Alimentos fermentados

24/02/2013
1
24/02/2013
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
nenhuma fermenta
lactose
sacarose, maltose,
rafinose
Bactérias
sobretudo lácticas
homofermentativas
heterofermentativas
2
24/02/2013
Bactérias lácticas
homofermentativas
produzem quase exclusivamente lactato a partir da glucose
3
24/02/2013
Bactérias lácticas
heterofermentativas
produzem quantidades semelhantes de lactato, etanol/acetato
e CO2 a partir da glucose
Bactérias lácticas
fermentação malo-láctica
sobretudo em vinhos
descarboxilação de ácido
L-málico para dar L-lactato
4
24/02/2013
Iogurte
leite suplementado com sólidos
para melhorar textura
adição de gomas para
estabilizar
adição de leite em pó
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
5
24/02/2013
Iogurte
depois arrefecido até 40-43 ºC
T de compromisso entre óptimos
dos 2 m.o.
inóculo adicionado a 2% (v/v)
Streptococcus thermophilus (39 ºC)
Lactobacillus delbrueckii subsp.
bulgaricus (45 ºC)
106-107 cfu/mL (~metade de cada m.o.)
Iogurte
fermentação na embalagem
fermentação em reactor
iogurte sólido
iogurte agitado
6
24/02/2013
Iogurte inóculo fermenta lactose a ác. láctico (~4 h)
pH passa de ~6.4 a ~4.6 (pI da
caseína)
ác. láctico ajuda a solubilizar iões
cálcio e fosfato
micelas agregam para produzir gel
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
7
24/02/2013
Iogurte crescimento do inóculo
SL e LB crescem mais rapidamente em conjunto
SL requer péptidos e a.a. livres
SL produz formato, piruvato e CO2
(baixa conc. no leite)
estimulam crescimento de LB
actividade proteolítica de LB produz
péptidos e a.a.
estimula crescimento de SL
Iogurte SL e LB não possuem desidrogenase de álcool
acumulam acetaldeído
não reduzido a EtOH
acetaldeído – volátil mais importante
diacetilo – volátil também presente
8
24/02/2013
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
9
24/02/2013
Leite acidófilo
fermentado com Lactobacillus acidophilus
probiótico
termofílico
homofermentativo
fermentação
lenta
Leite acidófilo
matéria prima – leite inteiro ou magro
esterilizado em 2 passos
(Tyndalização)
alternativamente, UHT
1) 90-95 ºC, 1 h
2) 3-4 h paragem – germinação de
esporos
3) 90-95 ºC, 1 h
10
24/02/2013
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
11
24/02/2013
Kefir
bactérias lácticas + leveduras produtoras de EtOH
microflora adicionada na forma de “grãos”
polissacárido (kefiran) produz estruturas globulares
interior contém bactérias lácticas e
leveduras
exterior populado por lactobacilos
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
12
24/02/2013
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
13
24/02/2013
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
14
24/02/2013
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 ecitrato existente no leite fresco
15
24/02/2013
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
16
24/02/2013
Leitelho
Queijo
sólidos do leite
gordura aprisionada em caseína coagulada
coagulação de proteínas devido a enzimas proteolíticas
maioria da água do leite removida
soro
17
24/02/2013
Queijo
leite pasteurizado
aumentar segurança
controlar fermentação
leite arrefecido até temperatura de fermentação
~30 ºC (varia com tipo de queijo)
Queijo
inóculos
maioria mesófilos
alguns termófilos
Lactococcus lactis e subespécies
Lactobacillus helveticus, L. casei, L.
lactis, L. delbrueckii subsp.
bulgaricus, S. thermophilus
18
24/02/2013
Queijo
inóculos
fermentação de lactose em ác.
láctico
redução da estabilidade das
caseínas
redução em pH
Ca libertado das micelas
aumenta acção da quimosina
conservação
flavour
após coagulação das proteínas, ácido ajuda expulsão de soro
Queijo
2 processos metabólicos de lactose em bactérias lácticas
maioria dos lactobacilos e S.
thermophilus
maioria dos lactococos e alguns
lactobacilos (L. casei)
lactose absorvida por permease
específica
lactose absorvida por sistema
fosfotransferase dependente do
fosfoenolpiruvato
fosforila lactose
hidrólise intracelular por bgalactosidase
lactose fosfato hidrolisada por
fosfo-b-galactosidase
19
24/02/2013
Queijo
2 processos metabólicos de lactose em bactérias lácticas
maioria dos lactobacilos e S.
thermophilus
maioria dos lactococos e alguns
lactobacilos (L. casei)
glucose fermentada pela via EMP
galactose também (convertida em
Glu-6-P)
glucose entra na via EMP
galactose-6-fosfato convertida em
piruvato
20
24/02/2013
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
21
24/02/2013
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, …
22
24/02/2013
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
23
24/02/2013
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
pasta dura
Cheddar
L. lactis ssp.
lactobacilos e
pediococos como
flora secundária
queijos suíços
S. thermophilus, L.
helveticus,
Propionibacterium
spp.
flora secundária
24
24/02/2013
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
25
24/02/2013
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
26
24/02/2013
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
27
24/02/2013
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
28
24/02/2013
Queijo
actividade lipolítica e proteolítica de bolores
Stilton
Camembert, Brie
Penicillium roquefortii
P. camembertii
produzidos a partir de leite inteiro de vaca*
curados com bolores
29
24/02/2013
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
30
24/02/2013
bactérias lácticas
lactato, diacetilo, acetato, CO2,
acetaldeído
bolores
micélio cresce para o interior
crescimento para no início da cura
crescimento continua durante a cura
Lactococcus – homofermentativa
Leuconostoc - heterofermentativa
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
31
24/02/2013
Vegetais fermentados
kimchi
Coreia
> 65 tipos diferentes
matérias-primas e processamento
principalmente couves e rabanetes
também alho, pimentos, cebola e gengibre
Vegetais fermentados
kimchi
Coreia
fermentação mais curta que choucroute
principalmente Leuconostoc mesenteroides
3 dias
pH final ~4.2
32
24/02/2013
Vegetais fermentados
cultivares especiais de repolho
maior teor de sólidos
menor produção de resíduo líquido durante processamento
33
24/02/2013
Vegetais fermentados
remoção das folhas exteriores e coração
cortar finamente
adição de sal e colocação em recipientes para fermentação
Vegetais fermentados
teor de sal 2-3% (p/p)
~2.25%
< 2%
produto excessivamente macio
> 3%
não se consegue correcta sequência
microbiana
34
24/02/2013
Vegetais fermentados
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
Vegetais fermentados
recipientes selados com plástico
cheios com salmoura
pressão ajuda a expulsar ar
35
24/02/2013
Vegetais fermentados
- fermentação
flora inicial ~1% bactérias lácticas
após 2 dias ~90% bactérias lácticas
outras não conseguem crescer
produção de ácido (pH < 4)
Vegetais fermentados
- fermentação
fermentação iniciada por Leuconostoc mesenteroides
crescimento mais rápido
hetrofermentação
produz CO2
ajuda condições
anaeróbias
impede oxidação de vit. C
impede perca de cor
36
24/02/2013
Vegetais fermentados
- fermentação
L. mesenteroides fermenta frutose
produção de ác. acético – flavour
acumulação de manitol
Vegetais fermentados
- fermentação
pH mais baixo inibe L. mesenteroides
substituídos primeiro por lactobacilos heterofermentadores
depois substituídos por lactobacilos homofermentadores
Lactobacillus plantarum, …
37
24/02/2013
Vegetais fermentados
- fermentação
ác. láctico continua a acumular
pH estabiliza a ~3.8 (pKa ác. láctico)
fermentação dura 4-8 semanas
Vegetais fermentados
crescimento de bolores e leveduras
mau cheiro, perca de acidez, menos crocante, cor rosada
38
24/02/2013
Vegetais fermentados
processo fermentativo contribui para estabilidade
tipo Espanhol – verdes
tipo Grego -pretas
Vegetais fermentados
frutos não maduros tratados com base (~10 h)
1.0-2.6% NaOH
hidrólise oleuropeína responsável por
amargor
inibe bactérias lácticas
39
24/02/2013
Vegetais fermentados
retira-se da base e lava-se com água
coloca-se em salmoura
5-6% sal
fermentação com diversas bactérias
sal aumenta até 8%
Vegetais fermentados
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
40
24/02/2013
Vegetais fermentados
frutos maduros mantêm oleuropeína
não têm tratamento com base
salmoura até 10% sal
fermentação muito lenta
Vegetais fermentados
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%
41
24/02/2013
Vegetais fermentados
fermentação em salmouras com maior teor de sal ou menor
Vegetais fermentados
salmoura com 5-8% sal
açúcares convertidos em ács. orgânicos e outros produtos
Lactobacillus brevis, L. plantarum, Pediococcus pentosaceus
42
24/02/2013
Vegetais fermentados
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
Vegetais fermentados
fermentações heteroláctica e malo-láctica podem levar a acumulação de
CO2
purga de CO2
burbulhando N2
adição de inóculos homolácticos
43
24/02/2013
Vegetais fermentados
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
Vegetais fermentados
fermentação produz ác. láctico, ác. acético, …
44
24/02/2013
Carnes fermentadas
Mediterrâneo, China, Sueste Asiático
processo de conservação
fermentação láctica, salga e secagem
Carnes fermentadas
ingredientes típicos
carne
magra 5570%
gordura
25-40%
sais 3%
açúcares
fermentáve
is 0.4-2.0%
especiaris e
temperos
0.5%
inóculos,
acidificante
s, ác.
ascórbico,
etc. 0.5%
porco no sul
da Europa
vaca,
carneiro,
peru noutros
locais
45
24/02/2013
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
46
24/02/2013
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
47
24/02/2013
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
48
24/02/2013
Carnes fermentadas
fermentação natural
inóculos
mistura de ingredientes
selecciona microflora
bactérias lácticas e bactérias redutoras de
nitrato
bactérias lácticas
psicrotróficas
Lactobacillus sake, L.
curvatus
Lactobacillus plantarum,
Pediococcus acidilactici,
P. pentosaceus
podem incluir leveduras e
bolores
Debaryomyces hansenii,
Candida famata, Penicillium spp.
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
49
24/02/2013
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
50
24/02/2013
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
51
24/02/2013
Carnes fermentadas
enchido Tailandês
baixo teor em gordura
Carnes fermentadas
fermentação curta
sem secagem
embalado em plástico impermeável
tradicionalmente folhas de bananeira
52
24/02/2013
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, sal e
carbohidratos
misturas de peixe e sal
reduzida intervenção microbiana
verdadeira fermentação
53
24/02/2013
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
54
24/02/2013
Peixe fermentado
fonte externa de açúcar fermentável
diversas receitas com 2 princípios base
maior teor de sal
maior teor de açúcar
processo mais longo e melhor
conservação
fermentação mais rápida e flavour mais
ácido
55
24/02/2013
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
56
24/02/2013
Peixe fermentado
adição de açúcar para iniciar fermentação láctica
possível adição de agentes
sacarificantes
enzimas de bolores
arroz, …
koji, …
aceleram fermentação e aumentam
produção de ácido
Peixe fermentado
alho contribui para flavour
estimula crescimento de bactérias
lácticas
fonte de inulina
carbohidrato fermentável
57
24/02/2013
Peixe fermentado
fermentação dura ~2 semanas
microflora dominada por leveduras e bactérias lácticas
maioria dos produtos cozinhada antes de consumo
excepto I-sushi
58
24/02/2013
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
59
24/02/2013
Bebidas alcoólicas
conversão de amido em açúcares fermentáveis
método Oriental
método Ocidental
utilização de preparados de
enzimas
koji, …
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
60
24/02/2013
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
61
24/02/2013
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
62
24/02/2013
Bebidas alcoólicas
cocção
mosto doce aquecido
inactiva enzimas
pp fosfato de
cálcio
pasteuriza
desnatura e pp
proteínas e taninos
Bebidas alcoólicas
cocção
adição de lúpulo
cones de Humulus lupulus
sabor amargo
isohumulonas
63
24/02/2013
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
S. cerevisiae var. carlsbergensis
(uvarum)
ales
lagers
fermentação de superfície
fermentação de fundo
64
24/02/2013
Bebidas alcoólicas
fermentação
ales
lagers
12-18 °C
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
65
24/02/2013
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
66
24/02/2013
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
67
24/02/2013
Bebidas alcoólicas
fermentação secundária estimulada por adição de açúcares
em barris
68
24/02/2013
Bebidas alcoólicas
filtrada e/ou centrifugada
embalada e pasteurizada
pasteurizada e embalada
69
24/02/2013
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
70
24/02/2013
Bebidas alcoólicas
contaminantes
Zymomonas mobilis
produz EtOH
turbidez e flavour desagradável
Bebidas alcoólicas
contaminantes
bactérias lácticas
Lactobacillus, Pediococcus
ácido láctico
diacetilo
pode ser agradável
polímeros causadores de
viscosidade
71
24/02/2013
Bebidas alcoólicas
contaminantes
leveduras selvagens
não usadas na fermentação
turbidez; odores desagradáveis
Saccharomyces
não Saccharomyces
Pichia, Hansenula, Brettanomyces, …
72
24/02/2013
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
73
24/02/2013
Bebidas alcoólicas
vinho fermentado separado dos sedimentos e armazenado
fermentação malo-láctica
bactérias lácticas
reduz acidez e afecta flavour
Bebidas alcoólicas
resultam da destilação de EtOH produzido por fermentação
cereais, melaços, frutos, …
Whisky, Rum, …
74
24/02/2013
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
75
24/02/2013
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
76
24/02/2013
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
77
24/02/2013
oxidação de EtOH a ác. acético em 2 passos
mediados por desidrogenase de álcool e desidrogenase de aldeído
técnicas de acetificação
cultura de superfície
culturas submersas
bactérias formam película à
superfície
bactérias suspensas no meio
mais simples
diversos modos de aplicação
mais rápido
78
24/02/2013
acetificação superficial
processo Orleans
processo rápido
maior área de película bacteriana
melhor transferência de oxigénio
técnicas de acetificação
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
79
24/02/2013
técnicas de acetificação
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
técnicas de acetificação
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
80
24/02/2013
– 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
bactérias lácticas
Erwinia dissolvens
Leuconostoc,
Lactobacillus
leveduras
pectinolíticas
S. ellipsoideus, S.
marxianus, S.
bayanus,
Schizosaccharomyces
bolores
spp.
81
24/02/2013
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
2ª fase
açúcares da polpa convertidos em EtOH
EtOH oxidado a ác. acético
1º dia (21 ºC)
leveduras
3º dia (49 ºC)
redução de leveduras
3º dia
redução de bactérias
7º dia
pH aumenta de 3.9 para 7.1
algumas bactérias acéticas sobrevivem
82
24/02/2013
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
83
24/02/2013
Alimentos fermentados por bolores
mais relevantes no Oriente
produzido a partir de soja
outros vegetais e resíduos
Alimentos fermentados por bolores
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
84
24/02/2013
Alimentos fermentados por bolores
grãos escorridos e ligeiramente prensados
remoção de humidade em excesso
arrefecem em tabuleiros
inoculados
Alimentos fermentados por bolores
inoculação
misturar tempeh com grãos cozidos
nebulizar grãos com inóculo de esporos
inóculo preparado por incubação longa
de um pedaço de tempeh
85
24/02/2013
Alimentos fermentados por bolores
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
Alimentos fermentados por bolores
esporulação do bolor descolora produto
produção de odor amoniacal acompanha proteólise
86
24/02/2013
Alimentos fermentados por bolores
fermentação remove factores antinutricionais
inibidor da tripsina
lectinas
ác. fítico
oligossacáridos
indutores de
flatulência
Alimentos fermentados por bolores
fermentação promove aumento de vitaminas
B12
associada a crescimento de Klebsiella pneumoniae
87
24/02/2013
Alimentos fermentados por bolores
flavour a frutos secos
consumido de vários modos
sobretudo após fritura
88
24/02/2013
Alimentos fermentados por bolores
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
Alimentos fermentados por bolores
fermentação em 2 estágios
1) koji
bolores
2) moromi
leveduras e bactérias lácticas
89
24/02/2013
Alimentos fermentados por bolores
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
Alimentos fermentados por bolores
koji contém mistura de estirpes de Aspergillus oryzae
bolores crescem através da mistura vegetal
camadas ~5 cm
2-3 dias; 25-30 ºC
90
24/02/2013
Alimentos fermentados por bolores
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
Alimentos fermentados por bolores
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
91
24/02/2013
Alimentos fermentados por bolores
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
92
24/02/2013
Alimentos fermentados por bolores
(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
93
24/02/2013
Alimentos fermentados por bolores
koji preparado com arroz cozido
A. oryzae produtoras de enzimas amilolíticas
junta-se água e S. cerevisiae na fase moromi
Alimentos fermentados por bolores
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
94
24/02/2013
Alimentos fermentados por bolores
elevado teor de sólidos no moromi
ajudam a manter levedura em suspensão e activa
Alimentos fermentados por bolores
fermentação dura ~3 semanas
sake estabilizado, filtrado e misturado (blend)
pasteurizado e engarrafado
95
24/02/2013
Alimentos fermentados por bolores
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
96
24/02/2013
Alimentos produzidos por bolores
crescer micélio para usar como fonte alimentar
produto comercial - Quorn
micélio de Fusarium venenatum
cultura contínua
97
24/02/2013
Alimentos produzidos por bolores
cultura em meio com glucose, sais de amónio e factores de crescimento
colhido por filtração e lavado
texturizado para ser mais agradável ao consumo
Alimentos produzidos por bolores
necessário reduzir teor de RNA
aquecimento suave antes da filtração
activa RNAases do bolor
teor final de proteína – 44%
rico em fibra (paredes celulares)
98