L'innovazione nel settore alimentare sta portando alla ribalta nuove tecniche di produzione, tra cui l'agricoltura verticale e la coltivazione di alimenti in laboratorio. Un esempio è l'insalata coltivata in laboratorio, un prodotto che solleva interrogativi sui suoi benefici e rischi.
Per comprendere appieno questa innovazione, è utile esplorare il concetto di carne coltivata, un altro esempio di prodotto alimentare creato in laboratorio.
CARNE COLTIVATA: il Futuro Sostenibile dell’Alimentazione?
Attualmente, la carne coltivata è un prodotto che nasce a partire da cellule animali che vengono prelevate tramite una biopsia e fatte crescere su un terreno, una soluzione ricca di nutrienti. Dopo la crescita, queste cellule staminali, che non presentavano alcuna specializzazione, si differenziano in una cellula di interesse, nel caso specifico in una cellula muscolare. Queste cellule staminali si differenziano anche rimanendo all’interno dell’organismo di partenza; quindi, non viene in nessun modo modificata ma procede in quella che è la fisiologia della cellula. Dalle singole cellule, messe insieme, si costituisce poi un tessuto che darà quindi origine a quello che sarà il prodotto finito.
La ricerca, in questi anni, si è concentrata per rendere questo processo riproducibile su larga scala. Lo strumento che si è dimostrato utile ai fini del raggiungimento di questo scopo è il bioreattore, un nome che, anche in questo caso spaventa ma che è stato in realtà già impiegato nella produzione di altri alimenti come birra e yogurt.
Sicurezza Alimentare e Aspetti Normativi
Dal punto di vista della sicurezza alimentare, il consumo di carne coltivata non rappresenta un rischio per la salute umana. In Unione Europea la carne coltivata è considerata un novel food e quindi deve sottostare a stretti controlli e normative che regolamentano l’introduzione di questi alimenti sul nostro mercato, un po’ come avviene anche per i prodotti che contengono insetti.
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In Italia risulta già obbligatorio per legge riportare gli ingredienti e la provenienza degli alimenti in etichetta, pertanto la carne coltivata potrà essere consumata da tutti coloro che liberamente e in modo informato decidono di acquistarla. Attualmente la carne sintetica è un prodotto che non è ancora entrato nel mercato europeo. Qualora l’Autorità Europea sulla Sicurezza Alimentare (EFSA) dovesse approvare la sicurezza della carne coltivata, questa potrà entrare nel mercato europeo e potrà essere acquistata.
Il disegno di legge emanato dall’attuale governo dovrà pertanto sottostare alla decisione dell’Unione Europea, mettendo la popolazione italiana nella condizione di poter acquistare questa carne coltivata purchè non abbia provenienza italiana. Mettendo da parte questo concetto, uno degli aspetti che mette in dubbio la sicurezza di questo prodotto è la modalità con cui è realizzato. Ancora una volta ci si trova davanti a un tema molto polarizzante: naturale verso “sintetico” (anche se abbiamo spiegato che in questo caso, questo termine, non è corretto).
Benefici e Rischi Etici
Dal punto di vista nutrizionale non sono presenti degli aspetti negativi da considerare. Dal punto di vista della sicurezza alimentare, crescendo in un ambiente controllato si riduce il rischio di malattie di origine animali e non c’è la necessità di impiegare antibiotici. Oltre a questo, diventa possibile confezionare un alimento in un unico luogo, evitando contaminazioni esterne. Gli aspetti negativi riguardano principalmente il punto di vista etico.
Una prima riflessione riguarda il benessere animale: a oggi viene utilizzato il siero fetale bovino, sottoprodotto dell’industria della carne, come ingrediente fondamentale del terreno di coltura per le cellule. Tuttavia, sono attualmente in sviluppo alternative che prevedono l’utilizzo di prodotti vegetali. Proprio per questo motivo è fondamentale che la ricerca prosegua ininterrotta così da poter del tutto evitare il sacrificio di animali per essere prodotta.
Una ulteriore questione riguarda l’impatto che potrebbe avere sul piano socio-economico: abolire gli allevamenti intensivi potrebbe comportare una riduzione delle persone attualmente impiegate in questa industria.
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Agricoltura Verticale: Una Soluzione Innovativa
Un'alternativa promettente alla produzione tradizionale di alimenti è l'agricoltura verticale, un metodo che consente di coltivare piante su più livelli sovrapposti verticalmente all'interno di edifici o strutture artificiali.
CARNE COLTIVATA: il Futuro Sostenibile dell’Alimentazione?
Per massimizzare il numero di piante a metro cubo, tali sistemi utilizzano tecnologie avanzate per controllare le condizioni di coltivazione (temperatura, umidità, CO2, luce, ecc.) al fine di ottimizzare l’uso delle risorse e degli elementi produttivi aumentando la produttività delle piante. Acqua e nutrienti in eccesso vengono recuperati e reimmessi nel circuito e il consumo di risorse è radicalmente ridotto.
Secondo gli ultimi dati di Statista, il valore di mercato del Vertical Farming dovrebbe traguardare i 35 miliardi di USD entro il 2032, partendo da circa 5,6 miliardi di dollari statunitensi nel 2022. Del resto, la necessità di poter contare su un alleato altamente tecnologico e sostenibile per l’agricoltura tradizionale è quanto mai urgente.
Difatti, consente una resa più costante e affidabile durante tutto l’anno e riduce al minimo la possibilità di esternalità negative come malattie o parassiti. L’elevato impiego della tecnologia, poi, è utile per il monitoraggio oculato dei parametri e dei nutrienti, con la possibilità di ridurre al minimo i consumi energetici, ma anche l’impiego di acqua, nutrienti e sostanze fertilizzanti e antiparassitarie.
Costi e Benefici dell'Agricoltura Verticale
L’agricoltura verticale offre molti vantaggi rispetto alle tecniche di coltivazione tradizionali. Il vantaggio principale è l’aumento della resa delle colture con una minore area unitaria di fabbisogno di terra. Ciò significa che possono produrre quantità significativamente maggiori di cibo rispetto a una superficie equivalente di terreno aperto. Un altro vantaggio è la capacità di coltivare una maggiore varietà di colture contemporaneamente perché non condividono gli stessi appezzamenti di terreno durante la crescita.
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Inoltre, le colture sono sottoposte ad un controllo costante e preciso rispetto alle condizioni ambientali in cui crescono, come l’illuminazione, la temperatura e l’umidità, e ciò garantisce una produzione ottimale ed efficiente dal punto di vista delle risorse: l’agricoltura verticale utilizza meno acqua, terra e fertilizzanti rispetto alle tecniche di coltivazione tradizionali. Il fatto di essere posizionate al chiuso poi, le mette al riparo da eventi meteorologici estremi o imprevisti.
Pesticidi ed erbicidi non sono necessari proprio perché è un sistema fortemente controllato, in cui erbe e parassiti non possono fare il loro ingresso. I prodotti derivanti sono, quindi, da considerare biologici a tutti gli effetti. A causa del limitato utilizzo e sfruttamento del suolo, l’agricoltura verticale è meno dannosa per piante e animali autoctoni, portando a un’ulteriore conservazione della flora e della fauna locali.
Al contempo, le tecniche di Vertical Farming possono essere utilizzate per proteggere le specie vegetali in via di estinzione, che possono essere conservate e coltivate all’interno di edifici. Le fattori verticali permettono di produrre cibo a km 0 anche dove non sarebbe possibile come in aree urbane dove la terra agricola è limitata e la produzione di vegetali al di fuori della loro stagionalità. Inoltre, possono essere posizionate vicino ai consumatori, riducendo la distanza e il tempo necessari per trasportare il cibo “farm to fork”.
Le Sfide dell'Agricoltura Verticale
Tuttavia, il Vertical Farming richiede anche una significativa quantità di tecnologia e una altrettanto significativa quantità di energia e risorse per mantenere le condizioni di crescita ottimali. Inoltre, il costo di avviamento e di gestione di un’azienda agricola verticale è ancora elevato e ne limita la diffusione su scala mondiale.
Un ostacolo attuale è connesso alla necessità di ridurre il consumo energetico nelle coltivazioni verticali. Questi sistemi richiedono una notevole quantità di energia, soprattutto per alimentare l’illuminazione a LED e altre tecnologie fondamentali per il monitoraggio e gli interventi necessari alla produzione e alla cura delle piante. Al momento, la dipendenza energetica di tali impianti è principalmente legata a fonti fossili, un aspetto che richiede attenzione.
Sicurezza Alimentare e Sostenibilità
Per garantire la sicurezza alimentare globale e soddisfare le richieste di fronte all’aumento della popolazione, la produzione alimentare dovrebbe aumentare del 60% entro il 2050. D’altra parte, i prerequisiti naturali dell’agricoltura, vale a dire la terra arabile e l’acqua, si sono esauriti con la rapida urbanizzazione in tutto il mondo. L’attuale food system deve quindi trovare metodi alternativi per diventare al contempo più efficiente nel rispondere a esigenze crescenti e più sostenibile.
Al centro del concetto di agricoltura sostenibile c’è l’obiettivo di soddisfare il fabbisogno dell’umanità senza penalizzare le esigenze delle generazioni future. Intento a cui l’agricoltura verticale risponde utilizzando un quantitativo che può arrivare fino al 99% in meno di acqua, terra e fertilizzanti rispetto alle tecniche di coltivazione tradizionali. Inoltre, le tecnologie di coltivazione verticale possono essere progettate per recuperare e riciclare l’acqua e i nutrienti, riducendo la massa di rifiuti prodotta.
Un altro aspetto riguarda le emissioni di gas serra causate dal trasporto dalla fattoria alla tavola, poiché coltivare su più livelli in edifici, grattacieli o capannoni all’interno delle stesse città consente di accorciare la distanza che separa il luogo in cui viene effettivamente coltivato un prodotto e i consumatori finali che vivranno nelle aree urbane, avvicinandosi così all’obiettivo di filiera “chilometro 0”.
Tecnologie per l'Agricoltura Verticale
Nell’agricoltura verticale, sono diverse le tecnologie che vengono impiegate per creare un ambiente controllato e sostenibile per la coltivazione delle specie vegetali. Anzitutto, l’illuminazione artificiale deve fornire la giusta quantità e qualità di luce per la crescita delle piante. Parimenti, i sistemi di irrigazione sono progettati per essere efficienti e sostenibili, utilizzando tecnologie come l’irrigazione a goccia o che abilitano il riciclo dell’acqua.
I sistemi di supporto, come scaffali, rastrelliere e strutture di sostegno, sono utilizzati per sostenere le piante e garantire che ricevano la quantità di luce, aria e acqua necessarie. Fondamentali anche le tecnologie di controllo ambientale, come la termoregolazione e la ventilazione, e i software di monitoraggio per raccogliere e analizzare i dati tali da ottenere una maggiore comprensione delle condizioni ottimali per la crescita e per identificare eventuali problemi o opportunità di miglioramento.
Colture Adatte al Vertical Farming
Tra le più indicate troviamo insalata e pomodori, per la rapidità di crescita e le rese elevate in rapporto allo spazio. Colture orticole, verdure a foglia, ortaggi, ma anche piante aromatiche (il basilico, per esempio) possono essere ideali, come pure funghi e germogli.
Le tecniche di coltivazione più diffuse sono idroponica e acquaponica. La prima è una tecnica fuori suolo in cui le radici delle piante crescono a contatto diretto con una soluzione di acqua, minerali e sostanze nutritive. La seconda integra la coltivazione di piante e l’allevamento di pesci in un ambiente sinergico in cui l’acqua proveniente dagli allevamenti di pesci viene utilizzata per irrigare e fertilizzare le coltivazioni, creando un ciclo chiuso in cui le piante purificano l’acqua, rendendola nuovamente adatta all’allevamento ittico.
Coltivazione Idroponica
Per coltivazione idroponica o idrocoltura utilizza un sistema di coltivazione fuori suolo in cui la terra è sostituita da un substrato inerte (argilla espansa, perlite, vermiculite, fibra di cocco, lana di roccia, zeolite, ecc.) per fornire supporto alle radici. Le radici delle piante vengono irrorate mediante una soluzione nutritiva composta dall’acqua e dai composti (per lo più inorganici) necessari ad apportare tutti gli elementi indispensabili alla normale nutrizione minerale. Ciò può avvenire tramite alloggi a canaline nei quali scorre la soluzione, sistemi galleggianti o di irrigazione a goccia.
Questo metodo non solo porta a un significativo risparmio d’acqua, ma promuove anche una crescita più rapida delle piante. La tecnica di coltivazione idroponica offre la possibilità di gestire produzioni in modo controllato, garantendo standard qualitativi e igienico-sanitari elevati durante ogni periodo dell’anno. I benefici di questa metodologia abbracciano l’incremento delle rese per unità di superficie e una significativa riduzione del consumo d’acqua.