3.8 Ecología Microbiana de productos fermentados

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1 3.8 Ecología Microbiana de productos fermentados
Lic. Nut. Tania S. Ruiz Sáenz. 3.8 Ecología Microbiana de productos fermentados

2 Fermentación Consiste en la exposición de materias primas y alimentos naturales a condiciones que favorecen el crecimiento y el metabolismo de microorganismos específicos y deseables. Los microorganismos no se identificaron como agentes de contaminación de alimentos hasta el siglo diecinueve. Aún así la fabricación de vinos, panes, quesos han sido practicados por más de 4000 años. Pasteur reconoció la importancia de los microorganismos en la contaminación de los vinos. Appert fue el primero en utilizar calor para destruir organismos en la industria de enlatados.

3 Otros beneficios: Inhiben el crecimiento de m.o. no deseados.
Conocemos que microorganismos específicos pueden producir cambios en la materia prima por la acción de enzimas microbianas: Inhiben el crecimiento de m.o. no deseados. Ácido láctico, etanol y ácido acético, entre otras, tienen características reconocidas como preservativos inhibiendo el crecimiento de otros m.o. Otros beneficios: La duración del producto terminado es mayor que la materia prima. Mejora aroma y sabor Puede haber aumento en contenido de vitaminas y digestibilidad.

4 Los m.o. que se utilizan para procesos de fermentación industrial deben tener las siguientes características: 1. Debe ser capaz de crecer rápidamente en el sustrato y ambiente adecuado, y de cultivarse fácilmente en grandes cantidades. 2. Capaz de mantener constancia fisiológica bajo las condiciones de cultivo y producir abundantemente las enzimas esenciales para que ocurran los cambios deseados. 3. Condiciones requerida para crecimiento máximo y producción de alimento deben ser simples. Estos microorganismos o sus productos derivados o componentes celulares tienen que ser seguros, de calidad alimentaria, y aprobados por las agencias reguladoras.

5 Producen subproductos, que excretan al medio (productos finales).
Ejemplo: Cuando se utilizan las células microbianas de tal manera que se consumen en vivo con la comida, que es muy importante que ellos y sus metabolitos no tienen ningún efecto perjudicial sobre la salud de los consumidores. Norma oficial mexicana nom-113-ssa1-1994, bienes y servicios. Método para la cuenta de microorganismos coliformes totales en placa. Norma oficial mexicana nom-210-ssa1-2014, productos y servicios. Métodos de prueba microbiológicos. Determinación de microorganismos indicadores. Determinación de microorganismos patógenos. Codex Alimentarius. Los m.o. utilizan algunos componentes presentes en las materias primas como sustratos (carbohidratos) para generar energía. Aumentan su población Producen subproductos, que excretan al medio (productos finales). Los productos finales, junto con los componentes de los materiales de inicio, constituyen los alimentos fermentados.

6 Controlada (industria alimentaria):
Natural: Existen dos tipos de fermentación microbiana: la que se da de forma natural y la fermentación controlada. Controlada (industria alimentaria): Cuando es necesario para la fermentación de un alimento específico, las especies microbianas asociadas con esta fermentación se cultivan en gran volumen en el laboratorio y después se añaden a las materias primas en cantidades muy altas. Cultivos iniciadores Ácido Láctico 12 géneros de especies bacterianas se incluyen en un grupo designado como bacterias del ácido láctico debido a su capacidad para metabolizar grandes cantidades de ácidos láctico a partir de carbohidratos. Incluyen Lactococcus, Leuconostoc, Pediococcus, Streptococcus, Lactobacillus, Enterococcus , Aerococcus, Vagococcus, Tetragenococcus, Carnobacterium, Weissella, y Oenococcus.

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8 Especie Bacteriana Aerobio/Anaerobio. Temperatura Fermentación Hábitat Lactococcus Anaerobio facultativo Incapacidad para crecer a 40 ° C Por lo general son capaces de hidrolizar la lactosa y caseína. También fermentan galactosa, sacarosa y maltosa. Son la vegetación verde, y la leche cruda. Estreptococo Anaerobios facultativo Las células sobreviven 60 ° C durante 30 min. Fermentan fructosa, manosa y lactosa. Su hábitat natural es desconocida, aunque se encuentran en la leche. Leuconostoc Anaerobios facultativos Crecen bien entre 20 y 30ºC. Algunas especies pueden sobrevivir 60 ° C durante 30 min Se utiliza para la fermentación maloláctica en el vino. También en jamones y embutidos. Se encuentran en plantas, verduras, ensilado, leche y algunos productos lácteos y las carnes crudas y procesadas. Pediococcus Crecen bien entre 25 y 40°C; algunas especies crecen a 50°C Dependiendo de la especie, pueden fermentar la sacarosa, arabinosa, ribosa, y xilosa. La lactosa no se fermenta en general, especialmente en la leche Se encuentran en plantas, verduras, ensilado, cerveza, leche y verduras fermentadas, carnes y pescado.

9 Especie Bacteriana Aerobio/Anaerobio. Temperatura Fermentación Hábitat Oenococcus Anaerobio facultativo - A veces se usa para acelerar la fermentación maloláctica en el vino. Las células transportan malato en el vino y lo metabolizan en ácido láctico y CO2. Reduce la acidez del vino Lactobacillus 1 a 50°C, pero en fermentación controlada 25 a 40ºC Muchas especies utilizan lactosa, sacarosa, fructosa, o galactosa, y algunas especies pueden fermentar pentosas. Plantas, vegetales, granos; semillas, leche y productos lácteos crudos y procesados, algunas se encuentran en el tracto digestivo de los seres humanos, animales y aves. Muchos han sido asociados con el deterioro de los alimentos.

10 Otras características de Lactobacillus
Otras características de Lactobacillus. Al haber tantas especies de Lactobacillus: Algunas han sido utilizados en la fermentación controlada (lácteos, carnes, verduras y cereales) Algunas son conocidos por estar asociados con la fermentación natural de los alimentos. Algunas son consumidas en vivo por su efecto beneficioso sobre la salud intestinal. Algunas otros tienen un efecto no deseado en los alimentos.

11 Anaeróbicos, aunque algunos pueden tolerar O2 en presencia de CO2.
Otros cultivos Iniciadores. Bifidobacterium Anaeróbicos, aunque algunos pueden tolerar O2 en presencia de CO2. Las especies crecen de manera óptima a 37 a 41°C. Fermentan glucosa para producir ácido láctico y ácido acético. Se han aislado de las heces de los seres humanos, los animales y las aves. Más frecuente en niños que adultos. Se consideran beneficiosos para la salud normal del tracto digestivo. Normalmente se encuentran en el intestino grueso.

12 Propionibacterium Dependiendo de la especie, fermentan la lactosa, sacarosa, fructosa, galactosa, y algunas pentosas. Crecen de forma óptima entre 30 y 37 ° C. Algunas especies forman pigmentos. Se han aislado a partir de leche cruda, algunos tipos de quesos, productos lácteos. Asociados con la fermentación natural de quesos tipo suizo.

13 Capaz de crecer en alta cantidad de sal y rangos de pH elevados.
Brevibacterium. Importantes en la producción de queso y otras fermentaciones industriales. Capaz de crecer en alta cantidad de sal y rangos de pH elevados. Acetobacter. Crecen bien de 25 a 30ºC. Se encuentran de forma natural en frutas, sake, vino de palma, sidra, cerveza, jugo de caña de azúcar, el té de hongos, y del suelo.

14 Levaduras y Hongos. Varios de ellos son utilizados en el procesamiento biológico de los alimentos. Muchas levaduras y mohos en los alimentos son importantes. Están involucrados con el deterioro de los alimentos y la producción de micotoxinas. Se están realizando mejoras genéticas para mejorar sus características deseables. Levadura más importante: Saccharomyces cerevisiae. Crecen muy rápidamente a 20ºC, produciendo el alcohol y CO2.

15 Sólo se usan en fermentación controlada
Se relacionan con el deterioro de alimentos, las asociadas a esta producción se debe asegurar que no producen micotoxinas. Sólo se usan en fermentación controlada Aspergillus oryzae Penicillium roquefortii Penicillium camembertii Algunas cepas pueden producir la neurotoxina roquefortin. En la selección y desarrollo de cepas para su uso en el queso, este aspecto requiere una cuidadosa consideración.

16 Conclusión. Las bacterias de calidad alimentaria, levaduras y mohos se utilizan en diferentes combinaciones para producir varios miles de alimentos fermentados en todo el mundo por fermentación natural o controlada de leche, carne, pescado, huevos, frutas, verduras y otros. Las especies y cepas utilizadas como cultivos iniciadores en la fermentación controlada no sólo representan peligro si no es regulado, sino que también son capaces de producir características deseables en los alimentos fermentados. Estas características son el resultado de descomposición metabólica de hidratos de carbono, proteínas y lípidos presentes en el alimento.

17 Bibliografía. Ray, B., Bhunia, A. (2013). Fundamental food microbiology. Florida: CRC PRESS.