UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERIA BIOTECNOLOGÍA Y APLICACIONES INDUSTRIALES

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1 OBJETIVOS: UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL PRÁCTICA # 3 ELABORACIÓN DE FRUTAS Y HORTALIZA FERMENTADAS NATURALMENTE Elaborar frutas y hortalizas fermentadas naturalmente. Identificar las fases de la fermentación y los parámetros de temperatura, tiempo y concentración de sal. Determinar las características sensoriales de los productos fermentados. INTRODUCCION: La fermentación es una de las biotecnologías aplicadas más antiguas, se ha utilizado para conservar alimentos durante más de seis mil años. El valor nutricional, textura y aroma de las materias primas y de los alimentos cambia con efecto de la fermentación. El crecimiento de microorganismos seleccionados causa en primer lugar cambios rápidos en los azúcares libres y en los aminoácidos, ya que estas sustancias son sustratos fácilmente utilizados por los microorganismos. En términos generales la fermentación es un proceso en el que se potencia deliberadamente el crecimiento de los microorganismos que consumen una cantidad dada del sustrato y enriquecen el medio de cultivo con los productos de su metabolismo. Fermentaciones naturales. Crea condiciones que inhiben el desarrollo de procesos fermentativos no deseables, pero permiten el desarrollo de fermentaciones deseadas, aprovechando de la flora bacteriana natural presente en los alimentos que van a ser sometidos a este tipo de transformaciones. Por ejemplo: procesos de fermentación de vegetales con sal, para obtener col ácida. Cuando un alimento es fermentado nos ofrece las siguientes ventajas: Se eliminan sabores y texturas desagradables. Hay una reducción considerable en el tiempo de cocción y por lo tanto ahorro de energía. Los productos son más digeribles. Hay un incremento en el contenido de vitaminas del complejo B. Inhibición del desarrollo de microorganismos patógenos y de la producción de toxinas. Aumenta considerablemente el tiempo de conservación del alimento.

2 Col ácida A la col ácida también se designa los nombres de: chucrut o sauerkraut, y es obtenida por fermentación natural con producción de ácido láctico de la Col blanca triturada sin tronco a la que se le añade sal común para su conservación. Es una col salda y rebanada que se ha sometido a fermentación por bacterias lácticas. Siendo que las características físicas de este producto solo pueden alcanzarse por medio de los cambios complejos que ocurren durante la fermentación. La microflora utilizada en este proceso fermentativo llega juntamente con las coles al recipiente de fermentación siendo innecesario una inoculación adicional. La flora de las hojas exteriores es una mezcla de numerosas bacterias y especies de hongos que son transportadas allí por el viento, agua o insectos, mientras que la flora de las hojas internas es menos variable habiendo predominio de Lactobacillus, que tiene ahí su medio de vida natural. La fermentación de la col ácida es iniciada por la especie bacteriana Leuconostoc mesenteroides y completada en secuencia, por las especies Lactobacilus brevis y Lactobacilus palntarium. En L. Mesenteroides, inicia su crecimiento en las verduras porque se desarrolla con mayor rapidez que cualquier ogra de las bacterias del ácido láctico y en un intervalo de concentraciones salinas más amplio. Este microorganismo produce bióxido de carbono y eleva la acidez rápidamente, disminuyendo el ph, lo que inhibe el desarrollo de microorganismos indeseables, y la actividad de las enzimas que puedan reblandecer las verduras. El bióxido de carbono producido sustituye el aire y proporciona una condición anaeróbica favorable para estabilizar el ácido ascórbico y el color natural de la verdura. La especie L. mesenteroide convierte el exceso de azúcar a manitol y dextrano que no son fermentables por otros microorganismos que no sean las bacterias lácticas. El crecimiento de esta especie cambia en apariencia el medio, haciéndolo más favorable para el crecimiento de las otras bacterias lácticas en la secuencia bacteriana. El sabor único y agradable de la col ácida está dado por la combinación de ácidos, alcoholes, ésteres y otros productos del crecimiento.

3 La fermentación de la col agria puede ser dividida en cuatro fases, las cuales se describen a continuación: Primera fase. Inmediatamente después de cortar, colocarlas en la solución salina y prensarlas, las hojas pierden su elasticidad y se quiebran, liberando el jugo celular. La salmuera así originada, es un buen medio nutritivo para los microorganismos que llegan con las verduras. Esta fase se desarrolla con una flora variada rica en géneros, que comprenden, ante todo microorganismos aeróbicos, siendo los de mayor desarrollo en esta fase los que se describen a continuación: Levaduras Hongos Bacterias gran negativas Pseudomonas Enterobacter cloacae Flavobacterium rhenanus Esta variada flora forma numerosos metabolitos que determinan esencialmente el sabor y el olor de los preparados de coles fermentadas. En esta fase de la fermentación se producen: Ácido láctico Ácido fórmico Ácido succínico En los primeros días de la fermentación se produce gas manifestada por la formación de espuma. Segunda fase El metabolismo de la variada aeróbica presente en la primera fase, crea una falta de oxígeno, cada vez mayor, lo que da como resultado la rápida disminución de numerosos microorganismos inicialmente presentes. En esta etapa aumenta la actividad de los anaerobios facultativos formadores de ácido láctico. Primeramente hay un enriquecimiento en bacterias heterofermentativas productoras de ácido láctico, como el Leuconostoc mesenteroides.

4 El desarrollo de la flora mista es detenido por: Falta de oxígeno Adición de sal y Aumento de ácido. En esta segunda fase las bacterias lácticas heterofermentativas transforman una parte de los hidratos de carbono existentes en la col un ácido láctico. Además se forman: Alcohol etílico Dióxido de carbono Ésteres (componentes responsables del sabor y aroma del producto final) La duración de las dos primeras fases es de aproximadamente de tres a seis días Tercera fase Esta fase se caracteriza por una intensa formación de ácido láctico, por el consumo de oxígeno que queda de las dos fases anteriores y por los ácidos orgánicos formados que favorecen selectivamente a las bacterias lácticas homofermentativas que no forman gas. Los bacilos cortos, inmóviles, Gram positivos son los microorganismos más importantes de la fermentación de la col agria. Estas bacterias homofermentativas originan solamente ácido láctico a partir de los hidratos de carbono existentes. La temperatura más favorable para la formación del ácido láctico, por Lactobacillus plantarum, es la comprendía entre 18 y 20 C. si se mantienen estas temperaturas durante la tercera fase de la fermentación se excluye la posibilidad de fallas en la misma. Cuando la fermentación se realiza a una temperatura de 18 a 20 C, esta tercera fase dura aproximadamente tres semanas. Cuarta fase. En esta fase se forma partir de los restos de hidrataos de carbono: Ácido láctico Alcohol etílico Anhídrido carbónico La concentración de ácido en esta etapa puede llegar hasta un 20%, sin embargo estas concentraciones tan latas no son deseadas puesto que se produciría en la

5 col un sabor agrio picante. Bajo ciertas condiciones naturales no se alcanzan concentraciones ácidas mayores al 2.5%. 3.- MATERIALES Y REACTIVOS Tablas de picar Ollas Cuchillos Cernidor Peladores Jarras Medidoras Ácido Cítrico Ácido sórbico o sorbato de potasio Benzoato de sodio Vinagre comercial Sal común. Especias varias( pimienta blanca, pimienta negra, orégano, laurel, pimienta de dulce, glutamato monosódico, etc.) Potenciómetro Salinómetro Brixómetro Termómetro Frascos con tapa de metal ( vírgenes) Latas Enlatadora Autoclave. 4.- PROCEDIMIENTO: Acondicionamiento de materia prima: limpieza, deshojado, devenado y picado. Hervir el agua, enfriar y preparar una solución de sal al 3% con 1 % de sacarosa. Lavar los recipientes y esterilizar con hipoclorito. Llenar los recipientes con la col y la solución de sal. Fermentar a 20 C por 4 semanas. Pasteurizar 5.- Investigación 1. Realice el diagrama de flujo de las operaciones. 2. Estructure un cuadro de la evolución del ph en el proceso de fermentación 3. Qué importancia tiene el control de la temperatura y concentración de sal en este tipo de procesos fermentativos.