Functional Evaluation and In Vitro Glucose-Lowering Activity of a Limosilactobacillus fermentum Fermented Probiotic Millet Malt Beverage using HepG2 Hepatocytes

Per milioni di persone, il semplice atto di mangiare è complicato dalla lotta del corpo nel gestire lo zucchero. Quando il sistema che regola il glucosio ematico vacilla, il risultato è una condizione nota come diabete, una diffusa sfida sanitaria che influenza il modo in cui le cellule assorbono l'energia. Negli ultimi anni, gli scienziati hanno rivolto la loro attenzione all'intestino, il vasto ecosistema interno dove risiedono trilioni di minuscoli organismi viventi. Questi microbi, spesso chiamati probiotici, non sono solo passeggeri; sono partecipanti attivi nella salute umana, aiutando a digerire il cibo, ad addestrare il sistema immunitario e persino a influenzare il modo in cui il corpo gestisce lo zucchero. Mentre molte persone conoscono i probiotici attraverso lo yogurt e altri prodotti lattiero-caseari, i ricercatori guardano sempre più verso il regno vegetale per trovare alternative. Cereali come il miglio, che hanno sostenuto le popolie umane per millenni, sono ricchi di fibre e nutrienti. Quando questi cereali vengono lasciati germogliare e poi fermentati da batteri benefici, si trasformano in qualcosa di nuovo: una bevanda che potrebbe fare molto di più che solo dissetare. La domanda che ha guidato una recente indagine era se un tipo specifico di batterio, raccolto da un impasto tradizionale, potesse trasformare il miglio in una bevanda capace di aiutare le cellule ad assorbire il glucosio in modo più efficace.

I ricercatori hanno iniziato il loro lavoro cercando un ceppo specifico di batteri, un microbo a forma di bastoncello noto come Limosilactobacillus fermentum, nascosto in una miscela di impasto di fagiolo mungo. Sono riusciti a isolare questo organismo e ne hanno confermato l'identità utilizzando il sequenziamento genetico, un processo che legge il codice unico del DNA del batterio per garantire che sia esattamente ciò che pensano sia. Una volta ottenuto il loro starter batterico, si sono rivolti a due tipi di miglio: sorgo e miglio perlato. Questi cereali sono stati immersi in acqua fino alla germogliazione, un processo che attiva gli enzimi naturali, e poi essiccati e macinati in una farina fine. Per creare la bevanda, gli scienziati hanno mescolato questa farina di miglio con acqua e succo di zenzero fresco, introducendo poi il batterio isolato nella miscela. Hanno lasciato che la miscela riposasse in un ambiente caldo per tre giorni, permettendo ai batteri di nutrirsi degli zuccheri presenti nel miglio e moltiplicarsi.

Mentre i batteri lavoravano, hanno cambiato la bevanda in modi misurabili. La miscela è diventata più acida, con il pH che scendeva da uno stato neutro a un livello aspro e pungente, un segno che i batteri stavano producendo acidi organici. Allo stesso tempo, la quantità di zucchero nel liquido è diminuita poiché i batteri lo consumavano per energia. Al termine del periodo di fermentazione, la bevanda era brulicante di vita, contenendo centinaia di milioni di cellule batteriche in ogni millilitro, un numero sufficientemente alto da essere considerato una potente fonte probiotica. Il team ha anche scoperto che il processo di fermentazione ha sbloccato nutrienti nascosti. La bevanda è diventata ricca di composti fenolici, sostanze naturali presenti nelle piante che agiscono come antiossidanti, aiutando a neutralizzare le molecole dannose nel corpo. La versione a base di sorgo mostrava livelli particolarmente elevati di questi composti benefici.

Per vedere se questa nuova bevanda potesse combattere invasori dannosi, i ricercatori l'hanno testata contro diversi batteri comuni che causano malattie, tra cui ceppi di E. coli e Bacillus cereus. Quando hanno posizionato il liquido di miglio fermentato vicino a questi batteri dannosi, i microbi cattivi hanno smesso di crescere, creando zone chiare dove nulla poteva sopravvivere. La bevanda mostrava un'attività simile a quella di un antibiotico standard, sebbene le zone di inibizione fossero inferiori a quelle prodotte dalla Streptomicina, confermando il suo potenziale come agente antimicrobico naturale. Questo potere antimicrobico, combinato con l'alto contenuto di antiossidanti, suggeriva che la bevanda potesse offrire protezione contro le infezioni e lo stress ossidativo.

Gli scienziati hanno poi rivolto la loro attenzione a come la bevanda avrebbe saputo e profumato, due fattori che determinano se le persone consumeranno effettivamente un alimento funzionale. Hanno utilizzato dispositivi elettronici avanzati, essenzialmente nasi e lingue artificiali, per analizzare i gas volatili e i composti chimici rilasciati dalla bevanda. Queste macchine hanno rilevato un profilo complesso di odori e sapori che erano distinti dagli ingredienti non fermentati. La fermentazione aveva scomposto i composti amari e generato nuove, piacevoli note di frutta e una leggera acidità. Quando un panel di volontari umani ha assaggiato la bevanda, l'ha valutata positivamente, trovando la versione al sorgo particolarmente attraente. Lo zenzero aggiungeva un calore familiare, mentre la fermentazione aveva smussato eventuali bordi aspri, dando il risultato di una bevanda che fosse sia nutriente che appetibile.

Il test più critico, tuttavia, si è svolto in un piatto da laboratorio contenente cellule epatiche umane, note come cellule HepG2. Queste cellule vengono spesso utilizzate per studiare come il corpo elabora il glucosio. I ricercatori hanno esposto le cellule alle bevande di miglio fermentato e hanno osservato cosa accadeva nel tempo. Hanno scoperto che le cellule trattate con la bevanda iniziavano ad assorbire più glucosio dal loro ambiente rispetto alle cellule non trattate. Questo effetto era più pronunciato dopo dodici ore di esposizione, un intervallo temporale in cui le cellule sembravano diventare più efficienti nel prelevare lo zucchero. La performance della bevanda di miglio indicava promettenti effetti anti-diabetici, paragonabili al trattamento standard con Metformina, che fungeva da controllo positivo nell'esperimento. Sebbene l'effetto diminuisse dopo ventiquattro ore, i risultati intermedi suggerivano che i composti bioattivi della bevanda potessero stimolare le cellule a utilizzare lo zucchero in modo più efficace.

Durante tutti i test, i ricercatori hanno anche controllato per garantire che la bevanda fosse sicura. Hanno scoperto che le bevande fermentate non danneggiavano le cellule epatiche; anzi, le cellule rimanevano sane e attive, con alcune evidenze che suggerivano che la bevanda potesse persino supportare la crescita cellulare. Ciò ha confermato che i microbi benefici e i composti che producevano non erano tossici. Lo studio ha concluso che, combinando un batterio probiotico specifico con il miglio maltato e lo zenzero, è possibile creare una bevanda non lattiginosa che sia ricca di antiossidanti, capace di combattere i batteri dannosi e efficace nell'aiutare le cellule ad assorbire il glucosio. Sebbene questi risultati siano promettenti, i ricercatori hanno sottolineato che si basano su esperimenti di laboratorio. I passi successivi consisterebbero nel testare la bevanda in organismi viventi e, infine, nelle persone, per vedere se questi benefici di laboratorio si traducano in miglioramenti della salute nel mondo reale. Per ora, il lavoro dimostra che i cereali antichi, se accoppiati con i microbi giusti, possono essere trasformati in uno strumento moderno per la gestione della salute.