fermentação láctica

Biotecnologia
Fermentação
láctica
Prof.ª Valdirene O P Valdo
ETEC Benedito Storani
Fermentação láctica
1- Introdução
A fermentação láctica consiste na oxidação anaeróbica,
parcial de hidratos de carbono (mais especificamente a
glicose) com produção final de ácido láctico (C3H6O3) e
outras substâncias orgânicas.
CH3-CH(OH)-COOH
Figura 1 – Formula molecular
do ácido láctico
Figura 2 – Estrutura molecular
do ácido láctico
Figura 3 – Estrutura em 3D
Fermentação láctica
1- Introdução
É um processo microbiano de grande
importância utilizado pelo homem na
produção de laticínios (queijos, manteiga,
coalhada, etc.), picles, chucrute e na
conservação de forragens (emilagem). Por
outro lado, é processo responsável pela
deterioração de vários produtos agrícolas.
Fermentação láctica
1 - Introdução
Pode ser:
Homolática (mais comum) onde as bactérias agem sobre a
lactose, transformando-a em glicose e galactose, e,
posteriormente reduzindo a glicose (~90%) para ácido lático,
podendo ocorrer, também, a formação de outros metabólitos
(secundários), como etanol e CO2.
Heterolática, onde há formação de CO2, etanol e ácido lático
ocorrem nas mesmas proporções. A diferença entre ambos é
que, na Homolática, o ácido lático é preponderado.
Fermentação láctica
2 – Inóculos (Fermentos)
O grupo das bactérias ácido-lácticas é composto por
12 gêneros de bactérias gram-positivas:
Carnobacterium,
Enterococcus,
Lactococcus,
Lactobacillus,
Lactosphaera,
Leuconostoc,
Oenococcus,
Pediococcus,
Streptococcus,
Tetragenococcus, Vagococcus e Weissella.
Todos os membros desse grupo produzem ácido
láctico a partir de hexoses (monossacarídeos formados por
uma cadeia de seis átomos de carbono).
Algas e fungos (leveduras e ficomicetos) também são
capazes de sintetizar ácido láctico.
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2 .1- Seleção do inoculo (fermento)
A classificação dos fermentos lácticos (bactérias) é feita
com base nos produtos finais do metabolismo da glicose:

Homofermentativos: produzem ácido láctico como
único ou principal produto da fermentação.
glicose
ácido láctico
Todos
os
membros
dos
gêneros
Pediococcus,
Streptococcus, Lactococcus e Vagococcus são
homofermentadores, assim como alguns Lactobacillus.
Figura 4 - Lactobacillus
Fermentação láctica
2 .1- Seleção do inóculo
(fermento)

Heterofermentativos: produzem a mesma quantidade de
ácido láctico, dióxido de carbono e etanol.
hexose
ácido láctico + etanol + CO2
Os heterofermentadores são Leuconostoc, Oe-nococcus,
Weissela, Carnobacterium, Lactosphaera e alguns
Lactobacillus.
As bactérias heterolácticas são importantes na produção
de componentes de aroma e sabor, como o
acetilaldeído e o diacetil (saborizante químico para
alimentos com sabores artificiais da manteiga).
Fermentação láctica
3 – Matéria-prima e substratos
O leite é a matéria prima mais utilizada
pela indústria alimentícia no processo
de fermentação láctica.
Figura 5 – Leite
É utilizado na fabricação de iogurtes,
queijos, etc., através da combinação
de
bactérias
homo
e
heterofermentadoras.
Figura 6 – Queijos:
uma mistura de
reações químicas.
Fermentação láctica
3 – Matéria-prima e substratos
Também podemos incluir hortaliças (repolho, cenoura,
pepino), azeitonas e os cereais (fermentação láctica de
certos pães).
Como substratos podemos citar: glicose, lactose, sacarose
e amiláceos.
Figura 7: Chucrutes
Figura 8: Picles – conserva de vegetais
Figura 9: Pão de massa azeda
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4 – Fatores que afetam a
fermentação




Concentração;
pH;
Temperatura;
oxigênio.
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5 – Mecanismo da fermentação
1ª Etapa: transformação da glicose em ácido pirúvico através
da fosforilação de duas moléculas de ADP a cada molécula de
glicose e a liberação de energia na forme de ATP e NADH.
2ª Etapa: a energia armazenada pelo NADH é liberada e
neste processo realizado por diversos organismos o ácido
pirúvico sofre redução, sendo transformado em ácido
láctico.
Figura 10 – Mecanismo de fermentação
ADP (Adenosina Difosfato - C10H15N5O10P2)
ATP (Adenosina Trifosfato - C10H16N5O13P3 )
NADH (Nicotinamida Adenina Nucleotídeo + Hidrogênio)
P (Fósforo)
Fermentação láctica
6 – Equação global
A representação global das reações químicas
envolvidas pode ser descrita pela equação:
Figura 11 – Equação global da reação
onde vemos claramente que a cada mol de glicose
envolvido nós temos a produção de 2 mol de ácido
láctico.
Fermentação láctica
7 – Rendimento teórico da reação
1 mol de glicose
2 mol de ácido láctico
RT =
RT =
Quantidade de ácido láctico
Quantidade inicial de substrato
2 * 90
180
 1,0 = 100%
180g
90g
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8 – Aula experimental
Neste experimento será demonstrado, de maneira
simples, o processo de fermentação láctica na produção
de Chucrutes.
Materiais e reagentes:
 Repolho fresco picado;
 Solução de cloreto de sódio 2,5% (sal de cozinha);
 Recipiente com tampa.
Fermentação láctica
8 – Aula experimental
Procedimento:
Misture o repolho picado com a solução de cloreto de sódio (sal de
cozinha).
Coloque o repolho salgado no recipiente tampe de maneira que não
ocorra entrada de ar.
A fermentação natural (não precisa de inóculo) começa com o
desenvolvimento de Leuconostoc mesenteroides, que produz ácido
láctico e dióxido de carbono, que empurra pra fora qualquer
oxigênio residual, ajudando a manter a condição anaeróbia.
O segundo microrganismo a se desenvolver é o Lactobacillus brevis,
que produz mais ácido láctico e dióxido de carbono. Ele á seguido
pelo Lactobacillus plantarum, que produz ainda mais ácido e depois
pelo Pediococcus cerevesiae, que produz ácido adicional.
Fermentação láctica
8 – Aula experimental
O produto final tem uma acidez que varia de 1,7% a 2,3% de
ácido láctico e mantém suas qualidades excelentes enquanto o
produto for mantido sob condições anaeróbicas.
Tempo de fermentação: até 10 dias
Fermentação láctica
9 – Conservação de hortaliças e o
processo de fermentação láctica
A fermentação láctica é um importante método de
preservação e conservção de alimentos.
Hortaliça Acidificada por Fermentação: é aquela
submetida à fermentação láctica de forma a atingir o pH
do produto final igual ou menor que 4,5, devendo ser
submetida ao tratamento térmico de pasteurização para
sua conservação.
Os mais importantes são:
 Picles (pepino, cenoura, cebolinha, couve flor, etc.);
 chucrutes e
 azeitonas.
Fermentação láctica
9.1 – Micro-organismos: bactérias
Bactérias lácticas: Leuconostoc mesenteroides,
Lactobacillus brevis, Lactobacillus plantarum,
Pediococcus acidilactici;
Esses micro-organismos são encontrados na
superfície das hortaliças em número relativamente
baixo, pois como estas crescem em ambiente
aeróbico, em contato com o solo, as espécies que
predominam são aquelas provenientes do solo e da
água
(pseudomonas,
flavobacterium,
acinetobacter, Enterobacter, escherichia, bacillus,
citrobacter, klebsiella e serratia).
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9.2 – Vantagens

Melhora o flavor (interação entre o paladar e
olfato), cor e textura.
 Ex.: o pepino muda de cor, de verde claro para
verde oliva ou verde amarelado e a palpa se
torna translúcida em vez de branca e opaca.

Grandes volumes podem ser preservados durante
o pico da estação de colheita.
 O mercado fica garantido com o produto
armazenado agranel.
Fermentação láctica
9.3 – Processos

Salmoura:
 uma solução de água saturada de sal;
 pode ser empregada na conservação da maioria das
hortaliças (pepino, cebola, couve-flor, etc.).

Salga seca:
 repolho, couve;
 2,5% sal em relação ao peso da hortaliça.

Em ambos os casos: recipientes madeira, tanques de
alvenaria (eram utilizados antigamente), aço inoxidável
ou bambonas de plástico.

Temperaturas inferiores 25°C ( ponto ótimo 18°C-20°C).
Fermentação láctica
9.3 – Processos

O emprego da salmoura tem como objetivo:

Inibir o crescimento de micro-organismos como
Clostridium, Bacillus, etc;

Extrair substâncias vegetais (aminoácidos,
vitaminas, glicose, frutose, etc) de forma que os
microrganismos disponham de um meio de
crescimento;

Manter certa firmeza dos tecidos vegetais.
Fermentação láctica
9.3 – Processos

Final do processo





Controle visual:
a hortaliça que torna-se translúcida, mudando
a coloração para uma tonalidade mais clara.
Controle físico-químico
pH
Acidez
Fermentação láctica
9.4 – Picles
São conservas de vegetais em vinagre.
É uma fermentação natural, por ação das
bactérias do gênero Leuconostoc e Lactobacillus
do próprio vegetal;
Os produtos mais utilizados são: pepino, nabo,
cenoura, cebolinha e couve flor, que pela ação
das bactérias lácticas transformam carboidratos
do vegetal em ácido láctico originando os
verdadeiros picles;
Fermentação láctica
9.4 – Picles
Processo de fermentação

a fermentação láctica inicia com lentidão e
atinge o auge após 3 a 4 dias;

temperatura ótima 18-20°C (20 a 25°C), acidez
total 0,6-0,8%, podendo atingir até 1 a 1,2%;

pode-se adicionar açúcar (1%) à salmoura, para
garantir acidez ótima;

no processo devem-se evitar fermentações
secundárias, principalmente a butírica, que
pode oxidar o acido lático levando à formação
de um filme branco a cinza.
Fermentação láctica
9.4 – Picles

para evitar fermentações secundárias costumase adicionar ácido sórbico e seus sais de
potássio e sódio (0,025 e 0,05 %) ou uma
camada de óleo mineral na superfície de 3mm
de espessura;

após a fermentação é feita a lavagem para
posterior tratamento, que irá depender da
finalidade do produto como:
 picles azedo: vinagre com 4 a 5% de acidez;
 picles doce: vinagre doce;
 picles fermentados com aromatizantes:
salmoura diluída com endro ou outra planta
aromatizante.
Fermentação láctica
9.4 – Picles
Observação:
O picle pode ser submetido ou não ao processo de
fermentação natural. Quando não é fermentado, o
processo de conservação dos frutos e hortaliças é
garantido da mesma forma, visto que, seja qual for
o tipo de picles, esse necessariamente deverá
conter sal e vinagre (ácido acético).
Portanto, a conservação do picles é devido ao pH
ácido e à elevada pressão osmótica do meio, que
são desfavoráveis para o crescimento de
microrganismos.
Fermentação láctica
10 - Bibliografia
1 – BÜL, Augusto. Apostila de biotecnologia – Jundiaí: Etec Benedito Starani.
2 – Fermentação láctica. Disponível em:
<http://pt.wikipedia.org/wiki/Fermenta%C3%A7%C3%A3o_l%C3%A1ctica>. Acesso em: 13
mar. 2012.
3 – VICENZ, Raul. Biotecnologia de alimentos. Ijui: UNIJUI. Disponível em:
<C:\Users\Val\Desktop\Biotecnoligia\Apostila Biotecnologia de Alimentos.mht>. Acesso
em: 13 mar. 2012.
4 – PEREIRA, Camila Mura; et al. Fermentação láctica e a produção do iogurte. São Carlos,
UFSCAR. Disponível em: <http://www.cca.ufscar.br/espacobiotec/temas2.htm>. Acesso em:
13 mar. 2012.
5 – BORGES, Caroline Dellinghausen. Unidade II Fermentação Láctica. Pelotas, UFPel.
Dísponível em: <http://pt.scribd.com/doc/86821046/Fermentacao-Lactica>. Acesso em: 01
abril 2012.
6 – Picles. Disponível em: <http://pt.wikipedia.org/wiki/Picles>. Acesso em: 01 abril 2012.