PRODUCCION DE ACIDO LACTICO POR FERMENTACION DE REPOLLO MORADO

Cardozo García Cindy1, Ríos Peña Cindy

Universidad de Pamplona, Facultad de Ingenierías y Arquitectura, Ingeniería de Alimentos, Postcosecha I,

Pamplona, Departamento Norte de Santander, Colombia. e-mail: cindyorley@hotmail.com1

Resumen

El objetivo de esta práctica consiste en controlar el desarrollo y modo de acción de algunos microorganismos en el repollo morado a través del tiempo, mediante pruebas fisicoquímicas, siendo los vegetales ricos en carbohidratos, resultan un excelente medio para el establecimiento de los distintos microorganismos que utilizan este proceso metabólico para la obtención de energía; esto se realizo mediante la fermentación acido láctica que consistió en lavar los repollos con agua limpia, eliminando las hojas que presentaron manchas de alteración, se procedió a cortar tiras de aproximadamente 3 a 5 mm, extrayendo el corazón y se introdujeron al envase debidamente lavado y desinfectado con solución de cloro, se mezclaron con un 2.5-3.5 % de sal común; una vez que los trozos de repollo han sido introducidos en el frasco de fermentación se introduce la bolsa plástica debidamente desinfectada a la cual se le añade agua y se hace presión sobre la misma de manera que las tiras de repollo queden suprimidas al final del envase, durante la fermentación láctica, la temperatura debe ser de 21 a 24 ºC, si es inferior a 15,6 ºC la fermentación será lenta e incompleta, si se encuentra por encima de 26 – 29 ºC, es posible que tenga fermentaciones anormales, no se tapa del todo el envase para evitar su deterioro aunque es probable que si la superficie se deja descubierta durante la fermentación podrían crecer levaduras o mohos formadores de velo en la superficie. Se llego a una acidez de 0.9810% en 13 días, lo que nos indica que efectivamente después de las tres semanas se pudo haber llegado a uno de nuestros objetivos obtener una acidez de 1.5%. Al graficar la curva de fermentación se realizo una comparación con la teoría, y obtuvimos como resultado un alto porcentaje de similitud con la grafica de la curva de fermentación para el acido láctico.

Introducción

La fermentación ácido láctica es aquella que se lleva a cabo por las bacterias ácido láctica cuya actividad se desarrolla en ausencia de oxígeno (anaerobiosis), y se manifiesta en la transformación de los azúcares presentes en el vegetal, en ácido láctico, etanol y dióxido de carbono, la fermentación láctica es causada por algunos hongos y bacterias, el ácido láctico más importante que producen las bacterias es el Lactobacillus, otras de las bacterias que produce el ácido láctico son: Leuconostoc mesenteroides,

Pediococcus cerevisiae, Estreptococo lactis y Bifidobacterium bifidus.

En la superficie de repollos frescos, los microorganismos son extremadamente variables en número y tipo; se han encontrado una cantidad aproximada de 13 x 106 microorganismos por gramo. El tipo de organismo se encuentra a lo largo de la hoja, así cerca de la raíz se encuentran muchas especies esporuladas. El número de Achromobacter Flavobacterium y otras especies esporuladas. El número de organismos disminuye desde el corazón del repollo hasta los bordes de la hoja, encontrándose a lo largo de la misma, especies aeróbicas formadoras de esporas principalmente. Al hacer cortes de repollo, pepino u otros vegetales, se observa, a los pocos minutos, la aparición, en la superficie de corte, de cierta cantidad de exiliados protoplasmáticos provenientes del sistema vesicular. El contenido bacteriano de este exiliado puede ser extremadamente alto y contener una gran cantidad de bacterias ácido – lácticas de los géneros Leuconostoc, Lactobacillus y Peiococcus. Este sugiere que la superficie de corte del material vegetal, provee un medio de crecimiento para las pocas bacterias presentes en el material.

Durante la iniciación de la fermentación, las bacterias grampositivas y gramnegativas presentes en el vegetal fresco, compiten por el predominio; Enterobacterias, bacterias aerobias formadoras de esporas, bacterias ácido – lácticas y otras bacterias, están muy activas. Este estadio incluye el crecimiento de unos pocos microorganismos facultativos y estratos anaeróbicos, originalmente presentes en el vegetal fresco, pero seguidamente el establecimiento de las bacterias lácticas disminuye los valores de pH y son inhibidos los organismos indeseables como son las bacterias gramnegativas y las formadoras de esporas, por lo tanto, la rápidamente las bacterias ácido lácticas se establecen y los microorganismos indeseables son excluidos.

El objetivo de esta práctica fue verificar los modos de acción de los microorganismos sobre los alimentos y materias primas alimentarias mediante diversos procesos denominados fermentaciones, así mismo controlar el desarrollo a través del tiempo, mediante pruebas fisicoquímicas, en la fermentación de repollo morado.

Materiales y métodos

El procedimiento de la fermentación del repollo morado, inicio con la recepción del repollo, seleccionado con sus hojas decoloradas y sano. Se eliminaron las hojas sucias y procedió a lavar con agua destilada, para descorazonarlo y poder rebanarlo en tiras de 4 mm de ancho y 9 cm de largo aproximadamente. Posterior a estos pasos, se mezclo el repollo con 2.5-3.0 % de sal común y se fueron introduciendo las tiras al recipiente de vidrio. Se mezclo bien y se comprimió fuertemente a fin de obtener una rápida extracción del jugo celular y eliminación del aire.

Se dejo en reposo por media hora, y se pipeteo la extracción para llevarlo a titulación con NaOH 0.1 N y determinación de pH, para calcular el porcentaje de acido acético. Se recubrió la boca del frasco, en forma que su fondo sello bien el contenido. Se mantuvo incubado a una temperatura de 22°C en el Municipio de Villa del Rosario, el cual su ambiente permitió la acidificación del repollo.

Durante 15 días aproximadamente se determinaron los respectivos cálculos para acidez y pH, con el fin de elaborar la curva de fermentación a medida del incremento de la acidez. Los análisis se efectuarían hasta una vez la acidez pasara el 1% de acido acético, y como acidez final obtener 1.5%.

Todo el procedimiento llevo una estricta manipulación, diariamente se realizaba limpieza y desinfección (cloro) con el objeto de no permitir el crecimiento de hongos, o el ingreso de algún otro tipo de microorganismo al recipiente.

Variación del pH: se determino por lectura directa del potenciómetro.

Acidez: se determino por el método de titulación, a partir de una solución de NaOH 0.1 N, teniendo como indicador fenolftaleína. Con la ayuda de una pipeta se extrajo 10 ml del jugo celular del repollo morado, y se calcula este parámetro en términos de acido láctico. Así:

% Acido Lactico=V B∗NB∗Factor acido

w∗100

Donde:

VB= volumen en ml de NaOH gastado en la titulación de la muestraNB= normalidad de la solución de NaOHFactor acido= 0.0908 meq. W= peso o volumen de la muestra

Resultados

Cálculos

Aplicando la fórmula para determinación del % de acido láctico se realizaron durante los 15 días los cálculos correspondientes.

Tiempo % Acido Láctico

1 día% Acido Lactico=0.3ml∗0.1139N∗0.0908

10∗100

% Acido Lactico=0.03105

4 día

% Acido Lactico=2.3ml∗0.1044N∗0.090810

∗100

% Acido Lactico=0.1896

5 día

% Acido Lactico=2.5ml∗0.1044N∗0.090810

∗100

% Acido Lactico=0.2180

6 día

% Acido Lactico=2.6ml∗0.1044N∗0.090810

∗100

% Acido Lactico=0.2275

7 días

% Acido Lactico=3.1ml∗0.1044N∗0.090810

∗100

% Acido Lactico=0.3769

8 días

% Acido Lactico=3.3ml∗0.1044N∗0.090810

∗100

% Acido Lactico=0.3954

11 días

% Acido Lactico=5.9ml∗0.1N∗0.090810

∗100

% Acido Lactico=0.5360

13 días

% Acido Lactico=6.4ml∗0.1N∗0.090810

∗100

% Acido Lactico=0.5811

15 días

% Acido Lactico=10.8ml∗0.1N∗0.090810

∗100

% Acido Lactico=0.9810

Tabla 1. Datos por días de pruebas químicas realizadas al repollo morado en fermentación

DíasT

(°C)pH Vl gastado

NaOH 0.1 N% Acido Láctico

1 21.8 5.71 0.3 0.03105

4 22.3 5.2 2.3 0.2180

5 24.1 5.2 2.5 0.2375

6 22.2 4.75 2.6 0.2465

7 23.2 4.41 3.1 0.3769

8 20.5 4.3 3.3 0.3954

11 30.1 4.1 5.9 0.5360

13 29.7 4.12 6.4 0.5811

15 30.1 3.81 10.8 0.9810

0 2 4 6 8 10 12 14 160

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

Gráfica de la Curva de Fermentación

Series2

Tiempo de Fermentación en días

Cont

enid

o en

áci

do %

Figura 1. Grafica de la curva de fermentación de acido láctico en repollo morado.

Análisis

La gráfica de la curva de fermentación del repollo morado, muestra una curva uniforme de crecimiento, interviniendo distintos géneros de especies de microorganismos productores de ácido láctico.

Del día 8 al 11 se muestra un salto de la acidez y pH, esto debido al cambio de temperatura ya que a partir de la segunda semana se aumento con el fin de dar las condiciones para el crecimiento de los microorganismos en medio ácido.

Este análisis se realizo solo por 15 días, por tanto no se cumplió con el objetivo de llegar a una acidez mayor a 1% de acido láctico, pero es notable que los cambios de acidez y pH, arrojados durante el tiempo de análisis fueron cambiando de modo que la curva tomo las características necesarias obteniendo una fermentación adecuada.

Figura 2. Grafica de la curva de fermentación de acido láctico1

El efecto de la sal en la fermentación ayuda a la selección de microorganismos que deben crecer, de acuerdo a la cantidad agregada. En la práctica se adiciono 3% de sal según el peso del repollo, siendo este un valor óptimo para el crecimiento de géneros fermentantes como Lactobacillus, Leuconostoc, Pediococcus.

Para la comprobación del crecimiento de estos géneros era necesario efectuar un análisis microbiológico por medio de microscopia, para determinar el ritmo de la fermentación, al cumplirse los 15 días.

Factores que interviene en la Fermentación Acido Láctica

En la superficie de repollos frescos, los microorganismos son extremadamente

1 http://www.google.com.co/imgres?q=grafica+de+la+curva+de+fermentacion+acido+lactico.

variables en número y tipo. El número de organismos aumenta desde el corazón del repollo hasta el borde de la hoja, encontrándose a lo largo de la misma, especies aeróbicas formadoras de esporas principalmente.

La fermentación del repollo puede durar de tres a seis semanas; al final la concentración de acido oscila entre 1,8 y 2,2 con un pH de 3,5 y 3,7. El proceso se detiene cuando la acidez inhibe los microorganismos involucrados.

La temperatura es un factor determinante en la secuencia de los microorganismos deseables para la fermentación; se ha encontrado que a una temperatura de 18 ºC y a una concentración de sal de 2,25 %, el proceso es superior en aroma, debido a que se favorecen las bacterias ácido – lácticas.

Cuando al repollo se le adiciona la cantidad de sal requerida rápidamente se origina una anaerobiosis, debida principalmente a la eliminación del oxígeno como consecuencia de la respiración de las células vegetales, aunque es su aparición también contribuyen algo las bacterias.

En medio ácido el jugo de repollo (morado) se torna rojo por que los anillos de benceno (moléculas hexagonales con dobles enlaces internos) se conjugan; mientras que en medio básico el jugo de repollo se torna verde o azul, porque la conjugación que existía se destruye, y por ende ya no va a exhibir coloración roja.

Al iniciarse la fermentación bajo los niveles de pH con gran rapidez, alcanzan valores de 1,0 y 1,2 % de acidez titulable. Esta acidificación del medio inhibe el crecimiento de otros microorganismos deteriorativo, así como la actividad de enzimas que ocasionan el ablandamiento del tejido vegetal.

Conclusiones

Los métodos de conservación de los alimentos como la fermentación tienen mucha importancia a nivel mundial, ya que este permite la conservación y preservación de un alimento, a diferentes temperaturas evita el desarrollo de microorganismos y las reacciones enzimáticas conservando sus características nutricionales y organolépticas y de esta manera alargar su vida útil.

Se controló el desarrollo a través del tiempo, la acción de los microorganismos sobre el repollo, mediante pruebas fisicoquímicas.

Los diversos microorganismos presentes en un medio suelen competir o en muchos casos cooperar en su acción de fermentación y descomposición de los principios nutritivos del producto.

La competencia de entre bacterias, levaduras y hongos determinan las características de la fermentación o el deterioro y descomposición.

Bibliografía

Deoti. de Tecnología de Alimentos del Rogelio Souza de Jesús Instituto Nacional de Investigaciones de la Amazonia.

Sector de Alimentos de la Fundación Paulo Eustaquio Ferreira Centro Tecnológico de Minas Gerais.

Mallo, R., Tabera, A., Civit, D., Erpelding, A. (2002). Proceso fermentativo en la producción de “sauerkraut” (chucrut) e identificación de bacterias ácido lácticas. La alimentación latinoamericana, 442: 44-47.

-Müller, G. Microbiología de los Alimentos Vegetales. Ed. Acribia S.A. Zaragoza, España 198

-Jagnow, G. y Dawid, W. Biotecnología. Introducción con experimentos modelo. Ed.Acribia S.A. Zaragoza, España.1991

WILLET, Hilda. ZINSSER Microbiología. Editorial Médica Panamericana S.A. 2ª edición (España 1994).