Gli alimenti fermentati: fattori che influenzano la conservazione e la crescita microbica

Università San Raffaele Roma

Università San Raffaele Roma www.unisanraffaele.gov.it Professore Maria Luisa Savo Sardaro Argomento Gli alimenti fermentatiT

Conservazione dei Cibi e Fermentazione

Origini e Sviluppo della Conservazione

Università San Raffaele Roma Maria Luisa Savo Sardaro · La conservazione dei cibi mediante la fermentazione ha origini molto antiche ed è · successiva solo all'essiccamento · Evitare deterioramento del cibo e il conseguente avvelenamento da consumo

• 7000 AC formaggio e pane
• 6000 AC vinificazione
• 5000 AC latti fermentati
• 3500 AC panificazione in Egitto
• 1500 AC salsicce fermentate dai Babilonesi
• 300 AC vegetali fermentati dai cinesi
• 500-1000 DC legumi e cereali fermentati
• 1881 prima pubblicazione sul sake
• 1907 pubblicazione di Metcninkicoff (Prolongation of life)

· il maggiore incremento di sviluppo è stato durante il Medio Evo · il cibo poteva meglio conservarsi se tenuto lontano dall'aria, dalla luce e dall'umidità · senza conoscerne il reale motivo Gli alimenti fermentati 2 di 32T

Metodi Artigianali di Conservazione

Università San Raffaele Roma Maria Luisa Savo Sardaro I primi metodi di conservazione dei cibi, erano di natura artigianale · tradizioni e l'esperienza -> cibi conservare più facilmente · caratteristiche organolettiche decisamente piacevoli · metodologie -> tramandavano di generazione in generazione -> di comunità locali, di monasteri e di stati feudali piccole quantità prodotte spesso stagionali distribuite nelle aree ristrette Gli alimenti fermentati 3 di 32T

Comprensione dei Fenomeni di Alterazione

Università San Raffaele Roma Maria Luisa Savo Sardaro · Tra il 1680 (osservazione di van Leeuwenhoek di un lievito al primo microscopio) e il 1857 (Pasteur scrive "la fermentazione, lontana dall'essere un fenomeno senza vita, è un processo vivente ... ") la comprensione dei fenomeni di alterazione e fermentazione degli alimenti (contaminazione e sviluppo) era materia di dibattito per filosofi e alchimisti non di BIOLOGI Gli alimenti fermentati 4 di 32T

Rivoluzione Industriale e Microbiologia

Università San Raffaele Roma Maria Luisa Savo Sardaro Fine del XIX secolo, accaddero due eventi · Rivoluzione industriale · Microbiologia come scienza - Dal 1854 Louis Pasteur (1822- 1895) Gli alimenti fermentati 5 di 32T

Louis Pasteur e le Malattie del Vino

Università San Raffaele Roma Maria Luisa Savo Sardaro Malattie del vino e della birra come modello semplificato · Louis Pasteur: le malattie del vino sono state un modello semplificato per approcciare le malattie contagiose per l'uomo e gli animali “ … • quando si osserva la birra e il vino messi alla prova da profonde alterazioni, perché questi liquidi hanno dato asilo a degli organismi microscopici che si sono introdotti in maniera invisibile e fortuita al loro interno, dove, in seguito sono diffusi, come non essere assillati dal pensiero che fenomeni dello stesso tipo possano e debbano verificarsi, talvolta, anche per l'uomo e gli animali ?.... ' " Louis Pasteur 1822 -1895 Gli alimenti fermentati 6 di 32T

Pastorizzazione e Scienza degli Alimenti

Università San Raffaele Roma Maria Luisa Savo Sardaro Pastorizzazione · 1867-1868 · Trattamento applicato per la prima volta: al vino e alla birra · Temperatura per eliminare i "problemi" · Pasteur: primo scienziato degli alimenti Gli alimenti fermentati 7 di 32T

Progressi nella Conoscenza dei Microrganismi

Università San Raffaele Roma Maria Luisa Savo Sardaro Negli ultimi 150 anni la scienza ha fatto passi da gigante · nella conoscenza dei microrganismi importanti nelle fermentazioni alimentari - tassonomia - ecologia - fisiologia - genetica Gli alimenti fermentati 8 di 32T

Produzione di Alimenti Fermentati

Università San Raffaele Roma Maria Luisa Savo Sardaro Duplice realtà · grosse produzioni di alimenti fermentati su grande scala industriale e ad un livello tecnologicamente sofisticato · prodotti in modo tradizionale e artigianale in piccole quantità Gli alimenti fermentati 9 di 32

Ruolo della Microbiologia degli Alimenti Fermentati

Università San Raffaele Roma Maria Luisa Savo Sardaro La microbiologia degli alimenti fermentati serve · da un lato a rendere più efficienti e migliorare le grandi produzioni, · dall'altro a conoscere il più possibile le cause della produzione dei caratteri di sapore e aroma distintivi dei prodotti artigianali affinché possano essere conservati e riprodotti. Gli alimenti fermentati 10 di 32T

Scopo della Fermentazione Oggi

Università San Raffaele Roma Maria Luisa Savo Sardaro · Scopo originario della fermentazione degli alimenti - era la conservazione, · Oggi - Paesi sviluppati · caratteristiche di consistenza, sapore e aroma che sono molto apprezzate dai consumatori. - Paesi in via di sviluppo · Aumento e miglioramento produzione (sicurezza) · le condizioni di produzione e conservazione dei prodotti alimentari fermentati devono sempre assicurare la shelf-life e la salubrità microbiologica del prodotto al consumo. Gli alimenti fermentati 11 di 32T

Concetti Fondamentali della Microbiologia Alimentare

Contaminazione e Sviluppo Microbico

Università San Raffaele Roma Maria Luisa Savo Sardaro La microbiologia degli alimenti: 3 concetti fondamentali · Gli alimenti sono contaminati · L'alimento è un ecosistema nel quale fattori intrinseci ed estrinseci regolano lo sviluppo microbico · Le interazioni dei fattori ambientali determinano che un microrganismo possa o no svilupparsi in quell'ecosistema CONTAMINAZIONE E SVILUPPO: due concetti molto diversi! Gli alimenti fermentati 12 di 32T

Fattori Intrinseci ed Estrinseci

Università San Raffaele Roma Maria Luisa Savo Sardaro Tutti i fattori intrinseci ed estrinseci · Intrinseci: - pH - Aw - Potenziale ossido riduzione - Presenza nutrienti - Presenza antimicrobici - Strutture biologiche (rivestimento naturale degli alimenti: guscio, buccia ... ) · Estrinseci - Temperatura - Umidità relativa - Presenza e concentrazione di gas - Presenza e attività di altri microrganismi Gli alimenti fermentati 13 di 32T

L'Alimento come Ecosistema Complesso

Università San Raffaele Roma Maria Luisa Savo Sardaro Gli alimenti sono un ecosistema complesso · Ecosistema complesso composto dall'ambiente e i microrganismi che vivono in esso · L'ambiente è composto da fattori intrinseci e estrinseci - Intrinseci: - Estrinseci: · Possono essere eterogenei in scala micrometrica · Eterogeneità associata a gradienti di pH, O2, nutrienti etc. · Possono essere costituiti da molti microambienti distinti Gli alimenti fermentati 14 di 32

Substrato di Crescita per Microrganismi

Università San Raffaele Roma Maria Luisa Savo Sardaro ALIMENTI COME SUBSTRATO DI CRESCITA PER MICRORGANISMI CELLULE MICROBICHE PER MOLTIPLICARSI · ENERGIA · MATERIALE SOSTITUZIONE/COSTRUZIONE PARTI CELLULA Gli alimenti fermentati 15 di 32T

Nutrienti per Microrganismi negli Alimenti

Università San Raffaele Roma Maria Luisa Savo Sardaro Cosa cercano i microrganismi negli alimenti · Glucidi: riserva energetica · Proteine: contenuto di aa essenziali · Grassi: riserva energetica, acidi grassi essenziali, vitamine liposolubili · Minerali: (Calcio, Cloro, Magnesio, Fosforo, Potassio, Sodio). · Componenti minori e micronutrienti: ad alta attività biologica o chimica Urea, Enzimi, Vitamine: liposolubili (A, D, E), idrosolubile (C, B1, B2, B6, B16, ac. pantotenico, niacina, biotina e acido folico) · H2O (fondamentale per crescita e sopravvivenza, Aw negli alimenti) Gli alimenti fermentati 16 di 32T

Aspetti dei Microrganismi Alimentari

Università San Raffaele Roma Maria Luisa Savo Sardaro Microrganismi degli alimenti - Aspetto negativo -Indesiderati - Aspetto positivo - Vantaggiosi - Indifferenti - (contaminanti banali) Alimenti non fermentati - aspetto negativo · Patogeni · Alteranti · Alimenti fermentati - Aspetto negativo · Patogeni · Alteranti - Aspetto positivo · Virtuosi Gli alimenti fermentati 17 di 32T

Processo di Fermentazione

Definizione e Modificazioni

Università San Raffaele Roma Maria Luisa Savo Sardaro Fermentazione: Processo biochimico basato principalmente sulla demolizione dei carboidrati per formare prodotti finali rappresentati da ACIDI, ALCOLI e CO2 Materia prima Prodotto modificazioni biochimiche e reologiche associate all'attività metabolica dei microrganismi selezionati dalla tecnologia di produzione Gli alimenti fermentati 18 di 32T

Benefici della Trasformazione Fermentativa

Università San Raffaele Roma Maria Luisa Savo Sardaro Cosa comporta la trasformazione degli alimenti per via fermentativa? · favorisce la conservazione con l'abbassamento del pH · modifica il valore nutrizionale · Arricchisce le proprietà sensoriali di una varietà di sapori, aromi e strutture differenti · modifica le proprietà reologiche · può favorire la detossificazione Gli alimenti fermentati 19 di 32T

Classificazione delle Fermentazioni per Materia Prima

Università San Raffaele Roma Maria Luisa Savo Sardaro Classificazione delle fermentazioni degli alimenti in f(x) della materia prima Carne (Salami) Animale [fermentazione trasformativa] Latte (Latti Fermentati Formaggi) Origine della materia prima Cereali (pane, Birra prodotti da forno) Uva (Vino, Aceto) Cavolo (Crauti) [fermentazione trasformativa] Olive (olive fermentate) Vegetale Foraggi (insilati) [fermentazione estrattiva] Caffè Cacao Gli alimenti fermentati 20 di 32T

Classificazione delle Fermentazioni per Microrganismi

Università San Raffaele Roma Maria Luisa Savo Sardaro Classificazione delle fermentazioni in f(x) dei microrganismi : Batteri lattici (formaggi, latte fermentato, olive in salamoia, salami) Lieviti (bevande alcoliche, prodotti da forno) Batteri lattici e lieviti in associazione (latte fermentato, alcuni vini, prodotti da forno) In alcuni casi svolgono un ruolo importante anche i batteri propionici (alcuni formaggi), i batteri acetici (aceto di vino, aceto di mosto), le micrococcacee (salami) e le muffe (salami ed alcuni formaggi). Gli alimenti fermentati 21 di 32T

Condizioni per il Successo della Fermentazione

Università San Raffaele Roma Maria Luisa Savo Sardaro Gli alimenti fermentati sono moltissimi e si ottengono da diverse materie prime · Possono essere ottenuti da TUTTE le materie prime? · Affinché l'attività fermentativa abbia successo devono necessariamente essere rispettate le seguenti condizioni - La materia prima deve possedere zuccheri fermentescibili in quantità tali da consentire un abbondante sviluppo microbico - Gli zuccheri devono essere disponibili - La materia prima deve essere preparata alla fermentazione in modo adeguato Gli alimenti fermentati 22 di 32T

Preparazione della Materia Prima per la Fermentazione

Università San Raffaele Roma Maria Luisa Savo Sardaro La materia prima deve essere preparata alla fermentazione in modo adeguato PRODOTTO vino birra formaggio salame prodotti da forno Foraggi insilati PREPARAZIONE pigiatura dell'uva germinazione delle cariossidi precipitazione della caseina triturazione di carne e lardo miscelazione degli ingredienti triturazione dei foraggi Gli alimenti fermentati 23 di 32T

Origine dei Microrganismi Fermentanti

Università San Raffaele Roma Maria Luisa Savo Sardaro Da dove originano i microrganismi degli alimenti fermentati? 1. Dall'ambiente sulla materia prima (vari tipi di contaminazione) 2. Aggiunti dall'uomo – (come starter naturali - selezionati) destinati a divenire dominanti nelle prime fasi processo selezionati in funzione tecnologia 3. Dall'ambiente sul prodotto (solo prodotti stagionati) ·Contaminazione ambientale · Aggiunti selezionati dall'uomo tradizione, legame con il territorio innovazione tecnologica Gli alimenti fermentati 24 di 32