Universidad de El SalvadorFacultad de ingeniera y arquitecturaEscuela de Ingeniera qumica e Ingeniera de alimentos Departamento de ingeniera de alimentosMicrobiologa de alimentosCiclo II - 2014

Cultivo de microorganismos para la produccin de alimentos

Catedrtica: Lic. Ana Isabel Pereira de Ruiz.

Estudiantes:

NombreCarn

Arvalo Alvarenga, Vernica LissetteAA12008

Tejada Galdmez, Rhina Stefani TG11007

Ciudad universitaria, San Salvador 21 de octubre de 2014NDICE

OBJETIVOS3INTRODUCCIN4CULTIVO DE MICROORGANISMOS PARA LA PRODUCCION DE ALIMENTOS5I.Biotecnologa aplicada a la industria alimentaria.6a)Caractersticas generales de las cepas de microorganismos utilizadas en la fermentacin.7b)Tipos de fermentacin en la elaboracin de alimentos71.Fermentacin alcohlica81.1.Elaboracin de cerveza.81.2.Elaboracin de vino111.3.Elaboracin de pan142.Fermentacin actica142.1.Elaboracin de vinagre153.Fermentacin lctica163.1.Elaboracin de yogurt163.2.Elaboracin de quesos193.3.Conservas crnicas (embutidos)223.4.Conservas vegetales23

OBJETIVOS

Objetivo general:

Identificar los cultivos de microorganismos y los procesos en los que estos intervienen, para la fabricacin de diferentes productos alimenticios.

Objetivos especficos:

Definir que es biotecnologa y como es aplicada en la industria de los alimentos. Clasificar los tipos de fermentaciones utilizadas en la industria de los alimentos.

Conocer que sustancias son obtenidas, a partir de la accin de los cultivos de microorganismos.

INTRODUCCIN

Ciertas cepas de microorganismos lejos de ser alterantes en distintos productos alimenticios e incluso participar como vehculos para las infecciones o intoxicaciones transmitidas a travs de los alimentos, son muy necesarios para la fabricacin de una gran variedad de alimentos, cuya accin si bien no fue descubierta hace mucho tiempo, empricamente siempre estuvo presente desde las civilizaciones ms antiguas

Uno de los procesos ms importantes, dentro de la industria alimentaria es la fermentacin, por medio de la cual a travs de procesos metablicos de distintas cepas de microorganismos como Saccharomuyces cerevisiae y algunas especies de Lactococcus, Lactobacillus, Acetobacter y Streptococcus degradan la azcar azcar, en forma de glucosa, lactosa, contenida en distintas materias primas como leche, frutas, vegetales, productos crnicos, dando lugar a la formacin de compuestos de gran utilidad en la produccin de alimentos como el alcohol etlico, el cido lctico y el cido actico.

Estos distintos compuestos tienen abundantes aplicaciones, son imprescindibles en la elaboracin de las diferentes bebidas alcohlicas como la cerveza, los distintos tipos de vino y bebidas destiladas, a la vez son necesarios para la fabricacin de pan, conservas crnicas y vegetales y finalmente para la produccin de diferentes productos lcteos, yogurts y quesos.

CULTIVO DE MICROORGANISMOS PARA LA PRODUCCION DE ALIMENTOS

Ciertos y especficos microorganismos lejos de ser alterantes de alimentos o vectores inmersos en las intoxicaciones o infecciones alimentarias, se utilizan como aliados en la elaboracin de numerosos productos alimenticios e incluso en la fabricacin de aditivos.Sin comprender bien qu ocurra, las culturas ms antiguas han utilizado losmicroorganismoscomo aliados en la elaboracin de diferentes tipos de alimentos. La base de estos procesos casi siempre es la misma: un soporte rico en nutrientes sobre el que un determinado microorganismo se desarrolla y transforma el alimento en otro muy diferente, a travs de un proceso conocido comofermentacin. Algunos de los ms utilizados son las levaduras, responsables de la elaboracin del vino, la cerveza y el pan. Con el paso del tiempo, estas fermentaciones milenarias se estudiaron y controlaron para dirigirlas hacia la produccin de determinadas sustancias apreciadas en el alimento o, por el contrario, para eliminar las indeseables.

Definicin e historia de biotecnologa

La biotecnologa se puede definir como un conjunto de tcnicas en las cuales, se utilizan organismos vivos o partes de ellos o molculas derivadas de organismos vivos, para fabricar o modificar productos, incluso se describe como el uso integrado de disciplinas como: bioqumica, qumica y microbiologa, con el fin de obtener productos tiles y aplicaciones tecnolgicas de los microorganismos, cultivos celulares y otros sistemas biolgicos.

Se ha hecho uso de esta disciplina desde la antigedad, de manera emprica, sin conocer sus fundamentos y la existencia de los microorganismos implicados, es decir que el ser humano aprovecha las reacciones mediadas por microorganismos desde hace siglos, como por ejemplo:

Ao Producto o proceso

2000 a C.Bebidas alcohlicas por fermentacin de diferentes zumos de frutas en pueblos primitivos.

6000 a C.Cerveza y pan en Mesopotamia, Egipto y ChinaCultivo de via en el sur del Cucaso

3000 a C.Leches fermentadas y quesos en Medio OrienteTecnologas de vinos y cervezas en Egipto y Sumeria Vinagre a partir de zumos fermentados

2600 a C.Tecnologa del vino fermentado en Egipto

79 d C.Quesos azules

1070Queso Roquefort

1133Cerveza con lpulo: Santa Hildegarda

I. Biotecnologa aplicada a la industria alimentaria.

Fundamentalmente los agentes biolgicos utilizados, son los microorganismos, esto se debe a la capacidad de estos de tomar nutrientes del medio, transformndolos y finalmente liberando una gran variedad de productos al exterior, que son imprescindibles para la elaboracin de ciertos productos alimenticios.Conocemos que microorganismos especficos pueden producir cambios en la materia prima por la accin de enzimas microbianas en el substrato orgnico (alimento). Estos mismos microorganismos inhiben a su vez el crecimiento no deseado de otros organismos, debido principalmente a la produccin de productos como resultado de la accin metablica en la materia prima. Sustancias producidas por microorganismos como cido lctico, etanol y cido actico, entre otras, tienen caractersticas reconocidas como preservativos inhibiendo el crecimiento de otros microorganismos. Otros efectos benficos obtenidos por los procesos de fermentacin para la produccin de alimentos son: duracin del producto terminado es mayor que la materia prima; cambio en aroma y sabor y aumento en contenido de vitaminas y digestibilidad.

Los microorganismos presentan una serie de ventajas sobre los otros posibles sistemas biolgicos. Tienen una elevada diversidad metablica y una gran plasticidad. Siempre existir algn microorganismo que pueda hacer la reaccin que se desea en un determinado momento. El nico problema es que se ha de encontrar el microorganismo ms adecuado. Se cree que se conocen tan solo 1/3 de los microorganismos existentes en el mundo. Son extremadamente fciles y baratos de cultivar. Crecen sobre sustratos baratos.

Las condiciones de cultivo son baratas de obtener y mantener, en comparacin con las que se necesitara para las transformaciones qumicas. No es necesario normalmente incrementar la temperatura ni la presin. En muchos casos son los propios organismos los que provocarn un cambio de la temperatura. En ocasiones ser incluso necesario refrigerar.

El proceso por el que los microorganismos fabrican los distintos productos a gran escala se denomina fermentacin. La fermentacin es una transformacin que sufren un gran nmero de sustancias orgnicas en determinadas circunstancias y que se traduce por una oxigenacin o una hidratacin, mediante un proceso metablico realizado por microorganismos o enzimas que provocan reacciones oxidacin- reduccin, de las cuales el organismo productor deriva la energa suficiente para su metabolismo.

Lafermentacines la transformacin de una sustancia orgnica en otra utilizable, producida mediante unproceso metablico por microorganismos o por enzimas que provocan reacciones de oxidacin-reduccin, de las cuales el organismo productor deriva la energa suficiente para sumetabolismo.

a) Caractersticas generales de las cepas de microorganismos utilizadas en la fermentacin.

Como resulta evidente, el principal factor involucrado en el xito o fracaso de un proceso de fermentacin es el microorganismo. Una cepa econmicamente rentable deber cumplir una serie de atributos generales, independientemente del proceso en que est implicada.

1. Tiene que estar disponible en cultivo puro, libre de otros organismos. 2. Tiene que ser capaz de producir fcilmente clulas vegetativas y/ o esporas u otras unidades de propagacin, para aumentar su valor. 3. Tiene que crecer vigorosamente una vez introducida en el fermentador, ya que no todos los organismos crecen adecuadamente en volmenes grandes, y usar sustratos baratos. 4. Tiene que formar un producto conveniente, preferiblemente uno solo, fcilmente recuperable y, si es posible, en ausencia de productos colaterales txicos. 5. Tiene que producir la sustancia deseada en un tiempo corto, a ser posible menor a 3 das. 6. Es mejor si tiene proteccin contra posibles contaminaciones, ya sea por crecer a pH cido, o a elevadas temperaturas 7. Tiene que ser modificable, mejorable mediante agentes mutagnicos, pero ha de ser genticamente estable en ausencia de stos. 8. Tiene que ser fcilmente conservable en perodos largos de tiempo.

b) Tipos de fermentacin en la elaboracin de alimentos

Las fermentaciones ms comnmente utilizadas en la industria de alimentos son: 1. Fermentacin alcohlica La produccin de etanol es un proceso industrialmente viejo. El etanol por su uso como materia primera qumica se produce por fermentacin, para la produccin de bebidas alcohlicas desde hace miles de aos. El etanol se produce por fermentacin para fabricar bebidas alcohlicas como la cerveza y el vino e incluso en la elaboracin del pan. La fermentacin alcohlica es un proceso anaerbico realizado por las levaduras y algunas clases de bacterias. Estos microorganismos transforman el azcar en alcohol etlico y dixido de carbono. La produccin de etanol por fermentacin de la glucosa se produce por la va de Embden - Meyerhof Parnas (EMP). A travs de esta va, el piruvato producido pasa a ser acetaldehdo por accin de la piruvato descarboxilasa. El acetaldehdo pasar a alcohol por accin de la alcohol deshidrogenasa. El 96% de la produccin de etanol la llevan a cabo hongos, diferentes especies de levaduras, principalmente: Saccharomyses cerevisae, Khuyveromyces fragilis y torulospora. La reaccin de la fermentacin es la siguiente:C6H12O6 ---- 2 Acido pirvico + 2NADH2 ----- 2 Etanol + 2CO2 + 2ATPLa glucosa es transformada en dos molculas de cido pirvico en la glucolisis. En la fase de regeneracin del NADH2, el pirvico es reducido por el NADH2, el pirvico es reducido por el NADH2 y se convierte en etanol y CO2 . Tambin se producen 2 molculas de ATP que son utilizadas por la levadura para su metabolismo.

1.1. Elaboracin de cerveza.La cerveza es la bebida alcohlica ms consumida en el mundo. El proceso de produccin de la cerveza es importante como tal, como sistema de produccin de la cerveza, pero tambin porque es la base de todas las bebidas alcohlicas que tengan como base la fermentacin a partir de cereales, como el whisky. La elaboracin de esta se puede resumir en cinco etapas.

Materias primas y preparacin de la malta.En los granos de cereales utilizados para la elaboracin de cerveza especficamente cebada y a veces maz y arroz, los carbohidratos se encuentran en forma de almidn principalmente. Dado que las levaduras utilizadas en la fermentacin no tienen amilasas, es necesario hidrolizar este almidn. Este proceso se conoce como malteado. Se trata de una sacarificacin, ya que se pasa de almidn a sacarosa. Consiste en hacer germinar los granos de cebada para que produzcan los enzimas necesarios para la transformacin de protenas en aminocidos y el almidn en azcares fermentables.. Durante la germinacin se producen diferentes enzimas hidrolticos como - y -amilasas, peptidasas, celulasas.La -amilasa ya est presente en el grano, pero en una forma inactiva, que se activar por unin a otras protenas. Es la encargada de la mayor parte de la degradacin del almidn. Una vez alcanzado el grado deseado de germinacin, cuando los granos estn blandos, la malta se deseca hasta tener un 6% de humedad aproximadamente, a 65 C primero y despus a 80 85 C, para reducir la humedad a un 4,5%. Con esto se detienen los procesos de germinacin, de crecimiento bacteriano y se favorece la reaccin de Maillard, que contribuye a darle a la cerveza su aroma y color caracterstico. El malteado es un proceso limpio, ya que el resultado est esterilizado. Maceracin y filtracin. Durante la maceracin, las materias primas se extraen con agua, con lo cual los azcares y otros nutrientes necesarios para la fermentacin, que sean solubles, se extraern del cereal. Esta fase se hace en condiciones de calentamiento controlado. Puede hacerse de dos maneras. Maceracin por infusin: el grano se introduce en una cmara de maceracin, el fondo de la cual est constituido por una placa filtrante, parcialmente llena de agua caliente, a una temperatura de 65, para permitir la conversin enzimtica y la extraccin del mosto. Posteriormente el mosto se separa por filtracin, mientras que la parte insoluble se usa para hacer piensos.Maceracin por decoccin: la harina se macera a unos 50 C inicialmente, pero la temperatura va subiendo. Se transfiere parte de la masa a una caldera, donde hervir y se devolver a la masa restante. Una vez macerado, el mosto se separa de la masa agotada por filtracin en una tina llamada cmara de clarificacin. La temperatura ptima de las proteasas, amilasas, de la malta usada dicta las condiciones de maceracin. Si al final del proceso de maceracin la extraccin de azcares ha sido insuficiente, pueden aadirse harinas ms sacarificadas de otro cereal que aporten ms amilasas. El resultado de la maceracin se mezcla con lpulo, que aporta componentes como el pirogalol, taninos, resinas y aceites, que dan la amargura caracterstica de la cerveza y adems actan como estabilizantes. Coccin del mosto. El mosto clarificado mezclado con el lpulo se cuece durante 60 90 minutos, con tal de favorecer: La inactivacin de los enzimas de la malta La esterilizacin del mosto La precipitacin de las protenas y los taninos, que se separan, en la clarificacin del mosto. La extraccin de sustancias amargantes procentes del lpulo. El lpulo se pone y se elimina despus, pero deja el gusto caracterstico. Si no se pusiese, no tendra el gusto caracterstico, en cuyo caso tendramos mosto cervecero, que podra servir para muchas cosas. La produccin de color, aromas, y sabores caractersticos por la caramelizacin de los azcares, la formacin de melonoidina y la oxidacin de los taninos. Destilacin de los voltiles. A continuacin se separa el precipitado proteico, el lpulo agotado y el resto de slidos, a veces con la ayuda de un agente floculante, en un separador adecuado o mediante la combinacin de un tanque de sedimentado y un filtro o centrfuga. Una vez separados los slidos, el mosto se enfra, mediante un sistema de intercambio de calor, hasta la temperatura inicial de fermentacin. Adems se airea hasta que la concentracin de oxgeno sea entre 5 y 15 mg por litro, para favorecer la formacin de cidos grasos insaturados y esteroles que despus no se podrn producir. Fermentacin de la cerveza.El mosto se inocula con levaduras, hasta que tiene aproximadamente 107 clulas por ml o ms, si es necesario para incrementar la velocidad de fermentacin. Tradicionalmente la produccin de la cerveza inglesa, ale, se haca entre 15 - 22 C, y se usaban levaduras de fermentacin alta, Saccharomyces cerevisiae, que suban a la superficie y se podan eliminar en forma de espuma, mientras que la cerveza lager, o pilsen alemana, se haca entre 8 y 15 C y con levaduras que sedimentaban al fondo del contenedor, Saccharomyces carlsbergensis, hacia el final del proceso. Con la introduccin de los grandes dispositivos fermentadores y el uso de centrfugas, esta tendencia tiende a desaparecer. En las fermentaciones para obtener lager, el recuento inicial de clulas es de 107 clulas por mililitro. Se usan levaduras seleccionadas, preparndose un inculo nuevo para cada fermentacin. La temperatura inicial es de unos 10 C. Al cabo de unos 3 das, la poblacin de levaduras se ha incrementado unas 4 5 veces. La temperatura tiende a aumentar a lo largo del proceso de fermentacin. Puede ser necesario refrigerar cuando se alcanza el mximo. Si la temperatura se mantiene entre 6 y 10, la fermentacin dura unos 10 das, pero si se hace entre 15 y 22 C, se completar en 3 das. Durante el proceso de fermentacin, el pH desciende aproximadamente una unidad, a partir de un valor inicial de 5,2. Contribuye a acidificar el medio el cido actico que se forma por oxidacin del aldehdo. Los azcares fermentables, que suelen constituir entre el 70 y el 80% de los carbohidratos del mosto se convierten totalmente en etanol durante la fermentacin. El resto de los carbohidratos suelen ser dextranos nos susceptibles de ser atacados por las amilasas de la malta, debido a los enlaces glucosdicos (1->6). En la produccin de ale, el pH baja hasta 3,8 y se requieren tan solo de 5 a 7 das. Maduracin y acondicionamiento final de la cerveza. La cerveza recin fermentada, la cerveza verde, se somete a diversos tratamientos antes de ser embotellada. La maduracin implica una fermentacin secundaria por las levaduras residuales que pasan a la cerveza desde el fermentador primario. Durante este proceso se reduce la cantidad de maltotriosa residual, as como aumenta la concentracin de algunos esteres. El CO2 es producido por esta fermentacin secundaria, o es aadido posteriormente. Normalmente se aade despus, pero de hecho depende del lugar. Este dixido de carbono ayuda a eliminar el oxgeno residual, as como otros voltiles no deseados. En ocasiones se aaden aditivos para clarificar y ajustar el color, sabor y aroma de la bebida, as como para estabilizar la espuma. Posteriormente la cerveza se almacena a bajas temperaturas, entre 2 y 6 C, durante un perodo de 4 das a 4 semanas. Despus del acondicionamiento, la cerveza contiene clulas microbianas, precipitados proteicos y sustancias coloidales, que se separan por floculacin, centrifugacin o filtracin. La estabilidad microbiolgica se consigue en cervezas y latas por la limpieza del envase y posterior pasteurizacin del producto a envasar. En barriles se esteriliza el barril y la cerveza por separado, y se envasa en condiciones aspticas.1.2. Elaboracin de vino

La calidad del vino depende en gran medida de la calidad de la uva usada. El clima ideal para la produccin de uva para hacer vino, que es casi cualquier tipo, es aquel clima que tiene una estacin de crecimiento larga, con veranos bastante clidos para que se produzcan azcares, pero no tanto para que se produzca una acidificacin natural de la via. El contenido en azcares de la uva aumenta a medida que madura, alcanzando un 60% en el momento de la cosecha, mientras que la acidez baja. Una diferencia con respecto a la cerveza es que no es necesario ningn proceso de malteado ni similar. Adems, se ha de tener en cuenta que la uva negra est pigmentada. Peridicamente se examina la uva, midindose el contenido de azcares y de acidez, buscando el momento adecuado en el que se alcance el balance deseado. Se ha de tener en cuenta que el punto de maduracin de la uva destinada a la elaboracin de vino es diferente al punto de maduracin de la uva para consumo. Si tiene mucha acidez tendr poco azcar, de manera que producir poco alcohol. La uva se paga por los gramos probables de alcohol que producir, ya que se sabe que 17 gramos de azcar equivaldrn a 1 de alcohol. Por otro lado, la uva es bastante pobre en nitrgeno y fsforo, de manera que ser necesario cuidar bien la via para que no sea necesario aadir estos nutrientes en la fermentacin. Si la uva es pobre en azcar se aadir azcar, pasas o uva parcialmente desecada como suplemento. Por otro lado, la baja concentracin de cido permite el crecimiento bacteriano, lo que puede provocar sabores extraos en el vino, de manera que no puede ser una maduracin excesiva. Un bajo contenido de cido se puede corregir por la adicin de cido tartrico, o otros como SO4o Ca3(PO4)2, aunque algunos pases no aprueben estas adiciones. El pH del mosto ha de ser cido, menor a 3, de manera que slo crezcan levaduras, bacterias lcticas o acticas. Cuando se consigue el balance de azcar cido deseado se hace la vendimia y la uva se prensa de manera que no se rompan las semillas, que daran un gusto amargo. El rendimiento del zumo es de 625 L por tonelada de uva, aproximadamente. Entonces se hace la vinificacin, que es la transformacin del zumo en vino. Este proceso es diferente para el vino blanco, para el rosado y para el tinto. Todos son tratados antes de fermentados con SO3-- para retardar el crecimiento de bacterias lcticas, acticas y de levaduras salvajes.Vinificacin en negroEn la vinificacin en negro, lo que se pretende es obtener evolucionado, que pasa por 2 o 3 fermentaciones, que tenga un bouquet alto, derivado de tal madurez, del envejecimiento del producto bsicamente, ms que de la fermentacin. En cambio, en el vino blanco lo que se pretende es conservar el aroma de la uva, por lo que los procesos sern esencialmente diferentes. El vino negro se obtiene nicamente de la uva negra, mientras que el blanco se puede obtener de ambos tipos de uva. El motivo de esto es que el color de la uva est en la piel, ya que la pulpa siempre es blanca. En la vinificacin en negro se deja que el zumo macere con la piel para que las antocianinas de la piel se solubilicen en l. En cambio en el blanco se evita la extraccin del pigmento. Despus del prensado, el mosto para hacer negro se encuba y se deja macerar y fermentar para que se extraigan los pigmentos. Cuando empieza la fermentacin pierde un poco de color, de manera que para que no pierda tanto se puede aadir de nuevo mosto. Cuando tiene el color adecuado se sacas de las cubas, en el proceso de descube. La pasta que ha quedado se prensa y se hacen orujos, que pasarn a la produccin de vino a granel o a la destilacin para obtener etanol. El mosto acaba de fermentar en una fermentacin alcohlica producida por Saccharomyces ellypsoideus y Saccharomyces cerevisiae. Ms o menos al mismo tiempo, o ligeramente despus se produce una fermentacin malolctica. La fermentacin malolctica es llevada a cabo por bacterias lcticas del gnero Leuconostoc, especficamente Leuconostoc oenos, que usan el cido mlico producido durante la fermentacin alcohlica y algunos azcares residuales, transformndolo en cido lctico, lo que le da al vino un gusto ms suave, tpico de vinos de crianza. Como resultado de esto los vinos pierden acidez, aunque el pH no vara, sino que vara el tacto a la boca. Tambin se pierde aspereza y adquiere un gusto aejo, adquiriendo un ligero efecto efervescente. Las bacterias lcticas suelen quedar de manera residual, pero si no quedan, se pueden aadir. Posteriormente se hace una clarificacin en la que se extraen casi todas las levaduras, ya que si no se extrajesen podran causar problemas. Posteriormente el vino se deja envejecer en botas de madera, en un proceso de envejecimiento oxidativo, durante el cual se producen una serie de reacciones que le dan al vino su gusto caracterstico. Tambin se pueden producir precipitados que se eliminarn por filtracin. Desde hace unos 10 aos se hace un proceso conocido como estabilizacin tartrica. El cido tartrico se encuentra en saturacin en el vino. Despus de la estabilizacin tartrica se vuelve a filtrar, por un filtro de 0,45 m de dimetro, para eliminar levaduras. Despus de esto se embotella y se deja pasar por un proceso de envejecimiento reductor. Vinificacin en blanco Las diferencias respecto a la vinificacin en negro son: Slo se utiliza el prensado, se evita la extraccin de pigmentos. No se envejece el vino, porque en el vino blanco no queremos buscar los aromas debidos al envejecimiento, sino que queremos un aroma afrutado. Desfangado: Como no se limpia, no se desrapa, despus de exprimirlo queda como un fango, que se puede eliminar por sedimentacin o por centrifugacin. Esto hace que se pierdan algunas levaduras. Esto hace que a la fermentacin le cueste empezar. De hecho el sustrato es peor que en el caso del vino negro. Se aade SO3-- a lo largo de todo el proceso, no solo al principio Generalmente no hay fermentacin malolctica porque la uva no se coge tan madura. Algunos vinos que contienen mucho azcar tras el embotellado sufren una segunda fermentacin. Al estar la botella cerrada el CO2 liberado no escapa, dando lugar a las burbujas de los vinos espumosos.El medio es un vino hostil para el crecimiento de los microorganismos dado su elevado contenido en alcohol y su pH de 3. Si se contamina por bacterias del cido actico y hay aerobiosis estas le convierten en vinagre (agriamiento o picado del vino). En los vinos con bajo contenido en alcohol, aun despus del embotellado pueden seguir actuando levaduras por lo que pasteurizan o esterilizan. Tambin se hace un aclarado o filtrado para eliminar turbidez.Las bebidas destiladas se obtienen al hacer la fermentacin en caliente y luego destilndolas para aumentar el grado alcohlico. As:

DestiladoProducto

Destilando malta fermentadaWhisky

Destilando jugo de caa de azcarRon

Destilando uva fermentadaBrandy o Coac

1.3. Elaboracin de pan

Otro producto alimenticio obtenido a travs de la fermentacin alcohlica es el pan. Como cultivo iniciador, se utiliza la levadura Saccharomyces cerevisiae, la cual hace una fermentacin alcohlica sobre los azucares de la harina del trigo.Inicialmente se debe disponer de levadura seca, al hacer crecer en un medio rico en oxgeno. La mezcla se centrifuga para separar la levadura. Esta levadura es la que se aade a la mezcla de harina, agua y sal.Posteriormente se deja la mezcla en reposo, por algunas horas. El almidn es degradado a glucosa por las enzimas denominadas amilasas provenientes de la misma harina, y la glucosa liberada es atacada por la levadura dando lugar a la formacin de CO2 que da lugar a las burbujas u ojos en el pan, y etanol. El CO2 desprendido esponja el pan y aumenta de tamao. La masa fermentada se coloca dentro de un horno y con el calor de la coccin se pierde el alcohol, el CO2 y las levaduras mueren.

2. Fermentacin actica

La produccin de cido actico a partir de lquidos alcohlicos es conocida desde hace tanto como la produccin de las bebidas alcohlicas. El vinagre es un producto muy viejo, y aunque por el nombre podramos pensar que es solo un subproducto de la industria del vino, es ms que eso. De hecho para hacer un vinagre de mesa no podremos partir de un vino malo.La fermentacin actica es la fermentacin bacteriana por las bacterias del vinagre o bacterias del cido actico como: Acetobacter aceti, Acetobacter oxydans o Gluconobacter, que son gneros de bacterias aerbicas, que degradan parcialmente el etanol hasta cido actico.

Es decir que el cido actico es producido mediante la fermentacin de varios sustratos, como solucin de almidn, soluciones de azcar, o productos alimenticios alcohlicos como vino o sidra.

El proceso de fermentacin actica es aerobio y el O2 es el aceptor final de los electrones que pierde el etanol, por lo que no es una fermentacin en sentido estricto y el producto est ms oxidado que el sustrato. Se denomina fermentacin porque la oxidacin que se lleva a cabo es incompleta.El sustrato inicial que contiene etanol puede ser el vino (agriamiento del vino), una disolucin de etanol. Dura varias semanas, ya que en el tonel la difusin del aire es lenta.Todos los mtodos requieren un sustrato inicial con una concentracin de etanol baja, que no sea superior al 5 6%, porque al principio es sensible al alcohol, y una cierta cantidad de azcares, porque al principio de la fermentacin se usan azcares. Las materias de partida sern vino, suero de la leche, malta o sidra, que no requerirn ningn componente adicional para ser una solucin completa de nutrientes. En cambio si usamos licores de patata o grano ser necesario aadir nutrientes en muchos casos para poder obtener el crecimiento y la produccin de actico.El proceso es el siguiente:

2 Etanol -- 2 acetaldehdo --- 2 cido acticoO2 ---- H2O

El Acetobacter es de particular importancia comercialmente, debido: Son usadas en la produccin de vinagre (intencionalmente convirtiendo el etanol del vino en cido actico). Pueden destruir vino al infectarse para producir excesivas cantidades de actico o acetato etlico, hacindolo implacable. El cido actico tambin es mejor conocido como cido metilencarboxlico, se puede encontrar en forma de ion acetato. ste es un cido que se encuentra en el vinagre, siendo el principal responsable de su sabor y olor agrios. Su frmula es CH3-COOH (C2H4O2).

Entre algunos ejemplos de la fermentacin actica se pueden mencionar:Europa Occidental: la sidra y vinagre de manzana y el vinagre de vino, kambuchafrica: vinagre de vino de palmeraFilipinas: vinagre de agua de coco2.1. Elaboracin de vinagre

El vinagre es esencialmente el resultado de dos fermentaciones. El azcar presente en la fruta es la base para la produccin del vinagre. En la primera etapa se transformara en Alcohol y CO2, por accin de las Levaduras, dando como resultado un licor al que llamamos Mosto Alcohlico, a esta primera etapa se denominara Fermentacin Alcohlica. La segunda etapa se denomina Fermentacin Actica en donde el Mosto Alcohlico se transforma en Acido Actico y Agua por accin de las bacterias Acetobacter o Gluconobacter, dando lugar al vinagre. El producto obtenido suele tener entre 5 a 6% de cido actico y presentar un aroma suave afrutado caracterstico de su materia prima empleada.Reaccin

Despus que la fermentacin actica se ha completado, el vinagre no puede ser expuesto al aire debido a que puede sufrir una oxidacin adicional a dixido de carbono y agua, reduciendo el vinagre rpidamente a una condicin de baja calidad. Para evitar sta situacin el vinagre deber ser colocado en recipientes completamente llenos y fuertemente sellados. El cido actico es utilizado como un conservante previniendo el crecimiento de las bacterias y los hongos. As mismo, es agregado en la mayonesa para incrementar el efecto de inactivacin contra la Salmonella,ingrediente verstil de sus comidas como resaltador del sabor o condimento, un ablandador delas carnes, un preservarte natural de alimentos, un agente medicinal y un elemento de gran utilidad en lalimpieza del hogar.

3. Fermentacin lctica

El cido lctico en teora debera ser uno de los cidos ms consumidos por la industria alimentaria, porque la fermentacin lctica interviene en la fabricacin de muchos alimentos. Pero de hecho, debido a que en la mayora de los casos la fermentacin lctica se hace sobre el producto, y no se aade de manera adicional, el cido lctico es uno de los productos en los que resulta ms barato usar la sntesis qumica que la biolgica. La fermentacin para obtener litros de cido lctico no tiene mucho sentido, pero s que lo tiene la fermentacin lctica para la fabricacin de muchos productos diferentes como pueden ser: - Productos lcteos - Conservas crnicas. Embutidos. - Conservas vegetales. Los microorganismos que llevan a cabo esta fermentacin se denominan fermentos lcticos o bacterias del cido lctico, que se encuentran de forma natural en la leche como los gneros Lactococcus, Lactobacillus (L. bulgaricus, L. acidophilus) que son heterofermentadores y Streptococcus (S. lactis, S. termophilus y S. cremoris) que son homofermentadores y a veces el Leuconostoc. Estas cepas son cocos o bacilos mviles, anaerobios facultativos. El proceso de esterilizacin de la leche (altas temperaturas) los elimina.

En esta fermentacin estos microorganismos convierten la lactosa (azcar de la leche) primero en galactosa y glucosa, y estas despus en cido lctico.

Lactosa + 2H2O--2 Glucosa -- 4 cido lctico + ATP

Estas bacterias son las responsables del agriamiento espontaneo de la leche (leche cortada), al formarse el acido lctico, baja el pH y se coagulan (desnaturalizacin) las protenas lcteas, adquiriendo una textura mas o menos solida.

3.1. Elaboracin de yogurt

Aunque se ha utilizado leche de diferentes especies animales para la fabricacin del yogur, en laindustrializacin se utiliza bsicamente leche de vaca. Puede utilizarse, leche entera, leche parcialmente descremada, leche descremada o crema de leche. La leche ms apropiada es la que posea un contenido elevado de protenas por razn de su alta densidad.

A pesar de ello no es necesario elegir una leche con una proporcin elevada de extracto seco para la produccin de yogur, pues aquel puede ser aumentado ms tarde por medio de otros productos como, leche descremada concentrada, leche en polvo descremada, suero, lactosa. Para que el cultivo iniciador se desarrolle, han de tenerse en cuenta los siguientes criterios:

Bajo recuento bacteriano. Libre de antibiticos, desinfectantes, leche masttica , calostro y leche rancia. Sin contaminacin por bacterifagos.

Pasteurizacin

En la preparacin del yogurt, la leche se pasteuriza a 95 96 C por un tiempo de 5 min. Para destruir los microorganismos patgenos y la flora que no interese. Luego se enfra hasta los 45 C que es la temperatura que normalmente se usa en la incubacin.

Incubacin

Se inocula con un starter de los tres microorganismos, el Streptococcus termophilus, el Lactobacillus bulgaricus y el Lactobacillus acidophillus, pero que han sido cultivados por separado para evitar un exceso de produccin de cido lctico. De este modo, no se ve favorecida una especie frente a la otra dentro del mismo starter. Si la leche est libre de inhibidores, la actividad microbiana est determinada principalmente por la temperatura de incubacin y la cantidad de inculo agregado. Mientras mayor sea la diferencia con la temperatura ptima y menor la cantidad de inculo agregada mayor ser el tiempo de fermentacin.

En la elaboracin de yogurt es preferible usar un corto tiempo de procesamiento, y para eso se regula la temperatura y la cantidad de inculo. Normalmente se usan temperaturas de incubacin entre 42 y 45 C, de 2 a 3% de cultivo y un tiempo de incubacin de 230 a 3 horas. En un principio el pH (comnmente de 6,8) es favorable para el Streptococcus termophilus que se desarrolla ms rpido produciendo cido frmico y dixido de carbono, bajando as el pH hasta 5 aproximadamente. De este modo se estimula el crecimiento del Lactobacillus bulgaricus. Al mismo tiempo, el desarrollo del Lactobacillus bulgaricus favorece el crecimiento del Streptococcus termophilus por la produccin de nutrientes como cido lctico, pptidos y aminocidos como la valina. Esta aparicin del cido lctico es el que provoca el descenso del pH, que a su vez es el responsable de la coagulacin de la leche.

En los productos lcteos fermentados, la fermentacin culmina cuando se alcanza un valor de 4,2 a 4,5 de pH aproximadamente, o cuando se observa un valor de 0,75 a 0,8 de acidez titulable. Una vez lograda la acidez requerida, debe enfriarse a 4 o 5 C para detener la fermentacin y evitar que se siga produciendo cido lctico.

Fermentacin y Envasado.

Este proceso de fermentacin se puede lograr de dos maneras distintas, segn se quiera obtener yogurt firme o yogurt batido.

Fermentacin del yogurt firme

La leche se calienta hasta una temperatura entre 42C y 45C y se aade el fermento en una proporcin del 2%, adicin que generalmente se realiza en continuo. Posteriormente, la leche se envasa en vasitos o tarritos que se llevan al interior de una estufa a una temperatura entre 42C y 45C, durante un tiempo de 2 a 3 horas, hasta obtener la acidez deseada (aproximadamente el 1% de cido lctico). Para la fabricacin de yogures aromatizados se aaden los aromas de frutas antes de la fermentacin. La fermentacin se detiene enfriando los envases en cmaras fras muy ventiladas o en tneles de refrigeracin.

Fermentacin del yogurt batido

La leche se mantiene en un tanque a una temperatura entre 42C y 45C. Tras la adicin de los microorganismos la fermentacin tiene lugar en el tanque. Cuando se alcanza la acidez deseada, la leche coagulada se agita para conseguir una masa homognea, brillante y viscosa. se refrigera en un intercambiador de calor y se envasa en recipientes que son inmediatamente refrigerados.El enfriamiento se efecta para terminar el desarrollo de acidez. Se recomienda enfriar el producto a 22-24C ya que a esa temperatura se inhibe el desarrollo de las bacterias.A esta temperatura eventualmente se adicionan las frutas y el azcar antes del envasado. El enfriamiento del producto da tambin una mejor estabilidad porque las protenas absorben ms agua a bajas temperaturas y por el restablecimiento de la estructura de las protenas. Si se envasa a bajas temperaturas se destruye la estructura de las protenas y no es posible conformarla otra vez a las temperaturas bajas de almacenamiento.

El producto final debe tener un color uniforme, no debe tener mal sabor u olor y debe presentar una textura homognea.El no realizar un proceso adecuado puede provocar un yogurt con separacin de slidos y suero.

3.2. Elaboracin de quesos

La definicin admitida internacionalmente es la siguiente: Queso es el producto fresco o madurado obtenido por coagulacin y separacin del suero de cualquiera de los siguientes productos: leche, nata, leche desnatada (total o parcialmente), suero de mantequilla o de una mezcla de cualquiera de ellos.Etapas necesarias para la fabricacin de queso: Recepcin y Tratamientos Previos de la LecheLa leche que se recibe en la quesera debe ser de buena calidad, con contenido bacteriano bajo. Si es posible se debe recibir enfriada a 4-6 C en cisternas, que se descargarn en tanques de acero inoxidable y se enfriar la leche a 3-4 C en caso de llegar a temperaturas mayores.Aunque la leche recibida sea de buena calidad, siempre se pueden producir infecciones, por lo que la quesera debe ser limpia y la leche se debe higienizar pasndola por una centrfuga para eliminar impurezas slidas y pasteurizarla despus a una temperatura de70-80 C durante unos segundos para eliminar microbios patgenos que pueden perjudicar la salud del consumidor. Coagulacin de la LecheEn esta fase y antes de la coagulacin propiamente dicha, se puede aadir a la leche: Cultivo de bacterias lcticas, como por ejemplo Streptococcus lactis y Streptococcus cremoris, cuya misin es transformar el azcar de la leche (lactosa) en cido lctico, lo que hace que la leche se acidifique con lo que coagular ms fcilmente. La adicin de cultivos lcticos se suele realizar a una temperatura de 25-30 C y se les deja crecer durante unos minutos. Cloruro clcico, que aadido a la leche contribuye a su acidificacin y aumenta el contenido en calcio de la misma, lo que acelerar el proceso de coagulacin. Se suelen aadir cantidades de 5 a 20 g de cloruro clcico por cada 100 l de leche. Nitrato potsico, que inhibe el crecimiento en la leche de bacterias que producen gases perjudiciales para el sabor y aroma del futuro queso. Se aade en dosis mximas de 20 g por cada 100 kg de leche. Colorantes naturales autorizados. Mohos, que ayudan a desarrollar aromas y sabores durante la maduracin.La coagulacin de la leche es el proceso de transformacin de la leche en queso, llevada a cabo en el interior de una cuba cerrada provista de dispositivos de agitacin y corte. Por la adicin del cuajo (extracto obtenido del cuajar del estmago de rumiantes), la casena (principal protena de la leche) es coagulada englobando gran parte de la grasa y otros componentes de la leche. Normalmente, la coagulacin se realiza a 30-32 C, aunque la temperatura ptima son los 40 C.El uso de temperaturas inferiores (30-32 C) es con objeto de permitir la utilizacin de una mayor proporcin de cuajo (20 a 30 ml por cada 100 de leche), que es beneficioso para la maduracin, adems de producir un cogulo de leche no demasiado duro. Moldeo, prensado y saladoUna vez acabada la coagulacin se procede a cortar la cuajada con utensilios previstos de cuchillas dentro de la propia cuba quesera, con lo que el suero atrapado puede escapar. El corte reduce las partculas de cogulo a las dimensiones que se quiera (desde dcimas de milmetro hasta 10-12 mm, es decir, como garbanzos o guisantes). Si se pretende que el queso resultante tenga poca humedad se cortan partculas de cogulo pequeas, porque as se separa mejor el suero. Si se quiere quesos con ms humedad se dejan partculas grandes en cuyo interior quedar retenida una cantidad importante de suero, muy rico en agua (93-95% de su composicin).Los granos de cuajada son mantenidos en suspensin en la cuba por agitacin, utilizndose para ello los mismos elementos que sirven para el corte. Con la agitacin, los granos que se hacen ms compactos as que a los 10-15 min. de agitacin y corte se puede drenar suero sin temor a que se desintegren dichos granos y escapen juntos con el suero. Este drenaje se puede realizar sin necesidad de parar los dispositivos de agitacin.Al suero que escapa se le hace pasar por un tamiz, que retiene los granos de cuajada que pudiese arrastrar. De todas formas, durante el drenaje del suero se suelen parar los dispositivos antes mencionados.El calentamiento de la masa coagulada ya cortada acelera el desuerado. Dicho calentamiento, que se suele hacer entre 30 y 48 C, va acompaado de agitacin para evitar que los trozos de cogulo se fundan unos con otros y se forme una pata. Subiendo ms o menos la temperatura escapar mucho suero y tendremos quesos ms secos y, viceversa, si es baja la temperatura o no calentamos en absoluto tendremos quesos ms hmedos. Adems, subiendo la temperatura (44 C) se puede llegar a matar a las bacterias lcticas que se aadieron al principio, deteniendo el proceso de acidificacin. A temperaturas de 35-36 C se empieza a inhibir su desarrollo.Este calentamiento se puede realizar de dos formas:-Adicin de agua caliente a la masa. Esto se hace en el caso de queso con alto contenido en humedad.-Calentamiento de la cuba exteriormente o, como hacan hace muchos aos los queseros artesanales, encendiendo fuego debajo de la cuba.En el cuarto bloque y ltimo del proceso se realizan las operaciones de prensado previo, moldeado, prensado final, salado, empaquetado y maduracin del queso.Segn el tipo de queso que se quiera hacer, el prensado previo ser ms o menos intenso. As, en el caso de quesos blandos (Camembert, por ejemplo) no se aplica presin alguna, dejando que el peso del propio queso en el molde acte de prensa. Si el prensado se realiza de forma que quede aire atrapado entre los granos, tendremos quesos granulares (queso de los Pirineos, Canal, Manchego a veces, etc). Si el prensado se realiza con los granos baados en suero de manera que no quede sitio para el aire, los granos se fundirn entre s y cuando durante la maduracin, se formen gases, stos quedarn atrapados en la masa formando burbujas u ojos redondeados u ovalados, como es el caso de los quesos Gruyre y Emmental.Despus del prensado, se procede a salar los quesos, bien por inmersin directa en baos de salmuera o por salado directo con sal slida aplicada a la corteza o mezclada con la masa. Se puede hacer el salado cuando los granos estn an en la cuba (sin haber pasado a los moldes), pero ello tiene el inconveniente de salar tambin el suero, con lo que limitamos sus posibles aprovechamientos. La adicin de sal ayuda a conservar el queso ms tiempo, adems de realzar sus aromas. Maduracin y expedicinLa maduracin puede durar apenas unas horas para algunos quesos frescos, hasta meses y aos para quesos duros. Por ejemplo, el Gruyre se madura hasta doce meses o ms, siendo durante este periodo cuando por la accin de microorganismos vivos (Bacillus linens) desarrolla muchos de sus aromas y sabores tpicos. El Manchego viejo es sometido a maduracin por un tiempo superior a tres meses, mientras que el Manchego fresco se conserva en cmara slo unos das (cinco a siete). Durante la maduracin, deben cuidarse las condiciones de aireacin, humedad y temperatura de las cmaras o cavas donde se realiza aqulla. Cada queso tiene sus condiciones de humedad y temperatura para una ptima maduracin. Durante este perodo, los quesos pierden peso por evaporacin y desarrollan aromas y sabores caractersticos de cada tipo. Es necesario procurar que la prdida de humedad sea uniforme en todos los quesos almacenados.3.3. Conservas crnicas (embutidos)Lafermentacindeproductoscrnicos se ha utilizado desde la antigedad debido a las numerosas ventajas que presentan estos productos sobre los frescos: Conservacin de los productos durante periodos largos detiempopor su alta estabilidad. Esto es debido a los bajosvaloresdepH, la baja actividad deagua, la adicin de nitratos y nitritos y de especies competidoras frente a patgenos. Caractersticas organolpticas muy apreciadas. Elevadacalidaddelproducto. Tcnica barata y bajoconsumode energa. Facilidad de compra y consumo.

Definicin producto crnico fermentado: mezcla de carne picada, grasa, sal, agentes del curado,azcar, especias y otros aditivos, que es introducida en tripas naturales o artificiales y sometida a unprocesode fermentacin llevado a cabo por microorganismos, seguida de una fase de secado. El producto final se almacena normalmente sinrefrigeraciny se consume sin tratamiento trmico previo.Etapas bsicas en la elaboracin de embutidos curados y semicurados: Se prepara la carne (picada, desmenuzada y mezclada) junto con la grasa Se aaden las especias, glucosa, los agentes saborizantes, las sales de curado, el nitrito, y el cultivo iniciador, especficamente pediococcus cerevisiae y Lactobacillus plantarum que son las encargadas de la formacin del cido lctico. La mezcla se embute en la tripa a 2C (anaerobiosis) Se incuba a la temperatura ptima para el cultivo iniciador (15-23C) En algunos casos se calienta para inactivar el inculo y asegurar la destruccin de los patgenos. Se seca hasta que alcance el contenido en humedad deseado.

Algunos embutidos fermentados son:

3.4. Conservas vegetalesElcido lcticoproducido a partir de los azcares disponibles de los vegetales por la accin de las bacterias, posibilita la conservacin natural de los mismos y le imprime un sabor especial a estos productos. La conservacin se facilita con la adiccin de sal y cuando se mantienen condiciones anaerobias (sinoxgeno) a temperaturas adecuadas para el crecimiento de los microorganismos involucrados en el proceso.El producto ms conocido que se logra producir y conservar mediante la fermentacin cido lctica de la col, es el llamado Sauerkraut, que en alemn significa col agria y que los franceses nombra Choucroute (col envejecida). En espaol se identifica por los nombres en otros idiomas o por col agria o Chocruta. La elaboracin de esta conserva, tan popular en algunos pases deEuropa, se desarroll cuando todava el conocimiento de la Microbiologa de los alimentos era incipiente. Es un alimento muy apreciado por sus propiedades saludables, nutritivas y digestivas.El procedimiento original utilizado en la preparacin de la col fermentada, se ha aplicado a otros vegetales como la zanahoria, calabaza, tomates verdes y otros.La ventaja principal de esta forma de conservacin es que solo se requieren pequeas cantidades de sal en su elaboracin, ya que la fermentacin se produce a partir de los azcares contenidos en los jugos naturales de los vegetales y de las bacterias que los acompaan.El mtodo general de elaboracin es muy sencillo. Se parte de los vegetales cortados finamente en tiras o trozos pequeos. Posteriormente se adiciona alrededor de 2,5% de sal en peso. Esto ltimo se realiza mezclando inicialmente la sal con los vegetales triturados o espolvoreando la sal entre capas sucesivas del alimento.Las capas se van colocando en el recipiente donde se realiza la fermentacin. Los vegetales en ambos casos, se comprimen bien a medida que se van introduciendo en el recipiente, formando capas sucesivas como si se estuviera haciendo en ensilaje biolgico. Al finalizar, se espolvorea una capa de sal en la superficie y se coloca un peso que mantenga presionada o comprimida la masa de los vegetales para favorecer las condiciones anaerobias.Esto puede lograrse con una bolsa de polietileno llena de agua que se ajuste a toda la boca del recipiente y evite a su vez el contacto con la intemperie. Los recipientes deben cubrirse con un pao que se coloca en la superficie para evitar contaminaciones por insectos o por el polvo de laatmsfera.La fermentacin se completa entre 4-6 semanas, donde se alcanza una concentracin de cido lctico de 1.5-1.7% y un pH de 3.4-3.7. Sin embargo, puede envasarse en fro, definitivamente, en frascos ms pequeos previamente esterilizados, despus de la primera o tercera semana y terminarse lafermentacinen estos envases que se cierran hermticamente. Tambin se pueden pasterizar los frascos con el producto y de esta forma detener la fermentacin. Las cepas mas utilizadas en estas fermentaciones son: L. plantarum, P. cerevisiae, L. mesenteroides.Durante el proceso de fermentacin o ensilado, el recipiente que contiene los vegetales debe permanecer en un lugar tranquilo y evitar los movimientos o una excesiva manipulacin.Algunos vegetales fermentados son:

1.

CONCLUSIONES

Algunas cepas de microorganismos lejos de producir aspectos prejudiciales hacia el ser humano, brindan distintas clases de beneficios como por ejemplo los provenientes de la utilizacin de cultivos iniciadores para la fabricacin de alimentos, hecho que no es contemporneo, sino que se practica desde las pocas ms antiguas.

Por medio de los procesos metablicos realizados por diferentes cepas de bacterias y de las modificaciones pertinentes como la conversin de glucosa en etanol y CO2 , en cido lctico, o la conversin de alcohol en cido actico, se pueden elaborar diferentes alimentos de consumo frecuente para la poblacin como por ejemplo: quesos, yogurts, bebidas alcohlicas, diferentes conservas crnicas como embutidos y a la vez conservas de vegetales.

Las cepas de microorganismo adems de ser imprescindibles en algunos procesos dentro de la produccin de alimentos, tambin permiten la misma conservacin de estos, ya que compuestos como el cido actico, dan lugar a la cada del pH, inhibiendo as el crecimiento de la mayora de bacterias.

Ciertos cultivos de microorganismos como los mohos, tambin poseen la funcin de dar olor y sabor caracterstico a diferentes productos alimenticios, es decir que son importantes para no fabricar productos saludables sino a la vez sabrosos e incluso gourmet.

BIBLIOGRAFA

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