Microrganismi negli Alimenti e Fermentazione

Ruolo dei Microrganismi negli Alimenti

• I microrganismi presenti negli alimenti possono determinare trasformazioni dei componenti alimentari, producendo sostanze positive (nutrizionali e organolettiche) o sostanze tossiche (perdita di salubrità, rischi per la salute).
• La sicurezza e la qualità di un alimento sono correlate al numero di microrganismi presenti, con livelli critici oltre i 10⁴ UFC/g per alimenti colonizzati e oltre i 10⁶ UFC/g per alimenti contaminati.

Effetti dei Microrganismi

• I microrganismi possono avere effetti gradevoli (utili, benefici) o sgradevoli (contaminanti, deterioranti) per gli alimenti.
• Alcuni possono essere dannosi per la salute (microrganismi patogeni).

Attività della Fermentazione

• La fermentazione è un antico processo biotecnologico per conservare alimenti e bevande, utilizzando l'attività di microrganismi come fattore chiave.
• La fermentazione prolunga la shelf-life (durata di conservazione) degli alimenti.
• Modifica il valore nutrizionale, le caratteristiche aromatiche e gli aspetti salutistici degli alimenti.

Meccanismi della Fermentazione

• Il consumo quasi totale degli zuccheri nei processi fermentativi garantisce sicurezza microbiologica.
• La fermentazione genera composti antimicrobici.
• Aumenta il valore nutrizionale degli alimenti attraverso:
  • biosintesi di vitamine, aminoacidi essenziali e proteine
  • aumento della digeribilità di fibre e proteine
  • degradazione di fattori antinutrizionali

Microrganismi "Virtuosi" o Utili

• Microrganismi che sviluppandosi in alimenti hanno effetti positivi:
  • batteri lattici
  • lieviti
  • altri gruppi (batteri propionici, micrococcacee, muffe)
  • bifidobatteri (probiotici)
  • batteri acetici (produzione di aceto)

Batteri Lattici e Lieviti

• Batteri lattici sono il microbiota dominante nei lattiero-caseari e in processi fermentativi della carne.
• I lieviti sono cruciali per la produzione di bevande fermentate come vino, birra e superalcolici.
• Batteri lattici e lieviti sono coinvolti nella formazione di impasti acidi.

Batteri Lattici: Caratteristiche

• Famiglia eterogenea di microrganismi, principalmente che fermenta nutrienti in acido lattico.
• Via omofermentante: produce principalmente acido lattico.
• Via eterofermentante: produce anche altri composti (acido acetico, etanolo, CO₂, acido formico).
• Forma sferica o bastoncellare.
• Gram +, immobili, asporigeni.
• Anaerobi facoltativi o microaerofili.
• Catalasi negativi.
• Non patogeni e non tossinogeni.
• Acid-tolleranti, a volte acidofili.

Classificazione dei Batteri Lattici

• Lactobacillus
• Streptococcus
• Lactococcus
• Enterococcus
• Leuconostoc
• Pediococcus
• Carnobacterium

Descrizioni dei Generi (esempi)

• Streptococcus:
  • Habitat: cute, mucose, saliva degli animali da latte.
  • Omofermentante obbligato.
  • Produce acido lattico.
  • Utilizzato nella produzione di molti formaggi.
  • Fermenta solo alcuni zuccheri.
• Lactococcus:
  • Omofermentante obbligato.
  • Produce acido lattico.
  • Importante per la produzione di formaggi.
• Enterococcus:
  • Omofermentante.
  • Produce acido lattico.
  • Fermenta il lattosio.
  • Può essere un indice di contaminazione fecale.
  • Importanza nella stagionatura di alcuni formaggi.
• Leuconostoc:
  • Eterofermentante obbligato.
  • Produce acido lattico.
  • Fermenta il citrato.
  • Habitat vegetali.
  • Importanza nella produzione di burro e alcuni formaggi.
  • Utilizzazione per la fermentazione malolattica del vino.
• Pediococcus:
  • Omofermentante.
  • Produce acido lattico.
  • Può causare alterazioni di alcuni alimenti (birra, vino, salumi).
  • Importante per la stagionatura di alcuni formaggi.
• Carnobacterium:
  • Eterofermentante obbligato.
  • Produce sostanze antimicrobiche (carnocine).
  • Importante in alimenti carnei refrigerati e confezionati in atmosfera protettiva.