SCIENZA E TECNICA LATTIERO-CASEARIA - ANNO LXVII 2016 Bollettino dell'Associazione Italiana Tecnici del Latte Journal of the Italian Dairy Science ...
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SCIENZA E TECNICA
LATTIERO-CASEARIA
Bollettino dell’Associazione Italiana Tecnici del Latte
Journal of the Italian Dairy Science Association
ANNO LXVII
2016
PARMASCIENZA E TECNICA LATTIERO-CASEARIA
Bollettino dell’Associazione Italiana Tecnici del Latte - AITeL
Official Publication of Italian Dairy Science Association
COMITATO DI REDAZIONE EDITORIAL BOARD
Presidente Andrea Summer President
Direttore Massimo Malacarne Editor in Chief
Francesco Addeo, Napoli-Portici; Bruno Battistotti, Milano-Piacenza;
Luigi Calamari, Milano-Piacenza; Anna Caroli, Brescia; Liliana Di Stasio,
Torino; Paolo Formaggioni, Parma; Andrea Formigoni, Bologna; Piero
Franceschi, Parma; Giuseppe Losi, Bologna-Reggio Emilia; Erasmo
Neviani, Parma; Giorgio Panari, Reggio Emilia; Luisa Pellegrino, Milano;
Giovanni Piredda, Sassari; Andrea Rando, Potenza.
DIREZIONE, REDAZIONE E AMMINISTRAZIONE
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43126 Parma. Segreteria tecnica: Massimo Malacarne.
I lavori indirizzati alla Redazione, saranno sottoposti a revisione.
Le norme per gli Autori sono riportate sul n. 1 di ogni anno.
The papers, addressed to the Editor, will be submitted to ieer review.
Instructions for Authors are reported in the first issue of each year.
Dir. resp.: Primo Mariani - Università degli Studi - Via del Taglio, 10 - 43126 Parma
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by Tipolitografia Stamperia s.r.c.l. - ParmaAssociazioni, Enti ed Istituti sostenitori
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Centro Servizi per l’Agroalimentare - Parma
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ASSOCIATO ALL’USPI
UNIONE STAMPA
PERIODICA ITALIANAFORMULAZIONE DI UN NUOVO PRODOTTO FUNZIONALE
DA LATTE DI CAPRA
Massimo PES*1, Margherita ADDIS1, Giacomo LAI1, Myriam FIORI1, Antonio PABA1,
Roberta COMUNIAN1, Stefano FURESI1, Antonio PIRISI1
RIASSUNTO - L’obiettivo del lavoro è stato quello di realizzare un prodotto a partire da latte
di capra, arricchito in elementi nutrizionali a valenza funzionale, con l’aggiunta di batteri
probiotici. Il processo di fabbricazione studiato prevede l’utilizzo di latte fortificato, ottenuto
miscelando in quantità predefinite: latte di capra intero, latte di capra scremato e/o crema
di latte di capra, microparticolato di sieroproteine, olio dell’alga marina Schizochytrium sp.
ed inulina DP ≤ 20. Il latte fortificato così ottenuto è stato sottoposto a omogeneizzazione,
pastorizzazione e acidificato mediante fermentazione lattica. Il prodotto finale, per effetto
della tecnologia applicata, mostra una composizione chimica simile a quella del latte
fortificato di partenza: grasso 4,1± 0,1 g/100g (75% apportato dal latte di capra e il 25%
dall’olio di alga, fonte di omega-3, contenente nello specifico: acido docosaesaenoico DHA,
300 mg/100g e acido eicosapentaenoico EPA, 160 mg/100g); proteina 5,0± 0,2 g/100 g (50%
caseina e 50% sieroproteina); inulina 7,0± 0,0 g/100 g; valore energetico 84,6± 0,8 kcal/100
g. Tale prodotto possiede specifiche proprietà funzionali derivanti dal maggior contenuto
di sieroproteine (170% in più rispetto al latte di capra di partenza), dall’elevato contenuto
in omega-3, e dalla presenza di una fibra solubile a valenza prebiotica associata ad una
coltura probiotica. Inoltre, il limitato apporto calorico associato al contenuto di proteina
(sieroproteina in particolare) e di fibra, potrebbero conferire al prodotto buone proprietà
sazianti. Le caratteristiche fisico-chimiche e nutrizionali del prodotto si mantengono
inalterate durante la conservazione a 4± 1 °C sino a 30 giorni, con una concentrazione della
coltura probiotica superiore a 8 log10 UFC/g. Il prodotto funzionale così formulato, presenta
una consistenza simile ad uno yogurt da bere ed è stato giudicato gradevole al palato,
cremoso e non eccessivamente acido. La presenza dell’olio di alga marina, nella dose
utilizzata, sembrerebbe non conferire al prodotto sapori e/o odori sgradevoli. Come atteso,
il prodotto realizzato soddisfa i requisiti nutrizionali di tre dei “nutrition claims” indicati
nel Regolamento (CE) 1924/2006 e successiva modifica (UE) 116/2010: “alto contenuto di
proteine”, “alto contenuto di fibre” e “ricco di acidi grassi omega-3”. Inoltre, il consumo di
una porzione di 100 g garantirebbe un’ingestione complessiva giornaliera di cellule vive ad
azione probiotica superiore a quella raccomandata dalle Linee Guida sui probiotici e prebiotici
del Ministero della Salute.
Parole chiave: latte di capra, prodotto funzionale, sieroproteine microparticolate, probiotici,
inulina, omega-3.
* Corrispondenza ed estratti: tel. +39 079 2842389, fax +39 079 389450, e-mail: mpes@agrisricerca.it
1
Agris Sardegna - Servizio prodotti di origine animale. Località Bonassai S.S. 291, km 18,600, 07040 Olmedo (SS)
Pes et al (2016) Scienza e Tecnica Lattiero-Casearia, 67 (1-2), 5-22 5ABSTRACT - The aim of this work was to develop a functional product (PF) obtained by acid coagulation of goat milk enriched with both functional nutrients and probiotic bacteria. This product satisfies the requirements of 3 “nutrition claims”: “high protein”, "high fibre", “source of omega-3 fatty acids” (according to Regulations EC 1924/2006 and EU 116/2010). The PF was made by mixing predefined amounts of whole milk, skimmed milk and/or cream of milk, microparticulated whey proteins obtained from concentrated whey goat milk, marine alga (Schizochytrium sp.) oil and inulin DP ≤ 20. The enriched milk, previously homogenized and pasteurized, was inoculated with a starter culture. Aroma and probiotic cultures were also added to the milk. The final composition of PF was comparable to the enriched milk, because the process results in lower evaporation and no syneresis: fat 4.1± 0.1 g/100 g (75% from goat milk and 25% from the vegetable fat source of omega-3, in particular: docosahexa- enoic acid DHA, 300 mg/100g and eicosapentaenoic acid EPA, 160 mg/100 g); protein 5.0± 0.2 g/100 g (50% casein and 50% whey protein); inulin 7.0± 0.0 g/100 g; energy value 84.6± 0.8 kcal/100 g. PF has specific functional properties resulting from the high content of whey protein (170% more than the goat milk), omega-3 (DHA + EPA) and prebiotic soluble fibre (inulin), combined with a probiotic culture. The physico-chemical and nutritional characteristics of the product remain unchanged during storage at 4± 1 ° C for 30 days, with a concentration of probiotic culture than 8 log10 CFU/g. Therefore, 100 g of PF would provide a daily intake higher than that recommended for probiotics Guidelines of the Italian Ministry of Health. The PF obtained has a smooth texture, liquid consistency similar to yogurt drink, furthermore the presence of marine alga oil did not cause off-flavor. Keywords: goat milk, functional product, microparticulated whey proteins, probiotics, inulin, omega-3. INTRODUZIONE che sono stati modificati con il fine di miglio- L’industria alimentare è uno dei settori rare gli effetti benefici per la salute, ma può più importanti dell'economia nazionale e, includere anche gli alimenti che possiedono sebbene l’innovazione di prodotto e di pro- naturalmente componenti con attività nu- cesso siano considerate fondamentali per traceutica dimostrabile [3]. Il crescente costo affrontare la concorrenza e soddisfare le della sanità, il costante aumento dell’aspet- aspettative dei consumatori, il settore è tativa di vita, nonché il desiderio degli an- considerato a bassa intensità di ricerca [1]. ziani di migliorare negli anni la qualità della In tale contesto gli alimenti funzionali stessa, hanno influito sulla crescita della rivestono un ruolo rilevante e rappresentano domanda degli alimenti funzionali [4]. Fra attualmente una delle maggiori aree di ri- i prodotti a base di latte che rispondono ai cerca nel settore alimentare [2]. Una com- requisiti degli alimenti funzionali, in genere missione di esperti europei in nutrizione e yogurt e latti fermentati sono tra i più diffusi medicina, nell’ambito del progetto Fufose [5, 6]. (Funcional Food Science in Europe, IV Pro- I prodotti funzionali a base di latte sono gramma Quadro, http://ilsi.eu/fufose/), ha realizzati prevalentemente con latte vaccino, definito “alimento funzionale” quell’alimento mentre quelli realizzati a partire da latte di che, al di là degli aspetti nutritivi, esercita capra e pecora risultano poco diffusi sul un effetto benefico su una o più funzioni mercato nazionale e inesistenti sul mercato dell'organismo, in modo rilevante, per il Sardo, nonostante i prodotti derivati dal latte miglioramento dello stato di salute e benes- di queste due specie siano attualmente con- sere e/o per ridurre il rischio di malattia. Il siderati di grande interesse per le loro in- termine è di solito applicato agli alimenti trinseche proprietà nutrizionali [7]. 6 Pes et al (2016) Scienza e Tecnica Lattiero-Casearia, 67 (1-2), 5-22
In Europa la dicitura “alimento funzio- L’inulina è un ingrediente naturale pre-
nale” non compare sull’etichetta degli ali- sente in percentuali variabili nei vegetali.
menti in commercio. L’unico riferimento Chimicamente appartiene alla famiglia dei
legislativo europeo relativo alle indicazioni fruttani, polisaccaridi di riserva costituiti
nutrizionali sulla salute dei prodotti alimen- da catene lineari di D-fruttosio. Il numero
tari è il Regolamento (CE) 1924/2006 e suc- di unità di fruttosio che costituiscono la
cessive modifiche [8]. Nello stesso regolamen- molecola è indicato come grado di polimeriz-
to vengono elencati inoltre i “nutrition claims” zazione (DP). Nel caso specifico è stata uti-
ammessi e le condizioni di applicazione degli lizzata l’inulina DP ≤ 20 (Fibruline XL -
stessi. Cosucra, Belgium).
In tale contesto, si è ritenuto interessante L’olio di alga viene estratto da microalghe
studiare e mettere a punto una tecnologia eterotrofe (Schizochytrium sp. e Cryptheco-
di fabbricazione di un prodotto funzionale dinium cohnii) coltivate in condizioni sterili.
nel quale le caratteristiche nutrizionali in- Nel caso specifico è stato utilizzato un olio
trinseche del latte di capra potessero essere derivato dall’alga marina Schizochytrium
potenziate attraverso l’aggiunta di elementi sp. (Life’s omega 45 - DSM, Denmark).
nutrizionali a valenza funzionale e di una b) Processo di fabbricazione - Le lavora-
coltura probiotica. zioni sperimentali (n=6) sono state condotte
presso i laboratori dell’Agenzia Agris Sarde-
MATERIALI E METODI gna. Il latte fortificato è stato preparato sulla
La tecnologia applicata prevede la prepa- base di due formulazioni predefinite (LF1,
razione e successiva coagulazione, attraverso senza integrazione di DHA+EPA; LF2, con
fermentazione lattica, di latte di capra forti- integrazione di DHA+EPA) (Tab. 1) mediante
ficato mediante l’aggiunta di ingredienti la miscelazione dei seguenti ingredienti: latte
aventi specifiche proprietà funzionali. Questi di capra intero, latte di capra scremato,
sono stati selezionati con l’obiettivo di rea- crema di latte di capra, microparticolato, olio
lizzare un prodotto funzionale, che soddisfi di alga marina (aggiunto solo in LF2) ed
i requisiti minimi relativi ai “nutrition inulina DP ≤ 20.
claims” prescelti: “alto contenuto di proteine”, La quantità degli ingredienti necessari
“alto contenuto di fibre” e “ricco di acidi grassi per la preparazione del latte fortificato (LF1
omega-3” (Tab. 1). e LF2) è in funzione della composizione
a) Caratteristiche degli ingredienti utiliz- prestabilita (Tab. 1) nonché della composi-
zati - Il latte in lavorazione è stato fortificato zione degli ingredienti stessi (Tab. 2). Il
mediante l’utilizzo di tre ingredienti: micro- calcolo della quantità degli ingredienti è
particolato da siero concentrato di latte di stato eseguito mediante l’applicazione di un
capra (fonte di proteine), olio di alga (fonte sistema matematico di 5 equazioni apposi-
di omega-3) e l’inulina (fonte di fibre). tamente elaborato (Fig. 1).
Il microparticolato è una sostanza che si Nella figura 2 è riportato lo schema ge-
ottiene di norma da siero presamico concen- nerale del processo tecnologico di fabbrica-
trato per ultrafiltrazione, sottoposto a dena- zione sperimentato. Il latte di capra intero
turazione termica e successiva micropartico- utilizzato durante la sperimentazione è stato
lazione, mediante un trattamento meccanico prelevato direttamente dall’allevamento del-
(omogeneizzazione, microfluificazione). Nel l’Agenzia Agris Sardegna. Una parte del
nostro caso è stato utilizzato, come prodotto latte intero necessario è stata conservata a
di partenza, siero presamico di capra in 4 °C sino al momento dell’utilizzo, mentre
polvere, preventivamente concentrato per la restante parte è stata sottoposta a scre-
ultrafiltrazione (proteina 50%) (AVH Dairy matura (scrematrice centrifuga discontinua,
Trade, The Netherlands). Seital, Parma, Italia) per la produzione di
Pes et al (2016) Scienza e Tecnica Lattiero-Casearia, 67 (1-2), 5-22 7Tabella 1 - Parametri nutrizionali del latte fortificato prescelti e relativi “nutrition claims” Table 1 - Nutritional parameters of enriched milk and selected nutrition claims crema e latte scremato. mediante l’utilizzo di un dispersore ad alta Il microparticolato è stato preparato a velocità (ULTRA-TURRAX® T25, IKA, Stau- partire da una sospensione di siero in polvere fen Germany) e successivamente micropar- e acqua demineralizzata. La sospensione, al ticolato mediante l’utilizzo di un omogeneiz- 10% di proteina e pH 6,60, è stata sottoposta zatore (Panther NS3006L, GEA Niro Soavi, ad un trattamento termico (80 °C x 10 min) - Parma) allo scopo di ridurre le dimensioni in modo da ottenere la precipitazione delle delle particelle sino a 1-2 µm (Fig. 3b). sieroproteine sottoforma di macroaggregati Gli ingredienti sono stati pesati separa- (Fig. 3a). Il preparato così ottenuto, è stato tamente e quindi miscelati in modo da otte- quindi sottoposto ad energica agitazione, nere 5 kg di latte fortificato per ciascuna 8 Pes et al (2016) Scienza e Tecnica Lattiero-Casearia, 67 (1-2), 5-22
Tabella 2 - Composizione fisico-chimica degli ingredienti del latte di capra fortificato (media ± DS)
Table 2 - Physico-chemical composition of ingredients in enriched goat milk (mean ± SD)
lavorazione e per ciascuna delle formulazioni del latte fortificato e al raggiungimento nel
studiate (LF1 e LF2) (Tab. 3). Il latte fortifi- prodotto del pH finale (4,80± 0,10 UpH).
cato così ottenuto è stato preriscaldato a 60 Il prodotto ottenuto (PF1 e PF2) è stato
°C, omogeneizzato alla pressione di 200 bar quindi raffreddato a 4 °C, confezionato e
(Panther NS3006L, GEA Niro Soavi) e in conservato per 30 giorni a 4± 1 °C.
seguito pastorizzato a 90 °C x 20 min. Il latte c) Analisi fisico-chimiche - Sui campioni
è stato quindi raffreddato sino alla tempera- di latte intero, latte scremato, micropartico-
tura di incubazione (42± 2 °C) ed inoculato lato e latte fortificato, sono stati determinati
con una coltura lattica starter (YO-MIX 511, il pH (metodo potenziometrico, pH-metro
Danisco, Denmark, dose inoculo: 0,25 Crison Basic 20+), il contenuto in grasso,
DCU/kg), una coltura lattica aromatizzate proteina, caseina, sieroproteina, lattosio e
(MD 88 Danisco, Denmark, dose inoculo: inulina tramite spettroscopia FT-MIR (Mi-
0,02 DCU/kg) e una coltura probiotica (Bifi- lkoscan FT+, FOSS Hillerod, Denmark).
dobacterium animalis subsp. lactis, BB-12®, Sui campioni di latte fortificato sono stati
Chr-Hansen, Denmark, inoculo: 7 log 10 inoltre determinati, la sostanza secca [9] e
UFC/g). La fermentazione lattica è avvenuta il profilo degli acidi grassi, inclusi DHA e
a temperatura costante (42± 2 °C) per il EPA [10, 11].
tempo necessario (4± 1 h) alla coagulazione Sui campioni di crema sono stati deter-
Pes et al (2016) Scienza e Tecnica Lattiero-Casearia, 67 (1-2), 5-22 9Figure 1 - Sistema di equazioni utilizzato per il calcolo della quantità degli ingredienti Figura 1 - System of equations used to calculate the amounts of the ingredients 10 Pes et al (2016) Scienza e Tecnica Lattiero-Casearia, 67 (1-2), 5-22
Figura 2 - Schema del processo di fabbricazione
Figure 2 - Process flow diagram
Pes et al (2016) Scienza e Tecnica Lattiero-Casearia, 67 (1-2), 5-22 11Figura 3 - Immagini del microparticolato utilizzato nella sperimentazione. Aggregati di sieroproteine termo denaturate prima (a) e dopo la microparticolazione (b) (ingrandimento 1000x) Figure 3 - Images of microparticulate used in the trial. Heat-denaturated whey proteins aggregates before (a) and after microparticulation (b) (1000x magnification) 12 Pes et al (2016) Scienza e Tecnica Lattiero-Casearia, 67 (1-2), 5-22
Tabella 3 - Quantità degli ingredienti utilizzati per la preparazione del latte fortificato (media ± DS)
Table 3 - Amount of ingredients used to obtain the enriched milk (mean ± SD)
minati il pH (metodo potenziometrico, pH- la concentrazione della microflora probiotica
metro Crison Basic 20+), il contenuto di mediante conta su piastra, con terreno BSM-
grasso [12] e di azoto totale [13]. Agar (Bifidus Selective Medium Agar) (Sig-
Sul prodotto funzionale alle 24 ore dalla ma-Aldrich, Milano, Italia) incubato per 48
produzione e dopo 15 e 30 giorni di conser- h in anaerobiosi a 37 °C. Ciascun campione
vazione a 4± 1 °C, sono stati determinati il è stato seminato in doppio e le conte sono
pH (metodo potenziometrico, pH-metro Cri- state espresse come media delle UFC/g.
son Basic 20+), la sostanza secca [9], il con- e) Valore energetico del prodotto - Il valore
tenuto di grasso [12], di azoto totale [13], di energetico complessivo del prodotto funzio-
azoto caseinico [14], di azoto non proteico nale è stato determinato in maniera indiret-
[15] e il profilo degli acidi grassi, inclusi DHA ta, moltiplicando il contenuto dei macronu-
e EPA [10, 11]. trienti (grasso, proteina e carboidrati) pre-
d) Analisi microbiologiche - Nel latte for- senti in 100 g di prodotto per l’equivalente
tificato (immediatamente dopo l’inoculo della calorico degli stessi, espresso in kcal/g (gras-
coltura probiotica) e nel prodotto (alle 24 ore so: 9 kcal/g, proteina: 4 kcal/g, lattosio: 4
dalla produzione e dopo 15 e 30 giorni di kcal/g, inulina: 1,9 kcal/g).
conservazione a 4± 1 °C) è stata determinata
Pes et al (2016) Scienza e Tecnica Lattiero-Casearia, 67 (1-2), 5-22 13RISULTATI E DISCUSSIONE contenuto di macrocomponenti in linea con
In tabella 4 è riportata la composizione i valori prestabiliti (Tab. 1).
fisico-chimica del latte fortificato LF1 ed In particolare, nel caso di LF1 il contenuto
LF2. Entrambe le formulazioni studiate di grasso è stato standardizzato al valore
presentano valori del pH molto simili e un prestabilito (4,0%) mediante l’aggiunta di
Tabella 4 - Composizione fisico-chimica del latte di capra fortificato (media ± DS)
Table 4 - Physic-chemical composition of enriched goat milk (mean ± SD)
14 Pes et al (2016) Scienza e Tecnica Lattiero-Casearia, 67 (1-2), 5-22crema di latte, mentre nel caso di LF2 me- rappresentati da lattosio e inulina. L’inulina
diante l’integrazione con l’olio di alga (Life’s è una fibra solubile, parzialmente digeribile
omega 45) (Tab. 3). Tale integrazione com- e, quindi, rispetto ai carboidrati semplici
porta un incremento eccessivo del contenuto quali il lattosio, è caratterizzata da un ridotto
di grasso nella formulazione LF2 che è stato valore calorico (circa la metà). Tale aspetto,
compensato attraverso la riduzione della unitamente al potere di ridurre la sensazione
quantità di latte intero e l’incremento pro- di appetito e alle eccellenti proprietà tecno-
porzionale della quantità di latte scremato logiche, fanno dell’inulina un ottimo ingre-
(Tab. 3). diente per lo sviluppo di prodotti alimentari
Per entrambe le formulazioni è stata dietetici [19]. Inoltre, essa è capace di formare
utilizzata una quantità simile di micropar- gel le cui proprietà, paragonabili a quelle
ticolato (Tab. 3), che è l’ingrediente a maggior del grasso, lo rendono un perfetto “fat-
contenuto proteico (9,9± 0,1%) (Tab. 2). Il replacer”, adatto alla sostituzione parziale
microparticolato ha consentito di incremen- o totale del grasso in prodotti caseari come
tare il contenuto di proteina nel latte fortifi- lo yogurt, il latte fermentato e i formaggi
cato, dal valore naturale del latte intero freschi [19, 20].
(3,26± 0,04%) al valore prestabilito (5,0%). L’inulina, essendo una fibra, ha diverse
Il contenuto dell’inulina è uguale per proprietà nutrizionali che determinano be-
tutte e due le formulazioni (7,0%), pertanto nefici per la salute del consumatore [21].
la quantità di Fibruline XL aggiunta è co- Agisce anche come prebiotico, favorendo la
stante (368 g/5 kg) (Tab. 3). crescita e/o l’attività di un limitato numero
Come è normale attendersi, l’impiego del di microrganismi benefici per la salute, quali
microparticolato comporta un incremento i probiotici (Bifidobacterium e Lactobacillus)
lineare del contenuto di sieroproteina. Infatti, [19]. L’effetto combinato tra il prebiotico e i
in LF1 e LF2, il contenuto di sieroproteina batteri probiotici negli alimenti è definito
è superiore del 170% rispetto al valore natu- simbiotico e viene ampiamente sfruttato dal
rale del latte intero di partenza (2,49± 0,02% comparto caseario [19]. In particolare, l’au-
vs 0,92± 0,01% per LF1 e 2,5± 0,1% vs mento contestuale del numero di microrga-
0,92± 0,01% per LF2), mentre il contenuto nismi probiotici e dei prodotti che derivano
di caseina rimane pressoché invariato. dalla fermentazione dell’inulina operata da
Tale condizione, determina una diminu- essi, a livello intestinale, possono enfatizzare
zione del rapporto caseina/sieroproteina di gli effetti benefici per la salute [21].
LF1 e LF2, che dal valore naturale del latte Per quanto riguarda il contenuto in ome-
intero di partenza (2,56± 0,03) si riduce a ga-3 (DHA + EPA), LF1 è caratterizzato da
circa 1,0. L’aumento del contenuto di siero- valori molto bassi (0,003%, tabella 4) conse-
proteine nel latte fortificato è un elemento guentemente al fatto che gli ingredienti
di grande interesse per il conseguente incre- utilizzati nella fortificazione di questo latte
mento del valore nutrizionale del prodotto. ne contengono naturalmente quantità mini-
Le sieroproteine sono infatti ricche in ammi- me. Invece, come è normale attendersi, nel
noacidi essenziali ad alta biodisponibilità latte LF2, integrato con l’olio di alga, il con-
[16,17] oltre che essere indicate come le tenuto di DHA ed EPA è molto elevato
proteine del latte maggiormente coinvolte (0,29± 0,01% DHA; 0,15± 0,01% EPA) e in
nei meccanismi fisiologici che comportano linea con i valori prestabiliti (0,30% DHA;
una riduzione della sensazione di appetito 0,15% EPA) (Tab. 1). L’olio di alga viene
[18]. spesso utilizzato, sia negli alimenti per l’in-
In tabella 4 è riportato il contenuto dei fanzia, che come integratore alimentare.
carboidrati totali determinati sulle due for- Diversi studi hanno mostrato, infatti, che
mulazioni di latte fortificato (LF1 ed LF2), DHA ed EPA sono importanti nello sviluppo
Pes et al (2016) Scienza e Tecnica Lattiero-Casearia, 67 (1-2), 5-22 15e nella funzionalità del sistema nervoso separazione di siero, etc.). Tale condizione è
centrale e, negli ultimi anni, hanno suscitato indispensabile per permettere il totale recu-
grande interesse perché si sono dimostrati pero, nel prodotto finito, degli elementi nu-
efficaci nel ridurre il rischio di malattie trizionali aggiunti al latte.
cardiovascolari e nella prevenzione di alcune Infatti, come si può notare in tabella, il
tipologie di cancro [22]. Sono numerose le contenuto di DHA e EPA riscontrato in PF2
indicazioni relative all’apporto minimo gior- (0,30± 0,02% DHA; 0,16± 0,01% EPA) risulta
naliero raccomandato di DHA ed EPA, per simile a quello del latte fortificato (LF2). La
categorie di persone, fornite da enti governa- concertazione di questi due acidi grassi, così
tivi, agenzie e associazioni che vigilano sulla come anche gli altri parametri di composi-
salute della popolazione [23]. Tuttavia, molti zione monitorati, rimangono pressoché inva-
studi hanno evidenziato che, nei paesi occi- riati, sia a 15, che a 30 giorni di conservazione
dentali, l’apporto con la dieta degli acidi a 4± 1 °C.
grassi omega-3, DHA ed EPA, è di gran lunga Tale aspetto è molto importante in quanto,
inferiore ai livelli di assunzione raccoman- nonostante ci sia un grande interesse da
dati. parte dell’industria alimentare nell’utilizzo
La fortificazione dei prodotti alimentari degli omega-3 come ingrediente funzionale
con oli ricchi in omega-3 è pertanto una delle per migliorare il profilo nutrizionale degli
possibili strategie utilizzabili per incremen- alimenti, gli omega-3 vanno, spesso, incontro
tare l’assunzione giornaliera di questi acidi a rapida ossidazione con formazione di “off-
grassi. Questa operazione potrebbe compor- flavour” e di potenziali composti tossici [25,
tare però lo sviluppo di sapori e odori sgra- 26].
devoli nei prodotti, anche in relazione all’ele- Alcuni autori hanno dimostrato che le
vata tendenza degli acidi grassi polinsaturi sieroproteine, denaturate termicamente,
ad andare incontro al processo di irrancidi- possono esercitare sugli omega-3 un’azione
mento ossidativo. I prodotti lattiero-caseari, protettiva dalla perossidazione lipidica. Que-
quali yogurt e latti fermentati, risultano sto effetto è legato all’aumento dell’esposi-
comunque fra gli alimenti più adatti a questo zione dei gruppi sulfidrilici ridotti che si
tipo di fortificazione, oltre che per l’alta comportano da “scavenger” dei radicali liberi
frequenza del loro consumo anche per le e che si verifica, nella conformazione delle
ideali condizioni di conservazione che ne sieroproteine, in seguito al trattamento ter-
rallentano i processi di ossidazione [24]. mico [27]. Si può pertanto ipotizzare che
In tabella 5 è riportata la composizione l’elevato contenuto di sieroproteine termica-
fisico-chimica e nutrizionale del prodotto mente denaturate possa aver esercitato in
funzionale a 24 ore dalla produzione. I valori PF2 un effetto protettivo su DHA ed EPA
di pH riscontrati in PF1 e PF2 sono molto durante il periodo di conservazione monito-
simili fra loro e in linea con i valori normal- rato.
mente riscontrabili per questa categoria di Relativamente alla frazione proteica, è
prodotti (yogurt, latti fermentati). La com- interessante osservare che la riduzione del
posizione fisico-chimica del prodotto (PF1 e rapporto caseina/sieroproteina nel latte for-
PF2) rimane pressoché invariata rispetto al tificato ( ≈ 1) (Tab. 4), rispetto al valore
latte fortificato di partenza (Tab. 4), di con- naturale del latte di partenza (2,56± 0,03)
seguenza il valore energetico calcolato è in (Tab. 2), non ha impedito la completa gelifi-
linea con il valore delle formulazioni (Tab. cazione del prodotto al termine della fase di
1). Ciò è da mettere in relazione al processo acidificazione. Il coagulo del prodotto funzio-
di fabbricazione utilizzato che non comporta nale nelle due formulazioni studiate, al ter-
sostanziali alterazioni di volume del prodotto mine della fase di raffreddamento e di rottu-
dovute a perdite di materia (evaporazione, ra, è risultato particolarmente liscio, privo
16 Pes et al (2016) Scienza e Tecnica Lattiero-Casearia, 67 (1-2), 5-22Tabella 5 - Composizione fisico-chimica del prodotto funzionale a 24 ore dalla produzione (media ± DS)
Table 5 - Physic-chemical composition of functional product 24 h after its production (mean ± SD)
Pes et al (2016) Scienza e Tecnica Lattiero-Casearia, 67 (1-2), 5-22 17di grumi e di consistenza molto cremosa. un tale livello di integrazione, 100 g del
Quest’ultima caratteristica, nonostante l’ele- prodotto PF2 fornirebbero la dose minima
vata concentrazione di solidi, proteina in giornaliera di DHA e EPA raccomandata da
particolare, ed un rapporto grasso/proteina numerosi organismi internazionali che si
decisamente inferiore rispetto a quello del occupano della salute delle persone, per la
latte di capra di partenza (≈ 0,8 contro ≈ prevenzione di numerose malattie croniche
1,20), è probabilmente dovuta alla compre- (malattie cardiovascolari in particolare) [23].
senza nel prodotto di due sostanze con effetto E’ interessante osservare che il prodotto
“fat-replacer”, l’inulina e le sieroproteine realizzato, per il limitato apporto calorico e
microparticolate. In particolare, la prima ha il contenuto di proteina (sieroproteina in
la proprietà di incrementare la cremosità particolare) e fibra, potrebbe possedere buone
dei prodotti caseari anche a concentrazioni proprietà sazianti. La gestione dell’appetito
inferiori rispetto a quella utilizzata nel pro- come metodo di controllo del peso è un argo-
dotto studiato [20]; così come anche il micro- mento di attualità.
particolato è in grado di migliorare le pro- In quest’ottica gli alimenti che intensifi-
prietà sensoriali dei prodotti magri, cano gli effetti della sazietà e quindi limitano
conferendo agli stessi palatabilità e consi- l'assunzione di cibo, quali in particolare quelli
stenza simili a quelle dei prodotti “full-fat”. derivati dal latte, sono di grande interesse
Per quanto riguarda l’aspetto nutriziona- [18].
le, il prodotto realizzato soddisfa pienamente Alcuni autori, hanno elaborato un calcolo
i requisiti definiti dai “nutrition claims” che stima l’indice di pienezza dato dagli
prescelti (Tab. 1). alimenti “fullness factor” (FF) [28]. Tale
E’ un prodotto ad “alto contenuto di parametro, che varia da un minimo di 0 ad
proteina”, in quanto il 23% del suo valore un massimo di 5, è influenzato innanzitutto
energetico è fornito dalle proteine, contro il dalla densità calorica (cioè dalla quantità di
valore minimo del 20% stabilito dalla norma calorie per unità di massa), oltre che dalla
[8]. Inoltre, il valore biologico della frazione specifica composizione. Gli alimenti che con-
proteica è certamente più elevato rispetto a tengono, a parità di massa, molti zuccheri,
quello del latte capra di partenza. Infatti, in carboidrati e grassi hanno un FF inferiore,
PF1 e PF2, lea sieroproteine, il cui valore mentre quelli proteici e/o ricchi in fibra
biologico è superiore rispetto alle caseine dietetica e acqua, hanno un FF superiore.
(circa 100 contro circa 70), rappresentano il Gli alimenti con FF compreso tra 2,5 e 5,0
50% del contenuto di proteina, mentre nel sono potenzialmente i più sazianti, mentre
latte intero di partenza tale incidenza è del quelli da 0,0 a 2,5 i meno sazianti. Applicando
28% circa. il calcolo, per la stima dell’FF [28], ai prodotti
Il prodotto è ad “alto contenuto di fibre” PF1 e PF2, si ottiene un valore di 2,90.
in quanto contiene circa 7 g di fibra solubile Il prodotto realizzato è stato inoltre sot-
(inulina) per 100 g di prodotto e per circa 84 toposto a degustazione da parte di un gruppo
kcal, contro 6 g di fibre per 100 g o almeno di ricercatori e tecnici esperti del settore
3 g di fibre per 100 kcal stabiliti dalla norma caseario, abituali consumatori di yogurt di
[8]. latte di capra. Il prodotto, nelle due formu-
Infine, l’integrazione con olio di alga nel lazioni proposte, è stato giudicato gradevole
prodotto PF2, permetterebbe l’utilizzo del- al palato, particolarmente cremoso, di consi-
l’indicazione “ricco di acidi grassi omega-3”, stenza simile ad uno yogurt da bere e non
in quanto contiene complessivamente 460 eccessivamente acido.
mg di DHA + EPA per 100 g di prodotto e Inoltre, la presenza dell’olio di alga in
per circa 84 kcal, contro gli 80 mg per 100 g PF2, non ha comportato evidenti alterazioni
e per 100 kcal, stabiliti dalla norma [8]. Con dell’odore e del sapore del prodotto tali da
18 Pes et al (2016) Scienza e Tecnica Lattiero-Casearia, 67 (1-2), 5-22renderlo riconoscibile rispetto al PF1 (senza prodotto funzionale. L’inoculo della coltura,
olio di alga), sino a 30 giorni di conservazione. nel latte fortificato, ha garantito una concen-
Questo risultato è probabilmente dovuto trazione iniziale dell’ordine di 7 log10 UFC/g,
all’elevata presenza nel prodotto di composti in entrambe le formulazioni a confronto (Fig.
volatili-aromatici (acidi e chetoni) (dati non 4, a). Le condizioni nelle quali è stato condotto
riportati) derivati dall’attività fermentativa il processo di fermentazione lattica hanno
delle colture utilizzate (colture lattiche e permesso di ottenere nel prodotto funzionale,
coltura probiotica) e che potrebbero aver alle 24 ore dalla produzione, un incremento
mascherato il caratteristico odore di “marino” di circa 1 log10 UFC/g della coltura probiotica
dell’olio di alga. in entrambe le formulazioni studiate (Fig. 4,
Questo risultato concorda in parte con b). Tale aspetto dimostra che la presenza
quanto osservato da altri autori [29] su yo- dell’olio di alga in LF2 sembrerebbe non
gurt aromatizzato alla frutta e integrato con interferire sulla crescita della coltura probio-
olio di alga che, sottoposto al “consumer test”, tica. Le condizioni di conservazione adottate,
veniva considerato dai consumatori simile hanno permesso, inoltre, di mantenere pres-
al prodotto di riferimento (senza olio di alga). soché invariata la concentrazione della coltura
In figura 4 è riportato il grafico relativo probiotica nel prodotto funzionale dopo 15 e
all’evoluzione della coltura probiotica nel 30 giorni di conservazione (Fig. 4, c e 4, d).
Figura 4 - Evoluzione della coltura probiotica (BB-12®) (media ± DS). Latte fortificato (a), prodotto
alle 24 h dalla produzione (b), prodotto dopo 15 giorni di conservazione a 4 °C (c), prodotto dopo 30
giorni di conservazione a 4 °C (d)
Figure 4 - Evolution probiotic culture (BB-12®) (mean ± SD). Enriched milk (a), product after 24 h
of production (b), product after 15 d of storage at 4° C (c), product after 30 d of storage at 4° C (d)
Pes et al (2016) Scienza e Tecnica Lattiero-Casearia, 67 (1-2), 5-22 19E’ ormai assodato che i microrganismi un elevato contenuto in omega-3 (460
probiotici, se consumati in quantità sufficien- mg/100g di prodotto di DHA + EPA) e dalla
ti, possono agire positivamente sul benessere presenza di una fibra solubile a valenza
del consumatore [30]. I batteri probiotici più prebiotica associata ad una coltura probiotica.
comunemente utilizzati in campo alimentare Queste caratteristiche fanno si che il prodotto
sono i batteri lattici appartenenti ai generi soddisfi i requisiti nutrizionali che permet-
Lactobacillus e Bifidobacterium. tono l’utilizzo di specifici “nutrition claims”:
La coltura utilizzata in questo studio (BB- “alto contenuto di proteine”, “alto contenuto
12®, B. animalis subs. lactis) è quella più di fibre” e “ricco di acidi grassi omega-3”.
conosciuta e studiata al mondo (più di 370 Inoltre, il limitato apporto calorico e il con-
pubblicazioni scientifiche e 180 studi clinici). tenuto di proteina e fibra, conferiscono al
In particolare questa coltura ha dimostrato prodotto buone proprietà sazianti, con un
i suoi effetti positivi sulla salute gastrointe- FF calcolato di 2,90.
stinale e sulla funzione immunitaria. Inoltre, Le caratteristiche fisico-chimiche e nutri-
favorisce lo sviluppo di un sano microbiota zionali del prodotto si mantengono inalterate
intestinale, prevenendo la diarrea e riducen- durante il periodo di conservazione monito-
do gli effetti collaterali della terapia antibio- rato, mentre il livello di concentrazione della
tica. coltura probiotica utilizzata è superiore di
Relativamente alla quantità minima rac- 1 log10 UFC/g rispetto al valore minimo ne-
comandata di cellule vitali dei probiotici che cessario per garantire l’ingestione raccoman-
è necessario ingerire per poter beneficiare data dalle linee guida su probiotici e prebio-
degli effetti positivi sull’organismo, non esiste tici del Ministero della Salute. Tale livello si
ancora una vera e propria normativa, tutta- mantiene pressoché invariato fino a 30 giorni
via in letteratura si fa riferimento a valori di conservazione a 4± 1 °C.
minimi raccomandati di cellule vitali di al- Infine, è da porre in rilievo come la pre-
meno 6 –7 log10 UFC/g di prodotto. In Italia, senza di olio di alga in uno dei due prodotti
nelle “Linee guida su probiotici e prebiotici” studiati, non abbia comportato evidenti al-
del Ministero della Salute [31], viene racco- terazioni dell’odore e del sapore del prodotto,
mandata un’ingestione quotidiana di 9 log10 tale da renderlo riconoscibile rispetto al
cellule vive, quantità presente in una porzio- corrispondente senza olio di alga.
ne da 100 g di un prodotto con una concen-
trazione in cellule vitali pari a 7 log10 UFC/g. Ringraziamenti:
Il prodotto funzionale studiato soddisfa pie- Lavoro eseguito nell’ambito del progetto
namente questa condizione in quanto la “Cluster Top Down” dal titolo “Studio di
concentrazione di cellule vitali della coltura processi tecnologici per la fabbricazione di
probiotica supera questo valore di 1 log10 formaggi ovi-caprini a breve periodo di ma-
UFC/g. turazione ed elevato valore nutrizionale,
PRO.TE.N.” fondi POR-FESR Sardegna
CONCLUSIONI 2007/2013: ASSE VI - Linea di attività 6.1.1.A
Il prodotto realizzato è caratterizzato da “Promozione e sostegno all’attività di RSI
un contenuto in sieroproteine superiore ri- dei poli di innovazione e dei progetti strategici
spetto al latte di partenza (170% in più), da ” soggetto attuatore Sardegna Ricerche.
20 Pes et al (2016) Scienza e Tecnica Lattiero-Casearia, 67 (1-2), 5-22BIBLIOGRAFIA
1) Bigliardi B, Galati F (2013) Innovation trends in the food industry: The case of functional
foods. Trends Food Sci Technol 31 (2) 118–129.
2) Annunziata A, Vecchio R (2011) Functional foods development in the European market:
a consumer perspective. J Funct Foods 3 (3) 223-228.
3) Galland L (2013) Functional foods. Health effects and clinical applications. In “Encyclopedia
of human nutrition”, vol. 2, (Eds. LH Allen, A Prentice, & B Caballero), 366-370. Waltham,
MA: Academic Press.
4) Kotilainen L, Rajalahti R, Ragasa C, Pehu E (2006) Health enhancing foods: Opportunities
for strengthening the sector in developing countries. Discussion Paper 30 World Bank,
Washington, DC.
5) Aliakbarian B, Casale M, Paini M, Casazza AA, Lanteri S, Perego P (2015) Production
of a novel fermented milk fortified with natural antioxidants and its analysis by NIR
spectroscopy. LWT - Food Sci and Technol 62 (1) 376–383.
6) Al-Sheraji SH, Ismail A, Manap MY, Mustafa S, Yusof RM, Hassan FA (2013) Prebiotics
as functional foods: a review. J Funct Foods 5 (4) 1542-1553.
7) Albenzio M, Santillo A, Avondo M, Nudda A, Chessa S, Pirisi A, Banni S (2016) Nutritional
properties of small ruminant food products and their role on human health. Small
Rumin Res 135 3–12.
8) Regulation (EC) No 1924/2006 http://ec.europa.eu/food/safety/labelling_nutrition/claims/
nutrition_claims/index_en.htm, Accesso luglio 2016.
9) ISO (2010). Milk, cream and evaporated milk - Determination of total solids content
(Reference method). ISO 6731 (IDF 21:2010). Geneva, Switzerland: International
Organisation for Standardization.
10) Jiang J, Bjoerck L, Fondén R, Emanuelson M (1996) Occurrence of conjugated cis-9,
trans-11-octadecadienoic acid in bovine milk: effects of feed and dietary regimen. J Dairy
Sci 79 438-445.
11) IDF (1999) Milk Fat Preparation of Fatty Acid Methyl Esters. IDF Standard 182.
Brussels, Belgium: International Dairy Federation.
12) ISO (2008) Milk - Determination of fat content. ISO 2446 (IDF 226:2008). Geneva,
Switzerland: International Organisation for Standardization.
13) ISO (2014) Milk and milk products - Determination of nitrogen content. Part 1:Kjeldahl
principle and crude protein. ISO 8968-1 (IDF 20-1:2014). Geneva, Switzerland: Interna-
tional Organisation for Standardization.
14) IDF (1964) Milk: Determination of the casein content of milk. IDF Standard 29.
International Dairy Federation, Brussels, Belgium.
15) ISO (2016) Milk and milk products - Determination of nitrogen content - Part 4:
Determination of protein and non-protein nitrogen content and true protein content
calculation (Reference method). 8968-4:2016 (IDF 20-4:2016). Geneva, Switzerland:
International Organisation for Standardization.
16) Marshall R (1998) Nutritional and functional characteristics of whey proteins in food
products. J Dairy Sci 81 597-608.
17) Smithers GW (2008) Whey and whey proteins—from ‘gutter-to-gold’: a review. Int Dairy
J 18 695–704.
18) Onvani S, Haghighatdoost F, Surkan PJ, & Azadbakht L (2016) Dairy products, satiety
and food intake: A meta-analysis of clinical trials. Clinical Nutrition. (In press)
19) Oliveira RPDS, Perego P, Oliveira MND, Converti A (2011) Effect of inulin as prebiotic
Pes et al (2016) Scienza e Tecnica Lattiero-Casearia, 67 (1-2), 5-22 21and synbiotic interactions between probiotics to improve fermented milk firmness. J
Food Eng 107 (1) 36–40.
20) Salvatore E, Pes M, Mazzarello V, Pirisi V (2014) Replacement of fat with long-chain
inulin in a fresh cheese made from caprine milk. I Dairy J 34 1-5.
21) Shoaiba M, Shehzad A, Omar M, Rakha A, Raza H, Sharif H R, Shakeel A, Ansari A,
Niazi S (2016) Inulin: Properties, health benefits and food applications: a review.
Carbohydr Polym 147 444–454.
22) Swanson D, Block R, Mousa SA (2012) Omega-3 fatty acids EPA and DHA: Health
benefits throughout life: a review. Advances in Nutrition 3 (1) 1-7.
23) GOED, Global recommendations for EPA and DHA intake (Rev 16 April 2014).
http://www.goedomega3.com/healthcare. Accesso, luglio 2016.
24) Bermúdez-Aguirre D, Barbosa-Cánovas GV (2011) Quality of selected cheeses fortified
with vegetable and animal sources of omega-3. LWT - Food Sci and Technol 44 1577-
1584.
25) Kubow S (1992) Routes of formation and toxic consequences of lipid oxidation products
in foods. Free Rad Biol Med 12 (1) 63-81.
26) Frankel EN (1998) Lipid Oxidation pp. 13-22 and 120-166. Oily Press, Dundee, Scotland.
27) Tong LM, Sasaki S, McClements DJ, Decker EA (2000) Antioxidant Activity of Whey
in a Salmon Oil Emulsion. J Food Sci 65 1325-1329.
28) Fullness Factor, FF - ND’s patent pending Fullness Factor™, http://www.nutritiondata.com/
topics/fullness-factor.
29) Chee CP, Gallaher JJ, Djordjevic D, Faraji H, McClements DJ, Decker EA, Hollender
R, Peterson DG, Roberts RF, Coupland JN (2005) Chemical and sensory analysis of
strawberry flavoured yogurt supplemented with an algae oil emulsion. J Dairy Res 72
(03) 311-316.
30) Hill C, Guarner F, Reid G, Gibson GR, Merenstein DJ, Pot B, Morelli L, Canani RB, Flint
HJ, Salminen S, Calder PC, Sanders ME (2014) Expert consensus document. The
International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics consensus statement
on the scope and appropriate use of the term probiotic. Nat Rev Gastroenterol Hepatol,
11 (8) 506–514.
31) Ministero della Salute, Commissione unica per la nutrizione e la dietetica. Guidelines
on probiotics and prebiotics. Ministero della Salute [online], http://www.salute.gov.it/imgs/
C_17_pubblicazioni_1016_allegato.pdf (2013).
22 Pes et al (2016) Scienza e Tecnica Lattiero-Casearia, 67 (1-2), 5-22RIMOZIONE DELLA AFLATOSSINA M1 E POTENZIALI APPLICATIVI
DI UNA LACCASI DA PLEUROTUS ERYNGII PER LA SICUREZZA
DEL LATTE
Martina LOI1,2*, Laura QUINTIERI1, Francesca FANELLI1, Vania C. LIUZZI1,
Miriam HAIDUKOWSKI1, Antonio F. LOGRIECO1, Giuseppina MULÈ1
RIASSUNTO - L’aflatossina M1 (AFM1) è il principale metabolita derivante dall’idrossilazione
dell’aflatossina B1 (AFB1) presente nel latte di animali alimentati con mangimi contaminati
da AFB1 ed è classificato nel gruppo 2B, potenzialmente cancerogeno per l’uomo, dall’Agenzia
Internazionale per la Ricerca sul Cancro (IARC). Il livello limite della AFM1 nel latte crudo,
trattato termicamente e destinato alla produzione di prodotti a base di latte è fissato a
50ng/kg dal regolamento europeo numero 1881 del 2006. Essendo resistente ai comuni
trattamenti dell’industria alimentare, la presenza di AFM1 è documentata in tutti i prodotti
della filiera lattiero casearia, inclusi yogurt e formaggi, e rappresenta un serio pericolo per
la salute. Lo sviluppo di metodi per la riduzione della contaminazione di aflatossine è un
tema cruciale e attuale, ed è complicato dalla necessità di preservare le qualità organolettiche
e nutrizionali della matrice trattata. In questo lavoro è stata valutata la capacità degradativa
di una laccasi da Pleurotus eryngii verso l’AFM1, sia in buffer che in latte, ed il suo effetto
sulla componente proteica di questa matrice al fine di verificarne l’applicazione per il
miglioramento della sicurezza di prodotti lattiero caseari. La riduzione di AFM1 in buffer
di sodio acetato pH 6.5 1mM, a 25°C, è di ca 50% dopo 1h di incubazione e risulta completa
dopo 72h. Simili risultati sono stati ottenuti in latte, sebbene la cinetica di degradazione
abbia registrato un rallentamento nelle prime tre ore di trattamento. L’analisi dei pattern
proteici in SDS-PAGE ha evidenziato una riduzione nell’intensità delle bande di α e β
caseine, di β-lattoglobulina e sieroalbumina bovina, contemporaneamente alla comparsa
di aggregati proteici di peso molecolare superiore ai 200kDa. I dati presentati dimostrano
il potenziale applicativo della laccasi per lo sviluppo di metodologie green di degradazione
di AFM1 in prodotti a base di latte e per applicazioni tecnologiche volte al miglioramento
della reologia e alla riduzione della componente allergenica in prodotti lattierocaseari.
Parole chiave: sicurezza, latte, laccasi, aflatossina M1, cross-link di proteine, reologia del
latte, allergeni
ABSTRACT - Aflatoxin M1 removal and potential applications of a laccase enzyme from
Pleurotus eryngii for milk safety - Aflatoxin M1 (AFM1) is the main catabolite deriving from
the hydroxylation of aflatoxin B1 (AFB1), found in the milk of animals fed with AFB1
* Corrispondenza ed estratti martina.loi@ispa.cnr.it
1
Istituto di Scienze delle Produzioni Alimentari, Consiglio Nazionale delle Ricerche (ISPA-CNR), via Amendola
122/O, 70126 Bari, Italia
2
Dipartimento di Economia, Università degli Studi di Foggia. Via Napoli 25, 71122 Foggia, Italia
Loi et al (2016) Scienza e Tecnica Lattiero-Casearia, 67 (1-2), 23-32 23contaminated feeds. The International Agency for the Research on Cancer (IARC) has classified it in group 2B, thus possibly carcinogenic for humans. Their maximum limit in raw milk, heat-treated milk and milk for the manufacture of milk-based products, has been set by the Regulation (EC) 1881 of 2006 to 50ng/kg. AFM1 resists to the most common treatments of food industry and persists in processed product. Its occurrence has been registered throughout the whole dairy supply chain, including yogurts and cheeses, and it represents a serious risk for humans and animals. The development of mild, green and efficient methods for AFM1 degradation is an actual and crucial topic. Aflatoxins degradation is difficult to achieve since they must not affect the organoleptic and nutritional qualities of food. In this work we evaluated the activity of a fungal laccase from Pleurotus eryngii for the degradation of AFM1 in buffer solution and in skimmed UHT milk. We also analyzed the effects on the protein pattern of milk in order to evaluate its application for the improvement of the safety of milk based products. AFM1 degradation in sodium acetate buffer (pH 6.5 1mM at 25°C) was nearly 50% after one hour and complete after 72h. The same trend was registered in skimmed UHT milk, although with a lower rate of degradation, at least during the first three hours of treatment. The analysis of the protein pattern revealed that the intensity of α e β caseins, β-lactoglobulin and bovin sieroalbumin electrophoretic bands significantly decreased, while the appereance of protein aggregates of molecular weight higher than 200kDa was detected. These results highlight several potential applications of this laccase for the development of green detoxification methods towards AFM1 in milk, and also for the improvement of the rheological, emulsifying and allergenic properties of milk and dairy products. Keywords: safety, milk, laccase, aflatoxin M1, protein cross-linking, milk texture, allergenicity INTRODUZIONE metodi di riduzione di AFM1 nel latte crudo; L’aflatossina M1 (AFM1) è il principale tuttavia i metodi sia chimici (trattamento catabolita derivante dall’idrossilazione della con solfiti, perossido di idrogeno o bentoniti) aflatossina B1 (AFB1) che contamina latte, sia fisici (trattamenti termici spinti o irra- carne e loro derivati provenienti da animali diazione con raggi UV), sono ad oggi abban- alimentati con mangimi esposti ad AFB1 [1]. donati a causa degli effetti negativi esercitati AFM1 è stata classificata come possibile sulle qualità organolettiche e nutrizionali cancerogeno umano, gruppo 2B dall’Agenzia della matrice [5, 6]. Ad oggi i metodi di ridu- Internazionale per la Ricerca sul Cancro zione più studiati si basano sull’adsorbimento (IARC) [2]; pur senza attivazione metabolica alle pareti cellulari di batteri lattici, natu- essa mostra un alto livello di citotossicità e ralmente presenti nel latte o addizionati genotossicità e rappresenta un importante come starter per la produzione di yogurt e pericolo per la salute umana e animale. formaggi [7]. Tuttavia l’adsorbimento non Esiste una correlazione lineare tra il può essere definito come un vero e proprio contenuto di AFB1 nei mangimi e quello di processo di biodegradazione, in quanto si AFM1 nel latte; pertanto, le principali stra- basa sul legame della tossina ai carboidrati tegie di riduzione mirano ad abbattere il ed alle regioni idrofobiche della parete cellu- contenuto di AFB1 nei mangimi, e sono pre- lare batterica; questo tipo di interazioni sono valentemente considerate preventive [3]. non covalenti, deboli e potenzialmente rever- L’AFM1 si può ritrovare nel latte e, data la sibili [8]. resistenza ai trattamenti fisici e chimici Per questi motivi lo sviluppo di metodi dell'industria alimentare, anche nei prodotti per la effettiva biodegradazione dell’AFM1 è lattiero caseari [4]. Sono stati proposti vari un tema cruciale e attuale. Tali strategie 24 Loi et al (2016) Scienza e Tecnica Lattiero-Casearia, 67 (1-2), 23-32
devono inoltre preservare le qualità organo- >99%) sono stati acquistati da Sigma-Aldrich
lettiche e nutrizionali della matrice trattata, (Milano, Italia). I reagenti per l’elettroforesi
oltre che assicurare una efficace ed irrever- monodimensionale, il colorante Bio-safe Coo-
sibile degradazione della tossina. massie e il reagente Bradford sono stati
L’utilizzo di enzimi biotecnologici per la acquistati da Bio-Rad Laboratories (BioRad,
modifica ed il miglioramento di prodotti a Milano, Italia).
base di latte è un approccio molto studiato La soluzione stock di AFM1 (10 g/mL) è
ed offre delle prospettive interessanti. Tra stata preparata dissolvendo la tossina in
questi enzimi le transglutamminasi, le tiro- ACN (grado HPLC). La concentrazione esatta
sinasi, le lattoperossidasi e le laccasi sono della soluzione standard di AFM1 è stata
state studiate per le loro capacità di creare determinata secondo il metodo ufficiale AO-
crosslinking e modificare le proprietà tecno- AC 2000.08 [11]. Aliquote della soluzione
logiche e funzionali dei prodotti a base di stock sono state trasferite in provette am-
latte [9]. L’uso delle laccasi, in particolare, brate silanizzate e lasciate evaporare sotto
desta grande attenzione per le loro compro- flusso di azoto a 50 °C. Il residuo secco è
vate capacità degradative nei confronti della stato disciolto in una miscela di acqua: ACN
AFM1 [10]. Il grande potenziale biotecnologico (75:25, v/v) al fine di ottenere soluzioni cali-
in campo alimentare di questa ossidasi a branti standard alle concentrazioni di 1,0,
rame deriva dalla sua caratteristica di cata- 2,5, 5,0, 7,5 e 10,0 ng/mL. Le soluzioni stan-
lizzatore green: utilizza l’ossigeno come ac- dard sono state conservate a -20°C e portate
cettore ultimo di elettroni per ridurlo ad a temperatura ambiente prima dell’uso.
acqua, che si ritrova dunque come prodotto
di reazione. La laccasi è inoltre un enzima b) Microorganismo e condizioni di crescita
che può essere estratto e purificato dai filtrati Il microorganismo utilizzato in questo
colturali di funghi eduli quali i basidiomiceti studio è il ceppo di Saccharomyces cerevisiae
appartenenti al genere Pleurotus, organismi CEN.PK2-1C (MATa ura3-52 his3-D1leu2-
sicuri e generalmente facili da coltivare. 3,112 trp1-289 MAL2-8c SUC2), ingegneriz-
Pertanto, in questo lavoro è stata valutata zato col vettore pYES2 (Invitrogen, Waltham,
l’applicazione di una laccasi da Pleurotus MA, USA) contenente la sequenza genica
eryngii, un fungo edule endemico pugliese, della laccasi Ery4 di Pleurotus eryngii (pY-
per la degradazione della AFM1 in ambito Ery4) [12]. La coltura è stata realizzata in
alimentare. L’attività degradativa è stata terreno YNB [0,67% (w/v) yeast nitrogen
dapprima caratterizzata in un sistema buffer base, supplementato con le adeguate richieste
modello ed, in seguito, in matrice reale, auxotrofiche e contentente glucosio (2%, w/v)]
ovvero latte scremato UHT. Dato il grande (Sigma, Milano, Italia) in agitazione a 28°C.
potenziale di questo enzima come additivo Lo stesso ceppo, ingegnerizzato con il vettore
tecnologico per la modifica della texture e vuoto pYES2, è stato utilizzato come controllo
delle proprietà emulsionanti dei prodotti a (pYES2).
base di latte, è stato valutato l'effetto del
trattamento enzimatico sulla componente c) Induzione e purificazione di Ery4 da
proteica del latte e le possibili implicazioni Saccharomyces cerevisiae
tecnologiche e funzionali di questo processo. Le colture (pY-Ery4 e pYES2) accresciute
nel terreno YNB fino ad una densità ottica
MATERIALI E METODI (DO600) di 0,8 sono state pellettate tramite
a) Reagenti e preparazione degli standard centrifugazione(10.000 rpmx15min) e riso-
L’acido 2,2'-azino-bis(3-etilbenzotiazolin- spese in terreno di induzione a DO600 0,6
6-sulfonico) (ABTS), siringaldeide (SA), ace- (YNB supplementato con le adeguate richie-
tonitrile (ACN) e la AFM1 standard (purezza ste auxotrofiche, modificato con l’aggiunta
Loi et al (2016) Scienza e Tecnica Lattiero-Casearia, 67 (1-2), 23-32 25Puoi anche leggere
