Bioprotezione degli alimenti mediante l'utilizzo di film edibili con attività antimicrobica

Bio-protection aims to prolong the shelf life of food and ensure its safety through the use of microbial cultures and their metabolites. Lactic acid bacteria (LAB) are employed in food bio-protection as they are considered safe for consumption and capable of producing antimicrobial metabolites. A recent approach in bio-protection involves the use of edible films incorporating bacteria and antimicrobial metabolites to extend the shelf life of food. In the context of this thesis, three studies were examined to determine the effectiveness of different bio-protective edible films on various food matrices. The first study involved minimally processed fennel coated with a film containing sodium caseinate, guar gum, and beeswax containing Latilactobacillus curvatus 54M16, a producer of bacteriocins, which demonstrated antimicrobial activity against Listeria innocua and a reduction in microbial diversity on the vegetable matrix. In the second study, a film consisting of tapioca starch, glycerol, nisin, and natamycin was applied to Gouda cheese samples, protecting against external contaminations from L. innocua and Saccharomyces cerevisiae. Finally, in the third study, the addition of probiotic strains Lactobacillus casei and Bacillus coagulans to a film made of nanocellulose, nanochitosan, and gelatin countered the development of spoilage microorganisms and Listeria monocytogenes on fresh chicken fillets. These results demonstrate that the inclusion of bacteria and their antimicrobial metabolites within edible films represents an effective and innovative strategy for food bio-protection, necessitating further research to develop optimal solutions adaptable to diverse food matrices.

La bioprotezione ha l’obiettivo di prolungare la conservazione degli alimenti e garantirne la sicurezza attraverso l’impiego di colture microbiche e dei loro metaboliti. I batteri lattici (LAB) vengono impiegati per la bioprotezione degli alimenti poiché considerati sicuri per l’uso alimentare e in grado di produrre metaboliti antimicrobici. Un recente approccio nell’ambito della bioprotezione prevede l’utilizzo di film edibili che incorporano batteri e metaboliti antimicrobici per prolungare la conservazione degli alimenti. Nel contesto della presente tesi, sono stati esaminati in particolare tre studi per determinare l’efficacia di diversi film edibili bioprotettivi su matrici alimentari differenti. Il primo studio riguarda finocchi minimamente lavorati rivestiti con un film a base di caseinato di sodio, gomma di guar e cera d’api contenente Latilactobacillus curvatus 54M16 produttore di batteriocine che ha mostrato attività antimicrobica contro Listeria innocua e una riduzione della diversità microbica sulla matrice vegetale. Nel secondo studio un film costituito da amido di tapioca, glicerolo, nisina e natamicina è stato applicato sopra campioni di formaggio Gouda, permettendo di contrastare le contaminazioni esterne da L. innocua e Saccaromyces cerevisiae. Infine, nel terzo studio, l’aggiunta dei ceppi probiotici Lactobacillus casei e Bacillus coagulans nel film di nanocellulosa, nanochitosano e gelatina ha contrastato lo sviluppo dei microrganismi alteranti e di Listeria monocytogenes su filetti di pollo freschi. Questi risultati dimostrano che l’inclusione di batteri e dei loro metaboliti antimicrobici all’interno dei film edibili rappresenta una strategia innovativa efficace per la bioprotezione degli alimenti, richiedendo ulteriori ricerche per lo sviluppo di soluzioni ottimali adattabili alle diverse matrici alimentari.