Spettrometria di massa non mirata

npj Science of Food volume 7, numero articolo: 21 (2023) Citare questo articolo

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I prodotti funzionali probiotici hanno attirato grande attenzione a causa della loro crescente popolarità. Tuttavia, pochi studi hanno analizzato il metabolismo specifico dei probiotici nel processo di fermentazione. Questo studio ha applicato la metabolomica basata su UPLC-QE-MS per monitorare i cambiamenti nei metabolomi del latte nel corso della fermentazione da parte di due ceppi probiotici, Lacticaseibacillus paracasei PC-01 e Bifidobacterium adolescentis B8589. Abbiamo osservato cambiamenti sostanziali nel metaboloma del latte fermentato probiotico tra 0 e 36 ore di fermentazione, e le differenze tra i metabolomi del latte nel periodo intermedio (36 ore e 60 ore) e nella fase di maturazione (60 ore e 72 ore) erano meno evidenti . Sono stati identificati numerosi metaboliti differenziali specifici del punto temporale, appartenenti principalmente ad acidi organici, aminoacidi e acidi grassi. Nove dei metaboliti differenziali identificati sono collegati al ciclo dell'acido tricarbossilico, al metabolismo del glutammato e al metabolismo degli acidi grassi. Il contenuto di acido piruvico, acido γ-aminobutirrico e acido caprico aumenta alla fine della fermentazione, il che può contribuire alla qualità nutrizionale e alle proprietà funzionali del latte fermentato probiotico. Questo studio di metabolomica nel tempo ha analizzato i cambiamenti fermentativi specifici dei probiotici nel latte, fornendo informazioni dettagliate sul metabolismo dei probiotici in una matrice del latte e sul potenziale meccanismo benefico del latte fermentato probiotico.

La fermentazione è un processo metabolico in cui le sostanze organiche vengono completamente decomposte sotto l'azione degli enzimi1. Il latte fermentato è uno degli alimenti fermentati più importanti, riconosciuto come alimento sano e buon vettore di probiotici2. I probiotici sono ampiamente distribuiti nel tratto intestinale, nella cavità orale, nel tratto riproduttivo femminile e persino nello strato mucoso della pelle. L’intervento probiotico nel latte fermentato è ampiamente supportato dai medici, in particolare dai gastroenterologi di tutto il mondo3. Esistono prove crescenti del fatto che il latte fermentato probiotico conferisce vari benefici alla salute dei consumatori, come l’abbassamento del colesterolo sierico, l’aumento delle risposte immunitarie, il miglioramento della salute dell’intestino, la prevenzione di vari tumori e l’attenuazione del deterioramento cognitivo2. Questi effetti possono essere attribuiti a vari componenti funzionali del latte fermentato probiotico, come peptidi, polisaccaridi, acidi grassi, acidi organici, vitamine e acido γ-aminobutirrico (GABA)4. Il Lacticaseibacillus paracasei è stato ampiamente utilizzato nell’industria alimentare probiotica a causa dei suoi effetti sulla salute. Le indicazioni sulla salute non si limitano alla salute gastrointestinale ma anche all’immunità dell’ospite, e recenti prove scientifiche supportano la sua efficacia clinica nell’alleviare le malattie orali, come la parodontite e la carie dentale5,6. Ancora più importante, alcuni ceppi di Lacticaseibacillus paracasei hanno buone caratteristiche di fermentazione e possono essere utilizzati nella fermentazione degli alimenti6,7. Un altro gruppo di batteri benefici sono i bifidobatteri. La specie Bifidobacterium adolescentis ha attirato sempre più attenzione perché è una componente importante del microbiota intestinale umano che è collegata alla salute dell’ospite, come il mantenimento di un peso corporeo sano8 e la prevenzione della stitichezza9. Tuttavia, il Bifidobacterium adolescentis è difficile da utilizzare per la fermentazione a causa della sua bassa vitalità10. Pertanto, la fermentazione composta del Bifidobacterium adolescentis con altri ceppi con buone prestazioni di fermentazione sarebbe un’opzione che ne aumenta la vitalità come probiotici.

Alcuni studi precedenti hanno studiato i cambiamenti nei metabolomi del latte fermentato probiotico, ma la maggior parte degli studi non si concentra sull’analisi della funzione e del metabolismo specifici dei probiotici nel processo1,11. Streptococcus thermophilus e Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus sono i batteri iniziali più comuni utilizzati in combinazione con i probiotici per produrre la fermentazione probiotica del latte10. Tuttavia, l’uso combinato di questi tradizionali batteri starter con i probiotici nella fermentazione rende difficile distinguere gli effetti biochimici e il metabolismo specifici dei probiotici da quelli dei tradizionali batteri starter. Pertanto, sarebbe interessante studiare il singolo effetto dei probiotici sul metaboloma del latte, il che fornirebbe informazioni sul metabolismo specifico dei probiotici. Inoltre, possono verificarsi cambiamenti di maturazione nel metaboloma del latte dei prodotti probiotici a causa della continua azione fisiologica dei microbi vitali anche dopo la fine della fermentazione. Ciò è di particolare importanza nei prodotti probiotici, poiché l’elevata vitalità dei batteri probiotici durante e dopo la fermentazione è fondamentale per i loro effetti benefici. Tuttavia, gli studi precedenti di solito analizzano solo i cambiamenti di maturazione senza concentrarsi sul monitoraggio dei cambiamenti dei metaboliti durante il processo di fermentazione del latte, che rifletterebbe anche la qualità e la stabilità del prodotto11,12.