alimentos fermentados

24/02/2013

1

24/02/2013

2

Leveduras

apenas algumas associadas à produção de alimentos fermentados

ascomicetas ou membros do género Candida

S. cerevisiae mais frequente em bebidas e

alimentos de origem vegetal

todas fermentam glucose

outras fermentam outros hidratos de carbono de

origem vegetal

sacarose, maltose, rafinose

nenhuma fermenta lactose

Bactérias

sobretudo lácticas

homofermentativas heterofermentativas

24/02/2013

3

Bactérias lácticas

homofermentativas

produzem quase exclusivamente lactato a partir da glucose

24/02/2013

4


heterofermentativas

produzem quantidades semelhantes de lactato, etanol/acetato e CO2 a partir da glucose


fermentação malo-láctica

sobretudo em vinhos descarboxilação de ácido

L-málico para dar L-lactato

24/02/2013

5

Iogurte

leite suplementado com sólidos para melhorar textura

adição de leite em pó

adição de gomas para estabilizar

ligam água e espessam o produto

Iogurte

leite aquecido a 80-90 ºC, 30 min

destruição de m.o. competitivos

melhora condições de crescimento – inactiva

imunoglobulinas, expulsa O2, liberta grupos sulfidrilo

melhora viscosidade

24/02/2013

6

Iogurte

depois arrefecido até 40-43 ºC

T de compromisso entre óptimos dos 2 m.o.

Streptococcus thermophilus (39 ºC) Lactobacillus delbrueckii subsp.

bulgaricus (45 ºC)

inóculo adicionado a 2% (v/v)

106-107 cfu/mL (~metade de cada m.o.)

Iogurte

fermentação na embalagem

iogurte sólido

fermentação em reactor

iogurte agitado

24/02/2013

7

Iogurte -

inóculo fermenta lactose a ác. láctico (~4 h)

pH passa de ~6.4 a ~4.6 (pI da caseína)

micelas agregam para produzir gel

ác. láctico ajuda a solubilizar iões cálcio e fosfato

desestabilizam complexo de micelas de caseína e proteínas do soro

desnaturadas

Iogurte -

crescimento do inóculo

SL cresce mais rapidamente no início

SL cresce mais lentamente a pH < 5.5

LB começa a predominar

conc. final > 108 cfu/mL

24/02/2013

8

Iogurte -

crescimento do inóculo

SL e LB crescem mais rapidamente em conjunto

SL requer péptidos e a.a. livres

(baixa conc. no leite)

actividade proteolítica de LB produz péptidos e a.a.

estimula crescimento de SL

SL produz formato, piruvato e CO2

estimulam crescimento de LB

Iogurte -

SL e LB não possuem desidrogenase de álcool

acumulam acetaldeído

não reduzido a EtOH

acetaldeído – volátil mais importante

diacetilo – volátil também presente

24/02/2013

9

Iogurte

após fermentação arrefece a 15-20 ºC

adição de frutos e/ou flavours

embalado e armazenado < 5 ºC

acidez continua a aumentar durante armazenamento

Iogurte

24/02/2013

10

Leite acidófilo

fermentado com Lactobacillus acidophilus

probiótico termofílico homofermentativo fermentação

lenta

Leite acidófilo

matéria prima – leite inteiro ou magro

esterilizado em 2 passos (Tyndalização)

1) 90-95 ºC, 1 h

2) 3-4 h paragem – germinação de esporos

3) 90-95 ºC, 1 h

alternativamente, UHT

24/02/2013

11

Leite acidófilo

leite esterilizado é homogeneizado

arrefecido a 37-40 ºC

inoculado a 2-5%

~24 h, 0.7% acidez

Bio-iogurte

combinar leite acidófilo com iogurte

S. thermophilus dá as características de flavour do iogurte

L. acidophilus, Bifidobacterium spp. crescem no sistema digestivo

propriedades probióticas

24/02/2013

12

Kefir

bactérias lácticas + leveduras produtoras de EtOH

microflora adicionada na forma de “grãos”

polissacárido (kefiran) produz estruturas globulares

exterior populado por lactobacilos interior contém bactérias lácticas e leveduras

Kefir

Lactobacillus kefiranofaciens (homofermentadora) produz kefiran

L. kefir (heterofermentadora) existe em grande quantidade

contribui para efervescência

Candida kefir, S. cerevisiae, S. exiguus existem em menor quantidade

S. exiguus utiliza preferencialmente galactose

24/02/2013

13

Kefir

leite homogeneizado e aquecido (85-95 ºC, 3-10 min)

arrefecido a 22 ºC

adição de grãos a ~5%

fermenta 8-12 h

arrefece lentamente (10-12 h) até 8 ºC

desenvolvimento do flavour

Kefir

acidez ~0.8%

EtOH ~0.01-1%

aumenta com tempo

ác. láctico, CO2, acetaldeído, diacetilo

componentes do flavour

24/02/2013

14

Koumiss

com leite de égua

industrialmente – leite de vaca modificado (menos gordura, mais HC)

1.4% acidez; 2.5% EtOH

flora mista de leveduras fermentadoras de lactose e bactérias lácticas

Leitelho

originalmente líquido que se separa durante fabrico de manteiga

actualmente leite desnatado ou parcialmente desnatado

inóculo misto

Lactococcus lactis produz maioria do ác. láctico

L. lactis subsp. lactis, Leuconostoc mesenteroides subsp. cremoris produzem diacetilo

24/02/2013

15

Diacetilo

produzido pela maioria das bactérias

a partir de HC, via piruvato

Diacetilo

piruvato é importante aceitador de e- nas bactérias lácticas

não usado para produzir diacetilo

necessária alternativa a HC ou aceitador de e-

citrato existente no leite fresco

24/02/2013

16

Leitelho

teores de ác. cítrico baixam durante armazenagem do leite

leite suplementado com 0.1-0.2% citrato de sódio

Leitelho

leite pasteurizado e homogeneizado

fermentação a 22 ºC, 12-16 h

final 0.7-0.9% ác. láctico

24/02/2013

17

Leitelho

Queijo

sólidos do leite

gordura aprisionada em caseína coagulada

coagulação de proteínas devido a enzimas proteolíticas

maioria da água do leite removida

soro

24/02/2013

18

Queijo

leite pasteurizado

aumentar segurança controlar fermentação

leite arrefecido até temperatura de fermentação

~30 ºC (varia com tipo de queijo)

Queijo

inóculos

maioria mesófilos

Lactococcus lactis e subespécies

alguns termófilos

Lactobacillus helveticus, L. casei, L. lactis, L. delbrueckii subsp. bulgaricus, S. thermophilus

24/02/2013

19

Queijo

inóculos

fermentação de lactose em ác. láctico

redução em pH

conservação

flavour

redução da estabilidade das caseínas

Ca libertado das micelas

aumenta acção da quimosina

após coagulação das proteínas, ácido ajuda expulsão de soro

Queijo

2 processos metabólicos de lactose em bactérias lácticas

maioria dos lactobacilos e S. thermophilus

lactose absorvida por permease específica

hidrólise intracelular por b-galactosidase

maioria dos lactococos e alguns lactobacilos (L. casei)

lactose absorvida por sistema fosfotransferase dependente do

fosfoenolpiruvato

fosforila lactose

lactose fosfato hidrolisada por fosfo-b-galactosidase

24/02/2013

20

Queijo

2 processos metabólicos de lactose em bactérias lácticas

maioria dos lactobacilos e S. thermophilus

glucose fermentada pela via EMP

galactose também (convertida em Glu-6-P)

maioria dos lactococos e alguns lactobacilos (L. casei)

glucose entra na via EMP

galactose-6-fosfato convertida em piruvato

24/02/2013

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Queijo

utilização da lactose codificada em plasmídeos nos lactococos

característica instável

estirpes de Lactococcus lactis produzidas por transdução

genes integrados no cromossoma

Queijo

lactobacilos termófilos usam permease da lactose e b-galactosidase

usam preferencialmente glucose

podem causar acumulação de galactose

pode afectar cor e flavour em alguns queijos

24/02/2013

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Queijo

fermentação de citrato a diacetilo

necessária em alguns queijos

Lactococcus lactis subsp. lactis, Leuconostoc cremoris

também produz CO2

pequenos olhos em alguns queijos (Gouda)

textura que permite crescimento de bolores

(queijos azuis)

Queijo

adição de renina ou quimosina

tempo e quantidade diferem com tipo de queijo

renina retirada do abomaso de ruminantes lactentes

bezerros, …

24/02/2013

23

Queijo

renina – enzima proteolítica

hidrolisa k-caseína entre Phe 105 e Met 106

proteína responsável pela estabilidade das micelas

perca de um macropeptido

formação de rede entre micelas

captura de humidade e glóbulos de gordura

Queijo

quimosina também produzida por bolores

Mucor miehei, M. pusillus, Endothia parasitica

pouco específica péptidos de sabor amargo

24/02/2013

24

Queijo

quimosina produzida por E. coli e leveduras

genes clonados idêntica à natural disponíveis

comercialmente

Queijo

queijos não curados

pasta mole

Requeijão

Lactococcus lactis ssp. lactis e cremoris,

Leuconostoc mesenteroides ssp.

cremoris

Mozzarella

S. thermophilus, L. delbrueckii ssp.

bulgaricus

queijos curados

pasta mole

Brie

L. lactis ssp.

Penicillium sp. e leveduras como flora

secundária

pasta semidura

Gouda

L. lactis ssp., Leuconostoc spp.

Propionibacterium como flora secundária

queijos azuis

L. lactis ssp., Leuconostoc spp.

Penicillium roquefortii, leveduras e micrococos como

flora secundária

pasta dura

Cheddar

L. lactis ssp.

lactobacilos e pediococos como flora secundária

queijos suíços

S. thermophilus, L. helveticus,

Propionibacterium spp.

24/02/2013

25

leite desnatado ou magro

não curado

aroma amanteigado

diacetilo

leite pasteurizado e arrefecido a 22 °C

inoculado

incubado 12 h, pH 4.7

coalho cortado em cubos

cozido a 52 °C, 50 min

remoção de soro

adição de sal

embalado e refrigerado

24/02/2013

26

inóculo adicionado a 106-107 cfu mL-1

coagulação completa após 30-45 min

inóculo continua a crescer e produzir ácido

mais coagulação

adiciona-se sal

ajuda expulsar soro e ar

maturação ou cura a 10 °C

até 5 meses desenvolvimento de flavour

24/02/2013

27

microflora durante maturação dominada por lactobacilos

não provenientes do inóculo

reacções enzimáticas e bacterianas

flavour

proteases e peptidases do inóculo proteases da renina

produção de péptidos

leite de vaca pasteurizado

adição de inóculo

incubação a 32 °C até acidez de 0.2%

adição de renina

coagulado, cortado em pedaços e cozido a 52 °C, 1 h

remoção de soro

24/02/2013

28

blocos colocados em salmoura

13 °C, 1-3 dias

maturado e depois curado

bactérias lácticas produzem ác. láctico

também algum acetato

grandes quantidades de lactato facilitam crescimento de propionibactérias

convertem lactato a piruvato e depois a ác. propiónico, acetato e CO2

proteínas hidrolisadas por renina, proteinases intracelulares e peptidases do inóculo

produção de pequenos péptidos e a. a.

sabor a noz e doce

24/02/2013

29

Queijo

actividade lipolítica e proteolítica de bolores

Stilton

Penicillium roquefortii

Camembert, Brie

P. camembertii

produzidos a partir de leite inteiro de vaca*

curados com bolores

24/02/2013

30

leite homogeneizado e pasteurizado

adição de inóculo primário

Lactococcus lactis ssp. cremoris ou lactis, Leuconostoc cremoris ou lactis

incubação a 32 °C

acidez aumenta até 0.2%

adição de renina

incubado até coalhar

coalho cortado e cozido, 38 °C

remoção de soro

coalho escorrido

16 h

colocado em salmoura

7 dias

furos para entrar ar

adição de esporos de bolor (Penicillium roquefortii)

10 °C, forte humidade, 4 semanas

cura 3 meses

4 °C

24/02/2013

31

bactérias lácticas

lactato, diacetilo, acetato, CO2, acetaldeído

crescimento para no início da cura

Lactococcus – homofermentativa

Leuconostoc - heterofermentativa

bolores

micélio cresce para o interior

crescimento continua durante a cura

furos ajudam saída de CO2 e arejamento do bolor

produzem lipases e proteinases extracelulares

metil cetona, D-lactona, ács. gordos voláteis - flavour

Vegetais fermentados

conservação por fermentação láctica

couves, pepinos, azeitonas outros em menores quantidades

24/02/2013

32


kimchi

Coreia

> 65 tipos diferentes

matérias-primas e processamento

principalmente couves e rabanetes

também alho, pimentos, cebola e gengibre


kimchi

Coreia

fermentação mais curta que choucroute

principalmente Leuconostoc mesenteroides

3 dias pH final ~4.2

24/02/2013

33


cultivares especiais de repolho

maior teor de sólidos

menor produção de resíduo líquido durante processamento

24/02/2013

34


remoção das folhas exteriores e coração

cortar finamente

adição de sal e colocação em recipientes para fermentação


teor de sal 2-3% (p/p)

~2.25%

< 2%

produto excessivamente macio

> 3%

não se consegue correcta sequência microbiana

24/02/2013

35


funções do sal

extrair humidade do repolho

formação da salmoura para fermentação

ajuda a inibir microflora natural

menor contaminação

selecção de bactérias lácticas

ajuda a manter textura crocante

inibir enzimas pectolíticas endógenas

contribui para flavour


recipientes selados com plástico

cheios com salmoura

pressão ajuda a expulsar ar

24/02/2013

36


- fermentação

flora inicial ~1% bactérias lácticas

após 2 dias ~90% bactérias lácticas

outras não conseguem crescer

produção de ácido (pH < 4)


- fermentação

fermentação iniciada por Leuconostoc mesenteroides

crescimento mais rápido

hetrofermentação

produz CO2

ajuda condições anaeróbias

impede oxidação de vit. C impede perca de cor

24/02/2013

37


- fermentação

L. mesenteroides fermenta frutose

produção de ác. acético – flavour acumulação de manitol


- fermentação

pH mais baixo inibe L. mesenteroides

substituídos primeiro por lactobacilos heterofermentadores

depois substituídos por lactobacilos homofermentadores

Lactobacillus plantarum, …

24/02/2013

38


- fermentação

ác. láctico continua a acumular

pH estabiliza a ~3.8 (pKa ác. láctico)

fermentação dura 4-8 semanas


crescimento de bolores e leveduras

mau cheiro, perca de acidez, menos crocante, cor rosada

24/02/2013

39


processo fermentativo contribui para estabilidade

tipo Espanhol – verdes tipo Grego -pretas


frutos não maduros tratados com base (~10 h)

1.0-2.6% NaOH

hidrólise oleuropeína responsável por amargor

inibe bactérias lácticas

24/02/2013

40


retira-se da base e lava-se com água

coloca-se em salmoura

5-6% sal

fermentação com diversas bactérias

sal aumenta até 8%


fermentação com bactérias lácticas e algumas leveduras

Lactobacillus plantarum mais importante

fermentação dura diversas semanas

final – pH 3.6-4.2 e 1% ác. láctico

24/02/2013

41


frutos maduros mantêm oleuropeína

não têm tratamento com base

salmoura até 10% sal

fermentação muito lenta


fermentação dominada por leveduras

Saccharomyces, Hansenula, Candida, Torulopsis, Debaryomyces, …

algumas bactérias lácticas se sal < 6-7%

pH final 4.5-4.8; ác. láctico 0.1-0.6%

24/02/2013

42


fermentação em salmouras com maior teor de sal ou menor


salmoura com 5-8% sal

açúcares convertidos em ács. orgânicos e outros produtos

Lactobacillus brevis, L. plantarum, Pediococcus pentosaceus

24/02/2013

43


1ª fase de fermentação

2-3 dias

diversas bactérias, leveduras e bolores

ambiente selectivo para bactérias lácticas e leveduras

fermentação ocorre na salmoura e interior dos pepinos


fermentações heteroláctica e malo-láctica podem levar a acumulação de CO2

purga de CO2

burbulhando N2

adição de inóculos homolácticos

24/02/2013

44


salmoura com 3-5% de sal

aromatizados com endro (Anethum graveolens) e especiarias

fermentação dura 3-4 semanas

processo total até 8 semanas

sequência de bactérias lácticas semelhante a choucroute


fermentação produz ác. láctico, ác. acético, …

24/02/2013

45

Carnes fermentadas

Mediterrâneo, China, Sueste Asiático

processo de conservação

fermentação láctica, salga e secagem

Carnes fermentadas

ingredientes típicos

carne magra 55-

70%

porco no sul da Europa

vaca, carneiro,

peru noutros locais

gordura 25-40%

sais 3% açúcares

fermentáveis 0.4-2.0%

especiaris e temperos

0.5%

inóculos, acidificante

s, ác. ascórbico, etc. 0.5%

24/02/2013

46

Carnes fermentadas

carne não pasteurizada antes da fermentação

destrói textura

pode ser pasteurizada no final

Carnes fermentadas

sais contribuem para sabor, cor, textura, estabilidade e segurança

NaCl e NaNO3 ou NaNO2

24/02/2013

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Carnes fermentadas

especiarias contribuem para flavour

algumas retardam degradação microbiana e promovem ferm. láctica

teor em Mn2+

ajuda a capturar O‚ʔ

Carnes fermentadas

bactérias lácticas aerotolerantes não possuem dismutase do superóxido

enzima captura anião superóxido

mecanismo alternativo de protecção

acumulação de Mn2+

Mn2+ depois regenerado

aumento do teor de Mn2+ estimula crescimento de bactérias lácticas

24/02/2013

48

Carnes fermentadas

glucono-d-lactona para produzir ác. glucónico

melhora acidez

ác. ascórbico

melhora cor e estabilidade

glucose

suplementa açúcar fermentável

Carnes fermentadas

ingredientes misturados a baixa temperatura

embalados

tradicional

colagénio dos intestinos

actual

celulose ou colagénio regenerado a partir de peles

24/02/2013

49

Carnes fermentadas

fermentação natural

mistura de ingredientes selecciona microflora

bactérias lácticas psicrotróficas

Lactobacillus sake, L. curvatus

inóculos

bactérias lácticas e bactérias redutoras de nitrato

podem incluir leveduras e bolores

Debaryomyces hansenii, Candida famata, Penicillium spp.

Lactobacillus plantarum, Pediococcus acidilactici,

P. pentosaceus

Carnes fermentadas

Pediococcus - homofermentativas

metabolizam glucose a ác. láctico (DL)

algum acetato e diacetilo

L. plantarum - heterofermentativa

metaboliza glucose a ác. láctico (DL)

grandes quantidades de acetato, EtOH, diacetilo

3 espécies capazes de produzir H2O2

perca de cor por oxidação da mioglobina

24/02/2013

50

Carnes fermentadas

bactérias redutoras de nitrato só usadas quando necessário reduzir NO„ a NO‚

Micrococcus varians, Staphylococcus carnosus

Carnes fermentadas

fermentação

15 ºC - > 40 ºC; 20 – 60 h

humidade controlada

secagem lenta

produção de ácido (pH < 5.2) promove coagulação de proteínas

expulsa humidade e desenvolve textura e flavour

24/02/2013

51

Carnes fermentadas

frequentemente fumados

flavour característico

fenóis do fumo antioxidantes e antimicrobianos

melhoram conservação

pode ocorrer crescimento de fungos na superfície dos não fumados

actividade lipolítica, proteolítica e antioxidante

Carnes fermentadas

secagem final

até 6 semanas

7-15 ºC; 65-85% humidade

24/02/2013

52

Carnes fermentadas

enchido Tailandês

baixo teor em gordura

Carnes fermentadas

fermentação curta

sem secagem

embalado em plástico impermeável

tradicionalmente folhas de bananeira

24/02/2013

53

Carnes fermentadas

fermentação provoca redução de pH

carne perde água durante fermentação

água retida na embalagem

Peixe fermentado

típicos do Leste e Sudeste Asiáticos

molhos e pastas de peixe

misturas de peixe e sal

reduzida intervenção microbiana

misturas de peixe, sal e carbohidratos

verdadeira fermentação

24/02/2013

54

Peixe fermentado

diversos pequenos peixes

colocados em recipientes com sal (~3:1)

aw < 0.75

só conseguem crescer halófilos extremos anaeróbios

Peixe fermentado

produção pode durar mais de 18 meses

autólise do peixe

enzimas do sistema digestivo e cabeça

produz líquido castanho, salgado (molho)

rico em a. a., péptidos solúveis e nucleótidos

pastas têm autólise menos extensa

24/02/2013

55

Peixe fermentado

fonte externa de açúcar fermentável

diversas receitas com 2 princípios base

maior teor de sal

processo mais longo e melhor conservação

maior teor de açúcar

fermentação mais rápida e flavour mais ácido

24/02/2013

56

Peixe fermentado

mais comum longe das costas

uso de peixe de água doce

Peixe fermentado

carne de peixe limpa salgada com ~10-20% sal

cerca de 1 dia

após remoção da salmoura, pode ser mais seco ao sol

período curto

24/02/2013

57

Peixe fermentado

adição de açúcar para iniciar fermentação láctica

arroz, …

possível adição de agentes sacarificantes

enzimas de bolores

koji, …

aceleram fermentação e aumentam produção de ácido

Peixe fermentado

alho contribui para flavour

estimula crescimento de bactérias lácticas

fonte de inulina

carbohidrato fermentável

24/02/2013

58

Peixe fermentado

fermentação dura ~2 semanas

microflora dominada por leveduras e bactérias lácticas

maioria dos produtos cozinhada antes de consumo

excepto I-sushi

24/02/2013

59

Bebidas alcoólicas

qualquer matéria-prima que forneça açúcares fermentáveis

mel, cereais, tubérculos, seiva de palmeira, frutos, …

fermentação alcoólica limitada pelo teor de açúcar e tolerância da levedura ao EtOH

fortificação, destilação, rectificação

aumento do teor de EtOH

Bebidas alcoólicas

cevada – principal matéria-prima

trigo, sorgo, milho-painço, …

invólucro da cevada é retido

protege durante armazenamento e transporte; auxilia filtração do mosto

baixa temperatura de gelatinização do amido da cevada maltada

52-59 °C; não inactiva a-amilase

cevada possui b-amilase

conversão rápida de amido e dextrinas em maltose

24/02/2013

60

Bebidas alcoólicas

conversão de amido em açúcares fermentáveis

método Oriental

utilização de preparados de enzimas

koji, …

método Ocidental

enzimas endógenas produzidas durante maltagem

Bebidas alcoólicas

maltagem

cereal demolhado e deixado a germinar

enzimas hidrolíticas atacam endosperma

germinação parada por secagem

humidade reduzida a 3-5%

ocorrem reacções de acastanhamento não enzimático entre a. a. e açúcares

cor da cerveja

24/02/2013

61

Bebidas alcoólicas

maltagem

malte triturado e misturado com água quente

teor de cálcio influencia processo

pp como fosfato de cálcio e reduz pH de 6.0 para 5.4

condições optimizadas para enzimas do malte

aumenta rendimento de extrato fermentável

Bebidas alcoólicas

maceração

sistema britânico

infusão num único recipiente a temperatura constante de 65 °C

sistema continental

aquecimento num intervalo de T

porção do macerado aquecido e de novo adicionada ao total

24/02/2013

62

Bebidas alcoólicas

maceração

actividade enzimática contribui para produção de líquido claro

mosto doce

2 enzimas necessárias para hidrolisar amido a maltose

a- amilase produz dextrinas b-amilase transforma dextrinas em

maltose

Bebidas alcoólicas

maceração

proteinases solubilizam proteínas do malte

nutrientes para levedura

fosfatases libertam fosfato inorgânico

nutriente para levedura; capacidade tampão do mosto

b- glucanases podem hidrolisar b-glucanos

causa de problemas na cerveja

24/02/2013

63

Bebidas alcoólicas

cocção

mosto doce aquecido

inactiva enzimas pasteuriza pp fosfato de

cálcio desnatura e pp

proteínas e taninos

Bebidas alcoólicas

cocção

adição de lúpulo

cones de Humulus lupulus

sabor amargo

isohumulonas

24/02/2013

64

Bebidas alcoólicas

cocção

dura 1-2 h

evapora 5-15% volume

retiram-se resíduos de lúpulo e sedimentos

mosto arrefecido até temperatura de fermentação

Bebidas alcoólicas

fermentação

S. cerevisiae var. cerevisiae

ales

fermentação de superfície

S. cerevisiae var. carlsbergensis (uvarum)

lagers

fermentação de fundo

24/02/2013

65

Bebidas alcoólicas

fermentação

ales

12-18 °C

lagers

8-12 °C

Bebidas alcoólicas

fermentação

conversão de açúcares fermentáveis em EtOH

via EMP

fermentação anaeróbia

favorecida por arejamento antes de inocular

O2 necessário para síntese de ács. gordos insaturados e esteróis da membrana celular da levedura

24/02/2013

66

Bebidas alcoólicas

fermentação – 1ª fase

mais vigorosa produção de

EtOH redução de pH remoção de N

Bebidas alcoólicas

fermentação – 2ª fase

crescimento da levedura para produção mais lenta de EtOH

24/02/2013

67

Bebidas alcoólicas

população de leveduras aumenta ~6 vezes durante fermentação

pode ser reciclada

lavagem ácida para remover contaminantes

mais usada para rações e produção de extratos

Bebidas alcoólicas

fermentação secundária durante armazenamento

Lager

1-2 semanas

deposição de leveduras

clarificação dissolução de CO2

24/02/2013

68

Bebidas alcoólicas

fermentação secundária estimulada por adição de açúcares

em barris

24/02/2013

69

Bebidas alcoólicas

filtrada e/ou centrifugada

embalada e pasteurizada

pasteurizada e embalada

24/02/2013

70

Bebidas alcoólicas

contaminantes

Obesumbacterium proteus, Klebsiella, Enterobacter

produzem odores persistentes produzem nitrosaminas

redução de nitrato a nitrito

Bebidas alcoólicas

contaminantes

Acetobacter, Gluconobacter

sobretudo nas lager

turbidez, viscosidade, ác. acético

24/02/2013

71

Bebidas alcoólicas

contaminantes

Zymomonas mobilis

produz EtOH

turbidez e flavour desagradável

Bebidas alcoólicas

contaminantes


Lactobacillus, Pediococcus

ácido láctico diacetilo

pode ser agradável

polímeros causadores de viscosidade

24/02/2013

72

Bebidas alcoólicas

contaminantes

leveduras selvagens

não usadas na fermentação

turbidez; odores desagradáveis

Saccharomyces não Saccharomyces

Pichia, Hansenula, Brettanomyces, …

24/02/2013

73

Bebidas alcoólicas

fermentação alcoólica de uvas

uvas esmagadas

mosto tratado com sulfito

retarda crescimento de bactérias acéticas, leveduras e bolores

Bebidas alcoólicas

mosto inoculado com Saccharomyces ellipsoideus

fermentação

3-5 dias, 21-32 °C

14-18% EtOH

24/02/2013

74

Bebidas alcoólicas

vinho fermentado separado dos sedimentos e armazenado

fermentação malo-láctica


reduz acidez e afecta flavour

Bebidas alcoólicas

resultam da destilação de EtOH produzido por fermentação

cereais, melaços, frutos, …

Whisky, Rum, …

24/02/2013

75

Bebidas alcoólicas

mosto acidificado para controlo microbiano

adição de ácido inocular com bactérias homolácticas

L. delbrueckii subsp. delbrueckii

reduz pH para 3.8 em 6-10 h

Bebidas alcoólicas

m.o. destruídos por aquecimento

arrefecido e inoculado

S. cerevisiae

destilado após fermentação

24/02/2013

76

fermentação em 2 passos

1) conversão anaeróbia de açúcar em EtOH

leveduras

maximizar produção de EtOH, sem preocupação com flavour

2) oxidação de EtOH a ác. acético

Acetobacter, Gluconobacter

Acetobacter spp. melhores produtoras de ácido

mais comuns em produção comercial

oxidam ác. acético a CO2 + H2O

controlar não exaustão de EtOH durante fermentação

24/02/2013

77

acetificação habitualmente semi-contínua

quando acetificação quase completa, retira-se uma porção

substituída por solução alcoólica de partida

fermentador retém quantidade substancial de vinagre

mantém cultura e teor elevado de acidez

protege contra contaminação e sobre-oxidação

bactérias acéticas difíceis de cultivar

fermentação iniciada com cultura não definida proveniente de anteriores fermentações

Acetobacter europaeus, A. hansenii, A. acidophilum, A. polyoxogenes, A. pasteurianus

24/02/2013

78

oxidação de EtOH a ác. acético em 2 passos

mediados por desidrogenase de álcool e desidrogenase de aldeído

técnicas de acetificação

cultura de superfície

bactérias formam película à superfície

mais simples

diversos modos de aplicação

culturas submersas

bactérias suspensas no meio

mais rápido

24/02/2013

79

acetificação superficial

processo Orleans processo rápido

maior área de película bacteriana

melhor transferência de oxigénio


superficial - processo Orleans

base alcoólica em barris parcialmente cheios

furos para arejar

deixado a acetificar até valor desejado

retira-se ⅓ a ⅔ pela torneira

substituído por base fresca

cada ciclo demora14 dias

24/02/2013

80


superficial - processo rápido

bactérias formam película num material inerte

recipiente de fundo falso

base alcoólica aspergida sobre material inerte

percola contra corrente de ar

líquido vai recirculando até atingir valor de acidez desejado

processo semicontínuo dura 4-5 dias

mantém acidez elevada e maioria da biomassa


culturas submersas

bactérias crescem em meio suspenso

oxigenação por irrigação com ar

processo semi-contínuo

24-48 h

requer maior controlo

risco de infecção por fagos

24/02/2013

81

– chá preto fermentado

fermentação à temperatura ambiente

7-10 dias

bactérias e leveduras

Acetobacter xylinum, Brettanomyces, Candida, Pichia, Saccharomyces, Zygosaccharomyces

produto final contém ács. orgânicos, componentes do chá, vitaminas e minerais

ligeiramente carbonatado

fermentação para despolpar

polpa composta por substâncias pécticas

m.o. pectinolíticos

Erwinia dissolvens


Leuconostoc, Lactobacillus

leveduras pectinolíticas

S. ellipsoideus, S. marxianus, S.

bayanus, Schizosaccharomyces

spp.

bolores

24/02/2013

82

grãos fermentados após extracção das cabaças

2-12 dias

fermentação provoca aquecimento (45-50 °C) e libertação de líquidos

após secagem, grãos são torrados

fermentação tem 2 fases

1ª fase

açúcares da polpa convertidos em EtOH

1º dia (21 ºC)

leveduras

3º dia (49 ºC)

redução de leveduras

7º dia

pH aumenta de 3.9 para 7.1

2ª fase

EtOH oxidado a ác. acético

3º dia

redução de bactérias

algumas bactérias acéticas sobrevivem

24/02/2013

83

leveduras

sobretudo S. cerevisiae

aumento de pH

3.5 para 4.2 hidrólise de ác. cítrico, na polpa

produção de EtOH, ács. orgânicos

destroem cotilédones

produção de voláteis

redução de viscosidade da polpa

leveduras

sobretudo S. cerevisiae

libertam endoenzimas

desenvolvimento de compostos percursores do chocolate

24/02/2013

84

Alimentos fermentados por bolores

mais relevantes no Oriente

produzido a partir de soja

outros vegetais e resíduos


grãos de soja demolhados para hidratar

ocorre fermentação bacteriana

reduz pH para 4.5-5.3

grãos descascados e cozidos

pasteuriza; destrói inibidor da tripsina e lectinas; liberta nutrientes para bolores

24/02/2013

85


grãos escorridos e ligeiramente prensados

remoção de humidade em excesso

arrefecem em tabuleiros

inoculados


inoculação

misturar tempeh com grãos cozidos nebulizar grãos com inóculo de esporos

inóculo preparado por incubação longa de um pedaço de tempeh

24/02/2013

86


inóculos

cultura mista de bolores, leveduras e bactérias

Rhizopus oligosporus mais importante

incubação 2 dias, 30-35 ºC

micélio desenvolve-se, agregando a massa

pH sobe até ~7 proteases fúngicas aumentam teor de

a. a.

lipases hidrolisam >⅓ gordura a ács.

gordos


esporulação do bolor descolora produto

produção de odor amoniacal acompanha proteólise

24/02/2013

87


fermentação remove factores antinutricionais

inibidor da tripsina lectinas ác. fítico oligossacáridos indutores de flatulência


fermentação promove aumento de vitaminas

B12

associada a crescimento de Klebsiella pneumoniae

24/02/2013

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flavour a frutos secos

consumido de vários modos

sobretudo após fritura

24/02/2013

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parecido com tempeh; feito de amendoim

Indonésia

bolor de tempeh como inóculo

também Neurospora intermedia

N. intermedia possui actividade a-galactosidase

redução de oligossacáridos causadores de flatulência


fermentação em 2 estágios

1) koji

bolores

2) moromi

leveduras e bactérias lácticas

24/02/2013

90


grãos de soja demolhados e cozidos

misturados com trigo grelhado

proporções idênticas

mistura inoculada com koji

previamente produzido a partir de uma mistura de substratos semelhante


koji contém mistura de estirpes de Aspergillus oryzae

bolores crescem através da mistura vegetal

camadas ~5 cm

2-3 dias; 25-30 ºC

24/02/2013

91


koji misturado com volume igual de salmoura

conc. sal 17-20%

condições tornadas anaeróbias

não há crescimento de bolor

actividade enzimática

hidrólise de proteínas, polissacáridos e ács. nucleicos

produz líquido rico em nutrientes


na fase moromi predominam leveduras e bactérias lácticas

~metade dos açúcares solúveis convertidos em EtOH e ác. láctico

pH final 4.5-4.9

EtOH 2-3%; ác. láctico 1%

Zygosaccharomyces rouxii, Torulopsis, Tetragenococcus

halophilus

24/02/2013

92


fase moromi pode durar > 1 ano

prensagem separa sólidos de líquido

sólidos podem ser misturados com salmoura

2ª fermentação produz molho de menor qualidade

líquido pasteurizado e filtrado

pode sofrer maturação

24/02/2013

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(JP) (CN)

pastas de soja

produção semelhante a molho de soja

juntam 40% de arroz ou cevada

usam sal seco em lugar da salmoura

fermentação mais curta

24/02/2013

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koji preparado com arroz cozido

A. oryzae produtoras de enzimas amilolíticas

junta-se água e S. cerevisiae na fase moromi


fase moromi

enzimas do bolor continuam a hidrolisar amido

açúcares fermentáveis convertidos em EtOH pela levedura

teor em EtOH ~20%

fermentação lenta

baixa T (13-18 °C) libertação lenta de açúcares

fermentáveis

24/02/2013

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elevado teor de sólidos no moromi

ajudam a manter levedura em suspensão e activa


fermentação dura ~3 semanas

sake estabilizado, filtrado e misturado (blend)

pasteurizado e engarrafado

24/02/2013

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à base de arroz doce

consumidos frescos ou adicionados a outros alimentos

vinho e vinagre de arroz

inóculos com base em bolores crescidos em arroz

Rhizopus, Mucor e leveduras amilolíticas

24/02/2013

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Alimentos produzidos por bolores

crescer micélio para usar como fonte alimentar

produto comercial - Quorn

micélio de Fusarium venenatum

cultura contínua

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cultura em meio com glucose, sais de amónio e factores de crescimento

colhido por filtração e lavado

texturizado para ser mais agradável ao consumo


necessário reduzir teor de RNA

aquecimento suave antes da filtração

activa RNAases do bolor

teor final de proteína – 44%

rico em fibra (paredes celulares)

alimentos fermentados

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