Fermentarea controlată a verzei negre, o abordare inovatoare pentru îmbunătățirea valorii nutriționale și a efectelor asupra sănătății

Un studiu publicat în LWT - Food Science and Technology a investigat impactul fermentării controlate asupra compoziției nutriționale și a proprietăților funcționale ale verzei negre (Brassica oleracea var. acephala), utilizând două tulpini microbiene selecționate: Lactiplantibacillus plantarum TB 11-32 și Saccharomyces cerevisiae LI 180-7. Studiul a fost realizat în Italia, cu sprijinul institutului CNR-ISPA, și propune o metodă sustenabilă de valorificare a legumelor crucifere în vederea obținerii unor alimente funcționale.
Legumele din familia Brassicaceae, precum broccoli, conopida sau varza, sunt recunoscute pentru efectele lor protectoare împotriva bolilor cardiovasculare, neurodegenerative și a cancerului. Aceste efecte sunt atribuite în special conținutului de polifenoli, glucozinolați și izotiocianați. Totodată, metodele de procesare, inclusiv fermentarea, pot potența sau diminua aceste beneficii. Fermentarea, în special cea realizată cu culturi starter controlate, poate îmbunătăți semnificativ proprietățile antioxidante și funcționale ale alimentelor, reducând în același timp riscul de contaminare cu microorganisme patogene.

Despre studiul actual

Cercetătorii au explorat două metode tradiționale de pregătire a materiei prime:

• Metoda cu saramură (80 g/L NaCl)
• Metoda prin presare cu sare uscată (40 g/kg NaCl)

În ambele variante, frunzele au fost tăiate și fermentate timp de 30 de zile la temperatura camerei, în condiții de laborator. Cele două tulpini microbiene au fost inoculate separat, cu concentrații inițiale de 7 log CFU/g pentru LAB și 6 log CFU/g pentru drojdii.

Pe parcursul procesului au fost monitorizați parametri precum: pH-ul, salinitatea, profilul microbiologic, compoziția biochimică (zaharuri, acizi organici, azot), conținutul de polifenoli, activitatea antioxidantă, aminoacizii liberi, compușii volatili și impactul asupra microbiotei intestinale umane simulate in vitro.

Rezultate

Fermentarea și parametrii fizico-chimici

• pH-ul a scăzut sub 4,1 în toate probele fermentate, un prag considerat sigur pentru produse vegetale fermentate.
• Salinitatea s-a stabilizat la 70 g/L, limitând dezvoltarea microorganismelor patogene.
• Fermentarea cu L. plantarum a generat cantități mai mari de acid lactic, în timp ce S. cerevisiae a produs mai mult acid acetic.

Evaluare senzorială

• Fermentarea a redus duritatea și fibrozitatea, mai ales în probele presate.
• A fost observată o scădere a gustului amar și o creștere a notelor dulci și umami în probele fermentate, mai pronunțată în cazul S. cerevisiae.

Analize microbiologice

• Fermentarea a crescut semnificativ densitatea de bacterii lactice (până la 7,9 log CFU/g).
• Drojdia S. cerevisiae a proliferat mai bine în frunzele presate, atingând 7,1 log CFU/g.
• Nu au fost detectate bacterii patogene precum Clostridium spp., Staphylococcus coagulazo-pozitiv sau Pseudomonas spp..

Compoziția biochimică și activitatea antioxidantă

• Fermentarea a redus zaharurile și acidul malic, favorizând formarea de acizi lactic și acetic.
• În mostra P-YST (presată, fermentată cu S. cerevisiae), conținutul de polifenoli a crescut de 4,6 ori, iar activitatea antioxidantă a crescut de 3,4 ori față de mostra nefermentată.
• Cele mai ridicate niveluri de antioxidanți și polifenoli au fost înregistrate în combinațiile presate, confirmând efectul benefic al tratamentului mecanic și al starterului ales.

Aminoacizi liberi

• Fermentarea a crescut semnificativ conținutul total de aminoacizi liberi, de la 3058 mg/kg la 6803 mg/kg în mostra fermentată cu drojdie.
• A fost remarcată o creștere importantă a nivelului de GABA (acid γ-aminobutiric), asociat cu efecte benefice neuroprotectoare, hipotensive și antioxidante.

Profilul aromatic (VOC)

• În probele fermentate, numărul de compuși volatili a crescut de la 90 (nefermentat) la 116 (fermentat cu S. cerevisiae).
• Probele P-YST au fost caracterizate printr-un conținut bogat în esteri, asociați cu arome fructate și fermentative.
• Probele P-LAB au prezentat un profil bogat în acizi carboxilici, alcooli și fenoli derivați din fermentarea aminoacizilor aromatici.

Impactul asupra microbiotei intestinale simulate

• Toate probele digerate in vitro (fermentate și nefermentate) au crescut densitatea de bacterii benefice (Lactobacili, Lactococi), fără a afecta semnificativ Bifidobacteriile.
• Probele fermentate au crescut semnificativ nivelul Enterobacteriaceelor, dar nu s-au observat modificări în populațiile de Clostridium spp.
• Profilul de VOC-uri post-fermentare intestinală a indicat o creștere a esterilor și acizilor grași cu lanț scurt (SCFA), în special în D-YST, ceea ce sugerează activarea unor căi microbiene benefice pentru sănătatea intestinală.

Concluzii

Fermentarea verzei negre printr-o metodă controlată, cu utilizarea tulpinilor Lactiplantibacillus plantarum și Saccharomyces cerevisiae, a permis obținerea unui produs sigur, stabil, cu valoare nutritivă și funcțională superioară. Probele presate, comparativ cu cele doar puse în saramură, au prezentat un profil biochimic și senzorial mai favorabil.

• Fermentarea cu L. plantarum a îmbunătățit profilul de polifenoli și activitatea antioxidantă, cu potențiale beneficii cardiovasculare.
• Fermentarea cu S. cerevisiae a crescut nivelul de GABA și esterii volatili, cu impact pozitiv asupra microbiotei și sănătății digestive.

Procesul nu produce ape reziduale sau subproduse, are un impact ecologic redus și permite păstrarea produsului la temperatura camerei. Aceste rezultate deschid calea spre extinderea procesului la scară industrială și evaluarea în studii clinice privind beneficiile asupra sănătății umane.

Un studiu clinic este deja în curs de planificare, iar adaptarea tehnologiei la scară semi-industrială a fost inițiată în colaborare cu o companie alimentară, vizând procesarea a peste 300 kg de materie primă.