Efeito combinado da pressão e da temperatura na produção de Kefir

Abstract

O kefir e uma bebida lactea levemente gaseificada, com baixo teor alcoolico e de consistencia cremosa. Esta bebida e produzida a partir de graos de kefir ou culturas starter que podem consistir numa mistura de bacterias acido-lacticas, bacterias acido-aceticas e leveduras, caracterizando-se por apresentar um pH entre 4,2 - 4,6. Este trabalho teve como objetivo estudar o efeito combinado da pressao e da temperatura no processo de fermentacao de kefir. Para isso, a fermentacao foi realizada sob diferentes combinacoes de pressao e temperatura (7, 15, 30 e 50 MPa a . 17 oC e a 15 e 50 MPa a 25 e 32 oC), sendo monitorizada a variacao de pH, a acidez titulavel, a concentracao de acucares redutores e a concentracao de acido lactico. A temperatura ambiente (. 17 oC) os resultados revelaram que o aumento da pressao reduziu a velocidade fermentativa, uma vez que se verificou uma variacao mais lenta do pH, da acidez titulavel e da concentracao de acucares redutores ao longo da fermentacao, sendo que a 50 MPa quase nao ocorreu fermentacao. No entanto, quando a fermentacao foi realizada a 7 e a 15 MPa foi possivel atingir o pH caracteristico de kefir. Observou-se ainda que a concentracao de L-acido lactico aumentou ao longo do tempo de fermentacao, sendo que na fermentacao a 7 MPa atingiram-se valores semelhantes aos obtidos na fermentacao a pressao atmosferica. Adicionalmente, quando se aumentou a temperatura de fermentacao (25 e 32 oC), os resultados revelaram um aumento da velocidade fermentativa comparativamente com a fermentacao realizada a temperatura ambiente. No que diz respeito a acidez titulavel, concluiu-se que o aumento da temperatura provocou um aumento da velocidade de formacao de produto (quantificada como acidez titulavel, expressa em acido lactico). Pela analise cinetia, concluiu-se que a pressao diminuiu a velocidade das reacoes envolvidas na fermentacao de kefir. O aumento da temperatura de fermentacao conduziu a uma diminuicao do volume de ativacao (Va), indicando aasim que o processo fermentativo ficou menos sensivel a pressao. Por outro lado, o calculo da energia de ativacao (Ea) mostrou que, em geral, o aumento da pressao levou a que as reacoes de fermentacao do kefir se tornassem mais sensiveis a temperatura (Ea maior). Em conclusao, este estudo mostrou que o efeito combinado da pressao e da temperatura conduziu a alteracoes nos parametros cineticos do processo fermentativo. Sob pressao a combinacao de pressao/temperatura que resultou numa fermentacao mais rapida e numa maior producao de acido foi a 15 MPa/32 oC. Tanto quanto foi possivel encontrar na literatura, este e o primeiro trabalho que estuda o efeito combinado da pressao e da temperatura no processo fermentativo.

Kefir is a lightly carbonated, low-alcohol and creamy consistency dairy beverage. It is produced from kefir grains or starter cultures that consist in a mixture of lactic acid bacteria, acetic acid bacteria and yeasts, characterized by having a pH between 4.2 - 4.6. The main purpose of present study was to evaluate the combined effect of pressure and temperature on the fermentation process of kefir production. Thus, fermentation was performed under different pressure and temperature combinations (7, 15, 30 and 50 MPa at ≈ 17 ºC, 15 and 50 MPa at 25 and 32 ºC) and was monitored through variation of pH, titratable acidity, reducing sugars concentration and lactic acid concentration. At room temperature (≈ 17 ºC) the results revealed that the increase of pressure reduce the fermentative rate, since there was a slower variation of pH, titratable acidity and reducing sugars concentration during fermentation time and at 50 MPa there was almost no fermentation. However, when fermentation was carried out at 7 and 15 MPa it was possible to reach the kefir characteristic pH. Besides, it was observed that L-lactic acid concentration increased over fermentation time, and fermentation at 7 MPa reached similar values to those obtained in fermentation at atmospheric pressure. Additionally, when fermentation temperature was increased (25 and 32 ºC), occurred an increase in fermentative rate when compared to fermentation at room temperature. Concerning to titratable acidity, it was concluded that the temperature increase caused an raise in product production rate (quantified as titratable acidity, expressed as lactic acid). Though kinetic analyses, it was concluded that pressure slowed down the reactions involved in kefir fermentation. The increase of fermentation temperature led a decreased in the activation volume (Va), indicating that fermentative process was less sensitive to pressure. On the other hand, the determination of activation energy (Ea) showed that, in general, increase of pressure became the reactions more sensitive to temperature (higher Ea). In conclusion, this study indicated that the combined effect of pressure and temperature led to changes in kinetics parameters of kefir fermentation. Under pressure the pressure/temperature combination that resulted in a faster fermentation and a higher acid production was 15 MPa/32 ºC. As much as possible, in the literature, this is the first work to study the combined effect of pressure and temperature on the fermentation process.