Potential of fermentation processes for nutritional and improvement of cereals, legumes and seeds flours: a review

Abstract

[EN] Nowadays there is an increasing demand for vegetable protein sources as an alternative to that of animal origin, not only for its greater environmental sustainability but also for its relationship with lower risk of suffering cardiovascular diseases. Legumes, cereals and seeds are seen as a good proteinaceous source providing as well dietetic fiber and phytochemicals with antioxidant properties. However, their digestibility and bioavailability is limited by the presence of anti-nutritional factors (ANFs) but susceptible of being improved by techniques such as soaking, cooking or fermentation. Therefore, the objective of this work is a review of the solid-state and submerged fermentation effect on nutritional and functional properties of legumes, cereals and seeds. The microorganisms involved (bacteria, fungus and yeasts) are able to produce enzymes that degrade ANFs giving rise to more digestible flours with a more interesting nutritional, sensorial and technological profile. Solid-state fermentation is more commonly used for its higher efficiency, accepting agro-industrial residues as substrate sand its lower volume of effluents. Fermented legumes had their technological properties enhanced while an increment in antioxidant properties was characteristic of cereals. In the case of seeds, rheological properties were improved for its addition to cereal-based products. The present work highlights fermentation of the three studied substrates as a key process that at industrial scale could generate new products with enhanced nutritional and technological properties.

[ES] Actualmente existe una creciente demanda por las fuentes de proteína vegetal como alternativa a la de origen animal por su mayor sostenibilidad ambiental y su relación con un menor riesgo de sufrir enfermedades cardiovasculares. Las legumbres, cereales y semillas se presentan como una buena fuente proteica que aportan, además, fibra dietética y fitoquímicos con propiedades antioxidantes. Sin embargo, la digestibilidad y biodisponibilidad de estos nutrientes en estas fuentes está limitada por la presencia de factores antinutricionales (FAN), de manera que pueden ser mejoradas mediante procesos como el remojo, la cocción o la fermentación. Por ello, el objetivo de este trabajo es abordar una revisión del efecto que tiene la fermentación, en estado sólido y en sumergido, en las propiedades nutricionales y funcionales de legumbres, cereales y semillas. Los microorganismos utilizados en la fermentación (bacterias, hongos y levaduras) son capaces de generar enzimas que degraden los FAN dando lugar a harinas más digeribles y con un perfil nutricional, sensorial y tecnológico mejorado. La fermentación en estado sólido es más comúnmente utilizada por su mayor rendimiento, por aceptar residuos agroindustriales como sustratos y por su menor volumen de efluentes. Las legumbres fermentadas destacan por sus propiedades tecnológicas mejoradas mientras que un aumento en el contenido de compuestos fenólicos y de propiedades antioxidantes es más característico de cereales. En el caso de las semillas, las propiedades reológicas se ven mejoradas para su incorporación en nuevas formulaciones de productos a base de cereales. El presente trabajo muestra evidencias sobre el uso de la fermentación en legumbres, granos y semillas como proceso clave que a nivel industrial podría generar productos con un perfil nutricional mejorado y con nuevas propiedades tecnológicas.