Articolo di Laura Pucci, Primo Ricercatore presso Istituto di Biologia e Biotecnologia Agraria – Consiglio Nazionale delle Ricerche
La fermentazione è un processo biologico naturale utilizzato da millenni in molte culture del mondo per trasformare, conservare e valorizzare gli alimenti. Nei cereali e nei legumi, questa pratica riveste un ruolo centrale non solo dal punto di vista tecnologico e gastronomico, ma anche nutrizionale e funzionale, con importanti ricadute sulla salute umana. La fermentazione nasce come pratica tradizionale, frutto di un sapere antico tramandato nelle comunità e solo in seguito compreso e spiegato dalla scienza moderna. In questo contesto si inseriscono le ricerche condotte nell’ambito del progetto NUTRAGE – Nutrition, Active Ageing and Functional Food, che hanno approfondito il ruolo dei processi fermentativi nel migliorare la qualità nutrizionale di cereali e legumi e nel promuovere un’alimentazione più sana e sostenibile.
Cosa fa la fermentazione agli alimenti
Uno dei principali effetti della fermentazione è la riduzione dei fattori antinutrizionali, in particolare dell’acido fitico, abbondante nei cereali integrali e nei legumi. L’acido fitico può chelare minerali essenziali come ferro, zinco, calcio e magnesio, riducendone l’assorbimento. Durante la fermentazione, gli enzimi microbici, come le fitasi, determinano la degradazione di tali fattori antinutrizionali, aumentando la biodisponibilità dei micronutrienti.
I benefici della fermentazione sul piano nutrizionale
La fermentazione migliora inoltre la digeribilità dei macronutrienti; le proteine vengono parzialmente idrolizzate in peptidi e amminoacidi più facilmente assimilabili, gli zuccheri sono trasformati ed alcuni carboidrati complessi e oligosaccaridi fermentescibili, responsabili di gonfiore e disturbi intestinali, vengono ridotti. Questo rende cereali e legumi fermentati più tollerabili e adatti anche a soggetti con sensibilità digestive, confermando ciò che, nelle pratiche tradizionali, veniva osservato “ad occhio”, gli alimenti fermentati risultavano infatti più digeribili e benefici, anche in assenza di dimostrazioni scientifiche.
Composti bioattivi, attività antiossidante e effetti antinfiammatori
Un aspetto particolarmente rilevante è l’aumento dell’attività antiossidante. La fermentazione consente, infatti, la liberazione di composti fenolici legati alla matrice vegetale e la loro trasformazione in forme più bioattive. Tali molecole contribuiscono alla neutralizzazione dei radicali liberi, riducendo lo stress ossidativo implicato nello sviluppo di numerose malattie croniche. Inoltre, possono formarsi peptidi bioattivi con proprietà antiossidanti, che rafforzano ulteriormente il valore funzionale degli alimenti fermentati. Accanto all’azione antiossidante, numerosi studi suggeriscono potenziali effetti antinfiammatori.
I metaboliti prodotti durante la fermentazione, come acidi grassi a catena corta, esopolisaccaridi e peptidi bioattivi, possono modulare la risposta immunitaria e ridurre l’infiammazione cronica di basso grado. Inoltre, il miglioramento dell’equilibrio del microbiota intestinale, favorito dal consumo di alimenti fermentati, gioca un ruolo chiave in questi meccanismi. Il dialogo tra microrganismi, alimenti e salute rappresenta un ponte tra saperi tradizionali e ricerca scientifica contemporanea.
Le tradizioni fermentative nelle culture africane
Un esempio emblematico del ruolo della fermentazione emerge nelle tradizioni alimentari africane. In molte regioni del continente, la fermentazione di cereali e legumi rappresenta una pratica quotidiana, tramandata nel tempo e spesso realizzata a livello domestico o comunitario. Preparazioni come l’injera, il pane soffice etiope a base di teff fermentato, l’ogi e il kenkey, diffusi in Africa occidentale e ottenuti dalla fermentazione di mais o sorgo, insieme al togwa, bevanda fermentata di cereali tipica delle aree orientali, costituiscono alimenti di base centrali nelle diete locali. In Africa occidentale, la fermentazione interessa anche i derivati della manioca, come i gari e l’attiéké (a base di tubero di manioca fermentata e granulata), oppure prodotti a base di mais come il banku e il fufu acido, ottenuti da impasti fermentati e poi cotti.
Accanto a questi alimenti principali, sono diffusi condimenti e prodotti proteici fermentati, tra cui il dawadawa/iru ottenuto dai semi di carrubo africano, e bevande tradizionali come il pito/tchoukoutou e koko ricavate dalla fermentazione del sorgo, miglio o mais. Nel loro insieme, questi alimenti rappresentano esempi di biotrasformazioni tradizionali altamente adattate all’ambiente, capaci di migliorare conservabilità, sapore e valore nutrizionale delle materie prime senza ricorrere a trattamenti industriali o ad alta energia.
Sicurezza alimentare e medicina tradizionale
In contesti dove l’accesso a tecnologie di conservazione è limitato, la fermentazione svolge una funzione essenziale nel migliorare la sicurezza alimentare, prolungare la shelf-life degli alimenti e aumentarne il valore nutrizionale. La riduzione del pH durante il processo crea un ambiente sfavorevole ai microrganismi patogeni e deterioranti, migliorando la sicurezza dell’alimento in modo naturale e non invasivo. Inoltre, queste fermentazioni spontanee, guidate da comunità microbiche locali, contribuiscono allo sviluppo di profili aromatici distintivi e di alimenti altamente adattati alle esigenze nutrizionali delle popolazioni locali.
Infine, nelle tradizioni africane, gli alimenti fermentati trovano spazio anche nell’ambito delle pratiche terapeutiche e preventive della medicina tradizionale. Bevande e preparazioni fermentate a base di cereali e legumi vengono storicamente utilizzate per sostenere la salute gastrointestinale, favorire la convalescenza e rafforzare l’organismo dopo periodi di malattia o malnutrizione. Sebbene queste pratiche appartengano a sistemi di conoscenza tradizionali, oggi sono oggetto di crescente interesse scientifico, soprattutto per il loro potenziale ruolo nel modulare il microbiota intestinale e nel contribuire, in modo complementare, al benessere generale delle comunità.
La ricerca scientifica sui processi fermentativi
Nei nostri laboratori presso il CNR, Istituto di Biologia e Biotecnologia Agraria, sede di Pisa, abbiamo sviluppato una linea di ricerca volta ad indagare come processi biologici quali fermentazione e germinazione influenzino le proprietà nutrizionali e funzionali di cereali e prodotti correlati, con un focus sia su colture tradizionali europee sia su specie strategiche dell’Africa. Inizialmente, negli studi sul miglio, la fermentazione ha mostrato un significativo aumento dei composti fenolici e dell’attività antiossidante, confermando che i processi microbici possono arricchire le capacità bioattive dei cereali.
Parallelamente, il lavoro sul sorgo (Sorghum bicolor) ha esplorato l’effetto della germinazione, un processo tradizionale affine alla fermentazione, rivelando che, sebbene la germinazione non modifichi il contenuto totale di fenoli, essa influenza l’attività antiossidante, la capacità di proteggere i globuli rossi umani dai radicali liberi e l’inibizione dell’enzima ACE, coinvolto nel processo ipertensivo. Successivamente, la ricerca si è concentrata sul grano dicocco (spelta), dove la fermentazione con pasta madre ha determinato aumenti significativi di polifenoli, flavonoidi e attività antiossidanti, antinfiammatorie e potenzialmente antipertensive, suggerendo un ruolo nutraceutico superiore rispetto alle farine non fermentate.
Nuovi orizzonti tra legumi e microalghe
L’analisi di alimenti tradizionali africani come il miglio perlato dal Burkina Faso ha confermato che la fermentazione con pasta madre incrementa il contenuto di composti bioattivi e mostra effetti antinfiammatori in modelli cellulari umani. Infine, l’estensione della fermentazione a biomasse alternative come le microalghe (Chlorella vulgaris e Aphanizomenon flos-aquae) ha evidenziato un ulteriore aumento del contenuto totale di polifenoli e della capacità antiossidante, aprendo prospettive per l’utilizzo di nuovi ingredienti nutraceutici. Nel complesso, questi lavori mostrano come i processi fermentativi e affini possano migliorare la disponibilità di composti bioattivi, aumentare l’attività antiossidante e modulare funzioni biologiche rilevanti, offrendo basi scientifiche solide per lo sviluppo di alimenti funzionali sostenibili in ambito nutrizionale e salutistico.
La fermentazione assume così anche un valore educativo: aiuta a comprendere il ruolo reale di questi alimenti all’interno di una dieta equilibrata. Non a caso, una parte significativa della dieta mediterranea, circa il 30–40%, include alimenti fermentati, percentuale che cresce ulteriormente nelle abitudini alimentari asiatiche ed africane.
Conclusioni
In conclusione, la fermentazione di cereali e legumi rappresenta una pratica di grande valore sia dal punto di vista scientifico che culturale. Oltre a migliorarne la digeribilità e la qualità nutrizionale, essa conferisce proprietà antiossidanti ed antinfiammatorie e testimonia, come nel caso delle tradizioni africane, un patrimonio di conoscenze alimentari sostenibili e profondamente legate al territorio.
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