Ingredienti e coadiuvanti

Proprietà degli esopolisaccaridi da batteri lattici

La capacità di alcuni batteri lattici di produrre polisaccaridi è da tempo oggetto di studi approfonditi per le interessanti proprietà tecnologiche di queste sostanze, in particolare per gli effetti addensanti, in grado di modificare la struttura e la sineresi di latti fermentati e formaggi.

Questi biopolimeri di origine microbica, generalmente noti come esopolisaccaridi, possono presentare caratteristiche molto varie e una prima convenzionale classificazione li divide in due gruppi: polisaccaridi capsulari (CPS) quando rimangono aderenti alla parete cellulare ed esopolisaccaridi (EPS) nel caso di polimeri extracellulari che vengono completamente secreti nell’ambiente circostante, rendendolo tipicamente viscoso; alcuni ceppi sono risultati in grado di produrre entrambe le tipologie. Essendo costituiti da 2 a 8 sub-unità zuccherine ripetute, gli EPS possono avere diversa lunghezza e in funzione della natura dello zucchero vengono distinti in:

  • omopolisaccaridi se la catena è composta dallo stesso monosaccaride;
  • feteropolisaccaridi se sono presenti più di un tipo di monosaccaride (i più comuni sono: glucosio, fruttosio, galattosio, ramnosio e fucosio); talvolta possono essere legati a molecole non-zuccherine neutre, cariche negativamente (ad es. gruppi fosfati o carbossilati) o positivamente (ad es. gruppi amminici) la cui struttura finale può essere lineare o ramificata, determinando un diverso comportamento in soluzione

Il latte sembra essere il substrato elettivo dove si registrano le maggiori produzioni di EPS, sebbene i processi biochimici che portano alla loro sintesi ed al trasporto transmembrana possono essere molto complessi, essendo peraltro influenzati da parametri quali disponibilità di nutrienti (proteine e zuccheri), pH e temperatura di crescita. Questa complessità si riflette anche a livello genetico dato che la loro produzione viene regolata da un cluster di circa 14 geni i quali non sempre sono incorporati all’interno del DNA genomico, ma potrebbero essere veicolati da plasmidi. Tra i batteri lattici, le specie maggiormente studiate per la produzione di EPS sono Lactococcus lactis, Streptococcus thermophilus, Lactobacillus delbrueckii, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus plantarum e alcune specie di bifidobatteri.

Proprietà tecnologiche

La ricerca e sviluppo di molte industrie del settore lattiero-caseario è rivolta al miglioramento delle caratteristiche sensoriali di formaggi o latti fermentati, sia per aspetti legati alla texture che alla loro appetibilità. Gli EPS hanno una spiccata propensione a legarsi con molecole d’acqua mediante legami a idrogeno in virtù della loro natura chimica idrofila. Tale proprietà consente di ridurre la sineresi e di aumentare significativamente l’umidità del prodotto in cui sono presenti, con conseguente incremento della resa di trasformazione; inoltre dalla loro interazione con il mezzo acquoso e parzialmente con le proteine o altri componenti del latte, ne risulta una matrice più viscosa e compatta in base alle caratteristiche chimico-fisiche del polisaccaride (composizione, massa molecolare, carica elettrica ecc.). Peraltro la stessa natura chimica del polisaccaride e le sue interazioni con le proteine e gli altri componenti del prodotto determina un differente effetto reologico, che si traduce in fenomeni anche visivi differenti. Alcuni batteri lattici producono infatti esopolisaccaridi con marcata tendenza “filante” ottenendo un coagulo soffice e cremoso, rappresentando una valida risposta al perfezionamento delle proprietà reologiche di yogurt, latti fermentati o certi tipi di formaggi; altri ceppi invece producono polimeri ad azione strutturante o addensante, molto spesso utilizzati per ottenere la consistenza desiderata in mozzarelle o formaggi. Inoltre, in modo simile ad agenti emulsionanti o stabilizzanti, gli EPS potrebbero essere utili per realizzare prodotti dietetici o a basso tenore calorico, riuscendo con la loro azione a compensare la carenza di grasso.

Fig. 1. Misure di viscosità in funzione dello stress di velocità per latte fermentato da due ceppi di Streptococcus thermophilus dei quali uno soltanto produce esopolisaccaridi (linea rossa)

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