Le Carni Fermentate 2 - Fermentazione Lattica

Introduzione

• Corso: Le Carni Fermentate 2
• Docente: Maria Luisa Savo Sardaro
• Università: Università San Raffaele, Roma
• Sito web: www.unisanraffaele.gov.it

Fermentazione Lattica

• La fermentazione lattica porta alla produzione di una miscela racemica (otticamente inattiva) di acido lattico (acido D-lattico e acido L-lattico).
• Inizialmente la via fermentativa è uguale a quella che porta alla produzione di etanolo.
• Nonostante teoricamente non producano gas, i lattobacilli producono CO₂ che causa schiuma durante le prime fasi di fermentazione.

Vie dell'acido piruvico

• L'acido piruvico è un punto di convergenza di diverse sostanze, determinate dagli enzimi coinvolti.
• Le vie metaboliche derivano dalla decarbossilazione, riduzione e condensazione in base agli enzimi specifici in gioco.
• Formazione di varie sostanze come etanolo, acido lattico, glicole 2,3-butilenico, acetoina e acido α-acetolattico.

Salami a lenta acidificazione o a lunga stagionatura

• La definizione comprende il tempo di stagionatura e le fermentazioni che vi avvengono.
• Le variazioni di pH sono limitate e aumentano dopo il valore minimo di 5,0-5,3 (circa 2°-3°settimana).
• I microorganismi principali sono i micrococchi e i lattobacilli, con i primi che diventano la popolazione dominante più precocemente e i secondi che rimangono più costanti fino a fine stagionatura.
• L'inattivazione di patogeni e alteranti è legata al basso valore dell'aw (stagionatura e sale).

Salami a rapida acidificazione

• Questi salami presentano una prima fase di fermentazione dove i lattobacilli acidificano l'impasto inibendo patogeni e alteranti.
• La velocità di diminuzione del pH e il valore finale del pH costituiscono le caratteristiche principali.

L'impasto come terreno nutritivo

• I batteri necessitano di sostanze nutritive.
• La carne tritata fornisce un mezzo nutritivo per vari microrganismi a causa del suo contenuto in elementi nutritivi (azoto, carbonio, vitamine, acidi organici, acqua, ecc).
• Le carni sono ricche di composti azotati (proteine) ma povere di carboidrati.
• La carne tritata, dopo la triturazione contiene numerose cellule microbiche di diversi gruppi, dovute alla contaminazione ambientale durante le fasi di lavorazione.

Tali microrganismi appartengono alle seguenti famiglie

• Micrococcacee (micrococchi e stafilococchi: Staphylococcus e Kocuria)
• Batteri lattici (a cellule sferiche: Streptococcus, Pediococcus, Enterococcus; a cellule bastoncellari: Lactobacillus)
• Enterobatteriacee (coliformi, E. coli, Salmonella e altri)
• Batteri anaerobi (quali Clostridium botulinum)
• Altri batteri Gram+ (quali Listeria monocytogenes)
• Lieviti, Muffe (Penicillium e Aspergillus)

Sviluppo microbico

• Le condizioni create nell'impasto dopo l'insacco (sale, nitrati, nitriti, zuccheri, temperatura e anaerobiosi) inibiscono la maggior parte dei microrganismi elencati.
• Il sale inibisce le Enterobatteriacee.
• I nitriti agiscono sui clostridi (es. C. botulinum).
• I microbi che riescono a moltiplicarsi nell'impasto sono: micrococchi, stafilococchi, lattobacilli e pediococchi ed enterococchi.

I micrococchi e gli stafilococchi

• Sono aerobi obbligati e hanno scarsa possibilità di sviluppo prolungato.
• All'inizio, dopo l'insacco, nell'impasto è presente aria, che consente uno sviluppo iniziale immediato.
• Sono batteri vigorosi e presenti in buona quantità nelle carni, favoriti da condizioni ambientali.

Funzioni

• Consumano l'ossigeno, creano anaerobiosi
• Riducono i nitrati a nitriti, rendendo attivi questi composti nei confronti dei batteri nocivi (clostridi)
• Eliminano l'acqua ossigenata
• Hanno attività proteolitica e lipolitica, producendo acidi grassi liberi che si ossidano, con conseguenti gusti gradevoli.

Batteri lattici

• Costituiscono la flora microbica principale.
• Hanno tolleranza al sale e ai nitriti, velocità di sviluppo a bassi valori di pH e iniziale presenza in numero elevato nelle carni.
• Si moltiplicano dopo i micrococchi e intensamente.
• Sono più esigenti in fatto nutrizionale.

Specie

• Predominano i lattobacilli mesofili omofermentanti, quali Lactobacillus plantarum, L. casei subsp. pseudoplantarum, L. curvatus, L. sake.
• Presentano buone possibilità di moltiplicarsi, anche se eterofermentanti, quali L. brevis e L. fermentum.
• Occasionali sono i pediococchi Pediococcus acidilactici e P. pentosaceus.

Funzioni

• Svolgono funzioni importanti come la riduzione di nitrito a ossido d'azoto (colore).
• Sono agenti di fermentazione lattica.
• Rapido sviluppo (3-4 giorni dall'insacco), esaurimento degli zuccheri e abbassamento del pH.
• Coagulazione proteica, colore e stabilità microbica del prodotto.

L'azione acidificante

• Il pH dei salami a fine fermentazione dovrebbe essere pari o inferiore a 5,3.
• Questo permette alla carne di rilasciare l'umidità.
• Una fermentazione inadeguata può causare prodotti molli, colla del prodotto, sviluppo di batteri alteranti o tossigeni.

L'inibizione di altri batteri

• L'azione dei nitriti è più intensa a pH basso.
• L'acido lattico inibisce la crescita di microbi sensibili ai nitriti o al pH basso per azione diretta sulle cellule.
• Lattici e pediococchi producono batteriocine, attive contro S. aureus.

Formazione di amine tossiche

• Gli alimenti fermentati contengono amine tossiche quali istamina e tiramina.
• La quantità dipende dalla durata della stagionatura.
• Sono prodotte da batteri che degradano gli aminoacidi.

Riepilogo delle fermentazioni

• L'inibizione della maggior parte dei batteri per effetto della salagione, favorisce lo sviluppo di micrococcacee e lattici.
• I primi batteri a svilupparsi sono i micrococci, seguito dagli stafilococchi, dai lattici e dai pediococchi.
• Gli sviluppi portano ad esaurimento ossigeno, riduzione dei nitrati a nitriti, esaurimento degli zuccheri fermentescibili, abbassamento del pH, e idrolisi delle proteine e dei grassi.

Le fermentazioni naturali

• Scarsi batteri lattici possono portare allo sviluppo di S. aureus, lattici eterofermentanti che producono acido acetico e piccole cavità.
• La mancanza di norme igieniche può dare sviluppo di coliformi o streptococchi fecali che alterano gusto e profumo.

Le fermentazioni guidate

• Prevengono inconvenienti delle fermentazioni naturali.
• Le colture utilizzate consistono in batteri lattici con caratteristiche di tolleranza al sale, resistenza ai nitriti, temperatura di sviluppo 15-18°C, produzione di solo acido lattico, azione proteolitica e lipolitica e inibizione di batteri nocivi.

Le colture starter negli insaccati carnei fermentati

• È consentito l'utilizzo di colture di avviamento (starter microbici) quali Lactobacillus, Pediococcus, Micrococcus, Debaryomyces, Staphylococcus (S. xylosus, S. simulans, S. camosus) in insaccati carnei non sottoposti a calore.
• Consentito il trattamento di superficie con Penicillum chrysogenum e P. nalgiovense.

Le fermentazioni guidate (2)

• Il Lactobacillus plantarum è il più idoneo con alte tolleranze al sale, ai nitriti e si sviluppa a temperatura inferiore a 20° C è omofermentante, inibisce S. aureus.
• Presente nelle fermentazioni naturali.
• Pediococchi (P. acidilactici e P. pentosaceus) che liofilizzano facilmente. Spesso associate le tre specie.

Preparazione e uso degli starter

• Gli starter devono essere aggiunti all'impasto a una concentrazione di 1.000.000 di batteri per grammo di impasto.
• Le colture sono liofilizzate o congelate.

Le muffe

• Le spore fungine si moltiplicano a contatto con l'intestino.
• Il micelio inizialmente si localizza nella parte magra dell'impasto, poi copre tutta la superficie.
• Il colore è generalmente bianco o bianco-grigio.
• Il genere più frequente è Penicillium.

Funzioni delle muffe

• Facilitano l'asciugamento uniforme del prodotto e riduzione del calo in peso.
• Facilitano la sbucciatura del salame.
• Disacidificazione del salame (consumano acido lattico e portano il pH a 6 dall'esterno verso l'interno).
• Impediscono l'ossidazione dei grassi.
• Hanno azione lipolitica e proteolitica.
• Migliorano le caratteristiche organolettiche.

Idrolisi delle proteine

• L'idrolisi delle proteine è dovuta sia ad enzimi costitutivi della carne che ad enzimi di origine microbica (batteri lattici, Micrococcaceae, muffe e lieviti).

Modificazioni microbiche a carico della frazione lipidica

• La frazione lipidica è costituita principalmente da trigliceridi.
• Gli acidi grassi più rappresentati sono oleico, palmitico e stearico.
• Lipasi batteriche idrolizzano il legame estere in posizione 3 dei trigliceridi.
• Lipasi fungine idrolizzano principalmente i trigliceridi contenenti acidi grassi a corta catena.

Andamento delle popolazioni microbiche

• Grafico che mostra l'andamento di batteri lattici, microstafilococchi, lieviti, muffe, batteri Gram negativi e sporigeni in funzione del tempo (giorni).
• Variazione del pH in funzione del tempo.

Ultima nota: Alcuni additivi

• Elenco di nitrati e nitriti con i relativi numeri E e quantità/kg in uso nei processi di stagionatura.
• Presenza dell'acido ascorbico (E 300) in quantità di 200 g/q.