TRABAJO DE FERMENTACION 6m

REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITECNICA DE LA FUERZA ARMADA BOLIVARIANA UNEFA NUCLEO LARA

INTEGRANTES BELTRAN JARVIS FALCON HECTOR HERNANDEZ FRANCELIS MAJANO JORGE RIVERO EDUARDO RODRIGUEZ JOSE SECCION 6M1IA PROFESOR WILLIAN ARANGUREN

INTRODUCCION La fermentación mejora el contenido nutritivo de los alimentos por la biosíntesis de las vitaminas, los aminoácidos esenciales y las proteínas, al volver

más

digeribles

las

proteínas

y

las

fibras,

proporcionar

más

micronutrientes y degradar los factores antinutritivos. También proporciona calorías al convertir substratos inadecuados para el consumo humano en alimentos inocuos. Los métodos de fermentación mejoran la inocuidad de los alimentos al reducir los compuestos tóxicos como las aflatoxinas y los cianógenos, y producir factores antimicrobianos como ácido láctico, bacteriocinas, bióxido de carbono, agua oxigenada y etanol, que facilitan la inhibición o eliminación de los patógenos de los alimentos. También se ha informado que los alimentos fermentados tienen propiedades terapéuticas. La fermentación, además de sus virtudes nutritivas, de inocuidad y conservación, enriquece la dieta a través de la producción de una variedad de sabores, texturas y aromas. Prolonga la duración de los alimentos a la vez que reduce el consumo de energía necesario para prepararlos. La producción de alimentos fermentados también es importante para sumar valor a las materias primas agrícolas, y así proporciona ingresos y crea empleos.

FERMENTACIÓN La fermentación es un proceso catabólico de oxidación incompleto, que tiene como producto final un compuesto orgánico. Estos productos finales son los que caracterizan los diversos tipos de fermentaciones. La fermentación es llevada a cabo por microorganismos, como las bacterias en las levaduras. En los seres vivos, la fermentación es un proceso anaeróbico y en él no interviene la cadena respiratoria. En la industria la fermentación puede ser oxidativa, es decir, en presencia de oxígeno, pero es una oxidación aeróbica incompleta (ácido acético a partir de etanol). Las fermentaciones pueden ser: naturales, cuando las condiciones ambientales permiten la interacción de los microorganismos y los sustratos orgánicos susceptibles; o artificiales, cuando el hombre propicia las condiciones necesarias. USOS El beneficio primario de la fermentación es la conversión de la materia prima accesible en productos útiles (ej. convertir el mosto en vino, cebada en cerveza y carbohidratos en dióxido de carbono para hacer pan). De acuerdo con Steinkraus (1995), la fermentación de los alimentos sirve a 5 propósitos generales: 1- Enriquecimiento de la dieta a través del desarrollo de una diversidad de sabores, aromas y texturas en los substratos de los alimentos. 2- Preservación de cantidades sustanciales de alimentos a través de ácido

láctico, alcohólico, ácido acético y fermentaciones alcalinas. 3- Enriquecimiento de sustratos alimenticios con proteína, aminoácidos,

ácidos grasos esenciales y vitaminas. 4- Detoxificación durante el proceso de fermentación alimenticia. 5- Una disminución de los tiempos de cocinado y de los requerimientos de combustible. Los alimentos pueden preservarse por fermentación, la fermentación hace uso de energía de los alimentos y puede crear condiciones inadecuadas para

organismos indeseables. Por ejemplo, avinagrando el ácido producido por la bacteria dominante, inhibe el crecimiento de todos los otros microorganismos. TIPOS DE FERMENTACIONES  Fermentación butírica  Fermentación de Aminoácidos  Fermentación alcohólica  Fermentación acética  Fermentación láctica

LA FERMENTACIÓN BUTÍRICA (Descubierta por Louis Pasteur) se produce a partir de la lactosa o del ácido láctico con formación de ácido butírico y gas. Es característica de las bacterias del género Clostridium y se caracteriza por la aparición de olores pútridos y desagradables. La fermentación butírica es la conversión de los glúcidos en ácido butírico por acción de bacterias de la especie Clostridium butyricum en ausencia de oxígeno. Un triglicérido está formado por una molécula de propanotriol al que se unen por enlaces éster tres moléculas de ácidos grasos. Los ácidos grasos pueden estar saturados de átomos de hidrógeno, de modo que todos los enlaces entre carbonos son simples. Normalmente se asocia un ácido graso saturado con enfermedades circulatorias y con un origen animal. Los ácidos grasos que contienen menos hidrógenos se llaman ácidos grasos insaturados y se caracterizan por presentar en su estructura uno o más dobles enlaces; son de origen vegetal. PRODUCTOS FINALES DE FERMENTACIÓN DE ALGUNOS MICROORGANISMOS: 1- Saccharomyces: alcohol etílico y dióxido de carbono 2- Estreptococo y Lactobacillus: el ácido láctico

3- Propionibacterium: ácido propionico, ácido acético, y el dióxido de carbono 4- Escherichia coli: ácido acético, ácido láctico, ácido succinico, etanol, dióxido de carbono e hidrógeno 5- Enterobacter: ácido fórmico, alcohol etílico, ácido 2,3 butanodiol y láctico, dióxido de carbono, e hidrógeno. 6- Clostridium: ácido butírico, alcohol butílico, acetona, alcohol isopropílico,

dióxido de carbono, e hidrógeno RUTAS FERMENTATIVAS DE UTILIZACIÓN DE AMINOÁCIDOS En algunas bacterias del género Clostridium se producen procesos acoplados de oxidación de aminoácidos con el objeto de producción de energía. Como en estos procesos no se utiliza ningún aceptor externo de los electrones de la oxidación (el aceptor es el segundo aminoácido de la pareja) técnicamente constituyen procesos de fermentación de aminoácidos en los que se llega a la desanimación y descarboxilación de los aminoácidos que intervienen en la pareja. El ejemplo más representativo es la desanimación y descarboxilación oxidativa de la alanina a acetato acoplada con la desanimación reductiva de la glicina en el proceso conocido como reacción de Stickland. PROTEINAS Y AMINOACIDOS Las levaduras que son un producto de fermentación, presentarían las características más favorable como importante fuentes de proteínas, en comparación con todos los demás microorganismo. Además de su valor proteico, la levadura depara otros beneficios importantes desde el punto de vista nutricional, en particular por su contenido de vitaminas del complejo B. Muchas veces es ventajoso suplementar las raciones para el ganado con determinados aminoácidos y con proteínas intactas. Así, es de notar que en la actualidad se realizan fermentaciones en escala comercial para producir lisina y ácido glutámico.

Las levaduras son hongos unicelulares

durante todo o parte de su

ciclo vegetativo Se pueden clasificar en 7grupos: *Levaduras de panadería. *levaduras de cervecería. *levaduras de vinificación. *levaduras de destilación. *levaduras- alimentos. *productos derivados de las levaduras. *etanol industrial y carburante Las levaduras son objeto de creciente interés en el campo de los alimentos por su aportación nutricional y aromática. Algunas levaduras esporógenas forman esporas sobre cualquier medio, por el contrario otras necesitan condiciones especiales de crecimiento o de esporulación muy concreta. LA FERMENTACIÓN ALCOHÓLICA Es un proceso anaeróbico realizado por las levaduras, básicamente pero también lo pueden realizar algunas bacterias. De la fermentación alcohólica se obtienen muchos productos como: vino, cerveza, alcohol, cigarrillos, chocolate, pan, etc. Las levaduras son microorganismos unicelulares, que consiguen su energía por medio de la fermentación alcohólica, en la que rompen las moléculas de glucosa para obtener la energía para sobrevivir y producen el alcohol como consecuencia de la fermentación. Cuando el medio es rico en azúcar, la transformación de la misma en alcohol hace que llegada una cierta concentración las levaduras no pueden sobrevivir en tal medio. Aunque hay distintos tipos de levaduras con diferentes tolerancias, el límite suele estar en torno a los 14 % de alcohol para las levaduras del vino, por ejemplo.

La fermentación alcohólica produce gran cantidad deCO2, que hace el pan esponjoso y hace que elchampán tenga burbujas. La fermentación alcohólica es la base de las siguientes aplicaciones en la alimentación humana: pan, cerveza, vino y otras. El etanol es un disolvente empleado en la industria química y componente fundamental de las bebidas alcohólicas. La fermentación es realizada por levaduras del género Saccharomyces que transforman líquidos ricos en azúcar en un medio anaerobio. Ese líquido puede ser el mosto (zumo natural de la uva), el jugo de la caña de azúcar o malta fermentada. Dependiendo de la levadura se obtiene distinto tipo de bebidas: para el vino, ron, coñac, whisky, cerveza, champán se utiliza Saccharomyces cerevisiae, y a veces Saccharomyces uvarum (para el vino), para la sidra Saccharomyces cidrii. La reacción de la fermentación es la siguiente: Glucosa ---------> 2 Ácido pirúvico + 2 NADH2-------->2 Etanol + 2 CO2 + 2 ATP C6H1206

2(CH3-CH2OH)

La glucosa es transformada en dos moléculas de ácido pirúvico en la glucólisis. En la fase de regeneración del NADH2, el pirúvico es reducido por el NADH2 y se convierte en etanol y CO2. También se producen 2 moléculas de ATP que son utilizadas por la levadura para su metabolismo. FERMENTACIÓN LÁCTICA Proceso celular donde se utiliza glucosa para obtener energía y donde el producto de desecho es el ácido láctico. Este proceso es realizado por muchas bacterias, bacterias lácticas y ocurre en los tejidos animales, en ciertos hongos y bacterias. Un ejemplo de este tipo de fermentación es la acidificación de la leche. Ciertas bacterias (lactobacilos), al desarrollarse utilizan la lactosa como fuente de energía. La lactosa, al fermentar, produce energía que es aprovechada por las bacterias y el ácido láctico es eliminado.

El ácido láctico tiene excelentes propiedades conservantes de los alimentos y es muy utilizado en la industria. El

ácido láctico se produce mediante la fermentación alcohólica y

fermentación láctica. En la glucólisis la célula transforma y oxida la glucosa en un compuesto de tres átomos de carbono, el ácido pirúvico, obteniendo dos moléculas deATP; sin embargo, en este proceso se emplean dos moléculas de NAD+ que actúan como aceptores de electrones y pasan a la forma NADH. Para que puedan tener lugar las reacciones de la glucólisis que producen energía es necesario restablecer el NAD+ por otra reacción. En condiciones de anaerobiosis, la fermentación responde a la necesidad de la célula de generar la molécula de NAD+, que ha sido consumida en el proceso energético de la glucólisis. Él ácido láctico tiene varios usos. Los lactatos de hierro se emplean en el tratamiento de anemias, los de calcio para aumentar el nivel de calcio y los de sodio en la industria del plástico. Los microorganismos que llevan a cabo esta fermentación se denominan "fermentos lácticos" o "bacterias del ácido láctico", que se encuentran de forma natural en la leche como los géneros Lactococcus, Lactobacillus (L. bulgaricus, L. acidophilus) es heterofermetador, y Streptococcus (S. lactis, S. termophilus y S. cremoris) es homofermentador y a veces Leuconostoc (heterofermentador). Son cocos o bacilos móviles, anaerobios facultativos. El proceso de esterilización de la leche (altas temperaturas) los elimina. En esta fermentación estas bacterias convierten la lactosa (azúcar de la leche) primero en galactosa y glucosa, y estas después en ácido láctico . Lactosa + 2 H2O ----> 2 glucosa ----> 4 ácido láctico + ATP Estas bacterias son las responsables del agriamiento espontáneo de la leche (leche cortada), al formarse el ácido láctico, baja el pH y se coagulan (desnaturalización) las proteínas lácteas adquiriendo una textura más o menos sólida. Están presentes en la leche de forma natural. Esta fermentación se utiliza para obtener derivados lácteos como

1. Leches fermentadas o agrias (yogurt, kéfir, kuomis), por Streptococcus,

Lactobacillus, Leuconostoc. 2. Mantequilla, por Streptococcus lactis y Streptococcus diacetalis

3. Quesos. La textura final de cada tipo de queso depende de hongos que actúan tras la fermentación.

LA FERMENTACIÓN ACÉTICA Es la fermentación bacteriana por Acetobacter, un género de bacterias aeróbicas, que transforma el alcohol en ácido acético. La fermentación acética del vino proporciona el vinagre. La realizan las "bacterias del vinagre" o "bacterias del ácido acético", como Acetobacter aceti, Acetobacter oxydans o Gluconobacter, que son Gramflagelados. Degradan parcialmente el etanol hasta ácido acético. Este proceso es aerobio, y el O2 es el aceptor final de los electrones que pierde el etanol, por lo que NO es una fermentación en sentido estricto. Se la denomina fermentación porque la oxidación es incompleta. El sustrato inicial que contiene etanol puede ser el vino (agriamiento del vino), una disolución de etanol, etc. Dura varias semanas, ya que en el tonel la difusión del aire en el tonel es lenta. El proceso es el siguiente: 2 Etanol ----> 2 acetaldehído ----> 2 ácido acético 2 x 2C

2 x 2C

↓

O2 ---> H2O

2 x 2C

CONCLUSION El proceso tradicional de fermentación suele ser una actividad espontánea, sin asepsia, producto de la acción conjunta de una variedad de microorganismos. En un biorreractor -que puede ser ollas de barro o de metal, una cesta o una simple cavidad en la tierra forrada de hojas-, las variedades mejor adaptadas y con el máximo coeficiente de crecimiento, predominan en condiciones controladas. En consecuencia, mejorar todo lo posible el control de esos métodos y de la flora microbiana asociada a la fermentación representa uno de los principales retos para mejorar las tecnologías de fermentación de los alimentos. También hace falta crear sistemas de control de calidad adecuados, por ejemplo utilizando materias primas de gran calidad, normas de higiene

apropiadas

en

el

sitio

de

elaboración,

envase

adecuado.

Si se mejorara el control del proceso creando biorreactores más apropiados, en particular los que sirven para fermentar materias primas sólidas, mejoraría la calidad y la cantidad de alimentos fermentados disponibles en los países en desarrollo. La selección y producción de variedades de microbios más productivos, y el control y manipulación de las condiciones de cultivo, también podrían aumentar la eficacia de los procesos de fermentación.