TECNOLOGÍA DE LA FERMENTACIÓN

• Selección de la MP

- MP principal: Sustancia disponible comercialmente que se transforman en nuevos productos por la acción regulada de microorganismos. Son productos agrícolas (de origen vegetal o animal) o subproductos industriales. Los requerimientos para la MP son: bajo precio, rendimiento elevado, comodidades en el manipuleo, almacenamiento, suministro continuo todo el año, proximidad del mercado, pureza, % de carbohidratos (son desasimilados y por lo tanto el contenido de carbohidratos determina el rendimiento de la MP), nitrógeno, nitroderivados, nutrientes orgánicos (P, K, Mg, Na, etc), etc.

- MP auxiliar: Se agrega al sustrato para mejorar el rendimiento.

U.F.P. ADMINISTRADORES INDUSTRIALES 161 Agentes convertidores: por digestión en los compuestos complejos convierten a algunas MP disponibles para la acción microbiana. Son catalizadores de la hidrólisis de los compuestos complejos (bioquímicos: enzimas amilasas; o químicos: ácido sulfúrico).

Neutralizadores y estabilizadores de pH: reducen el exceso de acidez o alcalinidad y ayudan a mantener el pH requerido por el sustrato. Los microorganismos son muy sensibles a la variación de pH y a pH altos (>10) o bajos (<3) mueren (Ej. CaCO3, NaOH, H2SO4).

Nutrientes microbianos: son componentes asimilables por los microorganismos que se agregan al sustrato cuando lo que se requiere es la propagación del microorganismo (Ej. nitrógeno en forma de urea, amoniaco, etc.).

Activadores: en pequeñas cantidades aceleran el proceso microbiano. Dos clases: indicios (ej. vitaminas) que toman parte en el metabolismo microbiano e inertes (ej. carbón activado) para acelerar las acciones ofreciendo gran superficie.

Antisépticos: se añaden para proteger a los microorganismos principales de las infecciones producidas por bacterias indeseables que pueden traer las MP o el diluyente y que pueden inhibir la acción microbiana de los organismos (ej. compuestos de fluor, ácido acético, etc.)

Agentes de sabor y aroma: brindan ciertas características de sabor y olor sobre todo para productos alimenticios.

• Selección del microorganismo. La elección del microorganismo está limitada no solo al que pueda efectuar la reacción deseada, sino al que lo pueda hacer en un tiempo limitado, produciendo al máximo de rendimiento posible con un mínimo de atención. Debe mantener su actividad de una generación a otra y ser resistente a las infecciones de bacterias.

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• Preparación de la MP.Casi toda MP tiene que someterse a tratamientos físicos y químicos para obtener un sustrato adecuado al microorganismo que se adapte a las condiciones del proceso.

Se debe favorecer el estado de contacto con los microorganismos (trituración, molienda, disolución, cocción, etc).

Ajuste del PH: agregando neutralizantes y estabilizadores o tratando que el PH sea el óptimo antes de la inoculación de los microorganismos. El pH inicial óptimo depende del organismo, de la reacción deseada y de las condiciones del proceso.

Control de la temperatura: los microorganismos son muy sensibles a los cambios de temperatura y existen intervalos óptimos tanto para el crecimiento como para la acción de las enzimas. Como las reacciones son exotérmicas, el calor generado debe extraerse por medio de refrigeración.

Esterilización: con ella se elimina la posibilidad de infecciones por medio de un tratamiento a altas T. Puede ser:

Completa:Mueren todas las células vegetativas, esporas y bacterias. T>115ºC.

Parcial: Mueren las células vegetativas (80-90ºC).

Intermitente: Consiste en 3 esterilizaciones parciales sucesivas con intervalos de 1 o 2 días.

Dilución del sustrato: Se debe fijar exactamente la proporción de sólidos con respecto al agua. Si la MP está demasiado concentrada el proceso microbiano es lento e incompleto. Se lleva a cabo la dilución para obtener los productos con la máxima concentración posible, economizando el espacio en el fermentador.

• Preparación del Inóculo. El inóculo es la cantidad de microorganismos vivos, con o sin el medio en el cual se desarrollan, que sirve como iniciador para el sustrato recientemente preparado. Los microorganismos proliferan en

U.F.P. ADMINISTRADORES INDUSTRIALES 163 el seno del sustrato o en la superficie y catalizaran el cambio bioquímico deseado.

Características fundamentales de un inoculo:

- Poder propagarse rápidamente

- Completar la acción microbiana en un tiempo limitado.

Etapas en la preparación de un inóculo: I. Preparación del medio de cultivo. II. Esterilización.

III. Siembre de microorganismos.

IV. Se lleva a cámaras termoestabilizadas (CULTIVO MATRIZ). V. Se transfiere a medios mayores.

VI. Se agregan sustancias nutritivas (SUBCULTIVO). VII. Se transfieren a recipientes más grandes (INOCUO).

• Procesos productivos industriales. Conducción de la fermentación (acción microbiana).Cuando se ponen microorganismos en un medio de cultivo se cumplen las siguientes etapas:

X: concentración de Microorganismos. t : tiempo

CURVA DE CRECIMIENTO

U.F.P. ADMINISTRADORES INDUSTRIALES 164 II- Máxima velocidad (Crecimiento Exponencial).

III- Aceleración negativa. IV- Muerte.

Cultivo continuo en varias tinas

Se llena el Tanque 1 con sustrato y se inocula (previamente se esteriliza). Cuando la fermentación se halle por la mitad se llena medio Tanque 2, completándose con sustrato ambos tanques. Cuando la fermentación del tanque 2 este por la mitad se vacía la mitad en el Tanque 3 se llenan ambos. Finaliza la fermentación en 1, se descarga y limpia. Cuando la fermentación en 3 esta avanzada, se descarga medio tanque de 3 en 1 y ambos se llenan con sustrato.

Productos de fermentación

Mediante la fermentación se obtienen diversos productos, por ejemplo: los vinos se obtienen por fermentación de jugo de uvas.

La chicha a partir del cocimiento del maíz, la sidra proviene del jugo de manzana, el ron de la caña de azúcar. El vodka, cognac, whisy, etc. Se obtienen con el correspondiente añejamiento en barriles de roble o en tanques de aluminio, agregándole otros ingredientes para darle la variedad de cada producto.

U.F.P. ADMINISTRADORES INDUSTRIALES 165 Se puede producir por fermentación, agregando el microorganismo correspondiente para la producción de Vinagre, Pan, Queso, Ácido acético, Antibióticos.