Una delle frontiere più promettenti per il settore food tech è l’uso della fermentazione in stato solido (SSF) per migliorare la qualità nutrizionale, sensoriale e funzionale degli analoghi della carne a base vegetale di ultima generazione.
In un mercato sempre più esigente, in cui salute, esperienza sensoriale e sostenibilità sono diventati criteri centrali per il successo dei prodotti plant-based, la SSF rappresenta una tecnologia innovativa di bioprocessing efficace e coerente con i principi della biotecnologia verde e dell’economia circolare.
Cos’è la fermentazione in stato solido (SSF)?
A differenza della fermentazione liquida, la SSF si basa sulla crescita di microrganismi su substrati solidi con minima umidità libera. Questo sistema, che coinvolge una fase solida, un film liquido e pori gassosi, consente notevoli risparmi idrici ed energetici e può essere condotto su una serie di substrati quali: cereali e legumi, sottoprodotti agricoli (ad esempio crusca di grano o torte/farine da lavorazione degli oli) e colture sottoutilizzate.
Microrganismi, tecnologie, e sfide per l’industrializzazione
I ceppi microbici più promettenti includono funghi filamentosi (Rhizopus, Aspergillus oryzae, Neurospora), noti per la loro capacità di colonizzare substrati solidi e produrre enzimi e biomassa, oppure batteri lattici e colture miste, per funzionalità specifiche quali idrolisi proteica, riduzione del pH o produzione di composti aromatici. La scelta dei microrganismi è cruciale per la riuscita del processo e deve considerare tasso di crescita, produttività proteica, e contributo sensoriale.
Sono spesso necessari pretrattamenti fisici (macinazione) o enzimatici per migliorare l’accessibilità del substrato e dei microrganismi utilizzati, come anche processi post-fermentazione per migliorare la texture del prodotto finito, quali essiccazione, estrusione o stampa 3D.
Lo scale-up industriale non è banale. Richiede in particolare:
- Ottimizzazione dei parametri di processo tramite strumenti statistici (RSM) o algoritmi.
- Tecniche di monitoraggio (ad esempio NIR, respirometria).
Quali benefici porta la SSF agli analoghi della carne?
1. Miglioramento nutrizionale
- Aumento del contenuto proteico e della biodisponibilità di aminoacidi e minerali.
- Sintesi di vitamine del gruppo B, peptidi bioattivi e antiossidanti naturali.
- Riduzione dei fattori antinutrizionali presenti negli ingredienti vegetali.
2. Qualità sensoriale superiore
- Sviluppo di sapori umami o tostati attraverso la proteolisi a seconda dei ceppi microbici selezionati e delle condizioni di fermentazione.
- Texture desiderabile ottenuta grazie alla crescita delle reti miceliali fungine, senza necessità di processi di estrusione o di filatura intensivi.
- Maggiore stabilità organolettica rispetto ai prodotti non fermentati.
3. Funzionalità e conservazione
- Produzione di composti bioattivi (polifenoli, peptidi) con effetti antinfiammatori e antidiabetici.
- Prolungamento della shelf-life attraverso meccanismi naturali.
4. Sostenibilità
- Utilizzo di scarti e sottoprodotti agricoli.
- Processo a basso impatto idrico ed energetico, perfettamente integrabile in una filiera circolare.
Sicurezza e qualità: prerequisiti imprescindibili
Sotto questo aspetto è fondamentale la scelta di ceppi microbici sicuri e convalidati (GRAS) e non produttori di micotossine. Altrettanto importanti sono pretrattamenti sul substrato per ridurre la carica microbica, includendo eventuali trattamenti termici e di acidificazione ed il controllo della temperatura per prevenire la crescita dei patogeni.
Opportunità per l’industria alimentare
L’impiego della SSF nella produzione di analoghi della carne può rappresentare una leva strategica per l’innovazione di questa tipologia di prodotti: consente di elevare la percezione qualitativa, potenzia il profilo di naturalità e clean label, apre nuove strade nel segmento nutraceutico-funzionale e risponde alla domanda crescente di sostenibilità
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