1,3K

In un’epoca in cui l’agricoltura è chiamata a produrre meglio e in modo più sostenibile, una startup neozelandese ha deciso di affidarsi all’evoluzione: non quella digitale, ma quella degli insetti. Scentian Bio, giovane impresa con sede ad Auckland, in Nuova Zelanda, sta rivoluzionando il modo in cui si valuta la maturazione dei frutti, sfruttando la straordinaria sensibilità olfattiva di mosche e affini. E lo fa con un progetto pilota ambizioso: aiutare Zespri, il più grande distributore di kiwi al mondo, a capire il momento ottimale per effettuare la raccolta del kiwi.

Fondata nel 2021 come spin-off del New Zealand Institute for Plant and Food Research, Scentian Bio ha sviluppato biosensori basati sui recettori olfattivi degli insetti. Il principio è tanto semplice quanto geniale: replicare i meccanismi biologici che permettono agli insetti di percepire l’ambiente circostante attraverso l’olfatto.

Come funziona la tecnologia che ottimizza la raccolta del kiwi

I recettori olfattivi degli insetti sono proteine di membrana, normalmente presenti nei neuroni sensoriali. Scentian Bio riesce a riprodurli artificialmente esprimendoli in linee cellulari derivate da insetti, cioè colture cellulari stabili ottenute da tessuti di insetti che vengono utilizzate in laboratorio per produrre grandi quantità di proteine specifiche, da cui vengono poi estratti, purificati e incorporati in membrane artificiali che ne mimano l’ambiente biologico naturale. Una volta integrati nei biosensori, questi recettori diventano capaci di interagire con specifici composti organici volatili (COV) rilasciati dalla frutta, generando segnali misurabili. La combinazione di recettori attivati costituisce una vera e propria firma chimica – una sorta di impronta digitale – che può essere interpretata grazie a un motore predittivo basato su intelligenza artificiale.

Il sistema informatico sfrutta un database di recettori e composti target, alimentato da dati sperimentali e modellazioni computazionali. Il principio è questo: ogni recettore olfattivo è sensibile solo ad alcuni composti. Ma poiché i frutti rilasciano moltissimi tipi diversi di COV durante la maturazione, non basta un solo recettore per capire a che punto è il processo. Serve una combinazione di recettori. Per sapere quali recettori usare per leggere correttamente un certo frutto (come il kiwi), la startup ha costruito un database che raccoglie tutti i recettori testati e le molecole a cui reagiscono. Poi, grazie a un modello di intelligenza artificiale, riesce a prevedere (prima ancora di provarli in laboratorio) quali recettori sono più adatti per identificare i composti chiave legati alla maturazione. Una volta selezionati, questi recettori vengono assemblati in un biosensore capace di fornire letture precise e in tempo reale sul grado di maturazione del frutto.

Nel caso del kiwi, i biosensori possono identificare in tempo reale il momento ottimale per la raccolta, superando gli attuali metodi basati sui test dei °Brix (zuccheri) e sulla sostanza secca, che richiedono campioni da inviare in laboratorio e forniscono indicatori solo parziali della reale maturazione.

• Leggi anche: “Kiwi verde: una nuova varietà sul mercato“

Zespri e Scentian Bio: innovazione lungo tutta la filiera

Il progetto pilota con Zespri è partito nel 2024 con un obiettivo preciso: ottenere informazioni metaboliche dettagliate sul frutto sin dal campo, per poi monitorarne l’evoluzione lungo tutta la filiera.
Jonathan Good, CEO di Scentian Bio, spiega: “Raccogliere anche solo qualche giorno troppo presto o troppo tardi può avere impatti enormi sulla conservabilità e sulla qualità gustativa del kiwi. La nostra tecnologia consente un’analisi dei composti organici volatili in tempo reale grazie a sensori portatili che i coltivatori possono utilizzare direttamente nel frutteto“.

Il cuore tecnologico è costituito da un pannello di recettori specifici, selezionati attraverso un motore predittivo basato su intelligenza artificiale. Il sistema abbina la struttura molecolare dei composti rilevati con un database di recettori olfattivi, individuando quelli più adatti a ogni specifico composto.

Dalla maturazione alla prevenzione: le potenzialità di una tecnologia versatile

Oltre alla gestione ottimale della raccolta, i biosensori di Scentian Bio potrebbero offrire una gamma molto più ampia di applicazioni. Grazie alla loro sensibilità olfattiva, possono rilevare precocemente segni invisibili a occhio nudo, come le fasi iniziali di marciumi o di processi di marcescenza o ancora, la presenza di feromoni emessi da parassiti ancora non facilmente visibili in campo, permettendo quindi una gestione preventiva della problematica. In ambito agroalimentare, sono già in corso collaborazioni con cinque multinazionali per sviluppare applicazioni legate al controllo qualità e alla valutazione della freschezza dei prodotti. Ma le potenzialità della tecnologia vanno ben oltre: alcune sperimentazioni hanno infatti dimostrato che gli stessi biosensori possono essere utilizzati anche in campo medico, per rilevare la presenza di malattie infettive come la tubercolosi o la malaria, analizzando specifici composti volatili presenti nell’alito o sulla pelle del paziente.

Insomma, le esternalità positive sono molteplici: riduzione degli sprechi alimentari, miglioramento dell’efficienza logistica, maggiore sicurezza sanitaria. Ma soprattutto, questa tecnologia consente di accedere a informazioni finora difficili da ottenere, rivelando i segnali chimici emessi da frutti, piante e persino esseri umani in modo rapido, preciso e non invasivo.

• Leggi anche: “Cani robot in agricoltura: verso il 5.0“

 

Donato Liberto
© fruitjournal.com