Η πατάτα Νάξου αποκαλύπτει ένα-ένα τα …μυστικά της

Ερευνητές από το Ινστιτούτο Γενετικής Βελτίωσης και Φυτογενετικών Πόρων του ΕΛΓΟ-ΔΗΜΗΤΡΑ, αποκωδικοποιούν τα μοναδικά μυστικά της πατάτας Νάξου.

“Αυτό προέρχεται από υπέροχο terroir” ακούγεται συχνά από γευσιγνώστες και οινογνώστες, χωρίς να προσδιορίζεται ακριβώς τι περιγράφεται με τον όρο, ο οποίος προέρχεται από τη γαλλική λέξη terre (δηλ. έδαφος) που ουσιαστικά δεν μεταφράζεται σε καμία άλλη γλώσσα. Σε μια ελεύθερη απόδοση το terroir υποδηλώνει το σύνολο των υπέργειων και υπόγειων περιβαλλοντικών χαρακτηριστικών μιας γεωγραφικής περιοχής που καθιστούν ένα γεωργικό προϊόν μοναδικό.

Το έδαφος, το υπέδαφος, η κλίση, ο προσανατολισμός, το κλίμα, το μικρόκλιμά και οι συγκεκριμένες ποικιλίες που καλλιεργούνται σε μια συγκεκριμένη γεωγραφική περιοχή είναι μόνο κάποιοι από τους παράγοντες που συνθέτουν το terroir, εφόσον βέβαια συμβάλλουν στην παραγωγή προϊόντων υψηλής ποιότητας και αναγνωρίσιμου χαρακτήρα. Αυτή η μοναδική και πολύπλοκη αλληλεπίδραση περιβαλλοντικών, γενετικών και γεωργικών παραγόντων, όχι μόνο καθορίζει τη σφραγίδα, αλλά διαμορφώνει και την αισθητηριακή εμπειρία ενός προϊόντος. 

Το terroir είναι η βάση του γαλλικού συστήματος ελέγχου ονομασίας προέλευσης κρασιού, το οποίο αποτελεί πρότυπο για όλο τον κόσμο. Ωστόσο η χρήση του συζητείται πολύ και για άλλα προϊόντα στη βιομηχανία τροφίμων γενικότερα. «Σήμερα, οι γεωγραφικές ενδείξεις διασφαλίζουν την ποιότητα των φυτικών τροφίμων που συνδέονται με ένα συγκεκριμένο terroir και γενικά θεωρούνται ως ένδειξη ανώτερων οργανοληπτικών και φυτοχημικών ιδιοτήτων. Καθώς η δυναμική των αγροτικών οικοσυστημάτων είναι πολύ περίπλοκη, λόγω ποικίλων αλληλεπιδράσεων μεταξύ φυτών, μικροοργανισμών και του περιβάλλοντος, η αναγνώριση των βασικών μοριακών συστατικών του αποτυπώματος που σχετίζονται με το terroir παραμένει μια μεγάλη πρόκληση για την προστασία τόσο της προέλευσης όσο και της ασφάλειας των προϊόντων διατροφής», σχολιάζει ο ερευνητής στο Ινστιτούτο Γενετικής Βελτίωσης και Φυτογενετικών Πόρων του ΕΛΓΟ-ΔΗΜΗΤΡΑ, Δρ. Ιωάννης Γανόπουλος, προσθέτοντας πως η συμβολή του μικροβιώματος στο αποτύπωμα που σχετίζεται με το terroir έχει υποτιμηθεί σε μεγάλο βαθμό.
 

Τα –omics σε όλο τους το μεγαλείο

Σε μια πρωτότυπη έρευνα που διεξήχθη αποκλειστικά από μια ομάδα Ελλήνων επιστημόνων διαφορετικών ειδικοτήτων από τα Ινστιτούτα Γενετικής Βελτίωσης και Φυτογενετικών Πόρων και Εδαφοϋδατικών Πόρων του ΕΛΓΟ-ΔΗΜΗΤΡΑ, από τα Τμήματα Γεωπονίας και Πληροφορικής του ΑΠΘ και από το Ερευνητικό Κέντρο Βιοϊατρικών Επιστημών "Αλέξανδρος Φλέμινγκ", χρησιμοποιήθηκαν στο έπακρο οι δυνατότητες των τεχνολογικών εργαλείων “omics”(η κατάληξη –omics σημαίνει τη μελέτη μιας ομάδας μορίων με παρόμοια χαρακτηριστικά) για να πιστοποιηθούν δημοφιλή γεωργικά προϊόντα και κυρίως η πατάτα Νάξου.

Η έρευνα ακολούθησε ουσιαστικά μια προσέγγιση στην ανάλυση τροφίμων γνωστή ως «foodomics», η οποία συνδυάζει την επιστήμη τροφίμων και διατροφής με τις πρόσφατες εξελίξεις στην αναλυτική χημεία και στα τεχνολογικά εργαλεία “omics” σε συνδυασμό με βιοπληροφορική-χημειομετρία και με χρήση τεχνολογιών μηχανικής εκμάθησης.

«Οι προηγμένες τεχνολογίες “omics” είναι η γονιδιωματική (genomics), που αφορά στη μελέτη του συνόλου των γονιδίων ενός οργανισμού και στην αποσαφήνιση της λειτουργίας και του ρόλου τους, η μεταγραφωματική (transcriptomics) που συνίσταται στη μελέτη του συνόλου των μεταγραφημάτων (mRNA) τα οποία παράγονται σε ένα κύτταρο ή είδος κυττάρων ή οργανισμό, η πρωτεομική (proteomics) που πραγματεύεται την ανάλυση του συνόλου των πρωτεϊνών και πεπτιδίων τα οποία κωδικοποιούνται από το γονιδίωμα ενός οργανισμού και τέλος η μεταβολομική (metabolomics) που μελετά τη σύσταση, τη δυναμική και τις αλληλεπιδράσεις των μεταβολιτών σε κύτταρα, ιστούς και βιολογικά υγρά σε σχέση με παρεμβολές ή αλλαγές στο περιβάλλον τους», περιγράφει ο Δρ. Γανόπουλος.

Στο πλαίσιο αυτής της ερευνητικής προσέγγισης, οι επιστήμονες ξεπερνούν την ανίχνευση και ταυτοποίηση των συστατικών διαφόρων δειγμάτων και αντιμετωπίζουν την πρόκληση της ολιστικής χαρτογράφησης του προφίλ ενός τροφίμου ή ενός βιολογικού δείγματος με τη χρήση των πιο σύγχρονων τεχνικών πολυδύναμης ανάλυσης, ικανοποιώντας ταυτόχρονα τις απαιτήσεις της αειφόρου ανάπτυξης και της πράσινης και βιώσιμης παραγωγής. Η καινοτομία της έρευνας είναι ο συνδυασμός συνηθισμένων -omics εργαλείων του “Foodomics” με την μικροβιακή ανάλυση του terroir.

«Δεδομένης της παγκοσμιοποίησης και των πολυάριθμων τεχνολογικών εξελίξεων και καινοτομιών που διέπουν την αγορά τροφίμων, οι προσδοκίες των καταναλωτών έχουν αυξηθεί πάρα πολύ αναφορικά με την αξιοπιστία των πληροφοριών που περιλαμβάνονται στις ετικετών των τροφίμων. Ως εκ τούτου, η βιομηχανία τροφίμων και οι κυβερνήσεις θα πρέπει να διαθέτουν έγκυρες αναλυτικές μεθόδους και ρυθμιστικά πλαίσια πιστοποίησης των τροφίμων που να διασφαλίζουν αυτή την αξιοπιστία. Τις τελευταίες δεκαετίες, έχει σημειωθεί πληθώρα περιστατικών εξαπάτησης, που μπερδεύουν την αγορά τροφίμων, γεγονός που αναδεικνύει την ανάγκη για την ύπαρξη ενός μηχανισμού πρόληψης της απάτης στα τρόφιμα και διασφάλισης της ταυτότητάς τους. Αν και η απάτη στα τρόφιμα φαινομενικά σχετίζεται με τις τιμές, σε ορισμένες περιπτώσεις μπορεί να αφορά και την περιεκτικότητα συστατικών επικίνδυνων για την ανθρώπινη υγεία και αλλεργιογόνων», επισημαίνει ο ερευνητής του ΕΛΓΟ-ΔΗΜΗΤΡΑ.

Προϊόντα με Προστατευόμενη Ονομασία Προέλευσης (ΠΟΠ)

Σύμφωνα με τον Δρ. Γανόπουλο, μια ενδιαφέρουσα πρόκληση στην έρευνα τροφίμων είναι η εγκυρότητα των ετικετών, ειδικά προϊόντων με Προστατευόμενη Ονομασία Προέλευσης (ΠΟΠ) ή Προστατευόμενη Γεωγραφική Ένδειξη (ΠΓΕ), σύμφωνα με το σύστημα γεωγραφικών ενδείξεων της ΕΕ για την ποιότητα των τροφίμων. «Αυτές οι ετικέτες ποιότητας τροφίμων μπορούν να αποτελέσουν πολύτιμο εργαλείο για την προστασία των γενετικών πόρων, την υποστήριξη της βιώσιμης αγροτικής ανάπτυξης και την προσθήκη αξίας στα τρόφιμα μέσω της διαφοροποίησης με βάση τις οργανοληπτικές τους ιδιότητες και τις παραδοσιακές πρακτικές «know how». Σε αυτό το πλαίσιο, υπάρχει αυξανόμενη ζήτηση από τους παραγωγούς γεωργικών προϊόντων της ΕΕ να διαφοροποιούν και να πιστοποιούν τα προϊόντα τους για να ενισχύσουν την ανταγωνιστικότητά τους στην παγκόσμια αγορά», λέει ο ίδιος.

Η πατάτα (Solanum tuberosum L.) για παράδειγμα, είναι ένα θεμελιώδες είδος στην ανθρώπινη διατροφή, ειδικά στο πλαίσιο των διατροφικών αναγκών ενός συνεχώς αυξανόμενου πληθυσμού. Σήμερα, η πατάτα παραμένει μια από τις πιο δημοφιλείς και κρίσιμες καλλιέργειες, κατέχοντας εξέχουσα θέση στην ατζέντα της παγκόσμιας διατροφικής ασφάλειας. Μάλιστα, σύμφωνα με το Plant Production and Protection Division, 2009 (https://www.fao.org/publications/card/en/c/c55eefde-ab51-5e8b-8237-7e8ed9796b93/), υπολογίζεται ότι δύο δισεκατομμύρια άνθρωποι παγκοσμίως συνδέονται στενά με την καλλιέργεια της πατάτας για διατροφικούς ή εισοδηματικούς λόγους, γεγονός που την καθιστά «Τροφή του Μέλλοντος».

Σύγχρονες τεχνολογίες ταυτοποίησης προϊόντων αγροδιατροφής όπως το DNA barcoding και οι μοριακοί δείκτες είναι ικανές να διακρίνουν ποικιλίες/είδη φυτικών οργανισμών, όμως δεν μπορούν να προσδιορίσουν τη γεωγραφική προέλευση ενός προϊόντος. «Δυστυχώς, όσοι εφαρμόζουν εμπορικές απάτες όπως είναι η λάθος επισήμανση ετικέτας ή η νοθεία στα τρόφιμα βρίσκονται συνήθως ένα βήμα μπροστά από τις ελεγκτικές αρχές. Για παράδειγμα, μια ελληνική ποικιλία που απολαμβάνει καθεστώς γεωγραφικής προστασίας μπορεί κάλλιστα να παραχθεί σε κάποια άλλη περιοχή ή χώρα. Τα προϊόντα αυτά δεν μπορούν να διαχωρισθούν από τα γνήσια προϊόντα που φέρουν γεωγραφική ένδειξη αποκλειστικά με βάση το DNA, γιατί διαθέτουν ακριβώς το ίδιο. Για το λόγο αυτό απαιτούνται ολιστικές προσεγγίσεις οι οποίες συνδυάζουν διαφορετικά σύγχρονα εργαλεία και τεχνολογίες», τονίζει ο Δρ. Γανόπουλος

Οι ερευνητές του Ινστιτούτο Γενετικής Βελτίωσης και Φυτογενετικών Πόρων του ΕΛΓΟ-ΔΗΜΗΤΡΑ ανέπτυξαν πρόσφατα μια συνδυαστική μεθοδολογία που επιτρέπει την ανίχνευση της μοριακής υπογραφής των ΠΓΕ προϊόντων. Συγκεκριμένα, χρησιμοποιώντας την πατάτα ως φυτικό μοντέλο, παρουσίασαν ως απόδειξη αρχής (proof of principle) την πρώτη πολυ-ομική ανάλυση μεθυλίωσης DNA σε όλο το γονιδίωμα, την αλληλούχηση RNA καθώς και το  πρωτεϊνικό προφίλ για τη λήψη του μοριακού προφίλ των διάσημων πατατών ΠΓΕ της Νάξου κατά τη συγκομιδή και μετά την αποθήκευση. Επίσης, χρησιμοποίησαν μια μεταγονιδιωματική προσέγγιση για τη διάκριση των κονδύλων πατάτας που παράγονται σε διαφορετικές περιοχές με βάση το διακριτό μικροβιακό τους αποτύπωμα, η οποία συσχετίστηκε για πρώτη φορά με τα σύνολα των δεδομένων  μεγάλης κλίμακας -omics των κονδύλων της πατάτας, συνδυάζοντας με αυτόν το τρόπο δεδομένα από ολόκληρο το «ολοβίωμα». Ανάλογες τεχνολογίες και μεθοδολογίες μπορούν να εφαρμοστούν σε πλήθος αγροδιατροφικών προϊόντων, τόσο προς την κατεύθυνση της ιχνηλασιμότητας όσο και της πιστοποίησης.

«Η δημιουργία ετικετών ποιότητας τροφίμων χρησιμοποιώντας τις προαναφερόμενες τεχνολογίες και μεθοδολογίες μπορεί να αποτελέσει πολύτιμο εργαλείο για την προστασία των γενετικών πόρων, την υποστήριξη της βιώσιμης αγροτικής ανάπτυξης και την προσθήκη αξίας στα τρόφιμα μέσω της διαφοροποίησης με βάση τις οργανοληπτικές τους ιδιότητες και τις παραδοσιακές πρακτικές «know how». Σε αυτό το πλαίσιο, υπάρχει αυξανόμενη ζήτηση από τους παραγωγούς γεωργικών προϊόντων της ΕΕ να διαφοροποιούν και να πιστοποιούν τα προϊόντα τους για να ενισχύσουν την ανταγωνιστικότητά τους στην παγκόσμια αγορά», καταλήγει ο Έλληνας ερευνητής.

Πληροφορίες: Δρ.Ιωάννης Γανόπουλος, ΕΛΓΟ-ΔΗΜΗΤΡΑ, Ινστιτούτο Γενετικής Βελτίωσης & Φυτογενετικών Πόρων, Θέρμη - Θεσσαλονίκης, iganopoulos@elgo.gr

Κείμενο: Βάσω Μιχοπούλου