Fermentacion aceitunas verdes

Descripcion de la obtencion de aceitunas verdes fermentadas. Microorganismos implicados. Etapas de la fermentacion lactica. Tratamiento de desechos.

1. Fermentación láctica de aceitunas verdes Manuel Vega Di Nezio

2. El proceso productivo

3. Fermentación de aceitunas verdes. Fermentaciones industriales. UNQ

4. Tratamiento alcalino Inmersión de aceitunas en hidróxido de sodio. Hidrólisis de la oleuropeína , responsable del característico sabor amargo en la aceituna. También inhibe en parte el crecimiento de bacterias lácticas. Penetración de NaOH en el fruto Insuficiente Aceitunas amargas y mal fermentadas Excesiva Alcalinidad residual y textura deficiente Fermentación de aceitunas verdes. Fermentaciones industriales. UNQ

5. Lavados S e cubren las aceitunas con agua: eliminación de la mayor cantidad posible del hidróxido de sodio del exterior de las aceitunas. Pueden desarrollarse mas de un lavado de las aceitunas para no dejar NaOH en la fermentación(problemas de alto pH) No obstante, tampoco debe ser excesivo ya que se perderían aquellos compuestos hidrosolubles que son necesarios para la fermentación láctica. Fermentación de aceitunas verdes. Fermentaciones industriales. UNQ

6. Colocación en salmuera Se colocan en una salmuera de 10-11 º Bé donde se mantienen durante las fases de fermentación y conservación. A los pocos días, la sal se equilibra en valores comprendidos entre 5-6 %. Concentración de NaCl inicial + elevada salida excesiva de jugo, debido a la mayor presión osmótica exterior, lo que tiene como consecuencia el arrugado permanente de los frutos. Velocidad de fermentación alterada. + baja a un valor menor de 5 % puede favorecerse el desarrollo de ciertas alteraciones Fermentación de aceitunas verdes. Fermentaciones industriales. UNQ

7. Fermentación

8. Aspectos generales S e desarrolla en tanques enterrados (para que la temperatura se sostenga en 20º-25º C), llevando a cabo una fermentación tipo batch . Aceitunas dosificadas como medio de cultivo en salmuera. Estricto control de la concentración de sal. P ermite la extracción del jugo celular de las aceitunas rico en sustancias fermentables que la convierten en un apropiado medio de cultivo para el desarrollo de las bacterias lácticas Fermentación de aceitunas verdes. Fermentaciones industriales. UNQ

9. Microorganismos implicados Fermentación de aceitunas verdes. Fermentaciones industriales. UNQ Microflora propia del alimento, es decir, se encuentran de forma natural en el medio. No obstante es posible agregar como starters , biomasa ajena a las aceitunas con el fin de obtener distintas características organolépticas. Levaduras Bacterias acido lácticas Bacterias G ram negativas

10. Levaduras Cándida boidinii , Cándida diddensiae , Pichia anomala , Pichia kluyveri , Pichia membranaefaciens , Rhodotolura glutinis y Saccharomyces cerevisiae . Contribuciones negativas al producto ● Deformaciones de la estructura del fruto debido a la formación de bolsas de CO2 . ● La formación de gas también puede llevar a una fermentación muy tumultuosa con(P . anomala y S. cerevisiae ) ● Actividad poligalacturonasa degrada la pared de los frutos volviéndolos demasiado blandos ( Rhodotolura ) ● Pueden producir etanol, ácidos orgánicos, glicerol, alcoholes superiores, ésteres , y otros compuestos volátiles que contribuirán significativamente a la textura y el aroma del producto Fermentación de aceitunas verdes. Fermentaciones industriales. UNQ

11. Levaduras Contribuciones positivas al producto ● Actividad β- glucosidasa puede hidrolizar la oleuropeína ● Actividad estearasa y lipasa ( ácidos grasos libres) ● Sintetizan diversidad de compuestos con propiedades antioxidantes (P . anomala ) ● Inhiben el crecimiento de otras levaduras y/o bacterias indeseables gracias a su actividad “ killer ” y/o micogénica . (P . anomala , Debaromyces hansenii ) Fermentación de aceitunas verdes. Fermentaciones industriales. UNQ

12. Bacterias lácticas Lactobacillus : L. pentosus y L. plantarum . Streptococcus , Enterococcus , Pediococcus y Leuconostoc . Generalmente microaerofílicas; llevan a cabo la conversión de los carbohidratos en CO 2 y ácido láctico y otros ácidos orgánicos sin necesidad de que haya oxígeno en el medio. Mientras algunas bacterias son homofermentativas (únicamente producen ácido láctico) otras son heterofermentativas , producen compuestos volátiles y pequeñas cantidades de etanol además de ácido láctico que serán muy importantes en el sabor y aroma final de las aceitunas. Fermentación de aceitunas verdes. Fermentaciones industriales. UNQ

13. Bacterias G ram negativas Aparecen en la primer etapa de la fermentación de las aceitunas. C onsecuencia de las contaminaciones producidas en las instalaciones, ambiente, salmuera, y se evitan extremando las medidas higiénicas. Inician el descenso del pH; no obstante, se debe evitar un profuso desarrollo de los mismos, dado que pueden provocar alteraciones. Las gram -negativos desaparecen a medida que se va acidificando más el medio y dando lugar a las bacterias acido lácticas Fermentación de aceitunas verdes. Fermentaciones industriales. UNQ

14. Etapas de la Fermentación

15. Primer fase Fermentación de aceitunas verdes. Fermentaciones industriales. UNQ ● Desde que se introducen las aceitunas en salmuera hasta que aparecen poblaciones de lactobacilos . ● pH inicial por encima de 10. ● Microorganismos : contaminantes, presentes en las aceitunas, la salmuera, los fermentadores y todo el aparejo industrial. ● Aparecen Bacillus , Micrococcus y muchas bacterias gram -negativas como Escherichia coli , o diversos Flavobacterium y Enterobacter .

16. Segunda fase ● Empieza cuando el pH del medio llega a 6. ● Presencia de especies de Pediococcus y Leuconostoc . ● Comienzan a desarrollarse las bacterias acido lácticas, bajando el pH hasta un valor de 4,5 . ● Desaparecen microorganismos alterantes asociados a la primera fase. Fermentación de aceitunas verdes. Fermentaciones industriales. UNQ

17. Tercera fase ● P redominio de  Lactobacillus . ● La acidez alcanza un valor de pH inferior o igual a 4,0.  ● Esta etapa dura hasta que cesa el crecimiento de  Lactobacilos , por consumo de la materia fermentable, modificaciones en la temperatura o por un pH en el medio inaceptable para su desarrollo y crecimiento.  ● Ocurren las transformaciones físico-químicas y organolépticas más acusadas para el producto Fermentación de aceitunas verdes. Fermentaciones industriales. UNQ

18. Cuarta fase ● Período de conservación de los frutos fermentados. ● A umento de la acidez volátil y una cierta elevación del pH. ● S i el ascenso del pH es superior a 0,4 unidades, puede propiciarse la aparición de algunas alteraciones indeseables (bacterias propionicas) ● Se aumenta la concentración de sal hasta niveles de 8,5-9,5 %. ( para evitar el desarrollo de estas bacterias y garantizar una adecuada conservación al mantener un bajo valor de pH) Fermentación de aceitunas verdes. Fermentaciones industriales. UNQ

19. Cambios fisicoquímicos durante la fermentación Se consumen los sustratos fermentables, se generan ácido láctico y gran cantidad de compuestos volátiles responsables del aroma . Conforme la fermentación avanza el pH de la salmuera desciende. El ratio pulpa/hueso de la aceituna crece, pierde nitrógeno y gana humedad así como su contenido graso aumenta . El color del fruto también cambia debido a la evolución de los pigmentos cloroplásticos (clorofilas y carotenoides ). Se desarrollan cambios en la textura del fruto, debidos tanto al proceso como al propio fruto . Fermentación de aceitunas verdes. Fermentaciones industriales. UNQ

20. Factores que influyen en la fermentación Efecto de polifenoles Concentración de sal y pH Temperatura de fermentación Disponibilidad de azucares fermentescibles Disponibilidad de aminoácidos y vitaminas Fermentación de aceitunas verdes. Fermentaciones industriales. UNQ

21. Tratamiento de aguas residuales

22. En general, las salmueras: ● Llevan una importante carga contaminante medida en términos de DBO, DQO y sólidos orgánicos en disolución. ● Contienen una cantidad elevada de cloruro sódico 7-9% p/v (alta corrosión) y acidez láctica 0,6-1,5% p/v ● Poseen polifenoles con estructuras químicas muy estables y muchos de ellos con propiedades bactericidas (dificulta el tratamiento biológico de estos vertidos) Fermentación de aceitunas verdes. Fermentaciones industriales. UNQ

23. Digestión anaerobia De aplicación limitada ya que sólo funciona para carga orgánica baja (<1g/l ). Polifenoles residuales en la salmuera impide el crecimiento de la biomasa destinada a reducir la materia orgánica.   Procedimientos de evaporación / incineración . Sistemas de evaporación natural o inducida. Se deposita la salmuera en lagunas en las cuales se procede a evaporar el agua mediante el calor del sol o con la aplicación de un sistema adicional que favorezca la evaporación. Problemas de olores, deben ubicarse en zonas alejadas. Fermentación de aceitunas verdes. Fermentaciones industriales. UNQ

24. Sistemas de filtración y membrana Osmosis inversa, la ultrafiltración y la filtración tangencial mediante tratamiento con carbón activo. Permiten la reutilización en el proceso de envasado de las aceitunas, consiguiendo así el ahorro de reactivos (acido láctico, cloruro de sodio, por ejemplo). Pueden requerir realizar modificaciones en los procesos de elaboración de manera que a la vez que se mantiene la calidad del producto se facilite el tratamiento de los residuos Fermentación de aceitunas verdes. Fermentaciones industriales. UNQ