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16/05/2014
La parte viva de las Masas Madre
(Papel de las bacterias lácticas y las
levaduras)
Raquel Virto Resano
Responsable Técnico-Científico I+D+i
Madrid 13 Mayo 2014
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1- Los microorganismos en la fermentación de alimentos. ¿Quién, cómo y para qué?
1. PRODUCCIÓN DE ENERGÍA POR PARTE DE LOS ORGANISMOS VIVOS.
2. SEGUIMIENTO DE LA POBLACION MICROBIANA DURANTE LA FERMENTACION
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1- Los microorganismos en la fermentación de alimentos. ¿Quién, cómo y para qué?
1. PRODUCCIÓN DE ENERGÍA POR PARTE DE LOS ORGANISMOS VIVOS.
1.1. VIA RESPIRATORIA:
1.2. VÍA FERMENTATIVA: LEVADURAS
1.3. VÍA FERMENTATIVA: BACTERIAS
1- Los microorganismos en la fermentación de alimentos. ¿Quién, cómo y para qué?
1 GLUCOSA
GLUCÓLISIS
2 PIRUVATO
O2
O2
VÍA RESPIRATORIA
VÍA FERMENTATIVA
2 ATPs
O2
O2
RUTAS BIOSINTÉTICAS
PRODUCCIÓN DE
COMPUESTOS/ADITIVOS
/INGREDIENTES
38 ATPs
ETANOL
(levaduras)
ÁCIDOS ORGÁNICOS
(bacterias)
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1- Los microorganismos en la fermentación de alimentos. ¿Quién, cómo y para qué?
1.2. VIA FERMENTATIVA: LEVADURAS
ETANOL + ácidos orgánicos + CO2
AZÚCARES
- Se produce muy poca energía
- Industria VINO
- Industria CERVEZA
- Industria PAN
ATP 2 ATP
La fermentación produce menos energía que la respiración, pero permite a los
microorganismos desarrollarse en ausencia de oxígeno o permite que proliferen
microorganismos que sólo pueden hacerlo en ausencia de éste.
1- Los microorganismos en la fermentación de alimentos. ¿Quién, cómo y para qué?
1.3. VIA FERMENTATIVA: BACTERIAS
1. La bacteria producen más ácidos orgánicos que las levaduras
2. Principalmente se produce ácido láctico
BACTERIAS LÁCTICAS
FERMENTACIÓN LÁCTICA
FERMENTACIÓN MALOLÁCTICA
3. La glucosa no es el único azúcar que puede ser utilizado. La capacidad de utilizar
otros azúcares varía en función de las especies y las cepas.
- Se produce muy poca energía
- Industria LÁCTEA
- Industria PAN/BOLLERÍA
- Industria VINO
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1- Los microorganismos en la fermentación de alimentos. ¿Quién, cómo y para qué?
RESUMEN DE LOS DIFERENTES TIPOS DE FERMENTACIONES QUE TIENEN COMO VÍA
COMÚN LA GLUCÓLISIS
1- Los microorganismos en la fermentación de alimentos. ¿Quién, cómo y para qué?
2. SEGUIMIENTO DE LA POBLACION MICROBIANA DURANTE LA FERMENTACION
2.1. UNA BACTERIA AL CRECER DEBE..
2.2. CRECIMIENTO DE LA POBLACIÓN CELULAR
2.3. FACTORES GENERALES QUE AFECTAN A LA FERMENTACIÓN
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1- Los microorganismos en la fermentación de alimentos. ¿Quién, cómo y para qué?
2.1. UNA BACTERIA AL CRECER DEBE..
PRODUCIR O SINTETIZAR:
- Material celular a partir de sustancias nutritivas
REGULAR ESTA SÍNTESIS:
- Síntesis ordenada de los componentes estructurales
DIVIDIRSE EN DOS CÉLULAS
1- Los microorganismos en la fermentación de alimentos. ¿Quién, cómo y para qué?
2.2. CRECIMIENTO DE LA POBLACIÓN CELULAR
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1- Los microorganismos en la fermentación de alimentos. ¿Quién, cómo y para qué?
- La distribución y funcionamiento de las poblaciones microbianas están fuertemente
influidas por factores ambientales.
- La limitación de nutrientes y la tolerancia ambiental regulan o excluyen la existencia de
microorganismos en diferentes ambientes
- Los microorganismos poseen limites inferiores y superiores de tolerancia, así como
óptimos para los diferentes factores abióticos
Las actividades de los microorganismos se ven afectadas por las
condiciones físicas y químicas del medio
1- Los microorganismos en la fermentación de alimentos. ¿Quién, cómo y para qué?
2.3. FACTORES QUE AFECTAN AL CRECIMIENTO (FERMENTACIÓN)
Temperatura y Crecimiento microbiano
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1- Los microorganismos en la fermentación de alimentos. ¿Quién, cómo y para qué?
2.3. FACTORES QUE AFECTAN AL CRECIMIENTO (FERMENTACIÓN)
pH y Crecimiento microbiano
En general los microorganismos no pueden tolerar valores extremos de pH, en condiciones
alcalinas o ácidas se hidrolizan algunos componentes microbianos o se desnaturalizan algunas
enzimas.
• Cada organismo tiene un rango de pH dentro del cual es posible el crecimiento y posee un
pH óptimo.
• La mayoría crece en un margen de variación de 2 a 3 unidades de pH.
•El pH del medio afecta directamente a los microorganismos y a las enzimas, afectando a la
disociación y la solubilidad de muchas moléculas que ejercen algún efecto sobre los
microorganismos.
1- Los microorganismos en la fermentación de alimentos. ¿Quién, cómo y para qué?
2.3. FACTORES QUE AFECTAN AL CRECIMIENTO (FERMENTACIÓN)
Actividad de Agua y Presión Osmótica
1. Para los microorganismos el factor crítico es la disponibilidad de agua líquida más que la cantidad
total de agua presente en el ambiente
2. El total de agua realmente disponible para uso microbiano se expresa como actividad de agua
(aw)
3. Los solutos presentes en el medio compiten por el agua y la “fijan”, disminuyendo la cantidad
disponible para los microorganismos
4. El agua difunde desde una región con alta concentración de agua (baja concentración de solutos)
hasta una región de menor concentración de agua (alta concentración de solutos): OSMOSIS
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1- Los microorganismos en la fermentación de alimentos. ¿Quién, cómo y para qué?
2.3. FACTORES QUE AFECTAN AL CRECIMIENTO (FERMENTACIÓN)
Oxígeno y crecimiento bacteriano
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2- Las bacterias lácticas en la fermentación del pan ¿Quién, para qué y cómo?
¿QUIÉN?
• Es un grupo muy heterogéneo de bacterias Gram + no esporuladas que tienen en común la capacidad
de producir acido láctico por fermentación de azúcares.
• Son microoganismos que una limitada capacidad biosintética, por lo tanto requieren factores de
crecimiento complejos como vitaminas del grupo B, purinas, pirimidinas y aminoácidos.
• Producen energía únicamente por fermentación.
• Crecen en presencia o ausencia de O2.
• Y además….
- Comúnmente no son móviles
- Forman colonias pequeñas nunca pigmentadas.
- Poseen gran tolerancia a la acidez.
- Viven en ambientes asociados a plantas, tracto intestinal (principalmente), fosas nasofaringeas y vagina.
- Dentro del grupo existen patógenos.
2- Las bacterias lácticas en la fermentación del pan ¿Quién, para qué y cómo?
¿CÓMO?
Ruta HOMOFERMENTATIVA
• SÓLO SE PRODUCE ÁCIDO LÁCTICO
Ruta HETEROFERMENTATIVA
• SE PRODUCE ÁCIDO LÁCTICO + CO2 + ETANOL + ÁCIDO ACÉTICO
Ruta HETEROFERMENTATIVA FACULTATIVA
• ALTERNAN UNA U OTRA EN FUNCIÓN DE LOS AZÚCARES DISPONIBLES
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2- Las bacterias lácticas en la fermentación del pan ¿Quién, para qué y cómo?
¿CÓMO?
1. LOS PRODUCTOS FINALES ESTÁN DETERMINADOS POR LAS ESPECIES Y POR LOS AZÚCARES
DISPONIBLES
2. UN ALTO CONTENIDO MINERAL SIRVE COMO TAMPÓN Y PERMITE A LAS BACTERIAS PRODUCIR
MÁS ÁCIDO ANTES DE QUE EL pH CAIGA E INHIBA SU CRECIMIENTO
3. LOS GRANOS CEREALES APORTAN PENTOSAS (PENTOSANOS). LOS ENZIMAS DE LOS CEREALES
ACTÚAN SOBRE LOS AZÚCARES COMPLEJOS LIBERANDO PENTOSAS QUE SEGUIRAN LA RUTA
HETEROFERMENTATIVA HACIA ALCOHOL O ÁCIDO ACÉTICO
2- Las bacterias lácticas en la fermentación del pan ¿Quién, para qué y cómo?
¿PARA QUÉ?
Ácido láctico: GRAS. Acidulante, saborizante e inhibidor microorganismos
Sustancias antimicrobianas: inhibición de organismos alterantes y patógenos.
- Péróxido de hidrógeno
- Bacteriocinas
Producción de polímeros:
- algunos se secretan al medio exterior formando capas mucosas (EPS)
- otros son cápsulares
En el pan, mejora de la textura. Mejor retención de humedad.
- Aumentan la viscosidad: bioespesantes naturales
- Favorecen las propiedades prebióticas
Concentraciones producidas: 50 – 1350 mg/L
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2- Las bacterias lácticas en la fermentación del pan ¿Quién, para qué y cómo?
¿PARA QUÉ?
CONTRIBUCIÓN DE LAS BACTERIAS LÁCTICAS EN AROMAS Y SABORES:
Ácido Láctico: confiere el sabor ácido
Acetaldehido: aroma característico del yogur
Diacetilo: sabor a mantequilla
Degradacion de péptidos y formación de aromas característicos
PRODUCCIÓN DE ENDULZANTES BAJOS EN CALORÍAS.
- Conversión de lactosa de la leche en alcoholes- polioles como MANITOL Y SORBITOL
(en lugar del piruvato, otros compuestos actúan como intermediarios en la glucólisis y se obtiene
manitol y/o sorbitol por reducción de la fructosa-1 fosfato)
Lactobacillus casei
Reducción del índice glucémico???
2- Las bacterias lácticas en la fermentación del pan ¿Quién, para qué y cómo?
¿PARA QUÉ?
SISTEMAS PROTEOLÍTICOS DE LAS BACTERIAS LÁCTICAS
1. Sistemas proteolíticos para que se desarrolle el sabor, olor y color de los quesos/cárnicos
madurados/curados:
a) Los aminoácidos son precursores de muchos compuestos volátiles
b) Ciertos aminoácidos y péptidos producen por si mismos un “marcado aroma”.
2. Son necesarios para la multiplicación bacteriana
a) Las bacterias lácticas son auxótrofas para muchos aminoácidos
b) Los aminoácidos libres presentes en el sustrato de fermentación (leche) no son suficientes para
favorecer el crecimiento hasta recuentos elevados.
3. Enzimas localizadas en el exterior de la membrana citoplasmática
4. En el caso del pan, la proteína mayoritaria es el gluten….¿Reducción del contenido en gluten??
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2- Las bacterias lácticas en la fermentación del pan ¿Quién, para qué y cómo?
¿PARA QUÉ?
1. Formación de sabor ácido
2. Inhibición de organismos patógenos
3. Gelificación por ruptura de las proteínas
4. Reducción del contenido de azúcares (glucosa, lactosa..)
5. Formación de aroma (acetaldehido y diacetilo)
6. Modificación de la textura. Exopolisacáridos. Prebióticos.
7. Producción de gas (dióxido de carbono) en quesos y pan
8. Actividad proteolítica:
- formación de compuestos de sabor y aroma típicos
- reducción del contenido en gluten
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3- Las levaduras en la fermentación del pan ¿Quién, para qué y cómo?
¿QUIÉN?
• Se multiplican por gemación y algunas por escisión
• Comprenden alrededor de 60 géneros y unas 500 especies
• Se encuentran naturalmente en la superficie de las plantas y el suelo es su principal
hábitat.
• Son agentes de fermentación.
• Las especies más extendidas son Saccharomyces ellipsoideus, Kloeckera apiculata y
Hanseniaspora uvaron (90% de las levaduras utilizadas para fermentación alcoholica)
• Son Termosensibles
• Necesitan azúcares, minerales y sustancias nitrogenadas para multiplicarse y crecer
• La carencia de cualquiera de los factores anteriores produce la muerte celular
3- Las levaduras en la fermentación del pan ¿Quién, para qué y cómo?
¿QUIÉN?
• El género más utilizado: Saccharomyces
• Su forma es muy variada, generalmente ovoide o esférica
• Pueden realizar gemación multilateral (observación microscópica es importante
Saccharomyces cerevisiae:
- Producción de ésteres y alcoholes volátiles, con buen rendimiento azúcar/etanol.
Saccharomyces bayanus:
- mayor resistencia a etanol y se adapta mejor a bajas temperaturas
- es más neutra en la producción de aromas
Saccharomyces uvarum
- buena adaptación a temperaturas bajas (> 15ºC)
- produce ácidos, glicerina, polisacáridos y aromas florales
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3- Las levaduras en la fermentación del pan ¿Quién, para qué y cómo?
¿CÓMO?
1. La respiración aeróbica (en la que se usa oxígeno) donde como producto de desecho
se obtiene agua, dióxido de carbono (gas CO2) y energía (en forma de ATP)
2. La fermentación etanólica (donde no se usa oxígeno) en la que como producto de
desecho se obtiene un alcohol (el etanol), CO2 y energía (ATP).
Respiración aerobia:
Glucosa + 6 O2
6 CO2 + Agua
Microbiología Industrial y
Biosíntesis de compuestos
36 ATP (energía)
Fermentación etanólica:
Glucosa
Etanol + CO2
2 ATP (energía)
3- Las levaduras en la fermentación del pan ¿Quién, para qué y cómo?
¿CÓMO?
Azúcares
Alcohol etanol
PAN/BOLLERÍA
CO2
Cebada/malta
Mosto vino
Harina panaria
GRADO ALCOHOLICO ≈ 0% Vol SE ELIMINA TOTALMENTE DURANTE
EL HORNEADO
CO2 MUY IMPORTANTE – TEXTURA DEL PRODUCTO
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3- Las levaduras en la fermentación del pan ¿Quién, para qué y cómo?
¿CÓMO?
1. TÈMPERATURA:
-
> 35ºC, inactivación de Saccharomyces cerevisiae
-
Saccharomyces cerevisiae tolera mal los cambios bruscos de temperatura
-
Temperatura óptima de la levadura ≈ 18ºC (cepas de producción de vino/cerveza)
-
Temperatura óptima de la levadura ≈ 26ºC (cepas de producción de pan)
-
La fermentación alcholica es un proceso exotérmico. Es necesario controlar el aumento de
temperatura.
2. OXÍGENO:
-
Saccharomyces cerevisiae es anaerobia facultativa (puede trabajar en presencia y ausencia de
oxígeno).
-
Una aireación al comienzo de la fermentación (amasado en la fabricación de pan) asegura una
buena cantidad de levaduras que se multiplicarán y harán bien su trabajo en ausencia de
oxígeno
3- Las levaduras en la fermentación del pan ¿Quién, para qué y cómo?
¿CÓMO?
3. ALCOHOL:
-
Saccharomyces cerevisiae trabaja bien en medios alcoholicos ≤ 14 % Vol.
4. ANHIDRIDO SULFUROSO:
-
Antiséptico, antioxidante y macerativo
-
A dosis controladas Saccharomyces cerevisiae no tiene problemas
-
Las bacterias presentes en el medio son inactivadas
5. ALIMENTACIÓN:
-
La levadura se encuentra en la harina y en las masas y consume los nutrientes de estas (pan)
-
En el caso de las bebidas alcoholicas, la levadura se encuentra en la materia prima (frutas o
-
Dilución del sustrato (sobre todo en la elaboración del pan). Si la materia prima está demasiado
raices de algunos granos cereales o de las plantas)
concentrada, el metaboolismo microbiano es lento.
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3- Las levaduras en la fermentación del pan ¿Quién, para qué y cómo?
¿CÓMO?
6. HUMEDAD:
-
Las células de levadura sólo pueden tomar nutrientes EN DISOLUCIÓN ACUOSA.
7. pH:
-
El pH favorable para la fermentación del pan es de entre 5.8 y 6.2 (se puede añadir leche o agua
-
El pH favorable para la fermentación vino /cerveza ≈ 3,2 – 3,6
para estabilizar el pH)
8. Otras fermentaciones que tienen lugar durante la fermentación alcoholica:
-
Fermentación maloláctica tras la fermentación alcoholica (debe controlarse con SO2)
-
Fermentación láctica durante la fermentación alcoholica del pan
3- Las levaduras en la fermentación del pan ¿Quién, para qué y cómo?
¿CÓMO?
- Elevada interrelación entre los factores que afectan al proceso
- Naturaleza de los parámetros intervinientes durante la fermentación
FACTORES LIMITANTES:
1. Concentración de Etanol resultante:
- Algunas como Saccharomyces cerevisiae puede soportar ≤ 20% Vol.
2. Acidez del sustrato:
-
Las levaduras están afectadas por ambientes alcalinos y/o ácidos
-
Rango (general óptimo de las levaduras) ≈ 3,5 – 5,5 (soluciones tampón)
3. Concentración de azúcares:
-
La concentración excesiva (alta o baja) de hidratos de carbono (monosacaridos y
disacáridos) frena la actividad microbiana.
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3- Las levaduras en la fermentación del pan ¿Quién, para qué y cómo?
¿CÓMO?
- Elevada interrelación entre los factores que afectan al proceso
- Naturaleza de los parámetros intervinientes durante la fermentación
FACTORES LIMITANTES:
4. Contacto con el aire
-
Trazas de oxígeno, detienen el proceso (efecto Pasteur)
5. Temperatura
-
El proceso de fermentación es exotérmico, cuidado con los incrementos Tª
-
Las levaduras son mesófilas
-
Rango óptimo de temperatura de trabajo
-
Temperatura ≥ 55ºC / ≥ 5 minutos : muerte de la levadura
6. Ritmo de crecimiento de las cepas
-
Dependiendo del tipo de cepa la fermentación se produce a una u otra velocidad
3- Las levaduras en la fermentación del pan ¿Quién, para qué y cómo?
¿CÓMO?
ETAPA 1:
Amasado
correcta oxigenación de la masa
Crecimiento de las levaduras
aerobias facultativas
OXIDACIÓN de los
Azúcares libres de la harina
ETAPA 2:
Actividad
enzimática sobre
el almidón
Actuación de
MICROORGANISMOS
(bacterias y levaduras)
Azúcares libres
pH óptimo: 4 -5
Tª óptima: 28 – 29ºC
> Tiempo de fermentación = Temperaturas más bajas
< Tiempo de fermentación = Temperaturas más altas
ETAPA 3:
Cocción del pan
Correcta producción de CO2
Formación de sabores
Interior de la pieza a 55ºC
Muerte de la
levadura
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3- Las levaduras en la fermentación del pan ¿Quién, para qué y cómo?
¿CÓMO?
Factores que afectan a la levadura en la fermentación del pan:
1. Condiciones óptimas a pH ≈ 5
2. Cantidad de ácido en el medio es fundamental. El pH inicial de la masa debe estar entre 5,8 y 6,2
para que actúen las bacterias lácticas.
Tª = 20 -25 ºC (< 37 ºC)
pH inicial de la masa (tiempo = 0) ≈ 6,2
3 horas
Ausencia de Oxígeno/trazas oxígeno
pH óptimo = 5,5 – 6,5
LEVADURA: degradación de los azúcares
Fermentación de la masa ≈ 5,7
4,5 horas
Fermentación de la masa ≈ 5,6
3- Las levaduras en la fermentación del pan ¿Quién, para qué y cómo?
¿CÓMO?
Curva de producción de CO2
• La retención de CO2 por el gluten provoca el aumento del volumen de la masa
• Se puede medir la retención de CO2 ≈ aptitud fermentativa de las masas
- Cantidad de CO2 desprendida y la velocidad de producción
Existen 3 fases de producción de CO2 (levantamiento de la masa);:
1. Consumo rápido de azúcares libres que hay en la harina (amasado)
2. Consumo lento de azúcares que se han producido por degradación del almidón
3. Continuación de la fermentación con la cocción hasta que la temperatura de la masa alcanza los
55ºC (muerte de las levaduras).
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4- Microbiología de la Masa Madre
¿QUÉ POSIBILIDADES TIENE?
Múltiples pasos de fermentación
1. MEZCLA DE HARINA Y AGUA
FERMENTACIÓN ESPONTANEA
2. INÓCULO DE LA SIGUIENTE MASA
FERMENTACIÓN ESPONTANEA
3. INÓCULO DE LA SIGUIENTE MASA
FERMENTACIÓN ESPONTANEA
Otros ingredientes: sal, azúcar, zumo..
REFRESCOS CONTINUADOS (BACK SLOPPING)
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4- Microbiología de la Masa Madre
¿QUÉ POSIBILIDADES TIENE?
MMC = ECOSISTEMA ALTAMENTE NUTRITIVO
CARBOHIDRATOS COMPLEJOS (principalmente almidón)
Amilasas de la harina
Amilasas Microbianas
DISACÁRIDOS (principalmente MALTOSA)
MONOSACÁRIDOS (FRUCTOSA Y GLUCOSA)
INORGÁNICA (GRIUPOS AMONIO Y NITRATOS)
FUENTES DE NITRÓGENO
ORGÁNICA (PROTEÍNA)
Proteinases de la harina
Proteínasas Microbianas
PÉPTIDOS DE PEQUEÑO TAMAÑO
AMINOÁCIDOS LIBRES
4- Microbiología de la Masa Madre
¿QUÉ POSIBILIDADES TIENE?
MMC = ECOSISTEMA ALTAMENTE NUTRITIVO
VALORES DE AW = 0.96 – 0.98
No limita el crecimiento de ningún microorganismo patógeno/alterante
VALORES DE pH = 5.2 – 5.6
- INCUBACIÓN
pH ≥ 3.5
- NÚMERO DE PASES
POTENCIAL REDOX
- INCUBACIÓN
VALORES POSITIVOS
VALORES NEGATIVOS
- NÚMERO DE PASES
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4- Microbiología de la Masa Madre
¿QUÉ POSIBILIDADES TIENE?
MMC = ECOSISTEMA ALTAMENTE NUTRITIVO
LA COMPOSICIÓN DE LA MMC
LOS PARÁMETROS FÍSICO QUÍMICOS
Favorecen e crecimiento de BAL y LEVADURAS y dificultan el
crecimiento de microorganismos contaminantes y /o patógenos
4- Microbiología de la Masa Madre
¿QUÉ POSIBILIDADES TIENE?
EVOLUCIÓN DE LA POBLACIÓN MICROBIANA DESDE LA HARINA HASTA LA MMC MADURA
BAL
Bacterias Gram-positivas (ej. Bacillus sp.)
Bacterias Gram-negativas (ej. Pseudomonas sp.)
Bacterias aerobias
Bacterias Enterobacteriaceae
Levaduras y mohos
Cada grupo
≤ 105 UFC/g
Secuenciación 16S rRNA:
Bacteroidetes
Cyanobacteria
Firmicutes
Proteobacterias
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16/05/2014
4- Microbiología de la Masa Madre
¿QUÉ POSIBILIDADES TIENE?
EVOLUCIÓN DE LA POBLACIÓN MICROBIANA DESDE LA HARINA HASTA LA MMC MADURA
El potencial Redox disminuye
Se favorece el crecimiento de anaerobios facultativos
(anaerobios aerotolerantes):
- Enterobacteriaceae
- Levaduras
- BAL
Metabolismo de los carbohidratos
Se producen ácido láctico y ácido acético = DISMINUCIÓN DEL pH
INHIBICIÓN DE Enterobacteriaceae
BIEN TOLERADO POR LEVADURAS Y LAB
4- Microbiología de la Masa Madre
¿QUÉ POSIBILIDADES TIENE?
EVOLUCIÓN DE LA POBLACIÓN MICROBIANA DESDE LA HARINA HASTA LA MMC MADURA
REFRESCOS CONSECUTIVOS
SELECCIÓN DE BACTERIAS LÁCTICAS Y LEVADURAS
MASA MADRE MADURA
TIEMPO NECESARIO PARA
ALCANZAR LA MADUREZ DE
LA MASA MADRE:
5- 7 DÍAS
BAL =106 - 109 UFC/g
LEVADURAS =105 - 108 UFC/g
CAPACIDAD DE ACIDIFICACIÓN CONSTANTE
CAPACIDAD GASIFICANTE CONSTANTE
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16/05/2014
4- Microbiología de la Masa Madre
¿QUÉ POSIBILIDADES TIENE?
EVOLUCIÓN DE LA POBLACIÓN MICROBIANA DESDE LA HARINA HASTA LA MMC MADURA
BACTERIAS LÁCTICAS (BAL): EVOLUCIÓN EN 3 FASES
1. DOMINANCIA DE LOS GÉNEROS: Enterococcus, Lactococcus y Leuconostoc
2. INCREMENTO DE LAS BAL ESPECÍFICAS DE LA MMC
- Lactobacillus
- Pediococcus
- Weisella
3. DOMINANCIA DE LAS CEPAS ADAPTADAS A LAS CONDICIONES DE LA MMC
- Especies Heterofermentativas obligadas: Lactobacillus brevis, Lactobacillus reuteri,
Lactobacillus fermentum, Lactobacillus rossiae, y Lactobacillus sanfranciscensis
- Especies heterofermentativas facultativas : Lactobacillus alimentarius, Lactobacillus
paraalimentarius y Lactobacillus plantarum
- Especies homofermentativas obligadas : Lactobacillus amylovorus y Lactobacillus delbrueckii
4- Microbiología de la Masa Madre
¿QUÉ POSIBILIDADES TIENE?
EVOLUCIÓN DE LA POBLACIÓN MICROBIANA DESDE LA HARINA HASTA LA MMC MADURA
BACTERIAS LÁCTICAS (BAL): EVOLUCIÓN EN 3 FASES
3. DOMINANCIA DE LAS CEPAS ADAPTADAS A LAS CONDICIONES DE LA MMC
En MMC de trigo (Corsetti et al., 2001) - % de presencia:
-20% L. sanfranciscensis
-14% L. alimentarius
-12% L. brevis
-7% Leuconostoc citreum
-6% L. plantarum
-4% Lactococcus lactis subsp. Lactis
-2% L. fermentum
- 2% L. acidophilus
- 2% Weissella confuse
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16/05/2014
4- Microbiología de la Masa Madre
¿QUÉ POSIBILIDADES TIENE?
EVOLUCIÓN DE LA POBLACIÓN MICROBIANA DESDE LA HARINA HASTA LA MMC MADURA
LEVADURAS
- Saccharomyces cerevisiae
- Kazachstania exigua (Saccharomyces exiguus)
- Candida humilis
- Pichia kudriavzevii
BACTERIAS ACÉTICAS : Acetobacter sp.
4- Microbiología de la Masa Madre
¿QUÉ POSIBILIDADES TIENE?
EVOLUCIÓN DE LA POBLACIÓN MICROBIANA DESDE LA HARINA HASTA LA MMC MADURA
F. Minervini et al., 2014
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16/05/2014
4- Microbiología de la Masa Madre
¿QUÉ POSIBILIDADES TIENE?
INTERACCIONES ENTRE BACTERIAS LÁCTICAS Y LEVADURAS EN LA MMC
FUENTES DE CARBOHIDRATOS
BAL
FUENTES DE NITRÓGENO
LEVADURAS
COMPUESTOS
POSITIVOS/NEGATIVOS
MALTOSA
MALTOSA
Maltosa fosforilasa
GLUCOSA
GLUCOSA
GLUCOSA 1P
GLUCOSA
GLUCOLISIS
Lactobacillus sanfranciscensis
Candida humilis (MALTOSA -)
4- Microbiología de la Masa Madre
¿QUÉ POSIBILIDADES TIENE?
INTERACCIONES ENTRE BACTERIAS LÁCTICAS Y LEVADURAS EN LA MMC
HETEROFERMENTATIVOS OBLIGADOS
Lactobacillus sanfranciscensis
ACETIL FOSFATO
ETANOL
ACETIL FOSFATO
ACIDO ACÉTICO
ACEPTORES DE
ELECTRONES
FRUCTOSA
ÓXIGENO
oligosacáidos
PIRUVATO EN EXCESO
FRUCTOSA
Lactobacillus
sanfranciscensis
REDUCCIÓN DE LA
COMPETENCIA POR
CARBOHIDRATOS DE BAL
Y LEVADURAS
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16/05/2014
4- Microbiología de la Masa Madre
¿QUÉ POSIBILIDADES TIENE?
INTERACCIONES ENTRE BACTERIAS LÁCTICAS Y LEVADURAS EN LA MMC
NITRÓGENO ORGÁNICO(péptidos pequeños)
BAL
INORGANIC NITROGEN (GRUPOS AMONIO)
LEVADURAS
NO
COMPETENCIA
POR LA FUENTE
DE NITRÓGENO
Crecimiento
LEVADURAS
AMINOÁCIDOS
BAL
Autólisis
acelerada
BAL
Proteolisis
Grupos dicarboxilicos y
difroxilos de los
aminoácidos
levaduras
4- Microbiología de la Masa Madre
¿QUÉ POSIBILIDADES TIENE?
PARÁMETROS ECOLÓGICOS QUE AFECTAN A LA MMC
Parámetros Tecnológicos
1. RENDIMIENTO DE LA MASA = DOUGH YIELD (DY)
Peso de la Masa = harina + agua + inóculo de starter + otros ingredientes (sal)
> AGUA = > DY
DY MMC FIRMES ≈ 150 - 160
DY LIQUIDAS ≈ 225
DY +
TIEMPO DE FERMENTACIÓN (24 – 48 HORAS)
DY +
TEMPERATURA (35 – 37 ºC)
BAL
BAL HOMOFERMENTATIVAS
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4- Microbiología de la Masa Madre
¿QUÉ POSIBILIDADES TIENE?
PARÁMETROS ECOLÓGICOS QUE AFECTAN A LA MMC
Parámetros Tecnológicos
1. RENDIMIENTO DE LA MASA = DOUGH YIELD (DY)
Peso de la Masa = harina + agua + inóculo de starter + otros ingredientes (sal)
DY MMC FIRMES ≈ 150 - 160
> AGUA = > DY
DY LIQUIDAS ≈ 225
DY
LEVADURAS
NaCl ≤ 0.7 %
BAL HALOTOLERANTES
Ratio BAL/LEVADURAS
20/1
BAL
NaCl = 1.6 – 3.2%
BAL
1/1
4- Microbiología de la Masa Madre
¿QUÉ POSIBILIDADES TIENE?
PARÁMETROS ECOLÓGICOS QUE AFECTAN A LA MMC
Parámetros Tecnológicos
2. POTENCIAL REDOX
BAL heterofermentativas obligadas (Lactobacillus sanfranciscensis):
OXÍGENO ACEPTOR DE ELECTRONES
etanol
Ácido acético
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4- Microbiología de la Masa Madre
¿QUÉ POSIBILIDADES TIENE?
PARÁMETROS ECOLÓGICOS QUE AFECTAN A LA MMC
Parámetros Tecnológicos
3. PORCENTAJE DE MASA MADRE
% MMC utilizado = 10 – 40%
> % = < pH INICIAL DE LA MASA
% MMC utilizado = 10 – 40%
Velocidad de crecimiento de las BAL
% utilizado de MMC < 2 %
> BAL que LEVADURAS
% utilizado de MMC > 50 %
< BAL que LEVADURAS
4- Microbiología de la Masa Madre
¿QUÉ POSIBILIDADES TIENE?
PARÁMETROS ECOLÓGICOS QUE AFECTAN A LA MMC
Parámetros Tecnológicos
4. pH
pH MMC utilizado = 3.5 – 4.3
pH utilizado de MMC > 4.3
Flora de la harina puede aparecer
Enterococcus
Lactococcus
Leuconostoc
Pediococcus
Weisella
pH utilizado de MMC < 4
< BAL que LEVADURAS
BAL totalmente inhibidas a pHs < de 4.1.
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4- Microbiología de la Masa Madre
¿QUÉ POSIBILIDADES TIENE?
PARÁMETROS ECOLÓGICOS QUE AFECTAN A LA MMC
Parámetros Tecnológicos
4. Temperatura
LA TEMPERATURA ESTÁ INVERSAMENTE RELACIONADO CON EL TIEMPO DE FERMENTACIÓN
Temperatura 30- 37 ºC
BAL
Temperatura 25- 27 ºC
LEVADURAS
5. NÚMERO DE PASES (REFRESCOS)
> Número de pases = > selección y estabilización de la flora microbiana de la MMC
> Número de pases = < NÚMERO DE ESPECIES MICROBIANAS
4- Microbiología de la Masa Madre
¿QUÉ QUEDA POR HACER
CARACTERIZACIÓN DE CADA MMC
PAN CON CARACTERÍSTICAS ESPECÍFICAS
CONTROLADAS (composición conocida)
¿Quién?
¿COMÓ ACTÚAN?
1. DIRIGIR LA FERMENTACIÓN HACIA
DÓNDE INTERESE A TRAVÉS DEL
PROCESO
2. AISLAR AQUELLOS
MICROORGANISMOS DE
INTERÉS
2. DISEÑO DE MMC CON OBJETIVOS
TECNOLÓGICOS/NUTRICIONALES/O
RGANOLÉPTICOS
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