P72N: Il Probiotico Suino ‘Made in Thailand’ Pronto per la Produzione Industriale (e a Basso Costo)!

Ciao a tutti! Oggi voglio parlarvi di una cosa davvero affascinante che sta succedendo nel mondo della zootecnia e delle biotecnologie. Immaginate di poter migliorare la salute e la crescita dei maiali in modo naturale, riducendo l’uso di antibiotici e rendendo la produzione alimentare più sostenibile. Sembra fantastico, vero? Beh, è proprio quello che stiamo cercando di fare con un “super-batterio” probiotico chiamato Pediococcus acidilactici 72 N, o più semplicemente P72N.

Questo piccolo microrganismo è stato isolato nientemeno che dalle feci di maiali indigeni thailandesi – so che non suona bellissimo, ma fidatevi, è una miniera d’oro per la scienza! Abbiamo scoperto che P72N ha delle potenzialità incredibili come probiotico. Ma c’è sempre un “ma”: per usarlo su larga scala negli allevamenti, dobbiamo essere in grado di produrlo in grandi quantità e a costi contenuti. E qui inizia la nostra avventura!

La Sfida: Produrre Tanto e Spendere Poco

Vedete, i probiotici sono microrganismi vivi che, somministrati in quantità adeguate, portano benefici alla salute dell’ospite. Nel caso dei maiali, aiutano a equilibrare il microbioma intestinale, migliorano l’assorbimento dei nutrienti, potenziano il sistema immunitario e, di conseguenza, favoriscono una crescita migliore e più sana. Questo significa meno malattie, meno antibiotici e carne più sicura per tutti noi. La domanda di probiotici per mangimi suini è in forte crescita, ma produrli industrialmente può essere costoso.

Il “cibo” standard per far crescere questi batteri in laboratorio, come i terreni MRS o M17, costa un occhio della testa. Pensate che il terreno di coltura può incidere fino al 30-40% sui costi totali di produzione! Era chiaro che dovevamo trovare un’alternativa più economica, ma senza compromettere la qualità e l’efficacia del nostro P72N.

Alla Ricerca della “Ricetta” Perfetta

Così ci siamo messi al lavoro, come dei veri e propri chef per batteri! Abbiamo iniziato a testare diversi ingredienti “food-grade” (cioè sicuri per l’uso alimentare) per vedere cosa piacesse di più al nostro P72N. Come fonte di carbonio (l’energia), abbiamo provato glucosio, destrosio e saccarosio a diverse concentrazioni. E indovinate un po’? Il destrosio a 20 g/L è risultato il preferito!

Poi è stata la volta della fonte di azoto (i “mattoni” per costruire le cellule). Abbiamo testato estratto di manzo, siero di latte dolce (un sottoprodotto dell’industria casearia, ottimo per il riciclo!) ed estratto di lievito. Qui non c’è stata storia: l’estratto di lievito si è dimostrato l’ingrediente chiave, quello che faceva davvero la differenza per la crescita del P72N.

Ma non ci siamo fermati qui. Abbiamo usato delle tecniche statistiche avanzate (non vi annoio con i dettagli, ma si chiamano Plackett-Burman e Response Surface Methodology – RSM) per trovare le concentrazioni *ottimali* di destrosio ed estratto di lievito, bilanciando crescita e costi. Alla fine, siamo arrivati a una formulazione “modificata” (che abbiamo chiamato MM2) molto promettente: 10 g/L di destrosio, 45 g/L di estratto di lievito, più altri sali minerali e agenti tampone essenziali (acetato di sodio, citrato di ammonio, fosfato di potassio, Tween 80, solfato di magnesio e solfato di manganese).

Un aspetto cruciale era evitare sprechi: non volevamo che rimanesse troppo zucchero non utilizzato nel terreno a fine fermentazione. Per questo abbiamo ridotto il destrosio da 20 g/L a 10 g/L nella versione finale MM2, senza peraltro compromettere la crescita batterica. Ottimo!

Dal Laboratorio all’Industria: Il Grande Salto

Avere una buona ricetta è un conto, ma funzionerà anche su larga scala? Era il momento della verità. Abbiamo testato la nostra formula MM2 in fermentatori sempre più grandi: prima in beute da 500 mL, poi in un bioreattore da 5 litri e infine in un fermentatore industriale da 50 litri! Abbiamo controllato attentamente le condizioni: temperatura a 37°C, pH stabile a 6.5 e un’agitazione moderata (120 rpm).

I risultati sono stati entusiasmanti! In sole 12 ore (contro le 15 ore o più del terreno standard MRS), abbiamo raggiunto concentrazioni cellulari altissime, superiori a 9.60 log CFU/mL (che significa miliardi di batteri vivi per millilitro!). E la parte migliore? Il costo del nostro terreno MM2 è risultato essere tra il 67% e l’86% più basso rispetto ai terreni commerciali MRS! Una riduzione pazzesca, che rende la produzione industriale di P72N molto più fattibile economicamente.

Ma P72N è Ancora un “Super-Batterio” nel Nuovo Medium?

Ok, costa meno produrlo, ma il nostro P72N mantiene le sue preziose caratteristiche probiotiche anche crescendo nel nuovo “cibo”? Questa era una domanda fondamentale. Un buon probiotico deve essere tosto: deve resistere al calore della lavorazione del mangime, all’acidità dello stomaco, ai sali biliari nell’intestino e allo stress ossidativo.

Abbiamo sottoposto il P72N cresciuto nel nostro medium MM2 a una serie di “prove di stress”. Risultato? Ha mostrato una tolleranza al calore e ai sali biliari addirittura migliore rispetto a quello cresciuto nel costoso MRS! La resistenza allo stress ossidativo era simile. C’era solo un piccolo neo: era leggermente più sensibile all’acidità (pH 2.5). Ma non disperiamo! Già in passato avevamo sviluppato una tecnica di microincapsulazione per P72N, una specie di “armatura” protettiva che lo aiuta a superare indenne lo stomaco. Quindi, questo piccolo svantaggio è probabilmente superabile.

Dentro la Fabbrica Metabolica: Cosa Produce P72N?

Ma non ci siamo accontentati. Volevamo capire *cosa* stesse succedendo a livello molecolare. Utilizzando una tecnica sofisticatissima chiamata metabolomica (basata su UHPLC-ESI-Q-TOF-MS, per gli amici), siamo andati a vedere quali sostanze (metaboliti) il P72N produceva quando cresceva nel nostro medium MM2 rispetto al medium MRS.

È stato come aprire una finestra sulla sua “fabbrica” interna! Abbiamo scoperto che, crescendo nel nostro medium MM2, P72N produceva quantità significativamente maggiori di due metaboliti bioattivi molto interessanti: l’acido 1,4-diidrossi-2-naftoico (DHNA) e l’acido indol-lattico (ILA).

Perché sono importanti? Il DHNA è considerato un prebiotico emergente, capace di bilanciare la flora intestinale (favorendo i Bifidobatteri, quelli buoni!) e di ridurre l’infiammazione nel colon. L’ILA, derivato dal metabolismo del triptofano, è noto per le sue proprietà anti-infiammatorie, per la capacità di correggere squilibri del microbiota (disbiosi) e persino per inibire alcuni patogeni. Insomma, il nostro medium economico non solo permetteva una crescita abbondante, ma sembrava anche spingere P72N a produrre più “molecole del benessere” per l’intestino del maiale!

Abbiamo anche notato che P72N produceva acido lattico (tipico dei batteri lattici) e un po’ di acido butirrico (un acido grasso a catena corta importantissimo per la salute delle cellule intestinali) in entrambi i terreni. Curiosamente, la produzione di diacetile (una molecola che dà aroma, tipo burro) avveniva solo nel terreno MRS. Probabilmente perché il nostro MM2 manca di citrato, il suo precursore. Poco male per un mangime, ma è un’informazione utile!

Conclusioni e Prossimi Passi

Quindi, cosa abbiamo imparato da tutta questa ricerca? Che è assolutamente possibile sviluppare un terreno di coltura economico, efficiente e basato su ingredienti food-grade per produrre su scala industriale il promettente probiotico suino Pediococcus acidilactici 72N.

Non solo abbiamo abbattuto i costi di produzione in modo drastico (fino all’86%!), ma abbiamo anche verificato che il P72N prodotto in questo modo mantiene (e in alcuni casi migliora!) le sue caratteristiche funzionali chiave, come la resistenza agli stress. Anzi, il nostro medium sembra addirittura potenziare la produzione di metaboliti benefici come DHNA e ILA, che potrebbero contribuire ulteriormente alla salute intestinale dei suini.

Questo studio colma una lacuna importante: spesso ci si concentra solo sulla resa e sui costi, dimenticando di verificare se il probiotico mantiene la sua “magia” nel nuovo ambiente di crescita. Noi abbiamo dimostrato che si possono avere entrambe le cose: efficienza produttiva ed efficacia probiotica.

Il prossimo passo? Testare P72N (probabilmente microincapsulato) direttamente negli allevamenti, come additivo per mangimi, per confermare i benefici in vivo. Siamo convinti che questo piccolo batterio “Made in Thailand” abbia un grande futuro per rendere l’allevamento suino più sano e sostenibile!

Fonte: Springer