TESI Dottorato FAVILLA MARA - Università degli Studi del Molise

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Sinopsi Obiettivo: sviluppare metodi innovativi di controllo e bioconservazione per prolungare la shelf-life dei prodotti panari attraverso lo studio dell’ecologia dei microrganismi autoctoni per selezionare ceppi protecnologici e monitorare i contaminanti microbici. La caratterizzazione molecolare e fisiologica di questi ceppi è determinante per la loro applicazione e per lo svolgimento del loro ruolo nel miglioramento della qualità dei prodotti sia a livello industriale che artigianale. Lo scopo di questo lavoro è stato quello di individuare nuovi ceppi di batteri lattici in grado di inibire i microrganismi maggiormente responsabili di alterazioni dei prodotti panari e utilizzare i loro prodotti di fermentazione come bioconservanti. Contesto della ricerca: L’aumento della produzione e dell’esportazione di prodotti panari a vocazione territoriale, e la conseguente necessità di assicurare una elevata qualità di prodotti in termini di conservabilità reologica, organolettica e microbiologica ha determinato l’urgenza da parte di produttori locali di affrontare problematiche tecnologiche in sinergia con Enti di ricerca al fine di attuare processi innovativi per il miglioramento della qualità. L’interesse delle imprese che operano nel settore della panificazione ha determinato lo sviluppo di sperimentazioni biotecnologiche per standardizzare gli impasti e individuare metodi innovativi di biocontrollo per prolungare la shelf-life dei prodotti, salvaguardando nello stesso tempo gli attributi sensoriali. Modalità di studio: studio dell’ecologia microbica di campioni di semole rimacinate di grano duro - provenienti da alcune zone della Puglia e utilizzate nella produzione del pane di Altamura - attraverso l’ applicazione di metodologie microbiologiche e molecolari per la selezione, identificazione e caratterizzazione dei microrganismi protecnologici e contaminanti. Risultati: L’analisi microbiologica delle semole ha evidenziato che il maggior numero di batteri lattici (60%) è stato isolato da semole sottoposte a condizionamento lungo: in particolare, 75 dei 125 batteri lattici isolati provengono da campioni sottoposti a condizionamento lungo. La caratterizzazione ed identificazione molecolare dei batteri lattici isolati hanno evidenziato che i batteri appartenenti al genere Weissella sono i più rappresentativi sia per numero di isolati 102
ottenuti sia per diffusione tra campioni esaminati. Insieme alle specie W. cibaria e W. confusa, sono stati isolati anche Lactobacillus plantarun, L. rossiae, Leuconostoc citreum, L. mesenteroides e Lactococcus lactis. Sono stati selezionati 6 prodotti di fermentazione ottenuti da ceppi delle specie L. plantarum, L. lactis, W. cibaria, L. citreum, W. cibaria e L. rossiae. In particolare, il ceppo di L. citreum è risultato efficace sia verso i funghi che verso B. subtilis. Tre prodotti di fermentazione hanno inibito lo sviluppo di tutti e tre i funghi in modo paragonabile o superiore al propionato di calcio (0,3% p/vol), il conservante chimico comunemente impiegato nella preparazione dei lievitati da forno per contrastare l’ammuffimento. L’analisi microbiologica dei 59 campioni di semola rimacinata di grano duro ha rilevato la presenza di contaminazione da spore di Bacillus nel 93,2% dei campioni. In particolare, il 57,6% ha presentato un livello di contaminazione nell’ordine di grandezza di 10 0 spore/g, il 13,6% di 10 1 spore/g, l’11,8% di 10 2 spore/g e il 10,2% di 10 3 spore/g. La specie B. subtilis/B. amyloliquefaciens è risultata essere la più diffusa tra i campioni esaminati (62,7%) ed era presente anche con un maggior numero di ceppi. B. licheniformis è insieme al B. subtilis la specie principalmente coinvolta nell’alterazione del pane filante, ed è presente nel 16,9% dei campioni esaminati. Conclusioni: L’impiego di batteri lattici con proprietà antimicrobiche, isolati da inesplorate nicchie ecologiche, quali le semole di grano duro, può rappresentare una risposta concreta e innovativa al problema della conservazione dei lievitati da forno. La capacità del prodotto di fermentazione di un ceppo d Leuconostoc citreum di inibire in vitro lo sviluppo delle principali specie alterative quali B. subtilis, A. niger, P. roqueforti e E. fibuliger, e di ritardare lo sviluppo fungino sul pane, assume un significato importante nella prospettiva di una sua potenziale applicazione come “bioconservante” a livello industriale. Inoltre per la prima volta viene segnalata l’attività inibitoria in ceppi appartenenti alle specie L. citreum e L. rossiae verso importanti agenti di deterioramento dei prodotti da forno. I risultati relativi alla presenza di spore responsabili dell’alterazione “pane filante” nelle semole hanno evidenziato che solo una minima parte (ca. 7%) dei campioni è privo di contaminazione. I dati ottenuti sottolineano l’importanza di effettuare un costante monitoraggio della qualità delle partite di grano e dei livelli igienici delle attrezzature impiegate nei processi di molitura per evitare il rischio di contaminazioni nel pane. 103
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UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DEL MOLISE
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INDICE Riassunto 5 Abstract 6 INTRO
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contaminante le semole rimacinate d
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Abstract The aim of this research w
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1.1 Contesto della ricerca La doman
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all’ampliamento dei mercati e del
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un’alterazione del pane definita
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l’assenza di un dato prodotto di
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queste specie sono omofermentanti,
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dotate di attività inibitoria sele
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1.7.2 Attività antibatterica Le so
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potenziale di ossidoriduzione (Eh),
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possono essere contaminati, ma la f
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1.9.2 Conservanti chimici e loro me
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caratteristiche desiderabili, come
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Tabella 1.1. Specie di batteri latt
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2. Selezione di batteri lattici con
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stati isolati anche batteri lattici
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2.2 Materiali e Metodi 2.2.1 Campio
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min a 68°C. I prodotti di amplific
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lineare del gradiente del solvente
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Digestione enzimatica con pepsina.
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amplificati visualizzati mediante e
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mostrato un’attività di ca. 200
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2.4 Discussione La prevenzione e il
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Page 106: Ringraziamenti Ringrazio la Dr.ssa
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