UN APPROCCIO MULTIDISCIPLINARE PER INCREMENTRARE LA STABILITA’ DEI CONDIMENTI ALIMENTARI A BASE DI ACETO

This PhD project was developed in the frame of a collaboration between Unimore Microbial Culture Collection (UMCC) laboratory and the Acetificio Carandini Emilio S.p.A. company, respectively. The research activity started with a wide literature study for acquiring scientific knowledge on the main factors affecting the microbiological stability of foodstuffs, especially focusing fruit juices, vinegars and condiments. Loss of stability is particularly observed in condiments, such as Balsamic Vinegar glazes. Balsamic Vinegar glazes, considered in this study are a pool of particular foodstuff product made starting from a standard Aceto Balsamico di Modena PGI (Balsamic Vinegar of Modena) and adding concentrated/cooked grape must and in certain cases wine vinegar to obtain a sort of sweet-acid condiment/glaze. Finally, with the addition of starch (usually modified starch), the glaze acquires density and especially high viscosity. This mix permits to obtain a very thick and creamy glaze that can be used in a lot of cooking preparation or directly on various dishes because is a “ready to use” product. Has been observed for these products, a loss of stability, in combination with high concentration of yeasts, naturally present because linked to the raw materials and a low amount of starch that contributes to a viscosity level not adequate to contrast the yeasts effects. This work aims to compare the behavior and the stability of this foodstuff category in a wide range of storage conditions with the viscosity level and the starting microbiological composition/contamination, by verifying over time the variations of several microbiological, chemical and physical parameters. The final purpose is to find a correlation between the initial potential contamination, naturally present in the product, and the needed viscosity level, establishing the limit parameters to guarantee the stability of these foodstuffs also in the worst ambient conditions. Has been conducted a first experimental work on glazes. The importance of the viscosity value (and consequently of the amount of starch addition) has been confirmed by a challenge test that compared the growth of different bacterial strains inoculated in the glaze at different dilutions and temperatures. The not diluted samples of the glaces were stable, but when the viscosity decreased (due to the dilution) microbial spoilage arisen. In a second step, the variations of microbiological and chemical parameters, depending on the level of the inoculated contamination have been analyzed both on the concentrated grape must and on the glazes at different viscosity levels. The following factors were considered: - mesophilic plate count, yeasts, moulds, lactic acid bacteria and acetic acid bacteria; - aw, reducing sugars, total acidity, density, alcoholic degree, pH, rotational viscosity, sugars profile, organic acid profile, and ocratoxin A. As expected, for the microbiological point of view, the effect of contaminations influence, especially mesophilic plate count and yeasts. Meanwhile the chemical parameters more affected are citric acid, lactic acid and malic acid. Viscosity and tartaric acid are subjected to some variations but less evident. The results on the concentrated grape must confirm that this ingredient is the principal factor of instability of the final product because the contamination highly affect its microbiological and chemical configuration. Another important aspect that this research work has confirmed is the linked between the glazes stability and their viscosity level. In fact the modifications of that microbiological and chemical factors affected by the bacterial strains inoculated are contrasted by the viscosity level of the glazes.

Questo progetto di dottorato è stato sviluppato grazie alla collaborazione tra il Laboratorio Unimore “Microbial Culture Collection” (UMCC) e l’azienda Acetificio Carandini Emilio S.p.A. L'attività di ricerca iniziata con uno studio della letteratura per acquisire le conoscenze sui principali fattori che influenzano la stabilità microbiologica degli alimenti, con attenzione ai succhi di frutta, aceti e condimenti. La perdita di stabilità si osserva in particolare nei condimenti, come le Glasse con Aceto Balsamico di Modena IGP. Le glasse, considerate in questo studio, sono un pool di prodotti alimentari realizzati partendo dall'Aceto Balsamico di Modena IGP e aggiungendo mosto concentrato/cotto e in alcuni casi aceto di vino per ottenere una sorta di condimento/glassa agro/dolce. Infine, con l'aggiunta di amido (solitamente amido modificato), la glassa acquisisce densità e soprattutto viscosità elevata. Questa miscela permette di ottenere una glassa molto densa e cremosa che può essere utilizzata in molte preparazioni che prevedono la cottura o direttamente su varie pietanze perché è un prodotto “pronto all'uso”. E' stata osservata una potenziale perdita di stabilità in determinate condizioni, in combinazione ad un’alta concentrazione di lieviti, naturalmente presenti perché intrinsecamente presente nelle materie prime ed una bassa quantità di amido che contribuisce ad un livello di viscosità non sufficiente per contrastare l’effetto dei lieviti. Il lavoro di ricerca si propone di confrontare il comportamento e la stabilità di questa categoria di alimenti in un ampio range di condizioni di conservazione a seconda del livello di viscosità e della contaminazione microbiologica di partenza sia dal punto di vista della composizione e del livello, verificando nel tempo le variazioni di diversi parametri microbiologici, chimici e fisici. Lo scopo finale è trovare una correlazione tra la potenziale contaminazione iniziale, naturalmente presente, e il livello di viscosità necessario, stabilendo i parametri limite per garantire la stabilità di questi alimenti anche nelle peggiori condizioni. E' stato condotto un primo lavoro sperimentale sulle glasse. L'importanza del valore della viscosità (e di conseguenza della quantità di amido aggiunta) è stata confermata da un challenge test che ha confrontato la crescita di diversi ceppi batterici inoculati nella glassa a diverse diluizioni e temperature. I campioni non diluiti delle glasse erano stabili, ma quando la viscosità diminuiva (a causa della diluizione) si verificava un deterioramento microbico. In un secondo step, a diversi livelli di contaminazione microbica, sia sul mosto d'uva concentrato che sulle glasse con diversi livelli di viscosità, sono state analizzate le variazioni nel tempo dei parametri microbiologici e chimici. Sono stati considerati i seguenti fattori: - conta mesofila totale, lieviti, muffe, fermenti lattice e batteri acetici; - aw, zuccheri riduttori, acidità totale, densità, grado alcolico, pH, viscosità rotazionale, profilo degli zuccheri, profilo degli acidi organici e ocratossina A. Come previsto, dal punto di vista microbiologico, l'effetto delle contaminazioni, influenza in particolare la conta mesofila totale e i lieviti. Nel contempo i parametri chimici più colpiti sono l'acido citrico, l'acido lattico e l'acido malico. La viscosità e l'acido tartarico subiscono alcune variazioni ma meno evidenti. I risultati ottenuti sul mosto d’uva concentrato confermano che questo ingrediente è il principale fattore di instabilità del prodotto finale poiché la contaminazione incide fortemente sulla sua configurazione microbiologica e chimica. Un altro aspetto importante che questo lavoro di ricerca ha confermato; è il legame tra la stabilità delle glasse e il loro livello di viscosità.