Fermentazione di frutti di Prunus mahaleb, L. per la produzione di alimenti funzionali

I cibi di origine vegetale sono una componente essenziale della nutrizione umana perché fonte di molecole importantissime come, ad esempio vitamine, fitosteroli e altre molecole bioattive. Tuttavia i diversi vegetali freschi sono disponibili solo per brevi periodi dell'anno, spesso possono essere conservati per tempi brevi a causa di rapidi processi di deterioramento di origine biotica o abiotica e, inoltre, sono soggetti talvolta a contaminazione da parte di agenti patogeni per l'uomo. Per evitare questi problemi, numerosi prodotti vegetali vengono processati industrialmente anche attraverso i processi fermentativi, promossi da opportuni microrganismi. La fermentazione è un processo biotecnologico usato fin dall'antichità per modificare e conservare alimenti. Le popolazioni microbiche tradizionalmente utilizzate, variano in base a diversi fattori fisici e nutrizionali della pianta ospite. Senza mettere in dubbio il valore culturale della fermentazione spontanea per stabilizzare e conservare verdura e frutta cruda, occorre dire che essa è il risultato delle attività metaboliche competitive di una grande varietà di microrganismi autoctoni e contaminanti, è quindi un processo non standardizzabile e che può spesso portare a risultati fallimentari. Per ovviare ai suddetti problemi, si utilizzano ceppi di microrganismi puri, tecnologicamente selezionati, detti starter; ciò porta ad una rapida inibizione dei batteri contaminanti e ad un prodotto vegetale processato dotato di qualità nutrizionali e sensoriali standardizzate. Tra i microrganismi più utilizzati come starter per le fermentazioni industriali di prodotti di origine vegetale ci sono i batteri lattici e il lievito Saccharomyces cerevisiae, responsabili rispettivamente delle fermentazioni malo-lattica e alcolica. I frutti di Prunus mahaleb sono frutti comunemente non impiegati per l'alimentazione umana, ma potenzialmente utilizzabili non solo come coloranti ma soprattutto come additivi nella formulazione di alimenti funzionali, vista l'elevata concentrazione in essi di composti antiossidanti. Questa versatilità di impiego, a fronte dell'impossibilità di utilizzo dei frutti freschi, ha portato all'idea dell'utilizzo del processo biotecnologico della fermentazione per correggere l'acidità totale del frutto, dovuta soprattutto al contenuto di acido malico. A tale fine, nell'ambito di questo lavoro di tesi, i frutti di P. mahaleb sono stati posti a fermentare con quattro ceppi diversi di Lactobacillus plantarum, da soli o in miscela con S. cerevisiae. Durante la fermentazione è stata seguita la crescita dei microorganismi nel liquido di fermentazione e il contenuto in zuccheri e acidi organici, sia dei frutti che del liquido di fermentazione. Alla fine della fermentazione è stata valutata l'attività antiossidante dei frutti e del liquido di fermentazione ed è stato effettuato un test sensoriale con un gruppo di assaggiatori, per verificare l'eventuale effetto della fermentazione sulle caratteristiche sensoriali dei frutti fermentati e del liquido di fermentazione. I dati dei campioni inoculati con un ceppo di L. plantarum in purezza indicano, nei frutti, una diminuzione degli zuccheri, che invece aumentano fortemente nel liquido di fermentazione; una forte diminuzione dell'acido malico (rispetto al controllo) sia nei frutti che nel fermentato ed un forte incremento dell'acido lattico. I risultati dei campioni inoculati con S. cerevisiae in purezza o co-inoculati con un ceppo di L. plantarum, hanno mostrato una diminuzione del contenuto di glucosio e fruttosio sia nei frutti che nel liquido di fermentazione, un aumento del contenuto di etanolo, glicerolo, acido lattico (non nei campioni con S. cerevisiae in purezza) e di acido acetico (non nei campioni con S. cerevisiae in purezza); di contro, l'acido malico non è stato mai valutabile (non nei campioni con S. cerevisiae in purezza), in quanto consumato subito dai batteri lattici per formare acido lattico. L'attività antiossidante, valutata con i saggi TEAC e ORAC, nel liquido di fermentazione, è risultata maggiore per le co-colture rispetto al controllo, mentre nei frutti non si hanno importanti variazioni. L'analisi sensoriale, invece, indica che il processo della fermentazione ha incrementato, in tutti i campioni, il livello di accettabilità generale sia dei frutti che del liquido di fermentazione, rispetto al controllo. Questo lavoro di tesi, ha permesso di dimostrare che il processo fermentativo può, effettivamente, migliorare i caratteri organolettici dei frutti freschi di P. mahaleb e del liquido di fermentazione, permettendone un uso a scopo alimentare, rappresentando così un primo passo verso lo sviluppo di un protocollo industriale per le valorizzazione di questa specie vegetale diffusa in tutta l'Europa centro-meridionale ma poco utilizzata.