Exploitation of sea fennel edible aerial parts for the manufacturing of innovative sea fennel-based foods

This thesis investigates the potential valorization of sea fennel (Crithmum maritimum L.) crops and by-products for the development of fermented and non-fermented foods including vegetable preserves, beverages, and spreadable formulations and functional food ingredients. The characterization of sea fennel–enriched kimchi (a traditional Korean vegetable preserve) revealed that starter-driven prototypes showed rapid acidification, dominance of lactic acid bacteria, and a consistent sensory profile. In contrast, spontaneously fermented prototypes exhibited higher bacterial diversity, while fungal communities remained similar across both prototypes, as confirmed by metataxonomic analyses. Fermentation time, rather than prototype type, emerged as the main factor significantly affecting volatile composition. Lactic acid bacteria isolated from spontaneously fermented prototypes were further characterized for their enzymatic activities, confirming functional traits that support fermentation performance and aroma development. In addition, sea fennel aerial parts were used to produce pickle prototypes through starter-driven fermentation, followed by vinegar addition and mild heat treatment. Formulations with moderate acidity maintained microbial safety, stability, and characteristic aroma throughout storage. Sea fennel by-products were also incorporated into low- and non-alcoholic beers fermented with non-conventional yeasts, which exhibited differentiated fermentation performance, produced low or no ethanol, and generated enriched volatile profiles that enhanced beverage aromatic complexity. Alginate-based encapsulation of sea fennel by-product extracts, with or without recycled brine, preserved structural integrity and retained bioactive compounds, confirming their potential as functional ingredients. Finally, the enrichment of olive-based pâtés with sea fennel improved oxidative stability and aroma during storage. Overall, the results demonstrate that sea fennel and its by-products are technologically compatible and versatile ingredients that support the development of innovative and sustainable food products.  ​

Questa tesi indaga il potenziale di valorizzazione del finocchio marino (Crithmum maritimum L.), sia della coltura sia dei suoi sottoprodotti, per lo sviluppo di alimenti fermentati e non fermentati incluse conserve vegetali, bevande, formulazioni spalmabili e di ingredienti funzionali. La caratterizzazione del kimchi (tradizionale preparazione fermentata coreana a base di ortaggi) arricchito con finocchio marino ha evidenziato che i prototipi fermentati mediante starter presentavano una rapida acidificazione, la dominanza dei batteri lattici e un profilo sensoriale stabile. Al contrario, i prototipi sottoposti a fermentazione spontanea hanno mostrato una maggiore diversità batterica, mentre le comunità fungine sono risultate simili tra le diverse tipologie, come confermato dalle analisi metatassonomiche. Il tempo di fermentazione, più che il tipo di prototipo, è emerso come il principale fattore in grado di influenzare significativamente la composizione dei composti volatili. I batteri lattici isolati dai prototipi fermentati spontaneamente sono stati ulteriormente caratterizzati per le loro attività enzimatiche, confermando tratti funzionali a supporto della prestazione fermentativa e dello sviluppo dell’aroma. Le parti aeree del finocchio marino sono state, inoltre, impiegate per la produzione di prototipi di sottaceti mediante fermentazione guidata da starter, seguita da acidificazione con aceto e trattamento termico moderato. Le formulazioni con acidità moderata hanno mantenuto sicurezza microbiologica, stabilità e aroma caratteristico per l’intero periodo di conservazione. I sottoprodotti del finocchio marino sono stati anche incorporati in birre a basso o nullo contenuto alcolico, fermentate con lieviti non convenzionali. Questi prototipi hanno mostrato performance fermentative differenziate, con produzione ridotta o assente di etanolo, e profili volatili arricchiti, incrementando la complessità aromatica delle bevande. L’incapsulamento in alginato degli estratti dei sottoprodotti, con o senza salamoia, ha preservato l’integrità strutturale e il contenuto di composti bioattivi, confermandone il potenziale come ingrediente funzionale. Infine, l’arricchimento di paté a base di olive con finocchio marino ha migliorato la stabilità ossidativa e il profilo aromatico durante lo stoccaggio. Nel complesso, i risultati dimostrano che il finocchio marino e i suoi sottoprodotti sono ingredienti tecnologicamente compatibili e versatili, capaci di favorire lo sviluppo di alimenti innovativi e sostenibili.  ​