Lievito Madre: Tradizione e Modernità PDF

Professore Maria Luisa Savo Sardaro Argomento Lievito madre o Madre acida  Maria Luisa Savo Sardaro Lievito Madre tra tradizione e modernità Lievito madre o Madre acida 2 di 34 ...

Professore Maria Luisa Savo Sardaro Argomento Lievito madre o Madre acida  Maria Luisa Savo Sardaro Lievito Madre tra tradizione e modernità Lievito madre o Madre acida 2 di 34  Maria Luisa Savo Sardaro Le specie microbiche I microrganismi fanno “girare il mondo”!!! Microrganismi guidano la maggior unicellulari presenti parte dei cicli sulla terra > 90% biologoci e geologici Organismi multicellulari < 12% Nella biosfera I microrganismi riescono a o Elevata diversità tra vivere traendo energia da i microrganismi ogni fonte e o Piccole dimensioni con ogni strategia o Crescita rapida Lievito madre o Madre acida 3 di 34  Maria Luisa Savo Sardaro DEFINIZIONE LIEVITO MADRE o LIEVITO NATURALE o LIEVITO ACIDO o MADRE ACIDA = Impasto costituito da farina, acqua e fermentato dai microrganismi naturalmente presenti nell’aria, nella farina e nell’acqua. L’impasto prodotto subisce aggiunte successive di acqua e farina «rinfreschi» per ottimizzare la capacità di acidificazione e lievitazione. Lievito madre o Madre acida 4 di 34  Maria Luisa Savo Sardaro Il lievito madre è uno degli starter microbici più antichi La pratica della preparazione e dell’uso del lievito naturale sembrerebbe risalire all’antico Egitto nel 2500 a.C. Si tramanda che, in conseguenza di una inondazione del Nilo, la farina conservata sulle rive di questo fiume diventò un impasto che, per con le condizioni di temperatura, di umidità dell’ambiente, furono favorevoli allo sviluppo dei microrganismi che moltiplicandosi alterarono l’aspetto rigonfiandolo. Lievito madre o Madre acida 5 di 34  Maria Luisa Savo Sardaro Al fine di non mandare persa questa farina “andata a male” pensarono di recuperarla mescolandola con altra farina; nacque cosi casualmente la lievitazione. Il pane cosi ottenuto risultò più gustoso, digeribile e conservabile del pane non lievitato (pane azzimo) fino a quel momento unico pane consumato. Lievito naturale o lievito madre Lievito madre o Madre acida 6 di 34  Maria Luisa Savo Sardaro Egitto, 2500 a.C.: scoperta casuale di un impasto lievitato;utilizzo della schiuma della birra come starter per la lievitazione d’impasti Popolo Romano, 1000: produzione e distribuzione mediante i fornai (Plinio il Vecchio, Naturalis Historia XVIII) Medioevo, 1600: riduzione dell’utilizzo del lievito di birra per la panificazione 1800: Louis Pasteur scoprì gli agenti di fermentazione (Saccaromyce cerevisiae) 1900: il lievito di birra sostituisce sempre di più il lievito naturale 1990: riscoperta del lievito naturale (consumatori/industrie 2017 Lievito madre o Madre acida 7 di 34  Maria Luisa Savo Sardaro LIEVITO DI BIRRA q La legge italiana parla solo del lievito impiegabile nella panificazione che deve essere costituito da cellule in massima parte viventi, con adeguato potere fermentativo (da non confondere con il lievito chimico). Lievito di birra usato sia industrialmente che in casa Saccaromyces cerevisiae 10 000 000 000 cellule/gr Lievito madre o Madre acida 8 di 34  Maria Luisa Savo Sardaro COMPOSIZIONE DELLA FARINA DI FRUMENTO 72.5 % zuccheri: ~ 68.3 % Amido 1% 1% ~ 2.4 % Zucchero solubile ~ 0.1 % glucosio 12% 13% ~ 1.5 % pentosani 12.5 % proteine: 73% ~ 11.5 % glutine ~ 1.0 % Acqua disponibile 13.5 % Acqua 0.5 % minerali 1.0 % grassi Amido CO2 gas zuccheri Lievito Etanolo Lievito madre o Madre acida 9 di 34  Maria Luisa Savo Sardaro è Proteine della farina + Acqua èMaglia del Glutine nell’impasto Il Glutine rappresenta la colonna portante dell’impasto Lievito madre o Madre acida 10 di 34  Maria Luisa Savo Sardaro Il Saccaromyces cerevisiae del lievito di birra agisce attraverso la fermentazione alcolica, con produzione di alcool e anidride carbonica (CO2) Lievito madre o Madre acida 11 di 34  Maria Luisa Savo Sardaro Batteri lattici Lieviti selvaggi + IL LIEVITO MADRE Complesso ecosistema biologico - Più di 50 specie di batteri lattici (prevalentemente appartenenti al genere Lactobacillus) - Più di 20 specie di lieviti selvaggi (prevalentemente appartenenti ai generi Saccharomyces, Candida) Lievito madre o Madre acida 12 di 34  Maria Luisa Savo Sardaro Batteri Lattici Lactobacillus, Weissella, Leuconostoc e Pediococcus Le specie del genere Lactobacillus sia naturalmente presenti sulle materie prime, sia aggiunti agli alimenti, trovano largo impiego nella produzione di una grande varietà di alimenti fermentati, contribuendo in vari modi nel determinare le loro caratteristiche e la loro stabilità. Le specie dei generi Weissella, Leuconostoc e Pediococcus trovano impiego in particolari preparazioni alimentari. Lievito madre o Madre acida 13 di 34  Maria Luisa Savo Sardaro IL genere Lactobacillus ü Bastoncini ü Anaerobi o microaerofili ü Acido tolleranti ü Attività metaboliche: - Fermentano il glucosio: acido lattico e acetico - Proteolisi delle proteine - Produzione di sostanze aromatiche Lactobacillus brevis e antimicrobiche Lactobacillus casei shirota Lactobacillus plantarum Lactobacillus paracasei Lievito madre o Madre acida 14 di 34  Maria Luisa Savo Sardaro FERMENTAZIONE DEL GLUCOSIO Gruppo I: lattobacilli omofermentanti. Specie che fermentano glucosio presente nell’impasto quasi esclusivamente ad acido lattico. Gruppo II: lattobacilli eterofermentanti facoltativi. Le specie fermentano il glucosio e producono quasi esclusivamente acido lattico ma che in presenza limitata di glucosio, producono anche acido acetico, etanolo. Gruppo III: lattobacilli eterofermentanti obbligati. Fermentano il glucosio ad acido lattico, acido acetico (o etanolo) e CO2. Lievito madre o Madre acida 15 di 34  Maria Luisa Savo Sardaro Gruppo I: lattobacilli omofermentanti. Lb. delbrueckii subsp. delbrueckii; Lb. delbrueckii subsp. lactis; Lb. delbrueckii subsp. bulgaricus; Lb. acidophilus; Lb. crispatus; Lb. Jensenii; Lb. helveticus; Lb. salivarius. Gruppo II: lattobacilli eterofermentanti facoltativi. Lb. casei; Lb. paracasei; Lb. curvatus; Lb. pentosus; Lb. plantarum; Lb. sakei; Lb. rhamnosus; Lb. bavaricus. Gruppo III: lattobacilli eterofermentanti obbligati. Lb. brevis; Lb. fermentum; Lb. kefir; Lb. sanfranciscencis; Lb. fructivorans; Lb. hilgardii; Lb. reuteri. Lievito madre o Madre acida 16 di 34  Maria Luisa Savo Sardaro Biodiversità dei lieviti naturali italiani L. plantarum, L. paralimentarius, Leuc.mesenteroides L. sanfranciscensis, Lactobacillus paralimentarius L. plantarum, L. paralimentarius, L. plantarum, L.casei, L. sanfranciscensis, L. sanfranciscensis, L. gallinarum P. inopinatus L. sanfranciscensis, L. plantarum, Lactococcus Lactis, Lactobacillus plantarum,Pediococcus Lactobacillus brevis, Candidahumilis pentosaceus L. sanfranciscensis, L. plantarum,C. humilis P. pentosaceus L. sanfranciscensis Weissella cibaria, L. plantarum, Weissella confusa, L. brevis, Lc.lactis, Lactobacillus Carasau sanfranciscensis W. paramesenteroides, Leuconostoccitreum Lactobacillussanfranciscensis Leuc.mesenteroides L. sanfranciscensis, E. durans, C. humilis Lactobacillus plantarum,Leuconostoc citreum, L. sanfranciscensis, L. plantarum, L. brevis, L. rossiae, P. argentinicus L. spicheri, Lactobacillus paralimentarius, Kazachstaniaexigua, Kazachstaniabarnetti L. sanfranciscensis, L. paralimentarius, L.namurensis L. sanfranciscensis, Lactobacillussakei, Leuconostoc mesenteroides, Lievito madre o Madre acida 17 di 34  Maria Luisa Savo Sardaro Lattanzi et al., 2013. Int J Food Microb, 163:71-79 L. sanfranciscensis, C. humilis, S. cerevisiae L. sanfranciscensis, S.cerevisiae L. sanfranciscensis, S. cerevisiae L. sanfranciscensis, L. plantarum, S. cerevisiae L. sanfranciscensis, L. plantarum, S. cerevisiae L. sanfranciscensis, S. cerevisiae L. sanfranciscensis, C. humilis, S. cerevisiae Pandolce Genovese L. sanfranciscensis, C. humilis L. sanfranciscensis, C. humilis L. sanfranciscensis, S. cerevisiae L. sanfranciscensis, W. cibaria, L. sanfranciscensis, C. humilis, S. cerevisiae, C. humilis S. cerevisiae L. sanfranciscensis, S. cerevisiae L. plantarum, L. brevis, L. casei, P. acidilactici, S. cerevisiae Leuco. citreum, L. sanfranciscensis Panaredda L. curvatus, C. humilis, L. plantarum, S. cerevisiae L. curvatus, L. fermentum, Leuco. mesenteroides, Lc. lactis, S. cerevisiae Biodiversità dei lieviti naturali italiani II L. sanfranciscensis, Lc. lactis, L. plantarum, C. humilis Lievito madre o Madre acida 18 di 34  Maria Luisa Savo Sardaro A differenza del lievito di birra, la lievitazione con Lievito madre è effettuata sia dai lieviti che dai batteri lattici, avendo nell’impasto oltre ad una fermentazione alcolica anche una fermentazione lattica con conseguente produzione di acido lattico e/o di acido acetico. LA PROTEOLISI DELLE PROTEINE effettuata dai batteri lattici comporta una maggiore digeribilità delle proteine del glutine e una quantità superiore di aminoacidi Lievito madre o Madre acida 19 di 34  Maria Luisa Savo Sardaro Classificazione delle proteine del frumento a) Proteine metaboliche e strutturali (ca. 20 %) ALBUMINE GLOBULINE b) Proteine di riserva (ca. 75 %) gliadine (monomeriche) glutenine (polimeriche) GLIADINE GLUTENINE c) Proteine residue (ca. 5 %) LIPOPROTEINE GLUTINE Lievito madre o Madre acida 20 di 34  Maria Luisa Savo Sardaro Proteolisi del glutine durante la fermentazione del lievito madre gliadine Enzimi esogeni LMW glutenine y-HMW glutenine x-HMW glutenine prodotti della degradazione Ψredox - pH Proteolisi primaria peptidi + - PepQ acid0 alcalino PepX PepO Enzimi endogeni DtpT PepN Aminoacidi Opp PepP H+ Proteolisi secondaria Lievito madre o Madre acida 21 di 34  Maria Luisa Savo Sardaro Attività proteolitica di differenti batterici lattici sulle gliadine Lievito madre o Madre acida 22 di 34  Maria Luisa Savo Sardaro Spettri di massa MALDI-ToF St, Standard europeo della gliadina ; Tipico profilo della gliadina 100 1,Lievito acidificato chimicamente (CAD); 31770 35204 (St) 2,Lievito fermentato (20% di farina di 38635 frumento) con batteri lattici selezionati e 19307 protoneasi. (SLP) 41796 48858 54807 Lb. brevis 14G 2 proteasi 18000 60000 Lb. alimentarius 15M fungine 100 19741 31454 Lb. hilgardii 51B + commerciali (1) Intensità Lb. sanfranciscensis 7A E1 e E2 (200 ppm) 33267 35174 % 38979 100 6098 18000 60000 6994 7288 Dipartimento di Scienze 7718 (2) (2) del Suolo, della Pianta e degli Alimenti – 5000 18000 60000 Università di Bari Massa (m/z) Lievito madre o Madre acida 23 di 34  Maria Luisa Savo Sardaro Oligopeptidi del glutine responsabili della risposta immunitaria nei soggetti celiaci Peptide Sequenza Referenza Glia- (31-43) LGQQQPFPPQQPY Silano e De Vincenzi, 1999 Glia- 2 (62-75) PQPQLPYPQPQSFR Auricchio et al., 1996 Shan et Glia - 2 (57-89)33mer LQLQPFPQPQLPYPQPQLPYPQPQLPYPQPQPF al., 2002 Glia- (206-217) SGQGSFQPSQQN Glia- 9 (57-68) QLQPFPQPQLPY Arentz-Hansen et al., 2000 Glia- 20 (93-106) PFRPQQPYPQPQPQ Glia- 1 (138-153) QPQQPQQSFPQQQRPF Aleanzi et al., 2001 Glia- 30 (222-236) VQGQGIIQPQQPAQL Haush et al., 2002 LMW-Glt-156 (40-59) QPPFSQQQQSPFSQ Haush et al., 2002 LMW-Glt-17 (46-60) QQPPFSQQQQQPLPQ Haush et al., 2002 HMW-Glt (723-735) QQGYYPTSPQQSG Haush et al., 2002 Glu-5 QQQXPQQPQQF Haush et al., 2002 Glu-21 PQQSEQSQQPFQPQ Haush et al., 2002 Lievito madre o Madre acida 24 di 34  Maria Luisa Savo Sardaro Lievito madre o Madre acida 25 di 34  Maria Luisa Savo Sardaro ALTRE CARATTERISTICHE POSITIVE DEL LIEVITO NATURALE v Aroma più intenso, sapore e fragranza particolari, che dipendono soprattutto dal tipo di fermentazione, dalla presenza di acido lattico/acetico e quindi dai ceppi di microorganismi presenti che caratterizzano il complesso di acidi organici aromatici prodotti; v Gli aminoacidi liberi reagiscono con gli zuccheri, durante la cottura, producendo i composti responsabili della colorazione e del sapore della crosta; v Biodisponibilità maggiore dei minerali (le fitasi, enzimi batterici che liberano i sali chelati all’acido fitico). Lievito madre o Madre acida 26 di 34  Maria Luisa Savo Sardaro IL PANE PRODOTTO CON IL LIEVITO MADRE SI CONSERVA PIÙ A LUNGO Microbiologico Freschezza (Shelf life) pH Antimicrobici Esopolisaccardi (batteriocine) Lievito madre o Madre acida 27 di 34  Maria Luisa Savo Sardaro Evoluzione del pH in impasti fermentati con Lactobacilli e lievito di birra commerciale Lievito madre o Madre acida 28 di 34  Maria Luisa Savo Sardaro Esopolisaccaridi (EPS) I batteri sono in grado di produrre esopolisaccaridi a lunga catena costituiti da unità ripetute di zuccheri, secreti al di fuori della parete cellulare. Hanno la funzione di migliorare la texture, la reologia, trattenere acqua e ridurre indice glicemico dei prodotti. Si ipotizzata anche un attività probiotica degli EPS. Bancalari E. 2017 Lievito madre o Madre acida 29 di 34  Maria Luisa Savo Sardaro Processo di preparazione del lievito madre INGREDIENTI e PREPARAZIONE: 1) Prima fase: mescolare 100 gr di farina con 100 ml di acqua. Lasciare riposare per 24 ore. 2) Seconda fase: Aggiungere 50 gr di farina e 1 cucchiaino di zucchero. Lasciare riposare per 24 ore. 3) Terza fase: All'impasto precedente aggiungere 100 gr di farina e 25-30 ml di acqua. Impastare e lasciare riposare per 48 ore La temperatura indicata per il lievito madre è di 26°C Lievito madre o Madre acida 30 di 34  Maria Luisa Savo Sardaro Rifare questa operazione per altre 5 volte nell'arco di 10 giorni, fino a quando il lievito madre impiegherà solo 4 ore a triplicare di volume. Lievito madre o Madre acida 31 di 34  Maria Luisa Savo Sardaro Conservazione Se la si utilizza ogni 1-2 giorni lasciarla in un barattolo a temperatura ambiente. Se la si utilizza meno spesso, conservarla in un barattolo chiuso ermeticamente in frigorifero. Per mantenere invece una più alta carica batterica si effettua la Legatura del lievito. Lievito madre o Madre acida 32 di 34  Maria Luisa Savo Sardaro RINFRESCO Ogni giorno e/o una volta a settimana si nutre il lievito madre con una porzione pari di farina e metà quantità di acqua. Ogni volta che si prepara un impasto si utilizza una porzione del lievito madre rinfrescato. Le dosi indicative sono di circa 200 gr di lievito madre/1 kg di farina. Lievito madre o Madre acida 33 di 34  Maria Luisa Savo Sardaro Lievito madre o Madre acida 34 di 34 Professore Maria Luisa Savo Sardaro Argomento Le carni fermentate 1  Maria Luisa Savo Sardaro Le carni fermentate 1 2 di 30  Maria Luisa Savo Sardaro Composizione chimica Le carni fermentate 1 3 di 30  Maria Luisa Savo Sardaro Le proprietà chimiche e fisiche della carne possono influenzare la colonizzazione e lo sviluppo di un gran numero e varietà di microrganismi: Acinetobacter, Aeromonas, Alcaligenes, Alteromonas, Arthrobacter, Bacillus, Bacteroides, Brochothrix thermosphacta, Carnobacterium, Chromobacterium, Citrobacter, Clostridium, Corynebacterium, Enterobacter, Enterococcus, Escherichia, Flavobacterium, Hafnia, Kurthia, Lactobacillus, Leuconostoc, Listeria, Micrococcus, Moraxella, Pediococcus, Proteus, Pseudomonas, Psychrobacter, Serratia, Shewanella, Streptococcus, Streptomyces, Staphylococcus, Candida, Debaryomyces, Rhodotorula Æ allevamento Alcuni fattori possono influenzare la loro Æ macellazione presenza: Æ conservazione delle carcasse Le carni fermentate 1 4 di 30  Maria Luisa Savo Sardaro Animali malati superficiedella carne tratto GI epelle ambiente Le carni fermentate 1 5 di 30  Maria Luisa Savo Sardaro Contaminazione delle carcasse… La contaminazione batterica delle carcasse può essere causata da: ü Pelle ü Feci Livelli 102 - 104 CFU/cm2 ü Intestini animali ü Aria ü Acqua ü Suolo ü Personale ü Attrezzature Le carni fermentate 1 6 di 30  Maria Luisa Savo Sardaro I Microrganismi della carne Gram- Gram+ Lieviti Muffe - Pseudomonas - batteri lattici Candida - - Penicillium - Enterobacteriaceae - Micrococcus Debaryomyce - - Aspergillus - Kocuria s- Cryptococcus - Staphylococcus Pichia - Rhodotorul - sporigeni - a - Brochotrix thermosphacta Le carni fermentate 1 7 di 30  Maria Luisa Savo Sardaro GRAM - 103 - 104UFC/g Batteri lattici 103 - 104 UFC/g Microstafilococchi 103 - 105UFC/g Lieviti 102 - 103UFC/g Le carni fermentate 1 8 di 30  Maria Luisa Savo Sardaro ALTERAZIONI Fisiche Chimiche Biologiche Principali microrganismi responsabili di alterazione della carne: Ø Pseudomonas spp Ø Enterobacteriaceae Ø Batteri lattici Ø Brochotrix thermosphacta Le carni fermentate 1 9 di 30  Maria Luisa Savo Sardaro Le carni fermentate 1 10 di 30  Maria Luisa Savo Sardaro GLI INSACCATI Indipendentemente dalla classificazione dei salumi natura delle carni impiegate, i salumi vengono classificati prosciutto cotto in base alla pezzatura ed alla pezzi interi cottura spalla cotti salumi non mortadella sottoposti a carne trita wurstel processo fermentativo carne trita cotechini non ferm. salsicce fresche salami fermentati salsicce stagionate crudi prosciutti crudi pezzi interi fermentati speck, bresaola Le carni fermentate 1 11 di 30  Maria Luisa Savo Sardaro Salame: definizione secondo il DM 21/09/2005 (MIPAF) il salame è: prodotto di salumeria costituito da carni ottenute da muscolatura striata appartenente alla carcassa del suino con aggiunta di sale ed eventualmente di carni di altre specie animali, macinate e miscelate con grasso suino in proporzioni variabili, ed insaccato in budello naturale o artificiale. Non possono essere chiamati “salami” gli insaccati fabbricati senza carni suine, prodotti di natura diversa, né quelli contenenti carni separate meccanicamente (cioè sfibrate). Le carni fermentate 1 12 di 30  Maria Luisa Savo Sardaro COMPOSIZIONE DI ALCUNI SALUMI A CARNE TRITA ricette di salami italiani tipici MILANO FELINO NAPOLI suino % 33 75 33 bovino % 33 33 triturazione (mm) 3 7-8 5-6 grasso % 33 25 33 triturazione (mm) 3 7-8 16 sale % 3,5 2,4 4,0 pepe: g/100 kg 100 50 300 vino: ml/100 kg 250 250 250 Le carni fermentate 1 13 di 30  Maria Luisa Savo Sardaro I salami 14 Le carni fermentate 1 14 di 30  Maria Luisa Savo Sardaro Ÿ L’effetto delle fermentazioni e della stagionatura porta a: – Abbassamento dell’umidità, – Abbassamento dell’attività dell’acqua, – Abbassamento del pH 1 Le carni5fermentate 1 15 di 30  Maria Luisa Savo Sardaro Ÿ I microrganismi in grado di svilupparsi in condizioni di anaerobiosi, di tollerare bassi pH e di dare origine a fermentazioni gradevoli non sono molti e sono: – i lieviti (fermentazione alcolica) – i batteri Ÿ Nel caso dei salumi, i microbi che intervengono sono quelli lattici, mentre i lieviti hanno un ruolo secondario. Ÿ Alcuni batteri svolgono un’azione utile per la maturazione Ÿ Altri hanno effetti negativi: – Batteri alteranti – 1Batteri patogeni Le carni6fermentate 1 16 di 30  Maria Luisa Savo Sardaro Le fermentazioni spontanee e quelle con colture microbiche selezionate Ÿ Quando la materia prima viene messa in condizioni adeguate, i processi fermentativi partono spontaneamente ad opera di microrganismi che naturalmente la contaminano. Ÿ Oggi si conoscono bene i microrganismi che danno luogo alle fermentazioni utili e le condizioni che permettono il loro sviluppo. – In certi casi, affidare i processi fermentativi ai batteri che naturalmente contaminano le carni può essere pericoloso, perché non tutti sono in grado di dare risultati ottimali. – Per questo si può intervenire con l’aggiunta di colture microbiche selezionate di ceppi idonei 9 Le carni fermentate 1 17 di 30  Maria Luisa Savo Sardaro IGIENE DEGLI INSACCATI batteri alotolleranti che interessano le carni i germi alotolleranti che possono crescere nelle carni appartengono a molte specie, alcune delle quali sono note per la loro patogenicità (in rosso) Micrococcus varians MICROCOCCHI: Staphylococcus carnosus Staphylococcus aureus BATTERI LATTICI: Pediococcus Lactobacillus Streptococcus BATTERI SPORIGENI: Chlostridium botulinum Chlostridium perfrigens MICETI: Aspergillus candidus (az. cellulosolitica sui budelli in fibra) Pencillium chrysogenum Pencillium camemberti ALTRI: Listeria monocytogenes Serratia marcescens Le carni fermentate 1 18 di 30  Maria Luisa Savo Sardaro ISOLATI DA INSACCATI CARNEI FERMENTATI Staphylococcus xylosus Staphylococcus carnosus Lactobacillus sakei, L. curvatus e L. plantarum: Staphylococcus simulans Staphylococcus equorum Pediococcus acidilactici e P. pentosaceus: Staphylococcus saprophyticus Kocuria varians Kocuria rosea Kocuria kristinae Le carni fermentate 1 19 di 30  Maria Luisa Savo Sardaro la stagionatura: evoluzione dei parametri microbiologici Il processo di maturazione di un salume consiste in una fermentazione lattica ad opera di diverse specie di lattobacilli con produzione di ac. lattico ed alcuni antibiotici (ad es. nisina), cosa che comporta durante la maturazione: diminuzione dei germi saprofiti entrambe dovute all’ scomparsa degli eventuali patogeni aumento degli acido-produttori liberazione di enzimi proteolitici e lipolitici sia dalla carne che e dai germi implicati, con produzione dell’ aroma tipico a maturazione conclusa: scomparsa pressoché totale dei germi saprofiti sviluppo di lieviti sulla superficie del budello; questi utilizzano come fonte di C l’ac. lattico prodotto dai lattobacilli (con innalzamento del pH) e come fonte di N gli aminoacidi e le proteine liberate dalla lisi dei corpi batterici Le carni fermentate 1 20 di 30  Maria Luisa Savo Sardaro PRATICHE TECNOLOGICHE CHE INFLUENZANO L’EVOLUZIONE DELLA MICROFLORA Salatura Aggiunta di nitrati/nitriti Aggiunta di zuccheri Insacco Condizioni termo-igrometriche Le carni fermentate 1 21 di 30  Maria Luisa Savo Sardaro QUALITA’ DEGLI INSACCATI La stagionatura: evoluzione dei parametri chimico-fisici pH da un valore lievemente acido del prodotto fresco il pH scende a 5,3 – 5,5 in seguito alla produzione di ac. lattico; successivamente sale a ca 6,0 in seguito al suo utilizzo da parte dei lieviti superficiali umidità perdita di acqua per migrazione verso l’esterno e successiva evaporazione facilitata anche dallo sviluppo di lieviti sulla superficie sale aumento della concentrazione relativa, rispetto all’ iniziale, sino a ca. il 6 % Le carni fermentate 1 22 di 30  Maria Luisa Savo Sardaro Condizioni per una corretta stagionatura starters L’ inoculo con starters da un lato assicura la corretta fermentazione e dall’ altra la costanza dei parametri organolettici dopo tempi definiti. I germi comunemente utilizzati (ca 106 cellule/g) sono i seguenti: Lactobacillus plantarum, Pediococus acidilactici, Pediococcus pentosaceus ventilazione La ventilazione naturale viene preferita per i prodotti di qualità; di norma si ricorre alla stagionatura con ventilazione controllata in celle climatiche allo scopo di evitare una disidratazione troppo rapida del budello umidità Vanno mantenute condizioni di umidità relativa pressochè costanti e tali da evitare che il budello si essicchi e si fessuri temperatura La temperatura non deve scendere (nelle fermentazioni non in ambiente controllato) al di sotto dei 12 °C per evitare il blocco dell’attività dei lattobacilli, ne superare i 20-25°C per prevenire fermentazioni anomale zuccheri Gli zuccheri vengono addizionati dallo 0,2 all’ 1% di zuccheri semplici o lattosio (come siero di latte) o latte in polvere (0,5 – 2%) o anche polisaccaridi a lento utilizzo (destrine) per favorire la produzione di ac. lattico essendo le fonti di C naturali (glicogeno, glucosio ed ac. lattico) complessivamente intorno all’ 1,2 % Le carni fermentate 1 23 di 30  Maria Luisa Savo Sardaro Condizioni per la corretta stagionatura sale effetti tecnologici : favorisce la precipitazione delle proteine; contribuisce a mantenere la struttura e la consistenza del prodotto effetti microbiologici: ha un’azione selettiva contro i germi putrefattivi a favore dei lattici (un eccesso può selezionare St. aureus tossinogeno) effetti conservanti: effetto disidratante; azione battericida degli ioni Cl-; riduzione della presenza di O2; inibizione delle attività enzimatiche nitrati - in quantità di 80 – 160 mg/kg, tali sostanze, convertite in nitriti soprattutto ad opera degli anaerobi, esibiscono diversi effetti: - inibiscono lo sviluppo dei germi in generale - prevengono il proliferare di germi putrefattivi - mostrano scarsa efficacia contro i batteri lattici - stabilizzano il colore - migliorano, assieme al sale, il gusto del prodotto finito - si comportano da antiossidanti spezie - contribuiscono alla formazione dell’ aroma caratteristico del prodotto - alcune, come il pepe nero, forniscono microelementi essenziali per lo sviluppo dei lattobacilli tempo - una stagionatura eccessivamente prolungata disidrata il prodotto rendendolo non facilmente affettabile, eccessivamente duro e scarsamente aromatico Le carni fermentate 1 24 di 30  Maria Luisa Savo Sardaro FASI DELLA STAGIONATURA E CONDIZIONI TERMO-IGROMETRICHE FASI CONDIZIONI STUFATURA 1-4 gg, 18-26°C, 84-90% UR ASCIUGATURA 5-10 gg, 16-22°C, 80-90% UR STAGIONATURA 25-50 gg, 10-15°C, 65-75% UR Le carni fermentate 1 25 di 30  Maria Luisa Savo Sardaro PRINCIPALI EVENTI DELLA MATURAZIONE CONSISTENTE RIDUZIONEDELL’UMIDITA’ CONCENTRAZIONE DELNaCl DIMINUZIONE DELL’aw ABBASSAMENTO DELpH DENATURAZIONE DELLEPROTEINE IDROLISI DELLE PROTEINE IDROLISI DEI LIPIDI Le carni fermentate 1 26 di 30  Maria Luisa Savo Sardaro pH = acidità Le carni fermentate 1 27 di 30  Maria Luisa Savo Sardaro Umidità = contenuto di acqua Le carni fermentate 1 28 di 30  Maria Luisa Savo Sardaro Attività dell’acqua = acqua libera Le carni fermentate 1 29 di 30  Maria Luisa Savo Sardaro Le carni fermentate 1 30 di 30 Professore Maria Luisa Savo Sardaro Argomento Le Carni Fermentate 2  Maria Luisa Savo Sardaro CH2 CH3 CH3 CH3 CH2 fermentazione alcoolica COH CO COH + H2O CH2-OH CO - P + ADP COOH COOH COOH CO2 + ATP FERMENTAZIONE LATTICA ac. fosfoenolpiruvico ac. enolpiruvico ac. piruvico acetaldeide etanolo + NAD.2H La fermentazione lattica porta sempre alla produzione di una miscela racemica (ossia otticamente inattiva) dei due acidi lattici noti, ossia l’ac. D-lattico e l’ac. L-lattico CH3 CH3 CH3 HC - OH CH - OH HO - CH Inizialmente la via fermentativa è uguale a quella che porta alla produzione di COOH COOH COOH etanolo ac. D-lattico ac. ac. L- lattico lattico + NAD Benché i lattobacilli teoricamente non producano gas, di fatto vi è una certa produzione di CO2 che porta alla produzione di schiuma durante le prime fasi di fermentazione. Le carni fermentate 2 2 di 31  Maria Luisa Savo Sardaro PRICIPALI TRASFORMAZIONI DEI GLICIDI vie dell’ ac. piruvico L’ac. piruvico è una sorta di snodo da cui prendono origine diverse sostanze in funzione degli enzimi specifici CH3 CH3 decarbossilazione riduzione (NAD.2H) etanolo COH CH2-OH acetaldeide CH3 CH3 CO riduzione (NAD.2H) CH - OH ac. lattico COOH COOH ac. piruvico CH3 CH3 CH3 CO CO CH OH condensazione decarbossilazione riduzione (NAD.2H) decarbossilazione HOOC C OH CH OH CH OH glicole 2,3 butilenico (2 molecole) CH3 CH3 CH3 ac. a-acetolattico acetoina Le carni fermentate 2 3 di 31  Maria Luisa Savo Sardaro Salami a lenta acidificazione o a lunga stagionatura Ÿ La definizione non si riferisce solo al tempo di stagionatura, ma anche al tempo durante il quale si sviluppano e arrivano a termine le fermentazioni. Ÿ La variazione di pH è limitata e dopo aver raggiunto il minimo a 5,0-5,3 attorno alla 2°-3°settimana, risale durante la stagionatura. Ÿ Micrococchi e lattobacilli sono i generi microbici principali. I micrococchi divengono la popolazione dominante già dai primi giorni. I lattobacilli si moltiplicano più lentamente e il loro numero resta più o meno costante fino a fine stagionatura. Ÿ L’inattivazione dei patogeni e degli alteranti è legata all’abbassamento dell’aw (stagionatura e sale). Le carni fermentate 2 4 di 31  Maria Luisa Savo Sardaro Salami a rapida acidificazione Ÿ In questi salami si ha una prima fase di fermentazione, nella quale i lattobacilli divengono rapidamente la flora dominante e acidificano l’impasto, inibendo i patogeni e gli alteranti. Ÿ La velocità di diminuzione del pH e il valore a fine stagionatura sono le caratteristiche principali di questi prodotti. Le carni fermentate 2 5 di 31  Maria Luisa Savo Sardaro L’impasto come terreno nutritivo Ÿ Per vivere, i batteri hanno bisogno di sostanze nutritive Ÿ La carne tritata rappresenta un mezzo nutritivo per molti microrganismi, grazie al contenuto in elementi nutritivi (azoto, carbonio, vitamine, acidi organici, acqua, ecc.). Ÿ Le carni, però, sono ricche di composti azotati (proteine) e carenti in carboidrati (o zuccheri). I microrganismi dell’impasto Ÿ Dopo triturazione la carne contiene molte cellule microbiche di gruppi differenti Ÿ La loro presenza è dovuta a contaminazione ambientale durante le fasi di lavorazione. Le carni fermentate 2 6 di 31  Maria Luisa Savo Sardaro Tali microrganismi appartengono alle seguenti famiglie Ÿ Micrococcacee: micrococchi e stafilococchi – (Staphylococcus e Kocuria) Ÿ Batteri lattici – a cellule sferiche (Streptococcus, Pediococcus, Enterococcus), – a con cellule bastoncellari (Lactobacillus) Ÿ Enterobatteriacee (coliformi, E. coli, Salmonella e altri). Ÿ Batteri anaerobi quali Clostridium botulinum Ÿ Altri batteri Gram + quali Listeria monocytogenes Ÿ Lieviti Ÿ Muffe (Penicillium e Aspergillus) 19 Le carni fermentate 2 7 di 31  Maria Luisa Savo Sardaro Sviluppo microbico ŸLe condizioni che si vengono a creare nell’impasto dopo l’insacco, dovute alla presenza di sale, nitrati, nitriti, zuccheri, alla temperatura di esposizione e allo stato di anaerobiosi, sono tali da inibire lo sviluppo della maggior parte dei microrganismi prima elencati. – In particolare il sale inibisce le Enterobatteriacee. – I nitriti agiscono sui clostridi (es. C. botulinum). ŸIndefinitiva i batteri che riescono a moltiplicarsi nell’impasto sono i micrococchi (aerobi), gli stafilococchi, i lattobacilli e i pediococchi, gli enterococchi 21 Le carni fermentate 2 8 di 31  Maria Luisa Savo Sardaro Micrococcacee Lactobacillus Lattici Staphylococcus Pediococcus 20 Le carni fermentate 2 9 di 31  Maria Luisa Savo Sardaro I micrococchi e gli stafilococchi Ÿ Ai rappresentanti della fam. Micrococcacee viene attribuita una partecipazione importante alle fermentazioni. Ÿ Sono aerobi obbligati e quindi hanno scarsa possibilità di sviluppo prolungato. Ÿ All’inizio, dopo l’insacco, nell’impasto rimane una certa quantità di aria che ne consente uno sviluppo immediato. – Si tratta infatti, di batteri vigorosi, presenti in buon numero nelle carni e favoriti dalle condizioni ambientali. 22 Le carni fermentate 2 10 di 31  Maria Luisa Savo Sardaro Funzioni 1 Ÿ consumano l’ossigeno presente nell’impasto, e creano le condizioni di anaerobiosi; Ÿ riducono i nitrati a nitriti e quindi rendono attivi questi composti nei confronti dei batteri nocivi (clostridi); Ÿ eliminano l’acqua ossigenata eventualmente prodotta dai lattobacilli; Funzioni 2 Ÿ posseggono attività proteolitica, anche se non molto elevata. Ÿ sono coinvolti nell’attività lipolitica, cioè nella liberazione degli acidi grassi; Ÿ gli aa. grassi liberi possono essere ossidati per formare composti che impartiscono gusti gradevoli (importante controllo dei processi di ossidazione) Le carni fermentate 2 11 di 31  Maria Luisa Savo Sardaro I batteri lattici Ÿ I batteri lattici, e in particolare i lattobacilli, costituiscono la flora microbica principale. Ÿ Le loro caratteristiche di tolleranza al sale, ai nitriti, il comportamento verso l’O2, la capacità di svilupparsi a bassi valori di pH, la presenza iniziale in buon numero nelle carni, consentono rapidi sviluppi negli impasti. Ÿ Si moltiplicano dopo i micrococchi e si moltiplicano più intensamente. Ÿ Sono più esigenti in fatto nutrizionale, ma nell’impasto trovano tutto ciò di cui necessitano. Le carni fermentate 2 12 di 31  Maria Luisa Savo Sardaro Specie Ÿ Tutti i batteri lattici possono svilupparsi nei salami: – i lattobacilli omo ed eterofermentanti, – gli streptococchi e i pediococchi Ÿ Predominano i lattobacilli mesofili omofermentanti, (Lactobacillus plantarum, L. casei subsp. pseudoplantarum, L. curvatus, L. sake). Ÿ Buone possibilità di moltiplicarsi hanno anche gli eterofermentanti, quali L. brevis e L. fermentum. Ÿ Occasionali sono i pediococchi Pediococcus acidilactici e P. pentosaceus. Le carni fermentate 2 13 di 31  Maria Luisa Savo Sardaro Funzioni Ÿ Svolgono le funzioni più importanti. Ÿ Riducono il nitrito a ossido d’azoto (colore). Ÿ Sono gli agenti delle fermentazioni lattiche degli zuccheri e sono fortemente acidogeni a causa della formazione di ac. lattico (omof.) o di ac. lattico e ac. acetico (eterof.). Ÿ Il loro sviluppo è molto rapido: già dopo 3-4 gg dall’insacco sono presenti in numero elevato e tutti gli altri gruppi risultano sopraffatti. Ÿ La conseguenza di questo sviluppo è l’esaurimento degli zuccheri e l’abbassamento del pH. – L’abbassamento del pH determina la coagulazione proteica, il contributo positivo alla formazione del colore e la stabilità microbiologica del prodotto. Le carni fermentate 2 14 di 31  Maria Luisa Savo Sardaro L’azione acidificante Ÿ Il pH dei salami a fine fermentazione, dovrebbe essere pari o inferiore a 5,3. Ÿ Questi valori di pH permettono alla carne di rilasciare rapidamente l’umidità. Ÿ Una fermentazione inadeguata porta a un’insufficiente asciugamento, a prodotti molli, a collasso del prodotto e ad altri inconvenienti e rende possibile lo sviluppo di batteri alteranti o tossigeni. Le carni fermentate 2 15 di 31  Maria Luisa Savo Sardaro L’inibizione di altri batteri Ÿ L’azione dei nitriti è più intensa quanto più è basso il pH. Ÿ L’ac. lattico inibisce la crescita di microbi sensibili ai nitriti o al pH basso anche per azione diretta sulle cellule. Ÿ I lattici e i pediococchi producono batteriocine – attive soprattutto verso S. aureus. Le carni fermentate 2 16 di 31  Maria Luisa Savo Sardaro Formazione di amine tossiche Ÿ Gli alimenti fermentati contengono una certa quantità di amine tossiche, soprattutto istamina e tiramina. Ÿ La quantità dipende dalla durata della stagionatura. Ÿ Sono prodotte da batteri che degradano gli aminoacidi. Le carni fermentate 2 17 di 31  Maria Luisa Savo Sardaro Riepilogo delle fermentazioni Le carni fermentate 2 18 di 31  Maria Luisa Savo Sardaro Le fermentazioni naturali Ÿ Il primo fatto che si verifica è l’inibizione della maggior parte dei batteri per effetto della salagione, a vantaggio di micrococcacee e lattici. Ÿ I primi batteri che si moltiplicano sono i micrococchi, il cui sviluppo si ferma quando termina l’ossigeno. Ÿ Seguono poi gli stafilococchi, i lattici e i pediococchi Ÿ Per effetto di questi sviluppi si verifica: – esaurimento dell’ossigeno, – riduzione dei nitrati a nitriti, – esaurimento degli zuccheri fermentescibili, – abbassamento del pH, – idrolisi delle proteine e dei grassi. Le carni fermentate 2 19 di 31  Maria Luisa Savo Sardaro Le fermentazioni naturali Ÿ Se i batteri lattici sono scarsi – si può sviluppare S. aureus, – possono prendere il sopravvento i lattici eterofermentanti che producono anidride carbonica (gonfiore, presenza di piccole cavità) e acido acetico (gusto non gradevole). Ÿ La mancanza del rispetto delle norme igieniche porta a sviluppo eccessivo di coliformi o di streptococchi fecali (alterazioni del gusto e del profumo). Le carni fermentate 2 20 di 31  Maria Luisa Savo Sardaro Le fermentazioni guidate Ÿ Prevengono alcuni inconvenienti che si possono verificare con le fermentazioni naturali. Ÿ Le colture più usate comprendono i batteri lattici che devono avere alcune caratteristiche: – Tolleranza verso il sale, – Resistenza ai nitriti, – Temperatura di sviluppo intorno a 15-18°C, – Produzione di solo ac. lattico, – Azione proteolitica e lipolitica, – Inibizione dei batteri nocivi. Le carni fermentate 2 21 di 31  Maria Luisa Savo Sardaro LE COLTURE STARTER NEGLI INSACCATI CARNEI FERMENTATI Decreto Ministeriale 28 dicembre 1994 Art.1 Nella preparazione degli insaccati carnei, la cui tecnologia produttiva non comporti trattamenti con il calore, è consentito l’impiego, alle condizioni e secondo le modalità prescritte all’art. 2, di colture di avviamento – cosiddetti "starter microbici" appartenenti al genere Lactobacillus; Pediococcus; Micrococcus; Debaryomyces; Staphylococcus, specie S. xylosus, S. simulans e S. carnosus. Nella produzione degli insaccati carnei è consentito il trattamento di superficie con colture di ifomiceti della specie Penicillum chrysogenum e Penicillum nalgiovense. Le carni fermentate 2 22 di 31  Maria Luisa Savo Sardaro Le fermentazioni guidate Ÿ Il più idoneo è Lactobacillus plantarum (altri: L. sake, L. alimentarius): – Alotollerante, resiste ai nitriti, sviluppa anche a meno di 20°, è omofermentante, inibisce S. aureus. – Presente nelle fermentazioni naturali. Ÿ All’inizio si sono affermati i pediococchi (P. acidilactici e P. pentosaceus) facilmente liofilizzabili. Ÿ Spesso associate le tre specie Le carni fermentate 2 23 di 31  Maria Luisa Savo Sardaro Preparazione e uso degli starter Ÿ Gli starter devono essere aggiunti all’impasto in modo da partire da 106 (1.000.000) batteri/g di impasto. Ÿ Le colture possono essere liofilizzate o congelate Le carni fermentate 2 24 di 31  Maria Luisa Savo Sardaro Le muffe Ÿ Nelle celle di maturazione, le spore fungine vengono a contatto con il budello e iniziano a moltiplicarsi. Ÿ All’inizio il micelio si localizza nelle parti sotto le quali si trova la parte magra dell’impasto. Ÿ Dapprima rado, il micelio si infittisce e copre tutta la superficie. Ÿ Il colore preferito è il bianco o il bianco grigio Ÿ Il genere più frequente è Penicillium Le carni fermentate 2 25 di 31  Maria Luisa Savo Sardaro Funzioni delle muffe Ÿ Permettono un asciugamento più uniforme del prodotto, Ÿ Riducono il calo in peso di circa il 7%, Ÿ Facilitano la “sbucciatura” della pelle del salame, Ÿ Disacidificano il salame consumando l’ac. lattico e portano il pH a 6 (fine stagionatura) (dall’esterno all’interno), Ÿ Impediscono l’ossidazione dei grassi, Ÿ Hanno azione lipolitica e proteolitica, Ÿ Migliorano le caratteristiche organolettiche Le carni fermentate 2 26 di 31  Maria Luisa Savo Sardaro L’idrolisi delle proteine è imputabile sia ad enzimi costitutivi della carne sia ad enzimi di origine microbica prodotti da batteri lattici, Micrococcaceae,muffeelieviti. Le carni fermentate 2 27 di 31  Maria Luisa Savo Sardaro MODIFICAZIONI MICROBICHE A CARICO DELLA FRAZIONE LIPIDICA Costituita per il 99% da trigliceridi, gli acidi grassi esterificati più rappresentati sono: acido oleico, acido palmitico e acido stearico. Lipasi batteriche: sono specifiche idrolizzando il legame estere in posizione 3 dei trigliceridi, occupato principalmente da acidi grassi insaturi. Lipasi fungine: idrolizzano soprattutto trigliceridi contenenti acidi grassi a corta catena. Le carni fermentate 2 28 di 31  Maria Luisa Savo Sardaro Le carni fermentate 2 29 di 31  Maria Luisa Savo Sardaro Ultima nota: Alcuni additivi Ÿ NITRATI E NITRITI Aggiunto Residuo – E 249 Nitrito di potassio 15 g/q 50mg/kg – E 250 Nitrito di sodio 15 g/q 50mg/kg sale nitritato o nitrisal: 50% sale + 50% nitrito 30 g/q – E 251 Nitrato di sodio 30 g/q 250mg/kg – E 252 Nitrato di potassio 30 g/q 250mg/kg Ÿ Ac. ASCORBICO – E 300 Acido l-ascorbico 200 g/q Le carni fermentate 2 30 di 31  Maria Luisa Savo Sardaro Le carni fermentate 2 31 di 31