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Fermentação

 

 

O que é a fermentação?

A fermentação é um processo usado para a produção de vinho, cerveja, iogurte e outros produtos.

Fermentação
A cerveja é fermentada a partir de uma mistura de cereais amassada e água

A fermentação é um processo metabólico, em que um organismo converte um hidrato de carbono, tal como o amido ou um açúcar, em um álcool ou um ácido.

Por exemplo, a levedura realizar fermentação para obtenção de energia através da conversão de açúcar em álcool. Bactérias realizar a fermentação, conversão de carboidratos em ácido láctico.

História da Fermentação

A fermentação é um processo natural aplicado para fazer produtos como vinho, hidromel, queijo e cerveja muito antes do processo bioquímico foi entendida.

Na década de 1850 e 1860 Louis Pasteur foi o primeiro cientista a estudar a fermentação quando.

Exemplos de produtos formados por Fermentação

A maioria das pessoas estão cientes de que alimentos e bebidas são produtos da fermentação:

Cerveja
Vinho
Iogurte
Queijo
Certos alimentos ácidos que contenham ácido láctico, incluindo chucrute, kimchi e pepperoni
Pão
Tratamento de águas residuais
Alguma produção de álcool industrial, como para os biocombustíveis
Gás hidrogênio

Etanol Fermentação

Levedura e certas bactérias realizar a fermentação do etanol onde o piruvato (a partir do metabolismo da glicose) está dividida em etanol e dióxido de carbono.

A equação química líquida para a produção de etanol a partir de glucose é:

C 6 H 12 O 6 (glicose) ? 2 C 2 H 5 OH (álcool) + 2 CO2 (dióxido de carbono)

A fermentação do etanol é usado na produção de cerveja, vinho e pão. É importante notar que a fermentação na presença de níveis elevados de pectina resultado na produção de pequenas quantidades de metanol, o que é tóxico quando consumido.

Fermentação láctica

As moléculas de piruvato a partir do metabolismo da glicose (glicólise) podem ser fermentados em ácido láctico. A fermentação do ácido láctico é utilizado para converter a lactose em ácido láctico na produção de iogurte. Também ocorre em músculos de animais quando o tecido requer energia a uma taxa mais rápida do que o oxigénio pode ser fornecido.

A próxima equação para a produção de ácido láctico a partir da glicose é:

C 6 H 12 O 6 (glicose) ? 2 CH 3 CHOHCOOH (ácido láctico)

A produção de ácido láctico a partir de lactose e água podem ser resumidas como:

C 12 H 22 O 11 (lactose) + H2O (água) ? 4 CH 3 CHOHCOOH (ácido láctico)

Fonte: chemistry.about.com

Fermentação

Fermentação, um tipo de respiração anaeróbica, um processo de liberação de energia que ocorre na ausência de livre (quimicamente não combinada) de oxigênio. Resultados fermentação na quebra de carboidratos e outras substâncias orgânicas complexas em substâncias mais simples.

Certos organismos realizar fermentação para obter a energia de que necessitam para realizar seus processos de vida. (A maioria dos organismos obtem a energia para estes processos através da respiração aeróbica, na presença de oxigênio livre.)

Vários microrganismos, incluindo leveduras e alguns fungos e bactérias, obtêm sua energia através da fermentação.

Muitos dos processos de fermentação resultam em produtos que são importantes na medicina, preparação de alimentos e outros campos.

O produto específico resultante da fermentação é determinada pelo tipo de microorganismo transportando sobre o processo e a substância, em que a fermentação ocorra.

Por exemplo: o vinho é o produto da fermentação de levedura, em sumos de fruta, enquanto a cerveja é o produto de fermentação de levedura em grão.

Os antibióticos (medicamentos usados para combater doenças infecciosas) são obtidos a partir tanto de bactérias e mofo fermentação.

A fermentação por vários microorganismos é usado para produzir substâncias chamadas enzimas, que são utilizados em muitos processos industriais e médicas para acelerar as reações químicas.

Vinagre e queijo são produtos da fermentação bacteriana. Fermentação de levedura é usada para fazer pão levedado.

O que é

A fermentação é o processo no qual uma substância se decompõe em substâncias mais simples. Os microrganismos, como fungos e bactérias normalmente desempenham um papel no processo de fermentação, a criação de cerveja, vinho, pão, Kimchi, iogurte e outros alimentos.

A fermentação vem da palavra latina fermentare, que significa "o fermento." Para fazer o pão crescer, você usa um agente de fermentação para "acordar" o fermento seco, misturando-o com água.

O fermento, em seguida, começa a "comer" o açúcar na massa e fora-gasificação de álcool: é a fermentação. O suco de uva torna-se o vinho como o processo de fermentação está completa.

Fonte: science.howstuffworks.com

Fermentação

Fermentação

Uma mudança química em matéria animal e vegetal provocada por leveduras microscópicas, bactérias, ou mofos é chamada de fermentação.

Exemplos de fermentação são o azedamento de leite, o crescimento da massa de pão, e a conversão de açúcares e amidos em álcool. Muitas substâncias químicas industriais e vários antibióticos usados em medicamentos modernos são produzidos através de fermentação sob condições controladas.

O resultado da fermentação é que uma substância seja quebrada em compostos mais simples. Em alguns casos a fermentação é usada para modificar um material cuja modificação seria difícil ou muito cara se métodos químicos convencionais fossem escolhidos. A fermentação é sempre iniciada por enzimas formadas nas celas dos organismos vivos. Uma enzima é um catalisador natural que provoca uma mudança química sem ser afetado por isto.

A levedura comum é um fungo composto de minúsculas celulas tipo vegetais similares às bactérias. Suas enzimas invertase e zimase quebram açúcar em álcool e gás carbônico. Elas crescem o pão e transformam suco de uva em vinho. Bactérias azedam o leite produzindo ácidos láctico e buturico. Celulas do corpo humano produzem enzimas digestivas, como pepsina e renina que transformam comida em uma forma solúvel.

Fermento - ingrediente fundamental para o pão

Não é possível produzirmos um pão, na forma como estamos acostumados a consumi-lo, sem a utilização de fermento, pois é este elemento o responsável para que a massa fique leve e macia, diferente dos pães pesados e massudos (pães ázimos) fabricados pelos povos antigos, há milhares de anos atrás.

O conhecido "fermento biológico" nada mais é do que uma grande quantidade de células de Saccharomyces cerevisiae, um grupo de leveduras muito utilizado na fabricação de bebidas alcoólicas, pão, bolos, biscoitos, ... Este grupo faz parte dos fungos, e engloba organismos unicelulares com nutrição heterotrófica por não possuírem pigmentos fotossintetizantes. De todos os seres vivos, os fungos são os que possuem a mais rica coleção de enzimas. Esta variedade de enzimas permite que eles "ataquem" praticamente qualquer tipo de material.

O fermento, ou as leveduras, atacam os açúcares da massa, transformando-os em dióxido de carbono (CO2). Durante o descanso da massa o gás formado dobra de volume, provocando o crescimento do pão.

É muito importante diferenciar-se o fermento biológico do fermento químico, utilizado para bolos e biscoitos.

Os produtos de fermentação foram usados desde a antiguidade. Habitantes das cavernas descobriram que a carne emvelhecida tem um sabor mais agradável que a carne fresca. Vinho, cerveja, e pão são tão velhos quanto a agricultura. Queijo, que envolve a fermentação de leite ou creme é outra comida muito antiga. O valor medicinal de produtos fermentados é conhecido de há muito tempo. Os chinêses usavam coalho de feijão-soja mofado para curar infecções de pele há 3.000 anos atrás. Os índios da America Central tratavam feridas infetadas com fungos.

A verdadeira causa de fermentação, porém, não era compreendida até o século XIX. O cientista francês Louis Pasteur, enquanto estudando problemas dos cervejeiros e vinicultores da França, encontrou que um tipo de levedura produz vinho bom, mas um segundo tipo torna-o azedo. Esta descoberta conduziu à teoria da origem de doenças de Pasteur .

A química das fermentações é uma ciência nova que ainda está em suas fases mais iniciais. É a base de processos industriais que convertem matérias-primas como grãos, açúcares, e subprodutos industriais em muitos produtos sintéticos diferentes. Cepas cuidadosamente selecionadas de mofos, leveduras e bactérias, e são usadas.

A Penicilina é um antibiótico que destrói muitas bactérias causadoras de doenças. É derivado de um mofo que cresce em uma mistura fermentativa de substâncias cuidadosamente selecionadas para este propósito. A Penicilina industrial e muitos outros antibióticos se tornaram uma área muito importante da indústria farmaceutica.

O Ácido cítrico é uma das muitas substâncias químicas produzidas por microorganismos. É usado em limpadores de metal e como um preservativo e agente de sabor em alimentos. O Ácido cítrico é responsável pelo sabor azedo de frutas cítricas. Poderia ser obtido delas, mas necessitaria muitos milhares de frutos para produzir a quantia de ácido cítrico atualmente feita pela fermentação de melado com o mofo Aspergillus niger.

Um produto de fermentação, Terramicina, é adicionado a rações animais para acelerar o crescimento dos animais e os proteger de doenças. Certas vitaminas são feitas através de fermentação de mofos; e as próprias enzimas, extraídas de vários microorganismos, têm muitos usos na fabricação de alimentos e medicamentos.

Breve histórico do pão

Os povos pré-históricos provavelmente iniciaram a produzir pão há cerca de 10.000 anos atrás. Inicialmente, na antiga Mesopotâmia, as pessoas utilizavam pedras para moer os grãos, misturando com água e então coziam a mistura sobre o fogo. Os arqueologistas encontraram pão nas ruínas de um vilarejo a beira de um lago da Suíça, onde habitavam pessoas cerca de 4.000 anos atrás. Uma cesta de pão que foi assada há 3.500 anos foi encontrada no local onde havia sido enterrada, em uma tumba em Tebas, no Egito.

Antes de o homem aprender a produzir fermento, eles guardavam um pouco da massa crua de cada batelada para misturar com a seguinte. Entre as bateladas, a massa azedava, ou fermentava, por ação de leveduras do ar. Quando misturadas com massa fresca, causava o crescimento de toda a massa. Massa fermentada ainda é utilizada hoje em dia para a produção do que é chamado pão de massa azeda.

Atribui-se aos antigos egípcios o descobrimento do processo de fermentação; eles usavam este princípio por volta do ano 2600 AC. Os egípcios forma provavelmente os primeiros a considerar a panificação como uma forma de arte.. Alguns baixo-relevos encontrados em templos egípcios mostravam que eles já sabiam cultivar cereais desde 6000 AC. Os egípcios eram grande bebedores de cerveja e aplicaram seus conhecimentos sobre o processo de fermentação para a elaboração do pão. Os gregos chamavam os egípcios de "arthophagoi", ou "comedores de pão". O primeiro testemunho escrito vem de Heródoto que, em 450 AC, escreveu "todos estão temerosos de alimentos fermentados, mas os egípcios fazem uma massa de pão fermentada".

Os egípcios criaram também o primeiro forno e começaram a utilizar diversos tipos de cereais para fazer farinhas e pães.

Os gregos, que atribuíam a origem do pão aos deuses deram a ele um caráter sagrado. Nós devemos aos gregos a instituição das padarias como estabelecimentos comerciais públicos, e eles ensinaram isto aos romanos. A grande expansão do pão em Roma causou o nascimento da primeira associação oficial de panificadores. Seus membros gozavam de um status muito privilegiado. Eles eram livres de alguns deveres sociais e isentos de muitos impostos. A panificação tornou-se tão prestigiosa durante o Império Romano, que era considerada no mesmo nível que outras artes, como escultura, arquitetura ou literatura.

Até politicamente, as classes dominantes usavam pão para satisfazer o povo e fazê-los esquecer os problemas econômicos oriundos da expansão do Império.

As legiões romanas levaram o pão para a Península Ibérica, apesar de várias referências afirmarem que o processo de panificação já era conhecido por lá, especialmente sobre fermentação pois eles usavam a espuma da cerveja como fermento, o que produzia um pão mais leve e esponjoso do que o dos romanos, que ainda usavam o resto de massa velhas para a fermentação.

Os romanos melhoraram o processo de moagem, e como resultado disto foram os primeiros a produzir pão branco. Antes disto, somente fazia-se pães escuros, de grãos integrais. Por volta de 100 AC Roma possuía mais de 200 padarias comerciais. Uma escola para padeiros foi criada pelos romanos no século I.

A medida que o pão foi crescendo de importância na vida das pessoas ele começou a fazer parte de suas tradições religiosas. Por exemplo, a Bíblia relata que os antigos hebreus faziam matzota antes da fuga do Egito. Os judeus comem este tipo de pão durante o festival de Passover. A Igreja Católica prega que, durante a celebração da Missa, o padre transforma o pão no corpo de Jesus Cristo.

Ao longo dos séculos, com o aumento das viagens e trocas entre os países, aumentos proporcionalmente as variedades de pães. Mais e mais pessoas em todo lugar aprenderam sobre os diferentes tipos de pão que são feitas nas áreas mais afastadas do mundo.

Poucos indivíduos sabem algo sobre o pão que eles compram, por isto os governos criam leis para proteger os consumidores. Nos Estados Unidos, o Food and Drug Administration (FDA), um organismo federal, limita as quantidades de umidade e amido fora daquele da farinha de trigo que um pão pode conter. Também está especificado que somente farinha de trigo integral pode ser usado para fabricar pão de trigo integral. o FDA também proíbe a utilização de amaciantes químicos no pão. Como um pão grande pode conter mais ar do que um pequeno, mas não pesar mais que este, alguns estados exigem que só podem ser comercializados pães de certos pesos, e as embalagens devem conter estes pesos. Tanto as leis federais como estaduais proíbem nomes comerciais que possam induzir o consumidor a um engano. Outras leis de proteção ao consumidor exigem que os rótulos indiquem a data de panificação e listem as quantidades dos ingredientes usados no pão.

Fonte: penta.ufrgs.br

Fermentação

A fermentação do ponto de vista bioquímico é um processo anaeróbio de transformação de uma substância em outra, produzida a partir de microorganismos, tais como bactérias e fungos, chamados nesses casos de fermentos.

Exemplo de fermentação é o processo de transformação dos açúcares das plantas em álcool, tal como ocorre no processo de fabricação da cerveja, cujo álcool etilico é produzido a partir do consumo de açúcares presentes no malte, que é obtido através da cevada germinada.

Outro exemplo é o da massa do pão, onde os fermentos (leveduras) consomem amido.

Essas bactérias começam a digerir o açúcar da massa do pão, liberando CO2 (gás carbônico), que aumenta o volume da massa.

De um modo geral o termo fermentação também é usado na biotecnologia para definir processos aeróbios.

Há dois tipos de fermentação

Fermentação aeróbica: ocorre na presença de oxigênio do ar, como por exemplo em: Ácido cítrico, Penicilina.
Fermentação Anaeróbica: ocorre na ausência de oxigênio, como por exemplo em:
Iogurte, Vinagre, Cerveja, Vinho.

Não deve ser confundida com a respiração anaeróbica (processo no qual algumas bactérias produzem energia anaerobicamente formando resíduos inorgânicos).

A fermentação é usada na conserva de alimentos (por exemplo, de chucrute).

Entende-se por queijo o produto fresco ou maturado que se obtém pela drenagem do líquido depois da coagulação do leite pela ação física do coalho, de enzimas coagulantes específicas, de bactéria específica, de ácidos orgânicos (isolados ou combinados) todos de qualidade apta para uso alimentar, com ou sem agregação de substâncias alimentícias e/ou especiarias e/ou condimentos, aditivos especificamente indicados, substâncias aromatizantes e matérias corantes.

Tipos de fermentação

Fermentação láctica.
Fermentação alcoólica.
Fermentação butírica.
Fermentação da glicerina.
Fermentação acética.

Fonte: www.enq.ufsc.br

Fermentação

Fermentação acética

A fermentação acética é realizada por um conjunto de bactérias do gênero Acetobacter ou Gluconobacter, pertencentes a família Pseudomonaceae.

O ácido acético produzido por bactérias desse gênero é o composto principal do vinagre, condimento obtido a partir da fermentação alcoólica do mosto açucarado e subsequente "fermentação acética".

As bactérias acéticas foram descritas por alguns autores no século passado: Pasteur, Hansen, Brown, Beijerinck e Hennenberg.

CONSIDERAÇÕES GERAIS SOBRE O PROCESSO

Microrganismos

As bactérias acéticas utilizadas neste processo são aeróbias e alguns gêneros possuem como importante característica a ausência de algumas enzimas do ciclo dos ácidos tricarboxílicos, tornando incompleta a oxidação de alguns compostos orgânicos (baixa oxidação).

Por isso, são úteis não apenas para a bioconversão, produzindo ácido acético, mas, também, para outras, como ácido propiônico a partir do propanol, sorbose a partir de sorbitol, ácido glucônico a partir da glicose, além de outros.

Esta propriedade de baixa oxidação é explorada na produção de ácido ascórbico (vitamina C).

O ácido ascórbico pode ser formado a partir de sorbose, mas este composto é de difícil síntese química.

Portanto, é convencional a sua obtenção microbiologicamente via bactéria do ácido acético, que oxida a molécula do sorbitol (um álcool açúcar de fácil obtenção) a sorbose, através de um processo de bioconversão.

O uso de bactéria do ácido acético torna a manufatura do ácido ascórbico economicamente viável.

As bactérias do ácido acético, assim originalmente definidas, compreendem um grupo de microrganismos aeróbios, Gram -, bastonetes, que apresentam motilidade, realizam uma oxidação incompleta de alcoóis, resultando no acúmulo de ácidos orgânicos como produto final.

Com o etanol como substrato, ácido acético é produzido, daí originando o nome deste grupo de bactérias.

Outra propriedade é a relativamente alta tolerância à condições ácidas, a maioria das linhagens são capazes de crescer a valores de pH menores que 5.

O nome do gênero Acetobacter foi originalmente utilizado para denominar todas as bactérias do ácido acético, mas hoje já se sabe que as bactérias do ácido acético compreendem um grupo bacteriano heterogêneo, compreendendo organismos que apresentam flagelos polares ou peritrícos.

Atualmente, o gênero Acetobacter, compreende as bactérias acéticas que apresentam flagelos peritrícos, com capacidade para oxidar ácido acético.

Um outro gênero presente no grupo das bactérias do ácido acético, denominado primeiramente Acetomonas e mais recentemente Gluconobacter, apresentam flagelos polares, e são incapazes de oxidar o ácido acético, devido a ausência do ciclo dos ácidos tricarboxílicos completo.

Outra característica interessante de algumas espécies do grupo das bactérias acéticas, aérobias estritas, é a capacidade para sintetizar celulose.

A celulose formada não difere significantemente da celulose dos vegetais

O A. xylinum forma sobre a superfície de um meio líquido, uma capa de celulose, o que pode ser uma forma do organismo assegurar a sua permanência na superfície do líquido, onde o O2 está mais disponível.

Características gerais do gênero Acetobacter

As bactérias do gênero Acetobacter são bastonetes elipsoidais, retos ou ligeiramente curvos.

Quando jovens são Gram - e as células velhas são Gram variáveis.

Apresentam a capacidade para oxidar a molécula do etanol e do ácido acético a CO2 e H2O (superoxidação).

São comumente encontrados em frutas e vegetais e estão envolvidos na acidificação bacteriana de sucos de frutas e bebidas alcoólicas, cerveja, vinho, produção de vinagre e fermentação de sementes de cacau.

Os Acetobacter são capazes de fermentar vários açúcares, formando o ácido acético, ou ainda, utilizam este ácido como fonte de carbono, produzindo CO2 e H2O.

As espécies capazes de oxidar o ácido acético, estão subdivididos em dois grupos: organismos capazes de utilizar sais de amônio como única fonte de nitrogênio e um outro grupo sem esta capacidade.

O Acetobacter xylinum, A. rancens, A. pasteurianus e A. kuentzingianus não possuem tais características.

A espécie representativa do gênero Acetobacter é o A. aceti, que é capaz de utilizar sais de amônio como única fonte de nitrogênio, juntamente com outras espécies: A. mobile, A. suboxidans, etc.

Características gerais do gênero Gluconobacter

As bactérias acéticas deste gênero são bastonetes elipsoidais Gram - ou Gram + fracos quando as células estão velhas.

As células desse gênero apresentam-se em pares ou em cadeias.

São aérobios estritos e oxidam a molécula do etanol a ácido acético.

O nome Gluconobacter vem da característica do gênero de oxidar a glicose em ácido glucônico.

A espécie representante do gênero Gluconobacter é o G. oxydans, encontrado em alimentos, vegetais, frutas, fermento de padaria, cerveja, vinho, cidra e vinagre.

Requerimento nutricionais

Na década de 50, as bactérias acéticas foram classificadas de acordo com seus requerimentos nutricionais:

Grupo lactafílico: metabolismo predominante do lactato, e utilizam sulfato de amônio como única fonte de nitrogênio. Ex.: A. aceti. A. mobile, A. suboxidans, etc.
Grupo glicofílico
: metabolismo predominante da glicose, e utilizam sulfato se amônio como fonte de nitrogênio, ou de forma limitada num meio com glicose. Ex.: A. gluconicus, A. viscus e A. turbidans.

Fatores de crescimento

As espécies do gênero Acetobacter tem algumas exigências nutricionais.

Exigem algumas vitaminas do complexo B tais como tiamina, ácido pantotênico e nicotínico. E algumas espécies demonstram a necessidade de ácido p-aminobenzóico.

As necessidades vitamínicas podem ser supridas com o uso de água de maceração de milho, extrato de leveduras, lisado de leveduras, malte ou extrato de malte.

Algumas espécies necessitam que sejam colocados no meio, aminoácidos como fontes de nitrogênio: A. oxydans e A. rancens necessitam de valina, cistina, histidina, alanina e isoleucina; A. melanogenus não tem essas mesmas necessidades.

De acordo com Lima et al., 1975, o hidrolisado de caseína supria de modo satisfatório, como fonte de nitrogênio as necessidades de várias espécies.

Mosto

Para a produção do vinagre, são utilizados membros do gênero Acetobacter.

Os Gluconobacter, apesar de produzirem ácido acético, o fazem de forma pouco eficiente e não são usados na produção de vinagre.

A bactéria Acetobacter aceti utiliza o etanol, produzindo ácido acético, por isso é de grande interesse tecnológico.

Outras espécies como o A. suboxydans, A. melanogenus, A. xylinum e A. rancens comportam de modo semelhante. desde que sejam adicionados ao meio, inicialmente, em pequenas quantidades, glicose, frutose, glicerol ou manitol.

Mecanismo de fermentação

Bioquimicamente, os Acetobacter realizam processos catabólicos e anabólicos por aerobiose e anaerobiose.

É de interesse industrial, o catabolismo oxidante aeróbio de álcoois e açúcares, realizado por microrganismos, usado na produção de ácido acético ou de vinagre.

O mecanismo de produção do ácido acético ocorre em duas etapas:

1º) É formado o acetaldeído por oxidação; -
2º)
O acetaldeído é convertido a ácido acético.

75% do acetaldeído é convertido a ácido acético e os 25% restantes a etanol.

PRODUÇÃO DE VINAGRE

Vinagre é o produto resultante da conversão do álcool etílico a ácido acético por bactérias do ácido acético, membros do gênero Acetobacter ou Gluconobacter (Brock e Madigan, 1991).

Vinagre de álcool é o produto proveniente da fermentação acética de um mosto constituído de álcool etílico, convenientemente diluído e adicionado de elementos nutritivos para os fermentos acéticos (Intituto Adolfo Lutz, 1975).

A produção de um bom vinagre depende de uma série de fatores como:

A linhagem e a seleção do microrganismo;
A matéria-prima; - a concentração do álcool;
A temperatura de fermentação;
A quantidade de O2;
A temperatura de fermentação (na faixa de 20º a 30ºC);
O pH ótimo na faixa de 5 e 6;
A maturação e a conservação;
A clarificação, o envase, a pasteurização;
Materiais de construção de tubulações, recipientes e depósitos.

Matéria-prima

As melhores matérias-primas são o vinho, o suco de maçãs e a sidra.

O vinho é bastante usado na França, Itália, Grécia e Espanha; nos EUA utiliza-se a sidra e, na Inglaterra, o malte. No Brasil, usam-se o vinho e o álcool.

A matéria-prima é inoculada com uma levedura selecionada, para obtenção de vinho.

Terminada a fermentação, separam-se a levedura e os materiais em suspensão e deixa-se em repouso por três dias. O líquido claro é decantado e acidificado com vinagre. Corrige-se o teor alcoólico, em funçao da quantidade de vinagre adicionado, isto é, colocam-se de 10 a 25% de vinagre forte.

A acidez da mistura fica entre 3,0 a 3,5%, em ácido acético. O álcool é calculado de modo que a acidez, após o término da fermentação, seja 0,6%.

Em seguida, passa-se à fermentação acética, com a inoculação de B. schuetzenbachii ou B. curvum ou B. orleanense, espécies próprias para a fabricação de vinagre.

Depois de fermentado, podem ser encontrados no meio Acetobacter aceti, A. pasteurianus, A. xylinum, A. ascendens e A. acetigenum.

Processo de Fermentação

As fermentações para produção de vinagre podem ser realizadas pelo processo lento ou pelo rápido.

Processo Lento

Entre os processos lentos, o processo francês de Orleans é o mais antigo.

Realiza-se em barricas de 200 litros com oríficios, na tampa, fechados por tela fina. Os tanques tem um terço de seu volume com vinagre de boa qualidade.

Em seguida, adicionam-se 15 litros de vinho. Semanalmente adicionam-se quantidades de vinho iguais à primeira e assim, até a quarta semana. a partir da quinta semana separam-se 15 litros de vinagre e adiciona-se a mesma quantidade de vinho. Daí em diante, semanalmente, essas operações vão se repetindo e tornando o processo periódico. Com o tempo, a película superficial vai se espessando e terminando por cair no fundo do tanque. Para evitar que isso aconteça, deverá existir na superfície do líquido, um suporte de tela ou malha que mantenha a capa gelatinosa suspensa. Quando aparece A. xylinum, a película superficial das fibras de celulose é forte.

Processos rápidos

Os processos rápidos são bastante utilizados atualmente. Foram idealizados por Boerhave, ao descobrir que a transformação do vinho de maçãs em vinagre era bastante rápida quando deixava passar o vinho, através de um recipiente cheio de bagaços de maçã. Atualmente é utilizado recipientes geradores, empacotados com material de enchimento dos mais diversos (por exemplo a madeira). As bactérias acéticas colonizam a superfície do material e oxidam etanol a ácido acético.

Os geradores tem tamanho e formas diferentes. O tamanho varia entre 15 a 30 cm de diâmetro por 20 a 60 cm de altura. Geralmente são de forma cilíndrica e tem, no fundo, um suporte perfurado que sutenta o material de enchimento. Pelos oríficios de suporte, passa o ar a ser utilizado na oxidação. O material de enchimento deve formar grande superfície, para permitir o contato íntimo entre líquido e ar, facilitando as trocas, sendo utilizadas fibras de côco, carvão-coque, sabugo de milho ou outras. Sobre o material de enchimento descansa uma placa crivada, para permitir uma perfeita distribuição do vinho que cai de um torniquete hidráulico ou de um bico aspersor, colocado na parte superior.

A acidez aumenta progressivamente conforme o líquido vai sendo passado, sucessivamente, duas ou três vezes pelo mesmo gerador ou através de geradores em série. Sendo o processo exotérmico, o líquido deve ser resfriado antes de entrar novamente para o gerador.

Produção de vinagre por meio de cultura submersa

As pesquisas sobre a produção do vinagre por meio de fermentação submersa iniciaram-se por volta de 1950. O aumento da produção de ácido, em relação ao tempo de fermentação, dá uma função exponencial. O substrato alcoólico, por esse processo, pode ser fermentado 30 vezes mais rapidamente que por qualquer outro processo. Neste processo, o ar deve ser controlado cuidadosamente, pois um decréscimo da pressão parcial de oxigênio altera o metabolismo bacteriano.

Em 1949, Hromatka e Ebner, desenvolveram um processo para a produção de vinagre por meio de cultura submersa, onde o acetificador ou vinagreira é um tanque cilíndrico dotado de aeração e instrumentação de controle como qualquer fermentador. São necessários os controles de acidez, teor de álcool e aeração. os dois primeiros podem realizar-se automaticamente, possibilitando a indicação de carga e descarga do tanque. Dentro do tanque podem se utilizados elementos de contato para facilitar as trocas. A eficiência do processo vai depender do estado de divisão das bolhas de ar.

O processo de acetificação é exotérmico e assim, deve permitir, através de serpentina, a dissipação térmica, possibilitando, dessa forma, o controle da temperatura dentro de uma faixa conveniente. O ótimo de temperatura de fermentação depende da concentração do substrato, sendo a mesma por volta de 27ºC. Um disco giratório no espaço livre do tanque evita a formação de excessiva espuma.

Foi verificado que a transformação de etanol por fermentação em profundidade aumenta numa função exponencial com o decorrer do tempo. Por isso, mesmo uma quantidade igual de substrato pode ser fermentado 30 vezes mais rapidamente, em relação ao tempo gasto nos mais modernos métodos industriais.

O processo de fermentação submersa apresenta uma série de vantagens:

Alta eficiência: diariamente podem-se produzir cerca de 6% ou mais, de vinagre;
Rendimentos:
calculados em relação ao teórico, alcançam de 90 a95%;
Praticidade:
dispensa tratamentos de clarificação e de filtração, via de regra, onerosos e demorados.

Envelhecimento

Após terminada a fermentação, o vinagre é estocado em tanques, completamente cheios, para se evitar a aeração do produto.

De acordo com a matéria-prima utilizada, vinho ou suco de frutas, o vinagre deve ser envelhecido por um tempo superior, às vezes, a um ano. Durante esse tempo, ocorrem reações de esterificação, responsáveis pelo desenvolvimento de aromas agradáveis. Alguns vinagres necessitam de clarificação, o que pode ser feito por filtração ou por outro método corrente com adsorventes.

Embalagem

O vinagre deve ser embalado em material resistente que não sofra corrosão e que não transmita cor ou odores desagradáveis ao produto.

Após o enfrascamento, é feita uma pasterurização a 60-66ºC, durante 30 min. Pode-se fazer a pasteurização contínua e embalar subsequentemente.

Contaminações do vinagre

Anguillula aceti, um nematóide proveniente de frutos mal selecionados, ou através da poeira do ar, provoca um aumento da viscosidade, acarretando uma perda organoléptica. Sob luz intensa, o organismo pode ser visto a ollo nu. A anguillula é destruída, por pasteurização, a 55ºC, podendo, em seguida, ser separada do meio, por filtração.

Drosophyla melanogaster, é a mosca-do-vinagre que aparece em frutos e no vinagre. Como precaução devem-se telar todos os orifícios do tanque e janelas da sala de fermentação

Os metais podem ser atacados pelo ácido acético, formando substâncias que alteram a cor do vinagre. O ferro e o cobre são os metais que provocam essas alterações.

O ferro, já na concentração de 100 mg/L, pode dar uma coloração escura ao vinagre. Essa cor pode se eliminada por aeração e sedimentação do tanato de ferro.

O cobre, na concentração de 25 mg/L escurece o vinagre e, na concentração de 5 mg/L ataca a clorofila dos vegetais, substituindo o magnésio desta.

Acetobacter aceti, contaminando o vinagre é prejudicila, pois este oxida ácido acético, gás carbônico e água, alterando o rendimento.

A. xylinum forma uma capa celulósica que altera a limpidez do vinagre e, também, obstrui as tubulações e válvulas, impermeabilizando o material de enchimento.

Aspectos fermentativos

As reações que ocorrem são duas:

1º) C6h62O6 = 2 C2H5OH + 2 CO2 glicose (180g) etanol (46g)
2º)
2 C2H5OH + 2 O2 = 2 Ch2COOH + 2 H2O etanol (32g) ácido acético (60g)

Rendimentos

Nas condições favoráveis de fermentação, o rendimento em ácido acético é de 50 a 55 partes, tomando-se como base de cálculo 100 partes de açúcar. Em relação ao etanol em massa, cada 100g de etanol fornecerá 126g de ácido acético.

Emprego do vinagre

O vinagre é usado, em sua totalidade, como condimento ou como constituinte de condimentos. Assim, é usado em saladas, maioneses, molhos picantes, picles, catchup, molho de mostarda, etc.

Pode ser usado em panificação para evitar crescimento de fungos filamentosos em pães.

Fonte: www.biologiaviva.hpg.ig.com.br

Fermentação

Bactérias Lácticas

As bactérias lácticas (BL) são utilizadas nos processos industriais de fermentação e conservação de produtos agro-alimentares. A fermentação láctica é uma das formas mais antigas de conservação de produtos oriundos da agricultura ou da indústria agroalimentar. Esse tipo de fermentação está relacionado, em primeiro lugar com produtos lácteos (iogurte, queijos, manteiga, creme), mas também com carnes, frios, pão de levedo, chá, sidra, cerveja e vinho (fermentação maloláctica). A fermentação láctica é realizada pelas BL que possuem como atividade principal a conversão dos açúcares do meio em ácido láctico.

As espécies de bactérias em questão pertencem a cinco gêneros: Lactococcus, Streptococcus, Lactobacillus, Leuconostoc e Pediococcus.

Fermentação Láctica

As BL são cocos ou bacilos Gram-positivos encontrados em diferentes nichos ecológicos como laticínios, vegetais, carnes (principalmente Lactobacillus e Pediococcus), mucosa humana ou animal (basicamente Streptococcus) e no trato digestivo (Streptococcus e Lactobacillus). A sua principal função nos alimentos é a acidificação destes produtos em um pH próximo de quatro, que impede o desenvolvimento de bactérias indesejáveis pela produção de ácidos orgânicos, majoritariamente ácidos lácticos. Isso permite que o tempo de conservação dos produtos fermentados seja muito maior que a dos produtos onde a matéria prima não seja fermentada. Outro papel é desenvolver as propriedades organolépticas dos alimentos fermentados. Por meio da produção de um grande número de enzimas glicolíticas, lipolíticas e proteolíticas, as BL transformam os nutrientes fundamentais dos produtos agrícolas em compostos com propriedades organolépticas complexas. Essas atividades bioquímicas permitem às BL modificar pouco a pouco a estrutura e o aroma dos alimentos fermentados e de contribuir para o desenvolvimento das suas qualidades gastronômicas.

É interessante notar que dentro de cada gênero que contêm linhagens filogeneticamente próximas, temos linhagens não patogênicas e patogênicas. Por exemplo, Streptococcus thermophilus e Lactococcus lactis são usadas na produção de iogurte e queijo, respectivamente, enquanto Streptococcus pneumoniae e Lactococcus garviae são agentes da pneumonia e da mastite, respectivamente. Desta forma, apenas as bactérias não patogênicas são inócuas e consideradas G.R.A.S, (Generally Regarded As Safe) e tornam-se interessantes como agentes bioterapêuitcos.

Fonte: projetoiogurtenatural.vilabol.uol.com.br

Fermentação

Importância Econômica da Fermentação

A fermentação é um processo utilizado na fabricação de bebidas alcoólicas, pães e outros alimentos. Hoje sabemos que os processos fermentativos resultam da atividade de microorganismos, como as leveduras ou fermentos (fungos) e certas bactérias.

Difeentes organismos podem provocar a fermentação de diferentes substâncias. O gosto rançoso da manteiga, por exemplo, se deve à formação do ácido butírico causado pelas bactérias que fermentam gorduras. Já as leveduras fermentam a glicose, e a bactérias que azedam o leite fermentam a lactose.

As leveduras e algumas bactérias fermentam açúcares, produzindo álcool etílico e gás carbônico, processo denominado fermentação alcoólica.

O homem utiliza os dois produtos dessa fermentação: o álcool etílico, empregado há milênios na fabricação de bebidas alcoólicas e o gás carbônico, importante na fabricação do pão, um dos mais tradicionais alimentos da humanidade.

Os lactobacilos (bactérias presentes no leite) executam a função láctica, em que o produto final é o ácido láctico. Para isso eles utilizam, como ponto de partida, a lactose, o açúcar do leite. O sabor azedo do leite fermentado se deve ao ácido láctico formado e eliminado pelos lactobacilos. O abaixamento do pH (aumento de acidez) causado pelo ácido láctico provoca a coagulação das proteínas do leite e a formação do coalho, usado na fabricação de queijos e iogurtes.

As acetobactérias fazem fermentação acética, em que o produto final é o ácido acético. Elas provocam o azedamento do vinho e dos sucos e frutas, sendo responsáveis pela produção do vinagre.

Em 1856, em Lille, cidade ao note da França, uma indústria teve um problema: os tanques de fermentação, onde se obtinha álcool a partir do suco de beterraba, passaram a produzir uma mistura azeda e inútil, rica em ácido láctico. Contratado para resolver o problema, o cientista francês Louis Pasteur atribiu o azedamento do suco de beterraba à contaminação por um tipo e microorganismo que produzia ácido láctico em vez de álcool etílico.

No ano de 1897, o químico alemão Eduard Buchner (1860-1917) demonstrou que a fermentação era um processo puramente químico, que podia ocorrer fora das células vivas. [...] Em seu experimento, Buchner preparou um extrato de leveduras esmagadas, isento e células vivas, e verificou que ali aconteciam todas as etapas necessárias para a transformação da glicose em álcool. A partir de então teve início o estudo detalhado das etapas químicas que compõem a fermentação.

Desde a descoberta de Buchner, passaram-se mais de quarenta anos até que o processo de fermentação alcoólica fosse inteiramente desvendado. Os cientistas identificaram as doe etapas químicas que levam uma molécula de glicose a se transformar em duas moléculas de álcool etílico e duas moléculas de gás carbônico.

Em pouco tempo descobriu-se que as duas etapas iniciais de outros tipos de fermentação eram fundamentalmente semelhantes àquelas que ocorriam na fermentação alcoólica. Era apenas no final que os processos se diferenciavam, formando produtos diferentes.

O conjunto de reações iniciais de degradação da glicose, comum a todos os tipos de fermentação, recebeu o nome de glicólise (do grego lise, quebra), que significa “quebra de glicose.

Fonte: www.coladaweb.com

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