Fermentación de Los Vegetales Trabajo

 

FERMENTACIÓN DE LOS VEGETALES Introducción Muchos productos alimenticios deben su producción y características a la actividad de los microorgani micro organismos. smos. Algunos de éstos, éstos, entre los que se incluyen incluyen los encurtidos, encurtidos, el chucrut y otros vegetales fermentados, son alimentos conse alimentos conservados rvados,, cuya vida útil tiene una duración duración considerablemente más prolongada que las materias primas con la cual se han elaborado. Adem Ad emás ás de ha haber berlo loss do dota tado do de mayo mayorr es esta tabi bili lida dad d co come merc rcia ial, l, to todos dos lo loss al alim imen ento toss fermen fer mentad tados os tienen tienen un aroma aroma y un sabor sabor caract caracterí erísti stico co que provie provienen nen direct directamen amente te o indirectame indir ectamente nte de los microorganismo microorganismoss fermentador fermentadores. es. En algunas ocasiones, ocasiones, el mayor  contenido vitamínico del alimento fermentado va acompañado de una mayor digestibilidad de las materias primas con las que ha sido elaborado [ CITATION Riv19 \l 12298 ]. La actividad de los microorganismos fermentadores depende de los parámetros intrínsecos y extrínsecos de su crecimiento. Por ejemplo, la acidez de un determinado alimento vegetal  permite un adecuado crecimiento bacteriano y al mismo tiempo, tiempo, por contener una elevada concent conc entrac ración ión de azúcar azúcares, es, es posibl posiblee suponer suponer que crezca crezcan n bacter bacterias ias ácidoácido-lác láctic ticas as [ CITATION Pae13 \l 12298 ].

Las mismas que son responsables de realizar la fermentación, fermentación,  proceso metabólico  proceso metabólico en el que los glúcidos y compuestos afines son oxidados con liberación de energía. Los aceptores finales de electrones son compuestos orgánicos producidos directamente por la escisión de los glúcidos. El termino fermentación, en la actualidad, se usa para definir el proceso en el que se  provocan cambios químicos en un sustrato orgánico por medio de la actividad de enzimas producidas enzimas producidas por microorganismos. Los principales principales microorganismo microorganismoss implicados implicados en estos procesos estos procesos,, son las bacterias las  bacterias ácido  ácido láct láctic icas as (B (BAL AL)) qu quee ap apor orta tan n el ácido ácido lá láct ctic ico o en lo loss pr produ oduct ctos os cá cárn rnic icos os y veget vegetal ales es fermentados [ CITATION Bad13 \l 12298 ]. Las BAL sólo utilizan los azúcares como sustrato de manera fermentativa con formación de ácido áci do láctic láctico. o. Carecen Carecen de activi actividad dad respir respirato atoria ria porque porque carece carecen n de las enzima enzimass de las

 

cadenas respirator respiratorias. ias. A pesar de su metabolismo anaeróbico, metabolismo anaeróbico, son aerotolerantes tienen un alto requerimiento nutricional y por eso se encuentran de manera natural en: productos vegetales, mucosa de animales y animales y hombres, leches y productos lácteos. lácteos. Debido a que su principal producto principal producto es  es el ácido láctico y a su tolerancia a tolerancia a la acidez ( pH 4-5),  pH 4-5),  predominan ante otros microorganismos, como sucede en el repollo (col) fermentado.

FERMENTACIÓN DE VEGETALES

FERMENTACIÓN La ferm ferment entaci ación ón se prod produc ucee po porr la ac acci ción ón de di dife fere rent ntes es ti tipo poss de mi micr croo oorg rgan anis ismo moss (  bacterias, bacterias, levaduras y levaduras y hongos) hongos) sobre los alimentos, produciendo cambios químicos que transf tra nsform orman an el produc producto to origin original al transm transmiti itiéndo éndole le caract caracterí erísti sticas cas agrada agradable bles, s, además además involucra una complejidad de factores físicos, químicos y microbiológicos que han sido  bien caracterizados en las últimas décadas [ CITATION Río11 \l 12298 ].

Las actividades microbianas durante la fermentación natural y almacenaje de vegetales ha sido dividida en cuatro etapas bien definidas:

(1) iniciación, que suele incluir el desarrollo

de muchos microorganismos Gram-negativos y Gram-positivos presentes originalmente en los vegetales y en todo tipo de material en contacto con éstos;

(2) fermentación primaria,

que implic implicaa crecim crecimient iento o de bacter bacterias ias acidol acidoláct áctica icass con o sin desarr desarroll ollo o de levadur levaduras as fermentati ferme ntativas; vas;

(3)  fermentación secundaria, que se caracteriza por el crecimiento de

levaduras fermentativas a partir de la materia fermentable que permanece después de que el desarrollo desarr ollo de las bacterias bacterias acidolácticas acidolácticas resulta inhibido inhibido por los bajos valores valores de pH; (4)

post-fermentación , que tiene lugar después de consumirse la materia fermentable y se caracteriza, en general, por el crecimiento de microorganismos oxidativos en la superficie de la salmuera cuando ésta se encuentra expuesta a la atmósfera (Fleming, 1982). Las  bacterias acidolácticas proliferan durante las fases de iniciación y fermentación primaria, dependiendo de su presencia en el producto original y de las condiciones químicas y ambientales bajo las cuales se mantiene el producto después de la adición de sal o salmuera. Las princi principal pales es especi especies es son: son: Leucon Leuconost ostoc oc mesent mesentero eroide ides, s, Pedioc Pediococc occus us pentosa pentosaceu ceus, s, Lactobacillus brevis y Lactobacillus plantarum [ CITATION Woo12 \l 12298 ] .

 

EVOLUCIÓN DE LA POBLACIÓN MICROBIANA EN SUS CUATRO ETAPAS Iniciación

Biota diversas Gram  positiva y negativas

Fermentación primaria

Bal – Levaduras

Fermentación secundaria

Post Fermentación

Levaduras

Crecimiento superficial de levaduras o mohos oxidativos en anaerobiosis

Un aspe aspect cto o im impor porta tante nte de la lass fe ferm rmen enta taci cion ones es de al alim iment entos os ve veget getal ales es,, qu quee la lass ha hace ce diferentes de otras (por ejemplo, de los productos lácteos), es que se trata de cuerpos sólido sól idoss inmers inmersos os en un medio medio líqui líquido; do; en consecu consecuenci encia, a, la veloci velocidad dad de crecim crecimien iento to microb mic robian iano o viene viene influi influida da por la salida salida de los solutos solutos de caráct carácter er nutrie nutriente nte desde desde el  producto hasta el líquido que lo rodea. Sin embargo, la fermentación no ocurre exclusi excl usivam vament entee en la salmue salmuera. ra. Así, Así, en pepini pepinillo lloss se ha podido podido compro comprobar bar median mediante te técnicas técni cas de microscopí microscopíaa electrónica electrónica que las bacterias bacterias acidolácticas acidolácticas también también se desarrollan desarrollan en el interior de los frutos después de su colocación en salmuera. No obstante, las levaduras no pueden entrar a través de los estomas debido a su mayor tamaño, lo que pone de manifiesto que la estructura histológica del producto llega a influir en la velocidad de fermentación y en el tipo de microorganismo involucrado. Entre los diversos factores que influyen en el desarrollo y metabolismo de los microorganismos, los más adecuados para co cont ntro rola larr el cu curs rso o de la lass fe ferm rmen enta taci cion ones es de ve vege geta tale less son son el ni nive vell de ac acid idez ez,, la concentració concent ración n de sal, la temperatura temperatura y el uso de cultivos cultivos iniciadores iniciadores [ CITATION Woo12 \l 12298 ].

ACIDEZ

 

El efecto inhibidor de los ácidos se ejerce tanto si éstos se producen como consecuencia de la ferm ferment entac ació ión n o se añade añaden n dire direct ctam amen ente te al pr prod oduc ucto to.. La li libe bera raci ción ón de ác ácid idos os por  fermentación implica inhibir el crecimiento de bacterias sensibles que se encuentran en el vegetal de partida en mayor número que las bacterias acidolácticas. El ácido láctico es el mayoritario en el producto fermentado pero, como veremos, el ácido acético puede ser  también tambi én importante importante dependiendo dependiendo del desarrollo desarrollo de bacterias bacterias hetero fermentati fermentativas vas y del  potencial redox del medio. Aunque el ácido láctico presenta un valor de pK inferior al del acético, lo que da lugar a valores inferiores de pH, se ha demostrado que este último es más efectivo para la inhibición de mohos asociados con el ablandamiento de pepinillos en salmuera [ CITATION Odu98 \l 12298 ].  La adición de ácidos inmediatamente después de la colocación de los vegetales en salmuera ha sido utilizada frecuentemente tanto en aceitunas verdes aderezadas ( Navarro, et  Navarro, et al., 2008) como en pepinillos [ CITATION Vel17 \l 12298 ]  para dirigir el curso de la fermentación y como una etapa previa a la inoculación con un cultivo  puro de lactobacilos.

CONCENTRACIÓN DE SAL Además de prevenir el ablandamiento de los vegetales, la concentración de NaCI regula también el tipo y extensión del crecimiento microbiano y, en consecuencia, la calidad y estabilidad estabi lidad del producto producto fermentado fermentado[ CITATION Ros97 \l 12298 ]. Así,  L.

mesente mesenteroides roides  es

activo durante la fermentación primaria de la col, pero juega un papel menos importante en aceitun acei tunas as y pepinil pepinillos los.. Además Además

dicha dicha concentra concentració ción n no debe exceder exceder el 8% (p/v) (p/v) en

salmuera con el fin de no retardar excesivamente el desarrollo de las bacterias acidolácticas.

TEMPERATURA Diferentes microorganismos pueden dominar una fermentación mixta dependiendo de la temper tem peratu atura ra del proces proceso. o. La produc producció ción n de sauerk sauerkrau rautt (col (col acida) acida) es parti particul cularm arment entee sensible a este parámetro. Durante la fermentación primaria a 8 o 18°C, predomina la especie L mesenteroides, pero a altas temperaturas (32 o 37 °C) se acorta su período de crecimiento y se favorece el desarrollo de L plantarum [CITATION RejMR \l 12298 ] .

USO DE CULTIVOS INICIADORES ("STARTERS")

 

La experi experienci enciaa existe existente nte sobre sobre utiliz utilizaci ación ón de cultiv cultivos os ini inicia ciador dores es o "start "starters ers"" en otros otros alimentos fermentados, como derivados lácteos y cárnicos, bebidas alcohólicas, etc., indica que la ventaja de emplearlos no se limita sólo a disminuir la probabilidad de que se  presenten alteraciones, sino que también implica la obtención de productos de mejor  calidad organoléptica, más estables y homogéneos, [CITATION RejMR \l 12298 ] . Otra ventaja que puede buscarse al utilizar inóculos es reducir el tiempo de fermentación. A pesar de lo anterior, en la actualidad, la industria de productos vegetales fermentados apena ape nass ha hace ce us uso o de cu cult ltiv ivos os inic inicia iado dore ress por la lass ra razon zones es si sigu guie ient ntes es:: (1 (1)) la pr prop opia ia compl com plej ejid idad ad del proc proces eso o fe ferm rmen enta tati tivo, vo, no co conoc nocié iéndo ndose se to toda daví víaa en pr prof ofun undi dida dad d la importancia relativa de cada microorganismo; (2) en general, la fermentación natural por   bacterias acidolácticas es bastante favorable, siempre que la materia prima se procese correctamente; (3) la utilización como inoculo de salmuera "madre" procedente de un recipiente en estado óptimo de fermentación, en lugar de cultivos puros, da normalmente excelentes resultados; (4) el tratamiento térmico es casi el único método efectivo para eliminar la flora natural que trae el vegetal, lo que facilitaría la fermentación por cultivo  puro, pero ello modificaría otras características del producto, aparte de ser un tratamiento caro; (5) los recipientes de fermentación y, en general, las instalaciones de hoy en día, no son adecuados para la fermentació fermentación n por medio de cultivos cultivos puros, ya que no mantienen mantienen las condiciones de aislamiento requeridas y no evitan el desarrollo de otros microorganismos; y (6) se carece de una cepa de bacteria acido láctica con características tales que garanticen su eficacia como cultivo iniciador. Las principales cualidades que tendría que poseer el inoculo óptimo para la obtención de productos vegetales fermentados son: (a) capacidad de meta me tabol boliz izar ar toda toda la mate materi riaa fe ferm rmen enta tabl blee pres presen ente te en el meno menorr ti tiem empo po posib posible le;; (b (b))  producción de metabolitos que inhiban el desarrollo de oíros microorganismos, al tiempo que den caract caracterí erísti sticas cas organol organolépt éptica icass acepta aceptable bless y no sean sean tóxico tóxicos; s; (c) capaci capacidad dad de crecimiento dentro de un amplio intervalo de concentración NaCl, pH y temperatura; (d) resistenci resis tenciaa a inhibidores inhibidores,, tanto procedentes procedentes del fruto fruto como de otros microorganis microorganismos; mos; (e) resistencia a bacteriófagos; y (f) mínimos requerimientos nutricionales. Posiblemente, si se disp dispus usie iera ra de un unaa ce cepa pa mi micr crobi obian anaa co con n es esta tass carac caracte terí ríst stic icas as,, su ap apli lica caci ción ón sí se serí ríaa claramente beneficiosa. A falta de ello, el procedimiento más económico y práctico con consiste siste en provocar una fermentación dirigida que sea realizada por una o más especies conocidas

 

con caracterís características ticas bioquímic bioquímicas as adecuadas. adecuadas. Cuando se sigue este procedimie procedimiento, nto, otros microo mic roorga rganis nismos mos que puedan puedan asimis asimismo mo desarr desarroll ollars arsee no van a tener tener una influe influenci nciaa apreciable sobre el producto final [CITATION Riv06 \l 12298 ] .

FERMENTACIÓN MÉTODO DE CONSERVACIÓN DE LOS VEGETALES Desde hace milenios, en muchas culturas se usa la fermentación de verduras como método de preparación y conserva de los alimentos. Las verduras fermentadas se conocen en Japón como Tsukemono y en Corea como Kimchi . En Centroeuropa es tradicional la  Sauerkra  Sauerkraut  ut , que nosotros llamamos Chucrut  y en el mundo anglosajón se conocen como Pickles. Los fermentados orientales utilizan utilizan transformaciones breves, de pocas hora horas, s, y su objetivo es la  potenciación de nuevas propiedades. Los occidentales se elaboran a más largo plazo como método de conservación [ CITATION CITATION Ver07 \l 12298 ]. Las verduras fermentadas tienen la ventaja de que no pierden nutrientes, sino sino que ganan, y además enriquecen la flora intestinal. Su sabor es superior al de una simple verdura no fermentada, con un toque suavemente ácido que satisface al paladar. Es un proceso que no consume energía y que se lleva a cabo por medio de microorganismos benéficos, como  bacterias y enzimas. Son elementos microscópicos que se reproducen a temperatura ambiente. Como resultado, el almidón de las verduras se convierte en ácido láctico que acidifica el medio, favoreciendo la fermentación y neutralizando la presencia de elementos  patógenos, [ CITATION Bla17 \l 12298 ]. ].

Las verduras fermentadas son más nutritivas y favorecen: 

La estabilidad y síntesis de vitaminas B1, B2, B3, C y K.



La conservación de antioxidantes, como la provitamina A.



La predigestión del almidón y de las proteínas, que liberan sus aminoácidos.



La disgregación de la celulosa, evitando las flatulencias.



El reequilibrio de la microbiota y su función intestinal.



La inh inhibi ibició ción n del des desarr arroll ollo o de mic microo roorga rganis nismos mos pat patógen ógenos, os, inf infecc eccios iosos os o  potencialmente carcinógenos.

 

PRODUCTOS VEGETALES FERMENTADOS   El en encu curt rtid ido o de ve veget getal ales es como como método  método de conser conservac vación ión se origin originó ó probab probablem lemente ente

en China, China, con el uso de salmueras, y el subsiguiente salado seco. Los tres vegetales con más significancia en este contexto son los repollos, los pepinillos y las aceitunas, aunque otros vegetales fermentables incluyen remolacha, zanahorias, coliflor, apio, ajo, arvejas, tomates verdes, pimiento, etc.[CITATION Rod121 \l 12298 ].

CLASIFICACIÓN DE LOS PRODUCTOS VEGETALES FERMENTADOS VEGETALES

PRODUCTO S

Pepinillos Pimentón Coliflor  Zanahorias Berenjenas Repollos Aceitunas verde Aceitunas negras

Encurtidos

Chucrut Aceitunas

  SAUERKRAUT O CHOUCROUTE El producto más conocido que se logra producir y conservar mediante la fermentación ácido láctica de la col, es el llamado “Sauerkraut”, que en alemán significa col agria y que los franceses nombra “Choucroute” (col envejecida). En español se identifica por col agria o “Chocruta”. La elaboración de esta conserva, tan popular en algunos países de Europa, Europa, se desarr des arroll olló ó cuando cuando todaví todavíaa el conocim conocimien iento to de la Microb Microbiol iologí ogíaa de los ali alimen mentos tos era incipiente. Es un alimento muy apreciado por sus propiedades saludables, nutritivas y digestivas,  con consis siste te básica básicamen mente te en fermen fermentar tar a temper temperatu atura ra ambien ambiente, te, repoll repollo o con sal durante una a seis semanas. Según la región, se utilizan durante la fermentación diferentes especias, como bayas de enebro, semillas de alcaravea o comino. Los vegetales quedan crujientes, agrios, con un notable aroma, casi floral [ CITATION Saa17 \l 12298 ].  

 

Este procedimiento original utilizado en la preparación de la col fermentada, se ha apl aplicado icado también a otros vegetales como la zanahoria, calabaza, tomates verdes, entre o otros. tros.

PICKLES Diferentes verduras (nabo, remolacha y pepinos), sometidas a una fermentación láctica. Tienen efecto desintoxicante y ayudan a la digestión de las grasas [CITATION Ali13 \l 12298 ] .

KIMCHI O KIMCHEE Consiste en fermentar akusay o “repollo chino” en salmuera, con especias como ajíes  picantes (cayena), cebolla, ajo y en algunos casos, aceite de sésamo y/o salsa de soja y frutas (manzana, pera o melón). La fermentación suele durar menos que la del chucrut. Dependiendo el sabor final que se quiera lograr, los vegetales fermentan de una a tres semanas a temperatura ambiente, además su sabor final no es tan agrio como el del chucrut,  pero sí es más salado y picante. Es un alimento rico en vitaminas A y C [CITATION Ali13 \l 12298 ].

.

KÉFIRKRAUT   Representa Representa una de las forma de fermentar fermentar vegetales con un medio iniciador, iniciador, en este caso, los nódulos de kéfir (los mismos que se emplean al hacer kéfir de agua). La utilizació utilización n de los

nód ódu ulos

acelera

la

fermentac aciión

y

pe perrmite

pres esccindir

del

us uso o

de

sal.

Este proceso consiste en fermentar zanahorias, remolachas, rabanitos, nabos, chauchas y otros vegetales. Pueden adicionarse algas (hidratadas), germinados (lentejas, mung, aduki, fenogr fen ogreco eco), ), hierba hierbass y es especi pecias. as. Al cabo de 3 o 4 días días de fermen fermentac tación ión,, el kéfirk kéfirkrau rautt terminado termi nado posee un pH aproximado aproximado de 4, buena concentración concentración de lactobacilo lactobacilos, s, levaduras, áci ácidos dos

orgá orgáni nico coss

(lá láct ctic ico o

y

acét acétiico) co)

y

ot otro ross

micr croo oorg rgan anis ismo moss

sa salludab udablles es..

Al ser un fermento que se realiza sin sal, es apropiado para personas hipertensas o aquellas que

necesiten

realizar

una

dieta

baja

o

libre

de

sodio.

Aquell Aqu ellos os que puedan puedan consumi consumirr sal, sal, sugeri sugerimos mos al moment momento o de consum consumir ir el kéfir kéfirkra kraut, ut, condimentarlo con sal o salsa de soja [CITATION Ali13 \l 12298 ] .

 

 HAKUSAI NO SOKUSEKIZUKEE Es un encurtido en salmuera, hecho con col ligeramente salada que suele mezclarse con zanahorias, pepino, ralladuras de yuzu (cítrico japonés), konbu y especias japonesas. Es uno de los encurtidos más comunes que se encuentran en Japón.

KYURI ASAZUKE  Este encurtido esta hecho a base de pepinos marinados en salmuera de sal, que a veces se condimenta con konbu, especias o vinagre. Representa la forma de fermentar diferentes pepinos, zanahorias y nabos.

ACEITUNAS FERMENTADAS ACEITUNAS VERDES Para este tipo de preparación, las aceitunas deben recogerse cuando tienen una tonalidad verde o verde - amarillenta. También se conocen como “aceitunas verdes” o de “estilo español o sevillano” sevillano” estos frutos maduros se tratan con lejía lejía al 1,0 - 2,6% ("cocido") ("cocido") para hidrolizar la oleuropeína, sustancia glucosídica de la aceituna que proporciona un sabor  amargo e inhibe las bacterias ácido-lácticas  [ CITATION Rod12 \l 12298 ]. Se lavan con agua durante varias horas para eliminar lejía, consiguiendo pH bajo para la fermentación. Problema: pérdida de sustancias solubles como azúcares, relevantes en la fermentación. Se ponen los frutos en los fermentadores y se cubren con una salmuera, que posee 5,6 - 8% de NaCl NaCl y se le puede puede añadi añadirr un az azúca úcarr fe ferm rmen enta tabl ble. e. La sa sall evita evitará rá cr crec ecim imie ient nto o de microo mic roorga rganis nismos mos perjud perjudici iciales ales y dismin disminuye uye pH, aunque aunque si la concent concentrac ración ión de sal es elevada dificulta crecimiento de Lactobacillus. 

La disminución del pH durante la fermentación aumento de la acidez y eliminación de la microflora alterante, propia de las aceitunas.

 



La fermentación puede durar entre 6 y 10 meses y el producto final tendrá un pH entre 3,8 - 4, como consecuencia de la producción de un 1% de ácido láctico.

ACEITUNAS NEGRAS En este caso aceitunas en salmuera más concentrada que para aceitunas verdes (hasta un 10% de sal). Se produce una fermentación muy lenta, pues sin tratamiento previo con lejía, hará que oleuropeína esté presente en las aceitunas y los nutrientes difundirán lentamente por la cutícula blanda del fruto. La

microflora

de

las

aceitunas

negras

está

dominada

por  

levaduras: Saccharomyces, Hansenula, Candida, Torulopsis, Debaromyces, Pichia, Kluyver  omyces y Cryptococcus. Si el contenido en sal fuera menor del 6-7% tomarían más importancia las bacterias ácidolácticas, pero normalmente ocupan un papel secundario. En el producto final pH de 4,5-4,8 y de 0,1-0,6% en ácido láctico, que no aseguraría una  buena estabilidad del producto, por lo que se suele aumentar por encima del 10% el contenido en sal [ CITATION Por07 \l 12298 ].

DEFECTOS QUE PUEDEN SURGIR  Los defect defectos os más import importante antess de los vegetal vegetales es fermen fermentad tados os se deben deben a crecim crecimien ientos tos indeseables de hongos, levaduras y bacterias. El producto, entonces, resulta de sabores inde indese seab able les, s, bland blando, o, visc viscos oso o o de as aspec pecto to de desc scom ompue puest sto o o putre putrefa fact cto. o. La Lass ca caus usas as  principales pueden ser: cantidad excesiva o mal repartida de sal, exposición del producto al aire aire,, demasiada presión y temperatura inadecu temperatura inadecuada. ada. En el caso de la col puede producirse producirse una coloración rosada debido a la presencia de levadura[ levadura[ CITATION Fra93 \l 12298 ]. Una vez terminada la fermentación, también puede crecer hongos en la superficie si la conserva no está herméticamente cerrada. Esto origina un aumento en el pH y facilita  posteriormente el crecimiento de bacterias. [ CITATION Fra93 \l 12298 ].

 

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   Fermentación Láctica de Vegetales Chucrut.

 

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