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Leveduras como ingrediente na indústria alimentícia

Nos últimos 200 anos, e ainda hoje, a levedura é bem conhecida por sua aplicação na fabricação de cerveja, fermentação alcoólica, vinificação e panificação. É uma fonte inesgotável de novos ingredientes e aditivos alimentícios, com excelentes propriedades funcionais e nutricionais, que agora, através do uso de técnicas inovadoras de elaboração e fracionamento provenientes principalmente da biotecnologia, se tornaram cada vez mais presentes.

As leveduras são encontradas em uma variedade de habitats, desde desertos até a Antártica, às vezes comumente associadas a insetos, flores, solo, plâncton, etc. Sua capacidade ilimitada de metabolizar açúcares simples, como hexoses e pentoses, ácidos orgânicos, fenóis, hidrocarbonetos, etc., e sua capacidade de produzir álcoois, gorduras, proteínas heterólogas, enzimas e uma miríade de outros produtos, permite que sobrevivam às condições mais adversas.

A história da levedura está profundamente enraizada na história. É o microrganismo mais antigo e mais conhecido, especialmente do gênero Saccharomyces. Por volta de 6000 a.C., a levedura era usada pelos egípcios, e séculos depois pelos romanos, em bebidas semelhantes à cerveja, vinho e pão. A vinificação estava confinada à região mediterrânea, onde um clima mais temperado favorecia o desenvolvimento dos vinhedos, enquanto as florestas mais sombreadas da Europa central e seus campos abertos ofereciam vantagens evidentes para as culturas de cereais, entre as quais a cevada era usada para a produção de cerveja. Essas diferentes formas de fermentação do etanol se espalharam pelo mundo. No século 17, a ciência começou a desvendar o metabolismo da levedura e os primeiros microscópios do mundo ajudaram a desvendar as criaturas que, em 1680, foram descritas como “animálculos”, e que 200 anos depois foram associados com as observações bioquímicas da fermentação de açúcares em álcool.

Embora outros cientistas tenham estudado a levedura, em 1876, Louis Pasteur descreveu técnicas de cultura pura que foram aprimoradas e usadas na indústria cervejeira. Logo surgiu uma indústria completamente nova, primeiro baseada em amilases e proteases e suas aplicações e, posteriormente, em uma ampla gama de aplicações nas áreas farmacêutica, alimentícia e ambiental. A palavra enzima foi adotada para descrever uma proteína isolada de células de natureza diferente, que por si mesma catalisaria uma mudança em um substrato para um produto ou produtos sob condições fisiológicas.

Hoje, enzimas, bem como outros componentes microbianos, são isolados de plantas, animais, bactérias, fungos filamentosos e, claro, de leveduras.

A levedura de grau alimentício mais popular é a Saccharomyces cerevisiae, também conhecida como fermento de padeiro, usada em todo o mundo para a produção de pão e vários produtos de panificação. Suas linhagens selecionadas também são aplicadas em cervejarias, vinícolas e destilarias para a produção de cerveja, vinho e bebidas destiladas.

As cepas de Saccharomyces cerevisiae produzem o fermento de padeiro fresco, que consiste em aproximadamente 30% a 33% de materiais secos, 6,5 a 9,3% de nitrogênio, 40,6% a 58% de proteínas, 35% a 45% de carboidratos, 4% a 6% de lipídios, 5% a 7,5% de minerais e várias quantidades de vitaminas, dependendo do tipo e das condições de crescimento. Comercialmente, se apresenta na forma líquida, cremosa, comprimida e como fermento seco ativo, sendo a forma comprimida a mais usada, consistindo em apenas uma espécie de levedura, a Saccharomyces cerevisiae.

Cepas especiais de Saccharomyces cerevisiae também são usadas para a produção de leveduras secas, ativas ou instantâneas. O fermento seco ativo consiste em grãos ou células de levedura viva com poder de fermentação, enquanto o fermento seco instantâneo geralmente se apresenta na forma de partículas finas que não requerem reidratação antes do uso. Ao contrário da levedura seca ativa, a forma seca inativa é um produto sem propriedades fermentativas, usado para o condicionamento das propriedades da massa na panificação ou para o desenvolvimento de sabor característico.

A massa azeda, usada como cultura inicial para fermentar o pão, é uma mistura de farinha e água, contendo leveduras e bactérias do ácido láctico. O uso de massa azeda apresenta importantes vantagens em comparação com o fermento de padeiro, como o desenvolvimento de sabor e textura característicos e extensão do tempo de preservação através da produção in situ de compostos antimicrobianos. A massa azeda é produzida comercialmente utilizando várias combinações de leveduras e bactérias, sendo usadas para o condicionamento da massa, melhoria do tempo de preservação e desenvolvimento de pães e produtos de panificação com propriedades organolépticas especiais.

A levedura de cepas de Saccharomyces cerevisiae, ou fermento de padeiro, é usada para processos de panificação e confeitaria em todo o mundo.

A levedura contribui na fabricação dos produtos de panificação não apenas para o aumento do volume da massa, mas também para a produção de compostos aromáticos. Devido a atividade das leveduras, os compostos aromáticos são formados amplamente na migalha do pão, sendo os mais abundantes os álcoois, aldeídos e 2,3-butanodiona (diacetil), 3-hidroxi-2-butanona (acetoína) e ésteres. Os compostos voláteis responsáveis pelas propriedades aromáticas da massa e precursores do aroma são produzidos pelas reações térmicas durante o cozimento. No decorrer da fermentação da massa realizada por leveduras, o fenômeno químico dominante é a fermentação do álcool.

Já as espécies Saccharomyces uvarum e a Saccharomyces cerevisiae, são culturas de levedura produzidas industrialmente para o setor cervejeiro. A Saccharomyces uvarum, anteriormente conhecida como Saccharomyces carlsbergensis, é usada na produção de vários tipos de cerveja com fermentação de fundo (quando a levedura se desenvolve no fundo dos tanques de fermentação), e a Saccharomyces cerevisiae conduz a fermentação de topo (quando a fermentação ocorre no topo do recipiente fermentador). As leveduras de fermentação superior são usadas para a produção de cervejas, cervejas de malte, cervejas de trigo etc., e as leveduras de fermentação inferior são usadas para produção de cervejas tipo Pilsners, Bocks, licores de malte, etc. As preparações inativas de levedura cervejeira, feitas a partir de levedura inativa e outros ingredientes especiais, são produzidas comercialmente para serem usadas como nutrientes para reiniciar ou evitar fermentações lentas e menos intensas.

Uma grande variedade de culturas de leveduras puras, principalmente Saccharomyces (Saccharomyces cerevisiae, Saccharomyces bayanus, Saccharomyces uvarum, Saccharomyces oviformis, Saccharomyces carlsbergensis, Saccharomyces chevalieri, Saccharomyces diastaticus, Saccharomyces fructuum, Saccharomyces pasteurianus, Saccharomyces sake, Saccharomyces vini, etc.) são produzidos industrialmente para uso em fermentações induzidas de vinho, de acordo com as demandas industriais de eficiência e produtividade da fermentação. O tipo adequado de levedura é selecionado em relação a área geográfica, clima, tipo de uva e qualidade organoléptica desejável do produto (sabor, aroma, cor, teor de tanino e glicerol, etc.). Culturas de leveduras puras também são usadas para conduzir tipos específicos de fermentações, como a fermentação em garrafa de champanhe e vinhos espumantes, ou para tratar fermentações paradas e menos intensas.

As leveduras são usadas também para a produção industrial de bebidas espirituosas (conhaque, uísque, rum, tequila etc.). Geralmente, são isolados de fermentações industriais de polpas de frutas e melaço de beterraba ou cana-de-açúcar. Sua seleção depende das propriedades desejadas do produto, incluindo sabor, rendimento de álcool, produtividade e outras características tecnológicas.

As leveduras para produção de bebidas espirituosas devem exibir baixa formação de espuma, alta tolerância ao estresse e alto rendimento de álcool. Também devem formar quantidades controladas de ésteres etílicos, aldeídos, ácidos graxos e álcoois superiores, o que é um pré-requisito importante para a produção de produtos de destilação de boa qualidade. Devem ser capazes de fermentar vários substratos, como milho, cevada, trigo, batata, etc., bem como realizar fermentações rápidas com alta produtividade e baixos custos de produção, além de tolerar altas temperaturas, pressões osmóticas e concentrações de álcool.

Embora as leveduras cervejeiras contenham compostos residuais de aroma de cerveja (principalmente constituintes do lúpulo), são comumente usadas para a produção comercial de extrato de levedura de grau alimentício, destinada ao uso como complemento em alimentos para humanos e animais e como intensificador de sabor.

O extrato de levedura é o produto da digestão enzimática dos constituintes celulares da levedura por enzimas endógenas e exógenas. É rico em peptídeos, aminoácidos, nucleotídeos e vitaminas, sendo adequado para uso como complemento em meios de cultura.

As leveduras são microorganismos também importantes na microbiologia do vinho. A biotransformação dos açúcares da uva em etanol, dióxido de carbono e vários produtos secundários é um processo complexo e as leveduras são responsáveis por essa conversão.

As principais atividades das leveduras na fermentação do vinho são a conversão rápida, completa e eficiente dos açúcares da uva em etanol e carbono óxido; influenciar a qualidade das uvas antes da colheita por biocontrole de bolores; biocatálise de componentes neutros da uva em compostos ativos de sabor; produção de metabólitos secundários, como ésteres, ácidos, álcoois, aldeídos, cetonas, polióis e compostos voláteis de enxofre, que afetam diretamente o sabor do vinho, sem o desenvolvimento de sabores indesejáveis.

Além das principais aplicações citadas, as leveduras são amplamente utilizadas em alimentos fermentados à base de carne e de laticínios.

Márcia Fani

Editora








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