Cibi fermentati e microbioma: tutto ciò che dovresti sapere

6 nov

Scritto da Francesco Ferri | Tecnologo Alimentare

Sommario: Cosa sono i cibi fermentati? | Come prepararli? | Latticini fermentati | Verdure fermentate | L'impatto dei probiotici degli alimenti fermentati sul microbioma | I fermenti degli alimenti fermentati possono sopravvivere al tratto gastrointestinale umano? | Quali benefici per la salute? | Quanti microrganismi devi mangiare per ottenere un beneficio?

Cibi fermentati e microbioma: tutto ciò che dovresti sapere | Immagine: https://www.kissunclinics.com/fermented-foods-vs-probiotics/

Quando si parla di probiotici, la prima cosa che viene in mente sono gli yogurt e i vari latti fermentati. Ma i fermenti lattici (lattobacilli ecc.) si ritrovano anche in tanti vegetali fermentati.

Con l’alimentazione vegana si sono diffusi il Tempeh, un alimento a base di soia fermentata, ricco di proteine e isoflavoni. Dall’Oriente proviene anche il Miso, un composto marrone usato come condimento, ottenuto dalla fermentazione dei fagioli di soia gialla.

Ed anche l’Europa dell’Est ha una secolare tradizione per i cibi fermentati. Sappiamo già che i vari yogurt, Kefir e altri latti fermentati sono nati là. Ma non solo. Si sta diffondendo anche il Kombucha, una specie di elisir di lunga vita, una bevanda fermentata a base di the sencha, addizionata di zuccheri e del fermento a base di lattobacilli e lieviti.

E poi i crauti tanto consumati nel centro Europa, sono dei fermentati di cavolo. Così come in Italia c’è il lievito madre usato per la panificazione. In tal caso la cottura, che ammazza i fermenti, non permette ai prodotti da forno di fungere da probiotici. Ma la lievitazione naturale con lievito madre, modifica alcune caratteristiche chimico-fisiche del glutine e degli zuccheri, rendendo il pane più digeribile.

In questo articolo, che ho tradotto da Science Based Medicine (Everything you always wanted to know about fermented foods), Lucy Shewell, PhD e ricercatrice americana nel campo della biologia molecolare, ci racconta le sue ricerche e la sua esperienza personale con i cibi fermentati.

Lucy Shewell, da Science Based Medicine:

Gli alimenti fermentati come lo yogurt, i crauti e il kombucha, sono diventati popolari per motivi di salute.

Ho preparato i miei crauti in passato e recentemente ho preparato il gustoso contorno coreano fermentato, il kimchi.

L'ho fatto non solo perché mi piacciono, ma anche per la speranza che i batteri lattici responsabili della fermentazione del cavolo contribuissero alla diversità del mio microbiota intestinale.

Come ricercatore nel campo della patogenesi batterica, questo mi bastava. Ora che ho iniziato a scrivere sul blog articoli più approfonditi su argomenti relativi alla salute, ho iniziato a chiedermi quali ricerche sono state fatte sui benefici per la salute dei cibi fermentati.

Perché i cibi fermentati fanno bene?

I probiotici presenti negli alimenti fermentati, hanno una serie di effetti positivi sulla salute:

il miglioramento di varie condizioni di infiammazione intestinale,
impatti positivi sul sistema immunitario,
perdita di peso e
migliorare la composizione del microbioma intestinale.

Sono rimasto sorpreso di apprendere che la fermentazione del cibo è stata utilizzata dagli esseri umani per migliaia di anni come un modo per conservare gli alimenti e che i benefici per la salute vanno oltre i loro microrganismi (non preoccuparti, le citazioni sono fornite di seguito).

Il processo di fermentazione migliora la qualità nutrizionale del cibo apportando composti benefici come le vitamine e aumentando la biodisponibilità dei minerali.

Tuttavia, questi effetti dipendono principalmente dal fatto che i batteri lo facciano effettivamente in numero sufficiente per il colon. E lascia che te lo dica, il viaggio verso il colon è una corsa dura e pericolosa!

Cosa sono i cibi fermentati?

La fermentazione è un processo prevalentemente anaerobico, cioè senza ossigeno, svolto da microrganismi che convertono gli zuccheri, come il glucosio, in altri composti, per produrre energia e alimentare il loro metabolismo. I batteri e i lieviti - che subiscono rispettivamente la fermentazione dell'acido lattico e la fermentazione dell'etanolo - sono usati nella fermentazione degli alimenti. I sapori e le consistenze unici degli alimenti fermentati sono dovuti alle diverse specie di batteri e lieviti utilizzati.

Gli esseri umani hanno fermentato cibi per migliaia di anni in tutto il mondo. (1) Non solo la fermentazione degli alimenti aggiunge sapore e consistenza, ma la fermentazione può anche migliorarne la shelf-life e potrebbe essere stata inizialmente utilizzata per conservare frutta e verdura durante i periodi di scarsità. (2)

Come preparare i cibi fermentati?

Latticini fermentati

I batteri lattici sono responsabili della produzione di latticini fermentati, come yogurt, formaggi fermentati e latte di kefir.

Producono acido lattico dal lattosio, lo zucchero principale del latte. Ciò aumenta l'acidità e rende la vita difficile per altri microrganismi. I lattobacilli più comuni coinvolti nella fermentazione dei latticini sono membri dei generi Lactobacillus , Streptococcus , Leuonostoc , Enterococcus e Lactococcus . Anche i bifidobatteri sono inclusi nei prodotti a base di latte fermentato. (4, 5)

Durante la fermentazione dei latticini, vengono prodotti molti composti benefici come vitamina B-12, acido folico, biotina (6), l'acido linoleico coniugato (CLA), un acido grasso con benefici per la salute, inclusa la perdita di grasso (7), e i peptidi bioattivi con attività antipertensive, antimicrobiche, antiossidanti e immunomodulatrici vengono rilasciati dall’attività fermentativa. (8)

Un altro composto potenzialmente benefico dei latti fermentati è il carboidrato galatto-oligosaccaride non digeribile, che viene sintetizzato dal lattosio. Questo oligosaccaride ha un prebiotico sulla microflora intestinale, il che significa che probabilmente favorisce la crescita di batteri benefici nell'intestino. (9)

Inoltre, lo yogurt in particolare è una ricca fonte di minerali alimentari, tra cui calcio, magnesio, potassio, fosforo e zinco. (10) La concentrazione di questi minerali è quasi il 50% superiore nello yogurt rispetto al latte, (11) e sono più facili da digerire e assorbire: l'ambiente acido creato dalla fermentazione può aumentare la biodisponibilità di questi minerali.

E c'è di più: lo yogurt è anche un'ottima fonte di aminoacidi essenziali. La quantità di amminoacidi liberi è aumentata grazie alla pre-digestione delle proteine del latte da parte dell'attività dei lattobacilli, consentendo una migliore digeribilità delle proteine. (12)

Ampi studi di coorte condotti nei Paesi Bassi, in Svezia e in Danimarca hanno rilevato che i prodotti a base di latte fermentato erano significativamente associati a stati di malattia ridotti. Questi stati patologici includono cancro alla vescica, malattie cardiovascolari e periondontite. (13-15) Sulla base di questi risultati, ora mi gusterò ancora di più il mio yogurt greco a colazione!

Sebbene i composti nocivi, comprese le micotossine e le ammine biogene , possano contaminare i prodotti lattiero-caseari fermentati, le agenzie internazionali stabiliscono rigidi standard normativi per il monitoraggio di queste sostanze. Fortunatamente, sono stati sviluppati metodi affidabili per rilevare questi composti. (16-19)

Perché i cibi fermentati fanno bene? | Immagine: health.harvard.edu

Verdure fermentate

La fermentazione lattica è riconosciuta come un metodo semplice e prezioso per mantenere e migliorare la sicurezza, la qualità nutrizionale e la durata di conservazione delle verdure, in particolare quando l'accesso alle verdure fresche è limitato.

Quali sono le verdure fermentate commercialmente più diffuse?

Cavolo cappuccio, sotto forma di crauti e kimchi
Cetrioli, sotto forma di sottaceti
Olive

Tipicamente la fermentazione delle verdure avviene spontaneamente proprio a partire dai batteri già presenti in superficie, ma possono essere utilizzate anche colture starter.

Le colture starter accelerano il processo di fermentazione, garantiscono l'affidabilità del prodotto finale, prevengono il rischio far fallire la fermentazione ed evitare la proliferazione di microbi patogeni. (20)

È stato dimostrato che la fermentazione lattica aumenta il valore nutritivo delle verdure.

Se utilizzata con mais, soia e sorgo (un cereale), riduce il contenuto di fitati , noti inibitori dell'assorbimento di ferro e zinco. (21) È stato anche dimostrato che la fermentazione del mais e delle verdure in generale, aumenta la biodisponibilità del ferro. (22, 23)

Quindi è chiaro che il processo di fermentazione aumenta la qualità nutrizionale degli alimenti. Ora, vediamo qualìè l'impatto dei batteri che effettuano la fermentazione?

L'impatto dei probiotici degli alimenti fermentati sul microbioma

La comprensione dell'importanza del microbiota e del microbioma intestinale per la salute si è espansa rapidamente con i progressi della tecnologia di sequenziamento del DNA.

Il microbiota intestinale rappresentano i microrganismi che popolano l'intestino, mentre il microbioma è il contenuto totale del genoma della flora intestinale. La ricerca in questo campo si è concentrata sul ruolo che questo complesso di comunità batteriche gioca sulla salute, e come può essere modificato.

La dieta è ciò che influenza principalmente il microbiota intestinale umano. (24 , 25) Molti batteri ingeriti dal cibo possono unirsi temporaneamente al microbiota intestinale, influenzando probabilmente il comportamento della comunità microbica residente.

Questi batteri probiotici possono essere trovati in gran numero negli alimenti fermentati. I probiotici sono definiti come microrganismi vivi presenti negli alimenti, che conferiscono un beneficio per la salute dell'ospite. (26)

Su SBM, Scott Gavura ha concluso: "Ci sono prove ragionevolmente valide che i probiotici, se assunti con antibiotici, riducono il rischio di diarrea associata agli antibiotici".

Nella sua recensione al Martin Blaser’s Missing Microbes, Il dottor Harriet Hall ha scritto: “Questa è roba eccitante! Vorrei poter essere vivo tra 100 anni per vedere come la ricerca sul microbioma cambierà la pratica della medicina".

I batteri degli alimenti fermentati sono considerati probiotici.

Ricerche recenti suggeriscono che il microbioma intestinale umano sia costituito da una popolazione centrale di batteri e da una comunità commensale variabile, e sembra che i batteri ingeriti attraverso il cibo contribuiscano a questo "microbioma variabile". (27)

Come ho già accennato, i lattobacilli sono i ceppi più utilizzati per fermentare gli alimenti. Mentre si pensa che alcune specie siano abitanti permanenti del tratto gastrointestinale (GI), altre specie come L. plantarum , L. rhamonosus e L. paracasei sembrano essere colonizzatori temporanei. (28) Alcune specie di bifidobatteri, che si trovano nei latti fermentati, sono anche membri tipici del microbiota transitorio. (29)

Un recente studio pubblicato su Scientific Reports ha confrontato direttamente l'impatto dei prodotti a base di latte fermentato e non fermentato sul microbioma intestinale di soggetti con sindrome dell'intestino irritabile (IBS). Il prodotto a base di latte fermentato ha modificato le specie del microbiota intestinale più del prodotto a base di latte non fermentato. Inoltre, il consumo del prodotto a base di latte fermentato ha diminuito i "patogeni". (30, 31)

I batteri derivati dal cibo sembrano avere la capacità di modificare il microbioma intestinale. Ma i batteri che ingeriamo nei comuni cibi fermentati, come lo yogurt (e il mio nuovo cibo fermentato preferito, il kimchi) sopravvivono effettivamente una volta che li mangiamo? In altre parole, i comuni cibi fermentati sono una fonte diretta di batteri che contribuiscono al nostro microbioma?

I fermenti degli alimenti fermentati possono sopravvivere al tratto gastrointestinale umano?

Prima che i batteri ingeriti possano avere un impatto benefico sul sistema intestinale umano, devono essere in grado di sopravvivere all'interno della matrice alimentare, i componenti nutritivi e non nutritivi del cibo e le loro interazioni a livello molecolare. Molti fattori possono influenzare la vitalità dei probiotici nella matrice alimentare, come l'acidità, la disponibilità di ossigeno, la concentrazione di zuccheri, il contenuto di umidità e la temperatura di conservazione. (32)

Immediatamente dopo la deglutizione, questi poveri microbi devono essere in grado di resistere all'ambiente ostile del tratto gastrointestinale superiore umano, che comprende la bocca, l'esofago, lo stomaco e il duodeno (la prima parte dell'intestino tenue). Dopo essere stati masticati e mescolati con gli enzimi della saliva in bocca, i batteri dei cibi fermentati passano poi nella gola, nell'esofago e nello stomaco. Lo stomaco è un ambiente estremamente acido (pH <3) e contiene enzimi digestivi distruttivi, come la pepsina, che scompongono le proteine in piccoli amminoacidi. La maggior parte dei batteri ingeriti non sopravviverà a questa prima parte del viaggio.

Quei batteri che sopravvivono entrano quindi nel resto dell'intestino tenue, dove il pH sale a oltre 6, ma sono esposti alla bile e a molti altri enzimi digestivi, tra cui l'amilasi (che rompe gli amidi in zuccheri semplici), la lipasi (che scompone i grassi) e le proteasi (che scompongono ulteriormente le proteine). Alcuni ceppi batterici possono riprendersi e persino crescere nell'intestino tenue e queste cellule devono quindi continuare il loro viaggio verso il colon. (33)

Non solo questi batteri ingeriti devono essere in grado di sopravvivere al tratto gastrointestinale umano, ma devono anche essere in grado di aderire alle cellule epiteliali intestinali per avere effetti benefici. (34 , 35)

È stata dimostrata la variazione della capacità dei ceppi probiotici di sopravvivere al tratto gastrointestinale umano. Studi che hanno sottoposto vari ceppi a condizioni che simulano l'ambiente del tratto gastrointestinale umano hanno scoperto che i ceppi di B. animalis , L. casei , L. rhamnosus e L. plantarum hanno la massima resilienza. (33 , 36-38)

Poiché molti di noi hanno familiarità con lo yogurt come alimento fermentato, volevo sapere se i batteri all'interno degli yogurt commerciali sopravvivono effettivamente a questo pericoloso viaggio.

Uno studio su 15 volontari adulti sani ha esaminato l'effetto sulla comunità batterica fecale del lattobacillo probiotico nello yogurt commerciale. (39)

I ceppi probiotici sono stati rilevati nelle feci della maggior parte dei soggetti che consumavano yogurt fino a 28 giorni dopo il primo giorno di consumo. Ciò ha dimostrato che i ceppi probiotici nello yogurt sopravvivono al tratto gastrointestinale umano. Lo studio ha anche rilevato cambiamenti nelle popolazioni di gruppi batterici nel microbiota fecale in tutti e tre i gruppi.

Un altro studio simile su 36 soggetti ha esaminato la persistenza di quattro ceppi probiotici da capsule, yogurt o formaggio. I ricercatori hanno scoperto che tutti e quattro i ceppi probiotici sono sopravvissuti al tratto gastrointestinale e sono stati rilevati in campioni fecali dopo il consumo. (40) Così sembra che i probiotici presenti nello yogurt possono sopravvivere nel tratto gatro-intestinale umano purché i batteri siano presenti in numero sufficiente.

E i lattobacilli presenti in kimchi?

Uno studio ha rilevato che L. plantarum KC21 isolato dal kimchi ha mostrato tolleranza agli acidi e alla bile e la capacità di aderire alle cellule intestinali umane. (41)

Un altro studio ha rilevato che i soggetti che avevano consumato 300 g / giorno di kimchi, avevano conteggi significativamente più alti di specie fecali Lactobacillus e specie Leuconostoc durante il periodo di assunzione di kimchi. (42) Come con lo yogurt, questi risultati suggeriscono che il lattobacillus sopravviverà nell'intestino se è presente in numero sufficiente nel tuo kimchi.

Cibi fermentati: quali benefici per la salute?

Gli effetti benefici riportati dal consumo di probiotici includono:

il miglioramento della stitichezza, della diarrea e delle condizioni infiammatorie intestinali come il morbo di Crohn, la colite ulcerosa, la sindrome dell'intestino irritabile e l'enterocolite necrotizzante (43)
la prevenzione delle malattie allergiche nei neonati. (44 , 45)
migliora positivamente la funzione del sistema immunitario (46-48)
migliora i sintomi dell'intolleranza al lattosio
può prevenire l'infezione da microrganismi patogeni o che causano malattie. (49)

Uno studio promettente recentemente pubblicato su The Journal of Allergy and Clinical Immunology ha mostrato la possibile attenuazione dell'allergia alle arachidi nei bambini co-somministrando i probiotici con un'immunoterapia orale alle arachidi. Studi precedenti hanno scoperto che la sola somministrazione di probiotici o immunoterapia orale alle arachidi non aveva questo effetto. (80)

I meccanismi con cui i probiotici esercitano queste influenze non sono ancora chiari.

Le cellule che rivestono l'intestino, le cellule epiteliali intestinali, sono una parte importante del sistema immunitario innato o aspecifico e agiscono da collegamento con il sistema immunitario adattativo o specifico. Le cellule epiteliali intestinali sono in grado di riconoscere molti componenti batterici e sono il primo punto di contatto per i microbi ingeriti. (50 , 51)

Come può il microbiota probiotico produrre effetti sulla salute?

Le ultime ricerche suggeriscono diversi meccanismi:

combattere gli agenti patogeni batterici
prevenire l'attaccamento di agenti patogeni alle cellule ospiti (52-54)
rafforzare la barriera intestinale o mucosa (55)
rilascio di molecole immunostimolanti e antinfiammatorie (citochine) (56 , 57)
la produzione di sostanze antimicrobiche, inclusi acidi organici, perossido di idrogeno e batteriocine (piccole stringhe di aminoacidi che inibiscono la crescita di altri batteri) (58 , 59)

I probiotici possono essere presenti negli alimenti o negli integratori, come pillole e capsule. L'industria dei probiotici detiene una quota del 10% del mercato globale degli alimenti funzionali. (62)

Quanti microrganismi devi mangiare per ottenere un beneficio?

I dosaggi dei probiotici sono misurati in CFU per porzione: cioè il numero di cellule in grado di crescere da una singola porzione (alimento o capsula) in una capsula di Petri (cioè da laboratorio). Sembra che ci sia un accordo in letteratura secondo il quale, per ottenere benefici per la salute, bisogna raggiungere un dosaggio da circa cento milioni a un miliardo di cellule per porzione. (63, 65) I batteri sono piccoli!

Uno studio del 2013 pubblicato sul Journal of Applied Microbiology ha rilevato tra 10 e 100 milioni di cellule di Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus all'interno di una marca commerciale di yogurt (Activia® di Danone) e la maggior parte delle persone probabilmente mangia più di un cucchiaino di yogurt alla volta. (66) Altri studi hanno anche scoperto che gli yogurt commerciali contengono abbastanza Lactobacillus da conferire potenziali benefici per la salute. (67)

Anche il kimchi ha benefici per la salute?

Sono una grande fan di questo gustoso contorno fermentato e ho iniziato a farlo in casa. Dopo aver esaminato gli studi, sono ancora più entusiasta!

Il kimchi viene mangiato in Corea da circa 2000 anni. Il kimchi più popolare è il baechu o kimchi di cavolo cinese, che è generalmente prodotto dalla fermentazione lattica di cavolo baechu , ravanello, cipolla verde, peperoncino in polvere, aglio, zenzero e frutti di mare fermentati. (68)

La maggior parte dei kimchi contiene da 10 milioni a 1 miliardo di CFU / grammo di lattobacilli con profilo vario e differente, in base alle variazioni di pH durante la fermentazione. (69, 70, 71)

Gli studi che indagano sui potenziali effetti benefici dei batteri isolati dal kimchi hanno rilevato (in studi non fatti sull’uomo però) le seguenti proprietà::

una potente attività antiossidante in vitro . (72)
varie attività immunomodulatrici, come l'attivazione e la stimolazione della produzione di citochine nei macrofagi di topo (73 , 74, 75, 76)
effetti antiobesità nei ratti (77 , 78) e nei topi. (78)
attività antimicrobiche contro una serie di batteri patogeni. (41 , 79)

Conclusione: i cibi fermentati meritano probabilmente la loro salutare reputazione

I batteri nei latti fermentati e nelle verdure possono sopravvivere al loro pericoloso viaggio attraverso il tratto digestivo. Una volta che sono lì, è chiaro che hanno almeno alcuni effetti positivi sulla salute umana; queste vanno dal contenuto nutritivo migliorato degli alimenti stessi, all'alleviamento delle condizioni infiammatorie intestinali, al ripristino del normale microbiota intestinale dopo gli antibiotici, al miglioramento del sistema immunitario e forse anche perdita di peso. Sarebbe bello saperne di più sui meccanismi di questi effetti - e forse lo sapremo presto, perché attualmente questa è un'area di ricerca calda. Continuerò a godermi i cibi fermentati non solo per i loro deliziosi sapori, ma anche per i benefici per la salute. Divertiti e prova a creare il tuo Yogurt probiotico a casa (scarica gratis la nostra Guida-Tutorial). Ne vale assolutamente la pena.

Riferimenti,

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Francesco Ferri | Tecnologo Alimentare

Tecnologo Alimentare e Nutrizionista, mi occupo di qualità degli alimenti e progetto piani alimentari personalizzati