Le colture protettive

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Yogurt

Applicazioni di batteriocine negli alimenti

La letteratura scientifi ca riporta numerosi esempi di effi cace utilizzo delle batteriocine nella protezione biologica di alimenti di origine animale (latte e derivati, carni, salumi fermentati, uova, prodotti ittici), di prodotti vegetali e bevande fermentate (vino, birra). Nell’industria del pane, per esempio, alcuni lattobacilli sono in grado di inibire la proliferazione di Bacillus subtilis, che causa il “viscoso” nel pane. Nella birra la nisina, una batteriocina prodotta da Lactococcus lactis e dotata di ampio spettro di attività nei confronti di batteri Gram positivi, riesce a inattivare i principali batteri lattici coinvolti nello spoilage. Anche nel vino la nisina si può utilizzare per inibire fermentazioni indesiderate (es. in bottiglia) causate da batteri lattici, incrementando la shelf-life del prodotto. Le batteriocine più studiate e applicate negli alimenti sono certamente quelle prodotte dai batteri lattici.

Gli studi confermano che praticamente tutte le specie lattiche alimentari sintetizzano batteriocine. Fra queste si ritrovano, oltre alla nisina, pediocine, sakacine, enterocine, propionicine ed altre batteriocine dotate di ampio spettro d’azione nei confronti di L. monocytogenes, Staphylococcus aureus, Clostridium tyrobutyricum e Bacillus cereus. In letteratura scientifi ca si ritrovano numerosi esempi di utilizzo di batteriocine negli alimenti mentre le applicazioni industriali sono ancora limitate e riguardano essenzialmente la nisina e il MicrogardTM, una preparazione liofi lizzata generalmente ottenuta da latte scremato fermentato contenente acidi organici e un peptide antimicrobico batteriocino-simile prodotti da Propionibacterium freudenreichii ssp. shermanii. MicrogardTM è approvato in alcuni Paesi come conservante naturale in cottage cheese e yogurt.

La nisina può risultare efficace anche nei confronti di batteri Gram negativi (microrganismi spesso associati a specie patogene o alterative) quando abbinata ad altre batteriocine, al lisozima o a trattamenti chimico-fisici (atmosfere modifi cate, calore). L’associazione nisina-calore per esempio ha una dimostrata efficacia nella riduzione della termoresistenza di forme sporigene patogene o alterative (Clostridium spp., Bacillus spp.). Inoltre, la tolleranza al calore della nisina garantisce la protezione nel prodotto nei confronti delle forme vegetative anche a valle del trattamento termico della materia prima. Giova sottolineare che la tecnologia a ostacoli limita il rischio di insorgenza di resistenze alle batteriocine grazie all’approccio combinato di più interventi protettivi, minimizzando possibili effetti negativi sull’attività antimicrobica causati da interferenze da parte della matrice (componenti, proprietà chimico-fisiche, es. pH, NaCl, aw) e delle tecnologia (es. trattamenti termici).

Figura 2- Microfotografia al microscopio elettronico di Lactococcus lactis produttore di nisina
Figura 2- Microfotografia al microscopio elettronico di Lactococcus lactis produttore di nisina

Batteriocine e packaging attivi

I sistemi di confezionamento degli alimenti hanno avuto negli ultimi anni un crescente sviluppo, indirizzati, da un lato, al prolungamento della conservazione dei cosiddetti “alimenti minimamente processati” e dall’altro ad assicurare sempre maggiore sicurezza d’uso dei prodotti alimentari. Il packaging funzionale o “attivo” consente di attuare un controllo diretto sul complesso di fenomeni chimici, microbiologici, enzimatici, chimico-fisici e meccanici che si verificano durante la conservazione dell’alimento. Nel packaging attivo, alimento e imballo non sono due entità separate ma elementi che possono interagire, migliorando la conservabilità del prodotto.

In questo contesto, le batteriocine sono di sicuro interesse e possono essere applicate in packaging attivi mediante immobilizzazione diretta all’imballo alimentare (contatto alla superficie del prodotto) o tramite addizione all’interno di un carrier (es. liposoma) a rilascio ritardato durante lo stoccaggio, posto nel del prodotto imballato, che garantisce una continua erogazione della molecola. Le batteriocine possono essere adsorbite o spalmate alla superficie di film già preparati (es. polietilene) oppure incluse in gel di rivestimento o film di diversi materiali (alginati, gelatina, cellulosa, proteine di soia, polisaccaridi e polimeri plastici). Recentemente batteriocine prodotte da Lactobacillus curvatus attive nei confronti di L. monocytogenes sono state incorporate all’interno di packaging composti da film edibili composti da derivati di chitosani o cellulosa e applicate con successo nella protezione di carni fresche e congelate, pollame, formaggi freschi e Cheddar.

Formaggio

Conclusioni

L’interesse industriale per le colture protettive è legato alla possibilità di abbinarle ad altri trattamenti di conservazione nell’ambito della cosiddetta “teoria degli ostacoli” (hurdle technology), che combina diverse tecniche agendo su più fattori di crescita microbica o di attività enzimatica. Con l’approccio a ostacoli si limitano gli effetti negativi di un singolo trattamento, che potrebbe essere fortemente distruttivo di principi nutritivi ed elementi organolettici; l’applicazione di diversi metodi di conservazione applicati in serie è invece garanzia di un maggiore mantenimento delle caratteristiche qualitative dell’alimento. I metodi di lotta biologica non potranno però mai sostituire tutte le misure propedeutiche che precedono e accompagnano la produzione di un alimento igienicamente sicuro. La lotta biologica è da intendersi come un mezzo di integrazione e rafforzamento dei protocolli di prevenzione utilizzati di norma (HACCP, GMP, manuali di corretta prassi igienica), previsti dalla legislazione corrente.

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