ENEA inventa metodo per produrre lo zafferano, una delle spezie più costose al mondo / ENEA invents method to produce saffron, one of the most expensive spices in the world

Biotecnologie: ENEA inventa metodo per produrre lo zafferano, una delle spezie più costose al mondo / Biotechnology: ENEA invents method to produce saffron, one of the most expensive spices in the world

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

Zafferano selvatico / Wild saffron

struttura chimica di una delle crocine dello zafferano. La loro struttura chimica complessa ne rende estremamente difficile la sintesi chimica / chemical structure of one of the saffron's crocodiles. Their complex chemical structure makes chemical synthesis extremely difficult

Fiore di C. sativus. Gli stimmi rossi, raccolti a mano ed essiccati, costituiscono la spezia zafferano / C. sativus flower. The red stigmas, harvested by hand and dried, make up the saffron spice

ENEA ha brevettato un metodo biotecnologico per produrre in grandi quantità, a basso costo e con alti livelli di purezza le molecole di colore giallo-rosso dei fiori di zafferano, le cosiddette “crocine”, utilizzate storicamente come coloranti in pittura e ingredienti alimentari, ma che vantano anche proprietà antiossidanti e funzioni protettive nei confronti di malattie degenerative della retina e di alcune forme tumorali.

“Questa invenzione appare come l’unica via per produrre crocine in grandi quantità, in considerazione dell’impossibilità di ottenerle tramite sintesi chimica e della stagionalità della pianta che fiorisce solo una volta l’anno”, spiega la ricercatrice del Laboratorio Biotecnologie dell’ENEA Olivia Costantina Demurtas, una delle autrici del brevetto. “Inoltre, il metodo che abbiamo messo a punto consente di ottenere pigmenti a costi fino a 100 volte inferiori rispetto a quelli di origine naturale e con livelli di purezza tali da consentirne l’utilizzo anche in biomedicina”, conclude Demurtas

Il sistema brevettato da ENEA ha permesso anche di individuare metodi innovativi di ingegneria genetica per produrre le crocine in batteri, lieviti o piante diverse dallo zafferano. Inoltre, grazie a studi sulle molecole biologiche, ENEA e l’Università di Castilla-La Mancha hanno identificato una serie di geni coinvolti nella produzione delle crocine. I risultati ottenuti nell’ambito delle attività di caratterizzazione di uno zafferano selvatico, che accumula crocine anche nella parte gialla di altri organi oltre che negli stimmi, sono stati pubblicati sulla rivista “Scientific report” del gruppo Nature.

“Attraverso l’uso di tecnologie ‘omiche' per determinare i meccanismi che controllano la sintesi di crocine, abbiamo ottenuto una serie di geni associati all’accumulo di queste molecole e questi risultati saranno oggetto di studi futuri al fine di aumentarne la produzione”, spiega Gianfranco Diretto del Laboratorio Biotecnologie dell’ENEA.

La coltivazione dello zafferano è limitata a terreni ad altitudini superiori ai 300 m. e ogni pianta produce al massimo 3 fiori, ognuno dei quali porta al massimo 3 stigmi; inoltre tutte le operazioni di raccolta e processamento devono essere svolte manualmente. E non è tutto: lo zafferano infatti è una pianta sterile, aspetto che ne aumenta le difficoltà di miglioramento genetico e delle sue caratteristiche produttive. A causa della ridotta produzione e disponibilità e all’alto costo della manodopera, il cosiddetto “oro rosso” rappresenta una delle spezie più costose al mondo, con prezzi che possono raggiungere 30mila euro al chilo. Si calcola che per produrre una bustina di zafferano siano necessari più di 20 fiori dai quali si ricavano 60 pistilli mentre per ottenere 1 chilo di zafferano occorrano 150mila fiori e 500 ore di lavoro.

ENGLISH

ENEA has patented a biotechnological method for producing in large quantities, at low cost and with high levels of purity, the yellow-red molecules of saffron flowers, the so-called "crocine", historically used as dyes in paint and food ingredients, but which also boast antioxidant properties and protective functions against degenerative diseases of the retina and some forms of cancer.

"This invention appears as the only way to produce crocines in large quantities, in consideration of the impossibility of obtaining them through chemical synthesis and the seasonality of the plant that blooms only once a year", explains the researcher of the ENEA Biotechnology Laboratory Olivia Costantina Demurtas, one of the authors of the patent. "In addition, the method we have developed allows pigments to be obtained at costs up to 100 times lower than those of natural origin and with levels of purity such that they can also be used in biomedicine", concludes Demurtas

The system patented by ENEA has also allowed us to identify innovative methods of genetic engineering to produce the crosses in bacteria, yeasts or plants other than saffron. Moreover, thanks to studies on biological molecules, ENEA and the University of Castilla-La Mancha have identified a series of genes involved in the production of the crocine. The results obtained in the context of the characterization of a wild saffron, which accumulates crocine also in the yellow part of other organs as well as in the stigmas, have been published in the journal "Scientific report" of the Nature group.

"Through the use of 'omics' technologies to determine the mechanisms that control the synthesis of crocine, we have obtained a series of genes associated with the accumulation of these molecules and these results will be the subject of future studies in order to increase their production", explains Gianfranco Diretto of the ENEA Biotechnology Laboratory.

The cultivation of saffron is limited to soils at altitudes above 300 m. and each plant produces at most 3 flowers, each of which carries a maximum of 3 stigmas; furthermore all the collection and processing operations must be carried out manually. And that's not all: in fact saffron is a sterile plant, an aspect that increases the difficulties of genetic improvement and its production characteristics. Because of the reduced production and availability and the high cost of labor, the so-called "red gold" is one of the most expensive spices in the world, with prices that can reach 30 thousand euros per kilo. It is estimated that in order to produce a bag of saffron, more than 20 flowers are needed, from which 60 pistils are obtained. To obtain 1 kilo of saffron, 150 thousand flowers and 500 hours of work are required.

Da:

http://www.enea.it/it/Stampa/news/biotecnologie-enea-inventa-metodo-per-produrre-lo-zafferano-una-delle-spezie-piu-costose-al-mondo/