Questa attività riguarda fondamentalmente tre categorie di composti: poli- ed oligosaccaridi, zuccheri a basso contenuto calorico e vitamine. I polisaccaridi sono carboidrati idrosolubili che nel settore alimentare trovano applicazione come agenti viscosizzanti, emulsionanti, stabilizzanti, rigonfianti, gelificanti e filmanti. Gli esopolisaccaridi (EPS) di origine microbica costituiscono una fonte di biopolimeri alternativa a quelli derivati da piante e alghe, sebbene quest’ultimi dominano nel mercato globale. A differenza degli EPS di origine vegetale, gli EPS batterici non necessitano modificazioni chimiche ed enzimatiche, per tanto la loro applicazione in campo alimentare non desta preoccupazione.
Nel settore lattiero-caseario essi sono sfruttati per migliorare la struttura dei formaggi magri ed impartire ai latti fermentati maggiore ritenzione di acqua, palatabilità ed intensità di flavour, oltre consentire di ridurre la quantità di solidi da addizionare al latte. La loro produzione induce risposte fisiologiche positive sia per la cellula batterica che per l’organismo umano che ne beneficia attraverso il consumo alimentare. Nel primo caso, essa conferisce ai ceppi produttori la capacità di superare gli stress tecnologici e resistere durante il passaggio lungo il tratto gastrointestinale. Lo strato altamente idratato di EPS attorno alla cellula la protegge infatti da condizioni avverse e maschera i siti target per batteriofagi, enzimi (es. lisozima) e batteriocine (es. nisina).
Nell’organismo umano essi riducono i livelli di colesterolo, inibiscono la formazione di biofilm patogeni, possiedono attività antitumorale, antimutagenica, gastro-protettiva e, non essendo digeribili, possono essere comparati alla fibra dietetica [15]. Nello sviluppo di nuovi alimenti funzionali è di particolare interesse la sinergia tra batteri lattici e prebiotici. Esempi di prebiotici con effetti bifidogeni sono frutto- e galatto-oligosaccaridi, lattulosio e inulina. I frutto-oligosaccaridi, in particolare, influenzano il microbiota intestinale e favoriscono l’assorbimento di minerali [3], avendo in più basso potere dolcificante in confronto al saccarosio ed essendo privi o quasi di calorie e non cariogeni [15].
Mannitolo, sorbitolo, tagatosio e trealosio sono, invece, zuccheri con sapore e dolcezza equivalenti a quelli dei comuni dolcificanti, pur avendo un basso contenuto calorico, poiché scarsamente degradati dall’organismo umano. La produzione di tali zuccheri da parte dei batteri lattici consente di soddisfare la richiesta sempre più incalzante nei paesi occidentali di prodotti che favoriscano il controllo del peso corporeo. Ad altri composti sintetizzati da batteri lattici (glutatione, tioredoxina e rubredoxina) è stata attribuita attività antiossidante in quanto accettori di elettroni nelle reazioni metaboliche [3]. Alcuni batteri lattici producono vitamine del gruppo B: riboflavina (B2), folati (B11) e cianocobalamina (B12). Questi micronutrienti sono coinvolti in funzioni vitali per il metabolismo cellulare e sono essenziali per l’organismo umano, che non può sintetizzarli de novo. Si è cercato di ovviare a ciò, lanciando sul mercato alimenti fortificati, tuttavia, l’aggiunta di vitamine di sintesi genera spesso effetti laterali indesiderati [3, 16].
Attività antifungina e antimicrobica
Nei processi fermentativi l’impiego come starter di ceppi batterici con attività antifungina e antimicrobica consente di prolungare la shelf life dei prodotti alimentari, prevenendo nel contempo la crescita di agenti micotossinogeni. La maggior parte delle specie dotate di attività antifungina appartiene al genere Lactobacillus. L’inibizione della crescita fungina avviene in primo luogo tramite produzione di acidi deboli (lattico, acetico e propionico), acido fenillattico ed altri acidi carbossilici (es. acido D-glucuronico, acido salicilico e derivati degli acidi benzoico e cinnamico). Anche dipeptidi ciclici (noti anche come 2,5 diossopiperazine), acidi grassi, composti proteici (batteriocine), nucleosidi e lattoni esercitano effetti inibitori verso lieviti e muffe [2]. I batteri lattici possiedono anche la capacità di produrre batteriocine, ovvero sostanze peptidiche in grado di inibire la crescita di specie microbiche patogene o indesiderate.
Tra queste, impiegata nell’industria alimentare è la nisina (E234), prodotta da Lactococcus lactis e caratterizzata da un’importante attività antimicrobica nei confronti di Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus e Bacillus cereus [17]. Una fonte particolarmente ricca di microrganismi produttori di batteriocine sono i formaggi a latte crudo dove è presente una importante biodiversità. Infatti, come evidenziato in numerosi studi, il microbiota di questi prodotti è composto da diverse specie e biotipi di batteri lattici in grado di inibire la crescita di altri microrganismi [18]. Una recente ricerca condotta dell’Istituto di Scienze delle Produzione Alimentari del CNR che ha esaminato 904 batteri lattici isolati da dieci formaggi lombardi a latte crudo ha evidenziato che ben 102 ceppi (11.3%) appartenenti ai generi Enterococcus, Lactococcus, Leuconostoc e Streptococcus hanno mostrato attività antibatterica nei confronti di L. monocytogenes, S. aureus e/o clostridi e Pseudomonadaceae [18, 19, 20, 21].
Di particolare interesse sono risultati alcuni ceppi appartenenti alla specie Lc. lactis e stipiti non patogenici di E. faecium, che godono della presunzione qualificata di sicurezza (QPS) dell’EFSA. I lattococchi grazie alla produzione di nisina inibiscono sia L. monocytogenes che S. aureus, mentre gli enterococchi sono caratterizzati da una intensa attività anti- listeria dovuta alla sintesi contemporanea di più batteriocine. Queste caratteristiche rendono particolarmente attraente l’utilizzo dei batteri lattici come colture protettive, argomento sul quale torneremo nei prossimi numeri della rivista.
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