FERMENTACION

Numerosos productos alimenticios deben su producción y características a las actividades fermentativas de microorganismos. Algunos alimentos, como los quesos fermentados, los encurtidos, la chucruta y los embutidos fermentados, son productos cuya durabilidad se prolonga considerablemente con respecto a la de las materias primas de las cuales estan hechos. Ademas de hacerlos mas durables, todos los alimentos fermentados tienen un aroma y un sabor característico que resulta directa o indirectamente de los microorganismos fermentadores. En algunos casos, el contenido de vitaminas del alimento fermentado aumenta a la vez que también aumenta la digestibilidad de las materias primas. El proceso de fermentación reduce la toxicidad de algunos alimentos, mientras que otros se vuelven extraordinariamente tóxicos durante la fermentación. De todas las indicaciones, ningún otro grupo o clase de alimentos o productos alimenticios es tan importante como lo son éstos y han estado relacionados con el bienestar nutritivo en todo el mundo.

La ecología microbiana del alimento y de las fermentaciones conexas ha sido estudiada durante muchos años en el caso deproductos comúnmente sujetos a procesos de fermentación, y las actividades de los organismos fermentadores dependen de los parametros intrínsecos y extrínsecos del crecimiento. Por ejemplo, cuando las materias primas naturales son acidas y contienen azúcares libres, las levaduras crecen enseguida, y el alcohol que producen limita las actividades de la mayor parte de los demas organismos contaminantes. Si, por otra parte, la acidez de un producto vegetal permite un crecimiento bacteriano adecuado y al mismo tiempo el producto es rico en azúcares simples, es de suponer que crezcan las bacterias acidolacticas, y la adición de niveles bajos de NaCl garantizaran su crecimiento con preferencia al de las levaduras.

Los productos que contienen polisacaridos pero no niveles importantes de azúcares simples, normalmente son estables frente a las actividades de las levaduras y de las bacterias acidolacticas, debido a la falta de amilasa en la mayoría de estos organismos. Para efectuar la fermentación, debe ser aportada una fuente exógena de enzimas sacarificantes.

Antaño, el vocablo fermentación ha tenido varios matices de significado. Según la definición del diccionario,es “un proceso de cambio químico con efervescencia, un estado de agitación o de desorden de cualquiera de las diversas transformaciones de las sustancias organicas”. El vocablo se empezó a usar antes de los estudios de Pasteur en vinos. Prescott y Dunn y Doelle han revisado la historia del concepto de fermentación, y los primeros autores indican que, en el sentido amplio con el qie se usa habitualmente el término, es “un proceso en el que se producen cambios químicos en un sustrato organico gracias a la actividad de enzimas elaboradas por microorganismos”.

En resumen, la esterilización es:

* Tratamiento térmico enérgico

* Por encima de 100ºC

* Produce la destrucción total de microorganismos

* Intenta preservar los nutrientes

* Produce alimentos de muy larga vida


(La preservación de nutrientes no se cuida en la pasteurización porque este procedimiento, por su naturaleza suave, no es destructivo para los nutrientes)

(Nota: Lo de la “destrucción total de microorganismos” no es totalmente exacto, siempre queda cierta probabilidad de que quede alguno vivo, pero esto se ve con precisión mas adelante)

* Sin embargo, hay que resaltar que el diseño de la esterilización presenta características diferenciadas de la pasteurización. No es simplemente calentar mas y mas tiempo, sino ademas preservar los nutrientes y resolver los problemas de transmisión del calor derivados de los calentamientos rapidos e intensos que requiere la operación.

ASPECTOS ESENCIALES DEL PROCESO DE ESTERILIZACIÓN:

* Tratamientos térmicos de alimentos:

* Los tratamientos subletales favorecen los mecanismos de resistencia a la acción térmica.

* Tipos de tratamientos térmicos:

RESISTENCIA TÉRMICA DE LOS MICROORGANISMOS

CURVA DESUPERVIVENCIA

Graficando el número de células en función del tiempo de proceso a distintas temperaturas se obtiene:
Graficando el número de células en función del tiempo de proceso a una dada temperatura se obtiene:

CURVA DE TIEMPO DE MUERTE TÉRMICA (TMT)
Influencia de la temperatura
sobre el tiempo de reducción
decimal
Calculo del tiempo de reducción decimal a una dada temperatura



TIEMPO DE REDUCCIÓN DECIMAL:

Tiempo necesario a una dada temperatura para reducir la población microbiana desde un valor inicial hasta un valor final 1 ciclo logarítmico



FACTORES QUE INFLUYEN EN LA CURVA DE TIEMPO DE MUERTE TÉRMICA

CONSIDERACIONES SOBRE LA NATURALEZA SEMILOGARÍTMICA DE LA
CURVA DE SUPERVIVENCIA

Nota: El microorganismo que se utiliza para el trabajo experimental de determinación de las curvas vistas es el C. sporogenes (P. A 3679). Este microorganismo produce gran cantidad de gas y su D250=0 – 1,5. Al ser superior al del C. botulinum los ensayos dan seguridad de que si se elimina el C. sporogenes con los procesos calculados, se eliminara el C. botulinum.

DATOS DE UNA CURVA VERDADERA
















2.1 Desviaciones de la cinética logarítmica
Para ciertos microorganismos, el descenso de población viable por muerte térmica se desvía de la cinética logarítmica según los dos casos generales mostrados en la figura que aparece a continuación.

1. Cinética logarítmica normal.

2. En el tipo 2, propuesto por Humprey (1965), La destrucción de microorganismos comienza con una velocidad específica mínima que se acelera al avanzarel proceso (el trozo curvo inicial) hasta que se estabiliza en un valor que se mantiene durante todo el resto del proceso.

DISEÑO Y CALCULO DEL PROCESO DE ESTERILIZACIÓN
* Curvas de penetración de calor

ESTERILIZACIÓN EN EL ENVASE

Temperatura del alimento = función de:
• Coeficiente externo de transferencia de calor.
• Propiedades físicas del alimento y del envase.
• ΔT entre el medio de calentamiento y el alimento.
• Tamaño y forma del envase.

DISEÑO DEL PROCESO TÉRMICO DE ESTERILIZACIÓN Y/O PASTEURIZACIÓN

Parametros de diseño

Perfil de temperatura en el
alimento durante el Desde el punto de vista bioquímico, fermentación es el proceso metabólico en el que los carbohidratos y los compuestos afines son oxidados con liberación de energía en ausencia de cualesquiera aceptores externos de electrones. Los aceptores finales de electrones son compuestos organicos producidos directamente en el desdoblamiento de los carbohidratos. Por consiguiente, se produce la oxidación incompleta del compuesto originario, y solamente una pequeña cantidad de la energía es liberada durante el proceso.

Los productos de la fermentación constan de algunos compuestos que estan mas reducidos que otros.