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INVESTIGACIÓN UNIVERSITARIA MULTIDISCIPLINARIA - AÑO 8, No8, DICIEMBRE 2009
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Ciencia y Tecnología
qué durante la fermentación adicionada con cloruro de sodio (ver figuras 1, 4 y 5) se presentan aumentos en la concentración de azúcares. Sin embargo, el es- tudio muestra que la producción de ácido láctico es pequeña como se muestra en la figura 3, por lo que también se ha considerado que la actividad enzimá- tica puede influir en la hidrólisis de polisacáridos que aún están presentes en el jugo, debido a que éste no fue filtrado (Guyot, Calderón, y Marlon-Guyot, 2000).
La generación de ácido láctico a partir de la respi- ración anaeróbica (o fermentación) se muestra en la figura 3 y su efecto en el resto de los parámetros en las figuras 4 y 5; la mejor producción se observó en la fermentación adicionada con cloruro de sodio. En la fermentación control, no se observa este com- portamiento, debido a que en el transcurso de cada fermentación se presenta disminución de acidez en algunas ocasiones como en la adicionada con sal. Lactobacillus plantarum es una bacteria homo fer- mentativa que juega un papel importante debido a su alta producción de ácido láctico (Nabais y Malcata, 1997a,b); sin embargo, aun cuando el control no alcan- zó su máxima producción en el corto tiempo, después de las 200 horas rebasa el máximo alcanzado por el adicionado con sal.
La generación de acidez durante las fermentaciones es importante porque muestra una acción antimi- crobiana natural y no permite la invasión de otros microorganismos, tales como hongos y levaduras. (Nabais y Malcata, 1997 a, b; Leal-Sánchez, Jiménez- Díaz, Maldonado-Barragán, Garrido-Fernández y Ruiz-Barba, 2002).
Es importante un incremento en la acidez porque el pH desciende rápidamente durante la fermentación y brinda calidad al producto final. Sin embargo, si la acidez baja el pH menor a 3.6 es indeseable para el aspecto sensorial provocando pérdida de carote- noides, es decir, el vegetal comienza a perder color siendo un problema para la apariencia organolép- tica (Gibas, 1987; Ruiz-Barba, Cathcart, Warner y Jiménez-Díaz, 1994; Karovicova y Kohajdova, 2003; Ji, Ji, Li y Han, 2007).
Tanto el consumo del sustrato (azúcares) así como la generación de acidez, dependen del crecimiento de la biomasa y como en cualquier proceso biológico la idealidad se aleja considerablemente de la realidad. En la figura 2 se muestra un crecimiento de la bio- masa en cada fermentación; la fermentación control muestra un incremento máximo aproximadamente a
las 50 horas, pero después desciende casi a la misma cantidad de biomasa inicial. La fermentación con cloruro de sodio mostró un mejor crecimiento, se observa que no hubo fase de adaptación (lag), pero sí una fase exponencial, estacionaria y de decaimien- to. No obstante, no hubo un buen rendimiento en cuanto al consumo de sustrato y la producción de acidez (ver figura 5).
El comportamiento del crecimiento de la fermen- tación control es similar a lo reportado por Lu et al. (2002) y Lu, Fleming y McFeeters (2001). Ellos emplea- ron también Lactobacillus plantarum para fermentar jugo de pepino durante 40 días, mostrando un incre- mento considerable en los primeros cinco días y des- pués descendiendo rápidamente. El descenso rápido se debe a la disminución de pH y por consecuente a la generación de productos de inhibición, limitación de nutrientes o la combinación de estos factores. En este caso, el producto de inhibición más abundante es el ácido láctico, el cual cambia considerablemente el medio que rodea al microorganismo: en la figura 4 y 5 se observan las gráficas de cada fermentación en las que se indican el análisis de la producción de la acidez, crecimiento microbiano y consumo de sustrato. Por su parte, la fase de decaimiento de la biomasa inicia cuando aumenta la generación de acidez en el medio.
Muchos autores que han realizado fermentaciones lácticas de vegetales han cuantificado esta bacteria por unidades formadoras de células, pero debido a la complejidad de su comportamiento esta evaluación se torna confusa. Ruiz-Barba et al. (1994) realizó un estudio empleando Lactobacillus plantarum LPCO10, en el cual encontró que la generación de acidez y la producción de bacteriocinas (no analizadas en este trabajo) determinan la inhibición de la bacteria láctica. La tolerancia a la acidez de Lactobacillus plantarum, de acuerdo con Kheadr (2006), después de 90 minutos de fermentación es bastante amplia. Sin embargo, el descenso del crecimiento es inevitable.
El análisis de la cinética microbiana provee una herramienta apropiada para investigar los meca- nismos de reacciones bioquimicas. El control de los bioprocesos sugiere consideraciones fisicas y quimicas para optimizar los procesos; sin embargo, no es sencilla su evaluación debido a la complejidad dinámica de los bioproocesos; esto promueve que en investigaciones subsecuentes se puedan generar modelos que describan los comportamientos de las fermentaciones ácido-lacticas y así poder estimar sus parámetros cinéticos.