Non tutte le alghe sono uguali: alla ricerca di nuovi composti che riducono la produzione ruminale di metano

La riduzione delle emissioni di metano provenienti dagli allevamenti di ruminanti è oggi una delle grandi sfide della zootecnia sostenibile. Il metano, prodotto naturalmente durante la fermentazione ruminale, rappresenta una perdita energetica per l’animale e contribuisce in modo significativo all’impatto climatico del settore lattiero-caseario. Negli ultimi anni, l’attenzione della ricerca si è concentrata sulle alghe marine come potenziale fonte di composti naturali in grado di inibire la produzione di metano (Nørskov et al., 2021).

Alcune specie, come Asparagopsis taxiformis, hanno mostrato effetti molto marcati, ma spesso legati alla presenza di composti alogenati (come il bromoformio), che sollevano dubbi in termini di sicurezza, stabilità e applicabilità pratica (Machado et al., 2014). In questo contesto, diventa fondamentale esplorare specie algali alternative, possibilmente prive di composti indesiderati, e soprattutto capire quali molecole siano realmente responsabili dell’effetto di inibizione della metanogenesi (Wang et al., 2008; Molina-Alcaide et al., 2017; Vissers et al., 2018; Thorsteinsson et al., 2023).

In particolare, non basta aggiungere l’alga “intera” agli alimenti zootecnici: occorre separare, concentrare e caratterizzare i principi attivi principali verosimilmente responsabili dell’azione desiderata (Lefebvre et al., 2021).

In un articolo scientifico pubblicato da Curtasu et al. (2025) sulla rivista Algal Research, l’obiettivo era quello di identificare composti bioattivi con potenziale effetto di riduzione del metano, partendo da tre macroalghe diffuse nei mari del Nord Europa, in particolare: Dictyota dichotoma (alga bruna), Sargassum muticum (alga bruna invasiva), e Delesseria sanguinea (alga rossa). Per farlo, gli autori hanno seguito una strategia rigorosa in tre passaggi.

La prima è stata l’estrazione dei metaboliti utilizzando solventi con diversa polarità (metanolo, acetato di etile, eptano), così da coprire un ampio spettro chimico; la seconda è stata il frazionamento degli estratti mediante colonne SPE-C18, per separare gruppi di composti con caratteristiche chimiche simili; la terza ed ultima si è basata su una valutazione biologica degli estratti e delle frazioni in un sistema di fermentazione ruminale in vitro, misurando produzione di gas totale, metano, acidi grassi volatili e degradabilità della sostanza secca.

Il tutto è stato affiancato da una metabolomica untargeted sfruttando cromatografia liquida accoppiata a spettrometria di massa ad alta risoluzione (LC-QTOF-MS), indispensabile per collegare gli effetti biologici osservati a specifici profili chimici.

Negli ultimi anni, infatti, la metabolomica si è affermata come uno strumento chiave nello studio dei sistemi zootecnici complessi, in particolare nel settore lattiero-caseario. A differenza degli approcci classici, focalizzati su singoli parametri produttivi o fermentativi, la metabolomica consente di osservare in modo globale l’insieme dei metaboliti coinvolti nei processi biologici, offrendo una visione integrata di ciò che accade nel rumine, nei biofluidi animali e nei mangimi.

L’approccio untargeted, in particolare, permette di esplorare senza preconcetti l’intero profilo metabolico di matrici complesse come alghe, mangimi o fluidi ruminali, rendendo possibile l’identificazione di composti bioattivi inattesi o finora trascurati. Questo è un aspetto cruciale negli studi di mitigazione del metano, dove l’effetto biologico è spesso il risultato dell’azione combinata di più molecole, piuttosto che di un singolo principio attivo.

Accanto a questo, la metabolomica targeted rappresenta il naturale completamento del percorso: una volta individuate le classi di composti potenzialmente responsabili dell’effetto osservato, l’analisi mirata consente di quantificarli con maggiore accuratezza, seguirne il destino durante la fermentazione ruminale e valutarne la relazione dose–risposta.

In ambito “animal and dairy science”, l’integrazione di approcci untargeted e targeted permette quindi di passare dalla semplice osservazione dell’effetto alla comprensione dei meccanismi, facilitando lo sviluppo di additivi nutrizionali più efficaci, riproducibili e compatibili con la fisiologia del rumine.

Risultati principali

Il primo risultato importante è che le tre alghe presentano profili chimici e metabolomici profondamente diversi. Quindi, non si tratta solo di specie diverse, ma vere e proprie “firme chimiche” distinte.

Dictyota dichotoma è risultata ricca di composti lipofili, in particolare diterpenoidi, retinoidi e altre molecole lipidiche; Sargassum muticum ha mostrato un’abbondanza di acidi grassi solfatati e composti solforati; Delesseria sanguinea è risultata invece dominata da metaboliti più idrofili, con un profilo meno promettente dal punto di vista di inibizione della metanogenesi.

Dal punto di vista funzionale, il dato più rilevante riguardava Dictyota dichotoma. Infatti, gli estratti lipofili ottenuti con acetato di etile ed eptano (come solventi di estrazione) hanno ridotto in modo significativo la produzione totale di gas e la produzione di metano già dopo 24 ore di fermentazione. Inoltre, si è osservato uno spostamento della fermentazione verso la produzione di propionato, un segnale classico di inibizione selettiva degli Archea metanogeni.

Tuttavia, ed è qui che emerge una delle maggiori criticità evidenziate da questo studio, gli estratti testati hanno mostrato anche effetti collaterali indesiderati, come la riduzione della produzione totale di acidi grassi volatili seguita da una diminuzione della degradabilità della sostanza secca. In altre parole: il potenziale di inibizione della metanogenesi è sicuramente interessante e meritevole di approfondimenti futuri, ma c’è un serio rischio di penalizzare la fermentazione ruminale nel suo complesso.

Al contrario, gli estratti metanolici non frazionati non hanno mostrato effetti significativi sul metano, dimostrando che non è l’alga in sé a fare la differenza, ma il tipo di composto o la classe chimica di composti che si riesce a isolare.

Il lavoro conclude quindi che Dictyota dichotoma rappresenta una fonte promettente di composti non alogenati in grado di inibire la metanogenesi, ma che sarà necessario un ulteriore raffinamento delle frazioni per separare l’effetto “buono” (inibizione del metano) da quello “cattivo” (inibizione generale della fermentazione).

La presente nota è una sintesi del seguente articolo scientifico, in cui è riportata tutta la letteratura citata: Curtasu, M.V., Battelli, M., Chassé, É., Bruhn, A., Nielsen, M.O., & Nørskov, N.P. (2025). Seaweed extraction and fractionation as a strategy to identify bioactive compounds with potential methane inhibition in dairy cows. Algal Research, 92, 104379. https://doi.org/10.1016/j.algal.2025.104379.

Autore

Gruppo editoriale ASPA – Giuseppe Conte, Alberto Stanislao Atzori, Fabio Correddu, Luca Cattaneo, Gabriele Rocchetti, Antonio Natalello, Sara Pegolo, Aristide Maggiolino, Antonella Della Malva, Giulia Gislon, Manuel Scerra.