Spezie e piante aromatiche, potenziali conservanti naturali

Conservanti naturali

Uno dei principali fattori che determina i limiti di conservabilità degli alimenti è l’ossidazione lipidica, motivo per cui composti di sintesi come il BHT e il BHA sono ampiamente diffusi nell’industria alimentare. Eppure, la ricerca scientifica e la crescente richiesta di prodotti clean label stanno spingendo verso lo studio di estratti naturali che potrebbero affiancare o sostituire questi composti, assecondando le tradizioni conservative di diverse culture.

Gli antichi Greci, ad esempio, impiegavano piante ricche di sostanze antiossidanti come l’origano, il rosmarino o il finocchietto per prolungare la stabilità delle loro pietanze. Il limite biologico di questi metodi tradizionali è legato alla presenza del materiale vegetale inerte insieme ai composti attivi; tuttavia, le moderne tecnologie estrattive permettono oggi di ottenere estratti concentrati o di isolare singole frazioni ad elevata attività antiossidante e antimicrobica.

Sesamo (Sesamum indicum)
I semi di sesamo sono ricchi di composti di grande interesse fitochimico, tra cui fitosteroli, tocoferoli e lignani (sesamina, sesamolina, sesaminolo). Questi ultimi sono i principali responsabili degli effetti stabilizzanti sulla frazione lipidica, di cui contrastano l’ossidazione e la degradazione qualitativa [1]. Il loro potenziale è supportato da un importante corredo polifenolico che include acido idrossibenzoico, sesamolo, acido quinico, acido protocatecuico, acido siringico, acido rosmarinico, acido cumaroil quinico, acido ellagico, kaempferolo, quercetina e catechine [2].

In una ricerca recente, un estratto a base di semi di sesamo è stato testato sull’olio di semi di girasole, matrice notoriamente ricca di acidi grassi polinsaturi e quindi altamente suscettibile all’irrancidimento, stabilizzandone il profilo chimico alla dose di 1000 μL/100 mL. I risultati si sono rivelati comparabili a quelli ottenuti con il BHT alla sua concentrazione massima consentita.

Oltre all’azione tecnologica di conservazione, la letteratura scientifica associa ai componenti del sesamo diverse proprietà biologiche studiate in modelli di laboratorio (attività antimicrobiche, antiossidanti e protettive). Diversi studi epidemiologici suggeriscono inoltre che il consumo regolare di questi semi possa correlarsi a benefici per il sistema cardiovascolare, supportando il controllo dell’ossidazione delle LDL e dell’aggregazione piastrinica. Se l’industria utilizza ancora massicciamente i composti di sintesi come il BHT, è principalmente per ragioni di costo economico, stabilità chimica standardizzata, assenza di impatto organolettico (odori o sapori) e facilità di stoccaggio.

Zenzero (Zingiber officinale)
Lo zenzero è una spezia ampiamente studiata per le sue proprietà biologiche, tra cui spicca una marcata attività antiossidante. Nei test applicati alle matrici di carne, l’estratto si è dimostrato in grado di supportare la stabilità del prodotto preservandone le caratteristiche organolettiche durante i processi di cottura [3].

Un estratto alcolico di zenzero, standardizzato con una concentrazione di fenoli di circa 870,1 mg/g, ha mostrato nei test DPPH un’azione antiradicalica superiore a quella del BHT e della quercetina, associata a una significativa attività chelante che ne fa un eccellente candidato come coadiuvante naturale della conservazione [4]. In altre sperimentazioni, l’applicazione dell’estratto su formaggi molli ha permesso di estenderne la stabilità microbiologica e qualitativa fino a 15 giorni [5]. Lo zenzero mostra infatti la capacità di inibire in vitro lo sviluppo di diversi batteri alterativi o contaminanti, tra cui ceppi di Vibrio parahaemolyticus, Bacillus cereus e Proteus mirabilis [6].

Olivo (Olea europaea)
I derivati e gli estratti ottenuti dalle foglie di olivo presentano un elevato tasso di composti fenolici, tra cui l’oleuropeina. In ambito tecnologico alimentare, questi estratti hanno dimostrato di poter contrastare efficacemente la replicazione di diversi microrganismi d’interesse sanitario o alterativo, tra cui Salmonella enteritidis, Bacillus cereus, Klebsiella pneumoniae, Escherichia coli ed Enterococcus faecalis, modulando inoltre lo sviluppo di batteri lattici industriali [7].

La frazione estrattiva fogliare si è rivelata attiva anche nel controllo di alcune specie fungine e lieviti, quali Saccharomyces cerevisiae, S. uvarum, Schizosaccharomyces pombe, Candida oleophila, Metschnikowia fructicola e Kloeckera apiculata [8]. La sinergia tra l’azione antiossidante e quella antimicrobica rende i fenoli dell’olivo uno dei fitocomplessi più promettenti per lo sviluppo di sistemi di conservazione integrata [9].

Chiodi di garofano (Syzygium aromaticum)
I chiodi di garofano rappresentano una delle fonti naturali più concentrate di composti fenolici, dominata da eugenolo, eugenolo acetato e acido gallico. Questa specifica composizione chimica conferisce alla spezia un potenziale antiossidante e antimicrobico nettamente superiore a quello della maggior parte delle matrici vegetali comuni [10].

Gli estratti di Syzygium aromaticum contrastano in vitro lo sviluppo di patogeni alimentari diffusi come Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa ed Escherichia coli, agendo come stabilizzatori biologici grazie anche alla presenza di ioni metallici che ottimizzano l’azione dei fenoli [11]. In test comparativi, l’estratto ha mostrato un’efficacia inibitoria su muffe e batteri superiore a quella dei corrispondenti estratti di aglio [12].

In studi orientati alla protezione post-raccolta condotti in Brasile, l’olio essenziale di chiodi di garofano applicato sulle banane ha mostrato un’attività protettiva sovrapponibile a quella di alcuni fungicidi di sintesi storici [13], mentre in ambito di panificazione ha efficacemente rallentato la comparsa di muffe superficiali sul pane a fette [14]. Al di fuori dell’ambito strettamente alimentare, i suoi componenti sono studiati anche per le proprietà larvicide nel controllo di vettori biologici ambientali [15].

Cannella (Cinnamomum sp.)
La cannella è storicamente considerata uno dei rimedi conservativi più antichi; nel Medioevo veniva ampiamente impiegata per mascherare le alterazioni organolettiche delle carni e ridurne la carica batterica.

In tempi recenti, un estratto di cannella è stato testato in comparazione con il BHA all’interno di matrici dolciarie (torte), dimostrando un’efficacia analoga nel ridurre la formazione dei prodotti primari e secondari dell’ossidazione lipidica, e mostrando un profilo di inibizione antimicotica superiore al composto di sintesi [16]. L’azione antimicrobica della pianta trova riscontro anche in test condotti per il controllo di contaminazioni da Escherichia coli in succhi di frutta acidi [17].

Basilico (Ocimum basilicum)
Il basilico è ampiamente descritto in letteratura per le sue proprietà antiossidanti e antimicrobiche. Il suo olio essenziale si è dimostrato particolarmente attivo nel contrastare diverse specie batteriche e fungine responsabili del deterioramento degli alimenti, mostrando in vitro un’inibizione completa dello sviluppo di Latilactobacillus curvatus e Saccharomyces cerevisiae [18].

Trova inoltre applicazione sperimentale come antimicotico nel monitoraggio dello sviluppo di Aspergillus flavus e delle relative micotossine nella frutta secca [19]. Ricerche condotte su prodotti a base di carne bovina supportano l’efficacia dell’olio essenziale di basilico sia come barriera protettiva contro la proliferazione batterica, sia come elemento di preservazione delle qualità visive e strutturali della matrice [20].

Alloro (Laurus nobilis)
Le foglie di alloro racchiudono una frazione aromatica e fenolica caratterizzata da spiccate proprietà biologiche. Le prove biochimiche evidenziano un potenziale antiossidante di rilievo: in test comparativi tra diversi estratti di spezie ed erbe culinarie, il derivato di alloro ha mostrato un’attività di radical scavenging superiore a quella rilevata per basilico, finocchietto, prezzemolo, zenzero, cumino e cardamomo [21]. L’olio essenziale si conferma attivo contro numerosi ceppi batterici di interesse industriale, venendo costantemente proposto nei modelli di green conservation in alternativa parziale ai sistemi sintetici tradizionali [22].

FONTI

1)Lee, Jinyoung, Moonjung Kim, and Eunok Choe. “Antioxidant activity of lignan compounds extracted from roasted sesame oil on the oxidation of sunflower oil.” Food Science and Biotechnology 16.6 (2007): 981-987.

2)Zeb, Alam, Bakhtiar Muhammad, and Fareed Ullah. “Characterization of sesame (Sesamum indicum L.) seed oil from Pakistan for phenolic composition, quality characteristics and potential beneficial properties.” Journal of Food Measurement and Characterization 11.3 (2017): 1362-1369.

3)Reema Raj, Reema Raj, et al. “Effect of ginger extract and clove powder as natural preservatives on the quality of microwave oven cooked chevon patties.” (2005): 362-364.

4)Stoilova, Ivanka, et al. “Antioxidant activity of a ginger extract (Zingiber officinale).” Food chemistry 102.3 (2007): 764-770.

5)Stoilova, Ivanka, et al. “Antioxidant activity of a ginger extract (Zingiber officinale).” Food chemistry 102.3 (2007): 764-770.

6)Paramasivam, S., T. Thangaradjou, and L. Kannan. “Effect of natural preservatives on the growth of histamine producing bacteria.” Journal of environmental biology 28.2 (2007): 271.

7)Korukluoglu, Mihriban, et al. “Antibacterial activity and chemical constitutions of Olea europaea L. leaf extracts.” Journal of Food processing and preservation 34.3 (2010): 383-396.

8)Korukluoglu, Mihriban, et al. “Antifungal activity of olive leaf (Olea Europaea L.) extracts from the Trilye region of Turkey.” Annals of microbiology 56.4 (2006): 359-362.

9)Thielmann, Julian, Stephane Kohnen, and Carolin Hauser. “Antimicrobial activity of Olea europaea Linné extracts and their applicability as natural food preservative agents.” International Journal of Food Microbiology 251 (2017): 48-66.

10)Cortés-Rojas, Diego Francisco, Claudia Regina Fernandes de Souza, and Wanderley Pereira Oliveira. “Clove (Syzygium aromaticum): a precious spice.” Asian Pacific journal of tropical biomedicine 4.2 (2014): 90-96.

11)Pandey, Amit, and Parul Singh. “Antibacterial activity of Syzygium aromaticum (clove) with metal ion effect against food borne pathogens.” Asian J Plant Sci Res 1.2 (2011): 69-80.

12)Pundir, Ram Kumar, Pranay Jain, and Chetan Sharma. “Antimicrobial activity of ethanolic extracts of Syzygium aromaticum and Allium sativum against food associated bacteria and fungi.” Ethnobotanical Leaflets 2010.3 (2010): 11.

13)Ranasinghe, L., B. Jayawardena, and K. Abeywickrama. “Fungicidal activity of essential oils of Cinnamomum zeylanicum (L.) and Syzygium aromaticum (L.) Merr et LM Perry against crown rot and anthracnose pathogens isolated from banana.” Letters in Applied Microbiology 35.3 (2002): 208-211.

14)Otoni, Caio G., et al. “Edible films from methylcellulose and nanoemulsions of clove bud (Syzygium aromaticum) and oregano (Origanum vulgare) essential oils as shelf life extenders for sliced bread.” Journal of Agricultural and Food Chemistry 62.22 (2014): 5214-5219.

15)Sutthanont, Nataya, et al. “Chemical composition and larvicidal activity of edible plant‐derived essential oils against the pyrethroid‐susceptible and‐resistant strains of Aedes aegypti (Diptera: Culicidae).” Journal of Vector Ecology 35.1 (2010): 106-115.

16)Kordsardouei, Habibe, Mohsen Barzegar, and Mohamad Ali Sahari. “Application of Zataria multiflora Boiss. and Cinnamon zeylanicum essential oils as two natural preservatives in cake.” Avicenna Journal of Phytomedicine 3.3 (2013): 238.

17)Ceylan, E., Daniel YC Fung, and J. R. Sabah. “Antimicrobial activity and synergistic effect of cinnamon with sodium benzoate or potassium sorbate in controlling Escherichia coli O157: H7 in apple juice.” Journal of food science 69.4 (2004): FMS102-FMS106.

18)Lachowicz, et al. “The synergistic preservative effects of the essential oils of sweet basil (Ocimum basilicum L.) against acid‐tolerant food microflora.” Letters in Applied Microbiology 26.3 (1998): 209-214.

19)Lachowicz, et al. “The synergistic preservative effects of the essential oils of sweet basil (Ocimum basilicum L.) against acid‐tolerant food microflora.” Letters in Applied Microbiology 26.3 (1998): 209-214.

20)Sharafati-Chaleshtori, R., et al. “Antioxidant and antibacterial activity of basil (Ocimum basilicum L.) essential oil in beef burger.” (2018).

21)Hinneburg, Iris, HJ Damien Dorman, and Raimo Hiltunen. “Antioxidant activities of extracts from selected culinary herbs and spices.” Food chemistry 97.1 (2006): 122-129.

22)Ramos, C., et al. “Antioxidant and antibacterial activity of essential oil and extracts of bay laurel Laurus nobilis Linnaeus (Lauraceae) from Portugal.” Natural Product Research 26.6 (2012): 518-529.

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