Le attivita' di ricerca.


Il laboratorio svolge attivita' di ricerca in diversi settori, sia di base che applicativi, su tematiche riguardanti lieviti fermentativi. Le linee di ricerca comprendono 4 settori principali:





1 – Biodiversita' e caratterizzazione tecnologica di lieviti fermentativi

Il gruppo di ricerca ha sviluppato e consolidato un'esperienza pluriennale in attivita' correlate alla biodiversita' dei lieviti, riguardanti in particolare (i) l’isolamento di lieviti da matrici alimentari ed habitat diversi, utilizzando metodiche replicabili ed utili per studi di ecologia e (ii) la caratterizzazione fisiologica e tecnologica della microflora di lieviti coinvolti nella produzione di bevande ed alimenti fermentati. Questi studi ed attivita' hanno permesso la costituzione di una collezione di lieviti comprendente oltre 1500 ceppi di specie diverse (sia ceppi isolati da bevande ed alimenti, come frutta, mosto d’uva, vino, formaggi e pani, che ceppi di riferimento provenienti da altre collezioni), che sono stati caratterizzati per numerosi parametri, quali; - le resistenze a diversi composti antimicrobici, comunemente utilizzati nel comparto alimentare, - le attivita' enzimatiche di interesse tecnologico, quali attivita' glucosidasica e xilosidasica, pectinolitica, lipolitica, proteolitica, decarbossilasica ed altre, correlate alla qualita' organolettica e salutistica di bevande ed alimenti fermentati, - la performance fermentativa nelle diverse matrici alimentari, valutando, oltre al potere fermentativo, valutando la produzione di composti secondari legati alla qualita' aromatica dei prodotti, in particolare dei vini.

2– Identificazione e caratterizzazione molecolare di lieviti fermentativi

Questo settore riguarda l’applicazione e messa a punto di metodi molecolari per l’identificazione a livello di specie di lieviti isolati da diversi habitat. Tra le tecniche attualmente disponibili per l’identificazione dei lieviti, presso il nostro laboratorio viene utilizzata l’analisi di restrizione della regione ITS del DNA ribosomiale. Il vantaggio di questa tecnica e' correlata alla sua rapidita' di esecuzione, poiché l’amplificazione viene ottenuta direttamente dalla colonia in piastra o dal fondello recuperato dal mezzo nel quale sviluppano i lieviti, come ad esempio il mosto, senza previa estrazione del DNA. Diversi metodi molecolari vengono utilizzati dal nostro gruppo di ricerca per lo studio del polimorfismo genetico. L’analisi RAPD-PCR con diversi primers e/o microsatelliti e' stata utilizzata per l’individuazione di profili molecolari ceppo-specifici, in particolare nell’ambito della specie vinaria principale, S. cerevisiae, oltre che in altri lieviti fermentativi frequentemente ritrovati negli alimenti. Attualmente un’altra tecnica che produce un’impronta molecolare ceppo-specifica, quali l’analisi di restrizione del DNA mitocondriale, viene utilizzata sia per valutare il polimorfismo genetico sia per seguire la dominanza del ceppo di lievito starter durante tutto il corso della fermentazione inoculata.

3- Stabilita' genetica di caratteri tecnologici in lieviti

La stabilita' genetica in ceppi della specie S. cerevisiae viene valutata determinando il grado di omo/eterozigosi per i caratteri tecnologici di interesse. In particolare, i discendenti dei ceppi selezionati per particolari caratteri vengono saggiati per gli stessi caratteri per cui sono stati selezionati i ceppi parentali, verificando nel tempo il mantenimento della stessa espressione delle caratteristiche scelte. Questi test permettono di selezionare discendenti omozigoti per i parametri scelti. Questi ceppi, utilizzati come starter, garantiscono l’espressione dei caratteri a livello stabile e ripetibile.

4- Formulazione e produzione colture starter di lieviti vinari

La selezione di starter per prodotti fermentati, principalmente vino, viene attuata mediante applicazione di programmi specifici atti ad individuare il grado di variabilita' per i parametri di interesse. I ceppi starter vengono selezionati in funzione della capacita' di influenzare positivamente le caratteristiche aromatiche del vino, la capacita' di produrre livelli di composti secondari che siano in linea con il profilo aromatico dei vini per i quali siano stati selezionati, e le qualita' salutistiche, come la capacita' di influenzare positivamente il contenuto di sostanze ad attivita' antiossidante o la capacita' di produrre basse quantita' di ammine biogene. I ceppi selezionati come starter sono preparati in formulazioni diverse per uso industriale, in pasta, in forma essiccata mediante spray-dryer, immobilizzati su substrati sintetici o naturali. La validazione dell’attitudine dei ceppi starter viene saggiata a livello pilota nel laboratorio attrezzato a cantina sperimentale. Questi ceppi vengono saggiati in prove di fermentazione su scala pilota al fine di verificare il mantenimento delle caratteristiche valutate su scala di laboratorio anche ad una scala che sia direttamente confrontabile con il mondo produttivo.