Terroir microbico - focus formazione microbioma fermentati

Questo articolo vuole essere un focus sull’argomento relativo ai fattori che influenzano la formazione del microbioma degli alimenti fermentati. Nello specifico, mi interessa approfondire la prima parte, ovvero la Dispersione dei microrganismi, analizzando gli studi sul terroir microbico in agricoltura e come questo è in grado di influenzare il microbioma umano.

Terroir microbico

Il Terroir è un concetto che deriva dal mondo dell’agricoltura, ma è quasi sempre abbinato al contesto del vino. Si tratta di un concetto ampio, che va ben oltre il semplice terreno. Il terroir in enologia (ma non sono un esperto di vini) è spesso inteso come il territorio dove viene coltivata l’uva, che avrà delle caratteristiche del terreno specifiche, ma anche le condizioni climatiche tipiche del luogo, il metodo di coltivazione di quella particolare uva e molti altri dettagli.

Oggi, il concetto di terroir microbico viene ampliato a molte altre categorie di coltivazioni

Questo concetto, ad oggi, risulta piuttosto sottostimato in produzioni diverse dal vino, anche se i recenti progressi in ambito analitico stanno fornendo prove evidenti che il valore organolettico e nutrizionale anche di altri alimenti, diversi dal vino, è fortemente influenzato dalla zona di coltivazione.

 

 

Terroir in altre coltivazioni

Come detto sopra, il vino è stato probabilmente l’alimento più ampiamente studiato, per quanto riguarda l’effetto del terroir, confermando anche a livello molecolare che esiste un legame tra terroir e profilo fitochimico del vino ¹.
Per quanto riguarda le piante medicinali, per le quali il profilo fitochimico è fondamentale nel determinare le effettive proprietà medicinali, l’importanza di questo aspetto è confermata da diversi studi a riguardo, mentre per gli ortaggi o le verdure destinate al semplice “consumo”, non hanno avuto la stessa attenzione. Tuttavia, la letteratura più recente riporta un numero crescente di esempi che dimostrano che questo effetto può essere esteso ad un ampio numero di coltivazioni diverse dall’uva.

Cavolo cappuccio, pomodori e cipolle

Interessandoci soprattutto la fermentazione delle verdure, esistono degli studi interessanti che hanno messo in correlazione le proprietà organolettiche di ortaggi, come cavolo cappuccio, cipolla e pomodori, e il terreno di coltivazione. Il cavolo cappuccio, fra tutti, è un pilastro della fermentazione delle verdure.

In uno studio di Ren et al. (2017) ² le cipolle coltivate con metodo biologico presentavano livelli più elevati di composti bioattivi e capacità antiossidante rispetto alle cipolle non bio della stessa varietà, a dimostrazione che il metodo di coltivazione ha un’influenza generica sul terroir, quindi sull’ambiente, che influisce significativamente le caratteristiche nutrizionali del prodotto finale.

Per quanto riguarda il pomodoro, un interessante studio sul profilo fenolico di prodotti derivati dal pomodoro ³ come sale, concentrati e puree, è riuscito a dimostrare che il contenuto e di composti polifenoli nel prodotto finale, non dipendevano solo dal tipo di trasformazione (e.g. temperatura), ma anche dal sito di coltivazione. Infatti, pur usando le stesse cultivar di pomodoro, le condizioni climatiche comparabili e stessi metodi di trasformazione, il loro profilo fenolico effettivo era influenzato dal specifico sito di lavorazione.

Infine, come esempio, una recentissima pubblicazione ⁴ sullo studio di diversi ortaggi, coltivati in maniera diversa, fra cui il cavolo cappuccio, hanno indagato gli effetti di diversi fattori sulla resa e proprietà nutrizionali degli ortaggi.
Nello specifico, è stato dimostrato come la coltivazione con metodi biologici portasse concentrazioni più elevate di fenoli e altri elementi nutrizionalmente desiderabili e sostanze fitochimiche, e contemporaneamente concentrazioni inferiori dei metalli pesanti come Cadmio e Nichel negli ortaggi raccolti.

Fattori geografici, climatici e metodi di coltivazione determinano il profilo nutrizionale di un alimento

Correlazione terreno e microbioma umano

Oltre alle relazioni che esistono fra il terroir e le caratteristiche organolettiche e nutrizionali dell’alimento coltivato, sembrano esistere correlazioni che relazionano il microbioma del terreno (terroir microbico) con quello dell’alimento, fino ad influenzare quello umano. Sembra esserci una chiara correlazione fra la ricchezza e la biodiversità del microbioma del suolo e quello umano.
Nel contesto della presente serie di articoli sulla formazione del microbioma degli alimenti fermentati, un particolare focus va fatto sul terreno in cui l’alimento viene coltivato. Questo è in relazione soprattutto alla prima parte, ovvero quello della dispersione e, nello specifico, il pool disponibile in partenza di microrganismi, che è il primo fattore di diffusione. Se abbiamo più microrganismi fra cui scegliere, quindi un terroir microbico ad alta biodiversità, abbiamo più possibilità di variare il risultato.

Nella diffusione, partire da un pool a maggiore biodiversità è un vantaggio per la fermentazione

 

 

Metodi di coltivazione e terroir microbico

Fra i molti aspetti del suolo che vengono modulati dal metodo di coltivazione, quello che in questo contesto ci interessa maggiormente è il microbioma del terreno. Nello specifico, la biodiversità del microbioma del suolo.
La più diffusa dicotomia nel metodo di coltivazione è: biologico e convenzionale. Esistono poi molte sfumature che si spostano da questi due “estremi”, dal biodinamico al sostenibile, rigenerativo, ecc.. ma in questo momento concentriamoci sulle due maggiormente riconosciute categorie.

L’agricoltura la possiamo dividere in due macrocategorie: bio e convenzionale

La domanda fondamentale è se l’agricoltura biologica ci porta una microbioma con maggiore biodiversità? La risposta breve è sì.
Uno “stracitato” e famoso articolo di Lupatini et al. 2017⁵ ha dimostrato che i sistemi agricoli gestiti biologicamente hanno aumentato la ricchezza tassonomica e filogenetica, la diversità e l’eterogeneità del microbiota del suolo rispetto al sistema agricolo convenzionale.

Questo studio, citato da altre centinaia di studi, ha aperto un vero e proprio filone di ricerca sull’argomento, portando a nuovi approcci che hanno dimostrato (cito solo i più recenti) che la coltivazione biologica arrichisce il terroir microbico con l’effetto di aumentare la biodiversità del microbiota dell’alimento raccolto ⁶, migliorare l’assorbimento dei nutrienti da parte delle piante migliorando la sostenibilità ⁷ e maggiore resistenza ai fitopatogeni⁸.

In conclusione, c’è ormai una base solida di bibliografia che dimostra che il metodo di coltivazione influenza sia gli aspetti nutrizionali dell’alimento che il microbioma del terreno, con buona pace di chi demonizza il bio come puro marketing. Ma evidentemente si monetizza soprattutto facendo polemica, non divulgazione vera (quella confermo che non porta mai soldi veri).

Impoverimento del microbioma umano in zone urbanizzate

C’è un effetto diretto fra la biodiversità del terroir microbico e la salute umana? A quanto pare, ancora una volta, sì.

Che ci sia in atto un’estinzione silente a livello di microbioma umano, è ormai opinione diffusa. Ne ho parlato anche in un articolo dedicato, clicca QUI. L’interesse sul microbioma umano e la sua composizione è confermato dai molti servizi di caratterizzazione dello stesso.

Il suolo e l’intestino umano contengono all’incirca lo stesso numero di microrganismi attivi, mentre la diversità del microbioma intestinale umano è solo il 10% di quella della biodiversità del suolo ed è diminuita drasticamente con lo stile di vita moderno ⁹.
Per invertire questa tendenza, può essere utile adottare una prospettiva diversa e considerare il microbioma umano e quello del suolo come un singolo “superorganismo” che, per stretto contatto, si arricchiscono reciprocamente.

Microbioma del suolo e umano andrebbero visti come un unico “superorganismo”

Le conseguenze di questo impoverimento di biodiversità sono molteplici e relazioni di causa-effetto sono molto complesse da comprendere, non a caso sono l’argomento più studiato del momento. Tuttavia, per un ecosistema è sempre consigliabile avere un alto tasso di biodiversità, poiché questa è strettamente legata alla resilieza, ovvero la capacità di rispondere alle perturbazioni, quindi sopravvivere.
In generale, l’urbanizzazione e l’eccessiva industrializzazione degli alimenti ha portato a un impoverimento sia del microbioma ambientale (meno natura, meno microrganismi) che di quello umano (cibi sterili). Questa correlazione è stata studiata anche nei bambini, confrontando lo stato del microbioma intestinale in soggetti provenienti da ambienti rurali e urbani, sia in Burkina Faso che Italia¹⁰, altro articolo di alto interesse viste le centinaia di citazioni. Riassumendo, I risultati hanno dimostrato che le modifiche delle abitudini alimentari nel corso dell’urbanizzazione svolgono un ruolo nel modellare il microbiota intestinale e che antichi microrganismi, come i batteri che degradano le fibre, corrono il rischio di essere eliminati dalla rapida globalizzazione degli alimenti e dall’avvento di cibi occidentalizzati.

Conclusione sul terroir microbico

In conclusione, possiamo dedurre che è importante proteggere e ripristinare gli ambienti rurali, attraverso pratiche agricole più sostenibili e che preservano la biodiversità microbica del suolo, poiché questa è in stretta correlazione con quella umana, su cui si basa la nostra salute.
Ambiente e uomo fanno parte dello stesso superorganismo e lo stato di salute dell’uno dipende dall’altro.

1. Foroni, F., Vignando, M., Aiello, M., Parma, V., Paoletti, M. G., Squartini, A., & Rumiati, R. I. (2017). The smell of terroir! Olfactory discrimination between wines of different grape variety and different terroir. Food Quality and Preference, 58, 18-23
2. Ren, F., Perussello, C. A., Zhang, Z., Gaffney, M. T., Kerry, J. P., & Tiwari, B. K. (2018). Effect of agronomic practices and drying techniques on nutritional and quality parameters of onions (Allium cepa L.). Drying Technology, 36(4), 435-447.
3. Lucini, L., Rocchetti, G., Kane, D., & Trevisan, M. (2017). Phenolic fingerprint allows discriminating processed tomato products and tracing different processing sites. Food Control, 73, 696-703.
4. Rempelos, L., Barański, M., Sufar, E. K., Gilroy, J., Shotton, P., Leifert, H., … & Leifert, C. (2023). Effect of climatic conditions, and agronomic practices used in organic and conventional crop production on yield and nutritional composition parameters in potato, cabbage, lettuce and onion; results from the long-term NFSC-trials. Agronomy, 13(5), 1225.
5. Lupatini, M., Korthals, G. W., De Hollander, M., Janssens, T. K., & Kuramae, E. E. (2017). Soil microbiome is more heterogeneous in organic than in conventional farming system. Frontiers in microbiology, 7, 2064.
6. Paudel, D., Wang, L., Poudel, R., Acharya, J. P., Victores, S., de Souza, C. H. L., … & Wang, J. (2023). Elucidating the effects of organic vs. conventional cropping practice and rhizobia inoculation on rhizosphere microbial diversity and yield of peanut. Environmental Microbiome, 18(1), 60.
7. Toda, M., Walder, F., & van der Heijden, M. G. (2023). Organic management and soil health promote nutrient use efficiency. Journal of Sustainable Agriculture and Environment, 2(3), 215-224.
8. Khatri, S., Sazinas, P., Strube, M. L., Ding, L., Dubey, S., Shivay, Y. S., … & Jelsbak, L. (2023). Pseudomonas is a key player in conferring disease suppressiveness in organic farming. Plant and Soil, 1-20.
9. Blum, W. E., Zechmeister-Boltenstern, S., & Keiblinger, K. M. (2019). Does soil contribute to the human gut microbiome?. Microorganisms, 7(9), 287.
10. De Filippo, C., Di Paola, M., Ramazzotti, M., Albanese, D., Pieraccini, G., Banci, E., … & Lionetti, P. (2017). Diet, environments, and gut microbiota. A preliminary investigation in children living in rural and urban Burkina Faso and Italy. Frontiers in microbiology, 8, 1979.