1ª aula - culturas lácticas - 2014

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TA 722 PROCESSOS TECNOLÓGICOS III

Profa. Mirna L. Gigante

[email protected]

PED - Mayara de Souza Queirós

[email protected]

Fermentação natural do leite cru

• Conversão controlada do leite

em produtos lácticos

fermentados através do

desenvolvimento de bactérias

ácido lácticas

• Principal função - produzir

ácido e em alguns casos,

compostos de flavor (ácido

acético, acetaldeído e diacetil).

Starters = iniciam (start) a produção de ácido

Culturas lácticas – porque produzem ácido láctico

Fermento láctico

Bactérias ácido lácticas

• 12 Gêneros

– Aerococcus

– Alloicoccus

– Carnobacterium

– Enterococcus

– Lactobacillus

– Lactococcus

– Leuconostoc

– Pediococcus

– Streptococcus

– Tetragenococcus

– Vagococcus

– Weissella

Gram-positivas

Não formadoras de esporos

Lactobacillus helveticus

Lactococcus lactis

Streptococcus

thermophilus

lactose – fonte energia

Metabolismo das culturas lácticas

• Metabolismo das proteínas

• Metabolismo da lactose

• Metabolismo do piruvato

• Metabolismo do citrato

Coração do processo de

fermentação

Transporte da lactose

• Sistema Fosfotransferase

– Lactose é fosforilada durante passagem pela membrana citoplasmática

– Energia derivada do fosfoenolpiruvato (PEP)

– Lactococcus

Walstra et al. Dairy Science and Technology, 2006

Transporte da lactose

• Sistema Permease

– Lactose é transportada intacta pela membrana e hidrolisada pela β-

galactosidase a glicose e galactose

– Energia para transporte derivada do ATP


Bactérias que não

metabolizam galactose

mailto:[email protected]


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1ºS/2010

Fermentação da lactose


Aldolases

Lactose

deidrogenase

Piruvato kinase

Lactato

Fosfocetolase

Glicose- 6P-deidrogenase

Lactococus

Bactérias acido

lácticas

termofílicas

(fermentam

Glucose)

Homofermentativas

D e L Lactato

Mistura racemica –

lactato racemase

Leuconostoc e

alguns lactobacilos

Heterofermentativas

Principal metabólito produzido

• Homofermentativa: ácido láctico é o principal metabólito

• Heterofermentativa: ácido láctico e outros metabólitos como

dióxido de carbono (olhaduras), etanol, ácidos graxos de cadeia

curta, acetaldeído (sabor do iogurte), diacetil (sabor de sourcream,

buttermilk e queijo Havarti).

• Mesofílica

– temperatura ótima entre 30-35°C

– produção ácido baixa ou ausente em temperatura < 20°C

– crescimento inibido em temperatura > 39°C

– inclui homo e heterofermentativas

• Termofílica

– crescimento ótimo entre 39-50°C

– sobrevive a 55°C ou mais

– temperatura mínima de crescimento é em torno de 20°C,

abaixo dessa temperatura a contagem de células

decresce rapidamente

Temperatura ótima de crescimento Metabolismo do piruvato

Fox et al. Fundamentals of Cheese Science, 2000

Piruvato

Formato Lyase Piruvato

Deidrogenase

Metabolismo do

citrato em bactérias

ácido lácticas


Metabolismo da lactose em microrganismos das

culturas lácticas


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Requerimento de aminoácidos

• Específicos para diferentes cepas e variam de 4 até 12 aa

• Lactococcus : ácido glutâmico, metionina, valina, leucina,

isoleucina e histidina.

– Algumas cepas requerem adicionalmente fenilalanina,

tirosina, lisina e alanina

• Leite

• Sistema proteolítico para hidrolisar as proteínas do leite e

liberar aminoácidos necessários ao desenvolvimento das

bactérias lácticas

Metabolismo das proteínas


Bactérias ácido lácticas encontradas em culturas lácticas

Cit+

• CO2

• Diacetil

• Acetoína

• 2,3 butanodiol

Cit+

Cit -


1ºS/2010

Bactérias ácido lácticas encontradas em culturas lácticas


• Culturas puras – constituídas apenas de uma espécie bacteriana, não

são comumente empregadas na fabricação rotineira de queijos

• Culturas mistas – constituídas de duas ou mais espécies bacterianas

em associação, são as mais comumente empregadas em laticínios

• Culturas puras e mistas – podem se dividir quanto ao número de

cepas

– Simples: constituídas de apenas uma cepa de cada espécie

bacteriana (pouco usadas)

– Múltiplas: constituídas de mais de uma cepa de cada espécie

bacteriana, são as mais empregadas atualmente

Composição da cultura

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Classificação das culturas (L, D, DL, O)

• L (Leuconostoc) - Culturas mesófila de cepas mistas

contendo apenas Leuconostoc

• D - contém Lactococcus Cit+ (D de Streptococcus diacetilactis

o antigo nome do Lactococcus Cit+).

• DL - Culturas contendo Lactococcus e Leuconostoc Cit+

(Flora Dânica)

• O - Culturas que não contém produtores de aroma (apenas

Lactococcus Cit estão presentes)

Culturas Secundárias

• Usadas para promover características específicas

de maturação (sabor e textura)

– Olhaduras grandes: Propionibacterium freudenreichii

subsp. Shermaniee

– Fungos brancos: Penicillium camemberti, P. caseicolum, P.

candidum

– Fungos azul/verde: Penicillium roqueforti, P. glaucum

Culturas lácticas usadas em diferentes queijos


Culturas adjuntas

• Melhorar ou acelerar o desenvolvimento de sabor dos queijos

• Queijos duros fabricados atualmente com “sabor fraco”

(qualidade leite cru e higiene nas plantas de fabricação)

– Cheddar – tradicionalmente usa-se cultura mesófila, mas

recentemente tem-se incluído termófila(St. thermophillus e Lb.

helveticus) para melhorar o flavor – resistência ao tratamento da

massa e crescimento limitado na condição de maturação.

• Espécies de lactobacilos (L. paracasei e Lb. casei) – crescer

durante a maturação e contribuir com enzimas

1ºS/2010

Preparo de culturas

lácticas

1. Propagação tradicional do

starter (pouco usado)

2. Utilização de starter

concentrado

3. Inoculação direta no

tanque (DVI/DVS)


Bacteriocinas

• Proteínas produzidas por bactérias que inibem o

desenvolvimento de outras bactérias

• Preservativos naturais

• Nisina – produzida por Lactobacillus lactis ssp. lactis

– Inibição de Bacillus, Clostridium, Staphylococcus e Listeria

– Prevenção da germinação de esporos

– Clostridium tyrobutyricum – estufamento tardio em queijos

duros

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Bacteriófagos

• Vírus que atacam as bactérias

• Absorção do fago na parede celular (receptores de fagos) –

esta etapa requer Ca2+

• Principal causa de produção lenta de acidez e em casos

extremos da perda da capacidade de acidificar (“deadvats”)

1ºS/2010

Bacteriófagos

Fonte:

http://biology.about.com/gi/dynamic/offsite.htm?site=http://faculty.ccbcmd.edu/courses/bio141/lecguide/unit3/viruses/lytsum.html

Ciclo

Lisogênico

Ciclo

Lítico

Bacteriófagos


Bacteriófagos

Influência da contaminação por bacteriófagos

no desenvolvimento de cultura starter

Dairy Processing Handbook – Tetra Pak

Bacteriófagos

Controle

Infectado com fago

Efeito do bacteriófago na produção de ácido

por Lactococcus lactis

Fox, et al. Fundamentals of Cheese Science, 2000

Bacteriófagos

Cultura saudável de

S. thermophilus

Lise das células

após infecção por

bacteríofagos

Tamime e Robinson. Yoghurt: Science and Technology, 2000

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Controle de bacteriófagos

• Garantir que a cultura láctica esteja livre de fagos

• Uso de número limitado de culturas

• Inoculação asséptica

• Rotação de culturas

• Separação física das áreas de preparo de cultura, produção

de queijos e descarte de soro

• Higienização adequada de tanques e instalações

• Uso de tanques fechados

Obrigada !

Profa. Mirna L. Gigante

[email protected]


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