María Esperanza Jurado Luna - Tratamientos finales de conservación. INAV0109

HOOC-CH 2-CHOH-COOH → CH 3-CH 2OH Ácido málico → etanol

Fermentaciones realizadas por bacterias

1 Fermentación acética, la bacteria aerobia Acetobacter oxida el etanol para dar el ácido acético. Es el proceso utilizado para la obtención de vinagre y además es la reacción causante de la alteración del vino conocida como picado acético .

CH 3-CH 2OH +O 2→ CH 3-COOH + H 2O Etanol → ácido acético + agua

1 Fermentación láctica, se produce ácido láctico a partir de glucosa. Esta fermentación es ampliamente empleada en la industria alimentaria para la producción y conservación de alimentos tan diversos como el queso, el yogur, la mantequilla, productos cárnicos y vegetales. En este manual se tratarán los productos vegetales.

C 6H 12O 6→ 2 CH 3-CH-OH-COOH Glucosa → ácido láctico

1 Fermentación maloláctica, el ácido málico es transformado en ácido láctico por la acción de las enzimas málica, málicodeshidrogenasa y maloláctica. Se da en la producción de vino tinto y de sidra.

HOOC-CH 2-CHOH-COOH → CO 2+ CH 3-CH-OH-COOH Ácido málico → ácido láctico

1 Fermentación propiónica, es producida por las bacterias Propiono-bacterium que genera dióxido de carbono, ácido propiónico o ácido acético a partir del ácido láctico. Se emplea para la producción de quesos con ojos como el emmental.

CH 3-CH-OH-COOH → CH 3-COOH + CO 2/ CH 3-CH 2-COOH Ácido láctico → ácido acético + dióxido de carbono / ácido propiónico

Nota

Existen miles de tipos de fermentaciones, por ejemplo la fermentación butírica y la ácido- mixta, ambas indeseables en la industria alimentaria al generar olores y sabores desagradables.

A continuación se estudiarán las fermentaciones más utilizadas en la industria alimentaria, la fermentación alcohólica y maloláctica que se emplea para la elaboración de bebidas alcohólicas fermentadas como el vino o la sidra y la fermentación láctica que se emplea en la elaboración de encurtidos.

Esta reacción de fermentación es producida por los hongos heterolácticos de los géneros Pediococcus y Leuconostoc presenten en la piel de la uva, en el sarmiento y/o en las barricas de roble, y transforman el ácido málico en ácido láctico y dióxido de carbono por la acción de las enzimas málica, málicodeshidrogenasa y maloláctica.

Se emplea como segunda fermentación en la producción de vino tinto y de sidra para reducir la acidez provocada por los ácidos del fruto como el ácido málico y conseguir un sabor con más acabado, afrutado, afinado, suave y sedoso al paladar, propio del láctico, que es un ácido más débil.

Durante esta segunda fermentación o maduración que suele realizarse en los tanques de fermentación en anaerobiosis, se debe controlar la temperatura que se debe mantener a 18-20 ºC, aunque no suele necesitarse refrigeración ya que la fermentación maloláctica no genera calor, controlar el pH que debe mantenerse en 4 puntos y vigilar la evolución del ácido málico a ácido láctico mediante cromatografía.

La fermentación láctica es un proceso bioquímico de degradación de la glucosa en ácido láctico principalmente, pero se pueden distinguir dos tipos según los productos finales obtenidos. Si el único producto final que se produce es el ácido láctico se denomina homofermentanción láctica o fermentación homoláctica, pero si además de ácido láctico se produce etanol, dióxido de carbono y acetato se denomina fermentación heteroláctica o heterofermentación láctica.

Sabía que...

Esta fermentación recibe su nombre por la variedad de productos que se generan.

Fermentación homoláctica

Esta fermentación es producida por Streptococcus spp., Pediococcus spp. y determinadas cepas de Lactobacillus como el L. mesenteroides, L. brevis y L. plantarum , que producen el ácido láctico a partir del piruvato por catabolismo de la glucosa siguiendo la vía glucolítica clásica.

C 6H 12O 6→ 2 CH 3-CO-COOH → 2 CH 3-CH-OH-COOH Glucosa → ácido pirúvico → ácido láctico

Esta es la fermentación deseable para la producción de encurtidos y otros productos como el yogur en la industria alimentaria. Por lo que cuando se hable de fermentación láctica en encurtidos se hace referencia a la homoláctica.

Fermentación heteroláctica

Esta fermentación es producida por Leuconostoc spp . y determinadas cepas de lactobacillus como el L. acidophilus . Mediante el catabolismo de bajo rendimiento de la glucosa por la ruta de las pentosas se obtiene ácido láctico, etanol y dióxido de carbono e incluso a veces acetato.

C 6H 12O 6→ CO 2+ C 5H 10O 5→ CH 3-CO-COOH + CH 3-CH 2OH → CH 3-CH-OH-COOH

+ CH 3-CH 2OH Glucosa → dióxido de carbono + pentosa → ácido pirúvico + etanol → ácido láctico + etanol

Esta fermentación puede ser deseable para la obtención de determinados productos como el kéfir, pero es indeseable en otros muchos como el vino ya que produce la alteración fermentativa conocida como picado láctico.

Independientemente de si la fermentación es homo o heteroláctica, el encurtido no solo debe su conservación a la acción inhibidora de ácido láctico y al descenso de pH que genera en el medio, sino que las bacterias lácticas producen además otras sustancias inhibidoras del crecimiento de patógenos y alterantes, que juega un papel inhibitorio importante aunque se produzcan en menor cantidad que el ácido láctico.

Actividades

10. Complete la siguiente tabla con las diferentes fermentaciones estudiadas.

11. Amplíe información sobre la fermentación acética con otras fuentes bibliográficas.

12. Elabore un diagrama de flujo con las fases de elaboración del vino tinto e indicando los parámetros que se deben controlar.

El proceso natural de la fermentación que sigue el desarrollo de la microbiota láctica del alimento posee cuatro fases:

1 1ª Fase o de iniciación: se desarrollan todas las bacterias del alimento que compiten por el predominio: enterobacterias, bacterias aerobias formadoras de esporas y bacterias lácticas entre otras bacterias, comenzando la acidificación del medio por la acción de las bacterias lácticas, que provoca la inhibición progresiva de las bacterias gram negativas y esporulantes. Por ello, la rapidez con que las bacterias ácido lácticas se establecen es lo más importante en esta fase, factor que se ve facilitado por la alta concentración de sal de la salmuera.

2 2ª Fase o fermentación primaria: se desarrolla la microbiota láctica y a veces levaduras. El crecimiento exponencial de las bacterias lácticas se detiene por el agotamiento de los sacáridos del medio (sustrato) o por inhibición de las bacterias lácticas por un pH demasiado ácido, las diferentes especies lácticas se van sucediendo a lo largo de la fermentación en orden creciente de la acidez del medio, primero crece la Leuconostoc mesenteroides hasta los 5,4-5,7 de pH, después el Lactobacillus brevis y el pediococcus pentosaceus y por último cuando hay más acidez el Lactobacillus plantarum que detiene su crecimiento cuando hay 4,6-4,8 valores de pH.