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Apr 30, 2023

Produzione e caratterizzazione degli antociani

Scientific Reports volume 13,

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 5863 (2023) Citare questo articolo

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La birra è la terza bevanda fermentata più popolare al mondo. Tipicamente è fatto con orzo maltato. I paesi tropicali devono importare l’orzo dai paesi temperati per la produzione della birra, il che è un processo costoso. Pertanto, è fondamentale studiare possibili substrati alternativi per la produzione di birra al fine di soddisfare la crescente domanda di birra di alta qualità nutrizionale. Lo studio attuale prevede la creazione di una bevanda fermentata da grano nero ricco di antociani con l'aiuto del lievito, Saccharomyces cerevisiae CMS12, isolato dagli scarti della frutta. È stata quindi eseguita la caratterizzazione (UV, HPLC, NMR, FTIR e ICPMS), nonché uno studio comparativo con birra di frumento bianca (ambrata). Inoltre, l'ottimizzazione dei parametri di processo includeva la concentrazione iniziale di zucchero, le dimensioni dell'inoculo e il pH. Il mosto di grano nero conteneva 568 mg GAE/L di contenuto fenolico totale, 4,67 mg/L di concentrazione di antociani, contenuto di alcol del 6,8% (v/v) e un pH di 4,04. L'analisi sensoriale ha rivelato che la birra di frumento nera era più accettabile della birra di frumento bianca. La bevanda fermentata sviluppata ha un enorme potenziale di commercializzazione.

In tutto il mondo esistono numerose opzioni per cibi e bevande fermentati e il processo di "fermentazione" è il metodo scientifico alla base per migliorare potenzialmente il valore nutritivo e la digeribilità di qualsiasi substrato1. Il sapore prodotto dai microorganismi migliora l'accettabilità sensoriale degli alimenti fermentati2. La birra è la terza bevanda più apprezzata dopo acqua e tè, con un consumo globale di circa 200 miliardi di litri all'anno. In base agli ingredienti e ai metodi utilizzati nel processo di produzione della birra, esistono oltre 70 tipi diversi di birra3. La gradazione alcolica della birra varia dallo 0,5% al ​​15%4. La birra riduce il rischio di arresto cardiaco abbassando la concentrazione di lipidi a bassa densità e di omocisteina e promuove la salute dei reni5. La birra contiene tutti i nutrienti dei cereali e del luppolo, ricchi di vitamine del gruppo B, proteine, minerali, fibre alimentari, composti fenolici (antiossidanti), etanolo e composti prebiotici6. L'aspetto della birra prodotta è influenzato dal ceppo di lievito utilizzato durante la fermentazione. Il lievito influisce sulla stabilità della schiuma, sulla ritenzione della schiuma, sulla formazione di torbidità e sul colore della birra7. Inoltre, poiché i lieviti utilizzano le sostanze nutritive del mosto per la crescita e rilasciano i sottoprodotti in esso contenuti, i cambiamenti nella composizione del mosto influenzano direttamente il sapore della birra8. La torbidità della birra è dovuta alla presenza di proteine, polisaccaridi e polifenoli7. Le mannoproteine ​​derivate dalle pareti cellulari dei lieviti aiutano a minimizzare la formazione di torbidità e a stabilizzare la schiuma. L'enzima proteasi viene secreto dai lieviti in condizioni sfavorevoli, il che degrada le proteine ​​coinvolte nella formazione e nella stabilizzazione della schiuma della birra. Inoltre, le β-glucanasi che idrolizzano il β-glucano possono essere rilasciate dai lieviti autolizzati, con conseguente riduzione della viscosità e drenaggio del liquido dalla schiuma9. Tuttavia, è necessario effettuare una valutazione adeguata prima di sperimentare un nuovo lievito per la produzione della birra, poiché ogni microbo è unico e può sviluppare variazioni a causa della sua interazione con diverse sostanze e condizioni che portano a vari problemi di salute10. Il Saccharomyces cerevisiae è il lievito comune nelle industrie della produzione della birra11. Dalla combinazione di etanolo e anidride carbonica vengono prodotti numerosi prodotti chimici, come acidi organici, chetoni ed esteri, che hanno un'influenza significativa sul carattere sensoriale della birra12. Oggi i birrai sono alla ricerca di ingredienti alternativi e più vantaggiosi per la produzione della birra. Riso, zafferano, frumento, orzo, segale, mais, sorgo, idrolizzato di patate e melassa da bassa a moderata sono stati studiati come substrati per la produzione di birra13,14. Gli alimenti con un alto contenuto di antiossidanti sono stati collegati a benefici per la salute e il grano ricco di antociani (grano nero) è noto anche per le sue proprietà antiobesità, ipoglicemizzanti e prebiotiche. Pertanto, la produzione di birra da questo tipo di materia prima può offrire ulteriori vantaggi ai consumatori15,16. La popolarità della birra prodotta con malto di frumento è variata negli ultimi anni, ma ultimamente la domanda di birra di frumento è aumentata a causa dell'introduzione di nuove pratiche di produzione della birra (produzione artigianale e fatta in casa) e dell'indisponibilità di orzo in varie regioni17. Tuttavia, il grano non possiede enzimi attivi responsabili della produzione di zuccheri. Quindi, per attivare questi enzimi e per garantire che siano presenti livelli adeguati di zuccheri per la fermentazione, viene condotta la maltazione del grano. La maltazione è la fase principale del processo di produzione della birra. Lo scopo della maltazione è favorire la produzione di 11 enzimi idrolitici nei chicchi3. Tra le numerose varietà di grano, il grano nero è una coltura ibrida ottenuta incrociando grano viola e grano blu che può fungere da potenziale substrato per la produzione di birra. Questo grano è altamente ricco di contenuto di antociani, proteine, fibre alimentari e altri nutrienti, ecc.18. Il presente studio ha utilizzato il grano nero sviluppato biotecnologicamente come substrato per produrre birra ricca di antociani da un ceppo appena isolato, Saccharomyces cerevisiae CMS12. In questo lavoro non è stato utilizzato il luppolo nella produzione della birra, quindi il contenuto di antiossidanti e il colore provengono dal grano nero stesso. La birra prodotta con malto di frumento nero è stata confrontata con la birra prodotta con malto di frumento bianco. Inoltre, la birra è stata caratterizzata utilizzando UV, HPLC, NMR, FTIR, ICPMS e un valore di colore. Per quanto a nostra conoscenza della letteratura esistente, non è stato riportato alcun lavoro precedente sulla produzione di birra ricca di antociani dal grano nero. In questo studio vengono valutati le proprietà fisico-chimiche e il profilo sensoriale del grano nero come substrato per la produzione della birra.