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PRODUCCIÓN INDUSTRIAL DE AROMATIZANTES<br />
INDICE:<br />
<strong>1.</strong>−MICROORGANISMOS IMPLICADOS EN LA PRODUCCIÓN INDUSTRIAL DE<br />
AROMATIZANTES.<br />
1a.− Productores <strong>de</strong> compuestos azufrados<br />
Brevibacterium sp.<br />
1b.− Productores <strong>de</strong> pirazinas<br />
Pseudomonas sp.<br />
Corinobacterias sp.<br />
Strectococcus sp.<br />
1c.− Productores <strong>de</strong> terpenos<br />
Streptomyces sp.<br />
Distintas especies <strong>de</strong> levaduras: Cándida, Torulopsis, etc.<br />
1 d.− Productores <strong>de</strong> maltosa<br />
Lactobacillus sp.<br />
1 e.− Productores <strong>de</strong> diacetilos<br />
Leuconostoc sp.<br />
1 f.− Microorganismos enzimáticos<br />
Aspergillus sp.<br />
2.− PROCESOS INDUSTRIALES PARA LA OBTENCION DE AROMAS A PARTIR DE<br />
MICROORGANISMOS.<br />
2 a.− Procesos para la obtención <strong>de</strong> compuestos azufrados<br />
2 b.− Procesos para la obtención <strong>de</strong> pirazinas: Tetrametilpirazina<br />
2 c.− Procesos para la obtención <strong>de</strong> terpenos: Mentol<br />
2 d.− Procesos para la obtención <strong>de</strong> lactonas<br />
2 e.− Procesos para la obtención <strong>de</strong> esteres<br />
1
2 f.− Procesos para la obtención <strong>de</strong> otros compuestos: Malta y Diacetil.<br />
2 g.− Procesos para la obtención <strong>de</strong> enzimas microbianas.<br />
3.−APLICACIÓN DE LOS DISTINTOS COMPUESTOS QUIMICOS EN LA INDUSTRIA DE LOS<br />
AROMATIZANTES.<br />
3 a.− Utilización <strong>de</strong> las pirazinas y <strong>de</strong>rivados.<br />
3 b.− Utilización <strong>de</strong> los compuestos azufrados.<br />
3 c.− Utilización <strong>de</strong> los alcoholes.<br />
3 d.− Utilización <strong>de</strong> los terpenos.<br />
3 e.− Utilización <strong>de</strong> las lactonas.<br />
3 f.− Utilización <strong>de</strong> los esteres.<br />
3 g.− Causas <strong>de</strong> los olores <strong>de</strong>fectuosos y su eliminación.<br />
3 h.− Utilización <strong>de</strong> las enzimas microbianas.<br />
AGRADECIMIENTOS<br />
Nuestro agra<strong>de</strong>cimiento mas sincero a:<br />
*Departamento <strong>de</strong> Microbiología y Genética <strong>de</strong> la Universidad <strong>de</strong> Salamanca.<br />
*Departamento <strong>de</strong> Microbiología y Genética <strong>de</strong> la Universidad Complutense <strong>de</strong> Madrid.<br />
*Departamento <strong>de</strong> Nutrición y Bromatologia <strong>de</strong> la Universidad <strong>de</strong> Salamanca.<br />
*Departamento <strong>de</strong> Fisiología y Farmacología <strong>de</strong> la Universidad <strong>de</strong> Granada.<br />
A todos ellos muchas gracias por su colaboración y ayuda <strong>de</strong>sinteresada, sobre todo, en tareas <strong>de</strong><br />
investigación y documentación, ya que sin su apoyo este trabajo no se podría haber llevado a cabo. Gracias.<br />
PRODUCCIOÓN INDUSTRIAL DE AROMATIZANTES<br />
INTRODUCCIÒN<br />
AROMA: Percepción que hace difícil su <strong>de</strong>scripción, ya que cada individuo reacciona <strong>de</strong> una forma<br />
individual. Es el resultado <strong>de</strong> una interacción entre un numero mas o menos elevado <strong>de</strong> moléculas y una<br />
mucosa.<br />
Es tan importante que nos va a <strong>de</strong>terminar nuestra alimentación, el aroma nos abre o nos cierra el apetito, nos<br />
ayuda a cumplir un tratamiento farmacologico, especialmente en formulaciones <strong>de</strong>stinadas a pediatría y a<br />
geriatría.<br />
Actualmente se le da mucha importancia a los <strong>aromatizantes</strong>, <strong>de</strong>bido al culto que se da al buen olor:<br />
<strong>de</strong>tergentes con aroma primaveral, champús multifrutas, inciensos, velas, etc.<br />
2
Según él articulo 13 <strong>de</strong>l Tratado <strong>de</strong> Asunción, él articulo 10 <strong>de</strong> la Decisión Nº4/91 <strong>de</strong>l Consejo <strong>de</strong>l Mercado<br />
Común y la Recomendación Nº36/93 <strong>de</strong>l Subgrupo <strong>de</strong> Trabajo Nº3:<br />
*ADITIVOS AROMATIZANTES/ SABORIZANTES: Son las sustancias o mezclas <strong>de</strong> sustancias con<br />
propieda<strong>de</strong>s aromáticas y/o sàpidas capaces <strong>de</strong> conferir o reforzar el aroma y/o sabor <strong>de</strong> los alimentos. Se<br />
excluyen <strong>de</strong> esta <strong>de</strong>finición; los productos que confieran exclusivamente sabor dulce, salado o ácido, o<br />
aquellos productos normalmente consumidos como tales con o sin reconstitución.<br />
*CLASIFICACION:<br />
AROMATIZANTES / SABORIZANTES NATURALES: Aquellos obtenidos exclusivamente mediante<br />
métodos físicos, microbiologicos o enzimáticos, a partir <strong>de</strong> materias primas aromatizante / saborizantes<br />
naturales. Se entien<strong>de</strong> por materia prima aromatizante / saborizantes naturales los productos <strong>de</strong> origen animal<br />
o vegetal normalmente utilizados en la alimentación humana que contenga sustancias odoríferas y/o sàpidas,<br />
ya sea en su estado natural o <strong>de</strong>spués <strong>de</strong> un tratamiento a<strong>de</strong>cuado. Se engloban aquí: aceites esenciales,<br />
extractos, bálsamos, oleorresinas, etc.<br />
AROMATIZANTES / SABORIZANTES SINTETICOS: Aquellos compuestos químicamente <strong>de</strong>finidos<br />
obtenidos por procesos químicos, tanto los que son idénticos a compuestos naturales o los artificiales, (no<br />
i<strong>de</strong>ntificados en productos naturales <strong>de</strong> origen animal o vegetal)<br />
Las fuentes <strong>de</strong> obtención <strong>de</strong> materia primas para la <strong>producción</strong> <strong>de</strong> <strong>aromatizantes</strong> es muy variada:<br />
−naturales: vegetal (extractos); animal (grasas),<br />
−sintéticos.<br />
Sometiendo a estas materias primas a procesos químicos, físicos, enzimáticos o microbiologicos. Nos<br />
centraremos en los procesos microbiologicos que presentan importancia:<br />
*Aromas secundarios a partir <strong>de</strong> fermentaciones alcohólicas y maduración <strong>de</strong> quesos.<br />
*Producción biotecnologica <strong>de</strong> aromas tradicionales en menor tiempo que las fermentaciones habituales.<br />
*Síntesis <strong>de</strong> novo <strong>de</strong> compuestos volátiles proce<strong>de</strong>ntes <strong>de</strong> cultivos a<strong>de</strong>cuados <strong>de</strong> microorganismos.<br />
*Transformación <strong>de</strong> moléculas complejas en <strong>aromatizantes</strong> por vía microbiana.<br />
MULTIPLICIDAD TEORICA DE LAS ETAPAS QUE CONDUCEN A LOS AROMAS<br />
Cada etapa variará en función <strong>de</strong>l pH, <strong>de</strong> la salinidad, <strong>de</strong>l potencial redox, <strong>de</strong>l contenido <strong>de</strong> agua y <strong>de</strong> la<br />
temperatura, entre otros parámetros.<br />
LOS PRIMEROS ENZIMAS O<br />
MICROORGANISMOS DEL PROCESO.<br />
LOS SEGUNDOS MICROORGANISMOS<br />
UTILIZADOS EN EL PROCESO.<br />
REACCIONES QUÍMICAS O USO DE<br />
3
OTROS MICROORGANISMOS.<br />
MICROORGANISMOS UTILIZADOS EN LA PRODUCCIÓN<br />
INDUSTRIAL DE AROMATIZANTES<br />
Los procesos <strong>industrial</strong>es que usan microorganismos para la obtención <strong>de</strong> aromas y saborizantes son muy<br />
amplios. Estos microorganismos producen diversos compuestos que son los que darán las propieda<strong>de</strong>s<br />
aromáticas que buscamos.<br />
A continuación exponemos una tabla con todos los compuestos que intervienen en la formación <strong>de</strong> los<br />
aromas, asi como los microorganismos que los producen:<br />
COMPUESTOS<br />
−Alcoholes.<br />
−Compuestos azufrados.<br />
−Pirazinas.<br />
−Terpenos: Mentol Utilización <strong>de</strong> microorganismos para separar isómeros ópticos.<br />
−Lactonas.<br />
−Ésteres.<br />
−Maltosas<br />
−Otros compuestos flavónicos para separar sabores:<br />
−Diacetilos<br />
−Microorganismos productores <strong>de</strong> enzimas para aumentar el sabor y aroma.<br />
TABLA<br />
• Soja.<br />
• Vainillina.<br />
• Cítricos.<br />
Brevibacterium<br />
−B. linens<br />
Pseudomonas<br />
−P. Aeruginosa<br />
Corynobacterium<br />
−C. Glutamicum y C. Mutans<br />
Compuestos<br />
azufrados<br />
Pirazinas<br />
4
Streptococcus<br />
−S. lactis<br />
Streptomyces Aerobacter<br />
Cándida Arthrobacter<br />
Bacillus Nocardia<br />
Tricho<strong>de</strong>rma Torulopsis<br />
Pseudomonas<br />
Geotrichum<br />
−G. Candidum.<br />
Rhodotorula<br />
Mycobacterium<br />
Rhizopus<br />
Hansenula<br />
−Sarcina lutea.<br />
Saccharomyces<br />
−S.. cerevisiae<br />
Tricho<strong>de</strong>rma<br />
−T. viri<strong>de</strong><br />
Sporobolomyces<br />
−S. odorus<br />
Pseudomonas<br />
−P. Fragi<br />
Streptococcus<br />
−S. Lactis subesp diacety<br />
Lactobacillus<br />
OTROS COMPUESTOS<br />
Streptococcus<br />
−S. Lactis subesp maltigenes<br />
Terpenos<br />
Lactonas<br />
Ésteres<br />
Maltosa<br />
5
Lactobacillus<br />
−L. Maltaromicus.<br />
Leuconostoc<br />
−L. <strong>de</strong>xtranicum<br />
−L. Citrovorum<br />
Streptococcus<br />
−S. Lacti subesp diacetylactis<br />
−S. cremonis<br />
MICROORGANISMOS ENZIMÁTICOS PARA AUMENTAR LOS SABORES<br />
Aspergillus<br />
Lactobacillus<br />
− L. Bulgaricus<br />
Aspergillus<br />
−A. Niger<br />
Arthrobacter<br />
−A. Globiformis<br />
Los microorganismos utilizados en los procesos <strong>de</strong> obtención <strong>de</strong> aromas, serán:<br />
*HONGOS<br />
*LEVADURAS<br />
*BACTERIAS<br />
Diacetilos<br />
Soja<br />
Vainillina<br />
Cítricos<br />
HONGOS: responsables <strong>de</strong> alterar productos alimenticios y también <strong>de</strong> crear <strong>de</strong> un escaso a un rico valor<br />
alimenticio a un alimento escaso en sustratos, convirtiéndolo en alimento rico en elementos asimiladores <strong>de</strong><br />
agradable sabor, aroma o sabroso condimento.<br />
Su uso es en la quesería, charcutería, comidas exóticas <strong>de</strong> Africa o Extremo Oriente.<br />
LEVADURAS: hongos unicelulares durante todo o parte <strong>de</strong> su ciclo biológico. Son microorganismos muy<br />
heterogéneos, existen unos 60 géneros que engloban a mas <strong>de</strong> 500 especies. Se clasifican sobre la base <strong>de</strong><br />
procesos o productos don<strong>de</strong> se utilizan:<br />
*Levaduras <strong>de</strong> pana<strong>de</strong>ría o productos <strong>de</strong> panificación.<br />
*Levaduras <strong>de</strong> cervecería y cervezas.<br />
*Levaduras <strong>de</strong> vinificación y vinos.<br />
6
*Levaduras <strong>de</strong> <strong>de</strong>stilación y licores.<br />
*Levaduras alimenticias.<br />
*Productos <strong>de</strong>rivados <strong>de</strong> levaduras.<br />
*Etanol.<br />
Son productos <strong>de</strong> creciente interés en el campo <strong>de</strong> la alimentación por su aportación en el aspecto nutritivo y<br />
aromático. Se clasifican en dos gran<strong>de</strong>s grupos: Ascomicetos (ascosporogenos) y Denteromicetos<br />
(esporogenos). Por su morfología se divi<strong>de</strong>n en redon<strong>de</strong>adas u ojivales (redondas por un extremo y<br />
puntiagudas por el otro). Su tamaño oscila entre 1−10micras <strong>de</strong> ancho y 2−3micras <strong>de</strong> largo. Re<strong>producción</strong><br />
sexuada y/o vegetativa.<br />
Con respecto a su citología po<strong>de</strong>mos ver que tienen organulos citoplàsmaticos diferenciados: Retículo<br />
endoplásmatico y Mitocondrias, estas ultimas con ADN; ARN y enzimas para la replicación <strong>de</strong> los<br />
nucleoticos como ARN polimerasa, a<strong>de</strong>más <strong>de</strong> los enzimas necesarios para la respiración celular. Vemos<br />
aminoácidos libres en vacuolas, pared celular rígida, membrana citoplasmatica <strong>de</strong> tres capas: lípidos,<br />
fosfolìpidos y proteínas.<br />
COMPUESTOS AZUFRADOS<br />
Gen. Brevibacterium<br />
Bacteria acido − glutámica, gran positiva, no esporulada e inmóvil y formadora <strong>de</strong> colonias. Requieren biotina<br />
y eritrocitos a 30ºc.<br />
Muchas cepas pue<strong>de</strong>n utilizar acido láctico, etanol, glucosa, etc., para la <strong>producción</strong> <strong>de</strong> ácido glutámico. Con<br />
acido miso−diaminopimalico en su pared, importante para la clasificación, con arabinosa, galactosa y acido<br />
micolico.<br />
Su forma alargada cambia a forma <strong>de</strong> V cuando hay una división repentina, espontanea. Cuando son<br />
cultivadas en un medio rico no es observable su remarcado pleomorfismo. No obstante lo normal es que la<br />
elongacion, crecimiento y división, ocurran frecuentemente cuando la bacteria esta en medio con bajas<br />
concentraciones <strong>de</strong> biotina o con un antibiótico.<br />
La especie más importante es: Brevibacterium linens.<br />
PIRAZINAS<br />
Fam. Pseudomonaceas.<br />
Gen. Pseudomonas y Gen. Xanthomonas<br />
Gen Pseudomonas<br />
Bacterias con forma alargada, gram negativo, no producen esporulación, con una micra <strong>de</strong> diámetro<br />
aproximado y entre <strong>1.</strong>5−5 micras <strong>de</strong> longitud. No ro<strong>de</strong>adas por una vaina que las envuelve. Normalmente no<br />
son móviles, aunque a veces tienen un único y gran flagelo polar para moverse, en otras ocasiones presentan<br />
un flagelo lateral que produce un movimiento <strong>de</strong> corta longitud <strong>de</strong> honda. Él nùmero y tipo <strong>de</strong> flagelo, es<br />
importante para la clasificación y taxonomía.<br />
7
Son aerobias, pero hay veces en las que pue<strong>de</strong>n usar nitrato como adaptación final a condiciones anaerobias.<br />
Muchas especies acumulan poli−beta−hidroxibutirato (PHB), como reserva <strong>de</strong> carbono en gránulos. Pue<strong>de</strong>n<br />
producir una variedad <strong>de</strong> pigmentos. No crecen a pH <strong>de</strong> 4.5 o menores. Presentan oxidasa tanto positiva como<br />
negativa, y catalasa positiva.<br />
Quimiorganotrofas, algunas pue<strong>de</strong>n vivir <strong>de</strong> forma autotrofa usando solamente CO2 y H2 como fuentes <strong>de</strong><br />
energía. Suelen estar <strong>de</strong> forma individual o en parejas, y en menos ocasiones formando colonias.<br />
Pseudomonas aeruginosa: sufre alteraciones por etilendiaminotetracetato. Productores <strong>de</strong> pigmentos<br />
fluorescentes como pioreidina y pigmentos <strong>de</strong>rivados como la piocianina <strong>de</strong> tono azul.<br />
Gen. Corinobacterias<br />
Parecidas a las Brevibacterias. Son Gram positivas, <strong>de</strong> forma alargada e inmóviles. Necesitan un medio rico y<br />
una temperatura <strong>de</strong> 30ºC.<br />
Las especies más importantes son: C.glutamicum y C. mutans.<br />
Gen. Streptococcus<br />
Bacterias lácticas en forma <strong>de</strong> cocos o bastoncillos. Son Catalasa negativo. Sintetizan ATP en fermentaciones<br />
lácticas <strong>de</strong> glucidos:<br />
HOMOFERMENTATIVOS: acido láctico como único producto final<br />
HETEROFERMENTATIVOS: a<strong>de</strong>más <strong>de</strong> acido láctico, tienen etanol acetato, dióxido <strong>de</strong> carbono como<br />
producto final.<br />
Son aerotolerables, poco sensibles al dióxido <strong>de</strong> carbono por su actividad Superoxido dismutasa. Necesitan<br />
factores <strong>de</strong> crecimiento tales como: Vitamina B, aminoácidos, pépticos, bases puricas y pirimidinicas. Toleran<br />
los pH ácidos, es <strong>de</strong>cir, <strong>de</strong> 5 o menos.<br />
Son utilizadas en la conservación <strong>de</strong> alimentos: lácticos, cárnicos, vegetales fermentados, etc. Aunque<br />
también crean problemas en la industria por producir sabores amargos en productos como: vinos, cervezas,<br />
carnes, zumos <strong>de</strong> frutas, etc.<br />
Streptococcus lactis: Es una <strong>de</strong> las especies importantes en el campo <strong>de</strong> los <strong>aromatizantes</strong>. Sus pruebas y<br />
resultados bioquímicos son: ADN positivo, dióxido <strong>de</strong> carbono positivo, acetoina positiva, etc. Crecen en<br />
cultivos con una temperatura entre 10−40ºC y con un pH <strong>de</strong> 9.2. Utilizan <strong>de</strong>xtrinas, maltosa, trealosa, xilosa,<br />
etc. entre otros glucidos para su fermentación.<br />
TERPENOS<br />
Gen. Streptomyces<br />
Son hongos aerobios con preferencia por suelos húmedos. Forman esporas en condiciones bajas <strong>de</strong> humedad,<br />
suelos secos. Se agrupan en dos categorías basadas en el pH <strong>de</strong> su crecimiento:<br />
*Streptomyces acidófilos: pH=3.5−6.5. Con pH optimo <strong>de</strong> 5<br />
*Streptomyces neutrófilos: pH=5−9.0. Con pH optimo <strong>de</strong> 7<br />
8
Muchos crecen a temperaturas entre 50−60ºC, siendo: Termòfilos o mesófilos termotolerantes, según la<br />
temperatura <strong>de</strong> crecimiento, aunque no se distinguen muy bien entre sí.<br />
Pue<strong>de</strong>n o no formar rizosporas. Algunos son fitopatogenos. Poseen un ultraestructura celular procariota típica<br />
<strong>de</strong> bacterias Gram positivas, ya que presenta Peptidoglucano en su pared celular.<br />
Sus esporas son resistentes a lisozinas <strong>de</strong>bido a la pared que presentan. También tienen Glicocalix. Membrana<br />
citoplasmatica con unida<strong>de</strong>s estructurales <strong>de</strong>finidas. Mesosomas asociados a la membrana citoplasmatica. Con<br />
núcleo central. Ribosomas numerosos por todo el citoplasma. Formadores <strong>de</strong> esporas: Esporogenesis.<br />
Otras especies <strong>de</strong> hongos importantes <strong>de</strong>s<strong>de</strong> el punto <strong>de</strong> vista, <strong>de</strong> la obtención <strong>industrial</strong> <strong>de</strong> <strong>aromatizantes</strong>, son:<br />
Absidia sp. , Tricho<strong>de</strong>rma sp., y Rhizopus sp.<br />
En la obtención <strong>industrial</strong> <strong>de</strong> terpenos también se emplean algunas levaduras, entre las que <strong>de</strong>stacan:<br />
Rhodotorula sp., Torulopsis sp., Cándida sp., (importante para la <strong>producción</strong> <strong>industrial</strong> <strong>de</strong> alimentos),<br />
Hansenula sp., (con un numero variante <strong>de</strong> cromosomas).<br />
LACTONAS<br />
Fam. Saccharomyceae.<br />
Saccharomyces arensi<strong>de</strong><br />
Levaduras que no asimilan nitratos. Esporulan con una fuente <strong>de</strong> carbono no fermentable, concentración<br />
mínima <strong>de</strong> nitratos y buena aireación: Medio McClary.<br />
No utilizan Rafinosa. Utilizan la ruta <strong>de</strong> Emb<strong>de</strong>m−Meyerhof−Parnas, para la oxidación <strong>de</strong> las hexosas.<br />
Reducen Acetal<strong>de</strong>hido en etanol como 95% <strong>de</strong> su glucolisis.<br />
Levadura diploi<strong>de</strong>s y esporógena. Forma células vegetativas diploi<strong>de</strong>s a partir <strong>de</strong> las ascosporas haploi<strong>de</strong>s.<br />
Tricho<strong>de</strong>rma viri<strong>de</strong><br />
Se trata <strong>de</strong> un hongo con re<strong>producción</strong> asexual. Englobados en Deuteromycota. Es un productor <strong>de</strong><br />
antibióticos que forma colonias y produce pigmentos amarillos.<br />
ÉSTERES<br />
Son muchas las especies bacterianas implicadas en la obtención <strong>industrial</strong> <strong>de</strong> <strong>aromatizantes</strong>. Las mas<br />
importantes ya han sido mencionadas y <strong>de</strong>scritas a lo largo <strong>de</strong> este trabajo, por tanto, nos limitaremos a<br />
nombrarlas, estas son:<br />
Pseudomona fragi<br />
Streptococcus lactis subsp. Diacetylactis<br />
Lactobacillus sp.<br />
Streptococcus cremonis.<br />
OTROS COMPUESTOS<br />
9
MALTOSA<br />
Streptococcus lactis variedad maltigenes<br />
Lactobacillus maltoromicus<br />
Bacteria láctica, Gram positiva, pleomorfica, esporógena, inmóvil generalmente. Dan citocromo y catalasa<br />
negativos. Aerotolerables y glucidoliticas. Necesitan medios con Vitaminas, Aminoácidos y otros<br />
compuestos, para su crecimiento. No reducen el citrato ni producen pigmentos. Algunas especies producen<br />
mucus a partir <strong>de</strong> sacarosa. Su crecimiento se <strong>de</strong>sarrolla en medios con un pH entre 4.5−6.4. Absorben<br />
galactosa y lactosa por la vía <strong>de</strong>l Fosfo−enolpiruvato, <strong>de</strong>pendiente <strong>de</strong> Fosfo−transferasa.<br />
Aparecen tres subgéneros:<br />
Thermobacterium (homofermentativo)<br />
Streptobacterium (homofermentativo)<br />
Betabacterium (heterofermentativo)<br />
DIACETILOS<br />
Leuconostoc <strong>de</strong>xtranicum y Leuconostoc citrovorum<br />
Son bacterias lácticas, heterofermentativas que usan citrato como fuente <strong>de</strong> carbono. Como son bacterias<br />
lácticas presentan las mismas características que las citadas con anterioridad, es <strong>de</strong>cir, son Gram positivas,<br />
pleomorficas, esporógenas y generalmente inmóviles.<br />
Streptococcus lactus subsp. diacetulactis<br />
Streptococcus cremonis.<br />
MICROORGANISMOS ENZIMÁTICOS UTILIZADOS PARA AUMENTAR SABORES.<br />
SOJA<br />
Aspergillus niger<br />
Es un hongo asexual. Presenta conidioforos como soporte <strong>de</strong> las esporas. Tiene micelio vegetativo, alargado<br />
hacia las hifas, situadas en lo alto, en la parte globosa, (vesículas multinucleosas). Tienen gran importancia los<br />
metabolitos secundarios y algunos <strong>de</strong> los primarios.<br />
En <strong>1.</strong>971 se dividieron los metabolitos secundarios en distintas categorías, según su origen biosintetico:<br />
*Poliacetidos (terpenos y esteroi<strong>de</strong>s) *Derivados <strong>de</strong> ácidos carboxilicos<br />
*Derivados <strong>de</strong> ácidos grasos. *Derivados <strong>de</strong> aminoácidos<br />
*Metabolitos sin acetato. *Otros metabolitos.<br />
Utilizados para la fermentación <strong>de</strong> comidas orientales, como Koji. También aparecen como los responsables<br />
<strong>de</strong> la contaminación <strong>de</strong> alimentos, alfa−toxinas y mycotoxinas peligrosas, tanto para animales como para los<br />
10
seres humanos. Algunos presentan acciones farmacologicas importantes.<br />
En el caso <strong>de</strong>l Aspergillus niger, su uso esta vinculado con las fermentaciones en procesos alimenticios<br />
mo<strong>de</strong>rnos, como productor <strong>de</strong> acido cítrico que adicionado a otros ácidos orgánicos, son utilizados en comidas<br />
manufacturadas.<br />
METABOLITOS DE Aspergillus sp. , USADOS EN PROCESOS ALIMENTICIOS.<br />
COMPUESTOS ESPECIES USO<br />
Ac. cítrico A. niger<br />
Carnes, bebidas sin alcohol,<br />
caramelos, lácteos, etc.<br />
Ac. gluconico A.niger Postres, pan, refrescos, etc.<br />
Ac.malico A. sp. Jamón, gelatinas, etc.<br />
Ac. itaconico A. terreus, A. itaconicus Residuos contaminantes, etc.<br />
Ac. tartarico A. niger, A.griseus Bebidas carbonatadas, etc.<br />
Alfa−amilasas A. oryzae, A. niger<br />
Glucosa oxidasas−catalasas A. niger<br />
Chocolate, levaduras <strong>industrial</strong>es,<br />
etc.<br />
Productos <strong>de</strong> huevo, cervezas,<br />
vinos, mahonesas.<br />
Naringinasas A.niger Zumos <strong>de</strong> pomelo etc.<br />
Pectidasas A. niger Zumos <strong>de</strong> frutas, vino etc.<br />
Proteasas A. oryzae Soja, carne tierna, pan. etc.<br />
Manitol A.candidus Masas <strong>de</strong> pastelería, etc.<br />
PRODUCCIÓN INDUSTRIAL DE AROMATIZANTES<br />
COMPUESTOS AZUFRADOS<br />
La <strong>producción</strong> <strong>de</strong> estos compuestos es muy limitada y tiene interés en el caso <strong>de</strong> los quesos como se pue<strong>de</strong><br />
observar él la siguiente tabla.<br />
La mayoría <strong>de</strong> estos aromas están formados por esteres <strong>de</strong> metanotiol y las transformaciones que sufren.<br />
El metanotiol se produce a partir <strong>de</strong> metionina proceso que es realizado por diferentes microorganismos, entre<br />
ellos el Brevibacterium linens, por la actividad dimetiolasa. Esta enzima solo es activa sobre metionina libre<br />
por lo tanto la <strong>producción</strong> <strong>de</strong> metanotiol va a <strong>de</strong>pen<strong>de</strong>r <strong>de</strong> la tasa <strong>de</strong> proteolisis. Esto se vio confirmado por la<br />
edición <strong>de</strong> metionina libre a cuajada <strong>de</strong> quesería y se observo que incremento la <strong>producción</strong> <strong>de</strong> metanotiol.<br />
Compuestos azufrados a partir <strong>de</strong> metanotiol:<br />
PIRAZINAS<br />
Los aromas resultantes <strong>de</strong> las pirazinas pue<strong>de</strong>n ser tanto agradables como <strong>de</strong>sagradables, y por citar algunos<br />
ejemplos <strong>de</strong> aromas producidos por las pirazinas son: alimentos fermentados, japoneses, vinagre, sake,<br />
cerveza y el chocolate. En el caso <strong>de</strong>l chocolate la formación <strong>de</strong> pirazinas esta relacionado con la temperatura.<br />
Hay estudios que relaciona la formación <strong>de</strong> pirazinas al aumento <strong>de</strong> temperatura en las cuales un grupo<br />
carbonilo (reducción azúcar) y una amina se con<strong>de</strong>nsan.<br />
Las pirazinas también se pue<strong>de</strong>n encontrar en los quesos: Parmesano, Gruyere y los quesos fundidos.<br />
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Ahora vamos a profundizar en algunas pirazinas en concreto:<br />
• Tetrametilpirazina<br />
• 2−metoxi−isopropilpirazina<br />
La Tetrametilpirazina se aisló en <strong>1.</strong>962 en cultivos <strong>de</strong> Bacillus subtillis, pero en <strong>1.</strong>967 Demain, también la<br />
aisló <strong>de</strong> cultivos <strong>de</strong> Corynebacterium glutamicum. Para ello se necesitaba unos precursores: leucina,<br />
isoleucina, valina y pantotenato.<br />
Estos precursores los obtienen por mutación <strong>de</strong> una enzima común: reducto−isomeras, en la ruta <strong>de</strong> la valina y<br />
la isoleucina.<br />
PIRAZINAS POSIBLES PRECURSORES<br />
2−metoxi−3−isopropil Valina + glioxal<br />
2−metoxi−3−secbutil Isoleucina + glioxal<br />
2−metoxi−3−isobutil Leucina + glioxal<br />
2−metoxi−3−isopropil−5−metil Valina + piruval<strong>de</strong>hido<br />
2,6−dimetoxi−3−isopropil−5−metil Valina + piruvato<br />
Debido a esta mutación vamos a obtener un acumulo <strong>de</strong> acetona con lo cual aumenta la <strong>producción</strong> <strong>de</strong><br />
Tetrametilpirazina ya que según A<strong>de</strong>chi y sus colaboradores, (<strong>1.</strong>964), este se formaba a partir <strong>de</strong> dos moles <strong>de</strong><br />
acetoina y dos moles <strong>de</strong> amonio. Siguiendo este mismo proceso para la formación <strong>de</strong> Tetrametilpirazina se<br />
obtienen mutaciones en la reducto−isomeras <strong>de</strong> E. Coli. Otro proceso será bloqueando la <strong>de</strong>shidrogenasa<br />
láctica <strong>de</strong> Strep. lactus.<br />
El caso <strong>de</strong>l 2−metoxi−3−isopropilpirazina, es un compuesto responsable <strong>de</strong>l olor a patata mohosa.<br />
La <strong>producción</strong> <strong>de</strong> este compuesto la obtuvo:<br />
*Miller y colaboradores en <strong>1.</strong>972 <strong>de</strong> Pseudomonas perolens<br />
*Morgan y colaboradores en <strong>1.</strong>972 <strong>de</strong> Ps. Taetrolens<br />
También sé aisló <strong>de</strong> Streptococcus lactus, que producen el aroma a quemado o cocido <strong>de</strong> algunos productos<br />
lácteos.<br />
Otros microorganismos que producen esta pirazina liberando otros compuestos serian:<br />
*Penicillium camenbertii −−−−− −−−− −−−−−− −− también produciría estireno<br />
*Pseudomonas fluorescens−−−−−− −− −−−−−−−−−−libera acido butirico y ácidos <strong>de</strong> ca<strong>de</strong>na media <strong>de</strong> 6<br />
a 10 carbonos, que originan el sabor rancio o jabón.<br />
*Ps. fragi −−−−−−−−−−−−− −−−−−−−−−−−−−−−−−−− −−−−−−−−−−−− produce esteres <strong>de</strong> ácido butirico y<br />
resultantes <strong>de</strong> la lipolisis responsables <strong>de</strong>l aroma afrutado en productos alimenticios.<br />
La síntesis <strong>de</strong> estas pirazinas según Murray, <strong>1.</strong>970, supuso que la síntesis <strong>de</strong>l 2−metoxi−3−isopropilpirazina se<br />
asemejaba a lo que hacia las plantas, con<strong>de</strong>nsación <strong>de</strong> 2−aminoacidos y 1,2−dicarbonilos.<br />
TERPENOS<br />
12
Constituye los mayores responsables <strong>de</strong> las características <strong>de</strong> olor y flavor <strong>de</strong> los aceites esenciales.<br />
Estructuralmente son esqueletos hidrocarbonados formados por una unidad <strong>de</strong> isopreno<br />
(2−metil−1,3−butadiona), con estructuras que pue<strong>de</strong>n ser ca<strong>de</strong>nas cerradas, abiertas, saturado e insaturado.<br />
Los terpenos son fácilmente oxidables y en el proceso se liberan los flavores.<br />
Tienen interés particular los aromas producidos por el hongo Ceratocystis.<br />
La síntesis <strong>de</strong> terpenos se produce en la ruta <strong>de</strong>l mevalonato, el primer monoterpeno que se forma es el<br />
geraniol, va disminuyendo su formación y empieza a aumentar la formación <strong>de</strong> los otros monoterpenos.<br />
También se ha aislado monoterpenos <strong>de</strong>l hongo Trametes odorata y varias especies <strong>de</strong> Phellinus. Los aromas<br />
producidos por los terpenos esta mas relacionados con olores <strong>de</strong> plantas que con flavores <strong>de</strong> comida.<br />
Drawert y Bartos en <strong>1.</strong>978 aislaron cultivos <strong>de</strong> la levadura Kluyveromuces lactus, los monoterpenos,<br />
citronelol, linelol y geraniol.<br />
MENTOL:<br />
Compuesto aislado <strong>de</strong> plantas <strong>de</strong>l genero Menta, se utiliza por su flavor a menta y su efecto refrescante.<br />
Según Croteaun (<strong>1.</strong>980), el mentol se produce por maduración <strong>de</strong>l aceite esencial, es <strong>de</strong>cir, en la formación.<br />
Los aceites esenciales esta formado por 2−mentona que en un proceso metabólico es convertida en 2−metol.<br />
Este paso esta catalizado por dos hidrogenasas diferentes dando dos productos: l−mentol y d−neomentol.<br />
La maduración <strong>de</strong>l aceite <strong>de</strong>pen<strong>de</strong> <strong>de</strong> las condiciones <strong>de</strong> crecimiento que requiera la planta. El aislamiento <strong>de</strong><br />
microorganismos que contenga la <strong>de</strong>shidrogenasa que cataliza la reaccion <strong>de</strong> 2−mentona a l−mentol es un<br />
mecanismo alternativo en la <strong>producción</strong> <strong>de</strong>l mentol natural.<br />
Otro mecanismo <strong>de</strong> <strong>producción</strong> <strong>de</strong> mentol es a partir <strong>de</strong> la hidrogenación <strong>de</strong>l timol, compuesto que representa<br />
el 50 % <strong>de</strong>l aceite esencial <strong>de</strong>l Thymus vulgaris. En la hidrogenación <strong>de</strong>l timol se forman cuatro isómeros:<br />
dl−mentol, dl−isomentol, dl−neomentol y dl−isoneomentol.<br />
Los enzimas microbianas permiten la separación <strong>de</strong> estos isómeros y lo hacen mediante sus esterasas que<br />
hidrolizan metilester a l−mentol.<br />
Estos procesos lo realiza: Absidia hyolospora, Bacillus subtillis subvariedad niger, Getrichun candidum y dos<br />
especies <strong>de</strong> Tricho<strong>de</strong>rma, transforman mas menos metilacetato formiato, propionato, miristitato a mentol e<br />
isomentol. Estos compuestos se separan <strong>de</strong> sus isómeros por cromatografía.<br />
Hay una patente japonesa que utiliza cultivos <strong>de</strong> Gleophyllum o Schizophyllum, para la hidrólisis selectiva <strong>de</strong><br />
esteres carboxilicos para producir 2−mentol. El mentol y sus esteres son insolubles en agua por lo que para<br />
obtener l−mentol se utiliza medios hidrofobicos.<br />
Existe otro mecanismo <strong>de</strong>scrito por Omata y sus colaboradores en <strong>1.</strong>981, <strong>de</strong>mostró la hidrólisis estereoselctiva<br />
<strong>de</strong>l dl−metilsuccinato llevada a cabo por Rhodotorula minuta var. Texensis, para dar l−mentol<br />
Otros microorganismos que se da también este proceso son: Tricho<strong>de</strong>rma, Nocardia, Mycobacterium,<br />
Bacillus, Rhizopus, Cándida, Streptomyces, Aerobacter, Arthrobacter, Pseudomonas, Gibberelle, entre otros<br />
microorganismos.<br />
LACTONAS<br />
13
Son responsables <strong>de</strong> aromas agradables como: fruta, coco, caramelo, nueces. Los microorganismos pue<strong>de</strong>n<br />
sintetizar lactonas ópticamente activas en el cual se requiere numerosos procesos sintéticos. Como ejemplo<br />
tenemos la <strong>producción</strong> <strong>de</strong> lactonas a partir <strong>de</strong> alfa−cetoàcidos que sugirió Boldingh y Taylor en <strong>1.</strong>962,<br />
requiere seis pasos diferentes pero la misma conversión le pue<strong>de</strong>n realizar los microorganismos. En <strong>1.</strong>965,<br />
Muys y sus colaboradores <strong>de</strong>mostró la conversión <strong>de</strong> ganma−<strong>de</strong>lta−cetoacidos en lactonas ópticamente<br />
activas mientras que otros investigadores utilizaron alfa−beta−cetocacidos<br />
Levaduras como Cándida, genero Saccharomyces, mohos tales como Penicillun notatum, Closdosporium<br />
butyri y Cl. suaveolens y la bacteria Sarcina lutea fueron capaces <strong>de</strong> producir olores lactonicos cuando se<br />
incubaron con cetoàcidos.<br />
Algunos ejemplos <strong>de</strong> <strong>producción</strong> <strong>de</strong> aroma:<br />
COCO: cultivo <strong>de</strong> Tricho<strong>de</strong>rma viru<strong>de</strong> en medio <strong>de</strong>xtrosa <strong>de</strong> patata. El compuesto responsable es el<br />
6−pentil−purina, cuya síntesis química requiere siete reacciones como <strong>de</strong>scubrió Nobuhena.<br />
FRUTA: responsable una levadura, Sporobolomyces odorus y el compuesto responsable es la<br />
ganma−<strong>de</strong>calactona que da un aroma intenso a melocotón.<br />
ESTERES<br />
Aromas que producen: pera, piña, frutas <strong>de</strong>l bosque y manzana. La <strong>producción</strong> <strong>de</strong> estos aromas en cultivos <strong>de</strong><br />
levaduras, mohos y bacterias se atribuye a la reacción <strong>de</strong> ácidos orgánicos con etanol según Omelienski en<br />
<strong>1.</strong>923<br />
Percira y Morgan en <strong>1.</strong>958, i<strong>de</strong>ntificaron etil−butirato, etilisovalerato y etil−hexanoato como los principales<br />
esteres <strong>de</strong>l aroma afrutado producido por cultivos <strong>de</strong> Pseudomonas fragi. Ellos postularon que estos<br />
microorganismos producían ácidos tras la lipolisis. El etanol que los esterifica es producido por la bacteria <strong>de</strong><br />
acido láctico y lo hace mediante las esterasas producidas por la Pseudomonas.<br />
Se confirmo esta hipótesis cuando se aíslo etil−butirato y etil−hexanoato en el queso Cheddar, pasteurización<br />
<strong>de</strong> la leche, (<strong>de</strong> ahí que surja el aroma en cultivos <strong>de</strong> leche calentados y posteriormente refrigerados).<br />
OTROS COMPONENTES<br />
MALTA.<br />
El microorganismo responsable <strong>de</strong>l flavor y aroma <strong>de</strong> la leche es un organismo láctico, Streptococcus lactis<br />
variedad maltigenes. El compuesto responsable fuer <strong>de</strong>terminado por Jackson y Morgan en <strong>1.</strong>954 y es el<br />
3−metilbutanal.<br />
Miller y colaboradores en <strong>1.</strong>974 aíslan una cepa <strong>de</strong> Lactobacillus maltoromicus capaz <strong>de</strong> producir<br />
2−metilpropanal y 3−metilbutanal. Estos compuestos son los responsables <strong>de</strong>l flavor a malta en la<br />
fermentación <strong>de</strong> la masa <strong>de</strong>l pan.<br />
DIACETILOS<br />
Se trata <strong>de</strong> 2,3−butanodiona, es el responsable <strong>de</strong>l flavor mantecoso en la fermentación <strong>de</strong> productos como la<br />
mantequilla y la leche agria. También es responsable <strong>de</strong>l olor <strong>de</strong>sagradable en el vino y zumos cítricos.<br />
Los microorganismos que se pue<strong>de</strong>n utilizar son Leuconostoc <strong>de</strong>xtronicum, L. Citrovorum y Streptococcus<br />
lactis subesp. Diacetylactis, (Mizino y Jezeski, <strong>1.</strong>961). La ruta, <strong>de</strong>l citrato constituyente <strong>de</strong> la leche entra en la<br />
14
célula por la citrato permesa. Una vez <strong>de</strong>ntro se hidroliza dando acetato y oxalacetato el cual sé <strong>de</strong>scarboixila<br />
a piruvato. El exceso <strong>de</strong> piruvato <strong>de</strong>ntro <strong>de</strong> la célula permite la formación <strong>de</strong> diacetil, (Harvey y Collins<br />
<strong>1.</strong>963)<br />
Hay dos caminos: *Piruvato + Pirofosfato tiamina Acetal<strong>de</strong>hido que con<strong>de</strong>nsa<br />
con acetil−coA y enzimáticamente es transformado a diacetil.<br />
*Con<strong>de</strong>nsación <strong>de</strong>l Acetal<strong>de</strong>hido con otra molécula <strong>de</strong> piruvato<br />
para formar acetolactato por la acetolactato sintasa. Este alfa−<br />
acetolactato en condiciones <strong>de</strong> óxido−reducción es oxidado a<br />
diacetil y en condiciones anaerobias a acetoina.<br />
MICROORGANISMOS ENZIMATICOS<br />
No solo se pue<strong>de</strong> utilizar los microorganismos para el control <strong>de</strong> a los aromas sino también los enzimas que<br />
producen. Ejemplo: Método aceleración <strong>de</strong> la <strong>producción</strong> <strong>de</strong> aromas <strong>de</strong> quesos.<br />
LIPASAS<br />
Aumenta el aroma <strong>de</strong> los quesos italianos.<br />
*Queso azul: lipasa exógena, libera los ácidos grasos que permiten que Penicillium roquefortii, los ataque y<br />
libere gran cantidad <strong>de</strong> metilcetonas, característicos <strong>de</strong>l aroma <strong>de</strong> estos quesos.<br />
También hay lipasas microbianas que pue<strong>de</strong>n utilizarse para fabricar nuevos productos que se usan como<br />
aditivos alimentarios, según Jolly y Kosikowsky en <strong>1.</strong>975:<br />
PRODUCTO CON AROMA<br />
LIPASA MICROBIANA ROQUEFORT<br />
(48HORAS 20ºC) (SALSAS, MAHONESAS...)<br />
PROTEASAS<br />
Se usa, por ejemplo, añadiéndola a la leche <strong>de</strong> quesería, aunque presenta problemas como: Amargor, perdida<br />
<strong>de</strong> rendimiento, etc.<br />
Hay perceptivas <strong>de</strong> control <strong>de</strong> la aceleración en la <strong>producción</strong> <strong>de</strong> aroma con mezclas enzimáticas porque<br />
disminuye los inconvenientes anteriores pues permite disminuir las cantida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> proteasas adicionadas.<br />
Otra posibilidad <strong>de</strong> utilizar los encimas para la produccion <strong>de</strong> aromas y <strong>de</strong> evitar su perdida durante la<br />
fabricación <strong>de</strong>l producto alimentario es la Encapsulaciòn:<br />
*Microcapsulas <strong>de</strong> lípidos<br />
*Liposomas<br />
15
Asi los aromas se pue<strong>de</strong>n producir in situ durante la maduración o el almacenamiento. Como ejemplo: Células<br />
<strong>de</strong> Streptococcus lactis subsp. diacetylactis para la <strong>producción</strong> <strong>de</strong> diacetil y acetoina. También células <strong>de</strong> Ps.<br />
Putida o Breubacterium linens para la <strong>producción</strong> <strong>de</strong> metanotiol.<br />
Las ventajas <strong>de</strong> los liposomas son que tienen dimensiones estandarizadas lo que asegura un reparto<br />
homogéneo.<br />
*Liberación progresiva <strong>de</strong> la protejas <strong>de</strong> los liposomas y <strong>de</strong> esta forma evita él acumulo <strong>de</strong> peptidos amargo.<br />
*Soybean: sus proteínas son tratadas con enzimas proteoliticos aislados <strong>de</strong> Aspergillus para recuperar su<br />
aroma. También aislando carboxipeptidasa <strong>de</strong> Aspergillus po<strong>de</strong>mos eliminar el olor amargo que la enzima<br />
<strong>de</strong>scompone el C−terminal <strong>de</strong>l aminoácido.<br />
*Vainillina: la enzima producida por Lactobacillus bulgaricus aumenta el flavor <strong>de</strong> vainilla en su extracto. Es<br />
utilizado en el yoghurt.<br />
*Productos cítricos: la enzima naringenasa aislada <strong>de</strong> Aspergillus niger y <strong>de</strong> Coniella diplodiella se utiliza<br />
para hidrolizar el 7−rhamnosido−beta−glucosido−4,5,7−trihidroxiflavona principal compuesto responsable <strong>de</strong><br />
dar amargor a la naranja.<br />
APLICACIONES DE LA PRODUCCION INDUSTRIAL DE AROMATIZANTES.<br />
El control y <strong>producción</strong> <strong>de</strong> aromas avanza cada día, permitiendo la concepción <strong>de</strong> nuevas técnicas y/o<br />
mejoras.<br />
Muchos son los productos alimenticios que <strong>de</strong>ben sus aromas a los microorganismos, los que llevan a cabo<br />
distintas fases metabólicas durante la <strong>producción</strong> <strong>de</strong> los distintos alimentos. Los aromas <strong>de</strong> estos productos se<br />
<strong>de</strong>ben a moléculas químicas <strong>de</strong> muy diversa naturaleza proce<strong>de</strong>ntes <strong>de</strong>l metabolismo microbiano.<br />
Las aplicaciones <strong>de</strong> los microorganismos en la <strong>producción</strong> <strong>de</strong> aromas, es muy amplia, ya que abarca muchos<br />
campos, no solo el alimenticio que es en el que esta basado este trabajo, sino también en tecnología<br />
farmacéutica, piensos animales, productos <strong>de</strong> limpieza e higiene, etc. Actualmente, las investigaciones se<br />
centran en la genética <strong>de</strong> los microorganismos en busca <strong>de</strong> nuevas técnicas para la <strong>producción</strong> <strong>de</strong> estos<br />
aromas. La genética, nos permite estabilizar las propieda<strong>de</strong>s metabólicas <strong>de</strong> las distintas cepas, asi como<br />
modificar el genoma para llevar a cabo una <strong>de</strong>terminada reacción, evitar el ataque por parte <strong>de</strong> los<br />
bacteriofagos <strong>de</strong> las cepas <strong>industrial</strong>es, etc. Uno <strong>de</strong> los ejemplos más claros <strong>de</strong> la evolución <strong>de</strong> la industria en<br />
este tema, son las ciclo<strong>de</strong>xtrinas, que encapsulan aromas y evitan asi su perdida, pue<strong>de</strong>n convertirse en un<br />
excelente punto <strong>de</strong> partida para futuras técnicas en este campo, hoy en día en <strong>de</strong>sarrollo.<br />
Aunque el tema <strong>de</strong> los olores y sabores, pue<strong>de</strong> pasar casi <strong>de</strong>sapercibido en nuestras vidas, es muy importante<br />
en muchisimos aspectos y <strong>de</strong>termina conductas, sensaciones, etc. Esto la industria lo sabe, y, por tanto, se<br />
invierten gran<strong>de</strong>s cantida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> dinero, en la investigación, en la <strong>producción</strong> y en la aplicación <strong>de</strong> los aromas<br />
en distintos artículos <strong>de</strong> diversa índole.<br />
El control insuficiente <strong>de</strong> la calidad microbiología, la aparición <strong>de</strong> reacciones químicas espontaneas o un<br />
tratamiento tecnológico equivocado pue<strong>de</strong>n llevarnos a la obtención <strong>de</strong> aromas o sabores <strong>de</strong>fectuosos e<br />
incluso <strong>de</strong>sagradables para nosotros.<br />
Los microorganismos son utilizados en muchos procesos <strong>de</strong> <strong>producción</strong> <strong>de</strong> alimentos, tales como: quesos,<br />
vinos, cerveza, embutidos, etc. El control <strong>de</strong> su calidad, se hace muy importante, ya que <strong>de</strong>terminara las<br />
propieda<strong>de</strong>s organolepticas <strong>de</strong> los distintos artículos que influyen directamente en la compraventa <strong>de</strong> los<br />
mismos.<br />
16
Como se ha expuesto a lo largo <strong>de</strong> este trabajo, es durante los procesos <strong>de</strong> <strong>producción</strong> <strong>de</strong> los alimentos,<br />
cuando se utilizan los microorganismos, (alimentos fermentados), y también durante los que se corrigen los<br />
malos olores y sabores, no solo producidos por estos microorganismos, sino también por causas <strong>de</strong><br />
manipulación in<strong>de</strong>bida, uso <strong>de</strong> mecanismos tecnológicos inapropiados, almacenamiento, etc.<br />
Los microorganismos esta directamente relacionas con los malos olores <strong>de</strong> muchos productos, como quesos,<br />
embutidos, vino, etc., y no solo son causantes <strong>de</strong> los aromas agradables, ya que estos últimos se consiguen con<br />
un control a<strong>de</strong>cuado.<br />
Los microorganismos producen aromas, por que durante las fases metabólicas que realizan en los procesos<br />
don<strong>de</strong> están implicados, eliminan diversas moléculas químicas, las cuales presenta características<br />
organolepticas propias, reacciones secundarias con otros compuestos o interacciones a<strong>de</strong>cuadas que llevan a la<br />
obtención <strong>de</strong>l aroma <strong>de</strong>seado.<br />
Son muchas las moléculas químicas obtenidas a partir <strong>de</strong> microorganismos, pero nosotros <strong>de</strong>stacaremos las<br />
más relevantes <strong>de</strong>s<strong>de</strong> el punto <strong>de</strong> vista alimenticio.<br />
PIRAZINAS.<br />
Compuestos heterociclicos aromáticos <strong>de</strong> seis átomos, dos <strong>de</strong> los cuales son <strong>de</strong> nitrógeno. Según los<br />
sustituyentes que presenten tendrán un umbral <strong>de</strong> percepción <strong>de</strong>terminado, ya que son estos los causantes <strong>de</strong><br />
numerosas reacciones químicas con la mucosa olfativa, y también a los que se <strong>de</strong>be la diversidad <strong>de</strong><br />
esteroisomeros que como tales presenta propieda<strong>de</strong>s distintas. Él numero, la naturaleza y la posición <strong>de</strong> los<br />
radicales, son los responsables <strong>de</strong> la calidad y <strong>de</strong> la intensidad <strong>de</strong>l olor, originado por este tipo <strong>de</strong> compuestos.<br />
Las cepas <strong>de</strong> microorganismos encargadas <strong>de</strong> la <strong>producción</strong> <strong>de</strong> pirazinas con el fin <strong>de</strong> obtener <strong>aromatizantes</strong><br />
es muy variada, como por ejemplo: cepas <strong>de</strong> Streptococcus sp. Corynebacterium sp.<br />
En ocasiones, las pirazinas se encuentran relacionadas con olores <strong>de</strong>sagradables, tales como distintas especies<br />
<strong>de</strong> Pseudomonas, causantes <strong>de</strong>l olor a patata mohosa.<br />
Po<strong>de</strong>mos aislar pirazinas y distintos <strong>de</strong>rivados en alimentos como: sake, cerveza, productos cárnicos, algunos<br />
vegetales crudos, (pimientos, guisantes, etc.), granos <strong>de</strong> café, cacao, etc.<br />
Como po<strong>de</strong>mos comprobar son muchos los alimentos que <strong>de</strong>ben su aroma a estos compuestos. Se sabe que<br />
muchas patentes sobre aromas presentan pirazinas en sus formulas registradas.<br />
El conocimiento <strong>de</strong> que los compuestos pirazinicos interaccionan con la mucosa olfativa <strong>de</strong> una manera<br />
<strong>de</strong>terminada, nos permite aplicar estas moleculas en la <strong>producción</strong> <strong>de</strong> distintos articulos, o su eliminacion en<br />
aquellos en que su olor no sea agradable o <strong>de</strong>seado. Esto ocurre también con otras muchas moleculas<br />
químicas. Asi, observando las formulas químicas <strong>de</strong> los distintos compuestos, podremos conocer con cierta<br />
garantia <strong>de</strong> éxito el aroma que tendran para el usuario, y resolver los problemas que estos aromas pue<strong>de</strong>n traer<br />
consigo.<br />
En el siguiente cuadro, se esquematiza la utilizacion <strong>de</strong> las pirazinas en este campo <strong>de</strong> los aromas, es <strong>de</strong>cir, se<br />
resume los distintos olores que causan las pirazinas y sus <strong>de</strong>rivados, asi como su utilizacion en distintos<br />
productos alimenticios.<br />
PIRAZINAS Y DERIVADOS<br />
ORIGEN: Sintesis quimica, extraccion vegetal y microorganismos.<br />
17
** Presentan numerosos umbrales <strong>de</strong> percepciòn, según los racicales<br />
que presenten en su molécula. Tienen un olor caracteristico a tostado<br />
y a nuez, aproximadamente.<br />
** Se localizan en numerosos alimentos proporcionandoles el aroma<br />
caracteristico, a<strong>de</strong>más <strong>de</strong> otras propieda<strong>de</strong>s. Como ejemplo <strong>de</strong> estos<br />
productos cotidianos hemos <strong>de</strong> resaltar:<br />
QUESOS: Los quesos fundidos y el queso parmesano.<br />
VEGETALES CRUDOS: Guisantes, pimientos, granos <strong>de</strong><br />
café, cacao, e incluso en las nueces, a las cuales le dan ese olor<br />
tan caracteristico.<br />
PRODUCTOS CARNICOS.<br />
ALIMENTOS JAPONESES FERMENTADOS.<br />
PRODUCTOS COCIDOS Y/O TOSTADOS.<br />
OTROS PRODUCTOS: Vinagre, chocolate, sake, cerveza,<br />
etc.<br />
**En otros muchos articulos son <strong>de</strong>rivados <strong>de</strong> pirazina los causantes<br />
<strong>de</strong>l aroma, esto ocurre por ejemplo:<br />
2−metoxi−3−metilpirazina−−−−−−PALOMITAS DE MAIZ<br />
tetrametilpirazina−−−−−−−−−−−−−−−PICANTES<br />
2−metoxi−3−isopropilpirazina OLOR A TIERRA, PATATAS<br />
2−metil−6−etoxipirazin−−−−−−−−−−PIÑA AMERICANA<br />
2,5−dimetilpirazina−−−−−−−−−−−−−−NUECES, HIERBA<br />
2−metoxi−3−metilpirazina−−−−−−−PATATAS<br />
** Las pirazinas y los compuestos <strong>de</strong>rivados, aparecen formando<br />
parte <strong>de</strong> numerosos aromas conocidos. También pue<strong>de</strong>n ser causa<br />
<strong>de</strong> olores <strong>de</strong>sagradables produccidos normalmente por el mal estado<br />
18
<strong>de</strong>l alimento y la proliferaccion <strong>de</strong> diferentes cepas <strong>de</strong> bacterias.<br />
Pseudomonas sp= OLOR A MOHO DE LAS PATATAS.<br />
COMPUESTOS AZUFRADOS<br />
No se conoce con certeza, la participación <strong>de</strong> los distintos tioles en la <strong>producción</strong> <strong>de</strong> aromas, aunque se sabe<br />
que aparecen en muchos productos alimenticios.<br />
Se sabe que algunos esteres <strong>de</strong> metanotiol intervienen en el aroma <strong>de</strong> quesos tan conocidos como,<br />
Pont−I'Evêque.<br />
En la tabla siguiente tenemos ejemplos <strong>de</strong> los distintos compuestos azufrados encontrados formando parte <strong>de</strong>l<br />
olor característico <strong>de</strong> algunos alimentos.<br />
TABLA SOBRE COMPUESTOS AZUFRADOS<br />
Naturaleza, umbral <strong>de</strong> <strong>de</strong>tección <strong>de</strong> algunos compuestos azufrados encontrados en distintos quesos y el olor<br />
característico que proporcionan.<br />
COMPUESTOS AZUFRADOS UMBRAL DE DETECCION OLOR<br />
2−3−ditia−pentano 6.0 ajo<br />
2−4−ditia−pentano 60.0 ajo<br />
2−3−4−tritia−pentano 0.1 queso muy madurado<br />
S−metil−tioacetato 5.0 coliflor cocida<br />
S−metil−tiopropanoato 100.0 queso<br />
S−metil−tiobutirato 200.0 cebolleta<br />
S−metil−tio−3−metil−butirato 100.0 afrutado<br />
S−metil−tio−2−metil−butirato no <strong>de</strong>terminado fresa silvestre<br />
ALCOHOLES<br />
Los alcoholes están presentes en numerosos aromas, <strong>de</strong>stacando en distintos tipos y clases <strong>de</strong> quesos, a<strong>de</strong>más<br />
<strong>de</strong> en productos no alimenticios.<br />
Son los alcoholes insaturados los más importantes en estos aromas, sobre los que resalta en 1−octen−3−ol,<br />
presente en muchos quesos <strong>de</strong> pasta blanda y también en la corteza <strong>de</strong>l queso conocido con el nombre <strong>de</strong><br />
Beaufort.<br />
En una mezcla <strong>de</strong> metilcetonas, alcoholes secundarios, queso fundido y el 1−octen−3−ol, obtenemos el aroma<br />
y el sabor característicos <strong>de</strong>l queso Camembert maduro.<br />
Este compuesto, 1−octen−3−ol, es un alcohol insaturado que produce un olor fungico <strong>de</strong>sagradable semejante<br />
al <strong>de</strong>l champiñón fresco, cuando se encuentra en abundancia.<br />
TERPENOS<br />
Los terpenos, son los principales componentes <strong>de</strong> olores y flavores <strong>de</strong> los aceites esenciales y/u otros<br />
compuestos volátiles. Se trata <strong>de</strong> hidrocarburos formados sobre la base <strong>de</strong>l isopreno.<br />
19
La mayoría <strong>de</strong> los terpenos son <strong>de</strong> origen vegetal, y se obtienen por distintos procesos <strong>de</strong> extracción a partir <strong>de</strong><br />
materia prima vegetal, recogida en <strong>de</strong>terminas condiciones. Algunas especies <strong>de</strong> microorganismos intervienen<br />
en los procesos <strong>de</strong> extracción, separación <strong>de</strong> isómeros, etc., <strong>de</strong> estos compuestos<br />
Actualmente existen numerosos estudios e investigaciones encaminadas a buscar la manera <strong>de</strong> que estas u<br />
otras especies microbianas puedan producir compuestos terpenicos con las mismas propieda<strong>de</strong>s que los<br />
conocidos <strong>de</strong> origen vegetal.<br />
Sensaciones atribuidas a distintos terpenos<br />
TERPENOS SENSACION<br />
CITRONELLOL Frescor, amargor, rosal, etc.<br />
GERANIOL Dulce, olor a rosas<br />
LINALOOL Floral, dulce, frescor, cítrico, etc.<br />
NEROL Dulce, floral, ligeramente amargo.<br />
ALFA−TERPINEOL Dulce, floral, frutas en disolución.<br />
LACTONAS<br />
Las lactonas son potentes compuestos usados en la industria aromática, aunque en la actualidad su <strong>producción</strong><br />
se lleva a cabo por síntesis químicas, principalmente, pero también existen distintos procesos <strong>de</strong> <strong>producción</strong><br />
<strong>de</strong> lactonas usando como materia prima diversas cepas <strong>de</strong> microorganismos.<br />
Las lactonas han sido aisladas <strong>de</strong> una gran variedad <strong>de</strong> alimentos y se las ha asociado al aroma <strong>de</strong> muchos <strong>de</strong><br />
ellos, tales como frutas, mantequillas, dulces, coco, nueces, etc.<br />
ESTERES<br />
Los esteres producidos por microorganismos son los responsables <strong>de</strong>l aroma afrutado en cultivos lácteos<br />
cuando existen bajas temperaturas y condiciones a<strong>de</strong>cuadas para el <strong>de</strong>sarrollo <strong>de</strong> estas cepas.<br />
Ya en el siglo pasado, aparecieron microorganismos responsables <strong>de</strong> la <strong>producción</strong> <strong>de</strong> aromas en distintas<br />
frutas, tales como: piñas, manzanas, fresas, peras, etc., los cuales se <strong>de</strong>bían a los esteres ocasionados por el<br />
metabolismos <strong>de</strong> estos microorganismos al presentar reacciones entre ácidos orgánicos y etanol en alguna <strong>de</strong><br />
sus vías metabólicas.<br />
A mediados <strong>de</strong>l siglo XX, se <strong>de</strong>scubrieron distintos esteres responsables <strong>de</strong> los aromas afrutados <strong>de</strong> los<br />
cultivos lácteos. Estos esteres se le otorgaron a Pseudomonas fragi.<br />
La adicción <strong>de</strong> etanol en cultivos <strong>de</strong> numerosas especies microbianas, ha evolucionado hasta la obtención <strong>de</strong><br />
esteres, los cuales proporcionan algún aroma característico según la especie utilizada en el cultivo.<br />
También se han aislado esteres como el etil−butirato o el etil−hexanoato, <strong>de</strong> algunos tipos <strong>de</strong> quesos, <strong>de</strong> la<br />
leche pasteurizada, a<strong>de</strong>más <strong>de</strong> en numerosas frutas.<br />
DIACETIL<br />
Este compuesto, aparece en numerosas formulas <strong>de</strong> mantequillas, cremas lácticas y otros productos <strong>de</strong>rivados<br />
<strong>de</strong> la leche.<br />
20
Es responsable <strong>de</strong> muchos aromas conocidos y se atribuye al metabolismo <strong>de</strong> los microorganismos que<br />
aparecen en la <strong>producción</strong> o maduración <strong>de</strong> estos artículos lácticos, ya que como todos sabemos, los productos<br />
lácticos usan microorganismos como materia prima importante en sus procesos <strong>de</strong> obtención.<br />
El diacetil es también el causante <strong>de</strong> aromas <strong>de</strong>fectuosos y <strong>de</strong>sagradables <strong>de</strong> distintos alimentos, como zumos<br />
<strong>de</strong> frutas, vino, quesos etc.<br />
OLORES DESAGRADABLES<br />
Normalmente los olores <strong>de</strong>fectuosos <strong>de</strong> los productos fermentados proce<strong>de</strong>n <strong>de</strong> un control insuficiente <strong>de</strong> la<br />
calidad microbiología, aunque en ocasiones son las reacciones químicas espontaneas o los tratamientos<br />
tecnológicos equivocados, los que llevan a obtener estos aromas <strong>de</strong>sagradables. Como ejemplo <strong>de</strong> estos casos<br />
tenemos el sabor amargo que aparece en muchos quesos, tras un tiempo <strong>de</strong> almacenamiento o en el mismo<br />
proceso <strong>de</strong> elaboración.<br />
Cepas <strong>de</strong> Pseudomonas sp. , que causan olor <strong>de</strong> patata mohosa, o las cepas <strong>de</strong> algunas especies <strong>de</strong><br />
Streptococcus que provocan el olor a cocido o quemado en algunos productos lácteos.<br />
*Pseudomonas fluorescens−−−−−−−−−−−−− sabor a jabón o rancio<br />
*Pseudomonas fragi−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− molesto sabor afrutado en productos lácteos.<br />
Nos centraremos un poco mas en la <strong>de</strong>scripción <strong>de</strong>l sabor amargo. Un sabor bastante molesto y <strong>de</strong>sagradable,<br />
que se suele asociar con productos en mal estado o con <strong>de</strong>ficiencias en su elaboración, y que se <strong>de</strong>be a<br />
múltiples causas, elaboración <strong>de</strong>fectuosa, contaminación con cepas bacterianas, almacenamiento in<strong>de</strong>bido,<br />
etc., en aquellos artículos alimenticios que sabemos no han <strong>de</strong> presentar este sabor amargo.<br />
SABOR AMARGO<br />
***Productos <strong>de</strong> soja tratados con proteasas que producen este sabor. Para impedirlo se usan proteínas<br />
carboxipeptidasa <strong>de</strong> Aspergillus sp. También sirve esta especie <strong>de</strong> hongo para la eliminación <strong>de</strong>l sabor amargo<br />
en los zumos cítricos, principalmente en el <strong>de</strong> pomelo.<br />
***Los quesos por la acción proteolitica, la maduración, etc., pue<strong>de</strong>n dar este <strong>de</strong>sagradable sabor amargo,<br />
<strong>de</strong>bido a los peptidos que presentan y que se han <strong>de</strong>sarrollado por estas causas. Para evitar su aparición<br />
existen diversos procesos como por ejemplo:<br />
− Aumento <strong>de</strong> temperatura <strong>de</strong> cocción <strong>de</strong> la leche durante la fabricación para que disminuya el cuajo. Si la<br />
temperatura la elevamos antes <strong>de</strong> la fabricación ocurre lo contrario, es <strong>de</strong>cir, que aumenta el cuajo y con él los<br />
peptidos causantes <strong>de</strong>l sabor amargo.<br />
− Si aumentamos la concentración <strong>de</strong> sal, se disminuye el amargor.<br />
No solo los peptidos amargos producidos por los enzimas coagulantes durante el proceso <strong>de</strong> elaboración <strong>de</strong>l<br />
queso, son los únicos causantes <strong>de</strong> este sabor, ya que existen cepas lácticas con proteasas en su membrana que<br />
dan este tipo <strong>de</strong> sabor, aunque otras bacterias <strong>de</strong> este tipo sirven para combatir el aroma y sabor amargo <strong>de</strong><br />
estos quesos por que hidrolizan las proteínas que lo originan.<br />
MECANISMOS DE APARICION DEL SABOR AMARGO EN LOS QUESOS<br />
PARA LA CASEINA<br />
21
ENZIMA COAGULANTE<br />
FERMENTOS, CEPAS AMARGAS<br />
FERMENTOS PROTEASAS DE LA LECHE,<br />
ENZIMA COAGUALANTE<br />
PEPTIDOS DE ALTO PESO MOLECUAR, NO<br />
AMARGOS<br />
ENZIMA COAGULANTE ENZIMA COAGULANTE<br />
PEPTIDOS DE BAJO PESO MOLECULAR,<br />
AMARGOS<br />
PEPTIDOS DE BAJO PESO MOLECULAR, NO<br />
AMARGOS<br />
FERMENTOS CEPAS NO AMARGAS FERMENTOS, CEPAS NO AMARGAS.<br />
PEPTIDOS DE MUY BAJO PESO MOLECULAR<br />
Y AMINOACIDOS NO AMARGOS<br />
ENZIMAS MICROBIANOS<br />
FERMENTOS<br />
No solo se usan los microorganismos para el control y <strong>producción</strong> <strong>de</strong> aromas, sino también los distintos<br />
enzimas que producen son utilizados con este fin. Se utilizan los microorganismos como fabricas <strong>de</strong> enzimas<br />
con distintas utilida<strong>de</strong>s, como acelerar procesos <strong>de</strong> maduración en quesería, proporcionar aromas diversos y<br />
característicos, etc.<br />
Casi todas las clases <strong>de</strong> enzimas se pue<strong>de</strong>n utilizar en la industria <strong>de</strong> la <strong>producción</strong> <strong>de</strong> aromas y sabores,<br />
aunque cada una <strong>de</strong> ellas presentara un <strong>de</strong>terminado mecanismo <strong>de</strong> elaboración, un aroma característico, una<br />
etapa <strong>de</strong> uso a<strong>de</strong>cuada y unas propieda<strong>de</strong>s concretas que hemos <strong>de</strong> conocer antes <strong>de</strong> su utilización.<br />
LIPASAS<br />
Usadas para aumentar el sabor <strong>de</strong> los quesos italianos, porque liberan ácidos grasos importantes en la<br />
composición <strong>de</strong> estos quesos. En otros casos, estos ácidos grasos liberados por estos enzimas microbianas<br />
actúan como sustrato metabólico <strong>de</strong> los microorganismos empleados en la fermentación y se consigue asi el<br />
aroma <strong>de</strong>seado. También estos enzimas se usan para la <strong>producción</strong> <strong>de</strong> aditivos alimenticios.<br />
***QUESOS DE PATA AZUL: Penicillium roquefortii, que atacan a los ácidos grasos liberados por las<br />
lipasas exógenas, dando metilcetonas que dan el olor característico <strong>de</strong> este tipo <strong>de</strong> quesos.<br />
***QUESOS CHEDDAR: Se acelera su proceso <strong>de</strong> maduración con lipasas microbianas <strong>de</strong> diverso origen.<br />
***ADITIVOS ALIMENTICIOS: Lipasas utilizadas en su fabricación. Por ejemplo:<br />
−−Nata o materia grasa <strong>de</strong> origen vegetal que se incuba con lipasas microbianas, esporas <strong>de</strong> Penicillium<br />
roquefortii y un fermento láctico, con una temperatura aproximada <strong>de</strong> 20 grados, durante 48 horas y con<br />
agitación mas o menos constante. Se <strong>de</strong>sarrolla asi el aroma roquefort. Después se mezcla, pasteuriza y se<br />
almacena.<br />
Es un método también utilizado en la elaboración <strong>de</strong> salsas, aliños o mahonesas.<br />
La composición aproximada que obtendremos será:<br />
16% <strong>de</strong> proteínas<br />
45% <strong>de</strong> agua<br />
18% <strong>de</strong> materia grasa<br />
22
2% <strong>de</strong> sal añadida<br />
ph aproximado <strong>de</strong> 5.7−5.8<br />
Como po<strong>de</strong>mos ver, las lipasas, son utilizadas en muchos procesos, para la obtención <strong>de</strong> distintos compuestos<br />
alimenticios, asi como para proporcionar el aroma característico <strong>de</strong> los diversos quesos.<br />
Estas enzimas también se utilizan en la industria cosmética por sus propieda<strong>de</strong>s en este campo. Las enzimas<br />
usadas en esta industria, en muchos <strong>de</strong> los casos, también provienen <strong>de</strong> microorganismos tratados<br />
a<strong>de</strong>cuadamente para conseguir la calidad y las características mas apropiadas <strong>de</strong>ntro <strong>de</strong> cada producto.<br />
Los procesos con enzimas, y sobre todo con lipasa, son numerosos y cada día se buscan mayores aplicaciones<br />
<strong>de</strong> estas proteínas microbianas, en muchos campos, y no solo en el cosmético o en el alimenticio.<br />
PROTEASAS<br />
Des<strong>de</strong> el punto <strong>de</strong> vista <strong>de</strong> la utilización <strong>de</strong> estas enzimas en la industria quesera esta aun en estudio, y existen<br />
algunos aspectos dudosos sobre su uso, sus propieda<strong>de</strong>s, sus ventajas y también sobre los posibles problemas<br />
que se le pue<strong>de</strong>n atribuir al uso <strong>de</strong> estas proteínas, ya que proporcionan en ocasiones ciertos sabores amargos.<br />
Actualmente, se busca la manera <strong>de</strong> que estas enzimas sirvan para aumentar la velocidad <strong>de</strong> procesos <strong>de</strong><br />
obtención <strong>de</strong> aromas por la interacción <strong>de</strong> las proteasas con otros enzimas o con distintas cepas <strong>de</strong> bacterias<br />
lácticas.<br />
Las perspectivas hoy en día, están puestas sobre el control <strong>de</strong> las mezclas <strong>de</strong> diversos enzimas, <strong>de</strong>l mismo o<br />
distinto origen microbiano, mas o menos purificados con anterioridad.<br />
PROCESOS DE ENCAPSULACION DE SISTEMAS EXOGENOS DE TIPO ENZIMATICO;<br />
Microcapsulas <strong>de</strong> lípidos o Lisosomas.<br />
Las Microcapsulas o los Lisosomas sirven para originar in situ el aroma <strong>de</strong>seado durante la <strong>producción</strong>,<br />
maduración, etc. <strong>de</strong>l articulo.<br />
Se han ensayado microcapsulas, con distintas especies para producir diversos aromas, y los estudios en este<br />
campo, continúan y avanzan cada día.<br />
Los lisosomas pue<strong>de</strong>n ser importantes para la quesería, ya que evitarían perdidas en el rendimiento <strong>de</strong> estas<br />
industrias. A<strong>de</strong>más, las proteasas encerradas en lisosomas, se liberan poco a poco y asi se pue<strong>de</strong>n evitar los<br />
acumulos <strong>de</strong> peptidos amargos. Estos liposomas se comportan <strong>de</strong> forma semejante a los microorganismos<br />
utilizados en estos procesos <strong>de</strong> <strong>producción</strong>, aunque el más mínimo movimiento <strong>de</strong>l equilibrio entre los<br />
distintos compuestos que originan el aroma y el sabor, pue<strong>de</strong>n llevarnos a la obtención <strong>de</strong> flavores<br />
<strong>de</strong>fectuosos y <strong>de</strong>sagradables.<br />
Las enzimas microbianas son muy utilizadas para obtener aromas en procesos <strong>de</strong> <strong>producción</strong> <strong>de</strong> distintos<br />
alimentos, y también para eliminar sabores <strong>de</strong>sagradables. Actualmente la línea básica <strong>de</strong> investigación se<br />
centra en los enzimas, en su aislamiento, su utilidad, etc. En las frutas y vegetales frescos se eliminan enzimas<br />
para evitar malos aromas y estas mismas proteínas sirven como precursores para obtener aromas <strong>de</strong> otros<br />
alimentos. Los enzimas microbianas pue<strong>de</strong>n originar aromas frescos en procesos <strong>de</strong> obtención <strong>de</strong> distintos<br />
productos.<br />
Cepas <strong>de</strong> Lactobacillus bulgaricus, producen cepas que aumentan la concentración <strong>de</strong>l sabor a vainilla, <strong>de</strong> los<br />
extractos vegetales que presenta vainillina. Este hecho se utiliza en la <strong>producción</strong> <strong>de</strong> yoghurt y otros alimentos<br />
23
similares.<br />
Los frutos cítricos presentan compuestos amargos. Algunos enzimas aislados <strong>de</strong> Coniella diplodiella, sirven<br />
para eliminar parte <strong>de</strong> este amargor en los productos obtenidos en base <strong>de</strong> estas frutas, reduciendo su pH sin<br />
alterar los <strong>de</strong>más componentes nutritivos que presentan. Por tanto, los enzimas aislados <strong>de</strong> microorganismos<br />
tienen un futuro prometedor <strong>de</strong>ntro <strong>de</strong> la industria <strong>de</strong> <strong>producción</strong> <strong>de</strong> aromas y saborizantes.<br />
PIRAZINAS Y DERIVADOS<br />
ORIGEN: Sintesis quimica, extraccion vegetal y microorganismos.<br />
** Presentan numerosos umbrales <strong>de</strong> percepciòn, según los racicales<br />
que presenten en su molécula. Tienen un olor caracteristico a tostado<br />
y a nuez, aproximadamente.<br />
** Se localizan en numerosos alimentos proporcionandoles el aroma<br />
caracteristico, a<strong>de</strong>más <strong>de</strong> otras propieda<strong>de</strong>s. Como ejemplo <strong>de</strong> estos<br />
productos cotidianos hemos <strong>de</strong> resaltar:<br />
QUESOS: Los quesos fundidos y el queso parmesano.<br />
VEGETALES CRUDOS: Guisantes, pimientos, granos <strong>de</strong><br />
café, cacao, e incluso en las nueces, a las cuales le dan ese olor<br />
tan caracteristico.<br />
PRODUCTOS CARNICOS.<br />
ALIMENTOS JAPONESES FERMENTADOS.<br />
PRODUCTOS COCIDOS Y/O TOSTADOS.<br />
OTROS PRODUCTOS: Vinagre, chocolate, sake, cerveza,<br />
etc.<br />
**En otros muchos articulos son <strong>de</strong>rivados <strong>de</strong> pirazina los causantes<br />
<strong>de</strong>l aroma, esto ocurre por ejemplo:<br />
2−metoxi−3−metilpirazina−−−−−−PALOMITAS DE MAIZ.<br />
Tetrametilpirazina−−−−−−−−−−−−−−−PICANTES.<br />
2−metoxi−3−isopropilpirazina OLOR A TIERRA,<br />
PATATAS.<br />
24
2−metil−6−etoxipirazin−−−−−−−−−−PIÑA AMERICANA.<br />
2,5−dimetilpirazina−−−−−−−−−−−−−−NUECES, HIERBA.<br />
2−metoxi−3−metilpirazina−−−−−−−PATATAS.<br />
** Las pirazinas y los compuestos <strong>de</strong>rivados, aparecen formando<br />
parte <strong>de</strong> numerosos aromas conocidos. También pue<strong>de</strong>n ser causa<br />
<strong>de</strong> olores <strong>de</strong>sagradables produccidos normalmente por el mal estado<br />
<strong>de</strong>l alimento y la proliferaccion <strong>de</strong> diferentes cepas <strong>de</strong> bacterias.<br />
COMPUESTOS AZUFRADOS<br />
Naturaleza, umbral <strong>de</strong> <strong>de</strong>tección <strong>de</strong> algunos compuestos azufrados encontrados en distintos quesos y el olor<br />
característico que proporcionan.<br />
COMPUESTOS AZUFRADOS UMBRAL DE DETECCION OLOR<br />
2−3−ditia−pentano 6.0 ajo<br />
2−4−ditia−pentano 60.0 ajo<br />
2−3−4−tritia−pentano 0.1 queso muy madurado<br />
S−metil−tioacetato 5.0 coliflor cocida<br />
S−metil−tiopropanoato 100.0 queso<br />
S−metil−tiobutirato 200.0 cebolleta<br />
S−metil−tio−3−metil−butirato 100.0 afrutado<br />
S−metil−tio−2−metil−butirato no <strong>de</strong>terminado fresa silvestre<br />
OLORES DESAGRADABLES<br />
Normalmente los olores <strong>de</strong>fectuosos <strong>de</strong> los productos fermentados proce<strong>de</strong>n <strong>de</strong> un control insuficiente <strong>de</strong> la<br />
calidad microbiología, aunque en ocasiones son las reacciones químicas espontaneas o los tratamientos<br />
tecnológicos equivocados, los que llevan a obtener estos aromas <strong>de</strong>sagradables. Como ejemplo <strong>de</strong> estos casos<br />
tenemos el sabor amargo que aparece en muchos quesos, tras un tiempo <strong>de</strong> almacenamiento o en el mismo<br />
proceso <strong>de</strong> elaboración.<br />
Cepas <strong>de</strong> Pseudomonas sp. , que causan olor <strong>de</strong> patata mohosa, o las cepas <strong>de</strong> algunas especies <strong>de</strong><br />
Streptococcus que provocan el olor a cocido o quemado en algunos productos lácteos.<br />
*Pseudomonas fluorescens−−−−−−−−−−−−− sabor a jabón o rancio<br />
*Pseudomonas fragi−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− molesto sabor afrutado en productos lácteos.<br />
MECANISMOS DE APARICION DEL SABOR AMARGO EN LOS QUESOS<br />
PARA LA CASEINA<br />
ENZIMA COAGULANTE<br />
FERMENTOS PROTEASAS DE LA LECHE,<br />
ENZIMA COAGUALANTE<br />
25
FERMENTOS, CEPAS AMARGAS<br />
PEPTIDOS DE ALTO PESO MOLECUAR, NO<br />
AMARGOS<br />
ENZIMA COAGULANTE ENZIMA COAGULANTE<br />
PEPTIDOS DE BAJO PESO MOLECULAR,<br />
AMARGOS<br />
PEPTIDOS DE BAJO PESO MOLECULAR, NO<br />
AMARGOS<br />
FERMENTOS CEPAS NO AMARGAS FERMENTOS, CEPAS NO AMARGAS.<br />
PEPTIDOS DE MUY BAJO PESO MOLECULAR<br />
Y AA' NO AMARGOS<br />
SABOR AMARGO<br />
FERMENTOS<br />
***Productos <strong>de</strong> soja tratados con proteasas que producen este sabor. Para impedirlo se usan proteínas<br />
carboxipeptidasa <strong>de</strong> Aspergillus sp. También sirve esta especie <strong>de</strong> hongo para la eliminación <strong>de</strong>l sabor amargo<br />
en los zumos cítricos, principalmente en el <strong>de</strong> pomelo.<br />
***Los quesos por la acción proteolitica, la maduración, etc., pue<strong>de</strong>n dar este <strong>de</strong>sagradable sabor amargo,<br />
<strong>de</strong>bido a los peptidos que presentan y que se han <strong>de</strong>sarrollado por estas causas. Para evitar su aparición<br />
existen diversos procesos como por ejemplo:<br />
− Aumento <strong>de</strong> temperatura <strong>de</strong> cocción <strong>de</strong> la leche durante la fabricación para que disminuya el cuajo. Si la<br />
temperatura la elevamos antes <strong>de</strong> la fabricación ocurre lo contrario, es <strong>de</strong>cir, que aumenta el cuajo y con él los<br />
peptidos causantes <strong>de</strong>l sabor amargo.<br />
− Si aumentamos la concentración <strong>de</strong> sal, se disminuye el amargor.<br />
No solo los peptidos amargos producidos por los enzimas coagulantes durante el proceso <strong>de</strong> elaboración <strong>de</strong>l<br />
queso, son los únicos causantes <strong>de</strong> este sabor, ya que existen cepas lácticas con proteasas en su membrana que<br />
dan este tipo <strong>de</strong> sabor, aunque otras bacterias <strong>de</strong> este tipo sirven para combatir el aroma y sabor amargo <strong>de</strong><br />
estos quesos por que hidrolizan las proteínas que lo originan<br />
**Sabores <strong>de</strong>fectuosos <strong>de</strong>l vino y <strong>de</strong> algunos zumos <strong>de</strong> frutas causados por moléculas <strong>de</strong> diacetil, producidas<br />
como consecuencia <strong>de</strong>l metabolismo bacteriano.<br />
ENZIMAS MICROBIANOS<br />
LIPASAS<br />
Aumentan el aroma <strong>de</strong> los quesos italianos don<strong>de</strong> los ácidos grasos libres son importantes para su sabor<br />
característico.<br />
***QUESOS DE PATA AZUL: Penicillium roquefortii, que atacan a los ácidos grasos liberados por las<br />
lipasas exógenas, dando metilcetonas que dan el olor característico <strong>de</strong> este tipo <strong>de</strong> quesos.<br />
***QUESOS CHEDDAR: Se acelera su proceso <strong>de</strong> maduración con lipasas microbianas <strong>de</strong> diverso origen.<br />
***ADITIVOS ALIMENTICIOS: Lipasas utilizadas en su fabricación. Por ejemplo:<br />
−−Nata o materia grasa <strong>de</strong> origen vegetal que se incuba con lipasas microbianas, esporas <strong>de</strong> Penicillium<br />
roquefortii y un fermento láctico, con una temperatura aproximada <strong>de</strong> 20 grados, durante 48 horas y con<br />
agitación mas o menos constante. Se <strong>de</strong>sarrolla asi el aroma roquefort. Después se mezcla, pasteuriza y se<br />
almacena.<br />
26
Es un método también utilizado en la elaboración <strong>de</strong> salsas, aliños o mahonesas.<br />
PROTEASAS<br />
**Acelerar procesos <strong>de</strong> obtención <strong>de</strong> aromas por interacción con otros enzimas o con distintas cepas <strong>de</strong><br />
microorganismos.<br />
**Encapsulaciòn en microcapsulas <strong>de</strong> lípidos o lisosomas para generar in situ, los aromas. Evitan la perdida<br />
<strong>de</strong> rendimiento en la industria quesera por que se eliminan poco a poco y asi no se acumulan peptidos<br />
amargos. Su comportamiento es semejante al <strong>de</strong>l microorganismo usado durante el proceso <strong>de</strong> elaboración <strong>de</strong>l<br />
queso.<br />
**El inconveniente que presentan los lisosomas es que la mínima perdida <strong>de</strong>l equilibrio entre las sustancias<br />
<strong>aromatizantes</strong> y saborizantes, pue<strong>de</strong>n llevarnos a flavores <strong>de</strong>fectuosos.<br />
**Enzimas <strong>de</strong> Lactobacillus bulgaricus Aumentar la concentración <strong>de</strong> sabor a vainilla, en los extractos<br />
vegetales que tienen vainillina.<br />
**Enzimas <strong>de</strong> Coniella diplodiella Eliminar parte <strong>de</strong>l amargor en los productos obtenidos a base <strong>de</strong> frutas<br />
cítricas, sin alterar otros compuestos nutritivos.<br />
MULTIPLICIDAD TEORICA DE LAS ETAPAS QUE CONDUCEN A LOS AROMAS<br />
Cada etapa variará en función <strong>de</strong>l pH, <strong>de</strong> la salinidad, <strong>de</strong>l potencial redox, <strong>de</strong>l contenido <strong>de</strong> agua y <strong>de</strong> la<br />
temperatura, entre otros parámetros.<br />
LOS PRIMEROS ENZIMAS O<br />
MICROORGANISMOS DEL PROCESO.<br />
LOS SEGUNDOS MICROORGANISMOS<br />
UTILIZADOS EN EL PROCESO.<br />
REACCIONES QUÍMICAS O USO DE<br />
OTROS MICROORGANISMOS.<br />
COMPUESTOS IMPLICADOS EN EL AROMA:<br />
Alcoholes Cetonas Fenoles<br />
Al<strong>de</strong>hidos Lactonas Aminas<br />
Acidos Heterociclos aromáticos<br />
Aminoácidos Hidrocarburos terpenicos<br />
Peptidos Hidrocarburos bencenicos<br />
Compuestos azufrados.<br />
27
POSIBLES PRECURSORES DE PIRAZINAS<br />
PIRAZINAS POSIBLES PRECURSORES<br />
2−metoxi−3−isopropil Valina + glioxal<br />
2−metoxi−3−secbutil Isoleucina + glioxal<br />
2−metoxi−3−isobutil Leucina + glioxal<br />
2−metoxi−3−isopropil−5−metil Valina + piruval<strong>de</strong>hido<br />
2,6−dimetoxi−3−isopropil−5−metil Valina + piruvato<br />
Compuestos azufrados a partir <strong>de</strong> metanotiol:<br />
.<br />
VIA METABOLICA PARA OBTENER MENTOL<br />
L−MENTOL L−MENTIL<br />
DH(50%) (40%) E 1 ACETATO<br />
1−MENTONA<br />
DH (50%)<br />
D−NEOMENTOL D−NEOMENTIL<br />
(5%) E 2 GLUCOSIDO<br />
E 1−−−−− ACETIL TRANSFERASA<br />
E 2−−−−− GLUCOSIL TRANFERASA<br />
COMPUESTOS<br />
−Alcoholes.<br />
−Compuestos azufrados.<br />
−Pirazinas.<br />
−Terpenos: Menthol Utilización <strong>de</strong> microorganismos para separar isómeros ópticos.<br />
−Lactonas.<br />
−Ésteres.<br />
−Maltosas<br />
−Otros compuestos flavónicos para separar sabores:<br />
−Diacetilos<br />
28
−Microorganismos productores <strong>de</strong> enzimas para aumentar el sabor y aroma.<br />
TABLA<br />
• Soja.<br />
• Vainillina.<br />
• Cítricos.<br />
Brevibacterium<br />
−B. linens<br />
Pseudomonas<br />
−P. Aeruginosa<br />
Corynobacterium<br />
−C. Glutamicum y C. Mutans<br />
Streptococcus<br />
−S. lactis<br />
Streptomyces Aerobacter<br />
Candida Arthrobacter<br />
Bacillus Nocardia<br />
Trycho<strong>de</strong>rma Torulopsis<br />
Pseudomonas<br />
Geotrichum<br />
−G. Candidum.<br />
Rhodotorula<br />
Mycobacterium<br />
Rhizopus<br />
Hansenula<br />
−Sarcina lútea.<br />
Sacharomyces<br />
−S.. cerevisiae<br />
Trycho<strong>de</strong>rma<br />
Compuestos<br />
azufrados<br />
Pirazinas<br />
Terpenos<br />
Lactonas<br />
29
−T. viri<strong>de</strong><br />
Sporobolomyces<br />
−S. odorus<br />
Pseudomonas<br />
−P. Fragi<br />
Streptococcus<br />
−S. Lactis subesp diacety<br />
Lactobacillus<br />
OTROS COMPUESTOS<br />
Streptococcus<br />
−S. Lactis subesp maltigenes<br />
Lactobacillus<br />
−L. Maltaromicus.<br />
Leuconostoc<br />
−L. <strong>de</strong>xtranicum<br />
−L. Citrovorum<br />
Streptococcus<br />
−S. Lacti subesp diacetylactis<br />
−S. cremonis<br />
MICROORGANISMOS ENZIMATICOS PARA AUMENTAR LOS SABORES<br />
Aspergillus<br />
Lactobacillus<br />
− L. Bulgaricus<br />
Aspergillus<br />
−A. Niger<br />
Arthrobacter<br />
−A. Globiformis<br />
METABOLITOS DE Aspergillus sp., USADOS EN PROCESOS ALIMENTICIOS.<br />
Ésteres<br />
Maltosa<br />
Diacetilos<br />
Soja<br />
Vainillina<br />
Cítricos<br />
30
COMPUESTOS ESPECIES USO<br />
Ac. citrico A. niger<br />
Carnes, bebidas sin alcohol,<br />
caramelos, lácteos, etc.<br />
Ac. gluconico A.niger Postres, pan, refrescos, etc.<br />
Ac.malico A. sp. Jamón, gelatinas, etc.<br />
Ac. itaconico A. terreus, A. itaconicus Residuos contaminantes, etc.<br />
Ac. tartarico A. niger, A.griseus Bebidas carbonatadas, etc.<br />
Alfa−amilasas A. oryzae, A. niger<br />
Glucosa oxidasas−catalasas A. niger<br />
Chocolate, levaduras <strong>industrial</strong>es,<br />
etc.<br />
Productos <strong>de</strong> huevo, cervezas,<br />
vinos, mahonesas.<br />
Naringinasas A.niger Zumos <strong>de</strong> pomelo etc.<br />
Pectidasas A. niger Zumos <strong>de</strong> frutas, vino etc.<br />
BIBLIOGRAFIA<br />
*ADVANCES IN APPLIED MICROBIOLOGY, VOLUME 29<br />
Production of Flavor Compounds by Microorganisms<br />
G. M. KEMPLER,<br />
Nabisco Brands, INC., Wilton, Connnecticut.<br />
*Microbiología Alimentaria.<br />
El control <strong>de</strong> los flavores<br />
ED: Acribia S.A.<br />
M. Desmazeaud, J. Adda<br />
*El maravilloso mundo <strong>de</strong> los aromas.<br />
Discurso <strong>de</strong> León Villanúa<br />
*http//www.intr.net/mercosur/res4693.htm<br />
* Microbiología alimentaria II<br />
Alimentos fermentados<br />
ED: Acribia S.A.<br />
C.M. Bourgeois<br />
J.P. Larpent<br />
*Biology of Industrial microorganisms<br />
31
ED: De Benjamin − Cummings Co.−NC<br />
A.L. Demain<br />
N.A. Solomon<br />
1<br />
47<br />
PROTEINAS, LIPIDOS O AZUCARES QUE ACTUAN DE SUSTRATO.<br />
AMINOACIDOS, ACIDOS GRASOS O COMPUESTOS CARBONILICOS.<br />
DERIVADOS DE LOS COMPUESTOS ANTERIORES.<br />
PRODUCTOS CON AROMA.<br />
CH3SH o CH4SO CH3−S−S−CH3 (disulfuro <strong>de</strong> dimetilo)<br />
Reacciones <strong>de</strong> con<strong>de</strong>nsación<br />
CH3 −S−S−S−CH3 (2−3−4−tritiapentano)<br />
2 CH3−SH + H−CHO CH3−S−CH2−S−CH3 (2−4−diatiapentano)<br />
Reacciones <strong>de</strong> adicción<br />
CH3−SH + R−COOH CH3−S−CO−R (metil− esteres)<br />
Reacciones <strong>de</strong><br />
Tioesterificacion.<br />
*EJEMPLOS DE FORMACION DE COMPUESTOS AROMATICOS AZUFRADOS ENCONTRADOS EN<br />
LOS QUESOS A PARTIR DE METANOTIOL.<br />
l−mentol l−mentol acetato<br />
(40%) Acetiltransferasa (10%)<br />
Dehidrogenasa<br />
(50%)<br />
1−Mentona<br />
Deshidrogenasa<br />
d−neomentol d−Neomentil glucosido<br />
(5%) glucosil (45%)<br />
32
tansferasa<br />
LECHE DESCREMADA CON UN 45−50% MATERIA SECA POR ULTRAFILTRACIÓN<br />
CH3SH o CH4SO CH3−S−S−CH3 (disulfuro <strong>de</strong> dimetilo)<br />
Reacciones <strong>de</strong> con<strong>de</strong>nsación<br />
CH3 −S−S−S−CH3 (2−3−4−tritiapentano)<br />
2 CH3−SH + H−CHO CH3−S−CH2−S−CH3 (2−4−diatiapentano)<br />
Reacciones <strong>de</strong> adicción<br />
CH3−SH + R−COOH CH3−S−CO−R (metil− esteres)<br />
Reacciones <strong>de</strong><br />
Tioesterificacion.<br />
*EJEMPLOS DE FORMACION DE COMPUESTOS AROMATICOS AZUFRADOS ENCONTRADOS EN<br />
LOS QUESOS A PARTIR DE METANOTIOL.<br />
PRODUCTOS CON AROMA.<br />
DERIVADOS DE LOS COMPUESTOS ANTERIORES.<br />
AMINOACIDOS, ACIDOS GRASOS O COMPUESTOS CARBONILICOS.<br />
PROTEINAS, LIPIDOS O AZUCARES QUE ACTUAN DE SUSTRATO.<br />
33