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¿En qué se basa la fermentación de los alimentos?

¿En qué se basa la fermentación de los alimentos?

La fermentación implica utilizar microorganismos para transformar la materia orgánica, catalizadas por enzimas. Un alimento se considera fermentado cuando uno o más de sus componentes químicos son atacados por microorganismos, considerados útiles, por lo que su composición química resulta modificada.

Los tipos de fermentación que se utilizan en la industria alimentaria son:

  1. La fermentación alcohólica viene expresada por la ecuación, en la que a partir de una hexona se obtiene alcohol etílico y anhídrido carbónico: C6H12O6 = 2CH3 - CH2OH + 2CO2
  2. En la fermentación láctica el ácido láctico es el producto principal de la fermentación láctica, en algunos casos es el único producto final (homofermentación) y en otras ocasiones se producen además lactato, etanol y eventualmente acetato (heterofermentación): C12H22O11 = 2C6H12O6
  3. La fermentación acética se puede definir como la oxidación bioquímica del etanol contenido en un sustrato alcohólico, para formar ácido acético. La oxidación del etanol a ácido acético es una vía que utilizan las bacterias acéticas para obtener su energía: C2H5OH + O2 = CH3COOH + H2O
  4. En la fermentación maloláctica las bacterias lácticas son capaces de decarboxilar el ácido málico para producir ácido láctico en una reacción conocida como fermentación maloláctica: HOOC - CH2 – CHOH – COOH = CO2 + CH3 - CHOH – COOH
  5. La fermentación propiónica está producida por bacterias esporógenas del género Propionobacterium y es la que produce los ojos característicos del queso Emmental.
  6. La fermentación butírica se produce por la acción de bacterias esporógenas anaerobias del género Clostridium y es causa de alteraciones en los alimentos. La especie más representativa es el Clostridium butyricum.

Las principales ventajas de la fermentación como sistema de elaboración de alimentos son:

  • La utilización de pHs y temperaturas para mejorar el valor nutritivo y las características organolépticas de los alimentos.
  • La obtención de alimentos con aromas y texturas que no se pueden obtener por otros procedimientos.
  • Bajo consumo energético.
  • Gastos de instalación y de funcionamiento relativamente bajos.
  • Tecnología relativamente sencilla.

Los microorganismos que interesan en la industria alimentaria son de tres tipos:

  1. Bacterias.
    1. Bacterias lácticas. Estas bacterias se caracterizan por su capacidad para producir ácido láctico.
      1. Homofermentativas. Se caracterizan por la capacidad de transformar la glucosa y la fructosa en ácido láctico.
      2. Heterofermentativas. No tienen fructosa-difosfato-aldolasa y por lo tanto degradan los glúcidos por la vía llamada de las pentosas fosfatos o de las hexosas fosfatos.
    2. Bacterias acéticas. Se caracterizan por su notable capacidad de oxidar el etanol a ácido acético a pH ácido.
  2. Los mohos, debido a sus actividades bioquímicas transforman, de forma beneficiosa, sustratos de escaso valor alimenticio en alimentos ricos en elementos asimilables de agradable sabor y aroma o en sabrosos condimentos.
  3. Las levaduras son capaces de desarrollarse en presencia de oxígeno, no hay levaduras anaerobias estrictas. Podemos destacar:
    1. Rhodotorula
    2. Rhodospridium
    3. Lipomyces
    4. Saccharomycopsis
    5. Cryptococcus
    6. Sporobolomyces

El proceso de la fermentación

La fermentación se puede definir como la transformación que sufren ciertas materias orgánicas bajo la acción de enzimas segregadas por microorganismos. Se trata pues de un proceso de naturaleza bioquímica. La fermentación tiene lugar en ambiente anaeróbico, con degradación de la sustancia orgánica en compuestos intermedios que actúan de donadores y aceptores de electrones (proceso de óxido-reducción) con liberación de energía.

Los sustratos de las fermentaciones se incuban en bandejas, tanques o en recintos de temperatura y humedad relativa controladas. Los sustratos líquidos se incuban en tanques de acero inoxidable o en fermentadores cilíndricos agitados.

Aplicación de la fermentación en industrias alimentarias:

  1. Productos derivados de la fermentación alcohólica. Los sustratos a partir de los cuales se produce la fermentación son en todos los casos hidratos de carbono, pero difieren de unos productos a otros como también son distintas las levaduras que realizan la fermentación y los requisitos que se les exigen. Existen:
    1. Vinos y sidras. En la obtención de vinos y sidras el sustrato de la fermentación alcohólica son glucosa y fructosa. De forma tradicional, la transformación de los mostos se ha desarrollado como un fenómeno espontáneo, por medio de levaduras indígenas.
    2. Cervezas. En el caso de la cerveza, las materias primas además del lúpulo y agua, son malta y otros cereales, por lo tanto, en este caso el sustrato lo constituyen la maltosa y la maltotriosa. Diferenciamos:
      1. Saccharomyces cerevisiae.
      2. Saccharomyces uvarum (antes Carlsbergensis).
    3. Bebidas destiladas. Las bebidas destiladas aparecieron con el alambique. El fundamento de su proceso de elaboración es la diferente riqueza en sustancias volátiles entre las fases líquida y vapor de un producto calentado, lo que permite recoger el alcohol y los compuestos aromáticos de los productos vegetales fermentados.
    4. Productos de panadería. Las fermentaciones tradicionales del pan se llevaban a cabo por los microorganismos presentes en la harina, este sistema fermentativo está compuesto por levaduras y un complejo de bacterias, principalmente lácticas.
  2. Productos derivados de la fermentación láctica. La fermentación láctica es el proceso básico de fabricación de diversos productos de origen vegetal y animal. Los fermentos lácticos presentan una gran importancia en la industria alimentaria, los fermentos comerciales disponibles son, según el producto industrial a obtener:
    1. Mesófilos. Están constituidos esencialmente por algunos Leuconostoc (Ln. citrovorum, Ln. dextranicum) y algunos Lactobacillus (Lb. lactis y cremoris).
    2. Termófilos. Incluyen la especie thermophitlus y los Lactobaciilus (Lb. delbrueckii, subespecie bulgaricus, Lb. lactis, Lb. helveticus y Lb. acidophilus).

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