piattaforme analitiche multi-omiche (caseomica o cheesomica) potrebbe essere utilizzata per far progredire la nostra conoscenza del processo di maturazione del formaggio e identificare i biomarcatori per prevedere il sapore, la qualità, la consistenza e la sicurezza del formaggio, e i metaboliti bioattivi che potrebbero influenzare la salute umana.
Con i moderni sistemi d’analisi del microbioma dei formaggi è anche possibile determinare l’origine del latte, come dimostrano i risultati ottenuti sulle mozzarelle da Marino e collaboratori (Marino M., Dubsky de Wittenau G., Saccà E., Cattonaro F., Spadotto A., Innocente N., Radovic S., Piasentier E., Marroni F. – Metagenomic profiles of different types of Italian high-moisture Mozzarella cheese – Food Microbiol. 2019 Jun; 79:123-131) utilizzando un approccio di Next Generation Sequencing al fine di identificare i possibili driver della diversità batterica. Le mozzarelle di latte di mucca e di bufalo acidificate con colture commerciali sono dominate dallo Streptococcus thermophilus, mentre le mozzarelle di latte di bufalo acidificate con colture di siero di latte naturale mostrano una prevalenza di L. delbrueckii subsp. bulgaricus, L. helveticus e S. thermophilus. Inoltre, l’analisi dei cluster separa chiaramente le mozzarelle di latte vaccino da quelle di latte bufalino, le prime con una prevalenza più elevata di taxa psicrofili e le seconde di Lactobacillus e Streptococcus. Una maggiore prevalenza di specie psicofile presenti nei campioni raccolti presso la grande distribuzione suggerisce anche che protratte esposizioni alle temperature di raffreddamento e tempi di produzione-consumo più lunghi possono influenzare significativamente la diversità del microbiota e questi risultati possono aiutare a rilevare qualche tipo di abuso termico durante la produzione o lo stoccaggio della mozzarella.
Giovanni Ballarini, dal 1953 al 2003 è stato professore dell’Università degli Studi di Parma, nella quale è Professore Emerito. Dottor Honoris Causa dell’Università d’Atene (1996), Medaglia d’oro ai Benemeriti della Scuola, della Cultura e dell’Arte del Ministero della Pubblica Istruzione della Repubblica Italiana, è stato insignito dell’Orde du Mérite Agricole della Repubblica Francese. Premio Scanno – Università di Teramo per l’Alimentazione nel 2005, Premio Giovanni Rebora 2014, Premio Baldassarre Molossi Bancarella della Cucina 2014, Grand Prix de la Culture Gastronomique 2016 dell’Académie Internationale de la Gastronomie.
Da solo e in collaborazione con numerosi allievi, diversi dei quali ricoprono cattedre universitarie, ha svolto un’intensa ricerca scientifica in numerosi campi, raggiungendo importanti e originali risultati, documentati da oltre novecento pubblicazioni e diversi libri.
Da trenta anni la sua ricerca è indirizzata alla storia, antropologia e in particolare all’antropologia alimentare e anche con lo pseudonimo di John B. Dancer, ha pubblicato oltre quattrocento articoli e cinquanta libri, svolgendo un’intensa attività di divulgazione, collaborando con riviste italiane, quotidiani nazionali e partecipando a trasmissioni televisive. Socio di numerose Accademie Scientifiche è Presidente Onorario dell’Accademia Italiana della Cucina e già Vicepresidente della Académie Internationale de la Gastronomie.
