Aplicação de bactérias ácido láticas selecionadas para obtenção de sourdough tipo III por diferentes métodos de desidratação

2026-11-03T17:08:33Z

Aplicação de bactérias ácido láticas selecionadas para obtenção de sourdough tipo III por diferentes métodos de desidratação De Marco, Ivan A fermentação sourdough, a partir da microbiota autóctone (sourdough tipo I) é uma das técnicas mais antigas da humanidade para obtenção de panificados. Em escala industrial, esse processo é substituído por cepas conhecidas e selecionadas (sourdough tipo II), garantindo um sourdough padronizado e sem flutuações na qualidade dos panificados. O sourdough tipo III é obtido principalmente pela desidratação do tipo II, facilitando sua aplicação, armazenamento e transporte. O sourdough tipo III pode ser usado como agente fermentador, mas também como agente tecnológico para conferir aromas e sabores diferenciados ao produto final. Nesta tese, o objetivo foi utilizar três combinações de bactérias ácido lácticas (BAL) selecionadas, incluindo bactérias homo e heterofermentativas, para produzir sourdough tipo III a partir dos métodos de desidratação, liofilização, atomização por spray-drying e cast-tape-drying (CTD). O processo de liofilização ocorreu a 15 Pa a -55 °C, enquanto no spray-drying utilizaram-se os parâmetros de temperatura de entrada de 130 °C, de saída de 56 °C, vazão de ar de 35 m³.h-1 e taxa de alimentação de 9,5 mL.min-1. Já no CTD a espessura de espalhamento foi de 1 mm, e as temperaturas de secagem foram de 50, 70, 80 e 90 °C. Todos os pós apresentaram umidade abaixo de 5,5% e atividade de água (aw) menor que 0,35. O pH dos produtos não foi alterado pelos métodos de secagem, porém, a acidez total titulável dos sourdough tipo III foram impactadas pela secagem em CTD a 90 °C. A liofilização preservou os teores de ácidos lático e acético quando comparado ao sourdough tipo II. Enquanto a atomização e o CTD mostraram reduções significativas desses ácidos, devido às temperaturas de secagem aplicadas que podem causar vaporização dos ácidos. Os quocientes de fermentação (QF), representados pela fração ácido lático/ácido acético, apresentaram médias de 2,14 para liofilização, 1,57 para spraydrying e 2,45 para CTD, dentro da faixa ideal sugerida pelo estado da arte para obtenção de um produto aromático. A liofilização preservou a contagem de BAL após a secagem ( média de 9,0 log UFC.g-1) reduzindo para 7,0 log UFC.g-1 após 120 dias de armazenamento em embalagem lâminada a 23 °C. O spray-drying após a secagem apresentou redução média de 2,0 log UFC.g1 , porém após 120 dias os valores decaíram drasticamente para <1,0 log UFC.g-1. No CTD, a sobrevivência das BAL ocorreu apenas a 50 °C, com contagem média após a secagem de 4,53 log UFC.g-1. A composição volátil dos sourdough tipo III obtidos por todos os métodos de desidratação revelou compostos como 1-pentanol, benzaldeído, hexanoato de etila e 2- pentilfurano, originados pela fermentação e processos de oxidação, com cada método resultando em compostos voláteis únicos. A liofilização preservou os ácidos orgânicos do sourdough tipo II, porém os outros métodos adicionaram aromas diferenciados relacionados com reação de Maillard e caramelização, por exemplo. Não foram identificadas diferenças significativas para as diferentes combinações de BAL utilizadas nesse trabalho. A utilização de sourdough tipo III é uma alternativa viável para obtenção de produtos fermentados aromáticos, porém as suas características mostram-se extremamente relacionadas aos parâmetros e métodos de secagem. Métodos utilizando baixas temperaturas e pressão como a liofilização preservam os microrganismos fermentadores, métodos como o spray-drying que aplicam altas temperaturas em curtos tempos podem apresentar uma menor vida útil dos microrganismos fermentadores e também causarem perda de ácidos orgânicos durante a secagem. Já os sourdough obtidos por CTD, embora não atuem como fermentadores, contribuem como coadjuvantes de aroma e sabor.; Sourdough fermentation from autochthonous microbiota (sourdough type I) is one of humanity's oldest techniques for producing baked goods. On an industrial scale, this process is replaced by known and selected strains (sourdough type II), ensuring a standardized sourdough with no fluctuations in the quality of the baked products. Sourdough type III is primarily obtained by dehydrating type II, facilitating its application, storage, and transportation. Sourdough type III can be used as a fermenting agent, but also as a technological agent to impart distinct aromas and flavors to the final product. The aim of this thesis was to use three combinations of selected lactic acid bacteria (LAB), including both homo- and heterofermentative bacteria, to produce sourdough type III using freeze-drying, spray-drying, and cast-tape-drying (CTD) as dehydration methods. The freeze-drying process was conducted at 15 Pa and -55 Â°C, while in spray-drying, the parameters used were an inlet temperature of 130 Â°C, an outlet temperature of 56 Â°C, an air flow rate of 35 m3/h, and a feed rate of 9.5 mL/min. For CTD, the spread thickness was 1 mm, and the drying temperatures were 50, 70, 80, and 90 Â°C. All powders had moisture content below 5.5% and aw lower than 0.35. The pH of the products was not affected by the drying methods; however, the total titratable acidity of sourdough type III was impacted by drying in CTD at 90 Â°C. Freeze-drying preserved the levels of lactic, acetic, and propionic acids compared to sourdough type II. In contrast, spray-drying and CTD showed significant reductions of these acids due to the drying temperatures applied, which can cause acid vaporization. The fermentation quotients (FQ), represented by the lactic acid/acetic acid ratio, averaged 2.14 for freeze-drying, 1.57 for spray-drying, and 2.45 for CTD, within the ideal range suggested by the state of the art for obtaining an aromatic product. Freeze- drying preserved LAB counts after drying (9.0 log UFC.g-1), reducing to 7.0 log UFC.g-1 after 120 days of storage in laminated packaging at 23 Â°C. Spray-drying showed an average reduction of 2.0 log CFU.g-1 after drying, but after 120 days, the values decreased drastically to <2.0 log CFU.g-1. In CTD, LAB survival occurred only at 50 Â°C, with a count after drying of 4.53 log CFU.g-1. The volatile composition of sourdough type III obtained by all dehydration methods revealed compounds such as 1-pentanol, benzaldehyde, ethyl hexanoate, and 2-pentylfuran, originating from fermentation and oxidation processes, with each method resulting in unique volatile compounds. Freeze-drying preserved the organic acids of sourdough type II, while the other methods added distinct aromas related to Maillard reaction and caramelization, for example. No significant differences were identified for the different LAB combinations used in this work. The use of sourdough type III is a viable alternative for obtaining aromatic fermented products; however, its characteristics are extremely related to the parameters and drying methods. Methods using low temperatures and pressure, such as freeze-drying, preserve fermenting microorganisms, while methods like spray-drying that apply high temperatures for short times may result in reduced viability of fermenting microorganisms and loss of organic acids during drying. Sourdough obtained by CTD, although not acting as fermenters, contribute as flavor and aroma enhancers. Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Alimentos, Florianópolis, 2024.

Programa de PÃ³s-GraduaÃ§Ã£o em CiÃªncia dos Alimentos

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