Microorganismos Clave en la Elaboración de Alimentos y Bebidas Fermentadas

Microorganismos Esenciales en las Fermentaciones Alimentarias

BACTERIAS

Las bacterias desempeñan un rol crucial en la industria alimentaria, siendo las bacterias lácticas y las bacterias acéticas las más empleadas para la obtención de diversos productos.

Bacterias Lácticas

• Morfología: Pueden presentarse como cocos (aislados, en cadenas, tétradas, etc.) o bacilos (aislados o en cadena).
• Características Generales: Son Gram positivas y Catalasa negativas. No forman esporas y son inmóviles. Son microaerófilas y capaces de crecer en pH ácido.
• Proceso de Fermentación: Producen ácido láctico a partir de azúcares (como la lactosa) presentes en la materia prima, mediante un proceso de fermentación.
• Hábitat: Su hábitat natural es la leche, pero también forman parte de la microflora de la boca y el intestino. Son termorresistentes a ciertas temperaturas.
• Géneros Principales: Lactobacillus, Streptococcus, Lactococcus y Enterococcus.

Bacterias Acéticas

• Características: Son bacilos aerobios.
• Proceso de Fermentación: Producen ácido acético a partir de la oxidación del alcohol etílico.
• Género Principal: Acetobacter aceti.

LEVADURAS

Las levaduras son microorganismos unicelulares de mayores dimensiones que las bacterias. Presentan formas variables y poseen núcleo, citoplasma, pared celular y membrana citoplasmática.

• Reproducción: Se reproducen sexual o asexualmente.
• Proceso de Fermentación: Fermentan la glucosa.
• Género Principal: Saccharomyces.

MOHOS

Los mohos son organismos pluricelulares y aerobios, compuestos por células individuales con características similares a las bacterias y levaduras.

• Estructura: La agrupación de estas células forma un micelio, que en ocasiones puede ser visible a simple vista.
• Reproducción: Se reproducen mediante la formación de esporas.
• Temperatura Óptima: 20-30°C.
• Géneros Principales: Aspergillus, Penicillium.

Alimentos y Bebidas Obtenidas por Fermentación Microbiana

La fermentación microbiana es fundamental para la obtención de una amplia variedad de alimentos y bebidas, entre los que se incluyen el pan, el vino, el vinagre, el yogur y el queso.

Ventajas de la Fermentación

• Modificación de las características organolépticas (aroma, sabor, textura).
• Incremento de la digestibilidad mediante la reducción de antinutrientes y sustancias tóxicas.
• Aumento del contenido de vitaminas del complejo B.
• Inhibición del desarrollo de microorganismos patógenos y la producción de toxinas.
• Aumento considerable del tiempo de conservación del alimento.

PRODUCTOS LÁCTEOS FERMENTADOS

Los productos lácteos fermentados se caracterizan por una disminución del pH y el desarrollo de aromas y sabores distintivos. Incluyen el suero de mantequilla, el yogur, la leche acidificada, el kéfir y el kumis.

Las bacterias lácticas llevan a cabo la fermentación ácido-láctica de la lactosa, produciendo ácido láctico y, en ocasiones, dióxido de carbono. La elección de las bacterias específicas dependerá del producto deseado.

YOGUR

Se obtiene por la fermentación de la leche mediante la acción de Streptococcus thermophilus y Lactobacillus bulgaricus. Durante este proceso, las bacterias metabolizan la lactosa, generando ácido láctico, así como el aroma y sabor característicos. El yogur es nutritivo, sabroso y de fácil digestión. Las bacterias lácticas presentes en el yogur se consideran cultivos probióticos, que complementan la flora intestinal y contribuyen al buen funcionamiento del sistema digestivo.

OTRAS LECHES FERMENTADAS

Productos como el kéfir y el kumis se identifican por la presencia de bacterias como L. casei imunitass o Bifidobacterium bifidus. A menudo, se elaboran a partir de leche desnatada a la que se añaden diversos componentes, determinando su valor energético y contenido de nutrientes.

KÉFIR

Es el resultado de la fermentación lactoalcohólica de la leche, en la que intervienen bacterias (principalmente Lactobacillus acidophilus) y levaduras (como Saccharomyces kefir). Es una bebida cremosa que ayuda a regular el sistema digestivo y restablecer la flora intestinal.

QUESO

Se obtiene separando los componentes sólidos (cuajada) de los líquidos (suero) de la leche. En su elaboración intervienen bacterias lácticas, levaduras y mohos.

Proceso de Elaboración del Queso:

1. Coagulación de la leche: Se añade cuajo (fermento/enzimas) para separar la cuajada del suero.
2. Desuerado: Se separa la cuajada del suero.
3. Escurrido de la cuajada: Se compacta la cuajada para eliminar más suero.
4. Moldeo: Se da forma al queso.
5. Prensado del queso.
6. Salado: La sal ayuda a la formación de la corteza y aporta sabor.
7. Maduración: Tiempo variable según el tipo de queso.

PAN

La elaboración del pan utiliza la levadura Saccharomyces cerevisiae. Los microorganismos en el pan cumplen dos funciones principales:

• Producción de gas (CO₂): Hace que la masa crezca, confiriéndole una consistencia esponjosa y porosa.
• Producción de sustancias aromáticas: Contribuyen al sabor característico del pan.

Proceso de Fermentación del Pan:

1. Etapa aeróbica: La levadura fermenta los azúcares de la masa (maltosa y sacarosa), produciendo dióxido de carbono y una pequeña cantidad de alcohol.
2. Etapa anaeróbica: El CO₂ expande la masa, creando los alvéolos de la miga y dando lugar a su textura esponjosa.

Elaboración del Pan:

1. Mezclar harina de trigo, sal y otros ingredientes.
2. Añadir levadura en polvo.
3. Incorporar agua y amasar para desarrollar el gluten, otorgando viscoelasticidad a la masa.
4. Fermentar la masa a 28-32°C durante varias horas.
5. Horneado: La levadura se inactiva, y el alcohol y parte del agua se evaporan.

CERVEZA

Ingredientes Principales:

• Agua.
• Malta (cebada): Proporciona carbohidratos fermentables.
• Lúpulo: Aporta sabor y actividad antimicrobiana.
• Levaduras: Saccharomyces cerevisiae o levaduras de crecimiento superficial (Ale), y S. carlbergensis o levadura de crecimiento profundo (Lager). Sirven para producir alcohol y CO₂.

Proceso de Elaboración de la Cerveza:

1. Malteado: Transformación de la cebada en malta mediante germinación y secado.
2. Macerado: Transformación del almidón en azúcares fermentables (maltosa) por acción de enzimas (amilasas). Se obtiene el mosto (líquido resultante). Se añade lúpulo al mosto.
3. Ebullición del mosto: Concentra, coagula proteínas, higieniza, carameliza azúcares, inactiva enzimas, extrae sustancias del lúpulo.
4. Fermentación: El mosto enfriado se inocula con levadura. Las levaduras convierten los azúcares en alcohol, CO₂ y pequeñas cantidades de glicerina y ácido acético. La formación de espuma indica la fermentación activa. Una vez finalizada, el líquido se considera cerveza.
5. Envejecimiento y maduración: Almacenamiento a baja temperatura (0°C) para precipitar proteínas, levaduras y resinas.
6. Filtración: Eliminación de levaduras para clarificar la cerveza.
7. Envasado: En botellas, latas o barriles. La cerveza en envases pequeños puede ser pasterizada.

Color: Depende de la malta y la temperatura de tueste (mayor temperatura, color más oscuro).

VINO

Bebida alcohólica resultante de la fermentación, total o parcial, de la uva fresca o su mosto por levaduras.

Proceso de Elaboración del Vino:

1. Preparación del mosto: Vendimia, maceración y prensado de las uvas. Se añade SO₂ para inhibir microorganismos no deseados.
2. Fermentación del mosto:
   • Fermentación alcohólica: Realizada por levaduras (Saccharomyces cerevisiae o Saccharomyces ellipsoideus). Es un proceso exotérmico que libera CO₂, responsable del burbujeo y aroma característicos. La capa de hollejos en la superficie (sombrero) protege el mosto y aporta color y aromas.
   • Fermentación maloláctica: Se utiliza para reducir la acidez del vino (principalmente en tintos) al convertir el ácido málico en ácido láctico, suavizando el sabor.
3. Almacenamiento y maduración: El vino se almacena en tanques o barricas de madera (que aportan sabor), se filtra y se embotella.

VINAGRE

Líquido obtenido de la fermentación acética del vino natural u otras sustancias ricas en azúcares o almidón (sidra, manzana, etc.).

Pasos de Elaboración del Vinagre:

1. Fermentación alcohólica: Conversión de azúcares en alcohol etílico por levaduras (S. cerevisiae var. Ellipsoideus) en condiciones anaeróbicas.
2. Fermentación acética: Oxidación del alcohol etílico a ácido acético por bacterias acéticas (género Acetobacter y Acetomonas) en condiciones aeróbicas.

ALIMENTOS VEGETALES FERMENTADOS

Durante la fermentación de hortalizas, la multiplicación de bacterias lácticas inhibe el crecimiento de microorganismos perjudiciales y retrasa la alteración del alimento. Esto produce sabores característicos debido a la acumulación de ácidos orgánicos y otros productos secundarios.

• Sauerkraut (chucrut): Col finamente picada que sufre fermentación ácido-láctica de forma natural.
• Encurtidos: Aceitunas, pepinillos, etc., que también sufren fermentación ácido-láctica, favorecida por las bacterias presentes en su superficie.

OTROS ALIMENTOS FERMENTADOS

Otros productos que involucran procesos de fermentación incluyen el té, el cacao, el café y licores destilados como el ron, whisky y brandy.