LE QUATTRO FASI DEL BALSAMICO Lisa Solieri Food Biotechnology and Industrial Microbiology Research Group (FoBIM) Dipartimento di Scienze Agrarie e degli Alimenti Reggio Emilia 3 Marzo 2012 Lisa Solieri, Reggio Emilia, 3 Marzo 2012 – Le quattro fasi del balsamico – Food Biotechnology and Industrial Microbiology Research Group (FoBIM) - Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia

Come possiamo instaurare un circolo “virtuoso” fra scienza e tecnologia nel campo dell’aceto balsamico tradizionale? INVESTIAMO sulla Lisa Solieri, Reggio Emilia, 3 Marzo 2012 – Le quattro fasi del balsamico – Food Biotechnology and Industrial Microbiology Research Group (FoBIM) - Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia

Incremento di conoscenza nel campo dell’aceto balsamico tradizionale Ricerca scientifica di base Attività editoriale Network di relazioni internazionali Incremento di conoscenza nel campo dell’aceto balsamico tradizionale Trasferimento Tecnologico Promozione “a lungo termine” del prodotto aceto Lisa Solieri, Reggio Emilia, 3 Marzo 2012 – Le quattro fasi del balsamico – Food Biotechnology and Industrial Microbiology Research Group (FoBIM) - Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia

Food Chemistry and Rheology 1. Cosa ha prodotto la ricerca scientifica? Food Microbiology Food Chemistry and Rheology La razionalizzazione del processo Lisa Solieri, Reggio Emilia, 3 Marzo 2012 – Le quattro fasi del balsamico – Food Biotechnology and Industrial Microbiology Research Group (FoBIM) - Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia

LA FERMENTAZIONE SCALARE 1990 LA FERMENTAZIONE SCALARE Food Microbiology Food Chemistry and Rheology Solieri L., Landi S., De Vero L., Giudici P., 2006. Molecular assessment of indigenous yeast population from traditional balsamic vinegar. J. Appl. Microbiol. 101: 63–71. Gullo M., Caggia C., De Vero L., Giudici P. 2006. Characterization of acetic acid bacteria in ‘‘traditional balsamic vinegar’’ Int. J. Food Microbiol. 106: 209 – 212 . De Vero L., Gala E., Gullo M., Solieri L., Landi S., Giudici P. 2006. Application of denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) analysis to evaluate acetic acid bacteria in traditional balsamic vinegar. Food Microb. 23: 809-813. Solieri L., Cassanelli S., Giudici P. 2007. A new putative Zygosaccharomyces yeast species isolated from traditional balsamic vinegar. Yeast 24: 403-417. Solieri L., Giudici P. 2008. Yeasts associated to Traditional Balsamic Vinegar: ecological and technological features. Int. J. Food Microbiol. 125: 36-45. Gullo M, Giudici P. 2008. Acetic acid bacteria in traditional balsamic vinegar: Phenotypic traits relevant for starter cultures selection.Int. J. Food Microbiol. 125: 46-53. De Vero L, Giudici P. 2008. Genus-specific profile of acetic acid bacteria by 16S rDNA PCR-DGGE. Int. J. Food Microbiol. 125: 96-101. Solieri L, Giudici P. 2009. Vinegars of the world. In: Solieri L, Giudici P, editors. Vinegars of the world. Milan: Springer-Verlag. p 1-16. Gullo M, De Vero L, Giudici P. 2009. Succession of selected strains of Acetobacter pasteurianus and other acetic acid bacteria in traditional balsamic vinegar. Appl Environ Microbiol 75:2585-89. Muratore G., Licciardello F., Restuccia C., Puglisi M.L., Giudici P. 2006. Role of Different Factors Affecting the Formation of 5-Hydroxymethyl-2-furancarboxaldehyde in Heated Grape Must. J. Agric. Food Chem. 54: 860-863. Falcone P.M. Chillo S., Giudici P., Del Nobile M.A. 2007. Measuring rheological properties for applications in quality assessment of Traditional Balsamic Vinegar: Description and preliminary evaluation of a model. J. Food Eng. 80: 234-240. Giudici P., Rinaldi G. 2007. A theoretical model to predict the age of traditional balsamic vinegar. J. Food Eng. 82: 121–127. Falcone P.M., Verzelloni E., Tagliazucchi D., Giudici P. 2008. A rheological approach to the quantitative assessment of Traditional Balsamic Vinegar quality. J. Food Eng. 86: 433–443. Falcone PM, Giudici P. 2008. Molecular weight and molecular weight distribution impacting traditional balsamic vinegar ageing. J Agric Food Chem 56:7057–66. Falcone PM., Tagliazucchi D, Verzelloni E, Giudici P. 2010. Sugar conversion induced by the application of heat to grape must. J Agric Food Chem 58:8680-91.

Incremento di conoscenza nel campo dell’aceto balsamico tradizionale Ricerca scientifica di base Attività editoriale Network di relazioni internazionali Incremento di conoscenza nel campo dell’aceto balsamico tradizionale Trasferimento Tecnologico Promozione “a lungo termine” del prodotto aceto Lisa Solieri, Reggio Emilia, 3 Marzo 2012 – Le quattro fasi del balsamico – Food Biotechnology and Industrial Microbiology Research Group (FoBIM) - Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia

2. L’attività editoriale: verso l’internazionalizzazione 2.1 Le fermentazioni dell’aceto balsamico tradizionale. Diabasis. ISBN 888103421-2. (2006) 2.2 Aceti fai da te. Edagricole. (2007) 2.3 Vinegars of the world .Springer. (2008) Gli aceti del mondo Gli aceti del mondo 2.4 L’aceto balsamico tradizionale. Manuale d’uso. Edagricole. (2012) …and other chapters in international books Lisa Solieri - La ricerca scientifica nel settore degli aceti di fermentazione: le attività nel triennio 2005-2008 – Gruppo di Microbiologia degli Alimenti - Dipartimento di Scienze Agrarie e degli Alimenti - Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia

Incremento di conoscenza nel campo dell’aceto balsamico tradizionale Ricerca scientifica di base Attività editoriale Network di relazioni internazionali Incremento di conoscenza nel campo dell’aceto balsamico tradizionale Trasferimento Tecnologico Promozione “a lungo termine” del prodotto aceto Lisa Solieri, Reggio Emilia, 3 Marzo 2012 – Le quattro fasi del balsamico – Food Biotechnology and Industrial Microbiology Research Group (FoBIM) - Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia

3. La costruzione di un network di “relazioni”: 3.1 L’organizzazione di Vinegars2005 (Maggio 2005) Contribution of Vinegar to human culture Vinegars of the world Vinegar: Microbiology Vinegar and Technology Vinegar, acetic acid bacteria and health Acetic acid bacteria in related technologies Lisa Solieri, Reggio Emilia, 3 Marzo 2012 – Le quattro fasi del balsamico – Food Biotechnology and Industrial Microbiology Research Group (FoBIM) - Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia

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ISSAB 3. La costruzione di un network di “relazioni”: 3.2 La costituzione di ISSAB (febbraio 2007) Garcìa Garcìa prof. Isidoro Mas Baron prof. Albert Giudici prof. Paolo Gli aceti del mondo ISSAB Troncoso prof. Ana Maria Margarita Barja prof. Francois Gullo Maria, PhD “International Society for Acetic Acid bacteria” Lisa Solieri, Reggio Emilia, 3 Marzo 2012 – Le quattro fasi del balsamico – Food Biotechnology and Industrial Microbiology Research Group (FoBIM) - Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia

Trasferimento Tecnologico Ricerca scientifica di base Attività editoriale Network di relazioni internazionali Trasferimento Tecnologico razionalizzazione del processo produttivo Promozione “a lungo termine” del prodotto ABT Lisa Solieri, Reggio Emilia, 3 Marzo 2012 – Le quattro fasi del balsamico – Food Biotechnology and Industrial Microbiology Research Group (FoBIM) - Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia

4. Trasferimento tecnologico 4.1 La fermentazione scalare 4.2 HMF: i parametri che influenzano 4.3 “Il barile chiuso” 4.4 I nuovi indicatori Lisa Solieri - La ricerca scientifica nel settore degli aceti di fermentazione: le attività nel triennio 2005-2008 – Gruppo di Microbiologia degli Alimenti - Dipartimento di Scienze Agrarie e degli Alimenti - Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia

? La razionalizzazione del processo prima della ricerca scientifica…… Aceto Balsamico Mosto cotto …… e dopo Definizione dei microrganismi dell’aceto Definizione di Indicatori di qualità Identificazione del loro “potenziale metabolico” Definizione di Indicatori dell’età Controllo dei processi fermentativi Controllo dei processi tecnologici Lisa Solieri, Reggio Emilia, 3 Marzo 2012 – Le quattro fasi del balsamico – Food Biotechnology and Industrial Microbiology Research Group (FoBIM) - Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia

4. Trasferimento tecnologico Razionalizzazione del processo 4.1 La fermentazione scalare 4. Trasferimento tecnologico Razionalizzazione del processo Lisa Solieri, Reggio Emilia, 3 Marzo 2012 – Le quattro fasi del balsamico – Food Biotechnology and Industrial Microbiology Research Group (FoBIM) - Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia

Fermentazione alcolica Mosto cotto 4.1 La fermentazione scalare Fermentazione alcolica Fermentato base Zuccheri pH Temperatura Etanolo Zuccheri Temperatura Potere alcoligeno Potere fermentativo Criotolleranza Osmotolleranza Resistenza all’acido acetico Ossidazione acetica Aceto base Glucosofilia Alta produzione di acidità fissa Alta produzione di acido acetico Stimolo alla crescita dei batteri acetici aw pH rapporto glucosio fruttosio acidità Potere “ossidaticvo” Velocità di prodzione di acido acetico Resistenza all’acido acetico No sovraossidazione Resistenza ai bassi valori di pH Invecchiamento ABT physical changes chemical reactions Osmofilia Alta produzione di acidità fissa No esopolisaccaridi No aroma indesiderati Lisa Solieri, Reggio Emilia, 3 Marzo 2012 – Le quattro fasi del balsamico – Food Biotechnology and Industrial Microbiology Research Group (FoBIM) - Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia

4. Trasferimento tecnologico 4.1 La fermentazione scalare La fermentazione alcolica si arresta in presenza di acido acetico Concentrazioni dell’1% e basso pH svolgono un’azione tossica ed inibitrice sui lieviti La fermentazione alcolica e l’ossidazione acetica dell’ABT sono processi biologici scalari Lisa Solieri, Reggio Emilia, 3 Marzo 2012 – Le quattro fasi del balsamico – Food Biotechnology and Industrial Microbiology Research Group (FoBIM) - Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia

4. Trasferimento tecnologico 4.2 HMF: i parametri che influenzano Detto nel 2006 Detto nel 2006 Detto nel 2006 Muratore G., Licciardello F., Restuccia C., Puglisi M.L., Giudici P. 2006. Role of Different Factors Affecting the Formation of 5-Hydroxymethyl-2-furancarboxaldehyde in Heated Grape Must. J. Agric. Food Chem. 54: 860-863

4. Trasferimento tecnologico 4.3 “Il barile chiuso” ovvero i “trucchi” dell’aceto Cocchiume aperto Cocchiume chiuso Durante l’attività ossidativa dei batteri acetici Durante l’invecchiamento del prodotto Limitare le perdite di acidi volatili Non impedire le perdite di acqua Lisa Solieri, Reggio Emilia, 3 Marzo 2012 – Le quattro fasi del balsamico – Food Biotechnology and Industrial Microbiology Research Group (FoBIM) - Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia

4. Trasferimento tecnologico 4.4. Le melanoidine: nuovi indicatori di invecchiamento Lisa Solieri, Reggio Emilia, 3 Marzo 2012 – Le quattro fasi del balsamico – Food Biotechnology and Industrial Microbiology Research Group (FoBIM) - Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia

Food Biotechnology and Industrial Microbiology Research Group (FoBIM) Lisa Solieri - La ricerca scientifica nel settore degli aceti di fermentazione: le attività nel triennio 2005-2008 – Gruppo di Microbiologia degli Alimenti - Dipartimento di Scienze Agrarie e degli Alimenti - Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia Lisa Solieri, Reggio Emilia, 3 Marzo 2012 – Le quattro fasi del balsamico – Food Biotechnology and Industrial Microbiology Research Group (FoBIM) - Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia

Data and bioresource management Development of starter cultures FoBIM Strategies Gene/Genome seq., taxonomy Competences Strategies Genome Metagenome qPCR, RNA-seq Libraries screening and sequencing, DGGE, TGGE Transcriptome 16S/26S rRNA gene survey 2D, ChipSeq Proteome Partnership research Pathway discovery Inverse metabolic engineering Analytical chemistry & metabolomic analysis Metabolome Enzyme discovery Growth test, fermentation, physiological assay Data and bioresource management (FoBIM Biobank) Fluxome Phenotype OUTPUT Development of starter cultures Food fermentation Industrial application Nutriceuticals