Il nostro pianeta sta affrontando una crescente crisi alimentare. Secondo le Nazioni Unite, più di 800 milioni di persone sono regolarmente denutrite. Entro il 2050, altri 2-3 miliardi di nuovi ospiti si uniranno al tavolo della cena planetaria.

Affrontare questa sfida implica non solo fornire calorie sufficienti per ogni persona, ma anche assicurando una dieta equilibrata che includa le proteine ​​ei nutrienti essenziali per una buona salute. In uno studio appena pubblicato, spieghiamo come le microalghe marine potrebbero essere una soluzione sostenibile per risolvere la macro-fame globale.

Problemi con gli attuali sistemi di produzione alimentare

L'attuale dieta occidentale richiede grandi quantità di terra, acqua ed energia, è fortemente inquinante ed è uno dei principali responsabili del cambiamento climatico. Fornire cibo nutriente a una popolazione globale in continua crescita con una domanda pro capite in aumento sta spingendo il nostro attuale sistema di produzione alimentare oltre i suoi limiti.

La produzione di bestiame sta sostituendo le foreste con terreni coltivati ​​e pascoli per la carne e l'alimentazione animale. I fertilizzanti a base di azoto e fosforo utilizzati per coltivare cereali da foraggio e altre colture stanno degradando i suoli e creando zone morte biologiche in circa 400 estuari in tutto il mondo.

I pesci sono una fonte importante di acidi grassi omega-3 e aminoacidi essenziali che costituiscono le nostre proteine. Però, mangiare pesce ha dei lati negativi. Possono concentrare metalli pesanti e sostanze chimiche organiche tossiche nei loro tessuti e trasmetterli a noi. Per di più, la maggior parte della pesca oceanica è sovrasfruttata o alla massima produzione.

L'acquacoltura sta producendo una quota crescente di prodotti ittici mondiali. Ma gli allevamenti ittici possono avere gravi impatti ambientali, compreso l'inquinamento delle acque, trasmissione di malattie ai pesci selvatici e distruzione dell'habitat. La domanda di piccoli pesci oceanici per nutrire quelli allevati negli allevamenti sta esaurendo gli stock selvatici.

Un approccio alternativo:eliminare il "pesce medio"

Nel nostro giornale, proponiamo una soluzione alternativa:la produzione commerciale di microalghe marine come alimento umano di base e mangime per animali e pesci d'allevamento. Questi minuscoli organismi sono l'ultima fonte di acidi grassi omega-3 e amminoacidi di cui gli esseri umani hanno bisogno nella nostra dieta, e che molti di noi ottengono mangiando pesce. Ma i pesci sono solo intermediari acquatici nel settore della nutrizione. Possiamo nutrire il mondo in modo più efficiente "tagliando il pesce di mezzo".

Le microalghe sono una risorsa quasi inutilizzata, e si trovano sia nei sistemi acquatici d'acqua dolce che in quelli marini. Sebbene abbiano una dimensione di pochi micrometri, producono aminoacidi, acidi grassi, vitamine, minerali, antiossidanti, polimeri e carboidrati.

Per esempio, le microalghe ricche di omega-3 Nannochloropsis oculata , o semplicemente Nanno, è una potenziale fonte promettente di alimenti e mangimi ricchi di nutrienti. È il 40% di proteine ​​in peso secco, di cui un terzo contiene aminoacidi essenziali, e il 6% di acidi grassi essenziali EPA omega-3 in una forma altamente biodisponibile.

Attualmente solo una manciata di specie di alghe viene utilizzata commercialmente, ma centinaia di ceppi hanno il potenziale per diventare fonti di cibo e mangime. Le microalghe sono attualmente utilizzate come ingrediente alimentare, un integratore alimentare e come acquafeed per i pesci.

Produrre Nanno

Le microalghe vengono coltivate commercialmente utilizzando diversi metodi che hanno una serie di impronte di sostenibilità. Il primo è un sistema fermentato aerobicamente, dove la coltivazione viene eseguita al buio, recipienti di miscelazione che utilizzano lo zucchero come principale fonte di energia per le alghe. Le alghe possono essere coltivate anche in stagni aperti, utilizzando acqua dolce o salata, anidride carbonica e luce solare. In alternativa, possono essere coltivate in acqua salmastra o di mare in ambienti chiusi, tubi trasparenti chiamati fotobioreattori.

Nanno viene attualmente coltivato su scala commerciale utilizzando acqua salmastra in stagni all'aperto con aggiunta di anidride carbonica in Texas, e in fotobioreattori che utilizzano acqua di mare e anidride carbonica in una centrale geotermica in Islanda. Qui la luce del sole è sostituita da efficienti luci a LED alimentate da economici, elettricità rinnovabile a zero emissioni dalla centrale elettrica.

I fotobioreattori richiedono la minima quantità di acqua e terreno fertile. Questi reattori sono come blocchi LEGO che possono essere impilati verticalmente. Essendo un sistema chiuso, questo approccio riduce al minimo la perdita di acqua per evaporazione.

Una metrica di sostenibilità per confrontare la produzione di proteine ​​da animali, piante e alghe marine è la quantità di terra e acqua necessaria per produrre un'uguale quantità di amminoacidi essenziali da ogni tipo di alimento. Calcoliamo che la produzione di un chilogrammo di amminoacidi essenziali di origine bovina richiede 148, 000 litri di acqua dolce e 125 mq di terreno fertile. In contrasto, produrre la stessa quantità da Nanno allevato in uno stagno aperto con acqua salmastra richiede solo 20 litri di acqua dolce e 1,6 metri quadrati di terreno non fertile.

Controintuitivamente, alcune proteine ​​vegetali richiedono grandi quantità di terra e acqua, anche rispetto ad alcune fonti di carne. Per esempio, i piselli richiedono circa il doppio di acqua dolce e 6,5 volte l'impronta di terra fertile per produrre la stessa quantità di amminoacidi essenziali del pollo.

Trasformare le microalghe in prodotti alimentari

Come si mangia Nanno? Attualmente si presenta come una capsula di gel morbido di olio di microalghe marine, commercializzato come alternativa al krill o all'olio di pesce come fonte quotidiana di omega-3. In polvere, le alghe intere o l'estratto di alghe potrebbero servire come ingrediente nelle barrette salutari, snack sportivi o pasta. Alghe intere, come Spirulina e clorella , sono già commercialmente sostenibili e sono entrati nel mercato, insieme ad altri prodotti a base di alghe come il tè e la farina di alghe.

Nella sua forma attuale Nanno può essere utilizzato come integratore di proteine ​​e acidi grassi per migliorare il livello nutrizionale delle persone denutrite in tutto il mondo, e come mangime per pesci d'allevamento e bestiame. La maggior parte dei prodotti a base di alghe sono commercializzati negli Stati Uniti come integratori alimentari, ma crediamo sia arrivato il momento di introdurre in tavola i cibi a base di alghe.

Diverse aziende offrono già prodotti a base di carne alternativi innovativi, che hanno il potenziale per diventare fonti alimentari su larga scala con contenuto nutrizionale e sapore paragonabili alla carne. Ma i prodotti a base di patate, grano e soia consumano ancora grandi quantità di acqua dolce e seminativi, con gli stessi svantaggi ambientali dell'agricoltura attuale.

Secondo il nostro calcolo, prodotti a base di carne alternativi a base di piselli e soia con un valore nutritivo di aminoacidi simile a quello di Nanno potrebbero essere prodotti utilizzando 6,4 volte meno acqua dolce rispetto alla carne bovina, ma richiederebbe una terra 2,2 volte più fertile. In contrasto, l'utilizzo di microalghe marine riduce l'utilizzo del suolo di oltre 75 volte, poiché non è necessaria alcuna terra fertile, e riduce il consumo di acqua dolce di un fattore 7, 400.

Il nostro articolo descrive un sistema sostenibile per la coltivazione di microalghe che è economicamente sostenibile. Il prossimo passo è persuadere gli scienziati del settore alimentare a utilizzarlo come base per prodotti a base di carne alternativi. Chef e intenditori, gastronomi e buongustai, consumatori e critici possono tutti aiutare il pianeta partecipando a una transizione globale verso gli hamburger di alghe.

Questo articolo è stato originariamente pubblicato su The Conversation. Leggi l'articolo originale.