Fermentación y Productos Fermentados

Conceptos Generales

La fermentación es un proceso que se basa en la utilización de microorganismos para transformar la materia orgánica, catalizada por enzimas. El principio es conservar alimentos creando condiciones desfavorables para el desarrollo de los microorganismos alterantes (que degradan el alimento), como la producción de alcohol o ácidos.

Origen: contaminación accidental de la materia prima por microflora ambiental.

Actualmente: Incorporación de cultivos starter. Objetivos: evitar fermentaciones anómalas y obtener productos estandarizados en características organolépticas. Se obtienen productos con características específicas.

Fines:

• Conservar alimentos y sus principios nutritivos. Se produce una fermentación láctica, inhibiendo el crecimiento de microorganismos.
• Mejorar el aroma y la digestibilidad. El tejido tisular tiene una fracción de hidratos de carbono, contribuyendo a que los componentes sean mejor aceptados por nuestro organismo.
• Obtener características organolépticas propias y típicas.

Alimento fermentado: aquel en el que uno o más de sus componentes químicos son atacados por microorganismos útiles, modificándose su composición química. Incluye procesos proteolíticos por enzimas propios de la materia prima.

Acción: Uno o varios microorganismos actúan, ya sea uno después de que el otro haya actuado o modificado previamente el medio.

Microorganismos Fermentativos

Deben ser de fácil cultivo y desarrollo rápido en sustrato y ambiente adecuado, con producción fácil y abundante de enzimas deseadas. Las condiciones ambientales requeridas deben ser simples. Deben producir grandes cantidades de enzimas que controlan las reacciones químicas de la fermentación.

Tipos de Microorganismos

• Levaduras: Responsables de la fermentación alcohólica, formando alcohol y liberando anhídrido carbónico. La temperatura idónea es 25-30º. Actúan sobre alimentos con una alta actividad de agua en condiciones anaeróbicas específicas.
• Mohos: Producen procesos irreversibles, desarrollando compuestos organolépticos muy concretos gracias a un sistema enzimático muy activo y complejo.
• Bacterias Lácticas: Llevan a cabo el proceso de fermentación láctica, especialmente en productos vegetales fermentados. Son Gram+, anaerobias, y toleran el O2 al principio.
  • Bacterias lácticas homofermentativas: El único producto de la fermentación es siempre el ácido láctico.
  • Bacterias lácticas heterofermentativas: No solamente producen ácido láctico, sino que también generan alcohol y CO2. Primero actúan las heterofermentativas para que liberen anhídrido carbónico y generen O2.

  Géneros: Lactobacillus, Streptococcus, Leuconostoc, Pediococcus.

  Aplicaciones: Productos cárnicos, productos lácteos y vegetales.

Tipos de Microorganismos Específicos

• Lactobacillus:
  • Homofermentativas: Ligera acción proteolítica (mesófilos y termófilos).
  • Heterofermentativas: Capacidad acidificante (L. brevis).
• Streptococcus (homofermentativas)
• Leuconostoc (heterofermentativas)
• Pediococcus

Productos Fermentados: Encurtidos

Hortalizas y verduras adicionadas de sal, sometidas o no a un proceso de fermentación láctica y conservadas en vinagre. Se pueden añadir azúcar y condimentos. Se pueden pasteurizar (envasados).

• Fermentados: vegetal + sal -> ácido láctico. Es imprescindible que la materia prima sufra el proceso de fermentación en un medio salino.
• No fermentados: vegetal + sal + vinagre. A la materia prima se le incorpora sal y vinagre, inhibiendo el desarrollo de microorganismos con el vinagre.

Sucesión de microorganismos: Actúan diferente, sin actuar a la par, en una secuencia.

Aceitunas de Mesa

Fruto de variedades determinadas del olivo cultivado (Olea europea sativa hoffg) sano, recogido en el estado de madurez adecuado y de calidad tal que, en sus distintas categorías y sometido a las elaboraciones adecuadas y formas de presentación establecidas en las normas cualitativas recomendadas, proporcione un producto de consumo y de buena conservación.

Tipos de Aceitunas de Mesa

• Verdes: Frutos recogidos en el ciclo de maduración, antes del envero (cuando la aceituna desarrolla su máximo contenido de aceite) y con tamaño normal, firmes, sanas y resistentes a una suave presión entre los dedos, sin manchas distintas de las de su pigmentación natural.
• De color cambiante: Frutos con color rosado, rosa vino o castaño.
• Negras: Frutos que, no estando totalmente maduros, han sido oscurecidos mediante oxidación y han perdido el amargor mediante el tratamiento con lejía alcalina (NaOH) y preservadas mediante esterilización con calor.
• Negras naturales: Frutos recogidos en su plena madurez o poco antes de ella, pudiendo presentar, según zona de producción y época de recolección, color negro violáceo.

Fruto del olivo = aceituna. Es una drupa:

• Epicarpio (piel)
• Mesocarpio (pulpa)
• Endocarpio (hueso)

Composición de la Aceituna

• Agua: 50-55%
• Grasa: 20%
• Proteínas: 1,5%
• Azúcares: 19%
• Fibra alimentaria: 3-4%
• Minerales: 1,5%
• Ácidos orgánicos
• Taninos
• Antocianos (cia/Peo nidina): Componentes que dan lugar al aspecto de las distintas variedades.
• Oleuropeína (glucósido amargo): Glucósido presente en las aceitunas. Va disminuyendo según la etapa de maduración de la aceituna. Aun estando las aceitunas maduras, presenta este compuesto, lo que impide ser consumidas directamente por el hombre. El aderezo supone la eliminación de este compuesto.

Variedades de Aceitunas

Manzanilla, Gordal, Hojiblanca, Cacereña, Verdial, Morona, Picual.

Aceitunas Verdes: Proceso

Materia prima -> cocido (lejía alcalina) -> lavar -> proceso fermentativo (imprescindible un tratamiento con salmuera de alta concentración, durando varias semanas hasta alcanzar un determinado pH) -> se retira la salmuera -> se envasa en vinagre.

• pH: 3,8-4,2
• Ácido láctico: 0,8

Proceso de Aderezo – Etapas

• Recolección y transporte: Antes del envero, cuando tienen mayor tamaño y un color verde amarillo-paja. Es manual y se realiza mediante el “ordeno”: las manos del agricultor cogen las ramas y van quitando las aceitunas echándolas en un contenedor conocido como “macaco”. Se separan por tamaño, eliminando hojas y ramas.
• Transporte líquido: En lejías de 0,3 NaOH. Evita el pardeamiento en la zona golpeada. El transporte debe ser en condiciones óptimas, ya que el golpe cambia el color. En la variedad “Manzanilla”, la temperatura de reposo debe ser baja para evitar el despellejado.
• Tratamiento con lejía (cocido): Reposo previo = 1-2 días (según la variedad). Se utilizan soluciones diluidas de NaOH para la hidrólisis de la oleuropeína, creando un medio de cultivo idóneo para la fermentación láctica. El tratamiento depende de las variedades.
• Lavado: Retirada de sosa y cubrir las aceitunas con agua, eliminando la lejía que cubre y penetró en la pulpa. El número y duración es variable. Un lavado puede durar 12-15 horas.
• Fermentación: Salmuera al 10-11 % de NaCl + aceitunas. El recipiente está enterrado, distinto al del cocido.
  • Fases:
    1. Transcurridos unos 7 días, el pH es de 6. Los azúcares están libres y aumenta el pH del medio. Se tiene que crear un ambiente para que se desarrollen las bacterias lácticas en medio aerobio. Actúan los Leuconostoc (que quitan el oxígeno). Se acaba con pH inferiores a 6.
    2. Desarrollo de Lactobacillus, que inicialmente pueden actuar para bajar el pH. Dura de 2 a 3 semanas, obteniendo un pH de 4,5.
    3. Después actúa el Lactobacillus plantarum o brevis con un pH < 4. A lo largo de las fases se pueden desarrollar levaduras, pudiendo ser beneficioso o no. Si la concentración de sal se diluye mucho, hay que incorporar más.
• Control de la fermentación: Descenso inicial del pH. Adición de ácido acético o láctico. Evitar Gram –. Temperatura óptima = 22-25º, mínimo 30 días. Añadir cultivo puro de bacterias y añadir con salmuera madre con pH < 4,5. Añadir sustrato de fermentación: azúcares.
• Conservación: Terminada la fermentación. Si no se cuida la fermentación, se forma el Propionibacterium, que aumenta el pH dando aceitunas de mala calidad.

Aceitunas Negras Ácido Lácticas

Frutos violeta-negro (se lavan) + NaCl 8-10% + salmuera y se envasan + Pasteurización. pH= 4,5-4,8; ácido láctico= 0,1-0,6%; NaCl=6-9%. Sufren el proceso fermentativo. Se parte de la materia prima, aceitunas que ya han alcanzado un grado de maduración determinado y tienen un color violeta-negro. Lo primero que se hace es el lavado de las mismas para eliminar impurezas y después se introducen en una solución de salmuera. El desarrollo de los microorganismos es sobre todo de L. plantarum y levaduras que favorecen su desarrollo ya que van a contribuir a que se obtengan las características organolépticas deseadas. Posteriormente se sacan de la salmuera y si no son envasadas inmediatamente son introducidos en otra salmuera. Sino, una vez envasados se pasteurizan para elevar la vida útil de las mismas.

Aceitunas Negras Sin Fermentar

Frutos maduros + NaOH 1-2% y se lavan. Airear de 3-5 veces + gluconato férrico. Envasar + NaCl 3%. Esterilizar -> pH= 5,8-7,9. Se obtienen sin fermentar ya que partimos de unas aceitunas con un alto grado de maduración, y por tanto ya se han sintetizado las antocianinas, se van a someter a un tratamiento específico que es provocar la oxidación de los pigmentos obteniendo aceitunas negras totalmente homogéneas. Para ello se produce un tratamiento de cocido para después de un lavado someterlo a sucesivos aireados para que el oxígeno del aire oxide totalmente los pigmentos. Para que los compuestos oxidados no se degraden con el tiempo, se fija el color con el gluconato férrico. Obteniendo productos comerciales totalmente homogéneos. Después se envasan en salmuera y posteriormente a su envasado se esterilizan para alargar la vida útil de las mismas.

Pepinillos

• P. ácido -> Vinagre o ácido acético
• P. dulces -> ácidos + azúcares. Con. Min 7ºBrix
• P. en salmuera -> NaCl (12-20%) + Vinagre (pH<4). No fermentación. Incremento de la aparición de microorganismos.

Alteraciones en Pepinillos

• Formación de gas = pepinillos huecos (Levaduras y/o enterobacter)
• Coloraciones (SFe Pigmentos)

Proceso de Elaboración de Pepinillos

Frutos inmaduros, lavados y seleccionados. Se introducen en cubas + salmuera (10-15% NaCl).

Se produce una fermentación:

• pH= 4-5
• Acidez= 1-1,2%
• NaCl -> 5%
• NaCl 15%

Se almacenan, se lavan con agua, se les pone vinagre y se envasan.

La materia prima debe ser un fruto inmaduro, se debe controlar el grado de maduración y también hay que controlar muy bien el tamaño. No se deben de mezclar en un mismo proceso fermentativo pepinillos de distintos tamaños. Se hace una selección de materia prima, que se somete a un lavado para eliminar la contaminación exterior. Se introduce en depósitos junto con salmuera para que tenga lugar el proceso fermentativo. Aproximadamente puede durar 4 semanas, donde el ácido láctico disminuye el pH seleccionando los microorganismos y planteando la secuencia de estos. El pH final del proceso es de 4-5 y la salmuera ha ido disminuyendo progresivamente. Los pepinillos se sacan introduciéndolos en otra salmuera durante el proceso de almacenamiento. Posteriormente se lavan con agua y se envasan con vinagre.

Composición Media de los Pepinillos

Agua 91%, Proteína 1%, HC 1,6%, Grasa 0,2%, F.A 0,9%, S.M 4,3%, Ac. orgánicos 1,3%