Il potenziale nutraceutico della rucola (Eruca vesicaria) sottoposta a fermentazione batterica

Fermentation is one of the most used techniques to increase the shelf life of food and im-prove its sensory characteristics. Recently, the beneficial characteristics that the fermentation process can impart to raw plant materials have gained particular importance, especially when the fermenting strains are considered probiotics. Moreover, the ability of bacterial strains to produce nutritionally interesting substances from the compounds present within the fermented matrix is of particular interest. This thesis aims to examine in detail the optimization of the fermentation process of rocket (Eruca vesicaria) using three selected strains of lactic acid bacteria, specifically Lactiplanti-bacillus plantarum 299V, Pediococcus acidilactici IRZ12B, and Lacticaseibacillus rham-nosus GG. The main objective of the research was to develop an innovative fermentation process on a vegetable substrate by lactic acid bacteria usually used on different matrices, to evaluate the effect of the fermentation on the antioxidant and nutraceutical potential of the fermented extracts. Initially, total microbial counts were conducted on the raw material, and based on these re-sults, a thermal process was optimized to reduce the microbial load to acceptable values while maintaining the main phytocompounds present in the rocket. Additionally, a process for obtaining the liquid extract from fresh rocket was refined, determining the optimal amount of water to add to achieve the desired consistency. During the study phase in which the fermentations were carried out, the pH of the rocket extract was measured before and after the fermentation process to ascertain the possible acidification caused by the lactic acid bacteria fermentation. Bacterial counts were performed at the time of inoculation and after twenty-four hours of fermentation to verify the effective growth of the inoculated strain. The fermented and non-fermented extracts were subjected to DPPH and Folin-Ciocalteau assays to determine their antioxidant power and total polyphenol content, respectively. Sig-nificant differences were found between the extracts fermented with the P. acidilactici IRZ12B strain and the non-fermented extracts in terms of total polyphenol content; howev-er, no statistically significant differences were observed in terms of antioxidant power. This study provides substantial evidence on the possibility of using plant products, not usu-ally employed as fermentation substrates, to develop new dietary supplements and better understand the role of fermentation in the nutritional enrichment of foods.

La fermentazione è una delle tecniche più utilizzate per incrementare la shelf-life degli ali-menti e per migliorarne le caratteristiche sensoriali. Tuttavia, hanno recentemente assunto particolare importanza anche le caratteristiche benefiche che il processo di fermentazione è in grado di conferire alle materie prime di origine vegetale, soprattutto quando i ceppi fer-mentanti sono considerati probiotici. Inoltre, la capacità dei ceppi batterici di produrre so-stanze nutrizionalmente interessanti a partire dai composti presenti all’interno della matrice fermentata è oggetto di particolare interesse. La tesi si propone di esaminare in dettaglio l'ot-timizzazione del processo di fermentazione della rucola (Eruca vesicaria) utilizzando tre ceppi selezionati di batteri lattici, nello specifico Lactiplantibacillus plantarum 299V, Pedio-coccus acidilactici IRZ12B e Lacticaseibacillus rhamnosus GG. L'obiettivo principale della ricerca è stato quello di mettere a punto un innovativo processo di fermentazione su un sub-strato vegetale da parte di batteri lattici solitamente utilizzati su matrici differenti, per valutare poi l'effetto della fermentazione stessa sul potenziale antiossidante e nutraceutico degli estratti fermentati. Inizialmente, sono state condotte conte microbiche totali sulla materia prima e, sulla base di tali risultati, è stato ottimizzato un processo termico al fine di ridurre tale carica microbica a valori accettabili, cercando di mantenere intatti i principali fitocompo-sti presenti nella rucola. Inoltre, è stato perfezionato un processo di ottenimento dell'estratto liquido di rucola a partire dalla materia prima fresca, determinando la quantità ottimale di ac-qua da aggiungere per ottenere la consistenza adeguata. Durante la fase dello studio in cui sono state effettuate le fermentazioni è stato misurato il pH dell'estratto di rucola prima e dopo il processo fermentativo stesso, allo scopo di constatare l'eventuale acidificazione pro-vocata dalla fermentazione dei batteri lattici. Sono state effettuate delle conte batteriche sia al momento dell'inoculo che dopo ventiquattro ore di fermentazione, al fine di verificare l'effet-tiva crescita del ceppo inoculato. Gli estratti fermentati e non fermentati sono stati sottoposti ai saggi DPPH e Folin-Ciocalteau per determinarne rispettivamente il potere antiossidante e il contenuto di polifenoli totali. Sono state riscontrate differenze significative tra gli estratti fermentati con il ceppo P. acidilactici IRZ12B rispetto ai non fermentati in termini di conte-nuto di polifenoli totali; invece, a livello di potere antiossidante non sono state evidenziate differenze statisticamente significative. Questo studio fornisce ottime evidenze sulla possibi-lità impiegare come substrato della fermentazione anche dei prodotti vegetali solitamente non utilizzati a tal scopo, al fine di sviluppare nuovi integratori alimentari e comprendere meglio il ruolo della fermentazione nell'arricchimento nutrizionale degli alimenti.