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Sviluppato un metodo innovativo per la biofortificazione delle foglie e di altri tessuti vegetali verdi, aumentando il loro contenuto di sostanze salutari come il beta-carotene, il principale precursore della vitamina A nella dieta umana.
Un gruppo di ricerca dell’Istituto di Ricerca per la Biologia Molecolare e Cellulare delle Piante (IBMCP), un centro congiunto del Consiglio Nazionale delle Ricerche spagnolo (CSIC) e dell’Universitat Politècnica de València (UPV), ha sviluppato un metodo innovativo per la biofortificazione delle foglie e di altri tessuti vegetali verdi, aumentando il loro contenuto di sostanze salutari come il beta-carotene, il principale precursore della vitamina A nella dieta umana.
Il lavoro dimostra che utilizzando tecniche biotecnologiche e trattamenti ad alta intensità luminosa, i livelli di beta-carotene nelle foglie possono essere moltiplicati fino a 30 volte creando nuovi luoghi per immagazzinarlo senza influire su processi vitali come la fotosintesi. I risultati sono pubblicati sul Plant Journal.
Il beta-carotene è uno dei principali carotenoidi, pigmenti che si trovano naturalmente nelle piante e in altri organismi fotosintetici che apportano benefici alla salute, con proprietà antiossidanti, immunostimolanti e di potenziamento cognitivo.
In particolare, il beta-carotene è il principale precursore dei retinoidi, composti chimici con funzioni corporee essenziali (vista, proliferazione e differenziazione cellulare, sistema immunitario…), tra cui la vitamina A.
Utilizzando le piante di tabacco (Nicotiana benthamiana) come modello di laboratorio e la lattuga (Lactuca sativa) come modello di coltivazione, il team guidato da Manuel Rodríguez Concepción, ricercatore CSIC presso l’IBMCP, è riuscito ad aumentare il contenuto di beta-carotene nelle foglie senza influire negativamente su altri processi vitali come la fotosintesi.
“Le foglie hanno bisogno di carotenoidi come il beta-carotene nei complessi fotosintetici dei cloroplasti per il loro corretto funzionamento,” spiega il ricercatore del CSIC.
“Quando viene prodotto troppo o troppo poco beta-carotene nei cloroplasti, questi smettono di funzionare e le foglie alla fine muoiono. Il nostro lavoro ha prodotto e accumulato con successo il beta-carotene in compartimenti cellulari dove normalmente non si trova, combinando tecniche biotecnologiche e trattamenti con un’elevata intensità luminosa,” riassume.
Maggiore accumulo e bioaccessibilità
I risultati di questo studio, pubblicati sul Plant Journal, mostrano che è possibile moltiplicare i livelli di beta-carotene nelle foglie creando nuovi luoghi per immagazzinarle al di fuori dei complessi fotosintetici.
Da un lato, sono riusciti a immagazzinare alti livelli di beta-carotene nei plastoglobuli e le vescicole di accumulo di grasso sono naturalmente presenti all’interno dei cloroplasti.
Queste vescicole non partecipano alla fotosintesi e di solito non accumulano carotenoidi.
“Stimolare la formazione e lo sviluppo dei plastoglobuli con tecniche molecolari e trattamenti di luce intensa non solo aumenta l’accumulo di beta-carotene ma anche la sua bioaccessibilità, ovvero la facilità con cui può essere estratto dalla matrice alimentare per essere assorbito dal nostro sistema digestivo,” afferma Luca Morelli, primo autore dello studio.
Biofortificazione di ortaggi
Lo studio mostra anche che la sintesi del beta-carotene nei plastoglobuli può essere combinata con la sua produzione al di fuori dei cloroplasti per mezzo di approcci biotecnologici. In questo caso, dice il coautore Pablo Pérez Colao, “il beta-carotene si accumula in vescicole simili ai plastoglobuli ma situate nel citosol, la sostanza acquosa che circonda gli organelli e il nucleo delle cellule”.
La combinazione di entrambe le strategie ha ottenuto un aumento fino a 30 volte dei livelli di beta-carotene accessibili rispetto alle foglie non trattate. Il massiccio accumulo di beta-carotene ha inoltre conferito alle foglie di lattuga un caratteristico colore dorato.
Secondo i ricercatori, la scoperta che il beta-carotene può essere prodotto e immagazzinato a livelli molto elevati e in una forma più bioaccessibile al di fuori dei luoghi in cui si trova solitamente nelle foglie “rappresenta un progresso molto significativo per migliorare la nutrizione attraverso la biofortificazione di verdure come lattuga, bietola o spinaci senza rinunciare al loro profumo e sapore caratteristico”.
