Fermentação lática e produção de iogurte

Aspectos Gerais
      A Fermentação Lática consiste na conversão anaeróbica parcial de carboidratos (mais especificamente a glicose) com a produção final de ácido lático, além de várias outras substâncias orgânicas. É processo microbiano de grande importância utilizado pelo homem na produção de laticínios (queijos, manteiga, coalhada, etc.) na produção de picles e chucrute, e na conservação de forragens (emilagem). Por outro lado, é processo responsável pela deterioração de vários produtos agrícolas.
      Pode ser Homolática (mais comum) ou Heterolática. Na Homolática, as bactérias agem sobre a lactose, transformando-a em glicose e galactose, e, posteriormente reduzindo a glicose (~90%) para ácido lático, podendo ocorrer, também, a formação de outros metabólitos (secundários), como etanol e CO2. Na Heterolática, há formação de CO2, etanol e ácido lático em mesmas proporções. A diferença entre ambos é que, na Homolática, o ácido lático é preponderado.
 
A reação de fermentação lática inclui diversas e complexas etapas, mas pode-se resumi-la, muito esquematicamente, da seguinte maneira: 1. Glicose - 2. Ácido lático

      Entre os diversos produtos que podem ser obtidos a partir da fermentação lática, tem-se, como um dos principais, o Iogurte, o qual será focalizado neste trabalho. 

      O Iogurte é reconhecidamente um alimento tradicional dos povos do Oriente Médio e o interesse nesse produto fez com que ele se difundisse na Itália, França, Holanda, para outros países europeus e para a América do Norte. Nos países ocidentais, basicamente o seu consumo era devido a prescrições médicas, em razão da reputação do seu valor terapêutico. Hoje, o produto, além de ter perdido a característica dietética, é consumido como sobremesa, complementando refeições ligeiras e mesmo por prazer, devido não só a sua apresentação, ao seu valor e aspecto agradáveis, como também em razão do conhecimento de seu valor nutritivo.

Definição:
      A definição deste produto gera controvérsias, mas pode ser caracterizado como um produto que resulta da fermentação do leite por culturas “starters”* que contenham somente o Streptococcus thermophilus e o Lactobacillus delbrüeckii, subsp. bulgaricus. No entanto, não se impede que o produto possa ser veículo de outra bactéria, como Lactobacillus acidophilus, adicionado após a elaboração do produto durante o seu resfriamento.

     Qualquer que seja a definição dada, há certas características que devem ser obedecidas para que possa ser considerado Iogurte:
- deve conter, em abundância, microorganismos vivos;
- não conter estabilizantes.

     Culturas “starters”: são fermentos, inóculos e culturas láticas usados no desenvolvimento de produtos lácteos fermentados. A cultura pode ser constituída de uma estirpe de uma espécie bacteriana, conhecida por cultura simples, ou pode reunir várias estirpes e, ou, espécies, sendo chamada, assim, de cultura mista.

Fabricação do Iogurte:
Embora estejam aparecendo no mercado novos produtos, comercialmente existem dois tipos de iogurtes: tradicional e batido. Estão listadas, a seguir, as etapas de fabricação comuns a ambos os tipos:

1. Seleção do Leite
O leite deve apresentar:
- acidez sempre inferior a 20ºD;
- aroma e sabor normais;
- alto teor de sólidos;
- ausência de microorganismos patogênicos e de substâncias inibidoras da fermentação lática;
- teor de gordura padronizado.

2. Adição de Substâncias
Para que o iogurte tenha uma boa consistência, é necessário que o leite tenha um extrato seco desengordurado de 15%. Podemos aumentar o teor de sólidos por concentração do leite ou por adição de leite em pó desnatado ou leite concentrado desnatado.
No caso da produção de iogurte batido, costuma-se adicionar de 18 a 12% de açúcar para melhorar o sabor e consistência. No Brasil, é proibida a adição de estabilizantes e espessantes.

3. Pré-aquecimento
O leite incrementado é aquecido de 50ºC a 60ºC com a finalidade de facilitar a homogeneização.

4. Homogeneização
Esta operação melhora a qualidade do produto final, evitando a separação da gordura além de melhorar a consistência, a cremosidade, o sabor e a digestibilidade do Iogurte.
A pressão utilizada na homogeneização é variável entre 150 e 200atm.

5. Pasteurização
O principal objetivo da pasteurização é a destruição dos germes patogênicos e a eliminação de grande parte da flora microbiana normal do leite, favorecendo, desta maneira, o crescimento dos microorganismos posteriormente inoculados. Além disso, temos a redução do teor de oxigênio no leite, bem como a precipitação da albumina e da globulina, favorecendo a consistência e a hidratação do coágulo.
A pasteurização pode ser realizada a várias temperaturas e tempos, dependendo não só do equipamento utilizado, mas também da característica do produto final.

6. Resfriamento
A finalidade desta operação é abaixar, rapidamente, a temperatura do leite até um valor conveniente para a inoculação do fermento. A temperatura após o resfriamento depende da temperatura de fermentação que, na indústria, é, geralmente, de 42ºC a 43ºC.

7. Inoculação
Após o tratamento térmico, o leite é transferido para tanques de aço inoxidável, providos de agitador, onde é colocado, com 2 a 3%, em peso, da cultura láctica selecionada.
Embora essas culturas possam, eventualmente, incluir Lactobacillus lactis, Lactobacillus helveticus, Streptococcus diacetilactis, etc., fundamentalmente o inoculo é constituído por dois microorganismos: S. termophilus e L. bulgaricus numa proporção numérica eqüitativa, contendo de 2 a 4 milhões de células por mililitro.
De uma forma geral, as qualidades desejáveis em uma cultura para iogurte são: pureza; crescimento vigoroso; produção de coágulo consistente; facilidade de conservação; ser resistente a açúcar, bacteriófagos, penicilina e outros antibióticos; e produzir iogurte com bom aroma e sabor.

8. Fermentação
Durante a fermentação, as bactérias do iogurte, S. termophilus e L. bulgaricus, crescem simbioticamente, produzindo acido lático e compostos aromáticos, além de formar o coágulo. No inicio da fermentação, a acidez do leite (menor que 20º D) favorece o crescimento do S. termophilus, estimulado por alguns aminoácidos livres (especialmente a valina) produzidos pelo L. bulgaricus, o que provoca um aumento de acidez.
Nesta fase, o S. termophilus libera acido fórmico estimulante do desenvolvimento do L. bulgaricus.

Porcentagem de ácido lático em função do tempo de fermentação.

Ao se atingir aproximadamente 46º D, o meio se torna pouco propício ao S. termophilus, favorecendo o rápido desenvolvimento do L. bulgaricus, com produção de acetaldeído, o principal responsável pelo aroma característico do iogurte. Com o aumento de acidez, o pH se aproxima de 4,6, ponto isoelétrico da proteína do leite, e tem-se a coagulação.

No final da fermentação, é desejável que a proporção numérica entre as duas espécies de microorganismos seja similar. Uma curva típica do crescimento microbiano pode ser observada na figura abaixo:

Curva de desenvolvimento simbiótico da cultura lática durante a fermentação do iogurte.
F = fator de multiplicação do microorganismo.

Continua-se a fermentação até que a acidez atinja de 85ºD a 90ºD. Nessa fase do processamento é que se faz a diversificação na técnica de fabricação conforme se queira obter iogurte natural ou batido.

- Iogurte natural: o leite inoculado é colocado nos recipientes individuais e levado para as câmeras de fermentação (geralmente a 42º C) onde permanecem de 2 a 3 horas até que a acidez atinja de 90º D a 95ºD. O tempo de preenchimento das embalagens individuais não deve exceder 30 min após a inoculação, para se evitar problemas de consistência do produto final.
Uma vez terminada a fermentação, o iogurte é levado para a câmara final, onde é resfriado a aproximadamente 5ºC, para então ser distribuído para o comercio.

- Iogurte batido: a fermentação se dá na própria dorna, onde a cultura foi inoculada ao leite. A mistura é deixada em repouso até que se atinja a acidez desejada.
Após a fermentação, o coágulo é rompido por agitação na própria dorna, bombeando através de um filtro, para se eliminarem os grumos passando então por um trocador de calor a placas onde é resfriado de 3ºC a 5ºC. Após resfriamento, faz-se a adição da polpa de fruta na própria linha ou então em tanques providos de agitadores. O iogurte é, então, embalado e armazenado em câmara fria.


Benefícios do consumo do Iogurte
Como já dito no presente trabalho, o consumo de iogurte gera muitos e importantes benefícios ao organismo daqueles que o ingerem. Estão listadas, a seguir, as principais vantagens desse produto:

- Contém um baixo teor de lactose:
A lactose é parcialmente transformada em acido lático durante o percurso da fermentação, o que facilita a assimilação do iogurte em indivíduos com intolerância à lactose, e que, por isso, têm problemas em assimilar os nutrientes do leite. A acidez do iogurte confere uma proteção natural contra as infecções, manifestando-se a inibição de diferentes tipos de bactérias patogênicas no iogurte. Por outro lado, o acido lático dissolve o cálcio presente no iogurte e favorece a sua assimilação.


- Proteólise e digestão:
As proteínas do leite, que têm um alto valor biológico, são parcialmente pré-digeridas por ação das bactérias láticas, o que permite uma melhor digestão.

- Vitaminas:
As vitaminas do leite ajudam no desenvolvimento das bactérias láticas que, por sua vez, produzem outras vitaminas, aumentando, assim, a variedade de vitaminas presentes no iogurte.


- Minerais:
O iogurte apresenta uma ampla variedade de minerais, destacando-se com maior importância o cálcio, que para além do mais apresenta uma elevada biodisponibilidade.

Esquema resumido da produção do iogurte

BIBLIOGRAFIA

- AQUARONE, Eugênio; LIMA, U. de Almeida; BORZANI, Walter. BIOTECNOLOGIA: Alimentos e bebidas produzidos por fermentação. Volume 5. São Paulo: Edgard Blücher Ltda., 1983. 243 p.
- FERREIRA, C. L. de Luces Fortes. Produtos Lácteos e Fermentados (aspectos bioquímicos e tecnológicos). Viçosa: UFV, 2001. 112 p.
- IOGURTES. Disponível em: http://www.iogurte.com/index.php?action=tipos_iogurte&subaction=1. Acesso em: 2 jun. 2007.
- ACIDEZ DO LEITE. Disponível em: http://www.cdcc.sc.usp.br/quimica/experimentos/leite.html Acesso em: 26 jun. 2007.