HS-SPME-GC-MS & HPLC-MS Analysis of Sequential Fermented Mulberry Juice: Impact of Fermentation Time and Inoculum Volume on Flavor and Taste

Il succo di frutta è spesso celebrato per il suo gusto fresco e vivace, ma proprio questa freschezza può rappresentare un limite. Quando un frutto come il mora viene raccolto, porta con sé un set specifico di sapori e nutrienti che sono delicati e fugaci. Sebbene il frutto sia ricco di composti benefici, il suo gusto naturale può talvolta essere troppo tenue o leggermente amaro per molte persone che desiderano consumarlo in grandi quantità. Per far sì che questi frutti durino più a lungo e abbiano un sapore migliore, gli scienziati si rivolgono spesso alla fermentazione, un processo in cui microrganismi come lieviti e batteri scompongono gli zuccheri e trasformano il liquido. Questa antica tecnica non serve solo a conservare il cibo; essa rimodella il panorama chimico all'interno della bottiglia. I microrganismi agiscono come piccoli chef, convertendo composti amari o astringenti in composti saporiti, aciduli o dolci, e creando nuovi aromi che prima non esistevano. La sfida per la moderna scienza alimentare è capire esattamente come controllare questa trasformazione. Regolando quanto dura la fermentazione e quanti microrganismi vengono aggiunti, i ricercatori sperano di guidare il processo verso un risultato specifico e delizioso, trasformando un semplice succo in una bevanda complessa e saporita.

In uno studio recente, i ricercatori si sono posti l'obiettivo di padroneggiare questo processo utilizzando succo di mora di una specifica varietà di mora nera coltivata nelle regioni fredde della Cina. Si sono concentrati su una tecnica chiamata fermentazione sequenziale, che prevede l'aggiunta di due diversi tipi di microrganismi uno dopo l'altro, piuttosto che mescolarli tutti insieme. Il primo microrganismo era un tipo di lievito chiamato Pichia kudriavzevii, e il secondo era un batterio lattico chiamato Weissella confusa. Il team voleva vedere come cambiare il tempo in cui il lievito lavorava e la quantità di batteri aggiunti avrebbe alterato il gusto e l'odore della bevanda finale. Hanno utilizzato strumenti avanzati di laboratorio per "fiutare" i gas invisibili che creano l'aroma e per misurare gli acidi e gli amminoacidi invisibili che creano il gusto, permettendo loro di vedere esattamente cosa stava accadendo all'interno del succo durante la fermentazione.

I ricercatori hanno scoperto che l'ordine e la tempistica della fermentazione erano cruciali. Quando il lievito lavorava da solo per un periodo più lungo o in numeri maggiori, iniziava a scomporre i componenti naturali del succo. Consumava certi amminoacidi che di solito hanno un gusto amaro o dolce e li convertiva in diversi amminoacidi dal gusto sapido e acidulo. Nello specifico, il lievito aumentava i livelli di acido glutammico, che è responsabile del gusto sapido "umami" presente in cibi come pomodori e formaggi, riducendo al contempo i composti amari. Allo stesso tempo, il lievito produceva una quantità significativa di alcol e altri composti che avrebbero successivamente costituito i mattoni per gli odori fruttati. Tuttavia, il lievito da solo non creava il profilo aromatico completo; aveva bisogno del secondo atto.

Quando i batteri lattici venivano introdotti dopo che il lievito aveva svolto il suo lavoro, la trasformazione continuava. I batteri producevano i propri acidi, in particolare l'acido lattico, che conferiva al succo un'acidità pulita e mite. Ancora più importante, gli acidi creati dai batteri reagivano con gli alcoli prodotti dal lievito. Questa reazione chimica, nota come esterificazione, creava un nuovo gruppo di composti chiamati esteri. Questi esteri sono la fonte primaria di aromi fruttati e floreali nelle bevande fermentate. Lo studio ha dimostrato che estendendo il tempo di lavoro del lievito e aumentando la quantità di batteri aggiunti, i ricercatori potevano aumentare drasticamente la produzione di questi esteri. Il risultato era un succo che profumava intensamente di frutta matura e fiori, con un composto specifico chiamato etil caprilato che diventava un aroma dominante, contribuendo a una nota fruttata piacevole.

Il team ha anche utilizzato sensori elettronici, essenzialmente nasi e lingue artificiali, per confermare ciò che l'analisi chimica suggeriva. Questi sensori hanno rilevato che l'amarezza e il retrogusto pungente del succo fresco erano scomparsi. Al loro posto, i sensori hanno registrato un forte gusto sapido e una acidità piacevole e rotonda. Il naso elettronico ha captato i nuovi aromi fruttati e floreali, confermando che il processo sequenziale aveva avuto successo nel sostituire il sapore originale, più mite, con un profilo molto più complesso e accattivante. I ricercatori hanno osservato che i due microrganismi lavoravano in modo complementare: il lievito preparava il palcoscenico creando alcoli e cambiando l'equilibrio degli amminoacidi, e i batteri intervenivano per creare acidi che reagivano con quegli alcoli per formare il bouquet finale di aromi.

In definitiva, lo studio ha dimostrato che controllando attentamente quanto dura la fermentazione del lievito e quanta quantità di batteri viene aggiunta, è possibile progettare un succo di mora che sia molto più saporito e piacevole rispetto al succo di frutta grezzo. Il processo non ha solo preservato la frutta; l'ha migliorata, trasformando un prodotto che poteva essere troppo tenue o amaro in una bevanda con un ricco gusto sapido e un vibrante aroma fruttato. Questo approccio offre una strada chiara per i produttori alimentari per creare bevande funzionali di alta qualità a base di more, assicurando che i benefici nutrizionali del frutto siano accompagnati da un gusto che le persone desiderino realmente bere. Le scoperte suggeriscono che il segreto di una grande bevanda fermentata non risiede solo negli ingredienti, ma nella precisa tempistica e nell'equilibrio dei lavoratori microscopici che li trasformano.