Proporcionar a l'alumne/a el coneixement dels processos de producció d’aliments i les metodologies associades al control de la seva qualitat. Aquest objectiu s’ha d’assolir a partir de l’estudi dels productes i catalitzadors biològics (microorganismes o enzims), i els processos on aquests intervenen.

Continguts

Temari teòric

1.- Introducció (1)

Aliments, alimentació i biotecnologia. Microbiologia, enzimologia i transgènics.

2.- Aplicacions dels microorganismes a la producció i modificació dels aliments (1)

Microbiologia en la indústria alimentaria. Antecedents històrics. Tipus de microorganismes d’importància industrial. Processos en els que intervenen. Activitat industrial i elaboració tradicional. Importància dels determinants ambientals. 

3.- Microorganismes en aliments (1)

Tipus de microorganismes presents en aliments. Microbiota autòctona i contaminant. Tipus de contaminants. Procedència dels microorganismes presents en aliments: ambient, matèries primeres, elaboració i manipulació. 

4.- Control microbiològic: mesures preventives (1)

Mesures preventives. Control de les fonts de contaminació. Mètodes d’avaluació de la contaminació microbiana. Nivells crítics. Desinfecció. Tipus de desinfectants. Registre de plaguicides. Desinfectants autoritzats en la indústria alimentaria. Tècniques d’aplicació. Control de l’eficiència del tractament.

 5.- Control microbiològic: mesures correctores (1)

Tractament de les matèries primeres. Mesures correctores. Significat i propòsit de l’esterilització. Resistència a l’esterilització. Mecanismes d’inactivació. Cinètica d’esterilització. Tractaments tèrmics. Esterilització química. Irradiació.

6.- Limitació del creixement microbià (1)

Conservació en fred: refrigeració i congelació. Modificació de l’activitat hídrica. Utilització d’atmosferes controlades. Modificació del pH. Utilització de conservants. Sistema d’anàlisi de riscs i control de punts crítics. 

7.- Producció de biomassa cel·lular (1)

Composició i característiques de la biomassa unicel·lular. Camps d’aplicació. Producció de biomassa cel·lular a partir de carbohidrats. Tipus de substrats utilitzats. Biomassa cel·lular obtinguda a partir d’hidrocarburs. Bacteris que utilitzen metà. Creixement en metanol. Producció a partir de fusta, a partir de carbohidrats i a partir d’aigües residuals. 

8.- Pa, derivats i llevat de pa (1)

Antecedents històrics. Composició de la matèria primera. Additius. Microorganismes utilitzats en la fermentació. Etapes en el procés de fabricació. Característiques del llevat de panificació i al seva producció: matèries primeres. Requeriments pel creixement i condicions de fermentació. Procés de fermentació. Recuperació del producte.

9.- Microbiologia de la producció de begudes alcohòliques (1)

Tipus de fermentació alcohòlica en llevats i en bacteris. Utilització industrial. Tipus de substrat utilitzat. Processos utilitzats. Subproductes de les fermentacions. Eficiència de producció. Producció de vi. Cinètica del procés. Tipus de llevat utilitzats. Bacteris que hi participen. Fermentació malo-làctica. Contribució a les característiques organolèptiques. Producció de cervesa.Tipus de llevat. Fermentacions de fons i de superfície. Alteracions microbianes del procés. Fermentació alcohòlica en el procés de producció de licors destil·lats: Tipus de substrat utilitzats i importància dels subproductes de fermentació en el desenvolupament de les característiques finals.

10.- Fermentacions làctiques en substrats vegetals (1)

Col, cogombre i olives. Microorganismes que hi intervenen. Etapes en la maduració dels productes. Successió de poblacions. Alteracions microbianes del procés normal d’elaboració. 

11.- Fermentacions en productes càrnics (1)

Factors que afecten l’activitat microbiana en productes càrnics. Curat de carns. Canvis fisicoquímics produïts pel desenvolupament de microorganismes. Utilització de iniciadors.

 12.- Bacteris de l’àcid làctic en productes làctics (2)

Característiques dels bacteris de l’àcid làctic. Cultius iniciadors: propietats. Bacteriocines: característiques i producció. Bacteris probiòtics: efectes, productes i aplicacions.Composició de la llet. Modificació de la matèria primera. Producció de mantega. Quallat i formació de sèrum. Llets fermentades: tipus i composició. Microorganismes. Canvis bioquímics en el procés de fermentació. Elaboració de llets fermentades. Formatge. Definició, composició i varietats de formatges. Microorganismes utilitzats Procés d’elaboració dels diferents tipus de formatges. Característiques organolèptiques: bioquímica de la producció dels compostos aromàtics.

 13.- Producció d’àcids orgànics i vinagre (2)

Aplicacions dels àcids orgànics en alimentació.Producció d’àcid làctic. Producció d’àcid cítric. Altres àcids d’interès en alimentació. Antecedents històrics de la producció de vinagre. Definició, composició i tipus de vinagre. Bacteris de l’àcid acètic. Elaboració industrial del vinagre.

 14.- Producció d’aminoàcids (2)

Importància dels aminoàcids en alimentació. Processos enzimàtics de producció. Producció per fermentació: microorganismes utilitzats. Processos de producció. Recuperació dels productes.

 15.- Aplicacions dels enzims a la producció i modificació d’aliments (2)

Tipus d’enzims: nomenclatura. Activitat, Cinètica i estabilitat. Control de l’acció dels enzims. Fonts. Legislació. Toxicologia i seguretat. Rang d’aplicació. Modificació de l’activitat.

 16.- Enzims en producció de derivats de midó i sucres, pa, pasta, de cervesa i vi (2)

Pa i pasta: amilases, xilanases, pentosanases, hemicel·lulases, lipases, oxidases. Producció de derivats del midó. Hidròlisi del midó. Xarops de maltosa i glucosa. Xarops de fructosa. Aplicacions dels xarops. Ciclodextrines. Cervesa: Enzims en el maltejat, cocció, filtració, fermentació i maduració. Vi: Enzims en el premsat, maceració, clarificació, filtració i maduració. Enzims en la generació d’aromes i coloració: fabricació de varietats de vins blancs, rosats o negres. Ureases i Lisozim.

 17.- Enzims en la producció de derivats làctics modificació de proteïnes dels aliments, en la producció de sucs de  fruites i vegetals i processat de vegetals (2)

Enzims per coagulació. Proteases i peptidases. Lactoperoxidases. Galactosidases. Transglutaminases. Lipases. Lactases. Origen de les proteases. Aplicacions a la indústria càrnia i del peix. Producció d’hidrolitzats proteics. Modificació d’al·lèrgens. Modificació del gluten. Pectinases. Cel·lulases i hemicel·lulases. Midó i proteïnes. Aplicacions a la producció de sucs i derivats  de vegetals: sucs de poma, raïm, baies i fruites amb pinyol, fruites tropicals i sucs vegetals. Aplicacions a processat de cítrics, maduixes i tomàquets. Lipases i aplicacions industrials: hidròlisi i modificació de greixos.

 18.- Aliments i ingredients funcionals. Additius alimentaris (2)

Aliments amb modificacions per augmentar les seves propietats nutricionals i efectes en salut (nutraceuticals). Noves fonts sostenibles de proteïnes: desenvolupament de sistemes alimentaris sostenibles. Additius alimentaris. Obtenció d'aromes i saboritzants amb enzims i microorganismes.

 

Sessions pràctiques i objectiu de les pràctiques

La fermentació de la llet és un dels procediments tradicionals utilitzat amb l'objectiu de modificar les característiques pròpies de la matèria primera, en el sentit d'incrementar la seva capacitat de conservació i millorar les propietats nutricionals i digestives.

En el nostre país, la llet fermentada més consumida és el iogurt. Aquest s'obté per l'acció combinada de dos microorganismes del grup dels bacteris de l'àcid làctic: Lactobacillus bulgaricus (L. delbrueckii ssp bulgaricus) i Streptococcus termophilus.

El creixement dels dos microorganismes en una situació de proto-cooperació, dóna lloc a la formació d’una sèrie de compostos, dels que els més importants són els àcids làctic i acètic, l'acetaldehid, el diacetil, l’acetoïna i l'acetona. Aquestes substàncies produeixen una  modificació de les característiques organolèptiques, al mateix temps que els àcids provoquen una baixada del pH fins a valors propers a 4. El descens del pH produeix el quallat de la caseïna i la formació d'un gel amb molt poca pèrdua de líquid.

Així, el producte final és un gel amb unes característiques reològiques i organolèptiques que són dependents de les propietats de la matèria primera i de les condicions en que s'ha produït la fermentació (temperatura i temps d'incubació, velocitat de formació d'àcid, etc.) i el refredament posterior.

L’objectiu de la pràctica és aprofundir en el coneixement dels mecanismes biològics de la producció de iogurt. Per tal de estudiar aquests mecanismes s’utilitzaran mètodes analítics per a determinar la concentració dels principals productes de la fermentació.

Les pràctiques es realitzaran el primer semestre, en 3 sesions de 4 hores cada una en els laboratoris integrats de Biotecnologia