Alimenti fermentati: un pieno di salute

Il futuro è fermentato: la biodiversità microbica degli alimenti fermentati è una risorsa fondamentale per l’innovazione alimentare e la salute umana

Gli alimenti fermentati sono essenziali per la salute umana e una risorsa culturale ed economica globale. Sono però minacciati dall’industrializzazione.

Descriviamo un percorso per preservare e studiare gli alimenti fermentati tradizionali.

Gli alimenti e le bevande fermentati sono stati una componente chiave della dieta umana per migliaia di anni e svolgono un importante ruolo nutrizionale, culturale ed economico nella maggior parte delle società umane. Le differenze negli ingredienti, nelle pratiche locali e nelle condizioni ambientali possono avere un impatto sulle comunità microbiche negli alimenti fermentati, dando origine a sapori, consistenze e proprietà nutrizionali distinti. Nonostante le loro antiche radici, l’onnipresenza, i potenziali benefici per la salute, il recente clamore e la pletora di strumenti per studiare la diversità microbica.

La diversità microbica e funzionale della maggior parte degli alimenti fermentati rimane attualmente sconosciuta, mentre il cambiamento delle pratiche di stile di vita minaccia la perdita di alcuni alimenti fermentati, con implicazioni disastrose per la salute gastrointestinale.

Ambito e approccio

In questo contesto discutiamo i valori nutrizionali, culturali ed economici degli alimenti fermentati e introduciamo FermDB , il più grande database interoperabile e la mappa degli alimenti fermentati fino ad oggi (https://bokulich-lab.github.io/FermDB/) concepito come una risorsa comunitaria estensibile per documentare e studiare le fermentazioni alimentari ; (ii) fornire un’ontologia coerente degli alimenti fermentati per la classificazione di questi alimenti; e (iii) stimare i valori di produzione globale e la biomassa di alcuni degli alimenti fermentati più comuni per contestualizzare l’importanza sociale ed economica dei microrganismi per la produzione alimentare umana.

Principali risultati e conclusioni

Forniamo una nuova prospettiva sulla diversità globale degli alimenti fermentati e delle comunità microbiche associate come risorsa per una produzione alimentare sostenibile. Inoltre, il database e l’ontologia introdotti possono fungere da tabella di marcia per il percorso verso la conservazione della biodiversità microbica degli alimenti tradizionali e lo studio dei loro benefici per la salute associati.

Gli alimenti fermentati: un patrimonio culturale mondiale

Gli alimenti fermentati sono una componente essenziale delle diete umane e degli emblemi culturali presenti nella maggior parte, se non in tutte le società umane. Ancora più importante, gli alimenti fermentati sono una riserva fondamentale di diversità microbica nella dieta umana. Questi sono definiti come “alimenti realizzati attraverso la crescita microbica desiderata e le conversioni enzimatiche dei componenti alimentari” (Marco et al., 2021) e la loro produzione è diffusa a livello globale, con prove archeologiche della fermentazione alimentare almeno a partire da 14.000

Perché gli esseri umani fermentano i loro alimenti?

Si è ipotizzato che meccanismi adattativi abbiano innescato il consumo di cibi fermentati negli esseri umani. Diverse specie di primati consumano frutti fermentati in fase avanzata che possiedono meccanismi di difesa erbivori, il che suggerisce che il consumo di cibi fermentati può conferire un vantaggio di fitness espandendo il loro spazio di nicchia alimentare (Amato et al., 2021). Rispetto ad altri mammiferi, gli esseri umani e alcuni ominidi hanno un ulteriore recettore accoppiato alla proteina G per gli acidi idrossicarbossilici (HCA3)

Biomassa microbica e biodiversità negli alimenti fermentati

Con un valore di mercato globale stimato di 607,8 miliardi di USD nel 2023, che si prevede salirà a oltre 989 miliardi di USD entro il 2032 (Future Market Insights, 2023), gli alimenti fermentati svolgono un ruolo significativo nell’economia alimentare. L’intero valore economico è creato dai microrganismi fermentatori, che nel processo creano una sostanziale biomassa microbica. Stimiamo che la fermentazione degli alimenti con i più alti volumi di produzione globale da sola generi circa 4,3 × 10 22 cellule di lievito

Comunità microbiche negli alimenti fermentati: assemblaggio, dispersione e fattori influenzanti

Le comunità microbiche negli alimenti fermentati possono essere i) disperse in liquidi (ad esempio, vino), ii) in alimenti semisolidi (ad esempio, miso) formando biofilm su superfici (ad esempio, croste di formaggio), interfacce liquido-solido (ad esempio, kefir, tibicos) o interfacce aria-liquido (ad esempio, kombucha, sherry flor) (Wolfe & Dutton, 2015). L’assemblaggio della comunità microbica è modellato dalle interazioni ecologiche tra specie e ambiente, vale a dire deriva ecologica e diversificazione attraverso la selezione

Perdita di biodiversità microbica e industrializzazione

Nelle pratiche di fermentazione tradizionali, una porzione di prodotto finito viene aggiunta al substrato fresco per trasferire le comunità microbiche (back-slopping), una tecnica ancora comunemente utilizzata in molti alimenti fermentati. Esempi includono yogurt, pasta madre (Landis et al., 2021), il tradizionale dadih di fermentazione dei latticini a Sumatra (Wirawati et al., 2019) o le tradizionali fermentazioni dei cereali dello Zambia (Schoustra et al., 2013).

FermDB: una nuova risorsa curata per lo studio degli alimenti fermentati

Gli attuali cambiamenti nella produzione e nello stile di vita che minacciano gli alimenti fermentati e la loro biodiversità microbica dovrebbero essere affrontati attraverso diverse strategie, tra cui una catalogazione e una caratterizzazione coerenti degli alimenti fermentati in tutto il mondo. Poiché gli alimenti fermentati sono stati studiati principalmente a livello locale, questo sforzo richiede un’esaustiva revisione della letteratura e contributi da parte di scienziati alimentari di diversi continenti e background culturali.

Osservazioni conclusive

A livello globale, i sistemi alimentari stanno subendo una trasformazione per essere più produttivi e omogenei in tutto il mondo, rispondendo alle esigenze di popolazioni in crescita e in particolare dell’urbanizzazione e delle economie industrializzate. Allo stesso tempo, le diete umane hanno ridotto la diversità nutrizionale e includono meno cibi fermentati e quindi un potenziale apporto inferiore di microbi vivi (Hill et al., 2023; Kim et al., 2020; Sonnenburg & Sonnenburg, 2019).

Fonti di finanziamento

Gli autori riconoscono il sostegno finanziario della Fondazione Rockefeller ( 2021 FOD 020 ), della Fondazione nazionale svizzera per la ricerca scientifica [ 310030_204275 ] e del progetto HealthFerm, finanziato dall’Unione europea nell’ambito dell’accordo di sovvenzione Horizon Europe n. 101060247 e dalla Segreteria di Stato svizzera per l’istruzione, la ricerca e l’innovazione (SEFRI) nell’ambito del contratto n. 22.00210 . Tuttavia, i punti di vista e le opinioni espressi sono solo quelli dell’autore/degli autori.