I ricercatori dell’Università Grenoble Alpes (UGA), Francia, insieme all’ESRF, il sincrotrone europeo con sede a Grenoble, Francia, hanno utilizzato i raggi X luminosi dell’ESRF per svelare come gli alberi di cacao si proteggono dal metallo tossico cadmio. Questa conoscenza è rilevante poiché le nuove normative UE limitano la concentrazione di cadmio nel cioccolato. I loro risultati sono pubblicati in Botanica ambientale e sperimentale.
Il cadmio si accumula spesso negli alimenti, ma è un metallo altamente tossico, che può essere dannoso per gli esseri umani se esposti cronicamente ad esso, secondo la Food and Agricultural Organization. L’UE ha imposto limiti alla concentrazione massima di cadmio nei prodotti alimentari come riso, grano, patate e, più recentemente, cioccolato.
Sebbene siano stati condotti studi su come il cadmio viene trasferito dal suolo alla parte commestibile delle colture stabili, non esiste quasi nessuna ricerca sul cadmio nelle cultivar di cacao. “Comprendere come si accumula il cadmio negli alberi di cacao è fondamentale per trovare successivamente strategie per mitigare l’accumulo di questo metallo nel prodotto finale”, spiega Geraldine Sarret, ricercatrice dell’Università Grenoble Alpes (UGA) e co-autrice della pubblicazione.
Gli scienziati dell’UGA si sono recati alla Banca genetica internazionale del cacao a Trinidad e Tobago, che ospita una collezione di cacao sul campo con circa 2400 genotipi di cacao, per raccogliere i loro campioni in collaborazione con il Centro di ricerca sul cacao.
Poi si sono recati all’ESRF, il sincrotrone europeo, con sede a Grenoble, in Francia, per studiare una particolare cultivar/varietà di cacao che assorbe più cadmio di altre. Utilizzando tecniche di sincrotrone -nanofluorescenza a raggi X sulla linea di luce ESRF ID16B e assorbimento di raggi X su ID21-, hanno approfondito la composizione su scala micro e nanometrica delle diverse parti della pianta. “Grazie all’ESRF, abbiamo potuto mappare la presenza di cadmio e altri elementi con una risoluzione senza precedenti, in modo da poter vedere il quadro generale ma anche andare nei minimi dettagli”, afferma Hester Blommaert, dottoranda presso l’UGA e co-corrispondente autore della pubblicazione. “La concentrazione di cadmio nelle diverse parti della pianta è molto bassa, tanto che non avremmo potuto condurre questa ricerca prima dell’EBS”, afferma Hiram Castillo-Michel, ricercatore presso la linea di luce ID21 dell’ESRF. “Nel prossimo futuro, vedremo un numero crescente di studi su argomenti simili sulla sicurezza alimentare all’ID21, dove il nostro nuovo microscopio recentemente installato offrirà risoluzione e limiti di rilevamento migliorati”, aggiunge.
I risultati sono sorprendenti: “Abbiamo scoperto che parte del cadmio è immagazzinato in cristalli di ossalato di calcio nelle radici e nei rami della pianta di cacao, il che era inaspettato”, spiega Blommaert. In particolare i cristalli erano più abbondanti nei rami. È interessante notare che, sebbene fossero presenti cristalli nelle foglie, non sembravano aiutare a disintossicare il cadmio in questa parte della pianta. “Crediamo che i cristalli di ossalato di calcio siano un meccanismo di disintossicazione della pianta dal metallo”, aggiunge.
Inoltre, hanno anche scoperto che il cadmio si combina con lo zolfo in alcune cellule delle radici. Questo meccanismo è ben noto nelle radici dei cereali, dove il cadmio viene trattenuto nei vacuoli e legato a molecole contenenti tioli. Nel caso del cacao, questo meccanismo è meno pronunciato e una maggiore quantità di cadmio viene trasferita alle parti aeree.
Nel complesso, la strategia sviluppata dalle piante di cacao per gestire il cadmio è diversa da quella dei cereali, in termini di trasferimento dalla radice ai germogli, compartimenti di stoccaggio e forme di stoccaggio.
“Questa nuova conoscenza è un prerequisito per la selezione o la selezione di cultivar di cacao che accumulano meno cadmio e supporta una produzione sicura di cacao in Sud America”, afferma Sarret. “Dobbiamo però continuare i nostri studi, utilizzando altri tipi di piante di cacao e in diverse condizioni ambientali, per poter progettare strategie più precise”, conclude.
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