Fonte http://www.lattenews.it/le-colture-protettive/
I microrganismi svolgono un ruolo essenziale
nella difesa biologica e nell'incremento della shelf-life degli alimenti
attraverso i molteplici metabolismi che ne accompagnano lo sviluppo e che,
contribuendo nel definire le caratteristiche dei prodotti, ne hanno stimolato
l’utilizzo industriale come colture “protettive”
La domanda sempre crescente da parte del consumatore di prodotti
sicuri, a elevato valore nutrizionale e salutistico, senza additivi ed
economicamente convenienti ha determinato negli anni lo sviluppo di nuove
tecnologie, processi o approcci alla conservazione degli alimenti.
Si definisce biocida una
sostanza in grado di inattivare microrganismi sia patogeni che non- patogeni. I
biocidi sono frequentemente utilizzati nell'industria alimentare come strumenti
di pulizia e disinfezione nei confronti di agenti patogeni e alterativi. Fra i
biocidi naturali si possono annoverare sia i metaboliti secondari da piante
(estratti vegetali, oli essenziali) sia i microrganismi, o i prodotti del loro
metabolismo.
Da
secoli è noto il ruolo essenziale dei microrganismi nella protezione biologica
e nell'incremento della conservatività degli alimenti, soprattutto, ma non
solo, di prodotti fermentati quali latticini, vegetali fermentati, salumi e
impasti acidi.
La protezione avviene attraverso i molteplici metabolismi che
accompagnano la crescita microbica (respirazione, fermentazione,
bio-trasformazioni, metabolismi secondari) e che, oltre a contribuire nel definire
le caratteristiche nutrizionali e sensoriali del prodotto finito, hanno
stimolato l’utilizzo industriale dei microrganismi come colture “protettive”.
In particolare, le applicazioni principali hanno riguardato lo sviluppo di
starter per incrementare la sicurezza igienico- sanitaria e la protezione
biologica, mentre solo di recente stanno moltiplicandosi gli utilizzi per
migliorare anche la shelf-life degli alimenti.
Fermentazioni microbiche
Le fermentazioni microbiche sono da millenni uno strumento
essenziale per garantire la sicurezza igienica ed estendere la shelf life degli
alimenti (latte e derivati, salumi, cereali, vegetali
fermentati come crauti e olive, impasti acidi, prodotti ittici fermentati…).
Da
eventi “naturali” o “spontanei”, le fermentazioni sono negli anni divenute processi
biotecnologici “guidati” attraverso la continua selezione e caratterizzazione
di microbi “specializzati” all’interno di colture starter. Ciò ha determinato
negli ultimi 30 anni lo sviluppo dell’industria dei fermenti.
Fra i
microrganismi di interesse applicativo nel settore alimentare, i lieviti e i batteri lattici sono da sempre
considerati i principali protagonisti per la capacità di produrre metaboliti
primari (alcol etilico, acidi organici, acido lattico e acetico in particolare,
CO2), determinanti nel definire le proprietà organolettiche ed essenziali nel
contribuire alla difesa biologica dell’alimento in seguito alla repentina
modifica delle caratteristiche chimico-fisiche del prodotto (es. diminuzione
di pH, potenziale di ossidoriduzione, attività dell’acqua, incremento del grado
alcolico, riduzione da nitrati a nitriti…).
I microrganismi producono inoltre
una serie di metaboliti ad attività antimicrobica aspecifica (diacetile, reuterina
o β-idrossi-propionaldeide, acido piroglutammico, H2O2) o specifica
(batteriocine, peptidi).
Il diacetile (o 2,3-butanedione), noto per le caratteristiche
aromatiche che conferisce all'alimento (tipico aroma da burro), è
un composto della fermentazione dell’acido citrico prodotto soprattutto da
specie del genere Leuconostoc e da Lactococcus lactis subsp. lactis varietà
diacetylactis.
Il diacetile esercita attività inibente nei confronti di microbi
alteranti del genere Pseudomonas e, quando associato al calore, inibisce il
patogeno Listeria monocytogenes. La reuterina (β-idrossipropionaldeide) mostra
un ampio spettro di attività nei confronti sia di procarioti sia di eucarioti.
Questa molecola rappresenta un intermedio del metabolismo anaerobio del glicerolo di Lactobacillus reuteri
(specie probiotica intestinale) e di altre specie batteriche.
Le batteriocine,
proteine esocellulari ad azione specifica verso specie/gruppi microbici
differenti, sono le più studiate in quanto possono essere applicate in un
approccio a ostacoli nella preservazione degli alimenti.
Quando
associate con altre sostanze o con trattamenti chimico-fisici, le batteriocine
possono esibire effetti conservanti sia additivi sia sinergici e, soprattutto
in quest’ultimo caso, la loro applicazione può comportare indubbi vantaggi,
legati a una riduzione della quantità di additivi chimici aggiunti all’alimento
o all’applicazione di trattamenti tecnologici meno intensi (es. calore), con
riflessi positivi sulla qualità del prodotto. Le batteriocine possono essere
impiegate mediante sintesi in situ (direttamente nell’alimento) da parte dei
microrganismi produttori oppure aggiungendo direttamente i composti ottenuti ex
situ, isolati dal brodo colturale e purificati. La sintesi in situ, che ha
portato da parte dell’industria allo sviluppo delle colture protettive, offre
indubbi vantaggi rispetto alle batteriocine purificate.
È possibile infatti abbinare in un’unica formulazione
commerciale colture “miste” polifunzionali (es. con caratteristiche acidificanti
e protettive); inoltre l’eventuale iter per approvazione all'utilizzo da parte
degli organi competenti è certamente meno problematico, consentendo anche di
contenere i costi legati all’applicazione industriale.
L’approccio in situ
comporta infine una maggiore accettabilità da parte del consumatore che,
viceversa, tenderebbe a considerare l’aggiunta della batteriocina purificata
come un additivo.
D’altro lato, il vantaggio di utilizzare composti purificati e a
titolo noto (come la nisina) è
legato ad un più facile dosaggio e controllo dell’attività antimicrobica nel
prodotto.
Resto disponibile ad approfondire l'argomento.
Alla Prossima.
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