I Batteri Lattici (LAB) in microbiologia degli alimenti Valerio Giaccone Dipartimento di Sanità pubblica, Patologia comparata e Igiene veterinaria Padova

I Batteri Lattici sono anche detti LAB (Lactic Acid bacteria) Gruppo eterogeneo di batteri, lieviti e muffe che hanno quasi sempre effetti positivi sugli alimenti

determinante nella produzione degli “alimenti fermentati”, … I LAB giovano un ruolo determinante nella produzione degli “alimenti fermentati”, … … alimenti che devono le loro caratteristiche sensoriali e nutrizionali a enzimi prodotti proprio dai LAB

I LAB sono microrganismi che producono enzimi proteolitici, lipolitici e saccarolitici con i quali … … producono, in un alimento, acidi organici, aminoacidi, alcool etilico, composti aromatici e/o CO2

Possono arrivare agli alimenti durante la loro produzione, come effetto di un “inquinamento” naturale, … … o essere aggiunti intenzionalmente dall’uomo in grande quantità (ceppi starter o starter microbici)

come batteri lattici utilizzati come starter primari … Si parla anche di LAB come batteri lattici utilizzati come starter primari … … per conferire all’alimento le sue caratteristiche sensoriali basali, …

(No Starter Lactic Acid Bacteria) … e di NSLAB (No Starter Lactic Acid Bacteria) per definire altri ceppi di lattici che arrivano per via naturale … … all’alimento e che servono a definire meglio, a “perfezionare” l’aroma finale del prodotto

Nel gruppo dei LAB sono compresi molti generi batterici … … (Lactobacillus, Lactocococcus, Micrococcus, Staphylococcus, Pediococcus, …

… Leuconostoc, Carnobacterium, Bifidobacterium, … … Propionibacterium, Brevibacterium)

Tra i LAB si annovera anche alcune specie di lieviti, quali … … Saccharomyces, Debaryomyces, Kluyveromyces, Hansenula) …

… e poche specie di muffe, ma importanti per la produzione di salami e formaggi, quali … … Penicillium camemberti, P. roqueforti, P. nalgiovense)

Alimenti “fermentati” sono quegli alimenti che per assumere le tipiche caratteristiche sensoriali … … devono subire un processo di stagionatura in cui intervengono le fermentazioni dei batteri lattici

Sono tipici alimenti “fermentati” molti salami crudi e molti salumi, i formaggi e i latti fermentati, … … pane e prodotti da forno lievitati, le verdure fermentate e tutte le bevande alcoliche

I LAB sono adattati a vivere e moltiplicare in ambienti anche molto acidi (microrganismi acidodurici) … … e nella maggior parte dei casi sono alotolleranti o decisamente alofili (fino al 25-30% di sale)

Questo spiega perché formano anche gran parte della flora microbica di alimenti acidi o molto salati … … come prodotti a base di carne stagionati, prodotti ittici essiccati o salati (stoccafisso, baccalà, acciughe)

Gram positivi, tendenzialmente anaerobi o anche anaerobi stretti, … Sono per lo più batteri Gram positivi, tendenzialmente anaerobi o anche anaerobi stretti, … …, non particolarmente esigenti come sostanze nutritive, catalasi negativi e riducono i nitrati a nitriti

Secondo il genere e la specie, sono più o meno proteolitici, lipolitici e saccarolitici In qualche caso, secondo l’alimento dove moltiplicano, possono essere anche causa di alterazioni sgradevoli

ricavano dalla scissione dei carboidrati, si distinguono in … In base ai composti che ricavano dalla scissione dei carboidrati, si distinguono in … … batteri lattici omofermentanti o eterofermentanti

sono microrganismi che dagli zuccheri producono … I LAB omofermentanti sono microrganismi che dagli zuccheri producono … … quasi esclusivamente (> 85%) acido lattico

dagli zuccheri producono vari acidi Gli eterofermentanti dagli zuccheri producono vari acidi (lattico, acetico, propionico, butirrico, malico, succinico) … … etanolo, CO2, aldeidi e chetoni, mucopolissacaridi e altri composti aromatici volatili

I LAB sono utilizzati dall’uomo negli alimenti per due fini essenziali … … conferire al prodotto le tipiche caratteristiche sensoriali di alimento fermentato (azione fermentativa), …

… e per sfruttare i loro poteri di antagonismo nei confronti di altri batteri (azione antimicrobica) … … e frenare la moltiplicazione di batteri patogeni o alteranti negli alimenti

Come antimicrobici, i LAB agiscono in quattro modi differenti Competono con altri batteri per lo spazio vitale e le sostanze nutritive a disposizione

Producono acidi e, quindi, riducono il pH del substrato, rendendolo poco adatto per altri batteri Producono perossido di idrogeno, tossico soprattutto per Clostridium, S. aureus e Pseudomonas

Soprattutto, producono batteriocine, polipeptidi di basso peso molecolare … … che hanno effetto antimicrobico nei confronti di altri batteri (patogeni per l’uomo o alteranti per gli alimenti)

Cocchi catalasi-positivi Batteri Lattici Cocchi catalasi-positivi Flora competitiva Sintesi di acidi Catalasi Reduttasi Consumo O2 Lipasi Calo del pH Nitrati Punto isoelettrico Sintesi H2O2 Disidratazione Riduzione Ossidazione Calo di valore Eh Gelificazione Nitriti Calo valore aw Formazione aroma Affettabilità Riduzione Demolizione H2O2 Effetto antiossidante Inibizione batteri alteranti/patogeni Stabilizzazione del rosso Shelf-life Tessitura Colore Aroma

Peptidi bioattivi prodotti dai ribosomi e rilasciati dai LAB man mano Le batteriocine Peptidi bioattivi prodotti dai ribosomi e rilasciati dai LAB man mano che li producono

batteriostatica/battericida per specie Di regola hanno azione batteriostatica/battericida per specie vicine a quella del ceppo produttore La cellula che le produce sviluppa una specifica immunità nei confronti della batteriocina

Si ipotizza che agiscano tutte sulla membrana citoplasmatica dei batteri antagonizzati … … provocando l’apertura di pori nello strato fosfolipidico e provocando la morte del batterio

Sono suddivise in tre gruppi: lantibiotici, batteriocine non-lantibiotici (termostabili e di basso PM), … … batteriocine non-lantibiotici termostabili, di elevato PM

Il principale lantibiotico è la nisina (Lactococcus lactis), ammessa anche come additivo alimentare Altri lantibiotici sono lacticina 481, lactocina, carnocina U149 e variacina

Tra i non-lantibiotici a basso PM, lacotococcina A, B, M, lactacina F, sakacina A e P, pediocina, piscicolina Tra i non-lantibiotici a alto PM si segnala soprattutto l’elveticina J

Al momento, si utilizzano le batteriocine per effetto “indiretto”, … … favorendo la proliferazione di LAB negli alimenti fermentati o in altri gruppi di alimenti

Nel futuro prossimo, si pensa di produrre industrialmente batteriocine, concentrarle e quindi … … aggiungerle direttamente in purezza ai prodotti alimentari (tecniche di bioconservazione)