Fermentación

  Tipos de Fermentaciones

Debido a la pandemia que se vive en todo el mundo actualmente, se cancelaron diversas actividades en la rutina de nosotros, como el caso del estudio. Gracias a la Universidad de Santander Udes, y al Profesor Bayron de microbiologia industrial, nos muestran una alternativa para el desarrollo de laboratorios caseros para aprender nuevos conocimientos desde casa sin la necesidad de arriesgar nuestra salud. A continuación se muestran 3 laboratorios caseros sencillos donde se aplica el tema de fermentación.

Elaboración de un medio de cultivo

Un medio de cultivo es un conjunto de nutrientes, factores de crecimiento y otros componentes que crean las condiciones necesarias para el desarrollo de los microorganismos. La diversidad metabólica de estos es tan grande que la variedad de medios de cultivo es enorme, no existiendo un medio de cultivo universal adecuado para todos ellos.

Los microorganismos para su desarrollo necesitan principalmente una fuente de: carbono (20%), nitrógeno (3-5% de carbono) y fósforo (1-3% de carbono). También es necesario agregar en bajas cantidad sales y vitaminas. En este laboratorio el objetivo principal es la utilización de diversas fuentes caseras, para la formulación de un medio de cultivo para el crecimiento de una levadura (Saccharomyces cerevisiae). Los ingredientes utilizados para un volumen de 200 ml fueron los siguientes:

• 

  Imagen 1. Ingredientes 

  Azúcar como fuente de carbono (4 gr)
• Leche como fuente de nitrógeno (2,8 ml)
• Aceite como fuente de fósforo (0,6 ml)
• Sal y talco como fuentes de sales (la punta de un cuchillo)
• Zanahoria triturada como fuente de vitaminas (media cucharada del liquido)
• Agua
• Levadura (media cucharada)
• Recipiente de vidrio

Imagen 2. Medio de cultivo 

Para preparar el medio, en un recipiente de vidrio se agregan las fuentes de carbono, nitrógeno, fósforo, las sales y las vitaminas. Posteriormente el agua agregar se calienta en baño maría a 40ºc maso menos, una vez caliente se agrega al recipiente con los nutrientes. Se revuelve bien y se agregar media cucharada de levadura. Por ultimo se tapa bien con gaza y cinta y se va inspeccionando el medio con el transcurso del tiempo.

Imagen 3. Medio de cultivo a las 24 horas

En la imagen 3 se puede observar el crecimiento de la levadura 24 horas después de la inoculacion, donde se puede apreciar que el medio liquido se encuentra mas turbio, confirmando así el crecimiento, ademas en la superficie del medio se observan burbujas lo que indica la presencia de gas, producido con Saccharomyces cerevisiae.

Saccharomyces cerevisiae es una levadura, un hongo unicelular, del grupo de los ascomicetos. En la naturaleza se encuentra sobre sustratos ricos en azúcares o en los exudados y savias dulces de algunas plantas. Algunas especies de levaduras del género Saccharomyces son capaces de llevar a cabo el proceso de fermentación, propiedad que se ha explotado desde hace muchos años en la producción de pan y de bebidas alcohólicas. Por tal motivo es característico la presencia de burbujas o de gas en el cultivo liquido como se observa en la imagen 3.

Con este laboratorio quedo demostrado la capacidad de crecimiento de Saccharomyces cerevisiae en medios de bajo costo, y esto sirve en la industria donde sin la necesidad de tener los mejores materiales o mas costosos, se puede conseguir formular medios de cultivo de bajo costo y sencillo con materiales caseros que son muy buenos tipos de nutrientes para este microorganismo. 

Elaboración de Yogur casero

El yogur es una leche fermentada en la que se han introducido unas  bacterias (cepas o fermentos) que convertirán los azúcares de la leche (lactosa) en ácido láctico. Este proceso produce una acidificación y hace que las proteínas de la leche  coagulen, dando al yogur su textura característica. En el caso del yogur estas bacterias son dos (definidas legalmente): Streptococcus thermophilus y Lactobacillus bulgaricus. 

Este proceso se le conoce como fermentación ácido láctica, cuya actividad se desarrolla en ausencia de oxígeno (anaerobiosis), y se manifiesta en la transformación de los azúcares presentes en ácido láctico, etanol y dióxido de carbono. Para la elaboración del yogur (1L) se necesitan los siguientes materiales:

• 1 leche litro entera
• Leche en polvo (30 g)
• Cultivo iniciador (Kumis - 10 ml)
• Recipiente de vidrio
• Fruta preferida (media libra)
• Azúcar (media libra)

Primero se tiene que estandarizar la leche, pero como ya viene pasteurizada. se omite este paso. Posteriormente se tiene que trata la concentración de sólidos, aquí se agrega 900 ml de leche entera en un recipiente y se agrega los 30 g de leche en polvo y en otro recipiente se agrega 100 ml de leche entera y 10 ml de kumis. El siguiente paso a seguir es la homogenizacion donde en un recipiente de vidrio se mezclan las dos preparacion anteriores, una vez estén homogeneizadas se tapa el frasco muy bien. A continuación, se pone el frasco en baño maría, donde se pone agua a calentar y cuando esta hierva se le apaga y se deposita el frasco con el yogur, al cabo de las 3 horas se vuelve a repetir este procedimiento; todo esto se hace con el fin de que la fermentación se lleve a su temperatura optima (45ºc aproximadamente), este proceso térmico se deja al menos 6 horas. Una vez pasado el tiempo se deja enfriar y se refrigera. Por ultimo, se le agrega la fruta de gusto, en este caso fue mora, donde se deposita la misma cantidad de fruta y la misma cantidad de azúcar en una olla y esta se pone a calentar 5 minutos con el fin de obtener una mermelada de mora. Una vez obtenida, se sirve el yogur y al menos 2 cucharadas de la mermelada (el dulce que considera cada uno) y queda listo para consumo humano. 

Añadir título

Imagen 4. Esquema de la elaboración del yogur

Imagen 5. Yogur fermentadado (horas)

Al terminar la fermentación (6 horas) se dejo enfriar el yogur y se probo, su sabor era ácido e insípido, su textura era espesa y blanco característico del yogur y su olor era un poco ácido. Sin embargo, al agregar la mermelada de mora (2 cucharadas aproximadamente) el sabor ya era mas dulce y agradable, la textura seguía siendo espesa y su color se torno un poco rosa, el aroma seguía siendo un poco ácido. Se dio a probar a 10 personas y a todas les agrado el sabor. Cabe destacar que se recomienda no agregar toda la mermelada directa al yogur, si vaso por vaso debido a que esta puede llegar a cortar el sabor y puede dañar el yogur. 

La leche es un medio de crecimiento ideal debido a que contiene todos los elementos necesarios para el crecimiento y desarrollo de las bacterias ácido lácticas. El yogur es un producto lácteo que se obtiene de la fermentación de microorganismos específicos de la leche. En la actualidad, el yogur está ampliamente reconocido como un alimento saludable.

Los dos microorganismos responsables  de la producción de ácido láctico y el sabor característico del yogur son el Lactobacillus delbrukii subsp. bulgaricus y el Streptococcus salivarius subsp. thermophilus. Estos microorganismos estaban presentes en el cultivo iniciador o kumis.  Los Estreptococos remueven el oxígeno y los Lactobacilos transforman el azúcar lactosa en ácido láctico. Otras especies bacterianas también pueden fermentar la leche: Lactobacillus acidophilus, Streptococcus lactis, Bifidobacterium bifidum, etc.

Durante la fermentación, el azúcar de la leche (lactosa) se transforma primero en azúcares simples, concretamente en glucosa y galactosa, para después convertirse en ácido láctico. La formación de ácido láctico aporta cierta acidez (pH 4.5), que ayuda a cuajar las proteínas (caseínas) y asentar la leche, creando así la textura específica del yogur. Además, la fermentación láctica produce compuestos (dióxido de carbono, péptidos, aminoácidos) que confieren al yogur su sabor distintivo.

Imagen 6. Esquema resumido de la fermentación ácido láctica

En conclusión, respecto a este laboratorio, se pudo demostrar la facilidad de la fermentación ácido láctica para la elaboración de yogur casero, el cual fue una experiencia recomendada, debido a que ya uno puede empezar a preparar yogur en vez de comprarlo, sabiendo que esta bebida es buena para la salud. Ademas de ser una alternativa y distracción referente a la pandemia que vivimos actualmente, puede considerarse un pasatiempo entretenido. Por ultimo, se debe utilizar todas las condiciones higiénicas y asepticas posibles para la elaboración de yogur 

Elaboración de Encurtidos

Algunos microorganismos tienen la capacidad de utilizar los azucares presentes en los vegetales y llevar a cabo fermentaciones deseables como es el caso de la fermentación ácido láctica. Este tipo de fermentación permite la generación de sustancia que ayudan a  la preservación de los vegetales y agregarles propiedades organolépticas que mejoran la palatabilidad de estos.

Imagen 7. Vegetales utilizados para el encurtido

Los encurtidos son una buena opción para comer entre horas, ya que cuando intentamos adelgazar, uno de los principales objetivos es no pasar hambre y lograr reducir las calorías para perder peso. Por ello, los encurtidos son otra alternativa saludable a los clásicos aperitivos más calóricos y ricos en grasa. Los ingredientes para el encurtido son los siguientes:

• Vegetales (zanahoria y pimentón)
• Sal
• Kumis
• Recipiente de vidrio

Lo primero que se debe hacer el lavar los vegetales utilizados. Posteriormente se deben picar lianas y triturar para sacar el jugo en ellos. Luego se depositan en un recipiente de vidrio junto a una cucharada de sal y 100 ml de kumis aproximadamente. Se tapa y se revuelve todo. Se deja fermentado durante 2 semanas. Una vez pasada este tiempo se detiene la fermentación calentando el encurtido en baño maría durante 5 minutos. Realizado esto se puede consumir el encurtido a manera de aderezo con los demás alimentos.

Imagen 8. Esquema de la elaboración de encurtidos

Imagen 9. Encurtido después de dos semanas de fermentación

El encurtido presente se fermento durante 2 semanas, al terminar la fermentación se probo: su olor era agrio, tenia un sabor saladito y un poco ácido, y la textura de la zanahoria principalmente cambio teniendo unas manchas blancas producido por los microorganismos pero no afecta en nada el consumo. Este encurtido se consumió a manera de aderezo con una ensalada dándole un mejor sabor a la comida. 

Las actividades microbianas durante la fermentación natural y almacenaje de vegetales ha sido dividida en cuatro etapas: iniciación de la fermentación, fermentación primaria, fermentación secundaria y postfermentación. El ácido láctico producido a partir de los azúcares disponibles de los vegetales por la acción de las bacterias, posibilita la conservación natural de los mismos y le imprime un sabor especial a estos productos. La conservación se facilita con la adicción de sal y cuando se mantienen condiciones anaerobias (sin oxígeno) a temperaturas adecuadas para el crecimiento de los microorganismos involucrados en el proceso.  

Con estos laboratorios, se puede demostrar lo facil que es comprobar las fermentaciones realizadas con los microorganismos y como desde la casa se pueden evidenciar las practicas de laboratorio, siendo una alternativa para la pandemia que se vive en estos momentos. Espero disfruten el blog y les agrade

Juan Jose Duarte Arias

Microbiologia industrial

UDES