L’articolo tratta dello sviluppo e del miglioramento continuo della scienza e tecnologia dietro i latticini fermentati negli ultimi cento anni, in particolare yogurt, panna acida, burro e latticello fermentati, kefir e latte acido.

Lo yogurt è il prodotto fermentato più prodotto negli Stati Uniti e oggetto di numerose ricerche recenti. Il testo riassume le definizioni legali di yogurt, panna acida e latte fermentato negli Stati Uniti, specificate nel Codice delle Regolazioni Federali.

La ricerca ha esplorato vari aspetti di questi prodotti: ingredienti tradizionali e nuovi, colture starter e probiotici, processi di produzione, confezionamento, proprietà chimiche, fisiche e sensoriali, qualità e sicurezza. Sono stati sviluppati nuovi metodi di produzione, ed è aumentato l’uso dei probiotici, soprattutto nello yogurt e nel latticello fermentato, per migliorare il gusto e la viscosità.

Questi prodotti hanno dimostrato di avere molti benefici per la salute, con un impatto positivo sulla longevità e sicurezza. Gli sviluppi futuri prevedono ricerche sugli effetti dei prodotti probiotici sul microbiota intestinale e sulla salute generale.

Di seguito, riportiamo la traduzione integrale del lavoro. La bibliografia può essere consultata nella sua interezza nell’articolo originale.

1. Introduzione

2. Yogurt

3. Altri prodotti lattiero caseari fermentati

4. Benefici per la salute forniti dallo yogurt e da altri prodotti lattiero caseari fermentati

5. Sintesi e direzioni future

1. Introduzione

Vari prodotti lattiero-caseari fermentati sono formati dalla conversione del lattosio nel latte in acido lattico mediante l’uso di colture starter. Le colture starter sono state utilizzate sin da molto prima che si sapesse qualcosa sulla batteriologia, nel senso che il latte fresco veniva inoculato con piccole quantità di latte acido.

Il consumo di vari prodotti lattiero-caseari fermentati da parte di persone in diverse regioni del mondo che vivevano in condizioni igieniche primitive, specialmente nei climi caldi, era desiderabile perché la loro elevata acidità manteneva questi prodotti sicuri distruggendo gli organismi patogeni.

Un iniziale progresso di fondamentale importanza nella batteriologia fu la prima osservazione dei batteri da parte di Antonie van Leeuwenhoek intorno al 1675. Swithinbank (1903) riferì che Andry, già nel 1701, notò che gli organismi viventi sono presenti nel latte acido.

L’acido lattico fu studiato per la prima volta nel 1780 da Carl Wilhelm Scheele. Louis Pasteur dichiarò che l’acido lattico poteva essere formato dalla fermentazione dello zucchero da parte del lievito (probabilmente in realtà batteri lattici) nel 1857. Se si debba dare credito a Louis Pasteur o a Pierre Jacques Antoine Béchamp (per il suo lavoro sull’inversione del saccarosio nel 1855) per la prima dimostrazione della fermentazione da parte di organismi viventi è stato un argomento di controversia tra questi due scienziati. Joseph Lister, noto per il suo lavoro nel dimostrare l’importanza critica della tecnica antisettica durante la chirurgia, studiò anche l’acidificazione del latte mediante fermentazione lattica e credeva che lo zucchero del latte venisse convertito in acido lattico. L’opinione più antica era che la caseina fosse il fermento.

Durante il 1800, si dibatteva se la vera fermentazione dei liquidi organici fosse causata dagli organismi che contengono. Lister, come Pasteur, credeva che gli organismi causassero la fermentazione, ma riconobbe che alcuni illustri fisiologi e patologi dell’epoca credevano che la fermentazione, come la putrefazione, non fosse necessariamente causata da batteri. Lister (1873) isolò per primo l’organismo che chiamò Bacterium lactis, in seguito ribattezzato Streptococcus lactis, e ora indicato come Lactococcus lactis ssp. lactis. Questo organismo converte il lattosio in acido lattico. Lister non era sicuro che questo fosse l’unico batterio in grado di condurre la fermentazione dell’acido lattico.

Knudsen (1931) ha fornito informazioni relative all’uso di fermenti di burro per l’inacidimento che può avvenire nelle giuste condizioni durante il 1800 e l’inizio del 1900. L’introduzione dell’uso del termometro nella maturazione della panna da parte di Segelcke nel 1860 e il miglioramento della registrazione per l’uso di quantità definite di lievito madre per quantità definite di panna migliorarono il controllo dell’acidificazione della panna. Nel tempo ci sono stati molti altri progressi nelle colture, negli ingredienti, nella lavorazione e nel confezionamento per migliorare i prodotti lattiero-caseari fermentati. Oggi, i prodotti lattiero-caseari vengono fermentati con batteri lattici, tra cui specie di Lactobacillus, Streptococcus, Lactococcus e Leuconostoc (Tabella 1). I lieviti sono utilizzati anche nella produzione di kefir e koumiss.

Figura 1 – Cronologia dei progressi significativi nella scienza e nella tecnologia dello yogurt e di altri prodotti lattiero-caseari fermentati.

Alcuni dei prodotti lattiero-caseari fermentati più comuni e conosciuti includono yogurt, panna acida e salse, latticello fermentato, latte acidofilo e kefir.

I consumatori hanno generalmente una percezione positiva dello yogurt. Di conseguenza, il consumo annuo pro capite di yogurt è aumentato da 0,1 kg nel 1970 a 1,2 kg nel 1977 negli Stati Uniti, e la produzione di yogurt è aumentata da 982,6 milioni di libbre nel 1990 a circa 4.742,1 milioni di libbre nel 2015 negli Stati Uniti.

La produzione di panna acida è aumentata da 935,4 milioni di libbre nel 2003 a circa 1.316,5 milioni di libbre nel 2015 e le vendite di latticello sono diminuite da 1.140 milioni di libbre nel 1960 a circa 513 milioni di libbre nel 2015 negli Stati Uniti. A causa della recente importanza economica dello yogurt e del gran numero di articoli pubblicati, l’enfasi di questo documento si concentrerà sullo yogurt, con una minore copertura su altri prodotti lattiero-caseari fermentati, tra cui panna acida, burro coltivato, latticello fermentato, kefir, latte acidofilo e la bevanda lattiero-casearia probiotica Yakult.

2. Yogurt

2.1 Storia e definizione legale dello yogurt

Heineman (1921) ha descritto i primi metodi per la produzione di yogurt come la bollitura del latte in recipienti di terracotta puliti a fuoco lento per ridurre il volume del latte da circa un quarto a più della metà (in modo che il volume finale sia compreso tra meno del 50% e il 75% del volume originale), il raffreddamento a 45-50°C, l’aggiunta di una piccola quantità di prodotto da un lotto precedente, e l’avvolgimento dei recipienti contenenti questa miscela in pelli e panni per mantenere una temperatura uniforme per 10-12 ore prima di essere pronti per il consumo.

Per i moderni metodi di produzione dello yogurt, la miscela di yogurt con un contenuto di grassi appropriato (in genere <0,5, 1 o 3,25%), e un contenuto di solidi totali in genere dal 12 al 15% (regolato con l’aggiunta di latte in polvere scremato), viene omogeneizzata, pastorizzata [in genere a 90-95°C per pochi minuti (HTST) o a circa 85°C per 30 minuti (vasca)], e raffreddata a 40-45°C prima di essere pompata in una vasca (spesso di forma cilindrica nella parte superiore e di forma conica nella parte inferiore).

La miscela viene quindi inoculata con Streptococcus salivarius ssp. thermophilus (tradizionalmente e d’ora in poi denominato Streptococcus thermophilus) e Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus (tradizionalmente e d’ora in poi denominato Lactobacillus bulgaricus).

La miscela inoculata può quindi essere immediatamente pompata in una riempitrice di yogurt per il riempimento delle coppette, con o senza purea di frutta già presente sul fondo della tazza; le coppette vengono quindi sigillate.

Le coppette riempite e sigillate vengono quindi trasferite in una stanza calda per l’incubazione. Quando lo yogurt raggiunge il pH appropriato (in genere circa 4,5), le vaschette di yogurt vengono trasferite in una cella refrigerata (yogurt in tazza o in stile gelato).

Invece di essere immediatamente pompata in una riempitrice di yogurt, la miscela inoculata può essere lasciata incubare all’interno della vasca fino a quando il pH non raggiunge il valore appropriato, in genere circa 4,5. La miscela inoculata viene quindi mescolata e raffreddata a circa 20°C prima di essere pompata in uno strumento per l’aggiunta di frutta (per lo yogurt aromatizzato alla frutta) e quindi in una riempitrice per il trasferimento nei vasetti e la sigillatura dello stesso. I vasetti vengono quindi trasferiti in un magazzino refrigerato.

Lo yogurt si è evoluto nel tempo. La produzione industriale di yogurt che incorpora microrganismi è stata avviata da Isaac Carasso nel 1919. Durante gli anni ’20 e ’30, il sapore dello yogurt è stato descritto come scadente a causa della sua elevata acidità. Prima degli anni ’60, lo yogurt si trovava solo in pochi negozi di alimentari o alimenti naturali.

Oggi si possono trovare molte forme di yogurt, tra cui yogurt bianco, yogurt aromatizzato alla frutta (comprese le forme con frutta sul fondo e frullate), yogurt montato, yogurt con aggiunta di muesli, yogurt da bere, yogurt gelato e yogurt greco con vari contenuti di grassi (normale, magro e senza grassi).

Negli Stati Uniti i gusti di yogurt al cucchiaio più venduti sono fragola, mirtillo, vaniglia, pesca, bianco, lampone, miele, banana e fragola, amarena, frutti di bosco, ananas, ciliegia, lime, limone e banana. All’inizio del decennio, le vendite di yogurt greco sono cresciute rapidamente. Le tendenze future per lo yogurt includono la riduzione dello zucchero ed è stata prevista una rapida crescita delle vendite di yogurt da bere, yogurt con gusti salati e yogurt intero.

Una definizione legale dello yogurt, dello yogurt magro e dello yogurt senza grassi è fornita nel Codice dei regolamenti federali degli Stati Uniti in 21CFR131.200 (CFR, 2017a), 21CFR131.203 (CFR, 2017b) e 21CFR131.206 (CFR, 2017c), rispettivamente. Lo yogurt, lo yogurt magro e lo yogurt senza grassi contengono almeno il 3,25% di grassi del latte, tra lo 0,5% e il 2% di grassi del latte e meno dello 0,5% di grassi del latte, rispettivamente, e ciascuno di questi prodotti contiene almeno l’8,25% di solidi del latte non grassi prima dell’aggiunta di aromi voluminosi.

Ingredienti lattiero-caseari opzionali, tra cui panna, latte, latte parzialmente scremato o latte scremato, usati da soli o in combinazione, sono fermentati con Lactobacillus bulgaricus e Streptococcus thermophilus e determinano un’acidità titolabile di almeno lo 0,9% espressa in acido lattico.

La pastorizzazione o l’ultrapastorizzazione devono essere eseguite prima di aggiungere le colture. Questi prodotti a base di yogurt possono contenere alcuni altri ingredienti a base di latticini, dolcificanti nutritivi a base di carboidrati, ingredienti aromatizzanti, additivi coloranti, stabilizzanti e vitamine A e D. Inoltre, questi prodotti possono essere trattati termicamente per uccidere i microrganismi vitali e prolungare la durata di conservazione del prodotto.

2.2 Ingredienti nello yogurt

Alcuni degli ingredienti lattiero-caseari aggiunti che aumentano il contenuto di solidi del latte (non grassi) delle miscele di yogurt includono latte scremato o intero in polvere, concentrati di proteine del latte, latte condensato, latticello in polvere, siero di latte in polvere, concentrati di proteine del siero di latte, proteine del siero di latte microparticolate e caseinati (sodio, calcio o sodio-calcio).

Schulz (1949) ha affermato che l’aggiunta di latte scremato condensato per fare lo yogurt ne migliora la consistenza. L’aggiunta di latte in polvere al latte è stata utilizzata per molti anni per produrre yogurt più densi e sodi.

Todorico e Savadinovic (1973) hanno affermato che fino allo 0,3% di siero di latte essiccato può sostituire il latte scremato in polvere nella produzione di yogurt. Horton et al. (1972) hanno affermato che i concentrati di proteine del siero dei fiocchi di latte potrebbero essere utilizzati nella produzione di yogurt.

Modler et al. (1983) hanno aggiunto caseinato, concentrato di proteine del latte, latte scremato in polvere e concentrati di proteine del siero di latte (preparati mediante ultrafiltrazione, scambio ionico o elettrodialisi/cristallizzazione del lattosio) allo yogurt a concentrazioni comprese tra lo 0,5 e l’1,5% e hanno scoperto che la compattezza del gel tendeva ad essere più alta e la sineresi (definita come fase di siero di latte liquido sulla parte superiore risultante dal ritiro del gel) più bassa con l’uso degli additivi a base di caseina e con i più alti tassi di incorporazione.

Bong e Moraru (2014) hanno sviluppato una procedura per la produzione di yogurt alla greca in cui il concentrato di caseina micellare è stato utilizzato per aumentare il contenuto proteico del latte per la produzione di yogurt.

Trachoo e Mistry (1998) hanno aggiunto latticello dolce ultrafiltrato e latticello dolce in polvere per fortificare il latte scremato nella produzione di yogurt scremati e magri.

Saffon et al. (2013) hanno riferito che la sostituzione del latte scremato in polvere con aggregati denaturati termicamente di miscele di concentrato di latticello e concentrato di proteine del siero di latte nello yogurt ha modificato le proprietà strutturali dello yogurt risultante.

Lo yogurt può contenere o meno grassi. Il contenuto di grassi dello yogurt viene normalmente regolato variando la quantità di panna, latte, latte parzialmente scremato o latte scremato aggiunti. Tuttavia, il burro non salato può essere utilizzato anche per aumentare il contenuto di grassi dello yogurt.

È stato brevettato uno yogurt senza grassi in cui vengono aggiunti grassi o oli insaturi come olio di mais, olio di semi di cotone, olio di cocco, olio di soia o altri oli simili in quantità comprese tra l’1,5 e il 6,4%. Le tendenze storiche dei vari contenuti di grassi dello yogurt sono discusse nella sezione sui vari tipi di yogurt.

Oggi, la maggior parte degli yogurt, diversi dallo yogurt bianco, sono zuccherati, di solito con zucchero. Possono essere utilizzati altri dolcificanti come il miele, ma Popa e Ustunol (2011) hanno scoperto che il sapore dello yogurt addolcito con saccarosio era il preferito dai consumatori rispetto agli yogurt addolciti con sciroppo di mais ad alto contenuto di fruttosio o miele.

Vari dolcificanti ad alta intensità possono essere incorporati nello yogurt. I dolcificanti fruttosio, xilitolo, sorbitolo, ciclamato e una miscela di saccarina e xilitolo (uso di xilitolo in questa miscela per coprire un fastidioso retrogusto amaro da saccarina) potrebbero essere utilizzati con successo nello yogurt se aggiunti dopo l’incubazione senza deteriorare notevolmente la qualità.

Un metodo per produrre yogurt contenente pectina e aspartame è stato brevettato da Malone e Miles (1984). Keating e White (1990) hanno riferito che gli yogurt dolcificati con aspartame o sorbitolo erano solitamente preferiti rispetto agli yogurt dolcificati con altri dolcificanti alternativi (saccarina di calcio, saccarina sodica, fruttosio, saccarosio più glicirriziato monoammonico, fruttosio più glicirriziato monoammonico, acesulfame-K e diidrocalcone) ma non così desiderabili come lo yogurt zuccherato con saccarosio.

Quando si abbina l’equivalenza di dolcezza dello yogurt alla fragola contenente l’11,5% (peso/peso) di saccarosio con l’aggiunta di dolcificanti ad alta intensità allo yogurt, Reis et al. (2011) hanno scoperto che era necessario più aspartame che sucralosio.

Narayanan et al. (2014) hanno scoperto che livelli dallo 0,7 al 5,5% (wt/wt) di vari dolcificanti commerciali a base di stevia erano appropriati per dolcificare lo yogurt magro alla vaniglia aromatizzato naturalmente.

Gli stabilizzanti vengono spesso aggiunti allo yogurt. Sala (1975) ha fornito raccomandazioni per l’uso dello stabilizzante a seconda delle preferenze nel tipo di yogurt da produrre. Gli stabilizzanti comuni per l’uso nello yogurt e nelle bevande a base di yogurt includono amido modificato, gelatina, agar, pectina, farina di semi di carrube, gomma di xantano, carragenina e carbossimetilcellulosa, usati da soli o in combinazione, a seconda del tipo di stabilizzante.

La frutta viene comunemente aggiunta allo yogurt e lo è dal 1933. Davis (1973) ha affermato che l’incorporazione della vera frutta nello yogurt ha portato a un’impennata delle vendite di yogurt in Gran Bretagna. Alcuni dei tipi più comuni di frutta aggiunti allo yogurt includono fragola, mirtillo, pesca, lampone, ciliegia, arancia, limone e ananas.

Allo yogurt sono stati aggiunti molti ingredienti nutrizionali e funzionali. Poiché gli yogurt non sono in genere arricchiti con vitamine, gli studi hanno riportato l’aggiunta di vitamine (con o senza altri ingredienti aggiunti) tra cui la vitamina C, la vitamina B12 (con aggiunta di Propionibacterium shermanii o 2% di estratto di lievito), vitamine A e C, acido folico, vitamina D3 e alcuni nutrienti salutari per il cuore (tiamina, riboflavina, niacina, acido folico, manganese, magnesio e fibre).

Altri esempi di aggiunta di ingredienti benefici allo yogurt durante la produzione includono il calcio, gusci d’uovo nanopolverizzati, ferro, 7 diversi tipi di minerali (ferro, magnesio, zinco, manganese, molibdeno, cromo e selenio), verdure (insalata di cetrioli, insalata di pomodori, insalata di barbabietole e insalata dell’orto, frutta a guscio (noci, nocciole, mandorle e pistacchi), oleoresine di spezie (cardamomo, noce moscata e cannella), olio di pesce, fibra (brevettata da Reddy, 1989e Hoyda et al., 1990), fibra d’avena, inulina, amido resistente, luteina, steroli vegetali, tè verde e caffè verde in polvere.

2.3 Fermenti lattici di yogurt e probiotici aggiunti

Sebbene le attuali procedure e regolamenti standard richiedano l’aggiunta di Streptococcus thermophilus e Lactobacillus bulgaricus come coltura starter da utilizzare nella produzione di yogurt (o possibilmente prodotti simili allo yogurt) a causa della loro relazione simbiotica (come verrà discusso più dettagliatamente di seguito), altre colture o combinazioni sono state suggerite nel tempo.

Rosell (1933) hanno descritto 3 tipi di batteri nella preparazione del latte allo yogurt: “thermo- o plocamo-bacterium yoghourtii (Jensen), il Bacterium bulgaricum (Grigoroff) e lo Streptococcus lacticus thermophilus (Jensen, Weigman e Henneberg)”. Davis (1973) usava la frase “una coltura di L. bulgaricus e altri batteri lattici nel latte o nel latte concentrato” per descrivere lo yogurt tradizionale. Allo yogurt possono essere aggiunti anche fermenti lattici e probiotici.

Orla-Jensen (1919) ha descritto lo Streptococcus thermophilus. È lo Streptococco più frequente nel latte pastorizzato a basse temperature. La crescita più rapida si verifica tra i 40 e i 45°C e la crescita migliore è nel latte. Lo Streptococcus thermophilus forma catene più lunghe a 45°C che a 30°C. Le capsule spesse, o anche la melma (probabilmente esopolisaccaridi e discussa più dettagliatamente di seguito), possono essere formate da diversi ceppi. Non scioglie marcatamente la caseina e fermenta leggermente il maltosio e il mannosio ma non la salicina.

Radke-Mitchell e Sandine (1986) hanno scoperto che la temperatura per la produzione ottimale di acido da parte di S. thermophilus era superiore di circa 2-8°C sopra alla temperatura per la sua crescita ottimale. Lo Streptococcus thermophilus è stato successivamente riclassificato come Streptococcus salivarius ssp. thermophilus.

Grigoroff descrisse L. bulgaricus nel 1905 come documentato e citato da Kulp e Rettger (1924). Orla-Jensen (1919) hanno chiamato il batterio isolato dallo yogurt bulgaro Thermobacterium bulgaricum. Il Lactobacillus bulgaricus è stato successivamente riclassificato come Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus.

Sono state pubblicate le sequenze genomiche complete di vari ceppi di S. thermophilus e L. bulgaricus. Bolotin et al. (2004) hanno riportato le sequenze genomiche di S. thermophilus CNRZ1066 e LMG13811 isolate dallo yogurt e hanno scoperto che questi ceppi contengono un singolo cromosoma circolare di circa 1.800.000 bp con un contenuto di G+C del 39% per circa 1.900 sequenze codificanti.

A partire dall’agosto 2015, i genomi di 17 ceppi di S. thermophilus sono disponibili al pubblico. Van de Guchte et al. (2006) hanno riportato la sequenza del genoma del ATCC11842 L. bulgaricus che Orla-Jensen hanno originariamente isolato dallo yogurt bulgaro nel 1919. Questa varietà contiene 1.864.998 bp con un contenuto complessivo di G+C del 49,7%.

Una bozza di sequenza del genoma di L. bulgaricus LBB. B5, un ceppo che ha origine dallo yogurt bulgaro fatto in casa e forma una forte relazione simbiotica con S. thermophilus, è stata pubblicata da Urshev et al. (2016).

È stata eseguita la modificazione genetica di S. thermophilus. Somkuti e Steinberg (1988) hanno trasformato geneticamente cellule intere di S. thermophilus con DNA plasmatico mediante impulsi di campo elettrico. Blomqvist et al. (2010) hanno dimostrato la mutagenesi sito-specifica su S. thermophilus LMG 18311 che potrebbe consentire la costruzione di ceppi starter che possiedono proprietà nuove o migliorate.

Nel corso del tempo sono stati sviluppati o migliorati vari terreni di coltura per isolare ed enumerare streptococchi e lattobacilli. Heinemann e Hefferan (1909) hanno scoperto che il Bacillus bulgaricus (L. bulgaricus) non cresce bene sui normali terreni di laboratorio, ma cresce più favorevolmente sul latte o su un terreno contenente siero di latte, peptone e glucosio.

Per superare le difficoltà nella preparazione del siero di latte e del mezzo di digestione, Kulp (1927) ha preparato un terreno aggiungendo peptone, succo di pomodoro e acqua, regolando il pH a 7,0 e aggiungendo agar, e ha trovato uno sviluppo ottimale della colonia di vari ceppi di L. bulgaricus dopo l’incubazione in un’atmosfera contenente il 10% di CO2 per 72 h.

Davis (1935) ha scoperto che il latte al litmus con destrosio e lievito era il miglior mezzo per sostenere la crescita di batteri importanti per l’industria lattiero-casearia, compresi i ceppi di Thermobacteria bulgaricus (L. bulgaricus).

McLaughlin (1946) ha ideato l’agar da zucchero tripticasi per coltivare i lattobacilli. Briggs (1953) ha sviluppato un terreno contenente succo di pomodoro, Tween 80 (poliossietilene sorbitano mono-oleato), e altri ingredienti che hanno supportato la crescita di una collezione di lattobacilli tra cui ceppi di L. bulgaricus.

Un agar sviluppato da Elliker et al. (1956) supporta la crescita di ceppi esigenti di streptococchi e lattobacilli. L’agar di De Man, Rogosa e Sharpe (MRS), un terreno di coltura generico non selettivo comunemente usato per i lattobacilli, è stato descritto da de Man et al. (1960).

Terzaghi e Sandine (1975) hanno sviluppato il terreno M17 e hanno scoperto che sia S. thermophilus che L. bulgaricus crescevano bene in M17, specialmente con l’aggiustamento del pH a 6,8 prima dell’inoculazione.

Dave e Shah (1996) hanno raccomandato Streptococcus thermophilus agar per l’enumerazione selettiva di S. thermophilus e agar MRS aggiustato a pH 5,2 o agar clostridiale rinforzato aggiustato a pH 5,3 per l’enumerazione selettiva di L. bulgaricus.

Tharmaraj e Shah (2003) hanno descritto le colonie di S. thermophilus come rotonde e giallastre e di diametro compreso tra 0,1 e 0,5 mm quando sono state placcate su agar Streptococcus thermophilus, e le colonie di L. bulgaricus come bianche, cotonose, ruvide e irregolari e hanno un diametro di 1,0 mm quando sono state placcate su agar MRS regolate a pH 4,58.

Sono state sviluppate tecniche su base molecolare per identificare S. thermophilus e L. bulgaricus. Lick e Teuber (1992) hanno sintetizzato una sonda DNA-oligonucleotide specie-specifica che consente una rapida identificazione di S. thermophilus utilizzando l’ibridazione del DNA. Successivamente Lick et al. (1996) hanno sviluppato una tecnica di PCR primer-specifica basata sulla sequenza genica lacZ per un’identificazione rapida e accurata di S. thermophilus.

Sia L. bulgaricus che S. thermophilus possono essere identificati in modo rapido e accurato con la PCR utilizzando la biosintesi della metionina e i geni 16S rRNA.

La produzione tradizionale di prodotti fermentati utilizzava una cultura madre. Una coltura madre è una coltura di piccolo volume che viene trasferita in un contenitore o vasca di latte più grande per preparare un volume maggiore di lievito madre per la maturazione del latte o della panna nella produzione di prodotti a base di latte fermentato.

Le colture starter possono essere ottenute come pellet congelati o in forma liofilizzata. Rogers (1914) è stato in grado di preparare colture di B. bulgaricus (L. bulgaricus) con un’elevata attività con un metodo di congelamento sottovuoto. Le colture concentrate congelate in azoto liquido sono state sviluppate commercialmente per l’uso nella produzione di vari tipi di prodotti lattiero-caseari, tra cui lo yogurt.

È stata osservata una relazione simbiotica tra S. thermophilus e L. bulgaricus. Questa relazione simbiotica all’interno dello yogurt e di altri prodotti lattiero-caseari fermentati è stata segnalata da Orla-Jensen (1921). Pette e Lolkema (1950a) hanno descritto la relazione tra L. bulgaricus e S. thermophilus come simbiosi e poi come antibiosi.

Il Lactobacillus bulgaricus stimolava la crescita di S. thermophilus quando S. thermophilus era nella fase logaritmica di crescita, ma in seguito, L. bulgaricus inibiva S. thermophilus a causa della grande quantità di acido lattico prodotto da L. bulgaricus. Tuttavia, Jankov e Stoyanov (1966) hanno riferito che alcuni ceppi di L. bulgaricus erano chiaramente antagonisti con S. thermophilus, e quindi non adatti alla produzione di yogurt. Hanno isolato solo 6 ceppi di L. bulgaricus su 442 isolamenti di batteri lattici dal latte crudo, e solo 2 di questi ceppi erano adatti per fare lo yogurt. Inoltre, hanno riferito che i rapporti tra L. bulgaricus e S. thermophilus più adatti per ottenere uno yogurt desiderabile erano compresi tra 2:1 e 1:5. Una relazione simbiotica tra L. bulgaricus e S. thermophilus è stata dimostrata anche dalla maggiore produzione di acetaldeide nel latte da parte di una miscela 1:1 di questi microrganismi rispetto a quella di uno dei microrganismi da soli.

Sebbene Radke-Mitchell e Sandine (1986) abbiano riscontrato temperature di crescita ottimali da 35 a 42 °C per S. thermophilus e da 43 a 46 °C per L. bulgaricus, la crescita di colture miste di L. bulgaricus e S. thermophilus nel latte non è stata influenzata da queste temperature di crescita ottimali dei ceppi cresciuti individualmente, ma sembrava dipendere dalla concentrazione o dal tipo di fattori stimolatori prodotti da L. bulgaricus. Quando si coltivano volumi uguali di S. thermophilus e L. bulgaricus insieme nel latte a 37, 42 e 45°C, Radke-Mitchell e Sandine (1986) hanno scoperto che S. thermophilus di solito otteneva un numero di cellule più elevato rispetto a L. bulgaricus con rapporti bastoncello/cocco che andavano da 1:2,2 a 1:8.

I batteriofagi (virus che infettano i batteri e poi si replicano al loro interno, portando alla distruzione batterica per lisi) sono stati segnalati nelle colture di yogurt. Pette e Kooy (1952) hanno isolato batteriofagi attivi contro S. thermophilus nello yogurt a lenta acidificazione. Hanno anche riferito che diversi ceppi variavano nella loro suscettibilità a questi batteriofagi. Inoltre, queste colture infettate da fagi hanno riacquistato la normale produzione di acido, portando a prodotti con un sapore normale dopo aver continuato la coltivazione, e diventando insensibili al successivo attacco dei batteriofagi.

Deane et al. (1953) hanno osservato la microstruttura di un batteriofago che attacca S. thermophilus che è stato isolato dal siero di latte del formaggio svizzero e hanno trovato dimensioni della testa da 90 a 95 μm di diametro e lunghezze della coda che vanno da 225 a 275 μm. Sia Deane et al. (1953) e Stolk (1955) hanno misurato la resistenza al calore del batteriofago attivo contro S. thermophilus e quest’ultimo studio ha scoperto che erano necessari trattamenti termici di 80°C o 85°C per 10 s per distruggere questi batteriofagi nello yogurt.

Mocquot e Hurel (1970) hanno riferito che il batteriofago attivo contro L. bulgaricus è raro, ma Pette ne ha trovato uno. Peake e Stanley (1978) hanno ottenuto placche batteriofagiche per un batteriofago di L. bulgaricus isolato da yogurt commerciale e hanno dimostrato, mediante microscopia elettronica, che questo batteriofago aveva una testa esagonale di circa 60 nm e una coda di circa 210 nm con un numero variabile di strutture a barre trasversali.

Le colture starter producono esopolisaccaridi e gli esopolisaccaridi migliorano il corpo dello yogurt e forniscono benefici per la salute ai consumatori. Nel 1973, Groux ha scoperto che la mucillagine secreta da un ceppo di L. bulgaricus è costituita principalmente da galattosio, ma contiene anche glucosio, mannosio e arabinosio.

È stato dimostrato che il Lactobacillus bulgaricus produce esopolisaccaridi che contengono galattosio, glucosio e ramnosio in un rapporto molare approssimativamente 4:1:1 e con un peso molecolare di circa 500.000, e S. thermophilus ha dimostrato di produrre esopolisaccaridi costituiti principalmente da galattosio e glucosio con quantità minori di xilosio, arabinosio, ramnosio e mannosio.

Le strutture e le proprietà degli esopolisaccaridi prodotti da vari ceppi di S. thermophilus sono state recentemente descritte da Pachekrepapol et al. (2017). Galesloot e Hassing (1968) hanno scoperto che la miscelazione di una coltura di L. bulgaricus ad alta produzione di mucillagine con una coltura di S. thermophilus comunemente usata durante la produzione dello yogurt ha portato a uno yogurt con una maggiore viscosità.

I gel di latte scremato prodotti da ceppi produttori di mucillagine presentavano una ridotta suscettibilità alla sineresi e viscosità più elevate rispetto ai gel di latte scremato prodotti da ceppi non viscogeni. Gli esopolisaccaridi forniscono potenziali benefici per la salute, tra cui effetti prebiotici, attività immunostimolatoria, attività antitumorale e riduzione dei livelli di colesterolo nel sangue.

La biochimica, compresa la produzione di composti volatili da parte di queste colture starter, è stata ampiamente studiata. Pette e Lolkema (1950b) hanno scoperto che la produzione di acetaldeide era legata al vero aroma dello yogurt.

Renz e Puhan (1975) hanno concluso che il sapore amaro nello yogurt derivava in gran parte dalla proteolisi di L. bulgaricus durante la conservazione. Dan et al. (2017) hanno utilizzato metodi di microestrazione in fase solida e gascromatografia-spettrometria di massa per identificare 53, 43 e 32 composti volatili prodotti da S. thermophilus da solo, L. bulgaricus da solo ed entrambe le specie insieme nel latte fermentato e hanno confermato la presenza di alcuni importanti composti aromatici, tra cui acido acetico, acetaldeide, acetoina, 2,3-butandione, etanolo e 1-eptanolo.

Altre colture possono essere aggiunte allo yogurt per migliorarne il sapore. Rašić e Milanović (1966) hanno scoperto che il sapore dello yogurt potrebbe essere migliorato con l’aggiunta di una coltura di Streptococcus diacetylattis. Lawrence e Perry (1962) hanno riferito che l’aggiunta di un ceppo che forma il sapore di un Leuconostoc psicrotrofico potrebbe migliorare il sapore di alcuni prodotti a base di latte fermentato, incluso lo yogurt.

L’aggiunta di ceppi unici di colture starter si traduce in prodotti nuovi e a valore aggiunto. Anbukkarasi et al. (2014) hanno utilizzato ceppi positivi al galattosio per produrre yogurt a basso contenuto di galattosio. Il consumo di prodotti alimentari ad alto contenuto di galattosio è dannoso per le persone affette da galattosemia.

Linares et al. (2016) hanno utilizzato S. thermophilus APC151 per produrre yogurt che contiene acido γ-aminobutirrico (GABA) e che ha proprietà paragonabili a quelle di uno yogurt di riferimento. L’acido γ-aminobutirrico promuove la salute grazie alle sue proprietà antistress, antipertensive e antidiabetiche.

I probiotici sono organismi benefici. Lilly e Stillwell (1965) hanno usato il termine “probiotici” per descrivere la produzione di fattori che promuovono la crescita prodotti da una specie di protozoi che assiste la crescita di un’altra specie di protozoi. Più recentemente, i probiotici sono stati definiti come “microrganismi vivi che, se somministrati in quantità adeguate, conferiscono un beneficio per la salute dell’ospite”. I benefici per la salute di un probiotico possono essere dimostrati da studi in doppio cieco, randomizzati e controllati con placebo ben progettati.

Lo yogurt è spesso un vettore di probiotici. Lactobacillus acidophilus (descritto da Moro nel 1900, come documentato e citato da Kulp e Rettger, 1924) con o senza Bifidobacteria spp. (descritto da Tissier nel 1900, come documentato e citato da Kulp e Rettger, 1924) vengono comunemente aggiunti allo yogurt. Lactobacillus casei DN-114001 è stato brevettato ed è utilizzato nella bevanda probiotica tipo yogurt DanActive che è diventato disponibile in commercio nel 1994.

Bifidobacterium animalis DN-173 010 è un probiotico utilizzato nel marchio di yogurt Activia (Groupe Danone) lanciato in Francia nel 1987. Lactobacillus rhamnosus GG (ATCC 53103; noto anche come Lactobacillus GG) è un probiotico brevettato come L. acidophilus GG e successivamente riclassificato come L. rhamnosus GG. Hekmat et al. (2009) hanno riferito che L. rhamnosus GR-1 e, in misura minore, Lactobacillus reuteri RC-14 sono stati in grado di sopravvivere nello yogurt.

2.4 Lavorazione del latte e delle miscele e confezionamento dello yogurt

La filtrazione a membrana è stata applicata alla produzione di yogurt. L’ultrafiltrazione del latte intero mediante una riduzione di volume di 2 è stata utilizzata con successo per produrre uno yogurt di alta qualità contenente il 21% di solidi totali senza l’uso di latte in polvere scremato o omogeneizzazione.

Davies et al. (1977) hanno prodotto yogurt con successo da latte concentrato al 12,5-15% di solidi totali mediante osmosi inversa. Jepsen (1979) ha osservato che una fabbrica francese ha utilizzato l’osmosi inversa per concentrare il latte scremato al 13% di solidi totali a 5°C per la produzione di yogurt.

Vari trattamenti termici di yogurt, latte o miscele riducono i tempi di produzione e migliorano alcune proprietà fisiche dello yogurt risultante. Pette e Lolkema (1951) hanno affermato che la cagliata di yogurt viene migliorata dalla pastorizzazione del latte, che viene eseguita preferibilmente a 85°C per 5 minuti perché il surriscaldamento del latte può indebolire la cagliata.

Mantenendo il latte per 30 minuti a 85°C invece di raffreddarlo immediatamente prima di inacidirlo, Grigorov (1966a) ha riferito che il tempo per la coagulazione è diminuito da 2,43 a 2,01 ore, e il pH del latte acido al momento della coagulazione è aumentato da 4,70 a 5,16. Grigorov (1966b) ha raccomandato una temperatura di pastorizzazione di 85°C con un tempo di mantenimento da 20 a 30 minuti per ridurre al minimo la sineresi nello yogurt risultante e ha riportato un deterioramento della qualità del prodotto a temperature di pastorizzazione di 90 e 95°C con tempi di conservazione simili.

Lo yogurt prodotto con riscaldamento a vasca (85°C per 10-40 minuti) della miscela era più sodo e più viscoso dello yogurt prodotto con HTST (98°C per 0,5-1,87 minuti) o UHT (140°C per 2-8 secondi). Il riscaldamento delle miscele di yogurt a 100°C, 110°C o 120°C per 4 o 16 s ha portato a yogurt caratterizzati da un gel più solido e una maggiore viscosità rispetto allo yogurt prodotto mediante trattamenti termici della miscela a 140°C per 4 o 16 s. Anche Savello e Dargan (1997) hanno riscontrato meno sineresi nello yogurt prodotto con latte scremato concentrato di UF trattato termicamente tra 100 °C e 130 °C rispetto allo yogurt prodotto con latte scremato concentrato di UF trattato termicamente a 140 °C o riscaldato in vasca a 82 °C per 20 minuti.

Vari trattamenti a pressione (omogeneizzazione, microfluidificazione e alte pressioni idrostatiche) sono stati eseguiti sulle miscele di yogurt e sul prodotto finito. Pette e Lolkema (1951) hanno riportato un aumento della compattezza della cagliata e la prevenzione della separazione del siero di latte nello yogurt prodotto con latte pastorizzato omogeneizzato.

Schmidt e Bledsoe (1995) hanno scoperto che uno yogurt contenente l’1,5% di grassi può avere proprietà fisiche e sensoriali simili, ad eccezione della sineresi e della capacità di ritenzione idrica, a uno yogurt intero (3,5% di grassi) utilizzando pressioni di omogeneizzazione di 10,344 o 34,48 MPa durante la produzione.

Ciron et al. (2012) hanno utilizzato latte magro microfluidificato da 50 a 150 MPa per produrre yogurt magro con cremosità e proprietà strutturali simili allo yogurt intero prodotto con l’omogeneizzazione convenzionale.

Harte et al. (2003) hanno prodotto yogurt a coagulo intero da latte scremato fortificato sottoposto a un trattamento ad alta pressione idrostatica tra 300 e 676 MPa per 5 minuti e un trattamento termico a 85°C per 30 minuti e hanno scoperto che lo yogurt prodotto utilizzando i trattamenti a pressione da 400 a 500 MPa del latte scremato fortificato aveva un aumento della soglia di stress, una maggiore resistenza alla penetrazione normale, e aumento del modulo elastico ma minore sineresi rispetto allo yogurt prodotto senza il processo ad alta pressione idrostatica.

Queste proprietà consentiranno di produrre yogurt con meno stabilizzanti e addensanti.

De Ancos et al. (2000) hanno sottoposto gli yogurt magri a coagulo rotto ad alte pressioni idrostatiche (da 100 a 400 MPa) per 15 minuti a 20°C e hanno impedito la post-acidificazione dello yogurt durante la conservazione in frigorifero quando si utilizzano pressioni superiori a 200 MPa, hanno aumentato la viscosità dello yogurt dopo la conservazione in frigorifero, hanno ridotto il numero di lattobacilli vitali quando si utilizzano pressioni di 300 e 400 MPa e hanno migliorato l’accettabilità generale, sapore e consistenza utilizzando pressioni di 200 e 300 MPa rispetto allo yogurt di controllo.

Molti progetti che si occupano di inoculazione hanno descritto fattori che influenzano la conta di L. acidophilus durante l’incubazione e la conservazione, poiché è stata osservata una bassa sopravvivenza dei probiotici durante la conservazione. Shah et al. (1995) hanno trovato in L. acidophilus una conta di 107 fino a 108 cellule vitali/g di yogurt in 3 marche su 5 e meno di 105 cellule/g nelle restanti 2 marche fresche.

Gilliland e lo speck (1977) hanno riportato una bassa sopravvivenza di L. acidophilus incorporato nello yogurt dopo l’incubazione, e questa bassa sopravvivenza è stata spiegata dalla produzione di perossido di idrogeno da parte di L. bulgaricus.

Hull et al. (1984) hanno riscontrato una diminuzione della conta di L. acidophilus di circa la metà dopo 3 settimane di conservazione quando si aggiunge la coltura di L. acidophilus con la coltura starter, ma la sopravvivenza di L. acidophilus è stata inferiore all’1% dopo 4 giorni di conservazione a 5°C quando è stata aggiunta dopo l’incubazione.

Olson e Aryana (2008) hanno scoperto che la conta di L. acidophilus nello yogurt potrebbe essere incrementata aumentando il suo livello di inoculazione fino a un certo punto, ma un’inoculazione eccessivamente elevata di livelli di L. acidophilus ha abbassato la conta durante la conservazione e ha influito negativamente sulla qualità dello yogurt, tra cui una diminuzione della viscosità apparente e dei punteggi sensoriali, ma una maggiore sineresi rispetto agli yogurt prodotti con livelli di inoculazione di L. acidophilus più bassi.

Il packaging dello yogurt è cambiato nel tempo. Lo yogurt era originariamente confezionato in contenitori di vetro. A causa delle spese sostenute per la restituzione dei barattoli di vetro, si è reso necessario un contenitore a perdere sotto forma di bicchiere di carta.

Tuttavia, il riempimento di bicchieri di carta con latte caldo da incubare per la preparazione dello yogurt comporta delle reazioni sul rivestimento di questi bicchieri. Pertanto, la procedura di produzione dello yogurt è stata modificata in base alla modifica della simbiosi di coltura per consentirne l’esecuzione a una temperatura più bassa.

Sono diventati disponibili anche i contenitori di plastica flessibili con coperchio a pressione. Sebbene la maggior parte dello yogurt sia attualmente confezionata in contenitori di plastica (polipropilene, polistirene o polietilene ad alta densità), alcuni prodotti a base di yogurt specializzati sono confezionati in tubi flessibili o barattoli di vetro. Lo yogurt può essere confezionato in contenitori monodose di varie dimensioni o in contenitori multipack.

2.5 Denaturazione delle proteine e coagulazione acida

Riscaldando il latte a una temperatura sufficientemente alta si denaturano le proteine del siero, e le proteine del siero di latte denaturate interagiscono con le micelle di caseina. Rowland (1934) ha determinato la quantità di denaturazione dell’albumina e della globulina al riscaldamento del latte in funzione della temperatura compresa tra 63 e 80°C con tempi di riscaldamento variabili e ha riportato che l’83,4% dell’albumina e della globulina totali si è denaturata dopo 30 minuti a 80°C.

Più recentemente, Dannenberg e Kessler (1988a) hanno realizzato un grafico contenente curve di gradi uguali di denaturazione della β-lattoglobulina B nel latte a varie combinazioni di tempo di riscaldamento e temperatura. Utilizzando questo grafico, un grado crescente di denaturazione della β-lattoglobulina ha portato a una diminuzione relativamente uniforme della suscettibilità alla sineresi, indipendentemente dalla temperatura di riscaldamento, ma il volume del siero di latte drenato non ha continuato a diminuire con un tempo di permanenza più lungo di quello necessario per ottenere una denaturazione calcolata del 99% a temperature di riscaldamento di 85, 90 e 95°C.

La consistenza del gel dello yogurt magro a coagulo intero è aumentata con l’aumentare del grado di denaturazione della β-lattoglobulina fino al 60% e, in misura minore, fino al 90%, ma non tra il 90 e il 99% di denaturazione. Tuttavia, una leggera riduzione della consistenza si è verificata con l’aumentare dei tempi di mantenimento oltre i tempi necessari per ottenere una denaturazione del 99%.

Nel corso del tempo sono stati proposti vari meccanismi per la coagulazione acida del latte. La coagulazione acida delle micelle di caseina si verifica a causa dell’acido lattico che si forma durante l’incubazione che abbassa il pH. Scheele nel 1780 e Millon e Commaille nel 1865 credevano che l’acido lattico, reagendo con la caseina, formasse un composto insolubile che precipita, mentre Rochleder nel 1843 e Hammarsten nel 1877 credevano che nessun composto chimico definito si formasse dopo la precipitazione acida della caseina del latte.

Hammarsten nel 1874 riferì che il fosfato di calcio viene rimosso dalla caseina del latte dopo il trattamento con acido che porta alla precipitazione della caseina. Van Slyke e Hart (1904) hanno concluso che il monolattato di caseina (dal 13 al 14% della caseina) e il dilattato di caseina (dall’86 all’87% della caseina) erano i composti che si formavano alla prima coagulazione della caseina con acido lattico.

Van Slyke e Hart (1904) si aspettavano che la coagulazione del latte si verificasse al raggiungimento dello 0,8-0,9% di acidità totale, mentre Jenness e Patton (1959) hanno affermato che la caseina precipita al raggiungimento di un pH compreso tra 5,2 e 5,3. Il punto isoelettrico della caseina, ovvero il pH al quale non c’è carica elettrica netta sulle micelle di caseina, è 4,6.

Un modello più recente di formazione di gel di latte acido coinvolge più della semplice aggregazione delle micelle originali di caseina. La disaggregazione micellare con rilascio di β-caseina e solubilizzazione del fosfato di calcio colloidale viene seguita dal riassorbimento della β-caseina per formare nuove particelle che differiscono per struttura e composizione rispetto alle micelle di caseina originali.

2.6 Caratteristiche del prodotto finito

L’acidità titolabile è una caratteristica importante per lo yogurt. Crawford (1962) ha scoperto che un’acidità titolabile dallo 0,74 allo 0,83% espressa come acido lattico quando si mette lo yogurt in bottiglia di vetro in celle frigorifere e un’acidità titolabile da 0,91 a 0,93% durante lo stoccaggio nelle celle frigorifere ha portato ad ottenere lo yogurt più desiderabile.

Uno yogurt insipido e poco attraente si ottiene quando lo yogurt con un’acidità titolabile inferiore viene raffreddato, mentre uno yogurt leggermente troppo acido è il risultato di acidità titolabili più elevate. Galesloot (1958)  raccomanda un’acidità titolabile da 95° a 100°N (equivalente a 0,85-0,90% di acido lattico) quando è pronto per il consumo. Rosell (1933) ha riferito che l’acidità dello yogurt può occasionalmente raggiungere il 3,5% e il pH può scendere a quasi 3 in 24-36 ore.

Sono state condotte indagini per determinare la composizione chimica e la qualità microbiologica dello yogurt. O’Neil et al. (1979) hanno analizzato 7 marche di yogurt bianco e hanno riscontrato un contenuto di solidi totali compreso tra il 13,3 e il 16,5%, un contenuto di grassi compreso tra lo 0,9 e il 3,7%, un contenuto proteico compreso tra il 4,4 e il 5,3%, acidità titolabili tra l’1,20 e l’1,76% e valori di pH compresi tra 3,72 e 4,14, mentre Kroger e Weaver (1973) hanno analizzato 3 yogurt bianchi e 41 yogurt alla frutta della Pennsylvania centrale e hanno riscontrato un contenuto di solidi totali compreso tra 15,10 e 30,73%, contenuto di grassi compreso tra 0,82 e 2,04%, contenuto proteico compreso tra 3,09 e 5,38% e valori di pH compresi tra 3,80 e 4,35. Arnott et al. (1974) hanno analizzato 15 yogurt bianchi e 137 yogurt alla frutta o alla frutta prodotti in Ontario e hanno scoperto che il 15,1% conteneva il rapporto 1:1 desiderato tra Lactobacillus e Streptococcus, il 27,6% conteneva stafilococchi, il 13,8% conteneva coliformi, il 26,3% conteneva conta di lieviti >1.000/g, il 17,8% conteneva conta di muffe >10/g e l’11,8% conteneva conta psicrofica >1.000/g.

Sono state descritte le proprietà sensoriali e l’accettazione dello yogurt, compreso lo yogurt da bere e lo yogurt greco. Nelson e Trout (1964) hanno affermato che lo yogurt dovrebbe avere una consistenza fine e liscia e un corpo sodo in modo che possa mantenere la sua forma quando viene versato. Il sapore dovrebbe essere pulito, distinto e acido.

Duthie et al. (1977) hanno proposto una scheda di valutazione per valutare il sapore, il corpo, la consistenza e il colore dello yogurt.

Ryan et al. (1984) hanno riferito che una bevanda allo yogurt al gusto di lampone rosso e una bevanda allo yogurt al gusto di fragola avevano un alto livello di accettabilità in un’indagine sul gusto dei consumatori su larga scala, e Thompson et al. (2007) hanno riscontrato solo lievi differenze nelle preferenze negli yogurt bevibili alla fragola da parte di consumatori di diversi gruppi etnici.

Harper et al. (1991) hanno scoperto che i campioni di yogurt bianco sono stati giudicati troppo acidi e non abbastanza dolci da un gruppo di consumatori. Coggins et al. (2008) hanno sviluppato un lessico sensoriale per caratterizzare e differenziare efficacemente lo yogurt bianco e hanno scoperto che le caratteristiche di gusto e consistenza erano più importanti dell’aroma e dell’aspetto nella differenziazione dei trattamenti con yogurt. Hanno anche riferito che il contenuto di grassi dello yogurt e la fonte di latte (convenzionale o biologica) non potevano essere differenziati in base ad attributi sensoriali descrittivi.

Hekmat e Reid (2006) hanno riferito che le proprietà sensoriali di uno yogurt contenente Lactobacillus rhamnosus e Lactobacillus reuteri erano paragonabili a quelle di uno yogurt convenzionale. Desai et al. (2013) hanno scoperto che lo yogurt greco prodotto sia mediante filtrazione e centrifugazione tradizionali che con l’aggiunta di ingredienti lattiero-caseari secchi era molto apprezzato nei test di accettazione in cieco. Una consistenza soda e densa e sapori descritti come moderatamente dolce, aromatico, grasso del latte e acido da latte erano gli attributi preferiti dello yogurt greco, come determinato dalla mappatura delle preferenze esterne.

La forza e la viscosità del gel sono parametri importanti dello yogurt. La consistenza dello yogurt dipende dalla concentrazione di solidi nel latte. Haque et al. (2001) hanno scoperto che la forza del gel dello yogurt a coagulo intero misurata mediante test di compressione e la viscosità e G’ (carattere solido) dei campioni a coagulo rotto aumentano con l’aumentare della temperatura di fermentazione durante la produzione di yogurt.

Walstra et al. (2006) hanno dichiarato che la consistenza dello yogurt aumenta quando il pH si abbassa. Lo yogurt è un fluido non newtoniano perché mostra una viscosità apparente ridotta all’aumentare della velocità di taglio.

La sineresi, definita come la formazione di una fase liquida superiore (siero di latte) risultante dal restringimento di un gel, è un problema comune nello yogurt. La sineresi dello yogurt può essere misurata mediante metodi di centrifugazione e drenaggio. Harwalkar e Kalab (1983) hanno scoperto che la suscettibilità alla sineresi diminuiva con l’aumentare del contenuto di solidi totali e con l’uso di latte preriscaldato invece di latte non riscaldato nella produzione dello yogurt, ma sono stati osservati solo effetti insignificanti per la suscettibilità alla sineresi con il pH dello yogurt compreso tra 3,85 e 4,5.

Lee e Lucey (2004) hanno scoperto che il riarrangiamento delle particelle di caseina all’interno della rete di gel e il tasso di solubilizzazione del fosfato di calcio colloidale influenzano la separazione del siero di latte e la forza del gel. Hanno raccomandato di produrre yogurt utilizzando tassi di inoculazione da intermedi ad alti (2%) e quindi incubare a basse temperature (40°C) per ridurre la separazione del siero di latte e i difetti di consistenza nello yogurt risultante.

La microstruttura dello yogurt è stata osservata mediante microscopia elettronica a scansione e trasmissione e microscopia confocale. Kalab et al. (1975) hanno utilizzato la microscopia elettronica a scansione e trasmissione per osservare le differenze nella microstruttura dello yogurt non integrato e dello yogurt contenente gelatina, carragenina e amido di mais ceroso pregelatinizzato.

È stato dimostrato che lo yogurt si forma dalla fusione di micelle di caseina, formando lunghe catene e, raramente, grappoli. Sebbene l’aggiunta di gelatina non abbia alterato la microstruttura dello yogurt, l’aggiunta di carragenina ha portato a una microstruttura fibrillare senza terminazioni libere e l’aggiunta di amido di mais ceroso pregelatinizzato ha portato alla formazione di fibre corte con frequenti terminazioni libere.

Hassan et al. (1995) hanno utilizzato la microscopia laser a scansione confocale per osservare la formazione di gel come un processo continuo senza procedure di preparazione del campione. Osservando l’aggregazione delle micelle di caseina e la perdita di mobilità delle cellule batteriche, sono stati in grado di determinare che la formazione del coagulo inizia a pH 5,35. La contrazione della rete delle caseine è stata osservata con un’ulteriore diminuzione del pH.

2.7 Vari tipi di yogurt

Le percezioni sul contenuto di grassi desiderato dello yogurt sono cambiate nel tempo. Davis (1956) ha affermato che lo yogurt a quel tempo non aveva una definizione legale nella legge inglese. Si presumeva che lo yogurt fosse fatto con latte intero a meno che non fosse chiaramente dichiarato in etichetta che era fatto con latte magro o scremato a ridotto contenuto di grassi. Tuttavia, alcuni rapporti hanno suggerito che la quantità di grassi totali nella dieta influisce sul livello di colesterolo sierico. Pertanto, Davis (1956) ha suggerito che sarebbe meglio per alcune persone consumare yogurt al latte scremato invece dello yogurt al latte intero.

Nel tempo, la maggior parte degli yogurt è diventata scremata o a basso contenuto di grassi. Le diete a basso contenuto di grassi sono aumentate in popolarità negli anni ’80 e ’90 e molti sforzi sono stati fatti per produrre alimenti con un contenuto di grassi inferiore e migliorarne il sapore, il corpo e la consistenza in modo da farli assomigliare maggiormente alle loro controparti intere.

Molti yogurt a basso contenuto di grassi o calorie sono stati prodotti e brevettati in questo periodo, incluso uno yogurt a basso contenuto calorico e magro contenente frutta. Più recentemente, è stato dimostrato in un ampio studio di coorte multietnico che una maggiore assunzione di grassi saturi del latte era associata a un minor rischio di malattie cardiovascolari. Anche se le recenti vendite di yogurt a latte intero sono relativamente basse rispetto alle vendite di yogurt scremato e magro, le vendite di yogurt a latte intero stanno crescendo rapidamente.

Sono stati descritti molti tipi specializzati di yogurt, tra cui yogurt gassato, yogurt concentrato, yogurt istantaneo, yogurt senza lattosio, yogurt asettico (sterile) e yogurt direttamente acidificato. Choi e Kosikowski (1985) hanno sviluppato bevande zuccherate a base di yogurt gassato, semplici e al gusto di fragola, senza siero di latte libero e hanno scoperto che queste ultime bevande erano ben accettate da un gruppo di consumatori.

Uno yogurt concentrato ottenuto dal drenaggio del siero di latte è stato descritto da Robinson (1977). Lo yogurt greco (uno yogurt concentrato) è ora molto popolare. Forguson (1963) ha brevettato uno yogurt istantaneo con la metà del contenuto di grassi del latte intero; un tale yogurt ha proprietà sensoriali desiderabili e una lunga durata di conservazione e può essere formato dopo la ricostituzione con acqua di rubinetto a temperatura normale.

Engel (1973) ha dolcificato lo yogurt con l’uso di lattasi. Uno yogurt sterile che non si degrada entro 6 mesi di conservazione non refrigerata è stato brevettato da Egli ed Egli (1980). Lo yogurt preparato mediante acidificazione diretta del latte contenente una miscela addensante è stato brevettato da Igoe (1979).

2.8 Mantenere la qualità e la sicurezza dello yogurt

I fattori microbiologici possono influenzare la qualità e la durata di conservazione dello yogurt. Gassem e Frank (1991) hanno sottolineato l’importanza di utilizzare latte con bassi livelli di contaminazione microbica e di conservare il latte a basse temperature. Salih et al. (1990) indicano una media di 40 giorni come durata di conservazione dello yogurt. Schulz (1949) ha affermato che lo yogurt a quel tempo soffriva spesso di un alto numero di “Coli aerogenes”. Hervert et al. (2017) hanno concluso che lo stato igienico dello yogurt può essere adeguatamente monitorato mediante il test delle Enterobacteriaceae.

Lo yogurt e i prodotti simili allo yogurt possono contenere lievito. Ram Ayyar (1928) hanno osservato cellule di lievito nel Dahi. Sebbene i lieviti siano considerati contaminanti nello yogurt, Soulides (1955) ha isolato i lieviti Torulopsis non fermentanti lattosio dallo yogurt e si è scoperto che hanno aiutato la sopravvivenza di S. thermophilus e L. bulgaricus, probabilmente attraverso la rimozione di un po’ di acido lattico da parte dei lieviti.

È stato riscontrato che la crescita del lievito limita la durata di conservazione microbiologica dello yogurt non aromatizzato e alla fragola durante la conservazione a 8°C o 20°C, ma un numero inferiore di lieviti nello yogurt alla fragola rispetto allo yogurt non aromatizzato era probabilmente correlato alla presenza di sorbato di potassio nella purea di fragole nello studio di Tirloni et al. (2015). Microgard (Wesman Foods Inc., Portland, OR) è stato utilizzato per inibire il lievito e, successivamente, gli psicrotrofi gram-negativi che compaiono dopo una conservazione prolungata nello yogurt al gusto di fragola.

Sebbene i fermenti lattici di yogurt e i probiotici aggiunti resistano agli agenti patogeni (come verrà discusso di seguito nella sezione sui benefici per la salute), sono stati segnalati focolai di intossicazione alimentare che coinvolgono lo yogurt. L’Escherichia coli O157:H7 produttore di verotossine nello yogurt, molto probabilmente a causa della contaminazione dopo la pastorizzazione, ha portato a un’epidemia con 16 casi di malattia, inclusi 5 casi di sindrome emolitica uremica dopo il consumo di yogurt aromatizzato prodotto localmente a base di latte intero pastorizzato in Inghilterra nel 1991.

In un caso di botulismo di origine alimentare che ha coinvolto lo yogurt, 27 pazienti nel Regno Unito nel giugno 1989 sono stati colpiti, con 1 decesso, dopo il consumo di yogurt alla nocciola, in cui la conserva di nocciole è stata lavorata in modo inadeguato per la distruzione delle spore di Clostridium botulinum, portando alla produzione della tossina Clostridium botulinum di tipo B. In un altro caso di botulismo di origine alimentare che coinvolge lo yogurt, 10 pazienti in Turchia nel settembre 2005 hanno sviluppato il botulismo da tossina botulinica di tipo A in süzme (condensato) yogurt sepolto sottoterra.

Un’epidemia causata da Salmonella typhimurium DT 170 si è verificata mangiando kebab, doner kebab e kebab con salsa a base di yogurt, ed è stato riscontrato che l’agnello tritato crudo è risultato positivo alla Salmonella e che i vasetti di yogurt macchiati di sangue e non sigillati sono stati conservati sotto una rastrelliera di agnello crudo.

Un’epidemia di intossicazione alimentare in un ospedale militare di Strasburgo, in Francia, nel 1964 è stata causata dal consumo di uno yogurt al gusto di lampone che conteneva da 1 × 108 stafilococchi per grammo di yogurt.

Uno dei fattori di rischio coinvolti nell’epidemia di 149 casi di difterite nella Repubblica araba dello Yemen tra l’agosto 1981 e il gennaio 1982 è stato il consumo di yogurt prodotto in fabbrica.

È stato segnalato un caso di Geotrichum sp. nello yogurt, derivante da una cattiva manipolazione degli alimenti in Canada nel 1975.

Un patogeno fungino di origine alimentare, Mucor circinelloides f. circinelloides, ha causato la nausea, vomito e diarrea a più di 200 consumatori dopo il consumo di yogurt greco negli Stati Uniti nel 2013.

Un agente patogeno di grande preoccupazione per l’industria lattiero-casearia è la Listeria monocytogenes. Questo organismo sembrava essere stato osservato già nel 1891. Listeria monocytogenes, come è conosciuta oggi, è stata descritta per la prima volta in dettaglio da Murray et al. (1926). Gray e Killinger (1966) ritenevano che si dovesse porre maggiore enfasi sulla gravità di L. monocytogenes. L’epidemia di listeriosi da latte pastorizzato in Massachusetts e da formaggi in Messico ha aumentato la consapevolezza di L. monocytogenes e della listeriosi nell’industria lattiero-casearia. Di conseguenza, il numero di articoli di ricerca che coinvolgono L. monocytogenes nei prodotti lattiero-caseari, tra cui lo yogurt e altri prodotti lattiero-caseari fermentati, è aumentato notevolmente dagli anni ’80.

Varie tecniche sono state utilizzate per rilevare L. monocytogenes nello yogurt. Siragusa e Johnson (1988) hanno confrontato vari agar per il recupero di L. monocytogenes che è stato inoculato nello yogurt e hanno proposto l’uso di agar di isolamento selettivo di Listeria e agar acriflavina ceftazidima esculina modificata. Hanno anche scoperto che l’uso di una procedura di arricchimento porta al recupero di L. monocytogenes su vari agar che non sono stati trovati mediante placcatura diretta. Cox et al. (1998) hanno sviluppato un test fluorogenico della 5′-nucleasi basato su PCR per la rilevazione rapida e sensibile di L. monocytogenes in vari tipi di prodotti lattiero-caseari, tra cui yogurt e latticello.

Sono state condotte indagini sulla presenza di Listeria nello yogurt. Un’indagine su vari tipi di latte e prodotti lattiero-caseari in Etiopia ha rivelato che il 2% dei campioni di yogurt era contaminato da L. monocytogenes e il 2% da Listeria innocua (una specie non patogena). Un’altra indagine ha rilevato che il 10,71% dei campioni di yogurt in Sri Lanka è contaminato da L. monocytogenes. Tuttavia, Listeria spp. non è stata trovata negli studi di Kerr et al. (1992), Ubeyratne et al. (2014) o Abdimoghadam et al. (2015).

Sono stati condotti studi di provocazione in cui la Listeria è stata aggiunta allo yogurt per determinarne la sopravvivenza. In uno studio iniziale, Ikonomov e Todorov (1964) non hanno trovato sierotipi 1 e 4b di L. monocytogenes a 24-40 ore durante la conservazione dello yogurt di latte di pecora a 18-22°C, ma hanno riscontrato un periodo di sopravvivenza superiore a 6 giorni a una temperatura di conservazione di 10°C.

Choi et al. (1988) hanno scoperto che L. monocytogenes sopravvive da 13 a 27 giorni nello yogurt aromatizzato alla vaniglia dopo l’inoculazione di 104 fino a 105 cellule, mentre Tirloni et al. (2015) hanno riportato che L. monocytogenes con una concentrazione iniziale di 2 o 5 log ufc/g è stata ancora rilevata in campioni da 25 g di yogurt non aromatizzato e alla fragola a 68 giorni di conservazione.

Szczawiński et al. (2016) hanno sviluppato modelli lineari e polinomiali per descrivere il tasso di inattivazione di L. monocytogenes nello yogurt in funzione della temperatura e ha trovato valori D (tempo di riduzione decimale) compresi tra 87,0 a una temperatura di conservazione di 15°C e 243,9 a una temperatura di stoccaggio di 6°C, se calcolati da modelli lineari.

L’acidità influisce sulla sopravvivenza di L. monocytogenes nello yogurt. Siragusa e Johnson (1988) hanno scoperto che L. monocytogenes nello yogurt con un pH di 4,1 potrebbe sopravvivere fino a 9 giorni quando si utilizzano fasi di arricchimento per il loro recupero. Hill et al. (1995) hanno inoculato un ceppo mutante tollerante all’acido di L. monocytogenes e il suo ceppo parentale in yogurt con un pH di 4,3 e conservato a 4°C e hanno scoperto che il ceppo mutante aveva un tasso di sopravvivenza più elevato rispetto al suo ceppo parentale a causa dell’adattamento acido del ceppo mutante.

La lavorazione ad alta pressione dell’ayran, una bevanda tradizionale a base di yogurt popolare in Turchia, applicata a 600 MPa per 300 s a temperatura ambiente ha ridotto la conta di L. monocytogenes e L. innocua di oltre 5 unità logaritmiche senza modificare significativamente il pH, l’attività dell’acqua, il colore o la separazione delle proteine sieriche dell’ayran. La stessa entità di inattivazione può essere ottenuta con una riduzione della pressione da 100 a 300 MPa o con una riduzione del tempo di 210 s con l’aggiunta di olio essenziale di menta.

La salmonella è un altro agente patogeno di grande preoccupazione per l’industria lattiero-casearia. Emanuiloff (1941) ha riportato la vitalità della Salmonella nello yogurt. Ghoniem (1971) ha mostrato che Salmonella typhimurium è sopravvissuto per 68 giorni durante il congelamento (-1°C), 23 giorni a 4°C e 19 giorni a 30-32°C, mentre S. typhi è sopravvissuto solo per 30 giorni durante il congelamento, 16 giorni a 4°C e 11 giorni a temperatura ambiente, quando gli yogurt di latte di bufala sono stati inoculati con 5 ml di Salmonella.

Álvarez-Ordóñez et al. (2013) hanno mostrato che la conta delle cellule adattate all’acido e non adattate all’acido di Salmonella enterica sierotipo typhimurium è diminuita solo tra 1,3 e 1,9 unità logaritmiche se conservata a 4, 10 o 25°C per 43 giorni, ma è diminuita di circa 4 unità logaritmiche a 37°C per 43 giorni.

Sono state condotte indagini per la presenza di altri agenti patogeni nello yogurt. La Yersinia enterocolitica è stata trovata nello yogurt fatto in casa (a base di latte pastorizzato) che è stato coinvolto in un’epidemia in Pennsylvania nel 2011.

Omara et al. (2015) hanno analizzato campioni di yogurt in Egitto per la presenza di Campylobacter jejuni e ha riscontrato che il 4,4% era positivo all’isolamento e all’identificazione biochimica e l’1,2% era positivo al rilevamento PCR del gene MapA. Amer et al. (2010) hanno scoperto che Escherichia coli enteroemorragica e Yersinia enterocolitica non erano più presenti durante la conservazione per 10 e 4 giorni, rispettivamente. Il Bacillus cereus è stato isolato da 1 dei 30 campioni di yogurt.

Sono stati condotti studi in cui vari agenti patogeni sono stati inoculati nello yogurt per determinare l’entità della sopravvivenza. Dineen et al. (1998) hanno trovato E. coli O157:H7 nello yogurt per un massimo di 12 giorni dopo l’inoculazione di 103 ufc/mL di questo agente patogeno nello yogurt.

Hudson et al. (1997) hanno riportato che la contaminazione post-lavorazione dello yogurt potrebbe portare alla sopravvivenza di E. coli enteroemorragico O157:H7, anche in ambienti altamente acidi a temperature di refrigerazione. Hanno riportato una sopravvivenza tra 5 e 17 giorni dopo aver inoculato un ceppo bioluminescente di E. coli O157:H7 nello yogurt commerciale.

Tirloni et al. (2015) hanno riferito che E. coli era ancora rilevabile in campioni di 25 g di yogurt non aromatizzato a 26 giorni di conservazione con una concentrazione iniziale di 2 log ufc/g e fino a 47 giorni con una concentrazione iniziale di 5 log ufc/g.

Aytaç e Özbas (1994) hanno scoperto che Yersinia enterocolitica è sopravvissuta almeno 26 giorni quando è stata inoculata nel latte per essere trasformata in yogurt, ma Aeromonas hydrophila non è sopravvissuta 5 giorni dopo l’inoculazione. L’Enterobacter sakazakii cresceva durante le prime fasi della fermentazione nella produzione di yogurt bianco, ma la sua popolazione diminuiva significativamente durante le fasi di raffreddamento e conservazione, a causa del basso pH.

Gli agenti patogeni che portano alla tubercolosi e al morbo di Crohn sono stati studiati nello yogurt. La tubercolosi originata dallo yogurt è un problema nelle aree in cui viene utilizzato latte non pastorizzato. DeGrolier (1939) ha isolato bacilli virulenti del tubercolo bovino (ora Mycobacterium tuberculosis) da 1 campione di yogurt su 8. Van Brandt et al. (2011) hanno riferito che il Mycobacterium avium ssp. paratuberculosis (il probabile agente eziologico della malattia di Crohn) potrebbe sopravvivere nello yogurt per 6 settimane. Nasr et al. (2014) hanno inoculato Mycobacterium bovis (l’agente eziologico della tubercolosi bovina) a 103 ufc/mL e 105 cfu/mL nello yogurt e hanno scoperto che poteva sopravvivere per 7 giorni.

3. Altri prodotti lattiero caseari fermentati

3.1 Panna acida e panna acidificata

La panna acida e la panna acidificata sono legalmente descritte in 21CFR131.160 e 21CFR131.162, rispettivamente. La panna acida è inacidita dai batteri lattici e la panna acidificata è preparata con acidificanti sicuri e idonei, con o senza l’uso di batteri lattici. L’acidità titolabile di entrambi questi prodotti è almeno dello 0,5%, espressa in acido lattico.

Questi prodotti contengono almeno il 18% di grasso del latte prima dell’aggiunta di dolcificanti nutritivi e aromi voluminosi, ma almeno il 14,4% di grasso del latte dopo l’aggiunta di questi ingredienti.

Gli ingredienti opzionali includono ingredienti che migliorano la consistenza, prevengono la sineresi o prolungano la durata di conservazione, nonché caglio, dolcificanti nutritivi, sale e ingredienti aromatizzanti con o senza coloranti. Inoltre, la panna acida può contenere fino allo 0,1% di citrato di sodio aggiunto prima della coltura come precursore del sapore.

Un vecchio metodo per produrre panna acida era quello di mantenere la panna a una temperatura adeguata per consentire ai batteri nativi di produrre acido, permettendo alla panna di inacidirsi. Tuttavia, questa procedura comporta la separazione del siero di latte dalla cagliata e sapori sgradevoli a causa della crescita di batteri, lieviti e muffe indesiderati.

Doan e Dahle (1928) hanno studiato gli effetti di vari parametri sul corpo della panna acida risultante e hanno sviluppato una procedura di produzione consigliata. Hanno scoperto che un corpo più spesso poteva essere ottenuto utilizzando pressioni più elevate durante l’omogeneizzazione e temperature più elevate durante la pastorizzazione, aumento del contenuto di grassi, aggiunta di solidi extra, caglio o gelatina e maturazione dopo il confezionamento.

Pertanto, la procedura di produzione raccomandata è stata la standardizzazione della panna ad almeno il 18% di grassi, la pastorizzazione a una temperatura di almeno 82°C per almeno 10 minuti, l’omogeneizzazione a questa temperatura con una pressione di almeno 13,8 MPa, il raffreddamento a 21°C, l’aggiunta di una quantità sufficiente di starter per maturare il prodotto a circa lo 0,6% di acidità, confezionamento con agitazione minima, raffreddamento a 4°C e stagionatura da 12 a 24 ore prima della commercializzazione.

Più recentemente, Kosikowski e Mistry (1997) hanno descritto la produzione di panna acida standardizzando la panna fresca a circa il 19% di grassi, aggiungendo fino allo 0,5% di stabilizzante e circa lo 0,2% di acido citrico, pastorizzando e omogeneizzando, raffreddando a circa 22°C, inoculando con un innesto commerciale di acido lattico mesofilo (Lactococcus lactis ssp. cremoris e L. lactis ssp. lactis), eventualmente aggiungendo un estratto di caglio, agitando delicatamente per qualche minuto, incubando fino al raggiungimento del pH (circa 4,5-4,6) e dell’acidità (circa 0,70%), raffreddando e confezionando. La doppia omogeneizzazione può essere eseguita per ottenere una panna acida corposa. In alternativa, l’incubazione può essere eseguita nella confezione del consumatore.

Sono state condotte ricerche sul sapore della panna acida e sui composti attivi nella determinazione del sapore. Hempenius et al. (1969) hanno determinato che un’acidità volatile che richiede 1,2 ml di NaOH 0,1 N per neutralizzare e 1 ppm di diacetile erano le soglie di sapore per questi composti nella panna acida. Harper (1968) ha riferito che dallo 0,65 allo 0,80% di acido lattico era il livello ottimale per ottenere il gusto desiderato della panna acida. Shepard et al. (2013) hanno condotto uno studio per spiegare l’accettazione da parte dei consumatori della panna acida in base alle sue proprietà chimiche e sensoriali. Hanno scoperto che le creme acide caratterizzate dai composti attivi aromatici come diacetile, acetoina, δ-decalattone e 2-metil-3-furantolo sono state giudicate le più desiderabili. Inoltre, hanno riferito che livelli da moderati ad alti di diacetile, grasso del latte e aromi cotti / lattiginosi, ma livelli da bassi a moderati di sapore aspro e aromi aspri con gradi moderati di densità e compattezza sarebbero desiderabili per la maggior parte dei consumatori.

La viscosità è una proprietà importante per la panna acida. Hilker (1947) ha sviluppato una procedura per mettere in relazione la resistenza di penetrazione con la viscosità visiva della panna acida. Piccolo (1967) ha riferito che la viscosità ideale varia da 140.000 a 250.000 cP. La produzione di panna acida fermentata con una coltura lattica che ha una leggera tendenza ad essere filamentosa porterà a una panna acida con un’elevata viscosità e una consistenza molto liscia.

Sono stati riportati i valori della durata di conservazione della panna acida. Page e Lavalie (1955) hanno sviluppato una procedura per la produzione di un prodotto simile alla panna acida fortificato con proteine non troppo suscettibile alla sineresi, e la durata di conservazione è stata prolungata da circa 4 giorni a circa 20 giorni incorporando una fase di pastorizzazione e omogeneizzazione dopo che il prodotto ha raggiunto il giusto grado di acidità. Più recentemente, Salih et al. (1990) hanno scoperto che i produttori hanno riportato una durata media di conservazione di 31 giorni per la panna acida.

Una panna acida probiotica a basso contenuto calorico contenente L. acidophilus, Bifidobacterium e S. thermophilus è stata sviluppata da Fayed et al. (2006). Un sostituto dei grassi chiamato Simplesse 100 (CP Kelco, Atlanta, GA) è stato aggiunto per imitare il grasso del latte e il concentrato di proteine del siero di latte essiccate è stato utilizzato come agente di carica per sostituire i solidi totali.

La produzione commerciale di panna acida mediante acidificazione diretta è iniziata nel 1962. È stato scoperto che uno stabilizzante promuove efficacemente un corpo sodo in questo tipo di panna acida. La panna acidificata non ha ricevuto lamentele sul suo sapore.

3.2 Burro fermentato e latticello fermentato

Alcuni tipi di burro sono fatti con panna fermentata. Conn (1889) ha descritto i vantaggi della maturazione della panna per la produzione del burro come una migliore separazione del burro dalla panna matura rispetto alla panna dolce, una migliore conservazione della qualità del burro e un migliore sapore del burro.

I primi metodi di maturazione della panna per la produzione del burro includono l’acidificazione spontanea (nessuna aggiunta di metodi di acidificazione speciali) o l’aggiunta di latticello (fresco o del giorno precedente) o panna acida (panna pronta per la zangolatura), ma spesso si verificavano problemi di contaminazione.

In seguito, le colture acide furono preparate e spedite ai casari in forma liquida, ma il problema del lungo trasporto di colture liquide in condizioni sfavorevoli portò alla produzione di colture disidratate negli anni 1890 (Knudsen, 1931). Vilhelm brevettò un processo di produzione migliorato per il burro fermentato da panna matura eseguendo un trattamento termico da 70°C a 80°C sulla panna o sul latte, aggiungendo una coltura pura di alcuni tipi di batteri ottenuti da burro fresco, panna completamente matura o latticello fresco per la maturazione e infine la zangolatura.

Storch (1893) ha riferito che il sapore del burro fermentato deriva più dall’azione dei batteri che dagli alimenti consumati dalle bovine.

Prima del 1919 si pensava generalmente che le colture di burro fossero colture di streptococchi di acido lattico puro. Nel 1919, 3 studi separati hanno mostrato che erano presenti anche altre culture. Le colture che vengono ora utilizzate includono Lactococcus lactis ssp. lactis, Lactococcus lactis ssp. cremoris, Lactococcus lactis ssp. lactis biovar diacetylactis, e Leuconostoc mesenteroides ssp. cremoris.

A causa della scomparsa dell’acido citrico entro 2-4 giorni nel latte, Templeton e Sommer (1929) hanno aggiunto acido citrico e citrato di sodio alle normali colture commerciali, portando ad un aumento della produzione di acidità volatile di circa il 50%, con solo un aumento del 10% dell’acidità. Queste colture sono state spesso preferite organoletticamente rispetto alle colture di latte non trattate. Allo stesso modo Templeton e Sommer (1935) hanno riferito che l’uso di acido citrico e citrato di sodio nella panna o nello starter nella produzione del burro porta a un sapore e un aroma più desiderabili.

Sono state condotte molte ricerche sull’identificazione dei composti aromatici nelle colture per il burro e sul miglioramento del sapore del burro. Michaelian et al. (1933) hanno riferito che il diacetile fu rilevato da Schmalfuss nel 1928 mediante la rilevazione del suo aroma nel latte e fu identificato da van Niel, Kluyver e Derx nel 1929 come responsabile, o almeno il componente principale, dell’aroma del burro.

Si è scoperto che le colture per il burro soddisfacenti contenevano quantità considerevoli di acetilmetilcarbinolo (noto anche come acetoina o 3-idrossi-2-butanone) e diacetile, mentre quelle prive di sapore contenevano quantità minori o nessuno di questi composti.

L’acido citrico può essere scomposto in acetilmetilcarbinolo, che può essere ossidato a diacetile. Poiché l’acetilmetilcarbinolo non contribuisce direttamente all’aroma del burro, sarebbe vantaggioso convertire l’acetilmetilcarbinolo in diacetile. La resa di diacetile dall’acetilmetilcarbinolo può essere aumentata sottoponendo le colture per il burro a pressione e agitazione, come spiegato da Werkman (1940).

Lindsay et al. (1965b) hanno identificato molti componenti volatili del sapore (aldeidi, metilchetoni, alcoli primari e secondari, esteri metilici ed etilici dei normali acidi alifatici e composti solforati) di una coltura commerciale per il burro a ceppo misto.

Michaelian et al. (1933) hanno riscontrato un grande effetto dell’acidità sulla produzione di acetilmetilcarbinolo e diacetile da parte degli streptococchi che fermentano l’acido citrico. Questa osservazione supporta la scoperta di una formazione molto rapida di acetilmetilcarbinolo più diacetile e la comparsa di sapore e aroma di burro, nella maturazione delle colture per il burro. Questo effetto dell’acido spiega anche l’odore caratteristico che si sviluppava quando i batteri dell’acido lattico venivano aggiunti a una coltura che fu osservata nel 1919 da Bockhout e Ott de Vries.

I batteri aromatici utilizzati nelle colture starter per la produzione del burro nei Paesi Bassi erano originariamente Leuconostoc cremoris. A partire dal 1950 circa, Streptococcus diacetylactis (ora Lactococcus lactis ssp. lactis biovar. diacetylactis) o S. diacetylactis più L. cremoris hanno iniziato ad essere utilizzati. Ha iniziato a verificarsi un difetto denominato “sapore di yogurt”. Badings e Galesloot (1962) hanno scoperto che l’uso delle colture di S. diacetylactis ha portato a questo difetto di sapore. Lindsay et al. (1965a) hanno riportato che il sapore erbaceo (simile allo yogurt) si verifica quando il rapporto diacetil-acetaldeide diventa inferiore a 3:1.

Il latte fermentato, compreso il latticello coltivato, è descritto in 21CFR131.112. Gli ingredienti lattiero-caseari opzionali, tra cui panna, latte, latte parzialmente scremato o latte scremato, da soli o in combinazione, vengono fermentati con organismi microbici caratteristici in modo da ottenere un’acidità titolabile di almeno lo 0,5%, espressa come acido lattico. Il latte fermentato deve essere pastorizzato o ultra-pastorizzato prima di aggiungere la coltura. Altri ingredienti opzionali che possono essere utilizzati includono vitamina A e D, alcuni altri ingredienti lattiero-caseari, dolcificanti a base di carboidrati nutritivi, ingredienti aromatizzanti, additivi coloranti che non simulano il colore del grasso del latte o del grasso del burro, stabilizzanti, grasso del burro o grasso del latte, colture microbiche che producono aromi e sapori, sale e fino allo 0,15% di acido citrico (o una quantità equivalente di citrato di sodio) come precursore del sapore.

Per utilizzare in modo più efficace i sottoprodotti, Finkelstein (1917) ha riferito che l’aggiunta del 25% di colture di Bacillus bulgaricus (L. bulgaricus) al latticello derivato da panna matura pastorizzata riduce la tendenza alla fuoriuscita del siero e migliora il corpo e il sapore del latticello. Sebbene il vero latticello sia il sottoprodotto della panna matura dopo la zangolatura, il latticello fermentato è il prodotto risultante dall’aggiunta di fermenti lattici al latte.

Sono state riportate procedure convenzionali e alternative per la produzione di latticello fermentato. Il latticello fermentato viene prodotto aggiungendo sale e acido citrico al latte, riscaldando a 85°C per 30 minuti o 88°C per 2 minuti, raffreddando a 22°C, inoculando con fermenti lattici starter (Lactococcus lactis ssp. lactis o L. lactis ssp. lactis biovar diacetylactis), incubando per circa 14-16 ore, rompendo la cagliata quando l’acidità titolabile raggiunge lo 0,80%, raffreddamento a 10°C o inferiore con leggera agitazione e confezionamento come descritto da Kosikowski e Mistry (1997).

Il latticello può anche essere prodotto per acidificazione diretta abbassando il pH a circa 4,8-5,1 dalla prima aggiunta e poi a circa 4,2-4,5 nella seconda aggiunta. Il latticello fatto in questo modo non si scioglie dopo 2 settimane di conservazione refrigerata e questo prodotto può mantenere la sua viscosità, corpo, sapore e aspetto originali fino a circa 1 mese in refrigerazione. Corbin e Long (1967) hanno affermato che il latticello altrimenti fermentato ha una durata di conservazione di soli 5 giorni circa a causa della difficoltà nel controllare la fermentazione batterica all’interno del latticello coltivato.

Roberts et al. (1971) hanno riferito che la produzione di latticello fermentato preacidificando il latte a pH 5,2 utilizzando acido cloridrico concentrato prima dell’inoculazione e dell’incubazione con fermenti lattici ha portato a un prodotto più consistente e questo prodotto è stato preferito da giudici esperti rispetto al latticello fermentato di controllo. Fiocchi o granuli di burro possono essere aggiunti per ottenere il latticello in scaglie con il metodo Vogt come descritto da Guthrie (1935).

Sono stati studiati il sapore, il deterioramento e la durata di conservazione del latticello fermentato. La qualità del latticello fermentato in termini di sapore è stata spesso criticata. Wang e Frank (1981) hanno isolato varie specie di Pseudomonas, Enterobacter, Acinetobacter, Escherichia e Actinobacillus, e hanno rilevato lieviti e muffe nel latticello coltivato in commercio. Hanno scoperto che questi batteri psicrotrofici e lieviti possono ridurre il diacetile a vari livelli. Salih et al. (1990) hanno riferito che i produttori indicano una media di 17 giorni come durata di conservazione del latticello.

Sono stati riportati metodi per migliorare il latticello fermentato. Kosikowski (1969) ha riferito che puree concentrate o succhi di frutta potevano essere aggiunti al latticello coltivato per formare latticelli fermentati aromatizzati all’arancia, all’ananas, alla fragola, al lampone, al limone e al lime e ha scoperto che il sapore più accettabile era la fragola. Rodas et al. (2002) hanno preparato il latticello probiotico aggiungendo Lactobacillus reuteri senza influenzare in modo significativo la composizione, la proteolisi o la qualità sensoriale rispetto al controllo. Il latticello ha mantenuto una conta di oltre 10⁶ CFU/mL per 10 giorni di conservazione, quando questo ceppo probiotico è stato aggiunto all’1% prima della fermentazione del latticello.

Antunes et al. (2012) hanno raggiunto una conta logaritmica di Bifidobacterium animalis di 8,5 CFU/mL nel latticello aromatizzato alla fragola addolcito con saccarosio e sucralosio.

3.3 Latte acido

Con latte acido si intende il latte fermentato con L. acidophilus o latte non fermentato contenente L. acidophilus.

Cheplin e Rettger (1920b) hanno descritto il latte con Bacillus acidophilus (L. acidophilus), preparato coltivando questi organismi nel latte per produrre una cagliata morbida entro 24 ore, come dotato di proprietà sensoriali desiderabili. Tuttavia, Myers (1931) ha affermato che il normale latte acido fermentato ha un sapore sgradevole e che l’acido lattico non era importante nella trasformazione della flora intestinale.

Per utilizzare acidophilus senza il sapore sgradevole, Myers (1931) ha descritto un latte acidofilo non fermentato in cui sono state sospese alte concentrazioni di L. acidophilus vitale pur mantenendo il gusto e le proprietà fisiche del ricco latte intero.

La conta del Lactobacillus acidophilus nel latte acido non fermentato non diminuisce così rapidamente come nel latte acido, e il latte può essere mantenuto dolce fino a 7 giorni se conservato a 2-5°C.  I prodotti lattiero-caseari con Acidophilus sono stati esaminati da Gilliland (1989).

3.4 Kefir

Il kefir è un prodotto a base di latte fermentato che è stato prodotto tradizionalmente per secoli nelle montagne del Caucaso.

I grani di kefir, simili a cimette di cavolfiore in miniatura e costituiti da un’ampia varietà di lieviti simbiotici, Lactobacillus, Lactococcus e Leuconostoc, vengono aggiunti al latte nella produzione di kefir. Le procedure dettagliate di produzione del kefir tradizionale e prodotto industrialmente sono illustrate in Stepaniak e Fetliński (2003). Sebbene l’acido lattico sia il principale metabolita fermentativo del kefir, viene prodotta anche una piccola quantità di alcol.

L’effervescenza dovuta all’anidride carbonica è presente nel kefir tradizionale. Kolakowski e Pawlikowska (2012) hanno incorporato con successo i probiotici Bifidobacterium lactis HN019, L. acidophilus NCFM e L. rhamnosus HN001 nel kefir.

3.5 Yakult

Yakult (Yakult Honsha Co.) è stato lanciato nel 1935 ed è una bevanda a base di latte giapponese fermentata dal Lactobacillus casei Shirota fino al raggiungimento di un’acidità titolabile del 2%. La cagliata risultante viene spezzata, addolcita, aromatizzata, omogeneizzata a 15 MPa e diluita con acqua prima di essere confezionata in bottiglie di plastica. Il ceppo L. casei Shirota è indigeno nel tratto intestinale umano.

4. Benefici per la salute forniti dallo yogurt e da altri prodotti lattiero caseari fermentati 

Ci sono varie affermazioni sul valore terapeutico dello yogurt e di altri prodotti lattiero-caseari fermentati. Gli abitanti del Medio Oriente e dell’Asia consumavano yogurt e probabilmente sapevano che il consumo di yogurt forniva benefici per la salute da migliaia di anni. La grave diarrea del re Francesco I di Francia è stata trattata con successo prescrivendo lo yogurt già nel 1500. Jagielski (1871) menziona il valore terapeutico del koumiss senza descrivere il contesto scientifico del suo brevetto relativo alla produzione di un koumiss artificiale a partire da latte di varie specie.

Leeds (1888) non ha visto benefici per la salute per invalidi e lattanti dai prodotti a base di latte fermentato. Ha affermato che l’effetto del matzoon (un prodotto a base di latte fermentato armeno simile allo yogurt) sul trattamento di gravi disturbi gastrici e debilitazione generale non era abbastanza forte per formare un’opinione favorevole della sua efficacia. Inoltre, non credeva che il matzoon fosse adatto come alimento per neonati in base alla sua analisi e notò che lo zucchero del latte veniva convertito in acido lattico, alcol e altri prodotti di fermentazione.

Elie Metchnikoff (1908) pensava che molti disturbi nelle persone fossero causati da tossine prodotte da batteri putrefattivi nel tratto intestinale. Se questi batteri putrefattivi potevano essere limitati o eliminati nel tratto intestinale, credeva che le persone potessero vivere più a lungo.

Ha notato che molti contadini balcanici vivono una vita molto lunga e pensava che ciò fosse dovuto al loro elevato consumo di latte acido contenente un gran numero di lattobacilli. Si pensava che la produzione di acido da parte di questi lattobacilli nel tratto intestinale umano scoraggiasse la crescita batterica putrefattiva, portando Metchnikoff a incoraggiare il consumo di latte acido per promuovere la crescita di L. bulgaricus nel tratto intestinale.

A causa delle convinzioni di Metchnikoff, la sopravvivenza delle colture all’interno del tratto gastrointestinale dal latte acido ingerito divenne un importante argomento di ricerca.

Herter e Kendall (1908) hanno somministrato latte fermentato con Bacillus bulgaricus (L. bulgaricus) a una scimmia rhesus e hanno scoperto che l’acido lattico poteva essere rilevato, specialmente al di sopra della regione ileo-cecale, ma questo microrganismo non si è stabilito in numero relativamente grande. Anche Cheplin e Rettger (1920b) non sono stati in grado di impiantare il Bacillus bulgaricus nell’intestino dell’uomo. Tuttavia, sono stati in grado di impiantare il Bacillus acidophilus (Lactobacillus acidophilus) nel tratto intestinale di soggetti umani con il consumo giornaliero di 500 ml a 1 litro di coltura di latte acidophilus. Pertanto, Cheplin e Rettger (1920a) credevano che Metchnikoff potesse aver confuso L. bulgaricus con L. acidophilus perché si assomigliano molto tra loro. Anche Cheplin e Rettger (1920) hanno affermato che gli effetti benefici forniti dal consumo di yogurt e altri prodotti a base di latte acido probabilmente derivavano dal latte stesso invece che dai loro batteri produttori di acido.

Rotch e Kendall (1911) hanno notato che il Bacillus acidophilus cresceva meglio al di sotto della valvola ileo-cecale rispetto alla zona al di sopra di essa, come nel caso di B. bulgaricus. Hanno suggerito l’uso terapeutico di B. acidophilus sulla base di molti fattori, tra cui la sua capacità di inibire e sostituire i batteri invasori estranei nell’intestino crasso.

Tuttavia, studi recenti hanno indicato che i batteri dello yogurt possono sopravvivere al transito nel tratto gastrointestinale umano perché questi organismi possono essere recuperati nelle feci. Conway et al. (1987) ritenevano che il meccanismo di adesione di L. bulgaricus, L. acidophilus e S. thermophilus alle cellule intestinali umane e suine fosse probabilmente aspecifico. Berrada et al. (1991) hanno sottolineato l’importanza di scegliere un ceppo di Bifidobacterium resistente agli acidi nella produzione di latti fermentati con bifidus perché hanno dimostrato che il Bifidobacterium in una marca di latte fermentato commerciale sopravvive bene in vitro e in vivo, mentre il Bifidobacterium di un’altra marca non è sopravvissuto bene in questi test.

Sebbene siano stati segnalati focolai di intossicazione alimentare che coinvolgono lo yogurt, come discusso in precedenza, una certa protezione contro gli agenti patogeni e le infezioni intestinali derivanti dal consumo di yogurt è fornita dalla sua acidità o da sostanze inibitorie prodotte da colture aggiunte. Emanuiloff (1941) ha riferito che il grado di acidità influisce sulla vitalità della Salmonella nello yogurt e Ozek (1942) ha riferito che la Salmonella (incluso S. typhi), Shigella e Brucella spp. potrebbero essere uccise nello yogurt a causa dell’acidità dello yogurt.

Allo stesso modo Rubin e Vaughan (1979) hanno riferito che quasi tutta l’attività battericida dello yogurt contro Salmonella typhimurium a 37°C era causata dall’acido lattico nelle condizioni del loro esperimento, ma questo patogeno era parzialmente protetto dalla frazione caseina dello yogurt. Tuttavia, Todorov (1967) ha riferito che l’esposizione ai prodotti lattiero-caseari, incluso lo yogurt, ha modificato le proprietà morfologiche, culturali, biochimiche e sierologiche di vari ceppi di Salmonella e questo cambiamento è stato causato da sostanze inibitorie prodotte dalle colture starter.

Anche Lucca (1975) concluse che l’attività antibatterica era dovuta più a sostanze di natura antibiotica formate da organismi all’interno dello yogurt che all’acidità dello yogurt. Attaie et al. (1987) hanno riportato che lo Staphylococcus aureus era inibito nello yogurt con acidophilus più che nello yogurt normale, probabilmente a causa della produzione di batteriocina da parte di L. acidophilus.

È stato dimostrato che Lactobacillus acidophilus e L. reuteri inibiscono i patogeni. Bianco e collina (1949) hanno scoperto che L. acidophilus inibisce la crescita di Aerobacter aerogenes (Enterobacter aerogenes), probabilmente a causa della produzione di acido lattico. Shahani et al. (1976) hanno notato forti effetti inibitori di un composto inibitorio di L. acidophilus contro 8 agenti patogeni, e Shahani et al. (1972) hanno brevettato l’antibiotico acidofilina prodotto da vari ceppi di L. acidophilus, in particolare L. acidophilus DDS 1.

Recentemente Ortiz-Rivera et al. (2017) hanno dimostrato che la reuterina prodotta da L. reuteri ATCC 53608 può inattivare microrganismi patogeni (S. aureus, Salmonella enterica ssp. enterica e L. monocytogenes), indicatori patogeni (E. coli DH5α) e deterioranti (Penicillium expansum).

Gli studi hanno dimostrato che lo yogurt e altri prodotti lattiero-caseari fermentati possono alleviare la diarrea e ridurre il tempo di transito del colon. Latte inacidito artificialmente da organismi lattici e latte intero acidificato dall’acido lattico sono stati raccomandati come alimento di routine per neonati per il trattamento dei disturbi gastrointestinali.

Il consumo di yogurt contenente Lactobacillus GG ha ridotto gli episodi di diarrea associata ad antibiotici (eritromicina), sofferenza addominale, dolore allo stomaco e flatulenza in volontari sani rispetto al consumo di yogurt pastorizzato. Allo stesso modo, il consumo di un prodotto a base di latte fermentato contenente Lactobacillus GG rispetto a uno yogurt pastorizzato è stato efficace nel promuovere il recupero dalla diarrea acuta da rotavirus nei bambini piccoli.

Marteau et al. (2002) hanno condotto uno studio crossover in doppio cieco per determinare l’effetto dell’ingestione di un latte fermentato con B. animalis DN-173 010 sul tempo di transito del colon in donne sane e ha scoperto che i tempi di transito totale e sigmoideo erano ridotti con il consumo di B. animalis senza influenzare significativamente altri tempi di transito o peso fecale, pH, massa batterica e acidi biliari.

Alcuni studi hanno dimostrato che l’immunità può essere migliorata dal consumo di yogurt o altri prodotti lattiero-caseari fermentati. Hatakka et al. (2001) hanno riscontrato una riduzione del numero di infezioni respiratorie e della sua gravità nei bambini piccoli che hanno consumato un latte probiotico contenente Lactobacillus GG in uno studio randomizzato, in doppio cieco, controllato con placebo.

Sebbene il consumo di latte fermentato con colture di yogurt e L. casei DN-114001 per 3 settimane non abbia ridotto l’incidenza delle infezioni invernali negli anziani, la durata delle infezioni è stata ridotta rispetto al gruppo di controllo. Parra et al. (2004) hanno concluso che il consumo giornaliero di latte fermentato contenente L. casei DN-114001 da parte di adulti sani di mezza età ha migliorato la loro difesa immunitaria innata.

Tuttavia, Spanhaak et al. (1998) hanno condotto uno studio in doppio cieco controllato con placebo per determinare l’effetto del consumo di latte fermentato di L. casei Shirota sulla microflora intestinale e sui parametri immunitari in soggetti sani e hanno riscontrato aumenti della conta di Lactobacillus e Bifidobacteria nella loro microflora fecale. Questi autori non sono stati in grado di mostrare effetti distinti sulle risposte immunitarie.

Sono stati riportati il valore nutrizionale e la digeribilità proteica dello yogurt. Forster (1931) ha scoperto che i contenuti di vitamine A e D sono più alti, ma i contenuti di vitamine B e C sono inferiori nello yogurt rispetto a un peso uguale di latte utilizzato per prepararlo. Hernandez e Park (2014) hanno quantificato il contenuto di 20 minerali sia nello yogurt di latte vaccino che nello yogurt di latte di capra.

Lee et al. (1988) hanno dimostrato che la digeribilità delle proteine nello yogurt fermentato è superiore a quella del latte riscaldato quando somministrato ai ratti. La digestione del lattosio può essere migliorata con il consumo di yogurt e altro latte fermentato. Bayless e Huang (1969) hanno riferito che le persone delle tribù Mashona di Salisbury, Rhodesia (ora Harare, Zimbabwe) potrebbero tollerare grandi quantità di latte inacidito da un rituale tradizionale anche se sono intolleranti al lattosio.

Baer (1970) ha suggerito che il consumo di yogurt potrebbe essere adatto a persone che non possono digerire il lattosio a causa del ridotto contenuto di lattosio nello yogurt derivante dalla fermentazione. Goodenough e Kleyn (1976) hanno scoperto che la lattasi presente nello yogurt potrebbe essere attiva nell’intestino tenue dei ratti dopo il consumo di yogurt.

Kim e Gilliland (1983) sono stati in grado di mostrare un migliore utilizzo del lattosio in individui che erano malassorbitori di lattosio dal loro consumo di latte con l’aggiunta di L. acidophilus. Kolars et al. (1984) hanno riportato un maggiore assorbimento del lattosio dallo yogurt rispetto al lattosio dal latte, come determinato dalle misurazioni dell’idrogeno nel respiro in soggetti con deficit di lattasi e un minor numero di casi di diarrea o flatulenza dal consumo di yogurt rispetto al consumo di quantità simili di lattosio dal latte o da una soluzione acquosa. Hertzler e Clancy (2003) hanno dimostrato che il consumo di kefir ha migliorato la digestione e la tolleranza al lattosio negli adulti che hanno una cattiva digestione del lattosio.

Il colesterolo sierico può essere ridotto dal consumo di yogurt e latte fermentato. Mann e Spoerry (1974) hanno riscontrato diminuzioni dei livelli di colesterolo nel sangue nei giovani uomini Masai (una tribù del Kenya) dopo un’assunzione eccessiva di latte fermentato con una coltura selvatica di Lactobacillus e hanno suggerito che questa diminuzione era probabilmente causata da un fattore nel latte acido che influenza il metabolismo del colesterolo.

Successivamente Mann (1977) ha riferito che la colesteremia inferiore derivante dal consumo di una grande quantità di yogurt era probabilmente dovuta all’inibizione dell’enzima regolatore idrossimetilglutarilCoA reduttasi (EC 1.1.1.3.4) da parte dell’idrossimetilglutarato. Il consumo di yogurt contenente i probiotici Lactobacillus acidophilus La5 e Bifidobacterium lactis Bb12 ha portato a una diminuzione del 4,54% del colesterolo sierico totale e a una diminuzione del 7,45% del colesterolo lipoproteico a bassa densità rispetto al consumo di yogurt convenzionale in individui con diabete mellito di tipo 2.

Sono stati condotti molti studi per indagare l’effetto del consumo di yogurt sul rischio di diventare sovrappeso o obesi o di sviluppare sindromi metaboliche. Mozaffarian et al. (2011) hanno condotto uno studio per correlare le abitudini alimentari e di stile di vita ai cambiamenti di peso per 3 coorti separate e hanno riscontrato una perdita di 0,82 libbre (circa 0,37 kg) in 4 anni per ogni porzione giornaliera aggiuntiva di yogurt, aggiustata per variabili multiple.

Sayon-Orea et al. (2017) hanno concluso che gli studi di coorte tendevano a trovare una relazione inversa tra il consumo di yogurt e il sovrappeso o l’obesità e una diminuzione del rischio di sviluppare la sindrome metabolica.

Il consumo di yogurt può ridurre la probabilità di formazione di tumori e alcuni tipi di cancro. Reddy et al. (1973) hanno riscontrato una conta totale delle cellule tumorali e un contenuto di DNA più bassi nelle cellule dei topi maschi svizzeri alimentati con yogurt con trapianti di tumore di ascite di Ehrlich rispetto al loro controllo. In uno studio successivo, Reddy et al. (1983) hanno riferito che lo yogurt aveva il suo massimo effetto antitumorale nelle prime fasi della crescita del tumore e che la progressione delle cellule tumorali non era influenzata dal latte o dall’acido lattico. Inoltre, hanno centrifugato lo yogurt in solidi e surnatante e hanno scoperto che l’attività antitumorale era localizzata nella frazione solida piuttosto che nella frazione fluida surnatante.

Ayebo et al. (1981) hanno frazionato lo yogurt e hanno concluso che i componenti con un peso molecolare inferiore a 14.000 e non chimicamente legati a composti più grandi possono essere responsabili dell’attività antitumorale dello yogurt. Pala et al. (2011) hanno scoperto che l’aumento del consumo di yogurt era associato a una diminuzione del rischio di cancro del colon-retto in uno studio di coorte. Shida e Nomoto (2013) hanno concluso che L. casei Shirota protegge dal cancro della vescica.

Alcuni benefici per la salute aggiuntivi si ottengono dal consumo di yogurt e altri latti fermentati. Hilton et al. (1992) hanno scoperto che la colonizzazione e l’infezione da candida nelle donne potrebbero essere ridotte dal consumo giornaliero di 227 g di yogurt contenente L. acidophilus. Hata et al. (1996) hanno scoperto che il consumo di latte acido fermentato con Lactobacillus helveticus e Saccharomyces cerevisiae abbassa la pressione sanguigna nei pazienti anziani ipertesi. Yadav et al. (2007) hanno scoperto che il consumo di dahi probiotico contenente L. acidophilus e L. casei aveva effetti antidiabetici nei ratti. Recentemente Rungsri et al. (2017) hanno scoperto che il consumo giornaliero per 4 settimane di un latte fermentato contenente L. rhamnosus SD-11 era benefico per la salute orale riducendo i livelli di streptococchi mutans nella saliva.

5. Sintesi e direzioni future

La produzione di yogurt e altri prodotti lattiero-caseari fermentati è cambiata nel tempo da procedure grezze ed elementari a procedure più controllate. Alcuni dei progressi nelle nostre conoscenze che hanno reso possibile tutto ciò includono l’uso di ingredienti oltre al latte, l’uso di colture starter, la caratterizzazione e il sequenziamento delle colture starter per il loro miglioramento e il miglioramento dei metodi di lavorazione e confezionamento. Una migliore comprensione di questi prodotti ha portato allo sviluppo di una gamma più ampia di prodotti desiderabili e a maggiori opportunità di fornire benefici per la salute ai consumatori.

A causa dei miglioramenti nelle tecniche disponibili, un’area interessante della ricerca futura riguarderà il ruolo che lo yogurt e altri prodotti lattiero-caseari fermentati svolgono nel microbioma umano. Escherich nel 1886, come descritto e citato da Kendall (1910), ha pubblicato la prima applicazione di procedure considerate moderne all’epoca, compresi i metodi di coltura aerobica e anaerobica, nello studio dei batteri fecali.

Da allora sono state sviluppate molte tecniche di biologia molecolare per studiare questi batteri e il microbiota intestinale. Recentemente, la caratterizzazione e l’alterazione del microbiota intestinale e delle alterazioni metaboliche utilizzando queste tecniche sono diventati argomenti di ricerca attivi, soprattutto in termini di benefici per la nostra salute, compresa la nostra salute mentale. Tillisch et al. (2013) hanno dimostrato che l’attività delle regioni cerebrali che controllano l’elaborazione centrale dell’emozione e della sensazione era alterata nelle donne che consumavano un prodotto a base di latte fermentato contenente un probiotico per 4 settimane.

Anche Marin et al. (2017) sono stati in grado di ridurre le anomalie comportamentali nei topi nutrendoli con pellet di cibo contenenti Lactobacillus reuteri ATCC 23272. Sebbene quest’ultimo studio non abbia coinvolto specificamente lo yogurt o i prodotti lattiero-caseari fermentati, la ricerca potrebbe essere estesa all’incorporazione di microrganismi nello yogurt o in altri prodotti lattiero-caseari fermentati per vedere se il microbioma umano può essere alterato in modo da ridurre le anomalie comportamentali e la depressione nelle persone. Si possono anche studiare molti altri possibili benefici per la salute derivanti dall’alterazione del microbiota umano con prodotti lattiero-caseari contenenti prebiotici o probiotici.

Ci sono anche molte altre direzioni interessanti per la ricerca futura sullo yogurt e su altri prodotti lattiero-caseari. Sebbene lo yogurt e altri prodotti lattiero-caseari fermentati siano relativamente sicuri, ci si può aspettare ulteriori ricerche sugli agenti patogeni, in particolare sui patogeni emergenti, in questi prodotti. Ci si può aspettare ulteriori ricerche sull’incorporazione di probiotici aggiuntivi e ingredienti funzionali per lo sviluppo di prodotti a valore aggiunto.

L’incorporazione di nuovi ingredienti e l’uso di nuove tecnologie di lavorazione e confezionamento, che possibilmente includano imballaggi trasparenti, possono portare a prodotti migliori e a una maggiore varietà a disposizione del consumatore e a una maggiore sostenibilità. I continui miglioramenti dello yogurt e di altri prodotti lattiero-caseari fermentati e il continuo sviluppo di prodotti a valore aggiunto, resi possibili dalla ricerca in corso, nonché una maggiore conoscenza dei loro benefici per la salute e di ulteriori benefici per la salute non ancora identificati, aumenteranno l’accettabilità di questi prodotti da parte dei consumatori e i profitti per i produttori.