Fermentation of plant-based milk substitutes: state of the art and future research opportunities

Abstract

[ES] En los últimos años el interés por las bebidas de origen vegetal ha aumentado y, en consecuencia, también lo ha hecho su demanda a nivel mundial. Comprenden entre el 60% y el 70% del mercado de alimentos funcionales, y no solo proporcionan beneficios para la salud del consumidor, sino que también tienen una connotación positiva ya que provienen de una fuente de alimentación no animal. Además, las bebidas de origen vegetal se consideran una buena matriz alimentaria para la incorporación de probióticos, debido a sus ventajas como la composición nutricional y el elevado pH, permitiendo que los probióticos sobrevivan y se multipliquen. Por tanto, el objetivo de este trabajo es revisar las principales condiciones que se aplican para la producción de bebidas sucedáneas de origen vegetal y las estrategias para mejorar su calidad final. Se han considerado factores como el pH y acidez del medio, la actividad antioxidante, el estado de fermentación del medio, el uso de microorganismos mixtos y su origen. Además, se ha analizado el efecto de la fermentación sobre las propiedades físico-químicas, nutricionales, tecnológicas y sensoriales. Los trabajos publicados en los últimos diez años muestran que la fermentación de bebidas de origen vegetal mejora la calidad nutricional al mejorar la digestibilidad y la disponibilidad de minerales, eliminando los factores anti-nutricionales y produciendo componentes bioactivos como las vitaminas. El metabolismo de los probióticos en las matrices de frutas mejora la bioaccesibilidad de los compuestos fenólicos, que muestran un efecto prebiótico estimulando el crecimiento de los mismos. Además, se podrían mejorar la capacidad de conservación, las propiedades tecnológicas y la aceptabilidad sensorial. En este sentido, la fermentación provoca un aumento de la viscosidad, lo que le da estructura a la bebida y produce metabolitos que afectan el aroma, el sabor y la textura, aumentando su aceptabilidad. También se pueden aplicar tecnologías no térmicas para aumentar aún más la estabilidad y la calidad final de las bebidas fermentadas, tanto en términos de efectos nutricionales, como sensoriales y beneficiosos para la salud. Estas tecnologías pueden ser la clave del éxito de las bebidas vegetales con probióticos.

[EN] In recent years, the interest in plant-based beverages has increased and, consequently, so has their demand worldwide. These comprise between 60% and 70% of the functional food market, and provide benefits for the health of the consumer, having a fairly positive connotation since it comes from a non-animal source. Furthermore, plant-based beverages are considered a good food matrix for incorporation of probiotics, due to their advantages such as nutritional composition and high pH, making it possible for probiotics to survive and multiply. Therefore, the aim of this work is to review the main conditions applied to produce plant-based milk substitute’s beverages and the strategies to improve their final quality. Factors such as the pH and acidity of the medium, the antioxidant activity, the fermentation state media, the use of mixed microorganisms and their origin have been considered. In addition, the effect of fermentation on physic-chemical, nutritional, technological and sensorial properties have been analyzed. Published works in the last ten years show the fermentation of plant-based beverages enhances nutritional quality by improving digestibility and mineral availability, eliminating anti-nutritional factors and generating bioactive compounds such as vitamins. The metabolism of probiotics in fruit matrices improves the bioaccessibility of phenolic compounds, which have shown a prebiotic effect stimulating the growth of probiotics. Also, preservative capacity, technological properties and sensorial acceptability might be increased. In this sense, fermentation causes an increase in viscosity, which provides structure to the beverage, and produces metabolites that affect aroma, flavour and texture, improving its acceptability. Nonthermal technologies can also be applied to further increase the stability and the final quality of fermented beverages, both in terms of nutrition, sensory and beneficial effects on health. These technologies may be the key to the success of plant-based probiotic foods.