Alimenti funzionali: le proprietà dello yogurt arricchito con polisaccaridi grezzi

Introduzione

Negli ultimi decenni, la domanda dei consumatori si è progressivamente orientata verso alimenti salutari, in grado di contribuire alla prevenzione di patologie croniche come malattie cardiovascolari, diabete e cancro. In questo contesto, si è sviluppato il concetto di alimento funzionale: un prodotto che, oltre al valore nutrizionale di base, esercita effetti benefici aggiuntivi sull’organismo. Il mercato degli alimenti funzionali è in continua espansione e comprende una vasta gamma di prodotti, inclusi latticini come yogurt, spesso arricchiti con ingredienti bioattivi di origine vegetale o fungina.

Tra questi, i funghi commestibili, in particolare Pleurotus ostreatus (fungo ostrica), rappresentano una risorsa promettente grazie alla loro ricchezza di composti bioattivi, tra cui β-glucani, eteropolisaccaridi e glicani con proprietà antiossidanti, immunomodulanti e prebiotiche. Diversi studi hanno dimostrato come i polisaccaridi estratti da questi funghi possano essere impiegati come ingredienti funzionali nella produzione lattiero-casearia, migliorando alcuni parametri nutrizionali e tecnologici senza comprometterne le caratteristiche sensoriali.

Lo studio in questione ha avuto come obiettivo la produzione di yogurt a latte vaccino arricchiti con diverse concentrazioni di polisaccaridi grezzi (cWSP) estratti da P. ostreatus. I campioni sono stati fermentati con due colture starter commerciali, per poi analizzare l’impatto dell’aggiunta di cWSP sulle proprietà strutturali, fisico-chimiche e antiossidanti dei prodotti finali. Si è ipotizzato che tali polisaccaridi potessero migliorare il profilo funzionale dello yogurt, ma che, al contempo, potessero influenzarne in modo significativo la struttura e la stabilità, specialmente nei prodotti a pasta compatta.

Materiali e metodi

Estrazione e caratterizzazione dei polisaccaridi fungini

I polisaccaridi grezzi solubili in acqua (cWSP) sono stati estratti dai corpi fruttiferi essiccati di Pleurotus ostreatus, seguendo un protocollo che includeva: pretrattamento con etanolo all’80% per rimuovere i composti a basso peso molecolare, successiva estrazione con acqua calda (120 °C), precipitazione con alcol, doppio risciacquo in etanolo e infine liofilizzazione. La resa è stata espressa in percentuale sul peso secco iniziale.

I cWSP ottenuti sono stati caratterizzati chimicamente per determinarne:

• Carboidrati totali (metodo fenolo-acido solforico)
• Proteine (metodo Bradford con reattivo Coomassie Brilliant Blue)
• Fenoli totali (metodo di Singleton e Rossi con reagente di Folin-Ciocalteu)

Preparazione dello yogurt funzionale

Per la fermentazione sono state impiegate due colture starter commerciali liofilizzate, Beaugel 1 (Yog1) e Beaugel 2 (Yog2), contenenti Streptococcus thermophilus e Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus.

Lo yogurt è stato preparato con latte scremato in polvere rigenerato (13% p/v) a cui sono stati aggiunti i cWSP liofilizzati in cinque concentrazioni diverse: 0,1%, 0,2%, 0,3%, 0,4% e 0,5%. Un campione senza aggiunta di cWSP è stato usato come controllo. Dopo la pastorizzazione (80 °C, 30 min), i campioni sono stati raffreddati a 42 °C, inoculati con le colture, miscelati e fermentati a 42 °C per 6 ore. I campioni fermentati sono stati conservati a 5 °C per 24 ore prima delle analisi.

Analisi fisico-chimiche e funzionali

Le seguenti analisi sono state effettuate sui campioni:

• pH e solidi solubili totali (gradi Brix) con pHmetro e rifrattometro.
• Proprietà testuali (durezza, gommosità, coesione) misurate tramite analizzatore di texture con sonda cilindrica.
• Sineresi calcolata in base al peso del siero separato da 100 g di yogurt dopo drenaggio su setaccio.
• Attività antiossidante misurata sia con FRAP che ABTS, su yogurt e cWSP, espressa come equivalenti di Trolox.

Analisi statistica

Tutte le determinazioni sono state condotte in triplicato. I dati sono stati analizzati con ANOVA unidirezionale (p < 0,05), seguita da test post-hoc di Tukey per confrontare le differenze significative. Le elaborazioni statistiche sono state effettuate con il software Statistica v.13.

Risultati

Caratteristiche chimiche dei polisaccaridi solubili in acqua

L’estrazione dei polisaccaridi solubili in acqua (cWSP) ha permesso di ottenere un rendimento dell’8%, con un contenuto di carboidrati pari al 60,5% circa. Sono stati rilevati anche residui proteici (8,9%) e una piccola quantità di fenoli (0,8%). Questi valori sono coerenti con quelli già segnalati in letteratura, suggerendo che il metodo di estrazione adottato sia efficace e riproducibile.
Dal punto di vista strutturale, i cWSP risultano costituiti da una miscela di frazioni con differenti pesi molecolari (198, 29 e 3 kDa). La presenza di proteine e fenoli, che possono legarsi alla struttura polisaccaridica, contribuisce anche all’attività antiossidante del composto: nel nostro studio, tale attività è risultata pari a 18,4 µmol Trolox/g (FRAP) e 34,2 µmol/g (ABTS).
Interessante notare come i fenoli legati ai polisaccaridi vengano rilasciati gradualmente a livello intestinale, prolungando il loro potenziale benefico.

Analisi fisico-chimica degli yogurt

La misurazione del pH degli yogurt (figura 1) dopo fermentazione ha evidenziato che l’aggiunta di cWSP tende a ridurre il pH in modo dose-dipendente. Gli yogurt preparati con la coltura Yog1 hanno mostrato una riduzione da 4,57 (controllo) fino a 4,35 (0,5% cWSP), mentre Yog2 è partito da un pH di 4,52 fino a 4,33. Questo comportamento riflette un’acidificazione maggiore in presenza di polisaccaridi, forse dovuta a una stimolazione della crescita microbica.

Figura 1. Confronto del pH di yogurt arricchiti con diverse concentrazioni di polisaccaridi grezzi ottenuti dal fungo P. ostreatus e del controllo (yogurt bianco); Yog1 e Yog2 si riferiscono a colture starter diverse. Le barre indicano la media ± deviazione standard ( n = 3). Lettere diverse indicano differenze significative tra i valori secondo il test di Tukey ( p < 0,05).

Figura 2. Solidi solubili totali (SST) di yogurt arricchiti con diverse concentrazioni di polisaccaridi grezzi ottenuti dal fungo P. ostreatus e del controllo (yogurt bianco); Yog1 e Yog2 si riferiscono a colture starter diverse. Le barre indicano la media ± deviazione standard ( n = 3). Lettere diverse indicano differenze significative tra i valori secondo il test di Tukey ( p < 0,05).

Per quanto riguarda i solidi solubili totali (SST), è stato osservato (figura 2) un calo progressivo al crescere della concentrazione di cWSP. I campioni di controllo avevano i valori più alti (circa 8%), mentre con l’aggiunta di polisaccaridi si è scesi fino a 5,2% in Yog1 e 6,1% in Yog2 (con lo 0,5% di cWSP). Questo potrebbe indicare un uso più efficiente degli zuccheri da parte dei batteri lattici in presenza di polisaccaridi.

Proprietà testuali e sineresi

Figura 3. Durezza degli yogurt arricchiti con diverse concentrazioni di polisaccaridi grezzi ottenuti dal fungo P. ostreatus e del controllo (yogurt bianco); Yog1 e Yog2 si riferiscono a colture starter diverse. Le barre di errore indicano la deviazione standard ( n = 3).

Figura 4. Coesività di yogurt arricchiti con diverse concentrazioni di polisaccaridi grezzi ottenuti dal fungo P. ostreatus e del controllo (yogurt bianco); Yog1 e Yog2 si riferiscono a colture starter diverse. Le barre di errore indicano la deviazione standard ( n = 3).

Figura 5. Gommosità degli yogurt arricchiti con diverse concentrazioni di polisaccaridi grezzi ottenuti dal fungo P. ostreatus e del controllo (yogurt bianco); Yog1 e Yog2 si riferiscono a colture starter diverse. Le barre di errore indicano la deviazione standard ( n = 3).

Figura 6. Sineresi di yogurt arricchiti con diverse concentrazioni di polisaccaridi grezzi ottenuti dal fungo P. ostreatus e del controllo (yogurt bianco); Yog1 e Yog2 si riferiscono a colture starter diverse. Le barre indicano la media ± deviazione standard ( n = 3). Lettere diverse indicano differenze significative tra i valori secondo il test di Tukey ( p < 0,05).

Dal punto di vista della texture, i polisaccaridi hanno influenzato significativamente la consistenza degli yogurt.

• Durezza: È aumentata in modo proporzionale alla quantità di cWSP aggiunta. Yog1 ha mostrato un incremento più marcato, soprattutto allo 0,5%, mentre Yog2 ha raggiunto un plateau già allo 0,4%. Ciò conferma che i polisaccaridi ad alto peso molecolare rafforzano la struttura del gel (figura 3).
• Coesione: È invece diminuita con l’aggiunta dei cWSP fino a una certa soglia, seguita poi da un lieve aumento. Questo potrebbe suggerire che concentrazioni elevate indeboliscano la struttura interna dello yogurt, favorendo la formazione di un gel meno coeso (figura 4).
• Gommosità: In netto aumento in entrambi i casi con la crescita della concentrazione di polisaccaridi. I valori massimi sono stati osservati nei campioni con lo 0,5% di cWSP, confermando un effetto strutturante del composto (figura 5).
• Sineresi: L’aspetto più critico. L’aggiunta dei polisaccaridi ha comportato un marcato aumento della sineresi, con un rilascio di siero molto superiore rispetto ai campioni di controllo. Questo effetto negativo è stato proporzionale alla concentrazione di cWSP, suggerendo un limite d’impiego di questi polisaccaridi per mantenere la stabilità del prodotto finale (figura 6).

Attività antiossidante degli yogurt

Figura 7. Potere antiossidante ferrico-riducente (FRAP) di yogurt arricchiti con diverse concentrazioni di polisaccaridi grezzi ottenuti dal fungo P. ostreatus e del controllo (yogurt bianco); Yog1 e Yog2 si riferiscono a diverse colture starter. Le barre indicano la media ± deviazione standard ( n = 3). Lettere diverse indicano differenze significative tra i valori secondo il test di Tukey ( p < 0,05).

Infine, l’attività antiossidante degli yogurt (figura 7), misurata tramite il test FRAP, ha mostrato un aumento significativo nei campioni arricchiti con cWSP, seppur con variazioni modeste. I valori più alti sono stati registrati in Yog2 allo 0,5% di cWSP. Questo incremento potrebbe essere attribuito sia ai polisaccaridi stessi, sia ai fenoli e alle proteine ad essi legati, noti per il loro potenziale antiossidante. Inoltre, la fermentazione stessa può amplificare questi effetti grazie al rilascio di peptidi bioattivi.

Figura 8. Capacità antiossidante verso i radicali ABTS esercitata da yogurt arricchiti con diverse concentrazioni di polisaccaridi grezzi ottenuti dal fungo P. ostreatus e dal controllo (yogurt bianco); Yog1 e Yog2 si riferiscono a diverse colture starter. Le barre indicano la media ± deviazione standard ( n = 3). Lettere diverse indicano differenze significative tra i valori secondo il test di Tukey ( p < 0,05).

Conclusioni

Il presente studio è stato progettato per determinare l’effetto dei polisaccaridi grezzi ottenuti dai corpi fruttiferi di P. ostreatus sulle proprietà antiossidanti e fisico-chimiche degli yogurt a pasta compatta. L’aggiunta di queste molecole bioattive ad alto peso molecolare può migliorare le proprietà benefiche degli yogurt arricchiti. L’analisi ha rivelato che l’arricchimento degli yogurt può aumentarne il potenziale antiossidante. Tuttavia, lo studio attuale è limitato a causa della mancanza di un’analisi approfondita dei polisaccaridi grezzi utilizzati. Informazioni dettagliate su queste molecole potrebbero fornire ulteriori informazioni sulle proprietà strutturali e sulla formazione di gel negli yogurt.

Ulteriori ricerche potrebbero inoltre essere condotte per esaminare altre potenziali bioattività degli yogurt legate alla presenza di polisaccaridi derivati ​​da funghi (ad esempio: ipocolesterolemizzanti, antitumorali, immunomodulanti e prebiotiche). Inoltre, la determinazione precisa dei composti responsabili della capacità antiossidante deve ancora essere chiarita. L’aggiunta di polisaccaridi grezzi può anche potenzialmente influenzare il processo di fermentazione stimolando la crescita dei batteri lattici e, di conseguenza, accelerandone il processo.

Tuttavia, a concentrazioni più elevate di polisaccaridi grezzi (>0,2%) è stato riscontrato un livello significativo di sineresi, associato a un’elevata durezza dei gel e a una ridotta coesione. Pertanto, questo studio rafforza l’idea che la modifica di questi parametri possa limitare l’uso di tali macromolecole nella produzione di yogurt a pasta compatta.

Fonte: “Properties of Yogurts Enriched with Crude Polysaccharides Extracted from Pleurotus ostreatus Cultivated Mushroom”, Wojciech Radzki, Katarzyna Skrzypczak, Bartosz Sołowiej, Ewa Jabłońska-Ryś,Waldemar Gustaw. Foods 2023, 12(21), 4033; https://doi.org/10.3390/foods12214033