Fermentation of African indigenous leafy vegetables to promote food safety and food security

African indigenous leafy vegetables (AILVs) are part of the sub-Saharan flora, thriving in water and nutrient scarcity. Moreover, AILVs are rich in macro- and micro-nutrients, representing a precious source of nourishment. From cultivation to consumption, microorganisms interact with AILVs, sorting different effects. AILVs’ soil and phyllosphere microorganisms can have an impact on plants and consumers’ health. Soil fertility is strictly correlated to microbial diversity and enzymatic activity. While, the presence of spoilage and potentially pathogenic microorganisms in the phyllosphere reduces the shelf-life of the commodity. In this thesis, the interaction between AILVs and microorganisms has been outlined. AILVs cultivation resulted linked to shifts in soil microbial communities and increased enzymatic activities. Moreover, the modulation of phyllosphere microbiota using salt and sucrose triggered the proliferation of lactic acid fermenting bacteria that curbed the proliferation of spoilage microorganisms. The outcomes thus underlined how AILVs cultivation coupled with good agricultural practices could limit soil erosion. Secondly, the growth of spoilage bacteria can be hindered using natural fermentation that involves inexpensive tools and affordable preservatives. Hence, AILVs have an important role in maintaining biodiversity and their preservation can ensure a nutrient food source for the sub-Saharan population.

Le verdure a foglia indigene africane (AILV) fanno parte della flora del sub-Sahara e sono in grado di prosperare in condizioni di scarsità di acqua e nutrienti. Le AILV rappresentano una preziosa fonte di nutrimento, in quanto ricche di fibre, vitamine e sali minerali. Dalla coltivazione al consumo, diverse specie di microorganismi interagiscono con le AILV. I microrganismi del suolo e della fillosfera delle AILV possono influire sulla salute delle piante e del consumatore. I parametri della diversità microbica e la relativa attività enzimatica sono strettamente correlati alla fertilità del suolo. Mentre, la presenza di microrganismi contaminanti e potenzialmente patogeni nella fillosfera riduce la durata di conservazione della verdura. In questa tesi, è stata quindi delineata l'interazione tra AILV e microrganismi. La coltivazione delle AILV è risultata legata a cambiamenti nelle comunità microbiche del suolo e all'aumento delle attività enzimatiche. Inoltre, la modulazione del microbiota della fillosfera utilizzando sale e saccarosio ha innescato la proliferazione di batteri acido-lattici e fermentatori e ha limitato la proliferazione dei microrganismi di deterioramento. I risultati hanno quindi dimostrato che la coltivazione delle AILVs potrebbe limitare l'erosione del suolo se avviene seguendo buone pratiche agricole. Inoltre, la crescita dei batteri di deterioramento può venire ostacolata utilizzando la fermentazione naturale che coinvolge strumenti poco costosi e conservanti accessibili. Perciò le AILV hanno un ruolo importante nel mantenimento della biodiversità e la popolazione sub-sahariana potrebbe giovare dalla loro conservazione prolungata, in quanto fonte di nutrienti importanti.