MILANO – Sul numero 19/20 del periodico Espresso ideas edito da Simonelli Group è uscito un fondamentale articolo sul genoma del caffè.
Ve lo proponiamo.
Per secoli, il caffè è stato una sostanza eccitante molto apprezzata. Infatti ci rende vigili, aiuta a mantenere la concentrazione. Poi migliora la memoria, pur potendo causare una
moderata dipendenza. Oggi la caffeina è il farmaco più utilizzato sul pianeta. Ma dove sta il suo segreto? Probabilmente nello stesso genoma.
Genoma: l’origine della magia del chicco
Negli ultimi decenni, la pianta del caffè e i suoi preziosi semi, che contengono la caffeina, sono stati studiati a livello molecolare. Così da determinare quali siano le caratteristiche che rendono un caffè buono o cattivo.
Dopo aver scoperto che il caffè contiene più di mille composti chimici, gli scienziati si sono resi conto che il lavoro era davvero complesso.
Per non parlare poi degli effetti che il clima. O ancora la coltivazione, la lavorazione e la tostatura hanno su questi composti.
L’incredibile complessità del caffè
Una natura tale, rende difficile assicurarsi che i composti delle fragranze “buone” superino quelli delle fragranze “cattive” non è un compito facile.
Da dove iniziare allora?
Gli studi agronomici e fisiologici, oltre ad una migliore comprensione delle conseguenze fisiche e biochimiche della raccolta e della lavorazione, hanno già comportato un significativo miglioramento della qualità.
Così Il genoma del caffè potrebbe migliorarne ancora di più la qualità.
Il genoma della Robusta
E’ stato mappato già nel 2014. Poi, nel 2017 è stato il turno dell’Arabica. I due genomi hanno dato speranze ai ricercatori sulla possibilità di ottenere un caffè con un sapore migliore; possibilmente più sano.
Scoprire quali geni creano fragranze e aromi piacevoli potrebbe consentire di coltivare in maniera selettiva. O di progettare geneticamente dei tipi migliori di caffè. (Tuttavia anche il clima e le tecniche di coltivazione hanno un ruolo molto importante.)
Modificare il dna del caffè
“La sequenza del genoma contiene informazioni cruciali per lo sviluppo di varietà di caffè di qualità elevata. Più resistenti alle malattie. Poi in grado di adattarsi ai cambiamenti climatici che si prevede minacceranno la produzione mondiale di caffè nei prossimi 30 anni. Così ha detto Juan Medrano. Il genetista della Uc Davis College of Agricultural and Environmental Sciences e co-ricercatore del processo di mappatura, durato molti anni.
Continua ancora “Speriamo che possa portare benefici a tutti coloro che sono coinvolti nella produzione del caffè. Quindi dagli agricoltori, il cui sostentamento è minacciato da malattie devastanti come la ruggine bruna del caffè, ai responsabili della lavorazione del caffè. Sino ai clienti in tutto il mondo”.
Per la mappatura del genoma dell’Arabica
Medrano ha collaborato inoltre con l’allevatore molecolare Van Deynze, e con Cantu. un genetista delle piante.
Contemporaneamente, all’inizio della loro ricerca, il team ha incontrato Jay Ruskey. Un agricoltore, che stava coltivando la prime piante di caffè commerciale negli Stati Uniti continentali presso la sua piantagione vicino a Santa Barbara.
Ruskey aveva inoltre piantato alberi di caffè in circa altre venti piantagioni
Da San Luis Obispo a San Diego. Avviando così quello che reputa possa diventare un nuovo settore di produzione di caffè speciale per la California.
Collaborando con Ruskey, i ricercatori della Uc Davis hanno raccolto materiale genetico (campioni di Dna ed Rna). Hanno selezionato quindi diversi tessuti e fasi di sviluppo di ventitré alberi di caffè Geisha che crescono nella piantagione di Ruskey.
Il complesso genoma della Coffea arabica
C. arabica è un ibrido derivato dall’incrocio di due altre specie di piante: C. canephora (caffè robusta), e la strettamente legata C. eugenioides.
Di conseguenza, il genoma della C. arabica ha quattro set cromosomici. Diversamente da altre piante – e dagli esseri umani – che hanno solo due set cromosomici.
I ricercatori hanno mappato campioni dei ventitré alberi di caffè Geisha. Così da avere un’idea della variazione genetica nella famiglia Geisha e tra tredici altre varietà di 3 C. arabica; importanti per sviluppare piante in grado di resistere alle malattie e far fronte ad altre sollecitazioni di tipo ambientale.
“Una scoperta interessante: il genoma Geisha è costituito da 1,19 miliardi di coppie di basi, circa un terzo delle dimensioni del genoma umano”
Il genoma Geisha è costituito da 1,19 miliardi di coppie di basi, circa un terzo della dimensione del genoma umano.
Andando avanti, i ricercatori proveranno ad identificare i geni associati alla qualità del caffè. Sperando che questi possano permettere una migliore comprensione dei profili delle fragranze del caffè Geisha.
Gli strumenti genomici
Incluse le mappe genetiche, danno la possibilità di decifrare accuratamente gli aspetti genomici dei componenti di qualità del caffè.
Gli stessi dovrebbero consentire ai ricercatori del caffè di identificare la genomica coinvolta nella variabilità della qualità. Un primo passo verso l’identificazione dei geni coinvolti nella variabilità naturale della qualità del caffè.
Sapori e odori: anche loro creano dipendenza?
Il genoma appena mappato sta anche svelando le origini dei sapori e degli odori del caffè che ci attirano. “Abbiamo identificato molti aspetti genetici differenti di aroma e sapore”, dice Albert.
Uno studio di Science ha evidenziato i geni che costituiscono i composti alcaloidi, noti per il loro sapore amaro, oltre agli enzimi che costituiscono i composti flavonoidi.
Scoprire esattamente quali geni sono responsabili dei sapori o degli aromi più apprezzati ci consentirebbe di produrre caffè con caratteristiche molto vicine alle nostre preferenze
Ciò attraverso la coltivazione selettiva e l’ingegneria genetica.
Gli enzimi che producono la caffeina del caffè potrebbero anche contribuire a decaffeinare la bevanda.
Nuovi metodi di estrazione
“Quindi per fare un caffè decaffeinato, non sarà necessario eseguire il processo di estrazione della caffeina. Basterà semplicemente coltivare dei chicchi di caffè che non ne contengono affatto”, afferma Albert.
La complessa chimica del caffè continuerà ad essere svelata dall’analisi del genoma. Ciò potrebbe costituire la base delle strategie di coltivazione o di manipolazione genetica per massimizzare i punti di forza del caffè. (sapore intenso, resistenza alle malattie). Poi ridurre infinei suoi punti deboli (sapore amaro, livelli indesiderati di acidità, incompatibilità climatica).
“Tutto ciò che si sa del caffè o che è interessante potrebbe essere un obiettivo della genetica.” Afferma infine Albert.
Perché le piante producono caffeina?
Anche se non c’è ancora una risposta alla domanda relativa alla modalità di sviluppo della caffeina da parte degli alberi, il genoma potrebbe permettere di scoprirla.
La caffeina può impedire agli animali di mangiare le foglie. In quanto le stesse hanno un elevato contenuto di caffeina. (Tuttavia, un infuso di foglie di caffè non ha affatto lo stesso sapore del tè. Se così fosse sarebbero già disponibili sul mercato).
È possibile inoltre che la caffeina filtri nel suolo attorno agli alberi di caffè; così evitando che i semi di altre piante possano crescere lì.
Oppure la caffeina potrebbe attrarre gli impollinatori con le stesse modalità degli esseri umani
Come una droga, crea in loro un senso di dipendenza.
Il biologo evoluzionista Victor Albert ha detto alla rivista Smithsonian: “Non mi sorprenderebbe che tutte e tre le teorie siano in un certo modo corrette”.
Albert ha collaborato alla stesura di un’analisi comparativa nella rivista Science sulla mappatura della C. Arabica. Oltre che sulla biosintesi della caffeina.
Potrebbe sembrare logico che il caffè sia collegato al tè o al cacao; dato che tutti contengono caffeina.
Lo studio sul genoma
Questo mostra che i geni responsabili dell’infusione della caffeina nel caffè sono diversi da quelli che costituiscono il composto nel tè e nel cacao.
Albert ha detto ancora alla rivista Smithsonian: “Il caffè e il tè hanno condiviso un antenato comune per l’ultima volta forse cento milioni di anni fa.
Il caffè e il cioccolato forse centoventi milioni di anni fa. Quindi stiamo parlando di piante che sono state separate per un periodo di tempo molto lungo. Hanno sviluppato perciò in maniera indipendente la capacità di produrre caffeina.”
Il genoma del caffè può aiutare le colture a sopravvivere ai cambiamenti climatici?
La produzione mondiale di caffè dipende attualmente solo da poche varietà, e questo le rende vulnerabili alle malattie. Oltre che ai parassiti e al cambiamento climatico.
Fino ad ora, pochi saggi scientifici si sono occupati dell’identificazione dei geni che determinano la qualità del caffè.
Daniel Zamir, dell’Università Ebraica di Gerusalemme
Spera che il genoma possa essere usato per incoraggiare la coltivazione del caffè e mantenere una produzione affidabile.
“La chiave per assicurare la sopravvivenza del caffè come coltura
economicamente sostenibile dipende dalla variazione genetica.”
Ha scritto Zamir in un articolo prospettico che accompagna l’articolo di Science.
Ha fatto poi appello all’utilizzo di progetti di coltivazione assistiti geneticamente nei paesi esportatori di caffè per assicurare il futuro del settore.
Jose Kawashima
Il presidente e Ceo di Mi Cafeto Co. Ltd., un’azienda che produce caffè speciale in Giappone, sottolinea l’importanza della scoperta del genoma del caffè per tutti i livelli produttivi.
“Avendo lavorato nel settore produttivo del caffè per 40 anni; e avendo visitato piantagioni che producono caffè in tutto il mondo, non ho mai visto con i miei occhi tante piantagioni di caffè C. arabica di qualità in difficoltà a causa di dannose questioni sociali e delle conseguenze dei cambiamenti climatici”, ha detto.
“È essenziale che questa scoperta scientifica sia utilizzata per implementare miglioramenti pratici a livello delle piantagioni. Così da sostenere il futuro del settore produttivo del caffè.”
