338353753-1-Tecnologia-Da-Producao-de-Alimentos-e-Bebidas-Fermentadas(1)

1. INTRODUÇÃO A maioria das matérias-primas vegetal e animal usadas como fonte de ali mento primário é também um bom substrato para o crescimento microbiano e pode estar sujeito a diferentes processos fermentativos. Métodos para a fermentação natural de leite e cereais têm sido utilizados para transformar m atérias-pri mas frescas , e os registros mais antigos desses métodos datam de 6000 aC. A s leveduras têm sido usadas na fabricação de pão e na produção de bebi das alcoólicas desde o de senvolvimento da antiga civilização egípcia há mais de 5000 anos. O processo de fermentação evoluiu com a cultura judaica e mais tarde na Grécia e Roma. Durante a Idade Média até o presente, a qualidade e o desenvolvimento das produções sofreram significativas melhorias. Muitos alimentos fermentados são bem conhecidos e faze m parte da gastronomia universal e dietas regionais. Est es alimentos são obtidos pela fer mentação de leite, carne, peixe, soja, arroz, milho e tubérculos. Os compostos aromáticos e saborizantes produzidos na fermentação i ncluem álcoois, ácidos, ésteres, aldeídos e cetonas. O sabor do queijo é derivado de componentes do leite, que são modif icados qui micamente por enzimas específicas de bactérias e fungos. O pão frequentemente preparado a partir de trigo é fer mentado pelo metabolismo de Saccharom y ces no a mido ou por alguns micro-organ ismos ácido-lácticos heterofermentativos que são capazes de produzir CO2. Cervejas, vinhos e destilados também são produzidos pe la fermentação alcoólica de leveduras com cereais e frutas e vinagre por bactérias ácido acético (por exemplo, A cetobacter e Gluconobacter). A ca rne, o peixe e os vegetais são protegidos de microorganismos deterioradores por meio do uso de especiarias, sal e fermentações microbianas usando bact érias lácticas (LAB) que promovem aci dificação para ajudar na preservação. A ação combinada do sal e do ácido produzido pelo LAB di minui as atividades das enzimas responsáveis p ela deterioração das células vegetais (chucrute, azeitonas e), reduz as alterações oxidativas nos tecidos e inibe o crescimento de m icro-organismos deterioradores e patogênicos. As culturas iniciais podem comportar- se como transform adores, como probióticos funcionais e/ou co mo bi opreservativos (nisina). L AB em leites fermentados também pode m pr oduzir biopeptídeos que têm atividades terapêuticas. Alguns micro-organ ismos são c apazes de crescer no de café, chocolate e chá, e contribuem para sua conservação e flavor típico. Os gr ãos de Theobroma cacao são liberados de sua polpa por um processo fer mentativo. O tempeh oriental é produzido com soja através da ação de moldes (Rhizopus oligosporus); Co m a mendoim fermentado por leveduras (Neurospora); E angkak , o arroz de levedura verm elha, fer mentado por Monas cus purpureus. Outros produtos fer mentados incluem alimentos de s oja pr oduzidos por fer m ent ação ( molho de soja e miso) no Japão. Além de novas texturas e sabores, a limentos fermentados também pode m ter maior vida de prateleira, e m comparação com suas matérias-pri mas originais, e s erem mais nutritivo. Métodos tradicionais para a produção de alimentos fermentados têm sido ci entificamente estudados para melhorar sua produtividade, qualidade, segurança e valor nutricional através da introdução de técnicas científicas modernas (biologia molecular, proteômica e engenharia genética) e novas tecnologias, como automação e m icroencapsulação. Os métodos artesanais criados ao longo dos séculos foram adaptados à produção de alimentos fermentados em escala industrial com a seleção sistemática de variedades e introdução de processos de fermentação cont rolada em grandes e modernos biorreatores que possibilitam atender às demandas da cr escente população. Neste capítulo, a ên fase será na fermentação de carne e vegetais, na saúde hu mana beneficia o consu mo de alimentos fermentados, alimentos fer mentados funcionais e novas tecnologias e tendências para a fermentação de alimentos. 2. CARNES E PRODUTO S CÁRNEOS FERMENT A DOS O consumo de produtos ani mais tem estado presente em toda a evolução hum ana, e a carne te m servido como uma fonte de proteína com um valor nutricional muito elevado por milhões de anos. A ingestão de carne e seus derivados é uma parte muito com u m das dietas alimentares e m todas as regiões do mundo, pri ncipalmente devido ao seu grande apelo sensorial e à saciedade que proporciona. Recente mente, observou-se u m aumento no consu mo de ca rne, principalmente nos paí ses europeus e na China, que é o primeiro l ugar com 25% de consu mo de todos os alimentos de origem animal consumidos no planeta. Contudo, a carne e os s eus derivados sofrem de deterioração muito rápida e requerem cuidados es peciais para o ar mazenamento. Est es processos de de terioração estão associados a características intrínsecas, tais como a alta a tividade de água (A w ), pH elevado e a disponibilidade de nutrientes e minerais, que fornecem condições ideais para o crescimento microbiano. A industrialização de carnes, originando seus derivados, tem o objetivo de aumentar a vida útil, desenvolvendo diferentes sabores e aromas, utilizando partes da carcaça que são difíceis de comercializar para formar alguns subprodutos, bem com o a a dição de condi mentos, especiarias e aditivos autorizados e o uso de culturas iniciais. O uso destes ingredientes, em combinação com tratamentos físicos e térmicos, promove m odificações físic o-químicas na carne para melhorar suas características sensoriais e aum entar a estabilidade do produto. Como a carne e seus derivados apresentam alta perecibilidade e devem ser preservados usando técnicas de conservação, a fermentação parece ser um método de conservação eficiente. Em geral, a conservação da carne é obtida utilizando uma combinação de processos de fermentação, desidratação e salga. 2.1. Embutidos Há relatos de uso de processos de ferm entação, secagem e cura para conservação de carne por séculos; o M editerrâneo é o berço da fermentação onde o clima favorece este processo. Estas técn icas foram melhoradas e, atualm ente, existe m diferentes p rocessos de fermentação que e mpregam diversos micro-organismos, que são responsáveis pelas características dos produtos cárneos e produzem vários tipos de produtos e mbutidos fermentados. A elaboração de em butidos começou como u m processo si mples de sal ga e secagem para c onservar carne fresca que não poderia ser consumida i mediatamente e quando não havia outra manei ra de conservá-la. A s características de produção de embutidos fermentados estão relacionadas à região geográfica e fornecem texturas e sabores específicos que apelam ao palato local; além disso, muitos produtos são conhecidos pe la sua região de proveniência . Um fator significativo no desenvolvimento de diferentes m aneiras de adquirir derivados de carne está relacionado às condições cli máticas. No norte da Europa, o e mbutimento cozido apareceu porque o tempo m ais frio permitiu uma melhor conservação e arm azenamento. Embutimento seco foi estabelecida no sul da Europa, onde as temperaturas suaves proporcionara m uma maior estabilidade ao produto. 2.1.1. Salsichas O principal representante de um produto e mbutido fer mentado são as salsichas fermentadas, que são classificadas internacional mente e m dois grandes grupos com base na tecnologia de fabricação utilizada e no pH final do produto. A s s alsichas do norte usam carne de vaca ou de boi e são mais áci das co m um pH inferior a 5, e as salsichas do Mediterrâneo costumam usar carne de porco e têm um pH acima de 5 e um sabo r mais suave. Há u ma grande variedade de salsichas que são fabricados industrialmente ou artesanais; no entanto, são definidos como produtos de carne produzidos pela m istura de carne picada, pedaços de go rdura, sal, agentes de cura (nitrito, nitrat o), açúcar e arom atizantes incorporados e m um invólucro e submetidos ao processo de fermentação e secagem posterior . As sa lsichas são estáveis em temperaturas ambientais e comumente consumidas sem aquecimento. O processo de fabricação de salsichas fermentadas é descrito na Figura 1, que, em geral, mostra os passos envolvidos na produção de salsichas. As d iferenças nos processos consistem na composição do material de carne crua, na composição da cultura inicial, na cura, no uso do molde e no tempo de secagem, entre outros fatores. Durante a fabricação de s alsichas, os processos de f ermentação e secagem auxiliam no desenvolvimento de textura e na capacidade de fatia mento, na inibição de micro-organ ismos patogênicos, na for mação de compostos aromáticos e em aromas característicos, na formação de uma típica coloração vermelha e na extensão da vida útil. Tu do isso é possivelmente devido a reações físicas, químicas e m icr obiológicas. A adição de uma cultura inicial composta por diferentes micr-oorganismos fornece características específicas aos produtos e bactérias ácido-láticas são os principais fatores responsáveis pela redução do pH para cerca de 5, o que impede o desenvolvi mento de bactérias indesejáveis e atua para mel horar a segurança alimentar, estabilidade do produto e o processo de secagem. No ent anto, os cocos catalase positivo, como Staphylococcus e Kocuria , podem contribuir pa ra a formação de aro mas e a i nibição da rancidez. A s levedura s ( Debaryomyces ) sintetizam enzimas proteolíticas e lipolíticas e metabolizam o ácido láctico, o que reduz a acidez do produto e aj uda a m elhorar o sabor . Neste caso, o sabor tende a s er m ais suave e o aroma mais intenso. A ap licação de bolores num produto após o passo de montagem altera enzi m atica mente o aroma do produto fermentado, regula a desidratação rápida e dificulta parcialmente a penetração de oxigénio. Estas alterações, consequentem ente, i mpedem a ocorrência de processos oxidativos indesejáveis. A cultura inicial usada na produção de salsichas varia de acordo co m o agente de cura aplicado. Quando o nitrito é usado como o único agente de cura, o uso de BAL e Staphylococcus é nor malmente reco mendado. No entanto, a adição de nitrat o durante o p rocesso de cura requer a inclusão de ba ctérias redutoras d e nitrato do gênero Micro coccus na cultura inicial. Durante a produção de salsichas, a redução do nitrato em nitrito é um passo fundamental no desenvolvimento da cor . Esta reação é catalisada pela enzima nitrato redutase, que é produzida por m embros da fa mília Micro coccaceae . Posterior mente, o ni trito é transformado por uma série de reações ao óxido nitroso, que reage com a mioglobina para formar a com plexa nitr osomicoglobina. Es te complexo é responsável pela coloração típica dos produtos curados e limita a oxidação lipídica. O metabolismo de Micro coccaceae libera enzimas responsáveis pel a proteólise e lipólise, que promovem catabolism o de proteína e de gordura para melhorar a textu ra e flavor por causa da formação de substâncias aromáticas e ácidos orgânicos. Entre as Micr ococcaceae , observa-se a predom inância de St aphylococcus e as espécies S. sapro phyticus, S. xylosus e S. carnosus e as subespécies carnosus e utilis são co mumente parte de uma cultura starter . A capacidade de produzir compostos anti microbianos aumenta o interesse em seu uso em alimentos porque eles pode m reduzir a deterioração e inibir microrgan ismos patogênicos, como Listeria monocytogenes . O uso de uma cultura inicial na produção de derivados cárneos assegura a inocuid ade do produto; reduz o te mpo de fermentação; e favorece a textura, sabor, aroma e estabilida de, o que melhora a qualidade do produto final. 3. VEGET A IS FERMENT ADOS Os principais métodos de processamento de vegetais tradicionais são conservas, secagem, congel amento, f ermentação e preservação química. A l imentos en latados ou congelados são consi derados caros ou não disponíveis para a maioria das pessoas que vivem em países em desenvolvimento, onde fermentação ácida combinada com salga continua a ser um dos métodos mais práti cos de preservação e muitas vezes aum enta a qualidade organoléptica e nutricional de legu mes frescos. A Biopreservação refere-se a prolongar a vida útil e aumentar a segurança dos produtos hor tícolas utili zando a sua m icroflora natural ou uma cultura star ter e seus produtos antibacterianos. Os vegetais podem ta mbém ser processados e conservados por acidificação direta ou por um a com binação destas t écnicas. A tualmente, repolho (chucrute e ki mchi), picles (pepino), azeitonas e pimentas são responsáveis pe la maioria dos legumes fermentados. Em 2006, mais de 800 milhões de kg de legumes fer mentados foram produ zidos nos Estados Unidos . Os ale mães consomem aproxim ada mente 1, 8 kg de chucrute per capita por ano, e os sírios co mem quase 6 kg de azeitonas fer m entadas. Notavelmente, os coreanos consomem m ais de 43 kg de k imchi por ano. A couve-flor, as cenouras, as alcachofras, os feijões e outros produtos também são fermentados, mas carecem de qualquer i mportância económica real. Nesta seção, va mos rever os pr ocedimentos de fabricação envolvidos na produção de alguns legumes fermentados populares e ilustrar seus aspectos microbiológicos e econômicos. 3.1. Técnicas de pro dução O desenvolvi mento da tecnologia vegetal começou realmente mais de 2000 anos atrás. Os procedim entos de fermentação dos vegetais consistem em variados passos tecnol ógicos diretamente dependentes do inoculo da cultura inicial e do ajuste das operações com base no ambiente de fermentação. A produção de l egumes fermentados é muito semelhante e , de um modo ger al, a tecnologia baseia-se nos mesmos princípios que as outras fer mentações com ácido láctico, na medida em que os a çúcares são convertidos e m ácidos e o produto obtido adqu ire novas características. A o contrário da indústria de laticínios, po r exemplo, a indústria de vegetais fermentados a inda depende de microflora láctica nã o inic ializadora (autóctone) para conduzir a fermentação. Dada a diversidade de microflora presentes nos vegetais crus e a disparidade logarítmica entre o LAB e outros, deve m se r adotadas medidas para e stabelecer o a mbiente (s al e concentrações de oxigênio e temperatura) necessárias para a ferm entação do ácido láctico. O passo de p ré-tratamento é o estágio qu e envolve operações comuns para a seleção e limpeza dos vegetais crus. Tr atamentos específicos, tais com o branqueamento, descascamento e/ou corte, são comumente usados em ambientes industriais. Deve s er estabelecido um ambiente adequado ao redor do vegetal para garantir que a microflora desejável po ssa proliferar e predominar. A adição de sal é necessária na maioria dos tipos de fer mentações vegetais para inibir o crescimento da microflora deteriorante, aumentar a expulsão da água do vegetal e salgar e arom atizar os legumes fermentados. A s difere nças nas concentrações de sal ut ilizadas durante a produção explicam a diferença nos biótipos de LAB que c rescem em cada ambiente de fermentação. O uso de uma cultura starter é ou tro método para facilitar o enriquecimento de microflora desejável nos legumes fermentados. O LAB utilizado para es te fim inclui espé cies de Lactobacillus e Lactococcus e Leuconostoc mesentero ides . A s culturas i niciais são capazes de colonizar o subs trato rapidamente, c ompetir sob condições ambientais e fermentar o vegetal. Os p rincipais fatores que i nfluenciam a fermentação vegetal são a t emperatura, o pH e baixas concentrações de oxi gênio. As te mperaturas mesofílicas que variam de 10 ° C a 38 ° C são geralmente utilizadas no processo. A t emperatura ideal para o processo depende dos org anismos predominantes presentes durante a fer mentação. Os s istemas tampão promovem a utilização de açúcares pela cultura i nicial. A ta mponização do pH e a neutralização do ácido durante a fermentação com um controle de pH t ambé m te m sido utilizada par a ga rantir a utilização completa do açúcar . Para preservar a vida útil dos legumes ferm entados, o pH deve ser mantido abaixo de 4. Par a manter as condições anaeróbicas, o veget al deve ser total mente coberto pela salmoura nos re cipientes. Os tanques anaeróbios industriais proporciona m condições anaeróbias mais adequadas do que os recipientes. 3.2. Fermentação do Repolho O chucrute ou kra ut é um produto resultante da fermentação do ácido láctico de repolho fresco, picado, salgado e branco (Brassica oleracea var . Capitata para alba L.). Historicamente, o chucrute era um alimento essencial para as forças navais e os marinheiros, que tinham pouco acesso a legumes f rescos e frutas que normalmente serviriam como fonte de vitamina C para prevenir o escorbuto. Os pr ocedimentos de produção para o chucrute são mostrados no fluxograma mostrado na Figura 11 .2. O repolho entregue à fábri ca é transportado para uma máquina d espolpadeira e as cabeças se m o talo central sã o transportadas para um a mesa de trituração onde são aparadas corretamente e os pontos ruins são removidos. O repolho é então triturado e transportado pa ra a cuba de fer mentação. Dois a três por cento de s al é adi cionado uniformemente à medida que os fragmentos são distribuídos na cuba. Sumo é liberado do repolho quase imediatamente a pós a adição de sal . Depois de a cuba ser cheia, ela é c oberta com uma tam pa pesada e dei xada para fermentar abaixo de 15,5 ° C durante pelo menos u m mês. A fermentação é completa quando os fragmentos são cura dos e a acidez titulável, expressa como ácido láctico, atingi u 1, 5%. O pa sso final é a transferência do kraut e da salmoura para os recipientes finais. O produto pode ser conservado, transformado ter micamente (aproxim ada mente 75 ° C) (chucrute pasteurizado) ou embalado para comercialização não pasteurizada, refrigerada (chucrute fresco) em sacos de plástico selados (polybags), com ou sem adição de ingredientes conservantes aprovados.

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