2. Microbiología de la producción de alimentos fermentados MÉTODO GENERAL DE PRODUCCIÓN La elaboración industrial de un producto fermentado tiene dos aspectos; uno las actividades metabólicas durante la fermentación y almacenamiento del producto, y los parámetros usados durante el procesamiento del producto. La fermentación consiste en la exposición de materias primas y alimentos naturales a condiciones que favorecen el crecimiento y el metabolismo metabolismo de microorganismos. A medida que éstos crecen, utilizan nutrientes y elaboran productos.
Materias primas (o iniciadoras) Entre ellas la leche, la carne, el pescado, los huevos, los vegetales y jugos vegetales, frutas y jugos de frutas.
Uso de microorganismos Según el producto, la fermentación se puede puede lograr con sólo una especie o cepa predominante. En la mayor parte de las fermentaciones se usan usan poblaciones mixtas. Los microorganismos no deben ser antagónicos, sino de preferencia sinérgicos. sinérgicos. La tasa de fermentación óptima y el crecimiento crecimiento máximo deseable depende de nutrientes, temperatura de incubación, potencial de oxidaciónreducción y pH.
Proceso de fermentación Los alimentos se pueden fermentar de tres maneras, según las fuentes de donde provienen los m.o. deseables: fermentaci deseables: fermentación ón natural, reinoculación reinoculación y fermentación controlada. Fermentación natural
Primero se establecen las condiciones de incubación para propiciar el crecimiento rápido o impedir o retrasar el crecimiento de los tipos deseables de de m.o. Un producto elaborado elaborado por fermentación natural puede tener un aroma agradable como resultado del metabolismo de la flora asociada. Existe la posibilidad posibilidad de que el producto fracase debido al crecimiento de flora indeseable, además de que la intoxicación de los alimentos por patógenos es alta.
Reinoculación
Se añaden productos de una fermentación exitosa previa a los materiales de inicio, y se establecen las condiciones para facilitar el crecimiento de los m.o. provenientes de la anterior fermentación. Las probabilidades de que un producto falle con la reinoculación son altas. Fermentación controlada
Las materias primas o de inicio (pueden ser tratadas con calor) son inoculadas con altas poblaciones de cultivos puros de una sola cepa, de cepas mezcladas o de especies de m.o. Las condiciones de incubación se establecen para el cre cimiento óptimo de dichos cultivos
PRODUCTOS LÁCTEOS FERMENTADOS La fermentación puede ser dividida en: productos de leche fermentada y quesos. En los primeros, se conservan todos los constituyentes de la leche en los productos finales. En los quesos, una porción de los constituyentes lácteos se elimina del suero para obtener los productos finales.
Composición y calidad de la leche El crecimiento de los m.o. deseables y la calidad de los productos lácteos son influidos por la composición y calidad de la leche empleada en el proceso de fermentación. La leche de vaca contiene 3.2% de proteínas, 4.8% de lactosa, 3.9% de lípidos, 0.9% de minerales y 87.2% de agua. La proteína caseína se halla en cantidades más altas que la albúmina y globulina. La lactosa es el principal carbohidrato. Los componentes sólidos se designan como sólidos totales (TS) y los TS sin lípidos se denominan sólidos no grasos (SNF).
El suero contiene, sobretodo, componentes
solubles en agua.
Productos lácteos fermentados Mantequilla de leche: se elabora con especies de Lactococcus sin Leuconostoc cremoris Yogur : se hace con Streptococcus thermophilus y Lactobacillus delbrueckii ssp. Bulgaricus Leche acidófila: elaboración con Lab. Acidophilus.
Microbiología de la fermentación de la mantequilla cultivada Se produce parcialmente a partir de leche desnatada, mediante fermentación controlada de cultivos iniciadores. Debe tener gusto ácido (del ácido láctico) y un alto aroma (del diacetil), con ligera efervescencia (de CO2) y se debe poder untar fácilmente. 0
0
A 22 C se favorece el crecimiento de Lactococcus con más ácido y menos sabor; debajo de 22 C se propicia el crecimiento de Leuconostoc¸ el resultado es menos ácido y más sabor.
Dado que se puede generar demasiado acetaldehído, suele desarrollarse coloración verde o sabor amargo. Una textura viscosa implica contaminación con la bacteria Alcaligenes faecalis.
Microbiología de la fermentación del yogur El yogur simple tiene una consistencia semisólida debido a que las bacterias del cultivo iniciador causan la coagulación de la leche.
El sabor es resultado de los efectos combinados de
acetaldehído, lactato, diacetil y acetato; 90% del sabor se debe al acetaldehído. Para obtener un buen producto, se deben añadir las dos especies iniciadoras a una proporción celular de 1:1 de Streptococcus:Lactobacillus; en el producto final, esta proporción no deberá se mayor de 3:2 Para que haya un crecimiento adecuado de las dos especies, la fermentación debe conducirse a 0
unos 43.3 C. A esta temperatura se producen los compuestos ácidos y de sabor en los niveles deseados. Si la temperatura aumenta más de la ya mencionada, hay predominio de Lactobacillus, lo que da por resultado más ácido y menos sabor; a temperaturas menores, se favorece el crecimiento de Streptococcus, y los productos tienen menos ácido y más sabor. El principal compuesto de sabor en el yogur es el acetaldehído con algo de diacetil y acetato. El acetaldehído se produce por Streptococcus y por Lactobacillus En el yogur simple, los problemas pueden relacionarse con las concentraciones de acetaldehído. Una baja concentración le da un sabor arcilloso y ácido, y demasiadas concentraciones le dan un sabor amargo. Demasiado diacetil le da un aroma a mantequilla.
Quesos Estos productos se forman por la coagulación de caseína en la leche con el ácido láctico generado por las bacterias acidolácticas. Existen variedades de queso:
Quesos sin maduración Suaves: queso cottage y queso mozzarella.
Quesos maduros Suaves Semiduros: queso gouda con Lac. Lactis y queso azul Duros: queso cheddar y queso suizo.
El queso cottage es bajo en grasas, tienen 80% de humedad con aroma a mantequilla debido al diacetil. Dentro de los problemas microbianos se dan Flotación de cuajada; se da porque los cultivos iniciadores que producen el sabor generan CO2 en exceso. Sabor áspero, se a por la producción de más acetaldehído y menor producción de diacetil. Bajo rendimiento; se da por la proteólisis parcial de la caseína. Pérdida de sabor, porque el diacetil es reducido a acetoína en un ambiente limitado. Descomposición, por alta humedad y bajo contenido de ácido.
Microbiología del queso cheddar Se elabora con leche entera, tiene menos de 39% de humedad, 48% de grasa, en general es maduro y tiene una coloración anaranjada amarillenta (debido a que se le añade color). El sabor amargo es resultado de la acumulación de péptidos hidrofóbicos. Los mohos crecen sobre la superficie o en bolsas de aire dentro del queso, que pueden formarse después de remover el material del empaque de los quesos.
Microbiología del queso suizo Se elabora a partir de leche parcialmente descremada (leche de vaca), que se coagula con ácido y renina; es duro y tiene casi 41% de humedad y 43% de grasa.
Debe tener uniformemente
distribuidos los hoyos. Tiene un gusto dulce y a nueces debido a la prolina. Las esporas de Clostridium tyrobutyricum, pueden germinar, crecer y ocasionar que este queso bajo en ácido de arrancie y llene de gas.
Microbiología del queso azul Es semiduro (con 46% de humedad y 50% de grasa), madurado con mohos y hecho a base de leche entera. Tiene un fuerte sabor lipolítico.
PRODUCTOS CÁRNICOS FERMENTADOS Tipos Se producen mezclando carne, grasa, sal, azúcar, agentes de curación y especias. Los ácidos que producen los cultivos iniciadores durante la fermentación y los agentes de curación ayudan a controlar el crecimiento de patógenos y bacterias de putrefacción. Los embutidos semisecos y secos incluyen pepperoni, salami, embutidos que no necesitan refrigeración y salchichas. La mayor parte se elaboran con carne de res o de cerdo. Su composición promedio es de 30% e agua, 20% de proteína, 3% de minerales (sales) y 47% de grasa. Tienen sabor apetecible por el efecto combinado de lactato, acetato y diacetil.
PRODUCTOS VEGETALES FERMENTADOS Casi toso los vegetales albergan múltiples tipos de bacterias del ácido láctico.
Ejemplos de
productos fermentados y vegetales son: coles, aceitunas, zanahorias y frijoles. Todos producidos por fermentación natural. El sabor característico de la col (repollo) es resultado de la combinación de efectos de lactato, acetato, etanol, CO2 y diacetil en cantidades adecuadas. Se puede dar una pérdida e sabor, textura suave y decoloración de la col por el crecimiento de mohos y levaduras.
