La spirulina: microalga o macro possibilità? Una fonte proteica alternativa dagli sviluppi potenziali - Giornale SIGENP
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LA NUTRIZIONE GLOBALE
A CURA DI Antonella Diamanti
La spirulina: microalga o macro
possibilità? Una fonte proteica
alternativa dagli sviluppi potenziali
Spirulina: microalga or macropossibility? An alternative
protein source with potential developments
INTRODUZIONE
Teresa Capriati (foto)
La Spirulina (Arthrospira) è una microalga blu-verde (o
UOS di Nutrizione Artificiale
cianobatterio filamentoso) appartenente alla famiglia
Ospedale Pediatrico Bambino Gesù,
Roma
delle Oscillateriaceae. Cresce naturalmente in mezzi
alcalini e caldi: nel mare e nelle acque dolci dell'Asia,
dell’Africa, dell’Europa, del Sud e del Nord America1.
Dal punto di vista nutrizionale, la Spirulina è una ricca
fonte alimentare di macro e micronutrienti (tabella I).
Contiene proteine di alta qualità, ferro, acido gamma-
linolenico, vitamine, minerali, polisaccaridi solfati e
ficocianina2. Quindi la Spirulina è di grande interesse
come alimento funzionale (gli alimenti funzionali sono
quelli che, al di là delle loro funzioni strettamente
ABSTRACT
nutrizionali, sono in grado di aiutare specifiche funzioni
In many developing countries of the world there is a high
corporee, producendo salute e/o riducendo il rischio di
rate of protein malnutrition. For this reason, research is
always looking for alternative sources of protein.
malattie5). Inoltre, la spirulina ha proprietà
Microalgae can be qualified as an unconventional source organolettiche adeguate all’uso alimentare ed è sicura
of proteins, in fact proteins extracted from Spirulina per il consumo umano in quanto non possiede tossicità
platensis have a high nutritional quality even compared to nè acuta né cronica.3
other proteins of animal and vegetable origin. One of the
main objections to the consumption of S. platensis STORIA, LEGISLAZIONE E TASSONOMIA
biomass is linked to its organoleptic characteristics but
using the protein fraction alone it can improve consumers’ Alcune popolazioni africane e gli Aztechi in Messico per
acceptance. Given the many benefits of S. platensis secoli hanno utilizzato questa alga a scopo alimentare.
proteins, there are still few studies in the scientific In Messico, il lago Texcoco contiene una abbondante
literature on nutritional benefits, nutritional properties and quantità di una sua sottoclasse (S. maxima) che fu
interaction with other Spirulina ingredients.
utilizzata come cibo (era chiamato tecuitlatl) in epoca
preispanica e fu, in seguito, durante la conquista,
KEY WORDS raccolta dal lago, essiccata e venduta per il consumo
Spirulina Platensis; Protein malnutrition; Alternative protein umano. Sfortunatamente, questa pratica
source; Microalgae successivamente si è persa nel tempo. Solo nel 1967 la
Spirulina fu riconosciuta come una "futura fonte di cibo"
dall'International Association of Applied Microbiology,
Indirizzo per la corrispondenza ne furono studiate le sue proprietà nutrizionali e si diede
Teresa Capriati vita a molti progetti di ricerca su questo microrganismo
UOS Nutrizione Artificiale,
per scopi industriali.
Ospedale Pediatrico Bambino Gesù, Roma
E-mail: teresa.capriati@opbg.net Le microalghe negli alimenti, inclusa la Spirulina, sono
legalmente autorizzate come integratore alimentare in
Europa, Giappone e Stati Uniti dalla Food and Drug
Administration, senza effetti tossici per il corpo umano.4
90 GIORN GASTR EPATOL NUTR PED 2019;X:2LA NUTRIZIONE GLOBALE
La spirulina: microalga o macro possibilità? Una fonte proteica alternativa dagli sviluppi potenziali
Tabella I
Calorie e contenuti di macro e micronutrienti per 100 g di polvere di Spirulina
Calorie (kcal) 373
MACRONUTRIENTI
Lipidi (g) 4,3 Saturi 1,95
Polinsaturi 1,93
Monoinsaturi 0,26
Colesterolo < 0,1
Carboidrati (g) 17,8 Fibre 7,7
Zuccheri 1,3
Lattosio < 0,1
Carboidrati (g) 63 Aminoacidi essenziali Aminoacidi non essenziali
Istidina 1000 mg Alanina 4590 mg
Isoleucina 3500 mg Arginina 4310 mg
Leucina 5380 mg Acido aspartico 5990 mg
Lisina 2960 mg Cistina 590 mg
Metionina 1170 mg Acido glutamico 9130 mg
Fenilalanina 2750 mg Glicina 3130 mg
Treonina 2860 mg Prolina 2380 mg
Triptofano 1090 mg Serina 2760 mg
Valina 3940 mg Tirosina 2500 mg
MICRONUTRIENTI
Vitamine Minerali Fitonutrienti
Vitamina A 352000 UI K 1,600 mg Ficocianina 17.2%
(β-carotene) Na 641 mg
Vitamina K 1090 microg Ca 468 mg Clorofilla 1,2%
Tiamina 0,5 mg Fe 87,4 mg Superossido dismutasi
(Vitamina B1) P 961 mg (SOD) 531000 U
Rivoflavina 4,53 mg I 142 microg Acido gamma linolenico
(Vitamina B2) Mg 319 mg (GLA) 1080 mg
Niacina 14,9 mg Zn 1,45 mg Carotenoidi totali
(Vitamina B3) Se 25,5 microg 504 mg
Vitamin B6 0,96 mg Cu 0,47 mg β-carotene 211 mg
(Piridossina) Mg 3,26 mg
Vitamin B12 162 microg Cr < 400 microg Zeaxantina 101 mg
Tra le varie specie di Sirulina ne esiste una varietà - Chlorella vulgaris sono state valutate per le loro
la S. Platensis 4 (mettere in apice il 4) - che si proprietà funzionali e hanno mostrato eccellenti
distingue per essere un microrganismo fotosintetico proprietà emulsionanti, dimostrando così il
adatto alla produzione su scala industriale. potenziale di questa microalga come integratore
Altre microalghe si sono distinte per il loro contenuto alimentare o ingrediente nell'industria alimentare.4
proteico: il Synechococcus sp. (circa 630 g/kg),
Spirulina maxima (600-710 g/kg) e Chlorella vulgaris COMPOSIZIONE NUTRIZIONALE DELLA SPIRULINA
(510-530 g/Kg) sebbene ci sono poche segnalazioni La composizione della spirulina può variare a
in letteratura riguardanti le frazioni proteiche di seconda delle condizioni di coltura e dei metodi di
queste microalghe. Le proteine estratte dalla analisi.
GIORN GASTR EPATOL NUTR PED 2019;X:2 91T. CAPRIATI
Proteine e aminoacidi raccomandate dalla FAO (Food and Agricolture
Organization of the United Nations)4, e che può
Il contenuto proteico nella Spirulina varia tra il 60 e
essere confrontata con standard proteici come quelli
il 70% del suo peso secco. Si tratta di una
di carne, uova o latte in quanto ha una qualità
proporzione eccezionale poiché la stragrande
superiore rispetto alle proteine vegetali.
maggioranza degli alimenti a base vegetale (anche
quelli noti come "buone fonti proteiche") contengono Lipidi
solo il 35% circa 5. La C-ficocianina, una molecola che
contiene la ficocianabolina, un omologo della La spirulina presenta una frazione lipidica di circa il
biliverdina25, è una delle principali proteine presenti 5-10% del suo peso e questa frazione lipidica è
nella Spirulina5. rappresentata da lipidi essenziali per l'uomo come
Oltre alla quantità, è anche importante valutare la ad esempio l’acido gamma-linolenico, linoleico e
qualità della proteina (ossia il contenuto, la oleico (circa il 20% del suo contenuto totale di acidi
proporzione e la biodisponibilità degli aminoacidi grassi)8. L'importanza dell'acido gamma-linolenico
nella componente proteica)6. La spirulina fornisce si basa sul fatto che è il precursore delle
una proteina completa, poiché contiene tutti gli prostaglandine, dei leucotrieni e dei trombossani
aminoacidi essenziali6. (mediatori dell'infiammazione e dei processi
Alcuni autori affermano che la spirulina è un po’ immunitari) per cui la Spirulina potrebbe avere un
povera in alcuni aminoacidi (metionina e cisteina) ruolo modulante in condizioni come l'artrite, il
confrontando la sua composizione con proteine diabete, le malattie cardiovascolari e
standard o di riferimento quali albumina d'uovo o l'invecchiamento cellulare8. Infine, l'acido gamma-
caseina del latte (Tabella II). A tale riguardo, la linolenico è noto anche come agente potenzialmente
maggior parte dei ricercatori concorda sul fatto che, antineoplastico8.
pur contenendo un 80% di amminoacidi limitanti, la Acidi nucleici
fonte proteica della Spirulina è molto superiore a
quella di quasi ogni altra fonte vegetale (compresi i Il contenuto di Spirulina degli acidi nucleici (DNA e
legumi, ad esempio la soia)5,6 e non vi sia alcun RNA) è di circa il 4-6% del suo peso secco: questi
fattore limitante per l'assimilazione degli valori sono molto inferiori a quelli a quelli contenuti
amminoacidi5,6. in altri organismi monocarioti (ad es. il lievito
La componente proteica della spirulina presenta contiene circa il 20% della sua sostanza secca) e di
altre caratteristiche che aumentano il suo valore altre microalghe come la Clorella. L'Organizzazione
nutrizionale. Ha un alto valore biologico, un alto Mondiale della Sanità raccomanda un consumo
tasso di utilizzo di proteine nette, un alto coefficiente giornaliero totale di acido nucleico non superiore ai
di digeribilità7 e un buon rapporto di efficienza 4 g (per ottenere tale quantità dalle alghe blu-verdi,
proteica7. Ovviamente le alghe blu-verdi dovrebbero se ne dovrebbero consumare circa 80 g). Il
essere utilizzate non come un unico alimento, ma catabolismo degli acidi nucleici produce, infatti,
piuttosto come un supplemento nutrizionale, come acido urico, con la degradazione delle purine
complemento ai cereali comuni come riso, grano o (adenina e guanina). Alti livelli di acido urico sono
mais per aumentarne il potere calorico. correlati allo sviluppo di gotta, calcoli renali e
Diversi studi hanno dimostrato che la S. platensis malattie cardiovascolari9.
contiene aminoacidi essenziali nelle proporzioni
Tabella II
Valore biologico della spirulina confrontata con proteine di riferimento (caseina)
Caratteristiche Spirulina Proteina di riferimento (caseina) % rispetto al riferimento
Valore biologico 75 87 86,20
Utilizzazione proteica netta 62 83 74,69
Digeribilità 85 95 89,47
Efficienza proteica 1,9 2,5 76
92 GIORN GASTR EPATOL NUTR PED 2019;X:2LA NUTRIZIONE GLOBALE
La spirulina: microalga o macro possibilità? Una fonte proteica alternativa dagli sviluppi potenziali
Vitamine (questo è ciò che accade, ad esempio, con gli
spinaci)12.
La Spirulina, come altre alghe marine, presenta un
Per quanto riguarda il contenuto di calcio e fosforo
contenuto eccezionalmente elevato di vitamina B12.
è paragonabile a quello del latte. La proporzione
Questo è di grande importanza se pensiamo al fatto
relativa (Ca: P) di questi micronutrienti è compatibile
che la vitamina B12 è biologicamente attiva e si trova
con la conservazione della salute delle ossa. Inoltre,
solo negli alimenti di origine animale. Quindi questa
come si è detto in precedenza, i cianobatteri di
alga potrebbe essere considerata una buona fonte di
interesse sono un alimento vegetale privo di
vitamina B12 per i vegani10.
ossalato, quindi, come per il ferro, fornisce un calcio
La spirulina è anche una buona fonte di beta-
ad alta disponibilità, migliorandone l'assorbimento12.
carotene: ne contiene infatti circa 700-1700 mg/kg.
Il carotene una volta assorbito sarà biotrasformato TOSSICITÀ
in vitamina A. I fabbisogni umani di vitamina A sono
di circa 1 mg/giorno quindi 1-2 g di alghe al giorno Gli organismi possono essere una fonte di tossine,
saranno sufficienti per assicurare il fabbisogno di anti-nutrienti o altri composti potenzialmente
vitamina A. Inoltre, contrariamente a quanto accade dannosi. Questo problema deve essere affrontato
con gli integratori commerciali, un sovradosaggio di nella valutazione della sicurezza della Spirulina. Qui,
questo beta-carotene (vs retinolo) non è cumulativo- presentiamo una tabella riassuntiva (Tabella III) che
tossico: la sua biodisponibilità è stata verificata in mostra i risultati di vari test tossicologici eseguiti su
studi preclinici e clinici11. animali da laboratorio per la sicurezza della salute
I carotenoidi sono il secondo gruppo più importante umana (modificata da Chamorro-Cevallos)13. Vale la
di pigmenti trovati nelle alghe. Svolgono un ruolo di pena ricordare che la ficocianina, il colorante blu
antiossidanti lipofili e si ritiene che siano della Spirulina, è stata somministrata a ratti di
responsabili della proprietà terapeutica del carotene entrambi i sessi per 14 settimane in una
come agente antitumorale. concentrazione fino al 5% nella dieta, senza evidenza
di sintomi di tossicità13
Minerali
STUDI CLINICI SULL’IMPIEGO DI SPIRULINA NELLA
I nutrienti inorganici di maggiore rilevanza nella MALNUTRIZIONE
Spirulina sono ferro, calcio e fosforo. Le popolazioni
che consumano pochi alimenti animali – per Esistono degli studi che hanno riportato l'effetto
convinzione, preferenza o limitata accessibilità - benefico della Spirulina sulla malnutrizione in
sono a più alto rischio di sviluppare carenza di Africa14-20 L’obiettivo di questi studi è verificare se
ferro12. Inoltre, spesso questa popolazione di l'integrazione della dieta locale con la spirulina
soggetti tendono a consumare una grande quantità possa migliorare lo stato nutrizionale dei bambini
di fibra che contiene fitati e ossalati che, a loro volta, sottopeso. Uno studio prospettico63 è stato condotto
riducono la biodisponibilità del ferro nelle fonti in bambini di età inferiore a cinque anni nella zona
vegetali. Infine, gli alimenti vegetali contengono solo semirurale di Kisantu (nella provincia del Bas-Congo
ferro non eme, che è più soggetto ad essere e nella zona occidentale della Repubblica del Congo).
influenzato dagli inibitori dell'assorbimento (cioè i In questo studio pilota, la somministrazione di
fitati). Spirulina alla dose di 10 g al giorno sembra
La spirulina presente due caratteristiche12: migliorare significativamente e rapidamente lo stato
a) il suo contenuto di ferro è sostanzialmente nutrizionale dei bambini denutriti nel gruppo di
elevato: per esempio i cereali, che sono intervento rispetto al gruppo di controllo. Inoltre si è
generalmente considerati buone fonti di ferro, assistito a una riduzione del tasso di malnutrizione
contengono tra 150-250 mg/kg mentre le alghe acuta globale dal 30% (prima degli integratori di
blu-verdi contengono circa 580-1800 mg / kg; Spirulina) al 20% al giorno 30. Allo stesso tempo, è
b) le alghe non hanno l’involucro esterno il diminuita la prevalenza di edema dal 64% al 4%. In
cosiddetto pericarpo (come i cereali), quindi non questa casistica, la percentuale maggiore di pazienti
presentano fitati / ossalati che potrebbero malnutriti migliorati aveva più di 24 mesi. Questo è
chelare il ferro e abbassarne l'assorbimento simile a quanto riscontrato in precedenti
segnalazioni in altri paesi in via di sviluppo21,22. La
GIORN GASTR EPATOL NUTR PED 2019;X:2 93T. CAPRIATI
Tabella III
Tossicità della spirulina in studi sperimentali con modelli animali
Test di Tossicità Risultati
Acuta Il trattamento orale con dose massima singola di 800 mg / kg di Spirulina nei ratti non ha prodotto mor-
talità, né alterazioni nel peso corporeo, nei tessuti e negli organi. Inoltre, non vi era alcuna reazione al-
lergica cutanea con un'applicazione fino a 2000 mg / kg.
Subcronica L'alimentazione con Spirulina in diversi esperimenti su ratti o topi con un introito dietetico fino al 30%
per 13 settimane, non ha prodotto effetti tossici su peso corporeo e peso degli organi, né sui valori
ematologici, né di urine né alterazioni istopatologiche. Solo uno studio, nei topi, con una dieta conte-
nente il 60% delle alghe ha indotto un aumento dei reni, dei pesi cardiaci e polmonari e una sindrome
da nefrocalcinosi.
Cronica La spirulina somministrata fino al 48% nella dieta sperimentale per 86 settimane, non ha prodotto effetti
avversi su valori ematici e parametri urinari, né alterazioni macroscopiche o istopatologiche.
Riproduttiva Fertilità, teratogenicità, sviluppo peri- e postnatale e studi multigenerazionali in diverse specie di rodi-
tori, non hanno mostrato effetti dannosi in corso di trattamento con apporti di Spirulina pari a 10, 20 e
30% della dieta.
Genotossica Studi a breve ea lungo termine con apporti dietetici di Spirulina pari a 10, 20 e 30%, non hanno rivelato
mutazioni germinali del tipo dominante-letale nei ratti e nei topi. Sono stati anche riportati risultati nega-
tivi utilizzando il test di Salmonella typhymurium.
malnutrizione di solito colpisce i bambini di questa questi benefici pur ritrovati vanno ancora
età poiché è noto che i bambini vengono spesso comprovati. Ad esempio uno studio di grande
svezzati dal latte materno tra i 12 e i 24 mesi di età dimensione, randomizzato, in doppio cieco e
e questo è un importante fattore determinante la controllato con placebo76 conclude che per trarre
malnutrizione nella popolazione pediatrica che vive conclusioni e migliorare le attuali conoscenze sul
nei paesi in via di sviluppo. In questo studio, il 78% potenziale impatto delle microalghe sulla
dei bambini denutriti ha dimostrato un arresto della riabilitazione nutrizionale ci vorranno altri studi.
crescita e l'84% ha avuto ritardo della crescita. Questo è in accordo anche con altre osservazioni
Secondo l'indagine demografica sulla salute del effettuate in Africa18.
2007, la prevalenza stimata di bambini di età L’altro aspetto degli studi clinici è quello che si
inferiore a cinque anni con malnutrizione nella focalizza sulla Spirulina come integratore vitaminico.
Repubblica del Congo era del 34% nel 1995, del 31% In uno studio su 5000 bambini in età prescolare con
nel 2001 e del 46% nel 2007. In questo studio infine, diagnosi di carenza di vitamina A si è dimostrato che
la maggioranza dei bambini nel gruppo di intervento l'assunzione di 1 g/die di Spirulina per quasi 4 mesi
ha mostrato un aumento significativo dei livelli di ha diminuito significativamente la prevalenza della
emoglobina e di ematocrito rispetto al gruppo di carenza del 70% (dal 80 al 10%)24.
controllo. La prevalenza di anemia grave è diminuita D’altra parte alcune indagini hanno suggerito che la
dal 20% al 6% al giorno 30. Anche questo è un dato vitamina B12 contenuta nei cianobatteri non è una
che conferma diversi altri studi precedenti. In effetti, fonte affidabile di forma attiva della vitamina B12,
è possibile che questo beneficio sia dovuto, oltre che infatti, la supplementazione con Spirulina in bambini
al miglioramento dello stato nutrizionale, anche alla con anemia macrocitica a non è associata ad un
presenza nella spirulina di vitamine, micronutrienti e miglioramento dei valori di emoglobina e del volume
al contenuto di ferro. corpuscolare medio. Tali risultati suggeriscono che
Altri studi su spirulina e malnutrizione neonatale e la vitamina B12 contenuta nella Spirulina pure ben
infantile sono stati condotti in Messico22,23. In questi assorbita non è utilizzabile dall’organismo umano.
casi si è utilizzata con beneficio la nutrizione Alcuni autori segnalano che i cianobatteri producono
enterale via sondino nasogastrico con un 50% di certamente vitamina B12, tuttavia, è un analogo non
quota proteica fornita dalla Spirulina. È importante cobalaminico, che lo rende non disponibile per
sottolineare però che ci sono anche studi in cui l’uomo.
94 GIORN GASTR EPATOL NUTR PED 2019;X:2LA NUTRIZIONE GLOBALE
La spirulina: microalga o macro possibilità? Una fonte proteica alternativa dagli sviluppi potenziali
CONCLUSIONI E PROBLEMATICHE APERTE 9. Johnson RJ, Kang DH, Feig D, et al. Is there a pathogenic role
for uric acid in hypertension and cardiovascular and renal
In conclusione la Spirulina è una buona candidata disease? Hypertension 2003; 41: 1183-90.
all’utilizzo come integratore allo scopo di fornire sia 10. Watanabe F. Vitamin B12 sources and bioavailability. Exp Biol
macronutrienti (carboidrati, lipidi e proteine) che Med 2007; 232: 1266-74.
micronutrienti (vitamine e minerali), ma anche come 11. Gireesh T, Nair PP, Sudhakaran PR. Studies on the
nutraceutico con l’obiettivo di prevenire o bioavailability of provitamin A carotenoide, beta-carotene,
contrastare alcune malattie. using human exfoliated colonic epithelial cells. Br J Nutr 2004;
92(2): 241-5.
La malnutrizione è un problema che riguarda oltre
300 milioni di persone nel mondo e la Spirulina è una 12. Enic S, Agarwal MM. Nutritional iron deficiency: an
evolutionary perspective. Nutr 2007; 23: 603-14.
importante fonte proteica. La Spirulina ha inoltre
13. Chamorro-Cevallos G, Garduño-Siciliano L, Barron BL, et al.
notevoli vantaggi teorici: è una fonte animale, è in
Chemoprotective effect of Spirulina (Arthrospira) against
grado di sintetizzare proteine da azoto inorganico, cyclophosphamide-induced mutagenicity in mice. Food Chem
non ha una crescita legata alle stagioni, è in grado di Toxicol 2008; 46(2): 567-74.
raddoppiare la sua massa in poche ore e di crescere 14. A. T. Di, M. D. Camar, P. Ndiay et al., “Contribution of
in condizioni estreme. Queste caratteristiche la supplementation by spirulina to the performance of school
rendono una fonte economica e vantaggiosa e anche children in an introductory course in Dakar (Senegal),” Sante
facilmente disponibile e acquisibile. A questo Publique, vol. 21, no. 3, pp. 297–302, 2009.
aggiungiamo che non presenta una tossicità acuta 15. J. Simpore, F. Kabore, F. Zongo et al., “Nutrition rehabilitation
of undernourished children utilizing Spiruline and Misola,”
o cronica. Diverse microalghe (ad es. Chlorella,
Nutrition Journal, vol. 5, article 3, 2006.
Dunaliella, e Scenedesmus) sono state usate come
16. M. Azabji-Kenfack, S. E. Dikosso, E. G. Loni et al., “Potential of
supplemento alimentare ma la Spirulina sembra
spirulina platensis as a nutritional supplement in
essere la più promettente nel tentativo di combattere malnourished HIV-infected adults in sub-saharan africa: a
la malnutrizione. A questo deve fare da contrappeso randomised, single-blind study,” Nutrition and Metabolic
lo sviluppo di piani di studio efficaci allo scopo di Insights, vol. 4, pp. 29–37, 2011.
verificare i vantaggi reali della stessa sia dal punto 17. M. H. Doudou, H. Degbey, H. Daouda et al., “The effect of
di vista clinico che economico. spiruline during nutritional rehabilitation: systematic review,”
Revue d’ ´Epid´emiologie et de Sant´e Publique, vol. 56, no. 6,
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Center. Madras, India.
GIORN GASTR EPATOL NUTR PED 2019;X:2 95T. CAPRIATI
KEY POINTS
► Undernutrition and protein malnutrition constitutes a public health problem particularly in developing
countries.
► The utilization of algae, particularly Spirulina, as a functional food was suggested decades ago because
its amino acid profile is considered as of high biologic-value protein content.
► Spirulina provides essential fats (e.g., gamma-linolenic oleic acids), concomitant to a low nucleic acids
content. It also has an exceptionally high content of vitamin B12 and it is a good source of beta-carotene,
iron, calcium and phosphorous.
► Spirulina has already shown no toxicities –neither acute nor chronic– hence, it might be safely used as
a human food.
96 GIORN GASTR EPATOL NUTR PED 2019;X:2Puoi anche leggere
