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Innovativi metodi di fermentazione rivelano come il cavolo nero pressato, arricchito con lievito o batteri, offra maggiori benefici per la salute e un sapore migliore, aprendo nuove possibilità per gli alimenti funzionali.
In un recente articolo pubblicato sulla rivista LWT – Food Science and Technology, i ricercatori hanno studiato come la fermentazione controllata possa migliorare la sicurezza e il valore nutrizionale del cavolo nero.
Hanno scoperto che la fermentazione ha migliorato significativamente l’attività antiossidante e il contenuto di polifenoli del cavolo nero, ha aumentato i livelli di acidi grassi a catena corta (SCFA) benefici per la salute nei campioni fermentati con lievito, ha introdotto composti benefici per la salute che variavano a seconda del lievito madre utilizzato e ha promosso la crescita di batteri intestinali benefici, con tutti i trattamenti che aumentavano l’abbondanza microbica, ma con solo modeste differenze tra campioni fermentati e non fermentati in termini di cambiamenti generali del microbioma.
Lo studio ha inoltre scoperto che la fermentazione del lievito era associata a maggiori aumenti del neurotrasmettitore GABA, che è stato collegato alla regolazione della pressione sanguigna e agli effetti antidepressivi.
Questo studio è degno di nota in quanto è uno dei primi a confrontare sistematicamente sia i batteri dell’acido lattico sia gli starter di lievito per la fermentazione del cavolo nero.
Sfondo
Verdure come broccoli, cavolfiori e cavoli sono ricche di composti benefici, tra cui glucosinolati, flavonoidi e polifenoli, che sono stati collegati a un minor rischio di malattie croniche, tra cui neurodegenerazione, cancro e malattie cardiovascolari.
Tuttavia, il modo in cui queste verdure vengono lavorate è fondamentale per migliorare e preservare i loro composti benefici. La fermentazione è un metodo ampiamente utilizzato che conserva gli alimenti, ne esalta le qualità sensoriali e nutrizionali e ne rende più sicuro il consumo. Nel cavolo, la fermentazione naturale è guidata dai batteri lattici presenti nella pianta, ma questo può comportare problemi di sicurezza e la consistenza del prodotto fermentato non può essere facilmente controllata.
L’attenzione si è spostata sull’uso di colture starter specifiche, come il Lactiplantibacillus plantarum, per garantire risultati migliori, prevedibili e costanti. Studi hanno dimostrato che la fermentazione guidata da starter migliora le proprietà benefiche, il contenuto di polifenoli e i livelli di antiossidanti. Tuttavia, l‘uso di altri starter, come il lievito, non è stato esplorato. Questo studio è il primo a confrontare sistematicamente gli effetti sia dei batteri lattici che degli starter di lievito nella fermentazione del cavolo nero.
Informazioni sullo studio
I ricercatori hanno applicato la fermentazione controllata utilizzando batteri selezionati e lieviti starter al cavolo nero per studiare in che modo questi trattamenti avrebbero influito sulle sue caratteristiche nutrizionali.
Le foglie fresche di cavolo nero sono state acquistate presso un mercato locale italiano, lavate e tagliate a pezzetti. Il cavolo è stato poi sottoposto a uno dei due metodi di fermentazione: l’immersione in salamoia (80 g/L di NaCl) o la pressatura delle foglie con sale a secco (40 g/kg) per rilasciare i succhi e avviare la fermentazione.
Sono stati selezionati due ceppi microbici: il batterio lattico Lactiplantibacillus plantarum TB 11-32 e il lievito Saccharomyces cerevisiae LI 180-7. Questi sono stati coltivati separatamente prima di essere aggiunti al cavolo per raggiungere concentrazioni specifiche (~7 log UFC/g per i batteri, ~6 log UFC/g per il lievito). La fermentazione è avvenuta a temperatura ambiente e al buio per circa 30 giorni. Il pH e la salinità della miscela sono stati monitorati e la miscela è stata agitata ogni 10 giorni. La fermentazione è stata considerata completa se il pH era inferiore a 4,6.
Dopo la fermentazione, i campioni sono stati valutati per la sicurezza microbica, la composizione chimica e le caratteristiche sensoriali. Un panel sensoriale di 14 partecipanti non addestrati ha valutato il gusto e la consistenza utilizzando una scala da 0 (assente) a 6 (intenso). I campioni sono stati masticati e deglutiti, con pulizia del palato tra una degustazione e l’altra.
Per l’analisi microbica, i campioni sono stati diluiti e coltivati per valutare la presenza di microbi benefici e verificare la presenza di batteri nocivi. Inoltre, sono stati effettuati test biochimici per misurare le variazioni di nutrienti, polifenoli e attività antiossidante utilizzando estratti idroalcolici dai campioni fermentati.
Risultati
La fermentazione del cavolo nero mediante colture starter (batteri o lievito) ne ha alterato significativamente le proprietà chimiche, sensoriali e nutrizionali.
Il pH è sceso da 6,0 a circa 4,0-4,1 entro il trentesimo giorno, segnando la fine della fermentazione, mentre i livelli di sale si sono stabilizzati a 70 g/L dopo 10 giorni sia nei campioni in salamoia che in quelli pressati. Il cavolo pressato ha mostrato una maggiore perdita di consistenza, tra cui morbidezza e riduzione della fibrosità, ma entrambe le preparazioni hanno mantenuto gli standard di sicurezza alimentare. Sono stati rilevati bassi livelli di Enterobacteriaceae (~3 log UFC/g), ma sono stati controllati dalla concentrazione salina e dalla competizione con gli starter.
Le colture starter hanno influenzato il gusto e i cambiamenti biochimici. Il cavolo pressato fermentato con lievito presentava un amaro inferiore e una dolcezza e un umami più elevati rispetto ai campioni non trattati. Il contenuto di acidi organici variava: l’acido lattico era più elevato nei campioni batterici, mentre i campioni fermentati con lievito mostravano più acido acetico.
I campioni pressati presentavano anche una maggiore concentrazione di batteri lattici, a supporto di una maggiore attività fermentativa. La crescita del lievito è stata più pronunciata nel campione di lievito starter, mentre tutti i trattamenti sono rimasti privi di patogeni principali.
Il contenuto fenolico totale e l’attività antiossidante sono aumentati in tutti i campioni, con il cavolo fermentato con lievito che ha mostrato i maggiori miglioramenti: il contenuto fenolico è aumentato di 4,6 volte e l’attività antiossidante di 3,4 volte rispetto al cavolo non fermentato. La fermentazione ha migliorato il rilascio di composti bioattivi dai tessuti vegetali. Questo effetto è stato particolarmente marcato nel cavolo pressato e fermentato con lievito, mentre i campioni in salamoia hanno mostrato aumenti minori.
D’altro canto, nei campioni fermentati con batteri LAB è stato riscontrato un aumento dei composti fenolici rilasciati, che hanno potenziali benefici per la salute cardiovascolare.
Il contenuto di aminoacidi liberi è aumentato notevolmente in entrambi gli starter, soprattutto per gli aminoacidi essenziali e bioattivi. Tuttavia, il cavolo fermentato con lievito ha mostrato l’aumento complessivo più elevato, dimostrando un significativo miglioramento nutrizionale attraverso la fermentazione. In particolare, la concentrazione di GABA (acido γ-amminobutirrico), un neurotrasmettitore associato ad effetti ipotensivi e neuroprotettivi, è aumentata significativamente sia con la fermentazione batterica che con quella con il lievito.
Sono stati osservati profili aromatici distinti: la fermentazione del lievito ha prodotto esteri più diversificati e fruttati, mentre la fermentazione dei batteri lattici ha prodotto livelli più elevati di zolfo e altri composti aromatici attivi.
Esperimenti in vitro di digestione e fermentazione fecale hanno dimostrato che tutti i campioni di cavolo nero, fermentati o meno, aumentavano l’abbondanza di batteri intestinali benefici rispetto al liquame fecale non trattato. Tuttavia, le differenze tra cavolo non fermentato e fermentato erano modeste per alcuni gruppi batterici. I campioni fermentati con lievito promuovevano specificamente la produzione di acidi grassi a catena corta e relativi esteri, composti con potenziali benefici per la salute intestinale e la sindrome dell’intestino irritabile, mentre i campioni fermentati con batteri lattici batterici (LAB) portavano a un maggiore rilascio di composti fenolici che possono contribuire a ridurre lo stress ossidativo e a supportare la salute cardiovascolare.
Conclusioni
Questo studio conferma che la fermentazione guidata da un lievito può migliorare la sicurezza, il sapore e la qualità nutrizionale del cavolo nero.
Sia i batteri che i lieviti hanno ridotto efficacemente il pH, arricchito il sapore e aumentato il contenuto di composti benefici per la salute, tra cui fenoli, antiossidanti e amminoacidi. La spremitura del cavolo prima della fermentazione ha contribuito al rilascio di una maggiore quantità di nutrienti e ha migliorato la crescita microbica, in particolare per batteri e lieviti benefici.
L‘utilizzo del lievito ha mostrato i maggiori miglioramenti nel gusto, tra cui una minore amarezza e un maggiore umami, nonché un aumento del contenuto di polifenoli, dell’attività antiossidante e dei livelli di aminoacidi, suggerendo che gli starter di lievito possano essere altamente efficaci. Tuttavia, lo studio ha rilevato che la spremitura con entrambe le buone colture starter (LAB o lievito) ha offerto risultati ottimali ed entrambi gli approcci hanno mostrato distinti vantaggi funzionali. I risultati suggeriscono che la fermentazione con starter selezionati funge da tecnica di bioconservazione sostenibile, producendo un prodotto a lunga conservazione senza acque reflue o sottoprodotti. Sono in corso sperimentazioni su scala industriale (lavorando lotti di oltre 300 kg) ed è in programma uno studio clinico per valutare ulteriormente l’impatto sulla salute umana.
Questi cambiamenti sono in linea con gli studi precedenti sui crauti e sulle verdure fermentate, sottolineando l’importanza dei metodi di fermentazione e della selezione dei ceppi microbici.
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In particolare, non sono stati riscontrati microbi nocivi in alcun prodotto fermentato, a dimostrazione della sicurezza del processo. Tutti i prodotti hanno soddisfatto gli standard di sicurezza alimentare e il protocollo di fermentazione offre vantaggi ambientali riducendo al minimo gli sprechi e consentendo la produzione durante tutto l’anno.
Nel complesso, il cavolo nero pressato fermentato con lievito o batteri lattici vivi si è rivelato un metodo particolarmente promettente per sviluppare verdure fermentate saporite e funzionalmente arricchite, con il lievito che ha dimostrato una particolare forza nel miglioramento sensoriale e nutrizionale, ma entrambi gli approcci apportano importanti benefici per la salute.