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Effetti dell’utilizzo della pasta acida e/o lievito nella fermentazione del glutine: evidenze scientifiche

by luciano

Studi primari (evidenze principali)

1. Effetti di co-fermentazione LAB + lievito sulla degradazione del glutine

Titolo: Effects of Co-Fermentation with Lactic Acid Bacteria and Yeast on Gliadin Degradation in Whole-Wheat Sourdough

Sintesi: Lo studio valuta come ceppi selezionati di Batteri Lattici (LAB) e lievito di birra (Saccharomyces cerevisiae) co-fermentino il glutine nella pasta madre integrale. La fermentazione combinata porta a una degradazione significativa delle frazioni di gliadina e glutenina, con riduzione del contenuto di glutine. Ceppi come Lactobacillus brevis e Pediococcus pentosaceus mostrano un’elevata attività proteolitica. (MDPI)

2. Riduzione dell’allergenicità del glutine in prodotti fermentati

Titolo: From gluten structure to immunogenicity: Investigating the effects of lactic acid bacteria and yeast co-fermentation on wheat allergenicity in steamed buns

Sintesi: La co-fermentazione LAB + lievito di birra induce depolimerizzazione delle macromolecole di glutine e riduce l’immunoreattività totale rispetto ai controlli non fermentati. Osservata diminuzione significativa di α/γ-gliadine e glutenine associate alla celiachia. (PubMed)

3. Peptidi immunogenici e sourdough

Titolo: A Case Study of the Response of Immunogenic Gluten Peptides to Sourdough Proteolysis
Sintesi: La fermentazione con pasta madre modifica la struttura del glutine e il profilo di rilascio dei peptidi immunogenici durante la digestione in vitro, senza necessariamente eliminarli completamente. Studio comparativo tra pane sourdough e pane a lievitazione rapida. (PubMed)

4. Bacillus spp. isolati da sourdough e idrolisi del glutine

Titolo: Gluten hydrolyzing activity of Bacillus spp isolated from sourdough
Sintesi: Ceppi di Bacillus isolati da pasta madre degradano il peptide immunogenico 33-mer e sequenze di gliadina, riducendo il glutine sotto 110 mg/kg. Potenziale applicazione in prodotti a glutine ridotto. (SpringerLink)

5. Studio clinico pilota su prodotti fermentati

Titolo: Gluten-free sourdough wheat baked goods appear safe for young celiac patients: a pilot study
Sintesi: Fermentazione con lactobacilli selezionati e proteasi fungine riduce il glutine sotto 10 ppm. Prodotti testati su bambini celiaci in remissione mostrano buona tollerabilità clinica. (PubMed)

6. Review recente sul ruolo della fermentazione (2025)

Titolo: Sourdough Fermentation and Gluten Reduction: A Biotechnological Approach for Gluten-Related Disorders

Sintesi: La fermentazione LAB contribuisce alla riduzione dei peptidi di glutine ma non è sufficiente da sola a eliminare tutte le sequenze immunogeniche. Processi combinati con proteasi esogene risultano più efficaci. (MDPI)

Approfondimenti (studi già citati, con maggior dettaglio)

A. Bacillus spp isolated from sourdough

DOI: 10.1186/s12934-020-01388-z

Approfondimento: Lo studio dimostra l’elevata attività proteolitica dei ceppi di Bacillus contro substrati di gliadina e il peptide 33-mer. L’idrolisi estensiva porta a livelli di glutine <110 mg/kg nel sourdough fermentato.

B. Label-free quantitative proteomics and sourdough fermentation

DOI: 10.1016/j.foodchem.2023.137037

Approfondimento: L’analisi proteomica identifica 85 proteine allergeniche modulate dalla fermentazione. Alcune combinazioni microbiche mostrano riduzione di gliadine contenenti sequenze immunogeniche, suggerendo un effetto selettivo della fermentazione sulla frazione proteica del grano.

C. Yeast–bacteria interactions and immunogenicity

DOI: 10.1016/j.ifset.2023.103281

Approfondimento: Le co-colture di lieviti (Saccharomyces, Torulaspora) con Pediococcus acidilactici mostrano maggiore depolimerizzazione del glutine e riduzione dell’immunogenicità rispetto alle fermentazioni con lievito singolo.

Conclusioni generali

  • La fermentazione con pasta madre può degradare parzialmente il glutine e ridurre specifici peptidi immunogenici.

  • La riduzione non equivale a eliminazione completa: senza proteasi esogene spesso rimane glutine residuo.

  • L’efficacia dipende fortemente dai ceppi microbici e dalle condizioni di fermentazione.

Cosa significa tutto questo per chi cerca prodotti gluten light?

I prodotti realizzati con pasta acida (sourdough) presentano, in media, caratteristiche tecnologiche e biochimiche superiori rispetto ai prodotti ottenuti con lievitazioni rapide, soprattutto quando si parla di tollerabilità e qualità complessiva.

In particolare:

  • Parziale degradazione del glutine: la fermentazione prolungata favorisce l’idrolisi di alcune frazioni di gliadina e glutenina, riducendo la complessità proteica rispetto a impasti non fermentati.

  • Profilo peptidico modificato: anche quando il glutine non viene eliminato, la sua struttura risulta diversa, con potenziale riduzione di specifici peptidi immunogenici.

  • Maggiore digeribilità percepita: molti consumatori non celiaci riferiscono una migliore tolleranza gastrointestinale rispetto a prodotti da forno industriali a lievitazione rapida.

  • Riduzione di altri fattori critici: la fermentazione con pasta madre contribuisce anche alla diminuzione dei FODMAP e di alcuni composti antinutrizionali.

⚠️ Nota importante: i prodotti gluten light non sono automaticamente sicuri per i celiaci. La fermentazione tradizionale migliora la qualità e la tollerabilità, ma solo processi controllati e validati possono portare a livelli di glutine compatibili con una dieta senza glutine.

Per chi non è celiaco ma cerca prodotti più digeribili, meno stressanti per l’intestino e basati su processi fermentativi naturali, la pasta acida rappresenta oggi una delle soluzioni più interessanti supportate dalla letteratura scientifica.

Nota importante (scientifica)

La degradazione del glutine è dovuta quasi interamente ai LAB (acidificazione + proteasi).
Il lievito:

  • contribuisce poco direttamente alla proteolisi

  • ma modula l’ambiente fermentativo (pH, zuccheri, tempi)

Quindi ha senso che lo studio li analizzi insieme, ma i LAB sono i veri protagonisti.

Batteri dell’acido lattico e Saccharomyces cerevisiae: interazioni

by luciano

Interazioni reciprocamente stimolanti tra batteri dell’acido lattico e Saccharomyces cerevisiae nella fermentazione della pasta madre

“Le interazioni tra microrganismi sono fondamentali per le loro prestazioni negli habitat alimentari. Una migliore comprensione di queste interazioni supporta un razionale miglioramento delle fermentazioni alimentari. Questo studio mirava a identificare le interazioni tra i batteri dell’acido lattico e il lievito durante la fermentazione della pasta madre. Pertanto, i batteri dell’acido lattico Lactobacillus plantarum e Lactobacillus sanfranciscensis sono stati sottoposti a co-coltura con il lievito Saccharomyces cerevisiae in un terreno di recente sviluppo, nonché in situ in un ambiente simile alla lievitazione naturale. La L. sanfranciscensis è risultata stimolata da un fattore secreto di S. cerevisiae in qualsiasi situazione in vitro testata, mentre L. plantarum e S. cerevisiae si sono stimolate a vicenda solo in presenza di glucosio, fruttosio e lattosio come fonte di carbonio, ma non con galattosio, maltosio, saccarosio e amido. Inoltre, è stato dimostrato che la L. sanfranciscensis è stimolata dalla CO2 e da un altro fattore ancora da identificare prodotto dal lievito in un ambiente simile alla pasta madre. In conclusione, S. cerevisiae produce fattori di crescita stimolanti per i batteri lattici. La natura e l’efficacia di questi fattori di crescita dipendono dalle specie scelte e dalla fonte di carbonio fornita.” Abstract della ricerca riportata negli Approfondimenti.

Approfondimenti

Mutually stimulating interactions between lactic acid bacteria and Saccharomyces cerevisiae in sourdough fermentation. Sander Sieuwerts, Peter A. Bron, Eddy J. Smid, Kluyver The Netherlands
 Wageningen University, Laboratory of Food Microbiology, P.O. Box 17, 6700 AA Wageningen, The Netherlands . LWT – Food Science and Technology 90 (2018) 201–206

 

Fermentazione della pasta acida (III parte)

by luciano

Carbohydrate metabolism
“The ratio between lactic and acetic acid is an important factor that might affect the aroma profile and structure of final product. Acetic acid, produced by heterofermentative LAB, is responsible for a shorter and harder gluten, while lactic acid can gradually account for a more elastic gluten structure (Lorenz, 1983; Corsetti & Settani, 2007).
Influence of Acidification on Dough Rheological Properties Daliborka Koceva Komlenić, Vedran Slačanac and Marko Jukić Faculty of Food Technology, Josip Juraj Strossmayer University of Osijek, Croatia 2012- www.intchopen. )”

Metabolism of proteins
“According to the results of studies performed by Gerez et. al. (2006) 13 nine lactobacilli and four pediococci were able to use gluten as a nitrogen source. Gerez et. al. (2006) also reported an increase in essential amino acids (treonine, valine, lysine and phenylalanine) in a gluten based medium fermented by LAB strains.
Substantial hydrolysis of gliadinin and glutenin proteins occurs during sourdough fermentation. Proteolityc activity in sourdough originates not only from LAB enzymes, than derives also from the cereal materials present in sourdough (Thiele, 2002; Thiele, 2004). Except activity of own enzymes, LAB contribute to overall proteolysis during sourdough fermentation by creating optimum (acidic) conditions for activity of cereal proteinases (Vermeulen et al. 2006). The partial hydrolysis of glutenins during sourdough fermentation results in depolymerisation and solubilisation of the gluten macro peptide (GMP). After 24 hours of fermentation with defined lactobacill strains, all gluten proteins were SDS-soluble (Thiele et. al., 2003). Glutathione (GSH) is the most relevant reducing agent in wheat doughs (Grosh & Wieser, 1999). Heterofermentative lactobacilli express glutathione reductase during growth in dough and reduce extracellular oxidized glutathione (GSSG) (Jänsch et. al., 2007). The continuous transformation of GSSG to GSH by LAB metabolism maintains high SH levels in wheat doughs, and increase the amount of SH-groups in gluten proteins (Vermeulen et. al., 2006)
The level of individual amino acids in wheat dough depends on the pH level of dough, fermentation time and the consumption of amino acids by the fermentative microflora (Thiele et. al., 2002). In wheat sourdoughs, Lb. brevis linderi, Lb safransciensis, Lb. brevis and Lb. plantarum have been reported to increase the levels of aliphatic, dicarboxylic and hydroxyl amino acids (Gobbetti et. al., 1994a, Gobbetti et. al., 1994b). The yeasts, S. cerevisiae and S. exiguous decrease the total level of amino acids. Influence of Acidification on Dough Rheological Properties Daliborka Koceva Komlenić, Vedran Slačanac and Marko Jukić Faculty of Food Technology, Josip Juraj Strossmayer University of Osijek, Croatia 2012- www.intchopen.)”

Fermentazione della pasta acida (I parte)

by luciano

Lo studio evidenzia l’azione che la pasta acida ha sia nell’idrolizzare (rompere) le proteine ricche di prolina (gliadina) coinvolte nell’attivazione del sistema immunitario umano sia nell’idrolizzare (rompere) il glutine (favorendo la digeribilità) e soprattutto le glutenine ad alto peso molecolare

La pasta acida e il suo potenziale di degradazione del glutine. Il lievito naturale è prodotto utilizzando una coltura di lactobacillus, spesso in combinazione con il lievito (saccaromiceti). Il lievito naturale è il metodo più antico per la lievitazione del pane ed è ancora utilizzato per alcune applicazioni. Ad esempio, per preparare il pane di segale, forse perché l’impasto ottenuto dalla farina di segale ha bisogno di un pH basso per essere adatto alla cottura (Arendt et al., 2007). Rispetto agli impasti trattati con lievito per pane a base di grano o di segale, la pasta madre produce un gusto tipicamente piccante o aspro, principalmente a causa dell’acido lattico prodotto dai lattobacilli. Inoltre, durante la fermentazione la proteolisi fornisce composti che sono precursori degli aromi volatili e degli amminoacidi che vengono convertiti dai batteri in composti che sono precursori dei sapori (Gänzle et al., 2008). Tradizionalmente, la pasta madre viene aggiunta come ingrediente alla farina di frumento o di segale non modificata per la panificazione. Tuttavia, alcuni autori (Rizzello et al., 2007) hanno proposto la pasta madre come l’ingrediente principale e l’unica fonte di proteine ​​per produrre il pane senza glutine.

Farina di farro Dicocco e di farro Spelta

by luciano

Premessa: la ricerca ha evidenziato l’importanza della pasta madre realizzata con LAB selezionati e con quelli autoctoni delle farine di farro dicocco e spelta per sfruttare completamente il potenziale di questi “grani antichi”. L’optimum sarà, quindi, partire da una pasta madre con una selezione di lattobacilli (LAB) e rinfrescarla con le farine in oggetto apportando, così, il contributo del Lab presenti nelle stesse farine.

“Lactobacillus brevis 20S, Weissella confusa 24S and Lact. plantarum 31S were used as pool 1 to start spelt flour. Lactobacillus plantarum 6E, Lact. plantarum 10E and W. confusa 12E were used as pool 2 to start emmer flour. ‘Ancient grains’ could serve as an abundant source of protein and soluble fibre, oleic acid and macro- and micro-elements (Bonafaccia et al. 2000; Ruibal-Mendieta et al. 2005). In spite of this increasing interest, few results are available on the microbiota of spelt and emmer and on their suitability for bread making. Selection of starters within endogenous strains was considered the most important pre-requisite. Some recent studies (Di Cagno et al. 2008a,b,c) on fermented vegetable foods, which also included strains of Lact. plantarum, have clearly shown that endogenous strains are preferred to those of the same species isolated from different matrices to promote a rapid and intense process of acidification with a positive influence on nutritional and technological properties. To use, mixed starters was considered functional to completely exploit the potential of spelt and emmer flours. Mixture of strains with dif- ferent carbohydrate metabolism is frequently used because it may guarantee optimal acidification and sensory properties (Gobbetti 1998). Mixed obligate and facultative heterofermentative lactic acid bacteria starters, as selected in pool 1 and 2, ensured rapid growth and acidification, the capacity to liberate FAA and exploited the rheology, sensory and nutritional properties of the raw flours. This was according to a two-step fermentation process. The use of sourdough comprising selected and autochthonous strains of lactic acid bacteria was considered the most suitable biotechnology to exploit the potential of spelt and emmer flour in bread making. Fermentation of spelt, emmer or wheat flours by pool 1 and 2 was allowed according to a two-step fermentation process (Fig. 1). As the general rule, it was possible to keep it lower than 4Æ0 in spelt and emmer sourdoughs, which implied a considerable synthesis of acetic acid (Gobbetti et al. 2005). Acidity of spelt and emmer breads was perceived through sensory analysis and positively influenced the volume and crumb grain of breads. Flavour of bread is known to be influenced by the combination of raw materials, fermentation and baking process (Gobbetti et al. 2005). Spelt and emmer sourdough breads received the highest score for acid taste, and a clear preference for the global taste was assigned to spelt sourdough bread. First, this study showed the suitability of spelt and emmer flours to be used for bread making according to a two-step fermentation process. Sourdough biotechnology based on selected starters was indispensable to completely exploit the potential of these ‘ancient grains’. Spelt and emmer flours were purchased from a local market. The characteristics of emmer flour were water content, 15,0%; protein (N · 5,70), 15,1% of dry matter (d.m.); fat, 2,5% of d.m.; ash, 1,9% of d.m.; and total soluble carbohydrates, 2,6% of d.m. The characteristics of spelt flour were water content, 15,0%; protein (N · 5,70), 19,1% of d.m.; fat, 2,2% of d.m.; ash, 2,0% of d.m.; and total soluble carbohydrates, 2,7% of d.m. Spelt and emmer flours: characterization of the lactic acid bacteria microbiota and selection of mixed starters for bread making. (
R. Coda, L. Nionelli, C.G. Rizzello, M. De Angelis, P. Tossut and M. Gobbetti. 1 Department of Plant Protection and Applied Microbiology, University of Bari, Bari, Italy 2 Puratos N. V., Industrialaan, 25 B-1702z, Groot-Bijgaarden, Belgium. 2009).”