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Lab. Microbiologia
YOGURT E PROBIOTICI
Le origini dello yogurt, molto diffuso nella vita quotidiana, sono assai antiche ed incerte. La
scoperta, probabilmente, fu casuale: il latte, se lasciato a contatto con gli otri ricavati dalla pelle o
dallo stomaco degli animali da cui veniva ottenuto, venendo a contatto con particolari tipi di
fermenti e grazie all'azione del calore, si tramuta naturalmente in yogurt. Si ritiene che siano state le
popolazioni bulgare a diffonderlo anche se le primissime voci su questo alimento si trovano nella
Bhagavad Gita1, il libro sacro di Krishna.
In seguito ai contatti culturali ed alle migrazioni dei popoli che già lo usavano presso di loro, l'uso
dello yogurt si diffuse presto in tutto l'Occidente fra i fenici, i greci, gli egizi ed i romani. L'opera di
diffusione continuò, al contempo, in Oriente: se ne trova traccia nelle novelle de Le mille e una
notte, d'uso diffuso, quindi, anche fra gli Arabi. Lo yogurt incontrò un eccezionale successo anche
in India, ove a tutt'oggi costituisce uno dei principali alimenti della dieta locale.
Circondato dalla fama di panacea, di rimedio per l'insonnia e la tubercolosi e di ausilio per la
rigenerazione del sangue, lo yogurt non era ancora mai stato analizzato dal punto di vista
scientifico.
Nel 1908 il microbiologo russo Ilya Ilyich Metchnikoff, nato nella Russia
meridionale nel 1845 e ritenuto il “papà” dello jogurt, propose la tesi che la
longevità dei pastori bulgari e caucasici (cioè la frazione della popolazione
che arrivava a cento anni) dipendesse dal consumo di latti fermentati,
evidenziando l'azione positiva di questi prodotti sulla flora intestinale.
Appassionato e studioso di scienze diverse, Metchnikoff denominò
gerontologia la scienza che studia i fenomeni della vecchiaia e tanatologia
quella che riguarda la morte.
Dopo avere viaggiato per tutta l’Europa, approdò sulle coste della Sicilia e
qui ebbe l’idea di fare esperimenti sulle larve di stella marina, dal
momento che sono trasparenti, poteva studiarle al microscopio.
L’esperimento determinante di Metchnikoff fu quello di iniettare particelle
di carminio nelle piccole larve. Le “minicellule” vaganti nei corpi
Figura 1: I. Metchnikoff
trasparenti si precipitavano a formare una barriera contro le particelle
estranee. Successivamente sostituì le particelle di carminio con le spine delle rose e passò a studiare
lo stesso fenomeno nelle pulci d’acqua. Al microscopio osservava che la reazione era sempre la
stessa: non si trattava di un fenomeno di assimilazione o di digestione, ma di una reazione di difesa
dell’organismo verso corpi estranei. Assimilò questo fenomeno a ciò che succede ai tessuti umani
quando ci si punge o ci si infetta. Anche nell’uomo comparivano delle cellule che provocavano la
formazione del pus. Da questa semplice osservazione, nacque l’ipotesi dell’immunità cellulomediata. Il fenomeno fu denominato dallo stesso Metchnikoff «fagocitosi».Fu una scoperta
sensazionale che fece discutere il mondo scientifico di quel tempo.
Metchnikoff, può essere considerato il padre dell’immunologia comparata, poiché le sue
osservazioni riguardano specie di animali inferiori.
Metchnikoff, nel 1882 lasciò il suo paese natale l'Ucraina, per raggiungere Parigi, lavorando presso
l'Istituto Pasteur, dove condusse i suoi studi
Studiando le caratteriste del prodotto utilizzato dai pastori bulgari, riuscì ad isolare il Lactobacillus
bulgaricus, uno degli organismi responsabili della fermentazione del latte. Il «bacillo bulgaro», che
divenne di gran moda e fu commercializzato con grande fortuna degli imprenditori, combatteva i
«bacilli responsabili della putrefazione intestinale».
1
"Bhagavad gita" significa "Il canto del beato". Si tratta di un antico poema indiano, che narra del dialogo tra il
principe-guerriero Arjuna e il Dio Krishna sul campo di battaglia di Kuruksetra.
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Credendo che questo lattobacillo fosse essenziale per la buona salute, riuscì a convincere
l'imprenditore Isaac Carasso a sviluppare tecnologie industriali per la produzione dello yogurt.
Nel 1919 quest'ultimo realizzò il primo stabilimento commerciale per la produzione di yogurt a
Barcellona, chiamando la sua impresa Danone, nome che porta ancor
oggi.
In Francia nel 1906 la società "Le Fermente" iniziò a commerciare un
latte fermentato "Lactobacilline" prodotto con ceppi batterici selezionati
dallo stesso Metchnikoff, qualche anno dopo, nel 1925 il termine
"youghourt" entrò nel dizionario "Petit Larousse".
Attualmente lo yogurt viene prodotto per lo più in grandi impianti
industriali, con l'impiego di colture microbiche selezionate.
Metchnikoff vinse il premio Nobel per la Medicina e la Fisiologia nel
1908, insieme a Paul Ehrlich2 in riconoscimento dei loro lavori
Figura 2: P. Ehrlich
sull'immunità.
Le ottimistiche conclusioni dello scienziato russo (vedremo che i fermenti classici dello yogurt non
sono probiotici) ebbero il merito di attirare l'attenzione della comunità scientifica internazionale sui
batteri presenti nello yogurt, i cosiddetti fermenti lattici.
Il nostro intestino ospita una vasta popolazione di microrganismi, denominata genericamente flora
intestinale, fondamentale per il corretto funzionamento dell'intestino. Le azioni della flora
intestinale sono principalmente due:
immunitaria; stratificandosi nella mucosa intestinale bloccano a mo' di barriera virus,
microrganismi nocivi e sostanze responsabili di allergie;
nutritiva; concorrendo alla produzione di enzimi e vitamine (come la K e alcune del gruppo
B) e alla degradazione di sostanze tossiche.
La flora intestinale può essere indebolita da varie situazioni (cattiva alimentazione, farmaci come
gli antibiotici, stress ecc.) e ha quindi senso parlare anche di supporto e potenziamento. In
particolare è possibile selezionare particolari batteri che siano in grado di ottimizzare la flora
intestinale nell'ottica del benessere e della salute. Tali batteri si dicono probiotici (da pro-bios, cioè
in favore della vita).
Basandosi sulla definizione del ricercatore inglese Fuller (1989): "il probiotico è un
microrganismo vivente che esercita un effetto positivo sulla salute dell'ospite con il risultato di
rafforzare l'ecosistema intestinale".
Il termine "probiotico" deriva dal greco: "pro-bios" e significa a favore della vita; se per
assonanza è terminologicamente simile ad "antibiotico", si contrappone totalmente per la sua
funzione che appare diametralmente opposta.
Gli alimenti probiotici (soprattutto latticini) sono alimenti arricchiti di tali batteri.
Figura 3: Lactobacillus bulgaricus
Per quanto concerne i batteri lattici, i gruppi principalmente
utilizzati sono rappresentati dalle seguenti specie:
Lactobacillus acidophilus
Lactobacillus casei
Lactobacillus lactis
Lactobacillus bulgaricus
Streptococcus thermophilus
Bifido bacterium bifidum
2
P. Ehrlich farmacologo tedesco, fondatore della chemioterapia, cioè della terapia mediante particolare composti
chimici (i chemioterapici) in grado di agire specificatamente contro microbi apportatori di malattie infettive.
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I primi tre sono principalmente impiegati per latti fermentati acido-alcolici, gli ultimi due per i latti
fermentati probiotici. All'interno del "classico" yogurt esistono batteri vivi, ma non vitali, cioè
incapaci di riprodursi nell'intestino. Nello specifico lo yogurt, anche detto latte acido ottenuto
innestando streptococcus thermophilus e Lactobacillus bulgaricus, si differenzia dallo yogurt
prodotto con microrganismi "probiotici" e cioè Bifido bacterium bifidum e Lactobacillus
acidophilus.
Non bisogna dunque confondere i comuni yougurt con i probiotici , poiché alla base della
produzione si impiegano batteri diversi.
I fermenti lattici sono un gruppo eterogeneo di microrganismi accomunati da alcune caratteristiche:
producono acido lattico per fermentazione degli zuccheri riducendo il pH degli alimenti in
cui crescono: i prodotti finali della fermentazioni sono diversi per i fermenti lattici
omofermentanti ed eterofermentanti. Mentre i primi in condizioni normali producono quasi
esclusivamente acido lattico (>90% dei prodotti di fermentazione), gli altri producono acido
lattico (circa il 50% dei prodotti di fermentazione), anidride carbonica ed etanolo o acido
acetico;
sono anaerobi ossigeno-tolleranti: essendo incapaci di sintetizzare alcuni cofattori necessari
per la respirazione non utilizzano normalmente l’ossigeno. La maggior parte delle specie
però può anche crescere in presenza di ossigeno, anche se è favorita da atmosfere
anaerobiche;
non sono in grado di produrre l’enzima catalasi e quindi di degradare il prossido d’idrogeno
sono Gram positivi: hanno una parete spessa formata prevalentemente da peptidoglicano, ma
la composizione del peptidoglicano può variare;
non formano endospore e sono generalmente immobili;
hanno esigenze nutrizionali complesse: per crescere hanno bisogno di aminoacidi, basi
nucleotidiche e vitamine, perché non sono in grado di sintetizzare uno o più di questi fattori
di crescita. Questi ultimi però sono in genere disponibili negli alimenti.
Moltissime specie di fermenti lattici svolgono un ruolo più o meno importante nella fermentazione
di diversi alimenti e la tassonomia di questo gruppo è in continua evoluzione, con la creazione di
nuove specie o la riclassificazione di specie esistenti.
I generi di batteri lattici sono Lactobacillus, Lactococcus, Leuconostoc, Pediococcus e
Bifidobacterium.
Dopo le ipotesi di Metchnikoff negli anni '20 alcuni ricercatori americani dimostrarono la differenza
fra i batteri lattici utilizzati per la produzione di latte fermentato e quelli normalmente trovati
nell'intestino; i primi appartenevano alle specie Lactobacillus bulgaricus (oggi indicato come
Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus) e Streptococcus thermophilus; i secondi alla specie
Lactobacillus acidophilus.
L. Bulgaricus e S. thermophilus3 sono intolleranti ai sali di bile e si sviluppano in modo ottimale a
temperature superiori ai 40 °C; L. acidophilus è resistente ai sali di bile e con crescita ottimale
intorno ai 37 °C.
IMPORTANTE - È quindi fondamentale notare che i principali bacilli dello yogurt
(Lactobacillus bulgaricus e Streptococcus termophilus) non sono probiotici perché sono
intolleranti ai sali della bile e si sviluppano a temperature superiori a quella umana. La gran parte
degli yogurt in commercio non si può pertanto definire alimento probiotico.
3
S. thermophilus si può trovare nel latte e in molte colture naturali per la produzione di formaggi come Asiago,
Emmenthal, Gruviera, mozzarella.
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Sono già parecchi i batteri individuati come probiotici (Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus
casei e Lactobacillus johnsonii ecc.) che appartengono alla normale flora intestinale umana e che
sono capaci di sopravvivere al passaggio nello stomaco.
Alcuni batteri lattici e probiotici utilizzati nella produzione di alimenti
Streptococcus thermophilus
Streptococcus thermophilus è un microrganismo termofilo (la
temperatura ottimale di crescita è fra i 37 e i 42°C), termotollerante (può
resistere a trattamenti di termizzazione e di pastorizzazione a 62°C per
20-30 min), omofermentante. Viene utilizzato come starter in molti
formaggi prodotti a temperature superiori a 35°C e in molti latti
fermentati. E’, insieme a Lactobacillus bulgaricus, uno dei due
componenti della microflora dello yoghurt. Alcuni ceppi sono in grado di
produrre esopolisaccaridi, che rendono viscoso il substrato.
Favorisce la produzione di vit B6 e B12
Lactobacillus Bulgaricus
Stimola l’acidificazione dell'intestino tenue, contribuendo così a
creare un ambiente inospitale per i batteri patogeni e favorevole ai
lattobacilli acidophi.
Grazie alla sua capacità di scomporre adeguatamente il lattosio,
risulta di grande aiuto per i soggetti affetti da intolleranza al
lattosio, e dunque svolge un ruolo sinergico nei confronti delle
miscele enzimatiche contenenti l'enzima lattasi.
Lactobacillus acidophilus
Ha ottime qualità come specie probiotica essendo particolarmente
forte nel superare le barriere acide dello stomaco, i sali biliari nel
piccolo intestino, questo batterio è un amico del nostro intestino, tra
gli effetti più significativi ricordiamo: assimiliazione e produzione
delle vitamine del gruppo B, fornisce al corpo l'enzima Lattasi.
Su questo batterio sono in corso diversi studi che ne
sperimenterebbero l'effetto curativo su casi di candida, herpes,
ipercolesterolemia, infezioni cutanee.
Lactobacillus johnsonii, particolarmente resistente all’attacco dei
succhi gastrici e della bile è dotato di elevata aderenza alla parete
intestinale.
Inizialmente selezionato in base a queste caratteristiche, il
Lactobacillus johnsonii si è dimostrato capace non solo di
riequilibrare la flora intestinale, ma anche di stimolare l’attività dei
fagociti e di aumentare la produzione di anticorpi.
Lactobacillus johnsonii
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Lactobacillus casei
Bifido batteri
Leuconostoc
Lactobacillus casei e Lactobacillus paracasei sono due specie
importanti nella maturazione dei formaggi. Per la loro elevata
attività peptidasica e per la capacità di metabolizzare aminoacidi
con produzione di composti aromatici vengono utilizzati come
colture aggiuntive per l’accelerazione della maturazione dei
formaggi.
È in grado di aumentare i livelli circolanti di immunoglobulina A
(IgA). Molti studi in vitro mostrano che è in grado di legare e
inattivare alcuni cancerogeni.
Sono batteri particolarmente utili per l'intestino, i benefici sono
paragonabili a quelli apportati dall'acidophilus.
Costituiscono un genere separato sulla base della loro morfologia,
biochimica, costituenti della parete cellulare composizione del
DNA; Bacilli GRAM+, non formano spore, costituiscono fino al
25% della microflora endogena del tratto gastrointestinale;
contribuiscono sensibilmente ai processi fermentativi dei
carboidrati nel colon.
Insieme ai Lattobacilli sono i primi colonizzatori del tratto
intestinale alla nascita.
Aumentano l'attività fagocitica non specifica dei granulociti
plasmatici circolanti. Hanno attività antiossidante. Riducono
significativamente la severità e la durata della diarrea da
rotarovirus.
Il genere Leuconostoc comprende specie eterofermentanti di forma
coccica o lenticolare, mesofile o psicrotrofiche (in genere crescono
meglio a 22-30°C, ma alcune specie possono crescere anche a 4°C).
Molte specie sono importanti nelle fermentazioni alimentari. Nei
prodotti lattiero-caseari, Leuc. mesenteroidesssp. cremoris e Leuc.
lactis sono utilizzati in colture miste o in colture a composizione
definita per creme fermentate e formaggi, in associazione con Lc.
lactis, per la loro capacità di fermentare il citrato con produzione di
sostanze aromatiche.
Specie del genere Pediococcus (Pc. acidilactici, Pc. pentosaceus)
un gruppo di cocchi omofermentanti, capaci di tollerare
concentrazioni relativamente elevate di sale, sono importanti in
molte fermentazioni vegetali e sono utilizzate come starter in
salumi fermentati a temperature relativamente elevate (>30°C).
Pediococcus
Nella conoscenza dei probiotici sono coinvolte sia la ricerca medica sia le aziende che operano nel
campo alimentare (yogurt). L'obbiettivo è di trovare ceppi batterici che scientificamente (e non solo
su basi di osservazioni empiriche) possano migliorare la salute umana. Esistono già molte ricerche
che autorizzano la promozione di determinati batteri; purtroppo molte informazioni arrivano al
consumatore distorte da una pubblicità troppo ottimistica. Di seguito una breve rassegna dello stato
attuale della ricerca. L'impressione è che la scelta di un ceppo piuttosto che un altro non sia facile
perché i risultati dipendono spesso dall'impegno profuso in una direzione piuttosto che in un'altra.
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