Alterações Químicas Alterações Químicas Causadas por M.O.Causadas por M.O.

Prof. MSc. Aline M. Barros-Prof. MSc. Aline M. Barros-MarcelliniMarcellini

Alterações Químicas Causadas Alterações Químicas Causadas por M.O.por M.O.

Deterioração – alterações químicas, Deterioração – alterações químicas, sensoriais e estruturais provocadas sensoriais e estruturais provocadas pelos microrganismos.pelos microrganismos.

CHO, LIP e PTNCHO, LIP e PTN

Degradação dos nutrientesDegradação dos nutrientes

CHO - Obtenção de energiaCHO - Obtenção de energia

– Oxidativo (OOxidativo (O22 – CO – CO22 e H e H22O, aeróbias e O, aeróbias e

anaeróbias facultativas) anaeróbias facultativas) – Fermentativo (acúmulo de produtos Fermentativo (acúmulo de produtos

intermediários – características intermediários – características sensoriais – anaeróbias estritas ou sensoriais – anaeróbias estritas ou facultativas) - Fermentação – facultativas) - Fermentação – monossacarídeos ou polissacarídeos.monossacarídeos ou polissacarídeos.

Degradação dos nutrientesDegradação dos nutrientes

CHO - Obtenção de energiaCHO - Obtenção de energia

– Monossacarídios – glicose, lactoseMonossacarídios – glicose, lactose– Polissacarídios – celulose, amido, Polissacarídios – celulose, amido,

pectinas.pectinas.

FermentaçãoFermentação

Processo metabólico no qual carboidratos Processo metabólico no qual carboidratos compostos relacionados são compostos relacionados são parcialmente oxidados, resultando na parcialmente oxidados, resultando na liberação de energia, sem qualquer liberação de energia, sem qualquer aceptor de elétrons externo. Os aceptor de elétrons externo. Os aceptores finais de elétrons são aceptores finais de elétrons são compostos orgânicos produzidos compostos orgânicos produzidos diretamente da quebra de carboidratos. diretamente da quebra de carboidratos. Oxidação incompleta do composto Oxidação incompleta do composto original, quantidade reduzida de energia.original, quantidade reduzida de energia.

Monossacarídios - Monossacarídios - Fermentação Fermentação láticalática

Fermentação láticaFermentação lática– Bactérias láticas – Bactérias láticas – Lactobacillus, Lactobacillus,

Leuconostoc, Pediococcus, Streptococcus, Leuconostoc, Pediococcus, Streptococcus, Lactococcus, Enterococcus, Carnobacterium Lactococcus, Enterococcus, Carnobacterium e Vagococcus.e Vagococcus.

– De acordo com o produto final:De acordo com o produto final: Bactérias homofermentadoras - Bactérias homofermentadoras - Lactobacillus, Lactobacillus,

Pediococcus, Streptococcus, Lactococcus e Pediococcus, Streptococcus, Lactococcus e Vagococcus.Vagococcus.

Bactérias heterofermentadoras – aroma e sabor Bactérias heterofermentadoras – aroma e sabor – – Leuconostoc e alguns LactobacillusLeuconostoc e alguns Lactobacillus

– Fermentação homolática;Fermentação homolática;– Fermentação heterolática;Fermentação heterolática;

Monossacarídios - Monossacarídios - Fermentação Fermentação láticalática

Homolática e heterolática – base Homolática e heterolática – base fisiológica, ausencia de enzimas capazes fisiológica, ausencia de enzimas capazes de completar o sistema.de completar o sistema.

Homo – enzimas aldolase e hexose-isomerase e Homo – enzimas aldolase e hexose-isomerase e não tem a fosfocetolase;não tem a fosfocetolase;

Hetero – fosfocetolase, não tem aldolase e Hetero – fosfocetolase, não tem aldolase e hexose-isomerase .hexose-isomerase .

Monossacarídios - Monossacarídios - Fermentação Fermentação láticalática

StreptococcusStreptococcus – homo. – homo.– Piogenes – patógenas – leite cruPiogenes – patógenas – leite cru– Viridians – produção de queijos – mozarela Viridians – produção de queijos – mozarela e suíco – e iogurtes.e suíco – e iogurtes.

CarnobacteriumCarnobacterium – hetero. – hetero.– carnes embaladas à vácuo, peixes e frango.carnes embaladas à vácuo, peixes e frango.

LactococcusLactococcus – homo – ácido lático. – homo – ácido lático.– Algumas subespécies lactis e cremosis são Algumas subespécies lactis e cremosis são starters em queijos e manteigas. Lactis em starters em queijos e manteigas. Lactis em leite cru – azedo. leite cru – azedo.

Monossacarídios - Monossacarídios - Fermentação Fermentação láticalática

PediococcusPediococcus – homo. – homo.–Utilizado em salmoras – 5,5% NaClUtilizado em salmoras – 5,5% NaCl– Temperatura – 7 a 45ºC.Temperatura – 7 a 45ºC.– Vegetais e bebidas alcoólicas, indesejável tem Vegetais e bebidas alcoólicas, indesejável tem diacetil – aroma - sucosdiacetil – aroma - sucos

LeuconostocLeuconostoc – hetero. – hetero.– Subst. aromatizantes e flavorizantes.Subst. aromatizantes e flavorizantes.– Toleram Toleram [] de NaCl – starters [] de NaCl – starters–Toleram Toleram [] de açúcares [] de açúcares–Produzem gásProduzem gás [] mucilagem – produção de dextranas[] mucilagem – produção de dextranas

Monossacarídios - Monossacarídios - Fermentação Fermentação láticalática

Lactobacillus Lactobacillus – homo ou hetero.– homo ou hetero.– [] de ácido lático – laticínios e vegetais [] de ácido lático – laticínios e vegetais fermentadosfermentados– Deterioram vinhos e cervejas.Deterioram vinhos e cervejas.– Hetero – produzem gás e outros voláteis – Hetero – produzem gás e outros voláteis – podem deteriorar queijo suíço ou vinhos.podem deteriorar queijo suíço ou vinhos.– É termodúrico – deterioração de alimentos É termodúrico – deterioração de alimentos submetidos ao calor. – queijossubmetidos ao calor. – queijos– Não sintetizam vitaminasNão sintetizam vitaminas– Refrigeração – embutidos – coloração verde. Refrigeração – embutidos – coloração verde.

Monossacarídios - Monossacarídios - Fermentação Fermentação alcoólicaalcoólica

Fermentação alcoólica – leveduras e Fermentação alcoólica – leveduras e bactérias do gênero bactérias do gênero ZymomonasZymomonas–Conversão de piruvato a CO2 e acetaldeído Conversão de piruvato a CO2 e acetaldeído – reduzido a etanol.– reduzido a etanol.–Leveduras: Leveduras: SaccharomycesSaccharomyces–Deterioração (frutas, sucos, açúcar, Deterioração (frutas, sucos, açúcar, maionese, laticínios, vinagre, cerveja e mel) maionese, laticínios, vinagre, cerveja e mel) e produção de alimentos (cerveja, pão, e produção de alimentos (cerveja, pão, vegetais fermentados). vegetais fermentados).

Monossacarídios – Monossacarídios – Fermentação ácida Fermentação ácida mistamista

Fermentação ácida mista ou fórmicaFermentação ácida mista ou fórmica

–Ácido lático, acético, succínioco e fórmico.Ácido lático, acético, succínioco e fórmico.–Enterobacteriaceae (Escherichia, Enterobacteriaceae (Escherichia, Salmonella, Proteus e Shigella).Salmonella, Proteus e Shigella).

Monossacarídios – Monossacarídios – Fermentação Fermentação butíricabutírica

Fermentação butíricaFermentação butírica–Ácido butírico e acético, CO2, H2, acetona, Ácido butírico e acético, CO2, H2, acetona, isopropanol e n-butanol.isopropanol e n-butanol.– Anaeróbios estritos – Anaeróbios estritos – ClostridiumClostridium– PatogênicosPatogênicos– Deteriorantes: Deteriorantes: C. butyricumC. butyricum e e C. C. pasteurianumpasteurianum – alimentos ácidos ou de – alimentos ácidos ou de média acidez – envasados ou enlatados, média acidez – envasados ou enlatados, calor. calor.

Monossacarídios – Monossacarídios – Fermentação Fermentação propiônicapropiônica

Fermentação propiônicaFermentação propiônica– Ácido propiônico (sabor e aroma), acético, Ácido propiônico (sabor e aroma), acético, succínico e CO2 (orifícios).succínico e CO2 (orifícios).– Queijos – fermentação lática e coagulação Queijos – fermentação lática e coagulação da caseínada caseína–Propionibacterium Propionibacterium – pigmentos tb.– pigmentos tb.

PolissacarídiosPolissacarídios Amido – enzimas diástase e amilase – Amido – enzimas diástase e amilase – glicose ou maltose. glicose ou maltose. BacillusBacillus

Celulose – produtoras de celulases – Celulose – produtoras de celulases – bactérias celulolíticas – glicose e bactérias celulolíticas – glicose e celobiose. Na presença de glicose, celobiose. Na presença de glicose, utilização da via menos complexa.utilização da via menos complexa.

PolissacarídiosPolissacarídiosPectinas – polímeros de ácido Pectinas – polímeros de ácido galacturônico com carboxilas galacturônico com carboxilas esterificadas por radicais metila, ligadas esterificadas por radicais metila, ligadas a celulose, formando a protopectina a celulose, formando a protopectina (insolúvel em água). Amadurecimento – (insolúvel em água). Amadurecimento – pectina.pectina.–Pectinolíticos – pectinaesterase, Pectinolíticos – pectinaesterase, poligalacturonidase e pectato-transeliminase.poligalacturonidase e pectato-transeliminase.

Substâncias intermediárias - Substâncias intermediárias - CHOCHO

Bactérias acéticas – oxidação Bactérias acéticas – oxidação incompleta de álcoois, acúmulo de incompleta de álcoois, acúmulo de ácidos orgânicos. Substrato – etanol. ácidos orgânicos. Substrato – etanol. Glucobacter e Acetobacter – tolerância a Glucobacter e Acetobacter – tolerância a pH ácido – vinhos e sucos de frutas com pH ácido – vinhos e sucos de frutas com álcool – produção de vinagre.álcool – produção de vinagre.

Descarboxilação do ácido pirúvico –Descarboxilação do ácido pirúvico –formação de acetoaldeído e CO2 – formação de acetoaldeído e CO2 – diacetil – aroma de manteiga em sucos.diacetil – aroma de manteiga em sucos.

Resumo das Resumo das característicacaracterísticas principais s principais

das das fermentações fermentações

típicastípicas

Fermentação Microorganismo

Via metabólica

Produto Principal

Uso Comercial

Alcoólica Saccharomyces cerevisiae; Sarcina ventriculi;Zymomonas mobilis

Glicólise,Glicólise,Entner-Doudoroff

Etanol+CO2 Bebidas

Lática lactobacillaceas

Glicólise,Via Pentose-fosfatos

Ácido lático,Ácido lático+etanol+CO2

Iogurte;Kefir,conservas

Propiónica Propionibactérias

Glicólise Ácido propiónico

Fórmica Enterobactérias (Photobacterium)

Glicólise Ácido acético, fórmico, málico,Lático, etanol, glicerina, CO2

e H2.

]

Produtos industriais

Butírica-butanólica

Clostridios Glicólise Ácido butírico, butanol, acetona, isopropanol

Produtos industrias

Acética Clostridios Glicólise Ácido acético Produtos industriais

LIPÍDIOS LIPÍDIOS Óleos e gorduras não são atacados por Óleos e gorduras não são atacados por m.o., devido a m.o., devido a ausência de águaausência de água..Alimentos com lipídios e água – sim!!! Alimentos com lipídios e água – sim!!! Manteiga, margarina e creme de leite.Manteiga, margarina e creme de leite.Reações de hidrólise, oxidação etc. – Reações de hidrólise, oxidação etc. – alterações desagradáveis.alterações desagradáveis.

LIPÍDIOS - Rancificação LIPÍDIOS - Rancificação hidrolíticahidrolítica

Liberação de ácidos graxos, feito por Liberação de ácidos graxos, feito por microorganismos ou enzimas microorganismos ou enzimas naturais com auxílio do calor.naturais com auxílio do calor.

Ácidos graxos de cadeia curta – Ácidos graxos de cadeia curta – butírico, capróico e caprílicobutírico, capróico e caprílico

LIPÍDIOS - Rancificação LIPÍDIOS - Rancificação oxidativaoxidativa

Formação de um radical livre na Formação de um radical livre na partir de cadeia insaturada. partir de cadeia insaturada.

Mistura de cetonas e aldeídos Mistura de cetonas e aldeídos saturados e insaturados.saturados e insaturados.

Metabólitos secundários dos m.o. Metabólitos secundários dos m.o. podem produzir a rancificação podem produzir a rancificação oxidativaoxidativa

PROTEÍNASPROTEÍNAS Excreção de enzimas extracelulares Excreção de enzimas extracelulares para obtenção de unidade monomérica.para obtenção de unidade monomérica.Grande quantidade de produto, ou Grande quantidade de produto, ou limitada – colágeno e gelatina.limitada – colágeno e gelatina.Putrefação – ação sobre a.a., Putrefação – ação sobre a.a., nucleotídios ou outros compostos nucleotídios ou outros compostos nitrogenados bpm – mecarptanas, nitrogenados bpm – mecarptanas, aminas.aminas.Alterações de textura e aroma.Alterações de textura e aroma.

PROTEÍNASPROTEÍNAS Desaminação oxidativa ou redutora – Desaminação oxidativa ou redutora – amônia e alfa-cetoácidos amônia e alfa-cetoácidos