Paniere aggiornato di Microbiologia per scienze della nutrizione

COME AVVIENE LA LIEVITAZIONE

Unendo acqua e farina, vi è una degradazione degli amidi che vengono trasformati in zuccheri (IDROLIS): questo grazie alla

presenza di enzimi presenti nella farina. Quindi, interviene anche il LIEVITO e i BATTERI LATTICI che utilizzano gli zuccheri

FERMENTESCIBILI, trasformandoli, i primi, in ETANOLO e ANIDRIDE CARBONICA. I secondi in ACIDO LATTICO, o anche

ACIDO ACETICO, ETANOLO, CO2 (a seconda del metabolismo). Sia con LB sia con LM si ha la produzione del gas (CO2).

L’ANIDRIDE CARBONICA tenderà ad andare verso l’alto e, in questa sua ascesa, sarà trattenuta dalla maglia del glutine

(proteine di riserva presenti nella farina) che, sotto la spinta dell’anidride carbonica, si espande (il glutine è elastico), formando

delle bolle di aria (ALVEOLI).

ENZIMI PRESENTI NELLA CARIOSSIDE

Oltre alle amilasi, agli enzimi proteolitici, nella cariosside (embrione e parte già esterna della cariosside) sono presenti anche

le FITASI che permettono l’idrolisi dei legami fosforici dell’acido fitico. Condizioni idonee all’enzima sono

• Lunghe fermentazioni

• Temperatura di cottura non alta (PER NON DENATURARE L’ENZIMA)

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VINO. FERMENTAZIONE ALCOLICA

Il vino deriva dalla fermentazione alcolica dell’UVA o di MOSTI uva. Nell’uva abbiamo

• RASPO, povero di zuccheri, ricco di SALI. Nella vinificazione, la presenza di raspi AUMENTA IL PH (riduzione di

ACIDITA’). Il raspo è ricco di acidi organici, ceneri e plifenoli (tannini)

• VINACCIOLI (SEMI), ricco di polifenoli, zuccheri, sostanze azotate, sali minerali, e acqua.

• BUCCIA. Contiene polifenoli (ANTOCIANI), ACIDI ORGANICI (che aumentano il pH): ACIDO CITRICO, MALICO,

TARTARICO esterificato). Qui c’è concentrazione maggiore di SOSTANZE AZOTATE IMPORTANTI PER LO SVILUPPO

DEL LIEVITO.

• POLPA. Contiene zuccheri (PREVALE IL FRUTTOSIO). Vi sono zuccheri PENTOSI (ribosio, xilosio, arabinosio) che

entrano nella fermentazione malolattica. La polpa confine solo il 20-25% dell’azoto totale dell’acino. I peptidi e

amminoacidi sono utilizzati sia dai lieviti sia dai LAB. I composti ammoniacali sono utilizzati solo dai lieviti. Non sono

presenti tannini. Vediamo gli ACIDI ORGANICI (GLI ACIDI ORGANICI ABBASSANO IL Ph).

• ACIDO TARTARICO (prevale nei climi caldi). Può essere prodotto in piccola quantità dal metabolismo dei lieviti. Non è

utilizzato dai lieviti e dai batteri e precipita sotto forma di tartrato (CREMOR TARTARO). L’acido Tartarico non

fermenta ma PRECIPITA. SE FERMENTA E’ UN DIFETTO.

• ACIDO MALICO (prevale nei climi freddi). Subisce fermentazione malo-alcolica da parte dei lieviti e malo-lattica da

parte dei batteri lattici.

• ACIDO CITRICO. Non è fermentato dai lieviti, ma può essere utilizzato dai Batteri Lattici.

L’acidità del VINO è data dagli acidi naturali contenuti nell’uva (ACIDI ORGANICI) e dagli acidi di origine fermentativa.

La mancanza di azoto è un padelle cause più frequenti dell’arresto della fermentazione alcolica.

I MICRORGANISMI IN VINIFICAZIONE

• LIEVITI. Possono seguire la via della respirazione (con produzione di 6H2O e 6CO2: favorita inizialmente per avere lo

sviluppo cellulare) o la via della fermentazione (in caso di alte concentrazioni di glucosio e bassa concentrazione di

ossigeno). In caso di fermentazione (il lievito si moltiplica pochissimo), il NADH (NAD ridotto) viene trasformato in NAD+. Si

produce ACETALDEIDE Possiamo avere

• FERMENTAZIONE ALCOLICA. ACETALDEIDE viene poi trasformata in ETANOLO. Generalmente per il 92%. Dopo una

prima fermentazione tumultuosa, la fermentazione alcolica procede in modo più lento ed è seguita da una fermentazione

malolattica.

• FERMENTAZIONE GLICEROPIRUVICA. In presenza di solfito, l’acetaldeide non può essere trasformata in etanolo=>

produzione di GLICEROLO. Generalmente per l’8%. La presenza di glicerolo può avere dei vantaggi, dato dal sapore

dolce. Ma può portare alla formazione di ACIDO ACETICO (NEGATIVO). Questa fermentazione è più veloce all’inizio,

Aumenta infatti all’aumentare degli zuccheri e temperatura (a inizio fermentazione). Diminuisce all’aumentare di

AZOTO. Ecco che, per evitare alla produzione di acido acetico talvolta vengono aggiunti sali di ammonio.

Queste due fermentazioni sono legate durante tutta la vinificazione.

• BATTERI LATTICI. In grado di tollerare bassi livelli di pH, la presenza di etanolo e una scarsa presenza di nutrienti. Qui

troviamo batteri lattici appartenenti ai generi Leuconostoc e Lactobacillus.

• FERMENTAZIONE MALOLATTICA.Questa fermentazione è fondamentale per la qualità del vino (poco opportuna nei vini

bianchi). Con questa fermentazione si ha il passaggio da ACIDO MALICO —> ACDIO LATTICO, con porzione di CO2. Il

vino perde il sapore acre acerbo e furo. La diminuzione dell’acidità è dovuta anche alla precipitazione dell’acido

tartarico sotto forma di cremar tartaro.

• BATTERI ACETICI: determinano effetti NEGATIVI

• MUFFE: possono determinare effetti negativi (tranne eccezioni)

TIPOLOGIA DI STARTER

• NATURALE. Una parte di prodotto viene utilizzato come inoculo

• SELEZIONATO. Per ottenere un prodotto finale STANDARD.

ZUCCHERI USATI NELLA VIA FERMENTATIVA

Vengono fermentati solo i monosaccaridi ESOSI. NESSUN LIEVITO FERMENTA I PENTOSI. Il galattosio viene fermentato

solo da alcuni lieviti. I DISACCARIDI vengono fermentati da quei lieviti che sintetizzano i corrispondenti enzimi idrolitici. Il

raffinosio (fruttosio e due di melibiosio) può essere fermentato da quei lieviti che sintetizzano la raffinasi. I POLISACCARIDI in

genere non sono fermentati. 29

LATTE

Nel latte crudo abbiamo una carica batterica molto elevata, che potrebbe andare incontro a processi di alterazione (m.o.

alterativi e patogeni). Nel latte abbiamo:

• FRAZIONE GLUCIDICA. Prevalentemente lattosio. Rappresenta lo zucchero fermentescibile.

• FRAZIONE AZOTATA. Abbiamo

• SIEROPROTEINE. In soluzione nel latte. Sono più sensibili al calore rispetto alla caseina. Rappresentano circa il 18-20%

del totale delle sostanze azotate. La sieroproteina più presente è la β- lattoglobulina, seguita dalla α -lattoalbumina

• CASEINE. Componente importante. Circa il 75-78% delle sostanze azotate del latte. Queste proteine si organizzano in

MICELLE, composte da submicelle composte da diverse frazioni della caseina: α-caseina, β-caseina e k-caseina.

La regione N-terminale di α e β-caseina è legata a gruppi fosfato, legati a ioni calcio: questi ioni calcio fanno da

ponte tra le molecole di caseina. La k-caseina è glicosilata, quindi idrofila: è esposta all’esterno. Questo permette di

mantenere le caseine in sospensione colloidale nel latte.

• SOSTANZE AZOTATE NON PROTEICHE. Principale è UREA. Sono la fonte azotata fondamentale per la crescita iniziale

dei microrganismi, in particolare batteri lattici, nel latte.

• FRAZIONE LIPIDICA. Principalmente trigliceridi. Sono legati alla produzione del burro,

• ACIDI ORGANICI. Principalmente ACIDO CITRICO (rappresenta il 90% degli acidi organici del latte). La sua utilizzazione da

parte dei batteri lattici porta alla formazione di composti aromatici come il DIACETILE.

• SALI MINERALI. Calcio, magnesio e fosforo associati alla caseina.

• VITAMINE. Nel latte crudo sono presenti le principali, sia liposolubili, sia idrosolubili.

YOGURT

E' il principale latte fermentato, prodotto con batteri lattici termofili: Lactobacillus delbrueckii subsp bulgaricus e

Streptococcus thermophilus (10 UFC /ml). Si ha una FERMENTAZIONE OMOLATTICA (batteri omofermentanti) ovvero, il

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il piruvato ottenuto nel processo di glicolisi viene convertito in lattato (o acido lattico) mediante l’enzima lattico deidrogenasi.

La fermentazione è condotta ad una temperatura di 37-42°C. La fermentazione può avvenire con

• COAGULO INTERO (COMPATTO). Fermentazione in vasetto a 42°C per 3h. Si procede al confezionamento.

• COAGULO ROTTO (OMOGENEO). Fermentazione nel fermentatore e il prodotto viene confezionato dopo il

raffreddamento e la rottura del coagulo. Segue maturazione a 4°C per 48h.

Il lattosio viene scisso in glucosio e galattosio dagli enzimi β-galattosidasi. Il glucosio viene trasformato in acido lattico. Il

galattosio rilasciato nel mezzo.

La k-caseina è la parte idrofila della caseina, che permette quindi alla stessa di rimanere in sospensione colloidale. A seguito

della produzione di acido lattico, si ha un abbassamento del pH. A pH 4,6 si ha una destabilizzazione delle micelle di caseina,

ovvero il complesso caseina-fosforo-calcio (il calcio legato al gruppo fostato, legato alle frazioni α e β di caseina) si destabilizza.

Si ha una coagulazione ACIDA, con demineralizzazione della caseina e liberazione di calcio e fosforo. Quindi, gli ioni

calcio non fanno più da ponte tra le molecole della caseina: quindi le micelle di caseina si disaggregano (si ha flocculazione)

Lo yogurt assume una struttura cremosa grazie alla capacità dei batteri lattici coinvolti di produrre eteropolisaccaridi.

Ha proprietà prebiotiche nell’uomo per la presenza di eteropolisaccaridi sintetizzati dai batteri lattici. Può essere tollerato

dagli intolleranti al lattosio (il lattosio viene idrolizzato dai batteri lattici). Può favorire il miglioramento della risposta immunitaria.

Potenziale riduzione del colesterolo.

Le caratteristiche nutrizionali dello yogurt sono legate all’attività proteolitica con produzione di AA e peptidi liberi biodisponibili

per le cellule.

Lo Yogurt non è un PROBIOTICO, in quanto i batteri lattici potrebbero non superare l’acidità dell’apparato digestivo. Alcuni

yogurt (come yakult) vengono addizionati con batteri ad attività probiotica (Lactobacillus casi strani Shirota).

UREA NEL LATTE

L’urea è il principale composto azotato NON PROTEICO presente nel latte.

Fonte azotata fondamentale per la crescita iniziale dei microrganismi, in particolare batteri lattici, nel latte. Infatti, la

degradazione dell’urea libera ioni di ammonio che rappresenta una fonte di azoto assimilabile e quindi nutrimento per i m.o.

Però, CONCENTRAZIONI ELEVATE DI UREA NEL LATTE hanno un EFFETTO NEGATIVO sulla caseificabilità,

RALLENTANDO il processo di acidificazione. 30

KEFIR

Prodotto nelle regioni del Caucaso. Abbiamo diverse tipologie di kefir con BATTERI LATTICI, BATTERI ACETICI, LIEVITI.

UREASI batteriche: determinano la quantità di ammoniaca e acido carbonico nel prodotto fermentato.

IL BURRO E LE CREME

La crema è una emulsione di grasso in soluzione acquosa.

Il burro è una emulsione di una soluzione acquosa in grasso. E’ un prodotto della ZANGOLATURA DELLLA PANNA o de