Riassunto analitico
Il siero di latte (cheese whey) è un sottoprodotto dell’industria lattiero-casearia risultante dalla coagulazione delle caseine del latte durante il processo di caseificazione. Per gli alti valori di COD e di BOD, il siero di latte deve essere accuratamente smaltito dalle aziende lattiero-casearie con notevoli oneri economici. Negli ultimi anni diversi approcci tecnologici e biotecnologici sono stati implementati per convertire il siero di latte in un prodotto a valore aggiunto, tra cui trattamenti fisici o chimici per l’ottenimento di prodotti ad alto contenuto proteico come il concentrato di proteine seriche (whey protein concentrate; WPC) e trattamenti biotecnologici basati sull’uso di enzimi o microorganismi per ottenere idrolizzati proteici da impiegare nello sviluppo di bevande funzionali. I batteri lattici (LAB) rappresentano un gruppo eterogeneo di batteri Gram positivi e catalasi negativi in grado di fermentare il lattosio e altri carboidrati in acido lattico. Per l’elevato numero di auxotrofie mostrate dai LAB, questi microrganismi sono dotati un complesso sistema proteolitico in grado di liberare oligopeptidi e aminoacidi da proteine complesse presenti nell’ambiente circostante. L’applicazione di LAB nella valorizzazione per via fermentativa di prodotti di scarto dell’industria alimentare ricchi in contenuto proteico è stata oggetto di diversi studi. L’obiettivo di questo lavoro di ricerca è stato quello di mettere a punto un processo fermentativo condotto a carico del WPC da parte ceppi di Streptococcus thermophilus allo scopo di produrre un idrolizzato arricchito in peptidi bioattivi. Dieci ceppi di S. thermophilus sono stati coltivati in terreno selettivo, al fine di ottenere una crescita microbica ottimale, e successivamente inoculati in WPC addizionato di lattosio alla concentrazione finale del 5%. È stata valutata l’attività proteolitica di ciascun ceppo di S. thermophilus, mediante saggio TNBS a 24, 48, 72 e 96 ore di incubazione. Una volta verificata la proteolisi, per valutare l’eventuale bioattività dei peptidi liberati, sono stati effettuati saggi specifici (saggio ABTS, saggio DPP-IV e saggio ACE) sui campioni ultrafiltrati. Tramite la spettrometria di massa ad alta risoluzione, è stato analizzato il profilo peptidico dei campioni ottenuti dopo 96 ore di biotrasformazione fermentativa. Tutti i 10 ceppi testati hanno mostrato attività proteolitica durante la fermentazione del WPC. I ceppi LBC14, LBN05 e CBN02 hanno mostrato la più alta attività proteolitica rilasciando il maggiore contenuto di peptidi. Tali ceppi sono stati successivamente selezionati per l’analisi dell’attività biologica e del profilo peptidico dopo estrazione dei peptidi tramite ultrafiltrazione. In particolare, il campione ottenuto dall’attività fermentativa di LBC14 mostra la migliore attività inibitoria verso gli enzimi ACE e DPP-IV, mentre il ceppo LBN05 produce peptidi con la più elevata attività antiossidante. L’analisi del profilo peptidico tramite spettrometria di massa mostra che la maggior parte dei peptidi provengono dall’idrolisi delle caseine anche se tutti e tre i ceppi selezionati erano in grado di idrolizzare la β-lattoglobulina. Diversi peptidi bioattivi sono stati identificati e le attività più frequentemente riscontrate sono state quella antiossidante, ACE e DPP-IV-inibitoria. Alcuni peptidi bioattivi come i peptidi ACE-inibitori VPP, IPP e IPPL e il potente peptide DPP-IV-inibitore APFPE sono stati infine quantificati nei diversi estratti peptidici. In conclusione, il presente lavoro di tesi getta le basi per la successiva applicazione dell’idrolizzato di WPC ottenuto con ceppi selezionati di S. thermophilus nello sviluppo di bevande funzionali arricchite in peptidi bioattivi.
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