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TA 722 PROCESSOS TECNOLÓGICOS III
Profa. Mirna L. Gigante
mirna@fea.unicamp.br
PED - Mayara de Souza Queirós
mayarasq@fea.unicamp.br
Fermentação natural do leite cru
• Conversão controlada do leite
em produtos lácticos
fermentados através do
desenvolvimento de bactérias
ácido lácticas
• Principal função - produzir
ácido e em alguns casos,
compostos de flavor (ácido
acético, acetaldeído e diacetil).
Starters = iniciam (start) a produção de ácido
Culturas lácticas – porque produzem ácido láctico
Fermento láctico
Bactérias ácido lácticas
• 12 Gêneros
– Aerococcus
– Alloicoccus
– Carnobacterium
– Enterococcus
– Lactobacillus
– Lactococcus
– Leuconostoc
– Pediococcus
– Streptococcus
– Tetragenococcus
– Vagococcus
– Weissella
Gram-positivas
Não formadoras de esporos
Lactobacillus helveticus
Lactococcus lactis
Streptococcus
thermophilus
lactose – fonte energia
Metabolismo das culturas lácticas
• Metabolismo das proteínas
• Metabolismo da lactose
• Metabolismo do piruvato
• Metabolismo do citrato
Coração do processo de
fermentação
Transporte da lactose
• Sistema Fosfotransferase
– Lactose é fosforilada durante passagem pela membrana citoplasmática
– Energia derivada do fosfoenolpiruvato (PEP)
– Lactococcus
Walstra et al. Dairy Science and Technology, 2006
Transporte da lactose
• Sistema Permease
– Lactose é transportada intacta pela membrana e hidrolisada pela β-
galactosidase a glicose e galactose
– Energia para transporte derivada do ATP
Walstra et al. Dairy Science and Technology, 2006
Bactérias que não
metabolizam galactose
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1ºS/2010
Fermentação da lactose
Walstra et al. Dairy Science and Technology, 2006
Aldolases
Lactose
deidrogenase
Piruvato kinase
Lactato
Fosfocetolase
Glicose- 6P-deidrogenase
Lactococus
Bactérias acido
lácticas
termofílicas
(fermentam
Glucose)
Homofermentativas
D e L Lactato
Mistura racemica –
lactato racemase
Leuconostoc e
alguns lactobacilos
Heterofermentativas
Principal metabólito produzido
• Homofermentativa: ácido láctico é o principal metabólito
• Heterofermentativa: ácido láctico e outros metabólitos como
dióxido de carbono (olhaduras), etanol, ácidos graxos de cadeia
curta, acetaldeído (sabor do iogurte), diacetil (sabor de sourcream,
buttermilk e queijo Havarti).
• Mesofílica
– temperatura ótima entre 30-35°C
– produção ácido baixa ou ausente em temperatura < 20°C
– crescimento inibido em temperatura > 39°C
– inclui homo e heterofermentativas
• Termofílica
– crescimento ótimo entre 39-50°C
– sobrevive a 55°C ou mais
– temperatura mínima de crescimento é em torno de 20°C,
abaixo dessa temperatura a contagem de células
decresce rapidamente
Temperatura ótima de crescimento Metabolismo do piruvato
Fox et al. Fundamentals of Cheese Science, 2000
Piruvato
Formato Lyase Piruvato
Deidrogenase
Metabolismo do
citrato em bactérias
ácido lácticas
Fox et al. Fundamentals of Cheese Science, 2000
Metabolismo da lactose em microrganismos das
culturas lácticas
Fox et al. Fundamentals of Cheese Science, 2000
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Requerimento de aminoácidos
• Específicos para diferentes cepas e variam de 4 até 12 aa
• Lactococcus : ácido glutâmico, metionina, valina, leucina,
isoleucina e histidina.
– Algumas cepas requerem adicionalmente fenilalanina,
tirosina, lisina e alanina
• Leite
• Sistema proteolítico para hidrolisar as proteínas do leite e
liberar aminoácidos necessários ao desenvolvimento das
bactérias lácticas
Metabolismo das proteínas
Walstra et al. Dairy Science and Technology, 2006
Bactérias ácido lácticas encontradas em culturas lácticas
Cit+
• CO2
• Diacetil
• Acetoína
• 2,3 butanodiol
Cit+
Cit -
Fox et al. Fundamentals of Cheese Science, 2000
1ºS/2010
Bactérias ácido lácticas encontradas em culturas lácticas
Fox et al. Fundamentals of Cheese Science, 2000
• Culturas puras – constituídas apenas de uma espécie bacteriana, não
são comumente empregadas na fabricação rotineira de queijos
• Culturas mistas – constituídas de duas ou mais espécies bacterianas
em associação, são as mais comumente empregadas em laticínios
• Culturas puras e mistas – podem se dividir quanto ao número de
cepas
– Simples: constituídas de apenas uma cepa de cada espécie
bacteriana (pouco usadas)
– Múltiplas: constituídas de mais de uma cepa de cada espécie
bacteriana, são as mais empregadas atualmente
Composição da cultura
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Classificação das culturas (L, D, DL, O)
• L (Leuconostoc) - Culturas mesófila de cepas mistas
contendo apenas Leuconostoc
• D - contém Lactococcus Cit+ (D de Streptococcus diacetilactis
o antigo nome do Lactococcus Cit+).
• DL - Culturas contendo Lactococcus e Leuconostoc Cit+
(Flora Dânica)
• O - Culturas que não contém produtores de aroma (apenas
Lactococcus Cit estão presentes)
Culturas Secundárias
• Usadas para promover características específicas
de maturação (sabor e textura)
– Olhaduras grandes: Propionibacterium freudenreichii
subsp. Shermaniee
– Fungos brancos: Penicillium camemberti, P. caseicolum, P.
candidum
– Fungos azul/verde: Penicillium roqueforti, P. glaucum
Culturas lácticas usadas em diferentes queijos
Fox et al. Fundamentals of Cheese Science, 2000
Culturas adjuntas
• Melhorar ou acelerar o desenvolvimento de sabor dos queijos
• Queijos duros fabricados atualmente com “sabor fraco”
(qualidade leite cru e higiene nas plantas de fabricação)
– Cheddar – tradicionalmente usa-se cultura mesófila, mas
recentemente tem-se incluído termófila(St. thermophillus e Lb.
helveticus) para melhorar o flavor – resistência ao tratamento da
massa e crescimento limitado na condição de maturação.
• Espécies de lactobacilos (L. paracasei e Lb. casei) – crescer
durante a maturação e contribuir com enzimas
1ºS/2010
Preparo de culturas
lácticas
1. Propagação tradicional do
starter (pouco usado)
2. Utilização de starter
concentrado
3. Inoculação direta no
tanque (DVI/DVS)
Walstra et al. Dairy Science and Technology, 2006
Bacteriocinas
• Proteínas produzidas por bactérias que inibem o
desenvolvimento de outras bactérias
• Preservativos naturais
• Nisina – produzida por Lactobacillus lactis ssp. lactis
– Inibição de Bacillus, Clostridium, Staphylococcus e Listeria
– Prevenção da germinação de esporos
– Clostridium tyrobutyricum – estufamento tardio em queijos
duros
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Bacteriófagos
• Vírus que atacam as bactérias
• Absorção do fago na parede celular (receptores de fagos) –
esta etapa requer Ca2+
• Principal causa de produção lenta de acidez e em casos
extremos da perda da capacidade de acidificar (“deadvats”)
1ºS/2010
Bacteriófagos
Fonte:
http://biology.about.com/gi/dynamic/offsite.htm?site=http://faculty.ccbcmd.edu/courses/bio141/lecguide/unit3/viruses/lytsum.html
Ciclo
Lisogênico
Ciclo
Lítico
Bacteriófagos
Walstra et al. Dairy Science and Technology, 2006
Bacteriófagos
Influência da contaminação por bacteriófagos
no desenvolvimento de cultura starter
Dairy Processing Handbook – Tetra Pak
Bacteriófagos
Controle
Infectado com fago
Efeito do bacteriófago na produção de ácido
por Lactococcus lactis
Fox, et al. Fundamentals of Cheese Science, 2000
Bacteriófagos
Cultura saudável de
S. thermophilus
Lise das células
após infecção por
bacteríofagos
Tamime e Robinson. Yoghurt: Science and Technology, 2000
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Controle de bacteriófagos
• Garantir que a cultura láctica esteja livre de fagos
• Uso de número limitado de culturas
• Inoculação asséptica
• Rotação de culturas
• Separação física das áreas de preparo de cultura, produção
de queijos e descarte de soro
• Higienização adequada de tanques e instalações
• Uso de tanques fechados
Obrigada !
Profa. Mirna L. Gigante
mirna@fea.unicamp.br