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Profa. Dra. Márcia Justino Rossini Mutton Bases para o Estudo de Leveduras e os Processos Fermentativos Doutorandos: Marcel de Campos Oliveira Osania Emerenciano Ferreira – O método de fermentação envolve a transformação do alimento através do processo fermentativo e é muito utilizado para a obtenção de vários produtos como: Queijos maturados, leites fermentados, picles e outros que têm sua vida de prateleira maior que sua matéria-prima de origem. Tabela 1. Três exemplos de tipos de fermentação. Tipo Matéria-prima Produto Agente Alcoólica Açúcares solúveis Etanol + CO2 S. cerevisiae Acética Etanol Ácido acético Acetobacter Lática Carboidrato Ácido lático Lactobacillus e Leuconostoc → A classificação da fermentação se faz em função do material a fermentar, do produto da fermentação e do agente da fermentação. A fermentação dos alimentos por bactérias láticas foi há centenas de anos atrás e ainda é um dos mais importantes métodos de preservação de alimentos. Fermentação lática é a fermentação que tem como produto principal o ácido lático. → Ocorre sobre açúcares de origem vegetal ou animal, formando ácidos orgânicos, como por exemplo: picles, chucrute, azeitonas, iogurtes, manteiga, leites fermentados, queijos, salames. – As bactérias homofermentativas: Produzem um único produto principal, utilizam a via glicolítica ou Embden-Meyerhof, a mesma fermentação alcoólica, formando ácido pirúvico como intermediário importante, que origina o ácido lático pela ação da enzima lactato desidrogenase. – As bactérias heterofermentativas: Degradam a glucose através da via oxidativa das pentoses fosfatadas, tendo como compostos intermediários importantes o ácido pirúvico e o aldeído acético. Os lactobacilos (bactérias presentes no leite) executam fermentação lática, em que o produto final é o ácido lático. → Para isso, eles utilizam como ponto de partida, a lactose, o açúcar do leite, que é desdobrado, por ação enzimática que ocorre fora das células bacterianas, em glicose e galactose. → A seguir, os monossacarídeos entram nas células, onde ocorre a fermentação. Exemplo: iogurte. O sabor azedo do leite fermentado se deve ao ácido lático formado e eliminado pelos lactobacilos. O abaixamento do pH causado pelo ácido lático provoca a coagulação das proteínas do leite e a formação do coalho, usado na fabricação de iogurtes e queijos. MICRO-ORGANISMOS ÁCIDO LÁTICOLACTOSE FERMENTAÇÃO LÁTICA Lactobacillus bulgaricus Streptococus thermophilus O leite é previamente aquecido (Temperatura de pasteurização) Para destruição dos germes patogênicos (Eliminação de grande parte da flora microbiana normal do leite) Favorecendo dessa maneira o crescimento dos micro-organismos posteriormente inoculados (Lactobacillus bulgaricus e Streptococus thermophilus) Até atingir uma acidez de ≈ 4,6 (ponto isoelétrico da proteína do leite) Essa acidez provoca a coagulação Defeitos do iogurte devido ao desequilíbrio da cultura: Demora para coagular. IOGURTE Pouca resistência de coalhada; Perda de sabor e odor típico; Leites fermentados: são aqueles produtos adicionados ou não de outras substâncias alimentares obtidas através da coagulação e aumento da acidez do leite ou do leite reconstituído, acrescentado ou não de outros produtos lácteos, por fermentação láctica mediante ação de micro-organismos específicos. COAGULAÇÃO DIMINUIÇÃO DO pH DO LEITE LEITES FERMENTADOS FERMENTAÇÃO LÁTICA MICRO-ORGANISMOS Streptococcus salivarius subsp. thermophilus Lactobacillus acidophilus Lactobacillus casei Para a fabricação de derivados, como leites fermentados e algumas bebidas lácteas, é necessária a adição de íons H+, que é responsável por unir a proteína (principalmente a caseína) e glóbulos de gordura. Esta união faz com que estes compostos sedimentem, separando o soro do leite da "coalhada". Os íons H+ podem ser adicionados através da adição de coalho, alguma substância ácida ou bactérias produtoras de ácido lático. Tabela 2. Alguns produtos fermentados. Produção de acidez e aromas indesejáveis (diacetil) em: vinhos, sucos, cervejas e outras bebidas destiladas (Pediococcus perniciosus e P. damnosus, encontrados na cerveja). BACTÉRIAS LÁTICAS Deterioração de produtos cárneos, vegetais e frutas. Síntese de biopolímeros por Leuconostoc mesenteroides, consome sacarose: na indústria açucareira, reduzindo o rendimento e provocando o entupimento de filtros, bombas e tubulações. → É o produto resultante da batedura do creme de leite fresco e fermentado pela adição de fermento lático selecionado, ao qual se incorpora ou não o sal. As etapas de fabricação da manteiga são: Obtenção do creme de leite Neutralização Pasteurização Desodorização Inoculação das culturas láticas Maturação Batedura Separação do leitelho Lavagem, malaxagem e salga Enformagem e embalagem Figura 1 - Separação do leitelho (ponto de couve-flor). Figura 2 – Após a malaxagem e salga (pronta para envase). As culturas láticas mais usadas incluem: Lactococcus lactis (antigo Streptococcus lactis); S. cremoris como flora acidulante; S. diacetilactis; Leuconostoc citrovorum; Como flora aromatizante da manteiga por produzirem diacetil (acetilmetilcarbinol) e acetoína. Mais de quatrocentos tipos de queijo são produzidos mundialmente, resultantes de diferenças na fermentação, prensagem e condições de maturação. O queijo é um produto obtido pela separação (coagulação) da proteína, principalmente caseína (Ocasionado por enzimas (renina e pepsina) ou ácido lático) Seguido de separação do soro, líquido sobrenadante Insolubilizando no ponto isoelétrico (pH 4,6) Formando flocos característicos Os métodos de fabricação de queijo possuem fases fundamentais como: Coagulação Corte da coalhada Tratamento da coalhada (Aquecimento e mexedura) Dessoragem Enformagem Salga Maturação ou cura Na produção de queijos, há vários tipos que são produzidos por fermentação devido à ação de diferentes espécies de bactérias pertencentes aos gêneros: Leuconostoc em culturas puras ou mistas. Propionibacterium; Lactobacillus; Streptococcus; As bactérias produzem ácido lático e outras substâncias que contribuem para o aroma. O aumento da acidez provoca a coagulação do leite. → Ação secundária de bactérias e fungos determina sabores e aromas característicos, como por exemplo, os veios azuis produzidos pelo fungo Penicillium roquefortii. Os vegetais fermentados foram no passado um importante método de conservação de alimentos, mas hoje são usados na alimentação mais por suas características sensoriais. Os mais importantes produtos de origem vegetal obtidos, total ou parcialmente, por fermentação lática, são picles, chucrutes e azeitonas. Na região sul do país, são esses produtos mais aceitos do que em outras áreas, principalmente por causa da população de origem europeia. O pepino, a cebolinha e a couve-flor são os produtos vegetais mais usados na elaboração de picles. O verdadeiro picles é aquele obtido por fermentação lática do vegetal submerso na salmoura de concentração desejada. VEGETAL FERMENTAÇÃO LÁTICA ÁCIDO LÁTICO BACTÉRIAS LÁTICAS (carboidrato) (Gêneros Lactobacillus e Leuconostoc) Existem dois processos principais na fabricação de picles de pepinos: → O picles fermentado em salmoura, do qual pode ser obtida a maioria dos tipos conhecidos como picles azedo, doce, em anidro, misto etc., → O processo de fermentação dos pepinos numa salmoura aromatizada. No mercado brasileiro existe um tipo de produto obtido pela adição de vinagre a misturas de vários vegetais, sem ocorrência de fermentação e, portanto, não é picles. NA PRÁTICA, É CHAMADO DE CURTIDO Inicialmente, os pepinos sofrem uma fermentação em salmoura Para depois receberem diversos tratamentos (azedo, doce, misto etc.)A fermentação é conduzida em tanques contendo uma salmoura de 40⁰ salômetros (10% de sal) (Mantida de 4-6 semanas) A concentração é gradativamente aumentada até 60⁰ salômetros (15%) Os pepinos em salmoura sofrem uma fermentação láctica natural que se inicia com lentidão (Estando no auge após 3 ou 4 dias) A evolução dos gases é uma das primeiras manifestações visuais da fermentação Devido a atividade microbiana, outras indicações se fazem notar, como a turvação e a efervescência da salmoura O ácido lático é formado numa concentração que varia de 0,5-1% A fermentação pode ser dividida em três fases, de acordo com o tipo predominante de população microbiana Tabela 3. Bactérias predominantes nos três estágios da fermentação lática. FASE BACTÉRIAS Inicial Enterobacter aerogenes Escherichia intermedium Bacillus mesentericus Bacillus macerans Intermediária Leuconostoc mesenteroides Lactobacillus plantarum Lactobacillus brevis Final Lactobacillus plantarum Lactobacillus brevis Lactobacillus fermenti Após a fermentação, os pepinos recebem alguns tratamentos entre os quais várias lavagens e, a seguir, são usados para o preparo dos picles específicos. O picles azedo recebe vinagre com 4-5% de acidez, que depois das trocas, deve ser mantido com teor acético próximo a 3%. O picles doce é adicionado de um vinagre doce, isto é, um vinagre que recebeu uma quantidade determinada de açúcar. O picles fermentado com aromatizantes é preparado numa salmoura diluída com endro (uma espécie de vegetal) e outras plantas aromatizantes. É um produto de sabor característico, obtido por fermentação completa, principalmente lática, de repolho devidamente preparado (triturado) na presença de 2-3% de sal. A fermentação lática se desenvolve de maneira bastante semelhante ao caso anterior (picles), com temperatura ótima de fermentação a 18⁰C. A fermentação ocorre em tanques de madeira, com tampa falsa de plástico ou até azulejados, havendo um predomínio inicial do gênero Leuconostoc que, no final da fermentação passa ao gênero Lactobacillus. → No processamento da azeitona, os frutos são colhidos quando atingem o desenvolvimento completo, mas sem estarem maduros ou moles. • É feito um tratamento com lixívia ou solução cáustica (≈ 2), que consiste na eliminação do amargor dos frutos, atribuído à oleuropeína. Procedimentos: • Em seguida, são realizadas várias lavagens no fruto até ficar livre de toda soda. • Após a lavagem, os frutos são colocados em salmoura numa concentração de 10-11%, a fim de sofrer o processo de fermentação lática. A fermentação dependerá da: Concentração de sal (9%, 3,5-4,0% e 6,5%); pH (6,0 (por causa da soda residual) 3,0); Quantidade de açúcar presente. Temperatura; O mesmo grupo de bactérias que fermentam o chucrute (repolho fermentado) e picles é responsável pela fermentação das azeitonas: Leuconostoc mesenteroides; Lactobacillus brevis; Lactobacillus plantarum. “Embutidos fermentados são produtos feitos a base de pedaços de carne que sofrem uma fermentação por micro-organismos, podendo subsequentemente serem cozidos e defumados”. PROCESSO PRODUTIVO – Culturas “Starter”: Culturas individuais ou mistas de cepas de micro-organismos selecionados com uma determinada atividade enzimática e que são adicionadas em quantidades definidas para a produção da desejada transformação do substrato. Micro-organismos da carne (processo mais lento). Redução do tempo de fermentação. Homogeneidade do produto. Controle das características. Conjunto de micro-organismos: a soma das ações de micro- organismos, com a característica de cada um, visa um efeito desejado no produto final. Mais utilizados (Lactobacillus e Pediococcus, Staphylococcus e Micrococcus). – Benefícios: Muitas das espécies microbianas que constituem as culturas iniciadoras produzem fatores inibidores do desenvolvimento de outros micro-organismos, garantindo um efeito conservador. Facilidade no uso tecnológico. Produtos alimentícios que não necessitam refrigeração são de especial interesse para países em desenvolvimento. Embutidos fermentados → alimentos de umidade intermediária (0,6 < Aw < 0,9) → permanecem estáveis, seguros e palatáveis durante estocagem prolongada sem refrigeração, mesmo sob difíceis condições sem refrigeração, mesmo sob difíceis condições climáticas. Teoria dos obstáculos: o resfriamento pode ser substituído por obstáculos ao desenvolvimento microbiano. Redução do pH; Tratamento térmico brando; Utilização de aditivos; Flora competitiva; Embalagens. Embutidos fermentados são preferencialmente deteriorados por micro-organismos do gênero: Penicillium Eurotium Aspergillus Cladosporium Outros bolores Estabilidade microbiológica → combinação de fatores, tais como atividade de água reduzida, presença de nitrito, baixo pH (de 5,3- 5,8), adição de sal, redução de potencial redox por embalagem a vácuo e às vezes tratamento térmico durante o processamento. Produtos cárneos fermentados: vida-de-prateleira longa → estáveis à temperatura ambiente → baixo teor de umidade e pH. Vida-de-prateleira não está relacionada à deterioração microbiana, mas às alterações físicas ou químicas. Alto teor de gordura e baixa atividade de água → causam rancidez, um dos maiores responsáveis pela sua deterioração. A rancidez pode ser causada por hidrólise ou oxidação. Contatos: Marcel de Campos Oliveira E-mail: marceloliveira.oliveira@yahoo.com.br Osania Emerenciano Ferreira E-mail: osania.ferreira@hotmail.com
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