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Le bevande vegetali a base di legumi e l’impiego di fermentazione
Il mercato globale dei prodotti alternativi al latte è destinato a raddoppiare la sua crescita nel periodo 2021-2028 [1] e le bevande a base vegetale sono tra le alternative più diffuse e richieste in Europa [2].
Dal punto di vista nutrizionale, le bevande a base di legumi hanno un contenuto proteico simile al latte (3-3.5%), mentre le bevande a base di cereali e frutta secca hanno minime quantità di proteine (<1%) [3,4].
Inoltre, coltivare i legumi è ritenuto più sostenibile e, per questo, sta riscuotendo grande interesse in campo alimentare, soprattutto nella produzione di alternative vegetali al latte.
Dall’altra parte, la presenza di fattori anti-nutrizionali, che limitano la disponibilità dei minerali e la digeribilità delle proteine, e l’off-flavour conferito ai prodotti finali, rende difficile l’utilizzo dei legumi così come sono [5].
Ci vengono incontro alcune tecnologie che hanno il compito di diminuire il quantitativo degli anti-nutrizionali e di off-flavour negli alimenti, in particolare la fermentazione lattica è una tra le migliori, capace di migliorare il valore nutrizionale, le proprietà sensoriali e la shelf-life degli alimenti [6].
Nel mercato agroalimentare si nota una marcata richiesta di cibi ricchi in proteine, di conseguenza le industrie produttrici ricorrono all’utilizzo di isolati proteici, come il glutine o l’isolato di piselli.
Tuttavia, l’estrazione degli isolati proteici è abbastanza costosa e non sostenibile, per cui si dovrebbe optare per la tecnica del frazionamento a secco poiché green e consente di recuperare concentrati proteici usando esclusivamente metodi fisici.
Protocollo sperimentale
Per la caratterizzazione della bevanda a base di cece nero pugliese, sono state utilizzate tre tecniche:
- frazionamento a secco sulla farina (56% di proteine);
- trattamento termico a 90° della miscela acqua e farina;
- fermentazione con starter selezionati.
In seguito, sono stati prodotti quattro campioni come riportato in (Fig. 1):
Tutti i campioni sono stati sottoposti a diverse analisi per verificare gli effetti che la fermentazione ha provocato sulla matrice in esame.
Effetti della fermentazione sul profilo nutrizionale
Nei campioni inoculati con fermenti lattici si nota una diminuzione di saccarosio (35-68%) rispetto al controllo, dove STLP ha il più alto valore.
Durante la fermentazione lattica non si sono rilevate modifiche circa il contenuto di proteine e grassi totali delle bevande, infatti, il contenuto proteico delle bevande formulate (circa 120 gr/kg) è più alto rispetto alle altre bevande vegetali in commercio e quelle riportate in letteratura, e questo ne aumenta la qualità [3,4,7,8].
Inoltre, secondo le leggi in vigore in Europa, è possibile inserire l’indicazione “ricco in proteine” su tutte queste bevande.
Questo evidenzia l’importanza di utilizzare i frazionati proteici di legumi come materiale di partenza [9,10].
Allo stesso tempo, è possibile apporre anche l’indicazione “basso contenuto in grassi” poiché le bevande contengono meno del 3% di grassi totali [10] e ridotto contenuto di grassi saturi (1.80–2.20 g/kg vs. 3.20 g/kg).
Basandoci sull’apporto giornaliero consigliato, i minerali citati nello studio sono presenti in quantità considerevoli.
L’influenza delle colture starter
Il tipo di starter ha influenzato in maniera differente il contenuto dei minerali nei vari campioni.
Infatti, la fermentazione con STLL e ST ha aumentato il contenuto di potassio e la fermentazione con ST ha apportato più zinco, mentre la fermentazione con STLP ha abbassato l’apporto di potassio e rame.
Comparando il controllo con le bevande sottoposte a fermentazione, in particolare con STLP, si evidenzia un aumento di fosforo.
Dall’altra parte, il processo fermentativo causa riduzione di fitati in tutte le bevande fermentate, con risultati maggiori per ST e STLP.
Questo è probabilmente dovuto all’attivazione delle fitasi della pianta o alla produzione di enzimi da parte dei microorganismi che sono capaci di ridurre uno dei maggiori fattori anti-nutrizionali dei legumi [11].
ST e STLP sono capaci di diminuire la quantità di acido fitico fino al 79% rispetto al contenuto iniziale, infatti, in molti studi è riportata la capacità di L. plantarum di produrre fitasi microbiche e, in monocultura o in co-coltura con S. thermophilus, sono capaci di diminuire considerevolmente l’acido fitico nei legumi [17].
Effetti della fermentazione sulla struttura
La sfida più grande nell’industria alimentare è quella di riuscire a produrre alternative vegetali con una struttura simile ai prodotti tradizionali ai quali si ispirano.
Con la fermentazione lattica sono state osservate delle modifiche della texture, aumento della viscosità, della consistenza e miglioramento del sapore e del colore.
Questi fenomeni sono attribuiti alla produzione di esopolisaccaridi (EPS) da parte dei microorganismi, che sono responsabili dell’aumento della viscosità.
Comparando i risultati ottenuti con altri studi simili, si vede che la stabilità dei campioni fermentati è maggiore e, la consistenza della bevanda con STLP è simile allo yogurt tradizionale.
Effetti della fermentazione sul profilo sensoriale e sui composti volatili
Di solito, la fermentazione con starter selezionati è utilizzata come strategia per mascherare o eliminare sapori indesiderati negli alimenti prodotti con legumi, infatti in questo studio si nota il cambiamento del gusto/retrogusto e della struttura delle bevande prodotte.
In particolare, il processo fermentativo ha abbassato considerevolmente le sensazioni di erba e di vegetale, questo è dovuto essenzialmente alla produzione di nuovi composti che vanno a mascherare i principali difetti della matrice di partenza [6,12,13].
Il contributo della fermentazione lattica sui composti volatili riguarda l’aumento di molecole già esistenti e la formazione di nuove.
L’analisi dei composti volatili permette di identificare numerose molecole che, secondo la letteratura, sono classificate come off-flavor, ad esempio il 2-eptanone o l’ottanale trovati in grande quantità nella bevanda fermentata con STLP.
Il cece nero pugliese è ricco in acidi grassi insaturi che vengono scissi dagli enzimi formando composti volatili a corta catena come aldeidi, chetoni e alcoli che sono responsabili degli odori indesiderati [14,15].
Alla luce di questo, vale la pena affermare che la concentrazione di ogni singolo composto volatile può essere responsabile della formazione di off-flavors negli alimenti e giocare un ruolo importante nella percezione degli odori.
Conclusioni
Molte leguminose, farine e isolati proteici vengono studiati per la loro idoneità nella formulazione di bevande vegetali fermentate in alternativa allo yogurt.
Però non ci sono studi dove si utilizzano concentrati proteici di legumi ottenuti dal frazionamento a secco.
I risultati di questo studio indicano che il frazionato proteico del cece nero pugliese ha potenziale nell’arricchire un alimento di proteine e di ridurre invece il contenuto di carboidrati a seguito della fermentazione.
Gli starter selezionati utilizzati hanno ridotto il contenuto di fitati e acidi grassi saturi e hanno migliorato il colore, la consistenza, la viscosità e la cremosità dei prodotti formulati.
Nel complesso, i risultati ottenuti dimostrano che la fermentazione della miscela a base di cece nero è un prodotto innovativo e promettente da considerare, a livello industriale, come alternativa allo yogurt o come base per lo sviluppo di formaggi plant-based o gelati.
Speriamo che tu abbia trovato la lettura di questo articolo sugli effetti chimico-fisici della fermentazione di bevande a base di legumi interessante. Per altri contenuti simili, consulta la sezione Qualità del nostro sito web. E se vuoi restare sempre al passo con le ultime novità in fatto di Agrifood, iscriviti alla nostra Newsletter!
[1] Fortune Business Insight. Dairy Alternatives Market to Exhibit 13.30% CAGR by 2028; Surging Demand for Vegan and Plant-Based Diet to Boost Growth. 2021. Available online: https://www.fortunebusinessinsights.com/industry-reports/dairy-alternativesmarket-100221 (accessed on 15 April 2022).
[2] Smart Protein Project, E.U Horizon. 2020 Research and Innovation Programme (No 862957). Plant-Based Foods in Europe: How Big Is the Market? Available online: https://smartproteinproject.eu/market-research/ (accessed on 13 March 2022).
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Simona Miccoli
Tesista magistrale in Scienze e Tecnologie alimentari presso l’Università degli studi di Bari. Il progetto di tesi ha come obiettivo lo sviluppo di alternative vegetali ai latticini, in particolare sull’utilizzo della fermentazione dei legumi per l’ottenimento di bevande e formaggi plant-based. Sotto la supervisione della Dott.ssa Marina Mefleh.
