{"id":89429,"date":"2025-08-20T09:00:46","date_gmt":"2025-08-20T07:00:46","guid":{"rendered":"https:\/\/www.foodtimes.eu\/?p=89429"},"modified":"2025-08-19T10:52:56","modified_gmt":"2025-08-19T08:52:56","slug":"galdieria-acido-formico-proteine","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.foodtimes.eu\/it\/ricerca\/galdieria-acido-formico-proteine\/","title":{"rendered":"Microalghe alimentate con acido formico per produrre proteine"},"content":{"rendered":"<p id=\"2538112c-b3ab-80d2-899a-cdf45d184f31\" class=\"\">Uno studio rivoluzionario condotto dai ricercatori del <em>Laboratory of Sustainable Food Processing<\/em>, ETH Zurich (Proietti Tocca et al., 2025) ha rivelato la notevole capacit\u00e0 fotoformatotrofica della microalga estremofila\u00a0<em><strong>Galdieria sulphuraria <\/strong><\/em>SAG 108.79, segnando il primo caso documentato di una specie microalgale di tipo selvatico in grado di utilizzare efficacemente l&#8217;<strong>acido formico come fonte di carbonio<\/strong>.<\/p>\n<p id=\"2538112c-b3ab-8004-9cb9-d7c5262ad787\" class=\"\">Lo studio evidenzia la conversione completa di acidi organici in <strong>biomassa proteica<\/strong>, con <strong>rese elevate<\/strong> (89-100%) e un peculiare <strong>profilo nutrizionale<\/strong>. L\u2019identificazione di enzimi nativi di formiato deidrogenasi in <em>Galdieria sulphuraria<\/em> apre nuove prospettive per la <strong>biotecnologia sostenibile<\/strong> e per lo sviluppo della bioeconomia del formiato.<\/p>\n<div id=\"ez-toc-container\" class=\"ez-toc-v2_0_82_2 counter-hierarchy ez-toc-counter ez-toc-light-blue ez-toc-container-direction\">\n<div class=\"ez-toc-title-container\">\n<p class=\"ez-toc-title\" style=\"cursor:inherit\">Table of Contents<\/p>\n<span class=\"ez-toc-title-toggle\"><a href=\"#\" class=\"ez-toc-pull-right ez-toc-btn ez-toc-btn-xs ez-toc-btn-default ez-toc-toggle\" aria-label=\"Toggle Table of Content\"><span class=\"ez-toc-js-icon-con\"><span class=\"\"><span class=\"eztoc-hide\" style=\"display:none;\">Toggle<\/span><span class=\"ez-toc-icon-toggle-span\"><svg style=\"fill: #999;color:#999\" xmlns=\"http:\/\/www.w3.org\/2000\/svg\" class=\"list-377408\" width=\"20px\" height=\"20px\" viewBox=\"0 0 24 24\" fill=\"none\"><path d=\"M6 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href=\"https:\/\/www.foodtimes.eu\/it\/ricerca\/galdieria-acido-formico-proteine\/#Metodologia\" >Metodologia<\/a><ul class='ez-toc-list-level-3' ><li class='ez-toc-heading-level-3'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-3\" href=\"https:\/\/www.foodtimes.eu\/it\/ricerca\/galdieria-acido-formico-proteine\/#Progettazione_sperimentale_e_selezione_del_ceppo\" >Progettazione sperimentale e selezione del ceppo<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-3'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-4\" href=\"https:\/\/www.foodtimes.eu\/it\/ricerca\/galdieria-acido-formico-proteine\/#Configurazione_del_fotobioreattore\" >Configurazione del fotobioreattore<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-3'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-5\" href=\"https:\/\/www.foodtimes.eu\/it\/ricerca\/galdieria-acido-formico-proteine\/#Metodi_analitici\" >Metodi analitici<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-3'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-6\" href=\"https:\/\/www.foodtimes.eu\/it\/ricerca\/galdieria-acido-formico-proteine\/#Analisi_bioinformatica\" >Analisi bioinformatica<\/a><\/li><\/ul><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-7\" href=\"https:\/\/www.foodtimes.eu\/it\/ricerca\/galdieria-acido-formico-proteine\/#Risultati_e_discussione\" >Risultati e discussione<\/a><ul class='ez-toc-list-level-3' ><li class='ez-toc-heading-level-3'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-8\" href=\"https:\/\/www.foodtimes.eu\/it\/ricerca\/galdieria-acido-formico-proteine\/#Profili_di_tossicita_e_sviluppo_della_strategia_di_alimentazione\" >Profili di tossicit\u00e0 e sviluppo della strategia di alimentazione<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-3'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-9\" href=\"https:\/\/www.foodtimes.eu\/it\/ricerca\/galdieria-acido-formico-proteine\/#Prestazioni_di_crescita_mixotrofica\" >Prestazioni di crescita mixotrofica<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-3'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-10\" href=\"https:\/\/www.foodtimes.eu\/it\/ricerca\/galdieria-acido-formico-proteine\/#Base_genomica_per_la_capacita_formatotrofica\" >Base genomica per la capacit\u00e0 formatotrofica<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-3'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-11\" href=\"https:\/\/www.foodtimes.eu\/it\/ricerca\/galdieria-acido-formico-proteine\/#Qualita_della_biomassa_e_valutazione_nutrizionale\" >Qualit\u00e0 della biomassa e valutazione nutrizionale<\/a><\/li><\/ul><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-12\" href=\"https:\/\/www.foodtimes.eu\/it\/ricerca\/galdieria-acido-formico-proteine\/#Implicazioni_industriali_e_prospettive_future\" >Implicazioni industriali e prospettive future<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-13\" href=\"https:\/\/www.foodtimes.eu\/it\/ricerca\/galdieria-acido-formico-proteine\/#Percorso_regolatorio_per_Galdieria_sulphuraria_come_novel_food_in_Unione_Europea\" >Percorso\u00a0regolatorio per\u00a0Galdieria sulphuraria\u00a0come novel food in Unione Europea<\/a><ul class='ez-toc-list-level-3' ><li class='ez-toc-heading-level-3'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-14\" href=\"https:\/\/www.foodtimes.eu\/it\/ricerca\/galdieria-acido-formico-proteine\/#Status_QPS\" >Status QPS<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-3'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-15\" href=\"https:\/\/www.foodtimes.eu\/it\/ricerca\/galdieria-acido-formico-proteine\/#Considerazioni_sui_metodi_di_produzione\" >Considerazioni sui metodi di produzione<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-3'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-16\" href=\"https:\/\/www.foodtimes.eu\/it\/ricerca\/galdieria-acido-formico-proteine\/#Dati_di_sicurezza_e_nutrizionali\" >Dati di sicurezza e nutrizionali<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-3'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-17\" href=\"https:\/\/www.foodtimes.eu\/it\/ricerca\/galdieria-acido-formico-proteine\/#Implicazioni_di_mercato\" >Implicazioni di mercato<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-3'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-18\" href=\"https:\/\/www.foodtimes.eu\/it\/ricerca\/galdieria-acido-formico-proteine\/#Expertise_FAREWiise\" >Expertise FARE\/Wiise<\/a><\/li><\/ul><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-19\" href=\"https:\/\/www.foodtimes.eu\/it\/ricerca\/galdieria-acido-formico-proteine\/#Sfide_tecnologiche_e_direzioni_di_ricerca\" >Sfide tecnologiche e direzioni di ricerca<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-20\" href=\"https:\/\/www.foodtimes.eu\/it\/ricerca\/galdieria-acido-formico-proteine\/#Considerazioni_economiche_e_ambientali\" >Considerazioni economiche e ambientali<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-21\" href=\"https:\/\/www.foodtimes.eu\/it\/ricerca\/galdieria-acido-formico-proteine\/#Conclusioni\" >Conclusioni<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-22\" href=\"https:\/\/www.foodtimes.eu\/it\/ricerca\/galdieria-acido-formico-proteine\/#Riferimenti\" >Riferimenti<\/a><\/li><\/ul><\/nav><\/div>\n<h2 id=\"2538112c-b3ab-8013-903a-fd2d981e9e16\" class=\"\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Introduzione\"><\/span>Introduzione<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n<p id=\"2538112c-b3ab-80f0-be67-f2465ea269a6\" class=\"\">L&#8217;urgente necessit\u00e0 di tecnologie per la\u00a0<strong>produzione sostenibile di proteine<\/strong>\u00a0si \u00e8 intensificata poich\u00e9 le emissioni globali di carbonio hanno raggiunto 35,8 Gt CO\u2082 nel 2023, mentre i sistemi agroalimentari sono stimati contribuire per circa un terzo alle emissioni di gas serra. La coltivazione di <strong>microalghe<\/strong> rappresenta una soluzione promettente, in grado di garantire una <strong>produttivit\u00e0 proteica<\/strong> superiore di un ordine di grandezza rispetto alle colture convenzionali e di raggiungere un contenuto potenziale fino all\u201980% di proteine sul peso secco. La coltivazione fotoautotrofica tradizionale deve tuttavia affrontare sfide significative legate al <strong>trasferimento di massa della CO\u2082<\/strong> e alle esigenze infrastrutturali per il suo approvvigionamento in forma concentrata.<\/p>\n<p id=\"2538112c-b3ab-8022-beec-fdb7bd37e3ee\" class=\"\">Il concetto di <strong>bioeconomia del formiato<\/strong> \u2013 che comprende i processi biotecnologici basati sull\u2019impiego del formiato (sale dell\u2019acido formico) come molecola chiave per la produzione di biomassa, proteine, biocarburanti e altri composti di interesse industriale \u2013 \u00e8 emerso come approccio innovativo per superare tali limitazioni. L&#8217;<strong>acido formico (FA)<\/strong>\u00a0e l&#8217;<strong>acido acetico (AA)<\/strong>\u00a0possono venire sintetizzati direttamente dalla CO\u2082 attraverso riduzione elettrochimica o processi biologici, offrendo alternative liquide e trasportabili alla CO\u2082 gassosa. Nonostante il considerevole interesse nel metabolismo formatotrofico, i precedenti tentativi di ingegnerizzare microalghe per l&#8217;utilizzo dell&#8217;acido formico hanno per\u00f2 richiesto modificazioni genetiche estensive e offerto rese modeste.<\/p>\n<p id=\"2538112c-b3ab-8091-a2e4-cfc93e882867\" class=\"\"><em><strong>Galdieria sulphuraria<\/strong><\/em>, una\u00a0microalga rossa poliestremofile, prospera in ambienti altamente acidi (pH &lt; 3) con temperature elevate (fino a 56\u00b0C), ed \u00e8 quindi particolarmente adatta per applicazioni industriali. Lo studio di ETH Zurich (Proietti Tocca et al., 2025) indaga quindi per la prima volta le capacit\u00e0 di\u00a0<strong>coltivazione mixotrofica<\/strong>\u00a0di\u00a0<em>G. sulphuraria<\/em>\u00a0SAG 108.79 utilizzando acidi organici come fonti di carbonio, con implicazioni per la produzione di\u00a0<strong>proteine unicellulari<\/strong>\u00a0e biotecnologie sostenibili.<\/p>\n<h2 id=\"2538112c-b3ab-80fe-a4b2-fb10066a1c05\" class=\"\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Metodologia\"><\/span>Metodologia<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n<h3 id=\"2538112c-b3ab-8008-a95b-d3b986ad3b66\" class=\"\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Progettazione_sperimentale_e_selezione_del_ceppo\"><\/span>Progettazione sperimentale e selezione del ceppo<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h3>\n<p id=\"2538112c-b3ab-802c-9112-c7065fe4bcec\" class=\"\">La ricerca ha impiegato\u00a0<em>Galdieria sulphuraria<\/em>\u00a0SAG 108.79, acquistata dalla collezione di alghe dell&#8217;Universit\u00e0 di Gottingen (SAG), la quale \u00e8 stata selezionata per la sua\u00a0<strong>elevata bioaccessibilit\u00e0 proteica<\/strong> (69%) e il genoma completamente sequenziato. La <strong>valutazione della tossicit\u00e0<\/strong>\u00a0\u00e8 stata condotta utilizzando micropiastre a 24 pozzetti a pH 2 e 4, testando otto concentrazioni (0,0-0,7 g L\u207b\u00b9) sia di acidi formici che acetici. Il disegno sperimentale ha riconosciuto che la tossicit\u00e0 degli acidi organici aumenta significativamente al di sotto dei rispettivi valori di pKa (3,75 per FA, 4,75 per AA) a causa della diffusione passiva attraverso le membrane e dell&#8217;acidificazione citoplasmatica.<\/p>\n<h3 id=\"2538112c-b3ab-80c7-b544-e23ef9cdb870\" class=\"\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Configurazione_del_fotobioreattore\"><\/span>Configurazione del fotobioreattore<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h3>\n<p id=\"2538112c-b3ab-8065-a8e7-f8998d6502f0\" class=\"\">Gli\u00a0<strong>esperimenti mixotrofici<\/strong>\u00a0sono stati condotti in fotobioreattori a pannello piatto da 2,0 L con volume di lavoro di 1,8 L. I sistemi hanno mantenuto temperatura costante (42\u00b0C), pH 2,0 \u00b1 0,1, e densit\u00e0 di flusso fotonico fotosinteticamente attivo (PPFD) di 250 \u03bcmol fotoni m\u207b\u00b2 s\u207b\u00b9.<\/p>\n<p id=\"2538112c-b3ab-80f6-8981-dd72e1d307af\" class=\"\">Le\u00a0<strong>strategie di alimentazione continua<\/strong>\u00a0sono state implementate per evitare l&#8217;accumulo di acidi organici, con velocit\u00e0 di alimentazione calcolate sulla base dei tassi di fissazione della CO\u2082 fotoautotrofica utilizzando fattori arbitrari (F = 0,5, 1, 1,25 per FA; F = 0,75, 1,25 per AA).<\/p>\n<h3 id=\"2538112c-b3ab-801e-b94d-e92456075b52\" class=\"\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Metodi_analitici\"><\/span>Metodi analitici<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h3>\n<p id=\"2538112c-b3ab-807d-a8ca-c790d56625a9\" class=\"\">La\u00a0<strong>produttivit\u00e0 della biomassa<\/strong>\u00a0(r\u2093) \u00e8 stata determinata attraverso regressione lineare delle misurazioni del peso secco nel tempo. I calcoli della\u00a0<strong>produttivit\u00e0 basata sul carbonio<\/strong>\u00a0(r\u2093\u1d9c) hanno incorporato il contenuto di carbonio della biomassa misurato tramite analisi CHNS.<\/p>\n<p id=\"2538112c-b3ab-80ad-ae38-da01aa6bafae\" class=\"\">Le\u00a0<strong>rese di biomassa sul substrato<\/strong>\u00a0(Y\u1d9c\u2093\/\u209b) sono state calcolate secondo il rapporto tra produttivit\u00e0 basata sul carbonio e tasso di fornitura giornaliera del substrato. Il\u00a0<strong>profilo degli aminoacidi<\/strong>\u00a0ha utilizzato l&#8217;analisi HPLC seguita da idrolisi acida e derivatizzazione con o-ftaldemaldeide.<\/p>\n<h3 id=\"2538112c-b3ab-805c-93fd-db3e6b7fe1bd\" class=\"\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Analisi_bioinformatica\"><\/span>Analisi bioinformatica<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h3>\n<p id=\"2538112c-b3ab-803e-8bd8-ffe98f8986c9\" class=\"\">L&#8217;<strong>indagine genomica<\/strong>\u00a0si \u00e8 concentrata sull&#8217;identificazione di enzimi in grado di metabolizzare il formiato attraverso ricerche complete nei database KEGG e BRENDA.<\/p>\n<p id=\"2538112c-b3ab-80ed-9747-f8383c83dfe5\" class=\"\">I numeri della Commissione Enzimatica (EC), che descrivono gli <strong>enzimi coinvolti nei percorsi metabolici<\/strong> del formiato, sono stati confrontati con le informazioni presenti nel database UniProt per <em>G. sulphuraria<\/em>, al fine di identificare corrispondenze tra enzimi noti e quelli presenti nella microalga.<\/p>\n<p id=\"2538112c-b3ab-8037-81aa-ce86cba2471d\" class=\"\">L&#8217;analisi del\u00a0<strong>trasferimento genico orizzontale<\/strong>\u00a0ha impiegato ricerche tBLASTn contro sequenze GenBank per determinare l&#8217;origine evolutiva dei geni della formiato deidrogenasi.<\/p>\n<h2 id=\"2538112c-b3ab-80d7-90bf-d4e36d62be96\" class=\"\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Risultati_e_discussione\"><\/span>Risultati e discussione<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n<h3 id=\"2538112c-b3ab-8072-bdd9-f791f9993c98\" class=\"\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Profili_di_tossicita_e_sviluppo_della_strategia_di_alimentazione\"><\/span>Profili di tossicit\u00e0 e sviluppo della strategia di alimentazione<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h3>\n<p id=\"2538112c-b3ab-80b0-a3b6-eda6beba5bb5\" class=\"\">I test di\u00a0<strong>tossicit\u00e0 degli acidi organici<\/strong>\u00a0hanno rivelato effetti significativi dipendenti dal pH sulla crescita di\u00a0<em>G. sulphuraria<\/em>. A pH 2, l&#8217;<strong>acido formico<\/strong>\u00a0si \u00e8 dimostrato letale a concentrazioni di appena 0,1 g L\u207b\u00b9, mentre l&#8217;<strong>acido acetico<\/strong>\u00a0\u00e8 stato tollerato fino a 0,3 g L\u207b\u00b9.<\/p>\n<p id=\"2538112c-b3ab-80b4-84fa-f7507df736c3\" class=\"\">Questi risultati si allineano con ricerche precedenti su batteri acidofili, dove sono state riportate concentrazioni inibitorie semimassimali di 0,03 g L\u207b\u00b9 per l&#8217;acido formico.<\/p>\n<p id=\"2538112c-b3ab-8035-ba20-f678df86cfb1\" class=\"\">L&#8217;estrema tossicit\u00e0 ha reso necessario lo sviluppo di\u00a0<strong>protocolli di alimentazione continua<\/strong>\u00a0per mantenere le concentrazioni del substrato al di sotto delle soglie inibitorie.<\/p>\n<h3 id=\"2538112c-b3ab-8015-aa12-ff630d7a7379\" class=\"\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Prestazioni_di_crescita_mixotrofica\"><\/span>Prestazioni di crescita mixotrofica<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h3>\n<p id=\"2538112c-b3ab-80d3-91fa-c84f8ce8f6a4\" class=\"\">Il\u00a0<em><strong>benchmarking<\/strong><\/em><strong> fotoautotrofico<\/strong>\u00a0ha stabilito che la produttivit\u00e0 di\u00a0<em>G. sulphuraria<\/em>\u00a0\u00e8 aumentata sostanzialmente con l&#8217;arricchimento di CO\u2082, da 0,11 \u00b1 0,02 g L\u207b\u00b9 giorno\u207b\u00b9 (CO\u2082 atmosferica) a 0,96 \u00b1 0,02 g L\u207b\u00b9 giorno\u207b\u00b9 (2% CO\u2082). Le\u00a0<strong>rese di biomassa sulla CO\u2082<\/strong>\u00a0sono tuttavia rimaste basse (3,0%) a causa delle limitazioni del trasferimento di massa, validando la necessit\u00e0 di sistemi alternativi di distribuzione del carbonio.<\/p>\n<p id=\"2538112c-b3ab-80f6-bf22-cc09d933d9b5\" class=\"\">La\u00a0<strong>mixotrofia con acido formico<\/strong> ha dimostrato un&#8217;efficienza notevole, raggiungendo la conversione completa del substrato (Y\u1d9c\u2093\/\u209b = 106,4 \u00b1 2,3%) quando i tassi di alimentazione corrispondevano alla capacit\u00e0 di fissazione del carbonio fotoautotrofico (F = 0,5). L&#8217;aumento della fornitura di substrato per superare i tassi di fissazione (F = 1,25) ha comportato un miglioramento della produttivit\u00e0 a 1,06 \u00b1 0,03 g L\u207b\u00b9 giorno\u207b\u00b9, sebbene le <strong>rese di biomassa<\/strong>\u00a0siano diminuite al 89,1 \u00b1 4,1%. La resa eterotrofica sull&#8217;acido formico (31,8 \u00b1 11,2%) ha indicato un utilizzo efficiente del carbonio ma una generazione energetica limitata, confermando il ruolo dell&#8217;acido formico come fonte di carbonio piuttosto che substrato energetico primario.<\/p>\n<p id=\"2538112c-b3ab-809e-8cb7-c45b8cc57ca6\" class=\"\">La\u00a0<strong>coltivazione con acido acetico<\/strong> ha prodotto prestazioni energetiche superiori, con <strong>rese eterotrofiche<\/strong>\u00a0<strong>vicine ai massimi teorici<\/strong> (70,9 \u00b1 34,1%) e aumenti significativi della produttivit\u00e0 (19% sopra il riferimento fotoautotrofico a F = 1,25). Questi risultati dimostrano la doppia funzionalit\u00e0 dell&#8217;acido acetico sia come fonte di carbonio che di energia, in linea con il metabolismo microalgale stabilito.<\/p>\n<h3 id=\"2538112c-b3ab-8012-bda0-f47efc0ad6a4\" class=\"\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Base_genomica_per_la_capacita_formatotrofica\"><\/span>Base genomica per la capacit\u00e0 formatotrofica<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h3>\n<p id=\"2538112c-b3ab-8077-adc0-c1d0d10ca91b\" class=\"\">L&#8217;<strong>analisi bioinformatica<\/strong>\u00a0ha rivelato la presenza di due\u00a0<strong>enzimi formiato deidrogenasi (FDH)<\/strong>\u00a0omologhi (M2WYT6_GALSU e M2XS58_GALSU) all&#8217;interno del genoma di\u00a0<em>G. sulphuraria<\/em>. Questa prima identificazione di FDH nativo nelle microalghe spiega le\u00a0<strong>capacit\u00e0<\/strong> <strong>formatotrofiche<\/strong>\u00a0<strong>uniche<\/strong>\u00a0dell&#8217;organismo. L&#8217;analisi filogenetica suggerisce trasferimento genico orizzontale da funghi termofili, in linea con risultati precedenti che mostrano come circa il 5% dei geni codificanti proteine di\u00a0<em>G. sulphuraria<\/em>\u00a0sono originati attraverso tali meccanismi.<\/p>\n<p id=\"2538112c-b3ab-8043-9d1c-d6b641b6647b\" class=\"\">Il\u00a0<strong>percorso metabolico<\/strong>\u00a0proposto coinvolge la diffusione passiva dell&#8217;acido formico attraverso le membrane cellulari, la deprotonazione citoplasmatica a formato, e la successiva ossidazione catalizzata da FDH a CO\u2082 con generazione concomitante di NADH. La CO\u2082 prodotta entra nei cloroplasti per la fissazione del ciclo di Calvin, mentre il NADH supporta processi anabolici o fosforilazione ossidativa. Questo\u00a0<strong>meccanismo mixotrofico<\/strong>\u00a0accoppia elegantemente l&#8217;ossidazione degli acidi organici con la fissazione fotosintetica del carbonio.<\/p>\n<h3 id=\"2538112c-b3ab-80f5-a340-f9686b5a3188\" class=\"\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Qualita_della_biomassa_e_valutazione_nutrizionale\"><\/span>Qualit\u00e0 della biomassa e valutazione nutrizionale<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h3>\n<p id=\"2538112c-b3ab-8091-a4b8-f5337ad14939\" class=\"\">Il\u00a0<strong>contenuto proteico<\/strong>\u00a0\u00e8 rimasto costantemente elevato (52% p\/p) attraverso tutte le condizioni di coltivazione, non influenzato dalla selezione della fonte di carbonio. L&#8217;analisi della\u00a0<strong>composizione elementare<\/strong>\u00a0ha rivelato contenuti stabili di carbonio (48,2 \u00b1 0,4%) e azoto (11,3 \u00b1 0,3%), sebbene il contenuto di zolfo abbia mostrato maggiore variabilit\u00e0 (0,64-1,01%), probabilmente riflettendo l&#8217;adattamento di\u00a0<em>G. sulphuraria<\/em>\u00a0ad ambienti ricchi di zolfo.<\/p>\n<p id=\"2538112c-b3ab-809b-9153-dfd50bf4cebc\" class=\"\">Il\u00a0<strong>profilo degli aminoacidi<\/strong>\u00a0ha dimostrato che tutte le condizioni di coltivazione hanno soddisfatto i\u00a0<strong>requisiti dietetici FAO<\/strong>\u00a0per gli adulti (2013), con composizioni di aminoacidi essenziali che rimangono stabili indipendentemente dalla supplementazione con acidi organici. Questa consistenza nutrizionale, combinata con l\u2019alta\u00a0<strong>bioaccessibilit\u00e0 proteica <\/strong>(69%) gi\u00e0 riportata per questo ceppo, conferma il potenziale di\u00a0<em>G. sulphuraria<\/em>\u00a0come\u00a0<strong>fonte<\/strong> <em><strong>premium<\/strong><\/em>\u00a0<strong>di proteine<\/strong>\u00a0<strong>unicellulari<\/strong>.<\/p>\n<h2 id=\"2538112c-b3ab-8003-a3d1-ec51b0ebfcbf\" class=\"\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Implicazioni_industriali_e_prospettive_future\"><\/span>Implicazioni industriali e prospettive future<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n<p id=\"2538112c-b3ab-80e3-98c4-e5b11034f7ba\" class=\"\">La scoperta della\u00a0<strong>capacit\u00e0 fotoformatotrofica<\/strong>\u00a0<strong>nativa<\/strong> in\u00a0<em>G. sulphuraria<\/em>\u00a0affronta limitazioni critiche negli attuali sistemi di produzione di microalghe. La produzione di acido formico e acetico attraverso\u00a0<strong>elettrocatalisi di CO\u2082<\/strong>\u00a0offre percorsi scalabili per convertire la CO\u2082 atmosferica o industriale in fonti di carbonio concentrate e trasportabili. Questo approccio aggira infrastrutture costose di cattura e trasporto della CO\u2082 permettendo al contempo la\u00a0<strong>produzione distribuita di microalghe<\/strong>\u00a0indipendente da fonti di CO\u2082 ad alta concentrazione.<\/p>\n<p id=\"2538112c-b3ab-800c-903e-cd0fc618f872\" class=\"\">La\u00a0<strong>modellizzazione economica<\/strong>\u00a0suggerisce che gli attuali costi di cattura diretta dell&#8217;aria (500-1000 $ ton\u207b\u00b9 CO\u2082) potrebbero essere compensati dalle rese superiori di biomassa e dai requisiti infrastrutturali semplificati dei sistemi di coltivazione basati su acidi organici. La progressiva maturazione delle tecnologie di riduzione elettrochimica della CO\u2082 e la riduzione dei relativi costi potrebbero rendere la\u00a0<strong>coltivazione mixotrofica<\/strong>\u00a0con acidi organici derivati elettrochimicamente competitiva con gli approcci tradizionali.<\/p>\n<p id=\"2538112c-b3ab-8080-8fc6-ffb951c5f0a5\" class=\"\">La\u00a0<strong>sostenibilit\u00e0 ambientale<\/strong>\u00a0di questo sistema dipende essenzialmente dall&#8217;integrazione di energia rinnovabile per i processi elettrochimici. Studi di\u00a0<strong>valutazione del ciclo di vita<\/strong>\u00a0saranno essenziali per quantificare i bilanci netti di carbonio ed energia, considerando in particolare i requisiti energetici per la sintesi di acidi organici <em>versus<\/em> la concentrazione e il trasporto della CO\u2082.<\/p>\n<h2 id=\"2538112c-b3ab-8081-b573-cd81c421d922\" class=\"\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Percorso_regolatorio_per_Galdieria_sulphuraria_come_novel_food_in_Unione_Europea\"><\/span>Percorso\u00a0<strong>regolatorio per<\/strong>\u00a0<em>Galdieria sulphuraria<\/em>\u00a0come <em>novel food<\/em> in Unione Europea<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n<p id=\"2538112c-b3ab-801b-89a8-d405be7013fb\" class=\"\">La commercializzazione delle proteine di\u00a0<em>Galdieria sulphuraria<\/em>\u00a0in Europa \u00e8 soggetta ai rigorosi requisiti previsti dal <em>Novel Food Regulation<\/em> (EU) 2015\/2283 che si applica agli alimenti non consumati in misura significativa prima del 15 maggio 1997, inclusi i prodotti derivati da microalghe.\u00a0<em>G. sulphuraria<\/em>\u00a0non pu\u00f2 ancora venire utilizzata nella produzione di alimenti in UE, poich\u00e9 la domanda di autorizzazione della sua biomassa essiccata come nuovo alimento, presentata nel 2019 (Commissione Europea, 2019), \u00e8 tuttora in attesa di valutazione da parte di EFSA.<\/p>\n<h3 id=\"2538112c-b3ab-8056-98dc-c78a2cc0c7d1\" class=\"\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Status_QPS\"><\/span><em><strong>Status<\/strong><\/em><strong> QPS<\/strong><span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h3>\n<p id=\"2538112c-b3ab-8003-9094-f3087d8d3643\" class=\"\">La specie non ha ottenuto lo <em>status<\/em> di <a href=\"https:\/\/www.foodtimes.eu\/it\/ricerca\/microalghe-novel-food-e-presunzione-qualificata-di-sicurezza-dei-microrganismi\/\"><em><strong>Qualified Presumption of Safety<\/strong><\/em><\/a><strong> (QPS)<\/strong> a causa della carenza di prove a sostegno del suo utilizzo sicuro nelle filiere alimentare e dei mangimi. Ci\u00f2 comporta che le relative richieste di autorizzazione come <em>novel food<\/em> dovranno venire accompagnate da dossier comprensivi di evidenze scientifiche e dati di sicurezza completi, senza poter accedere alla procedura semplificata QPS.<\/p>\n<h3 id=\"2538112c-b3ab-8012-b07f-feb63b8ef5a5\" class=\"\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Considerazioni_sui_metodi_di_produzione\"><\/span><strong>Considerazioni sui metodi di produzione<\/strong><span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h3>\n<p id=\"2538112c-b3ab-8079-8d18-cae81b3e078c\" class=\"\">La coltivazione formatotrofica, che utilizza acido formico e acetico come fonti di carbonio, introduce una complessit\u00e0 regolatoria aggiuntiva che richieder\u00e0 una\u00a0<strong>nuova domanda di autorizzazione come <\/strong><em><strong>novel food<\/strong><\/em>. Sebbene entrambe le sostanze siano additivi alimentari (E236 e E260) autorizzati ai sensi del Food Additives Regulation (EC) No 1333\/2008, il loro ruolo nella crescita delle microalghe richieder\u00e0 un\u2019<strong>apposita valutazione<\/strong>, con particolare attenzione ai potenziali contaminanti correlati al processo, gli acidi residui e insottoprodotti metabolici.<\/p>\n<h3 id=\"2538112c-b3ab-800a-8e78-f1ee9a8d17bf\" class=\"\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Dati_di_sicurezza_e_nutrizionali\"><\/span><strong>Dati di sicurezza e nutrizionali<\/strong><span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h3>\n<p id=\"2538112c-b3ab-80c3-bee3-d5952f71d5e1\" class=\"\">La domanda di autorizzazione di <em>novel food<\/em> richiede estensivi test tossicologici, nutrizionali e di allergenicit\u00e0. L&#8217;evidenza di stabilit\u00e0 della composizione nutrizionale nelle diverse condizioni di coltivazione &#8211; come il\u00a0<strong>profilo consistente di aminoacidi essenziali<\/strong>\u00a0riportato da Proietti Tocca et al. (2025) &#8211; fornisce supporto importante sotto tale aspetto.<\/p>\n<h3 id=\"2538112c-b3ab-800f-ba7a-f1c7c5180615\" class=\"\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Implicazioni_di_mercato\"><\/span><strong>Implicazioni di mercato<\/strong><span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h3>\n<p id=\"2538112c-b3ab-8018-92a3-c44f955322e3\" class=\"\">Un&#8217;autorizzazione di successo posizionerebbe <em>G. sulphuraria<\/em> come fonte di proteine <em>premium<\/em>, combinando alto contenuto proteico (52% p\/p) con un <strong>profilo completo di aminoacidi<\/strong>, con un potenziale valore aggiunto rispetto ad altre microalghe. Il suo\u00a0<em><strong>status<\/strong><\/em><strong> non-OGM<\/strong>\u00a0pu\u00f2 inoltre facilitare la sua approvazione, non essendo perci\u00f2 richieste le valutazioni di biosicurezza aggiuntive di cui alla direttiva 2001\/18\/CE.<\/p>\n<h3 id=\"2538112c-b3ab-8022-84c3-ea10cc4844a6\" class=\"\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Expertise_FAREWiise\"><\/span><em><strong>Expertise<\/strong><\/em><strong> FARE\/Wiise<\/strong><span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h3>\n<p id=\"2538112c-b3ab-8081-8323-f5d117ced586\" class=\"\">L&#8217;unit\u00e0\u00a0<strong>FARE<\/strong>\u00a0(<em>Food and Agriculture Requirements<\/em>) della nostra Wiise benefit fornisce <em><strong>expertise<\/strong><\/em>\u00a0specializzata per le domande di autorizzazione di <em>novel food<\/em> e <em>health claims<\/em>, con conoscenza approfondita dei percorsi regolatori EFSA. La sua partecipazione nel progetto di ricerca europeo <a href=\"https:\/\/www.foodtimes.eu\/it\/ricerca\/il-ruolo-delle-microalghe-in-alimenti-e-mangimi-lo-stato-dellarte-profutureeu-2\/\">ProFuture<\/a> sulle proteine delle microalghe evidenzia la capacit\u00e0 di connettere ricerca e innovativa con validazione regolatoria ed exploitation.<\/p>\n<h2 id=\"2538112c-b3ab-8035-94e6-cefca23fb822\" class=\"\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Sfide_tecnologiche_e_direzioni_di_ricerca\"><\/span>Sfide tecnologiche e direzioni di ricerca<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n<p id=\"2538112c-b3ab-80ff-a2d3-d5e909e746fd\" class=\"\">Diverse\u00a0<strong>sfide tecnologiche<\/strong>, oltrech\u00e9 regolatorie, devono venire affrontate per l&#8217;implementazione commerciale della promettente ricerca di ETH Zurich. La\u00a0tossicit\u00e0 degli acidi organici\u00a0a pH basso necessita\u00a0avanzati <strong>sistemi di controllo di processo<\/strong>\u00a0per mantenere tassi di alimentazione ottimali. Studi di <strong>scalabilit\u00e0<\/strong> saranno cruciali per validare strategie di alimentazione continua in sistemi di produzione pi\u00f9 grandi, mantenendo al contempo le alte rese di biomassa dimostrate in laboratorio.<\/p>\n<p id=\"2538112c-b3ab-80f1-bc27-ecae97e161e5\" class=\"\">Approcci di\u00a0<strong>ingegneria metabolica<\/strong>\u00a0potrebbero potenzialmente migliorare l&#8217;efficienza formatotrofica attraverso l&#8217;aumento dell&#8217;espressione di FDH o meccanismi di trasporto degli acidi organici migliorati. La scoperta della capacit\u00e0 formatotrofica nativa riduce peraltro la complessit\u00e0 tipicamente associata ai microrganismi geneticamente modificati, facilitando l&#8217;approvazione regolatoria per applicazioni su alimenti e mangimi.<\/p>\n<p id=\"2538112c-b3ab-80bd-aadf-cc9271731b47\" class=\"\">La ricerca di\u00a0<strong>ottimizzazione dei processi<\/strong>\u00a0dovrebbe concentrarsi sullo sviluppo di\u00a0<strong>sistemi integrati<\/strong>\u00a0che accoppiano la riduzione elettrochimica della CO\u2082 con la coltivazione di microalghe. Il monitoraggio in tempo reale e il controllo delle concentrazioni di acidi organici, accoppiati con\u00a0<strong>automazione avanzata dei bioprocessi<\/strong>, saranno essenziali per mantenere condizioni di crescita ottimali massimizzando al contempo l&#8217;efficienza di conversione del substrato.<\/p>\n<h2 id=\"2538112c-b3ab-8099-b07f-e149b97a999e\" class=\"\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Considerazioni_economiche_e_ambientali\"><\/span>Considerazioni economiche e ambientali<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n<p id=\"2538112c-b3ab-80e3-83a8-f7a962b96d54\" class=\"\">L&#8217;<strong>analisi tecnico-economica<\/strong>\u00a0della produzione di microalghe basata su formiato deve considerare la catena del valore completa, dalla cattura della CO\u2082 attraverso la sintesi di acidi organici fino alla raccolta e lavorazione della biomassa. Le attuali\u00a0<strong>efficienze di conversione elettrochimica<\/strong>\u00a0 per CO\u2082 ad acido formico variano dal 48,7-96,5%, mentre la produzione di acido acetico rimane meno matura tecnologicamente. Strategie di <strong>integrazione dei processi<\/strong>\u00a0che abbinano la generazione di elettricit\u00e0 rinnovabile con la riduzione elettrochimica potrebbero migliorare significativamente la fattibilit\u00e0 economica.<\/p>\n<p id=\"2538112c-b3ab-8042-aaa5-ebb20e99d713\" class=\"\">La\u00a0<strong>valutazione dell&#8217;impronta carbonica<\/strong>\u00a0dovrebbe tener conto dei requisiti energetici della sintesi di acidi organici <em>versus<\/em> i metodi di concentrazione tradizionali della CO\u2082. Il <strong>modello di produzione distribuita<\/strong>\u00a0abilitato dalle scorte di acidi organici potrebbe ridurre le emissioni di trasporto fornendo al contempo\u00a0<strong>opportunit\u00e0 economiche rurali<\/strong>\u00a0in regioni con abbondanti risorse di energia rinnovabile.<\/p>\n<p id=\"2538112c-b3ab-80ad-8142-c183fdc17bc9\" class=\"\">Il\u00a0<strong>posizionamento di mercato<\/strong>\u00a0delle proteine prodotte attraverso questa via dipender\u00e0 dal dimostrare\u00a0<strong>credenziali di sostenibilit\u00e0<\/strong>\u00a0ed equivalenza nutrizionale alle fonti proteiche convenzionali. Lo\u00a0<strong>status non-OGM<\/strong>\u00a0di\u00a0<em>G. sulphuraria<\/em>\u00a0di tipo selvatico pu\u00f2 fornire vantaggi di mercato in regioni con regolamentazioni biotecnologiche restrittive.<\/p>\n<h2 id=\"2538112c-b3ab-8040-8910-d5d509bb903c\" class=\"\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Conclusioni\"><\/span>Conclusioni<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n<p id=\"2538112c-b3ab-801f-88e6-f65241ff527c\" class=\"\">Questa ricerca pionieristica dei ricercatori di ETH Zurich dimostra il\u00a0<strong>potenziale rivoluzionario<\/strong>\u00a0<strong>di\u00a0<\/strong><em><strong>Galdieria sulphuraria<\/strong><\/em> per la produzione sostenibile di proteine attraverso la coltivazione fotoformatotrofica. Il raggiungimento della conversione completa di acidi organici in biomassa di elevata qualit\u00e0, unitamente all\u2019identificazione di enzimi nativi di formiato deidrogenasi, pone questa microalga estremofila come <strong>piattaforma unica per le biotecnologie di nuova generazione<\/strong>.<\/p>\n<p id=\"2538112c-b3ab-803c-90bf-fecc547804c2\" class=\"\">La <strong>coltivazione mixotrofica<\/strong> basata su acidi organici prodotti elettrochimicamente offre un\u2019alternativa ai sistemi convenzionali a CO\u2082 e permette una <strong>produzione distribuita<\/strong> di microalghe con requisiti infrastrutturali ridotti. <strong>Rese di biomassa<\/strong>\u00a0del 89-100% e\u00a0<strong>qualit\u00e0 proteica<\/strong>\u00a0consistente che soddisfa gli standard nutrizionali FAO validano il potenziale commerciale di questa tecnologia.<\/p>\n<p id=\"2538112c-b3ab-809d-8614-e71c6179462f\" class=\"\">Le\u00a0<strong>priorit\u00e0 di ricerca future<\/strong>\u00a0dovrebbero concentrarsi su scalabilit\u00e0 dei processi, ottimizzazione economica, e valutazione del ciclo di vita per quantificare i benefici ambientali. L&#8217;integrazione della riduzione elettrochimica della CO\u2082 guidata da energia rinnovabile con la coltivazione formatotrofica di microalghe rappresenta un percorso promettente verso l&#8217;implementazione di un&#8217;<strong>economia circolare del carbonio<\/strong>.<\/p>\n<p id=\"2538112c-b3ab-807c-8f7b-f4301a6d99dc\" class=\"\">La scoperta che\u00a0<em>G. sulphuraria<\/em>\u00a0pu\u00f2 utilizzare efficacemente l&#8217;acido formico senza modificazione genetica affronta sfide chiave di accettazione regolatoria e dei consumatori associate ai microrganismi ingegnerizzati. Questa\u00a0<strong>capacit\u00e0 metabolica naturale<\/strong>, combinata con le caratteristiche estremofile dell&#8217;organismo e il profilo nutrizionale eccezionale, posiziona\u00a0<em>G. sulphuraria<\/em>\u00a0come candidato principale per la\u00a0<strong>produzione sostenibile di proteine<\/strong>\u00a0nella\u00a0<strong>bioeconomia <\/strong>emergente.<\/p>\n<p id=\"2538112c-b3ab-80d1-8154-f070b1fbc9d2\" class=\"\"><em>Dario Dongo<\/em><\/p>\n<p><i>Cover art copyright \u00a9 2025 Dario Dongo (AI-assisted creation)<\/i><\/p>\n<h2 id=\"2538112c-b3ab-804a-b682-cafc883151de\" class=\"\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Riferimenti\"><\/span>Riferimenti<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n<ul id=\"2538112c-b3ab-80a8-84d8-d962868db076\" class=\"bulleted-list\">\n<li>European Commission. (2019). Public summary of the dossier: Dried biomass of Galdieria sulphuraria (Application No. 2019\/1342). Novel Food application under Regulation (EU) 2015\/2283. Retrieved from <a href=\"https:\/\/food.ec.europa.eu\/document\/download\/b165acbd-199a-4046-b1be-f97831891d3e_en\">https:\/\/food.ec.europa.eu\/document\/download\/b165acbd-199a-4046-b1be-f97831891d3e_en<\/a><\/li>\n<\/ul>\n<ul id=\"2538112c-b3ab-803b-b822-e0c5a81cb706\" class=\"bulleted-list\">\n<li>Joint FAO\/WHO\/UNU Expert Consultation on Protein and Amino Acid Requirements in Human Nutrition. (2007).\u00a0<em>Protein and amino acid requirements in human nutrition: Report of a Joint WHO\/FAO\/UNU Expert Consultation<\/em>. WHO Technical Report Series No. 935. World Health Organization. ISBN: 978-92-4-120935-9<\/li>\n<\/ul>\n<ul id=\"2538112c-b3ab-8055-8d37-ca028a0187c2\" class=\"bulleted-list\">\n<li>Proietti Tocca, G., Abiusi, F., Macken, D., Fraterrigo Garofalo, S., Tommasi, T., Fino, D., &amp; Mathys, A. (2025). Complete conversion of organic acids into protein-rich biomass: Discovering the photoformatotrophic capacity of Galdieria sulphuraria.\u00a0<em>ACS Sustainable Chemistry &amp; Engineering<\/em>. <a href=\"https:\/\/doi.org\/10.1021\/acssuschemeng.5c02338\">https:\/\/doi.org\/10.1021\/acssuschemeng.5c02338<\/a><\/li>\n<\/ul>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Uno studio rivoluzionario condotto dai ricercatori del Laboratory of Sustainable Food Processing, ETH Zurich (Proietti Tocca et al., 2025) ha rivelato la notevole capacit\u00e0 fotoformatotrofica della microalga estremofila\u00a0Galdieria sulphuraria SAG 108.79, segnando il primo caso documentato di una specie microalgale di tipo selvatico in grado di utilizzare efficacemente l&#8217;acido formico come fonte di carbonio. 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