Microbiología de los alimentos

Penicillium roqueforti. Moho. Fermentación. Acción. Producción

  • Enviado por: Nicole
  • Idioma: castellano
  • País: España España
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Seminario de Microbiología de los Alimentos

Penicillium roqueforti:

Empleo de mohos en la producción de alimentos

Introducción

Dentro de los procesos tecnológicos a los que se puede someter un alimento está la fermentación.

La fermentación es un proceso que implica el uso de microorganismos que llevan a cabo transformaciones de la materia prima donde intervienen enzimas. Da lugar a un nuevo tipo de alimento en el que se mejora su conservación y se consigue una mejora de las propiedades sensoriales y del valor nutritivo. Produce la descomposición de sustancias orgánicas complejas en otras simples.

La acción la realizan enzimas específicos llamados fermentos por algunos científicos. Son producidos por bacterias, levaduras o mohos. Predominan las bacterias ácido-lácticas y las levaduras, teniendo los mohos un papel secundario.

Muchos alimentos se consiguen mediante la fermentación: cerveza, pan, harina, pescado, leche, carne...

Actualmente es más un método de diversificación para la obtención de productos distintos del original que un método de conservación.

Los fermentos fúngicos están constituidos por una cepa pura o por una asociación de cepas seleccionadas de mohos. Se pueden aislar de elaboraciones tradicionales o bien de colecciones de laboratorio.

En quesos los más empleados son:

  • Penicillium camenberti

  • Penicillium roqueforti

  • Geotrichum candidum

Para poder ser empleados, los fermentos fúngicos requieren de unas características:

  • No ser patógenos ni toxigenicos

  • Ser capaces de crecer y desarrollarse en las condiciones del alimento

  • No producir sustancias que afecten a otros microorganismos o al desarrollo normal del proceso fermentador

Los mohos tienen un papel importante a lo largo del afinado o maduración de los quesos llamados de pasta blanda y los quesos con mohos en su interior.

Penicillium roqueforti

Es un moho ampliamente distribuido en la naturaleza. De hecho, Penicillium spp es un contaminante habitual de todos los sitios.

Posee colonias de color verde y aspecto verdoso que son inodoras. Los conidíoforos son de pared netamente rugosa y las hifas de pared fina.

Su temperatura óptima de crecimiento gira entorno a 35-40°C aunque resiste bien temperaturas bajas, superiores a 5°C, pudiendo alterar alimentos en refrigeración. A esas bajas temperaturas, su crecimiento sigue siendo rápido.

Se desarrolla mejor y más rápido a pH cercano a 4; tolera grandes variaciones de pH (3,5-10). Puede crecer con 5% de ácido láctico en el medio.

Tolera concentraciones de sal de 2-2,5%. Los pequeños contenidos estimulan la germinación de los conidios y su límite de tolerancia es >20%. Sin embargo depende de las cepas ya que con 6-8%, algunas se retrasan en cuanto otras se ven favorecidas.

Es un microorganismo microaerófilo: 5% de oxigeno. Necesita aireación para su extensión. No esporula a 0 ni al 100% de O2. Se ve ligeramente estimulado por un aporte de CO2.

P. roqueforti se emplea en los quesos con mohos en su interior por su acción lipolítica y proteolítica poderosa, responsable del aroma típico del queso Roquefort, en particular la acción lipolítica.

Las cepas a emplear se eligen según los siguientes criterios:

  • Que sea de empleo fácil

  • Que sea lo mas robusta y exigente posible

  • Coste de producción bajo

  • Que este desprovista de poder patógeno

También influyen el desarrollo requerido de pasta, las necesidades en O2 del moho, su coloración así como su actividad lipolítica y proteolítica.

En el Roquefort, los tipos de Penicillium empleados son: P. roqueforti PRB6 y P. roqueforti Alce RO, ambas en suspensión de esporas.

Se pretende que los fermentos de P. roqueforti tengan las siguientes funciones:

  • Provocar la desacidificación de la pasta del queso mediante la utilización del ácido láctico

  • Segregar un conjunto de enzimas que le confieren un poder proteolítico importante

  • Desarrollar una gran actividad lipolítica, produciendo el aroma típico de los quesos de pasta azul

Acción del fermento

P. roqueforti se desarrolla en las cavidades del queso formadas por la producción de CO2 por las bacterias lácticas heterofermentativas (Leuconostoc).

Tiene un sistema proteolítico complejo, compuesto por dos endopeptidasas exocelulares (proteasa ácida y metaloproteasa) y exopeptidasas (carboxipeptidasa ácida y aminoproteasa alcalina). Su sistema lipolítica consta de dos lipasas exocelulares (ácida y alcalina).

Emplea la beta-oxidación para transformar los ácidos grasos; esa acción lipolítica es la principal responsable del sabor del queso por la producción de compuestos aromáticos.

Hidratos de carbono: el ácido láctico se forma por fermentación homoláctica por los estreptococos y lactobacilos y por Leuconostoc mediante fermentación heterofermentativa (se obtiene ácido láctico, etanol acético y CO2). El moho oxida el lactato y el láctico producido a CO2 y H2O por el ciclo de Krebs.

El CO2 liberado por Leuconostoc provoca fisuras o chimeneas donde se podrá implantar luego el Penicillium.

El lactato es degradado rápidamente y en su casi totalidad, lo que asegura la neutralización de la pasta e interviene en las características organolépticas.

Lipolisis: los triglicéridos son hidrolizados por las lipasas a ácidos grasos libres. En el roquefort, la lipolisis origina más del 95% de los AGL. Además, aumenta el contenido en AGVolatiles de cadena corta. Los demás microorganismos en cambio no emplean tanto la lipolisis. Las lipasas de P. roqueforti permiten la diversificación de los AGL, lo que se demuestra en el sabor del queso.

La beta-ceto-acil-descarboxilasa es una enzima que desvía la beta-oxidación dando lugar a metilcetonas de cadena media que son los compuestos característicos del aroma del queso. Esa desviación es debida a que los AGL en exceso pueden inhibir al fermento, sobre todo los de cadena media. Es pues una vía de destoxificación. Además, enseguida las metilcetonas sufren une reducción enzimática a alcoholes secundarios: la acumulación de metilcetonas esta pues limitada. Hay que tener en cuenta que a mayor lipolisis, mayor cantidad de metilcetonas se forman. Es, por tanto, una buena manera de protegerse puesto que la lipolisis es tan importante.

A pesar del fuerte grado de lipolisis, no hay percepción de sabor a rancio por la degradación de los AGL.

Tanto las metilcetonas como los alcoholes secundarios son muy volátiles y son los principales responsables del flavor del Roquefort. Ambos productos se forman en cantidades variables según la cepa empleada como fermento.

Proteolisis: la acción proteolítica es intensa y libera tanto péptidos de alto y bajo Pm como aminoácidos. La acción predominante se debe a la proteasa ácida (endopeptidasa).

Las endopeptidasas exocelulares de P. roqueforti degradan las caseínas alfa y beta. La proteasa ácida ataca la caseína beta liberando péptidos, sobre todo al final del afinado, a pesar del pH poco favorable a su buen funcionamiento. La metaloproteasa degrada también la caseína beta, en particular al principio del proceso aunque su acción es menor.

Las exopeptidasas degradan los péptidos presentes en el medio originando cantidades elevadas de aminoácido en la pasta del queso. En el roquefort, se sabe de la presencia de triptamina, tiramina e histamina que son aminas no volátiles.

También hay presencia de amoniaco procedente de la desaminación de los aminoácidos.

Las grandes cantidades de aminoácido presentes en el queso, junto con el amoniaco son componentes muy importantes del aroma de la pasta.

La proteolisis, además de participar en el sabor, da lugar a una pasta menos dura y menos elástica. Puesto que las proteínas son la única fase sólida continua del queso, es obvio el papel mayoritario que tienen en la textura del queso.

El roquefort 

Hay tres etapas básicas en la fabricación del queso.

Partiendo de leche pasterizada de oveja, a 30-33ºC, se forma el gel de caseína (cuajado) a 30ºC con el cortado y la agitación. Luego se somete la cuajada a una deshidratación parcial conocida como desuerado o escurrido. Se hace a una temperatura de 18ºC. Luego se enfría a 10-11ºC.

En ese momento es cuando se siembra P. roqueforti.

Entonces tiene lugar el moldeado y la maduración de la pasta, a 7-8ºC.

Se proceden a dos afinados en distintas condiciones.

El pH al final del desuerado es de 4,8-6.

Se madura la cuajada con enzimas microbianas porque son las más activas.

El fermento se incorpora antes del moldeado para que pueda actuar en el afinado.

La siembra esta muy regulada. Deben de ser cepas tradicionales aisladas únicamente del microclima de las cuevas de Roquefort-sur-Soulzon, en Francia.

El roquefort tiene denominación de origen desde el 26 de Julio de 1925.

Elaboración del queso: Hay un gran fenómeno de estimulación entre los distintos microorganismos sembrados.

Se siembran:

  • Estreptococos y lactobacilos para la acidificación

  • Leuconostoc por su papel en la dilatación de las aberturas del queso

  • Esporas de P. roqueforti

Los primeros días predominan las bacterias lácticas pero cuando el queso se encuentra en la cava fría las levaduras empiezan a predominar, consumiendo el ácido láctico.

A continuación tiene lugar el salado por frotación en una concentración del 4-4,5%. Las levaduras disminuyen mucho. En el interior del queso hay poca sal hasta el 6º día, momento en que empieza a penetrar la sal; permite aun la actuación de las levaduras con papel en el aroma. Además favorecen la implantación de Leuconostoc (micrococo).

Después de la envuelta, P.roqueforti predomina y hace que disminuya la presencia de micrococos.

La estimulación se debe a que las levaduras liberan ácido fólico al principio de la fabricación, cuando son mayoritarias. El fólico contribuye, por su acción sobre Leuconostoc, a la abertura de la cuajada lo que facilita la implantación del fermento fúngico y su desarrollo ya que favorece la producción de gas.

El salado es una etapa importante. En algunos libros se recomienda una concentración del 1,5-2,5%. El salado intenso no le afecta mucho pero es mejor que sea ligero. Hay que tener en cuenta que si el salado es excesivo, retarda la lipólisis, inhibe la germinación de las esporas y retrasa el crecimiento.

Esa etapa se realiza a 7,8ºC porque los procesos bioquímicos están enlentecidos y mejor controlados.

Finalmente, se realiza el afinado, cuyo objetivo es crear chimeneas de aireación donde el moho encontrara un hábitat favorable.

Se ponen los quesos sobre planchas, colocados lateralmente o bien en estanterías metálicas para la buena circulación del aire por las chimeneas y fisuras de Leuconostoc. Es también necesario un picado regularmente.

Durante los meses del afinado se realizan volteados y rascados de la superficie para eliminar las proliferaciones microbianas que puedan obturar la entrada de las chimeneas y eventualmente se realizan nuevos picados, ya que en la superficie hay micrococos y levaduras.

Se realiza este proceso 1 mes tras el cual se envuelve el queso. El crecimiento de los mohos es muy rápido entonces se envasa en aluminio para detener el paso de oxigeno. Al estar privado de O2, el ritmo de desarrollo de los microorganismos se reduce y su multiplicación resulta más lenta. Si a los tratamientos tradicionales de eliminación de aire le añadimos las bajas temperaturas y la concentración de sal presente en el queso, esas tres condiciones nos permiten un control adecuado de P. roqueforti. Durante el 2º afinado del queso, que dura unos dos meses, el moho sigue creciendo pero a un ritmo ralentizado.

Tras esas etapas, ya se puede poner a la venta el queso.

Penicillium roqueforti se emplea en la fabricación del queso Roquefort por su acción poderosa en el sabor mediante una fuerte lipólisis, complementada por la proteolisis. El aroma se debe sobre todo a las metilcetonas y los alcoholes secundarios que produce, así como los aminoácidos y el amoniaco liberado por las distintas reacciones químicas.

Además, es un moho que se controla fácilmente, basándose en la concentración de sal, las bajas temperaturas y el ausencia de oxigeno.

También es interesante por la estimulación o sinergismo que se produce con los distintos microorganismos presentes en el queso.

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