Fermentazione Alimentare: Storia e Principi

Fermentazione Alimentare: Storia e Principi

• La fermentazione alimentare ha origini antiche, precedente all'essiccazione. Scopo iniziale era la conservazione del cibo per evitare il deterioramento e l'avvelenamento.
• I primi esempi di fermentazione alimentare risalgono a 7000 anni fa (formaggio e pane), 6000 anni fa (vinificazione), 5000 anni fa (latti fermentati), 3500 anni fa (panificazione in Egitto), 1500 anni fa (salsicce fermentate dai Babilonesi), 300 anni fa (vegetali fermentati dai cinesi) e successivamente a legumi e cereali. Il sake è stato oggetto di prima pubblicazione scientifica nel 1881.
• Le fermentazioni sono state realizzate artigianalmente per secoli, trasmettendo tradizioni di conservazione del cibo di generazione in generazione in comunità locali, monasteri e stati feudali. Le quantità prodotte erano generalmente piccole, spesso stagionali e distribuite in aree limitate.

Fermentazione e Microbiologia (1680-1857)

• La comprensione scientifica delle fermentazioni, tra il 1680 (osservazioni di van Leeuwenhoek) e il 1857 (scritti di Pasteur), era basata su speculazioni filosofiche e alchimistiche, piuttosto che sulla biologia.
• Pasteur, nella sua ricerca sulle malattie del vino e della birra, ipotizzò un nesso tra microrganismi e processi di alterazione, anticipando scoperte cruciali sulla microbiologia degli alimenti.

Fermentazione e Rivoluzione Industriale

• La rivoluzione industriale e l'emergere della microbiologia come scienza (fine XIX secolo) hanno rivoluzionato la comprensione dei processi fermentativi.
• Louis Pasteur (1822-1895) contribuì significativamente alla comprensione delle fermentazioni alimentari, con lo sviluppo della pastorizzazione (1867-1868).

Microbiologia degli Alimenti e Fermentazioni Moderne

• Negli ultimi 150 anni, la conoscenza dei microrganismi coinvolti nelle fermentazioni alimentari è esplosa, sia a livello di tassonomia, ecologia, fisiologia e genetica.
• Oggi, le fermentazioni alimentari operano su scala industriale tecnologicamente avanzata, ma anche a livello artigianale.
• La microbiologia degli alimenti è cruciale sia per migliorare le produzioni industriali, sia per comprendere ed eventualmente riprodurre le sofisticate caratteristiche di sapori e aromi dei prodotti artigianali.

Scopo e Benefici delle Fermentazioni

• Lo scopo originario della fermentazione alimentare era la conservazione.
• Nei paesi sviluppati, le caratteristiche di sapore, aroma e consistenza che le fermentazioni offrono sono ora apprezzate dai consumatori.
• Nei paesi in via di sviluppo, sicurezza e miglioramento delle produzioni è di fondamentale importanza.

Fattori che Influenzano lo Sviluppo Microbico

• Gli alimenti sono ecosistemi complessi nei quali fattori intrinseci ed estrinseci regolano lo sviluppo microbico.
• I fattori intrinseci includono pH, attività dell'acqua (Aw), potenziale redox, presenza di nutrienti, antimicrobici e strutture biologiche (guscio e buccia degli alimenti).
• I fattori estrinseci includono temperatura, umidità relativa, composizione dei gas e la presenza di altri microrganismi.

Microrganismi negli Alimenti: Positivi, Negativi e Indifferenti

• I microrganismi possono essere desiderabili, indesiderabili o indifferenti.
• I microrganismi indesiderabili comprendono patogeni e alteranti, sia in alimenti non fermentati sia fermentati.
• I microrganismi desiderabili sono detti "virtuosi" e sono fondamentali per i prodotti fermentati.

Trasformazioni degli Alimenti Fermentati

• Le fermentazioni degli alimenti migliorano la conservabilità, modificano le proprietà nutrizionali, aromi, sapori, consistenza e possono favorire la detossificazione.

Classificazione delle Fermentazioni

• La classificazione delle fermentazioni può essere fatta considerando la materia prima (carne, latte, cereali, ortaggi, frutta) o in base ai microrganismi che partecipano (batteri lattici, lieviti, batteri propionici, batteri acetici).

Condizioni per una Fermentazione di Successo

• Non tutti gli alimenti sono adatti alla fermentazione. La materia prima deve avere zuccheri fermentescibili in quantità adeguate , per lo sviluppo del microrganismo.
• La materia prima necessita di preparazioni diverse in base al prodotto finale (es. pigiatura uva per vino, triturazione per salami).

Origine dei Microrganismi

• I microrganismi nelle fermentazioni possono derivare dall'ambiente o essere aggiunti dall'uomo per ottenere prodotti con caratteristiche desiderabili e riproducibiltà.
• Gli "starter" sono microrganismi aggiunti intenzionalmente per guidare il processo.

Fermentazioni spontanee e guidate

• Le fermentazioni spontanee si basano su microrganismi presenti naturalmente nella materia prima.
• Le fermentazioni guidate usano starter selezionati per controllare il processo e ottenere risultati riproducibili.

Innesto, Starter Naturali e Selezionati

• Gli starter sono colture microbiche che guidano i processi fermentativi.
• Gli starter naturali sono sviluppati empiricamente, sfruttando pratiche tradizionali come il reinoculo.
• Gli starter selezionati sono sviluppati scientificamente, basandosi sulla conoscenza delle caratteristiche metaboliche dei microrganismi.

Vantaggi e Svantaggi di diversi tipi di Starter

• Gli starter naturali hanno bassi costi, ma presentano variabilità.
• Gli starter selezionati offrono standardizzazione, ma possono essere più costosi e meno legati a tradizioni locali.