Food Research International

Profilazione del microbiota autoctono e caratterizzazione dei batteri lattici dominanti presenti nelle salsicce di pesce fermentate

Luca Belleggia, Ilario Ferrocino Maria Rita Corvaglia Cristiana Cesaro ,Vesna Milanović ,Federica Cardinali, Cristiana Garofalo, Luca Cocolin ,Lucia Aquilanti ,Andrea Osimani 

UN Dipartimento di Scienze Agrarie, Alimentari ed Ambientali, Università Politecnica delle Marche, via Brecce Bianche, Ancona, Italia
B Dipartimento di Scienze Agrarie, Forestali e Alimentari, Università degli Studi di Torino, Largo Paolo Braccini 2, Grugliasco, Torino, Italia

Ricevuto il 10 ottobre 2021, Rivisto il 12 gennaio 2022, Accettato il 17 gennaio 2022, Disponibile online il 12 febbraio 2022, Versione del record 17 febbraio 2022 .

Punti salienti

  • La composizione batterica ha mostrato la frequenza più alta di Latilactobacillus sakei.
  • La composizione del microbiota ha mostrato la frequenza più alta di Kurtzmaniella zeylanoides.
  • Dai campioni sono stati isolati Latilactobacillus sakei e Latilactobacillus curvatus .

Gli isolati di batteri lattici hanno mostrato caratteristiche idonee per essere utilizzati come colture aggiuntive.

Astratto

L’uso della carne di pesce per produrre salsicce fermentate è raro, soprattutto nei paesi europei dove le salsicce fermentate sono ottenute principalmente utilizzando carne di mammiferi. Nel presente studio è stato studiato il microbiota naturalmente presente nelle nuove salsicce di pesce fermentato, prodotte artigianalmente utilizzando specie di pesci marini catturati nel Mar Mediterraneo. A tal fine, le salsicce di pesce sono state sottoposte ad analisi fisico-chimiche (compresa la quantificazione dell’istamina). I tratti microbiologici delle salsicce sono stati studiati tramite conteggio vitale e analisi metassonomica. Le salsicce sono state anche sottoposte alla rilevazione di geni che codificano per l’istidina decarbossilasi di batteri Gram-positivi ( hdcA ) e -negativi ( hdc ).

I risultati della quantificazione dell’istamina hanno mostrato contenuti diversi tra i campioni di salsicce di pesce. Inoltre, la presenza del gene hdcA era inferiore al limite di rilevabilità in tutti i campioni, mentre il gene hdc è stato rilevato solo nei campioni del lotto 2, caratterizzati da elevati livelli di Enterobacteriaceae.

Nei campioni analizzati sono stati rilevati batteri lattici vitali, stafilococchi coagulasi negativi ed eumiceti. La composizione batterica ha mostrato la frequenza più alta di Latilactobacillus sakei , mentre la composizione eumicetica ha mostrato la frequenza più alta di Kurtzmaniella zeylanoides .

Al fine di selezionare potenziali colture aggiuntive per il miglioramento del prodotto, 60 batteri lattici (22 isolati di L. sakei e 38 di Latilactobacillus curvatus ) sono stati isolati da campioni di salsiccia e caratterizzati per: i) la presenza del gene hdcA ; ii) la produzione di esopolisaccaridi (EPS); iii) la presenza di geni coinvolti nella produzione di EPS; iv) la produzione di batteriocine contro Listeria innocua .

Nessuno degli isolati è risultato positivo per la presenza del gene hdcA . Inoltre, 39 isolati su 60 hanno mostrato la formazione di colonie mucoidi, attestando così la produzione di EPS. È interessante notare che 56 isolati su 60 erano positivi per il gene epsD/E , mentre 37 isolati su 60 erano positivi per il gene epsA , tutti questi geni che codificano per la produzione di eteropolisaccaridi. Da notare che la capacità di produzione di EPS e l’assenza del gene hdcA potrebbero rappresentare un punto di partenza per la futura selezione degli isolati come colture autoctone aggiuntive per migliorare la consistenza, i tratti sensoriali e la sicurezza delle salsicce di pesce fermentato in studio. Nessuno degli isolati di L. sakei o L. curvatus ha esercitato un effetto battericida contro L. innocua .

astratto grafico

introduzione

L’utilizzo della fermentazione per conservare il pesce è uno dei metodi più antichi ed efficaci per prolungare la durata di conservazione di questo alimento deperibile. Da notare che, dopo la fermentazione, una serie di composti gustosi e aromatici vengono rilasciati nella matrice alimentare (Mouritsen, Duelund, Calleja e Frøst, 2017), contribuendo così a migliorare l’appetibilità del prodotto. L’arte della conservazione del pesce risale ai tempi della Mesopotamia già nel III millennio a.C. Successivamente furono gli Antichi Romani i maggiori consumatori del cosiddetto garum , famosissima salsa di pesce fermentato importata dall’Oriente. Oggi, le preparazioni di pesce fermentato sono molto comuni nei paesi asiatici, come Giappone, Tailandia e Vietnam (Mouritsen et al., 2017, Zhao et al., 2019, Jang et al., 2017), Africa (Marti-Quijal et al. , 2020) e nel Nord Europa (Skåra, Axelsson, Stefánsson, Ekstrand e Hagen, 2015). Nel Sud Italia, la cosiddetta “ Colatura di Alici di Cetara ”, ovvero una salsa liquida trasparente dal colore ambrato ottenuta attraverso il processo di maturazione delle acciughe in una soluzione salina, rappresenta un’eccellenza gastronomica di indiscusso valore e testimonia la vocazione di questo Area mediterranea per la produzione di prodotti ittici fermentati (Mouritsen et al., 2017).

Solitamente, dopo la raccolta del pesce, si può verificare un rapido deterioramento della carne dovuto all’attività di enzimi e microrganismi autolitici, come Pseudomonas , Vibrio , Photobacterium , Serratia , Shewanella , Aeromonas , e quelli appartenenti alla famiglia delle Enterobacteriaceae, che contaminano naturalmente il intestino di pesce e ambiente (Zhou et al., 2021). Per superare il deterioramento del pesce, il processo di fermentazione e gli eventuali ingredienti aggiunti consentono di sostituire i microrganismi deterioranti con microrganismi pro-tecnologici. Una tale successione microbica porta ad una conservazione sicura e ad una durata prolungata del cibo preparato.

Tra i microrganismi protecnologici, i batteri lattici, presenti naturalmente nella materia prima o aggiunti intenzionalmente come colture starter, svolgono un ruolo chiave nel guidare la fermentazione, sebbene molti altri gruppi microbici possano essere coinvolti, a seconda del processo e delle materie prime utilizzate. I batteri lattici sono un gruppo di bacilli o cocchi Gram-positivi aerotolleranti, strettamente fermentativi e organotrofi (Marti-Quijal et al., 2020). I batteri lattici omofermentanti producono lattato come principale prodotto finale della fermentazione (Marti-Quijal et al., 2020, Zhou et al., 2021), mentre le specie eterofermentanti metabolizzano sia esosi che pentosi portando a diversi metaboliti, tra cui CO 2 , lattato e acetato o etanolo (Zotta et al., 2018). Gli acidi organici di derivazione microbica portano alla diminuzione del pH con miglioramento della sicurezza ed aumento delle caratteristiche sensoriali del prodotto.

Oltre alla nota attività acidificante, i batteri lattici esercitano numerose altre attività biologiche che migliorano la sicurezza e le proprietà reologiche del prodotto fermentato; tali attività includono la produzione di batteriocine ed esopolisaccaridi (EPS).

Al contrario, l’attività metabolica dei microrganismi fermentanti può anche esercitare effetti negativi sulla sicurezza degli alimenti producendo ammine biogene (ad esempio, istamina) che sono precursori di composti N-nitroso cancerogeni originati dalla degradazione di alimenti ad alto contenuto proteico (Fong, El -Nezami, & Po Sze, 2021).

Pertanto, il successo del processo di fermentazione si basa su un fragile equilibrio tra il rischio di contaminazione incrociata, la competizione con la fermentazione selvaggia e la presenza di specie fungine e batteriche indesiderate e potenzialmente patogene, nonché dei loro metaboliti tossici.

A conoscenza degli autori, l’uso della carne di pesce per produrre salsicce fermentate è raro, soprattutto nei paesi europei, dove le salsicce fermentate sono ottenute principalmente utilizzando carne di mammiferi. Ciononostante, nel sud-est asiatico, i pesci d’acqua dolce come Ophicephalus micropeltes , Notopterus spp., Probarbus jullieni e Priacanthus tayenus sono spesso utilizzati per produrre preparazioni di pesce macinato fermentato (Khem, Young, Robertson e Brooks, 2013). Inoltre, Khem et al. (2013) hanno sviluppato un modello di salsiccia di pesce fermentato dalle specie marine Pseudocaranx dentex , Arripis trutta e Macruronus novaezelandiae .

Nel presente studio, diversi terreni di crescita selettivi e un approccio metassonomico sono stati applicati per la profilazione del microbiota presente naturalmente in nuove salsicce di pesce fermentato prodotte artigianalmente utilizzando specie di pesci marini catturati nel Mar Mediterraneo. Le salsicce sono state anche sottoposte a quantificazione dell’istamina ed è stato utilizzato un approccio PCR in tempo reale per la quantificazione dei geni hdcA e hdc Gram-positivi e Gram-negativi , rispettivamente, nella matrice alimentare.

Inoltre, al fine di selezionare batteri lattici con potenziali caratteristiche pro-tecnologiche (colture aggiuntive), 60 batteri lattici sono stati isolati da campioni di salsiccia e caratterizzati per: i) la presenza del gene hdcA ; ii) la produzione di EPS; iii) la presenza di geni coinvolti nella produzione di EPS.

Come riportato dal gruppo di esperti scientifici EFSA BIOHAZ (EFSA Panel on Biological Hazards, 2018), gli alimenti pronti, comprese le salsicce fermentate e i prodotti della pesca, potrebbero rappresentare un rischio per la presenza di Listeria monocytogenes , pertanto, anche gli isolati di batteri lattici sono stati testato per la produzione di batteriocine contro Listeria innocua , utilizzata come surrogato di L. monocytogenes (ANSES, 2019).

Frammenti di sezione

Campionamento

Nove salsicce di pesce pronte al consumo (Fig. 1) sono state raccolte da tre lotti di produzione realizzati da un produttore artigianale situato a Matino, Lecce, Italia. I campioni di salsiccia di pesce, prodotti in lotti limitati, sono stati così codificati: FS1-FS3 ottenuti dal lotto 1 (data di produzione 11.2019; data di analisi 02.2020; data di scadenza 03.2021), FS4-FS6 ottenuti dal lotto 2 (data di produzione 04.2020; data di analisi 07.2020; data di scadenza 08.2021) e FS7-FS9 ottenuti dal lotto 3 (data di produzione

Misure fisico-chimiche

I risultati delle analisi fisico-chimiche dei campioni di salsicce di pesce fermentate sono riportati nella Tabella 1.

I valori di pH erano compresi tra 5,51 ± 0,01 (campione FS9) e 5,87 ± 0,04 (campione FS2) senza differenze statisticamente significative tra i lotti.

I valori w hanno mostrato valori minimi per il campione FS9 (0,92 ± 0,01), mentre valori massimi (0,94 ± 0,01) sono stati rilevati nei campioni FS4, FS5 e FS6. L’analisi statica ha mostrato una differenza significativa tra i lotti 2 e 3.

I risultati dell’ATT

Discussione

La tradizione italiana dei salumi risale al XII secolo, quando furono sviluppati molti prodotti a base di carne fermentata, basati principalmente sull’utilizzo di carne suina. Sulla base di ricette e processi tradizionali di prodotti a base di carne fermentata, sono state prodotte le salsicce di pesce fermentato esaminate nel presente studio. Il prodotto finale ottenuto rappresenta un’unicità culinaria il cui microbiota non è mai stato studiato prima.

È interessante notare che sono stati evidenziati i dati complessivi raccolti dalle salsicce di pesce analizzate

Conclusione

La produzione di salsicce di pesce fermentato potrebbe rappresentare un nuovo mercato per l’industria alimentare italiana, che è già caratterizzata dalla produzione di prodotti di nicchia ad alto valore. I dati complessivamente raccolti hanno consentito di tracciare un primo quadro del microbiota delle nuove salsicce di pesce fermentate. Per quanto riguarda la composizione del microbiota, sono stati rilevati molti batteri ed eumiceti comunemente associati alle salsicce di carne fermentata, suggerendo così il loro adattamento a una nicchia precedentemente inesplorata come

Dichiarazione di contributo alla paternità di CRediT

Luca Belleggia: Indagine, Analisi formale, Scrittura – bozza originale. Ilario Ferrocino: Indagine, Analisi formale. Maria Rita Corvaglia: Investigazione, Analisi formale. Cristiana Cesaro: Inchiesta. Vesna Milanović: Analisi formale. Federica Cardinali: Analisi formale. Cristiana Garofalo: Analisi formale, Risorse. Luca Cocolin: Scrittura – bozza originale. Lucia Aquilanti: Scrittura – revisione e editing, Risorse. Andrea Osimani: Concettualizzazione, Scrittura – revisione e editing,

Dichiarazione di interesse concorrente

Gli autori dichiarano di non avere interessi finanziari concorrenti o relazioni personali che possano sembrare influenzare il lavoro riportato in questo articolo.

Ringraziamenti

Gli autori desiderano ringraziare Offishina, Via Armellini 74, 73046, Matino (LE), Italia, che ha gentilmente fornito le salsicce di pesce fermentato “ Pescatorino ”.