PT821057E - Levedura para panificação - Google Patents

Description

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DESCRIÇÃO "LEVEDURA PARA PANIFICAÇÃO" A invenção relaciona-se com a produção de levedura para panificação, em particular, com uma nova composição de levedura e com um método para produzir um caldo de fermentação de levedura concentrado adequado para utilização como a nova composição de levedura para panificação.

Descrição dos Antecedentes da Técnica A prática da produção de levedura para panificação é bem conhecida e amplamente documentada na literatura. Bons exemplos de descrições da prática da produção de levedura para panificação são, por exemplo, Burrows, S. (1979) Baker's yeast, Economic microbiology, vol. 4 (Rose, A. H. ed.), pp. 31-64; Academic Press, Nova Iorque; Reed G. (1982) Production of bakers's yeast, Prescott & Dunn's industrial microbiology, 4th ed. (Reed, G. ed) pp. 593-633; AVI, Westport, CT; Chen, S. L. e Chiger, M. (1985) Production of bakers's yeast, comprehensive biotechnology, vol.3 (Blanch, H. W., Drew, S. e Wang, D.I.C eds) pp 429-461; Pergamon Press, Oxford; Trivedi, N. B., Jacobson, G. K. e Tesch, W., (1986) Baker's yeast. Crit. Rev. Biotechnol. 4, 75-110; e Beudeker, R. F., Dam, H. W. van. Plaat, J. H. van der, e Vellenga, K. (1990) Developments in Baker's yeast production, Yeast (Verachtert, H. e De Mot, R., eds.) pp. 103-146; Mareei Dekker Inc., Nova Iorque. Abaixo, será dedicada maior atenção a aspectos específicos da produção e utilização da levedura para panificação que pode ser melhorada com a invenção descrita nesta memória descritiva. 2

Depois da produção da levedura-mãe em estágios múltiplos (Chen, S. L. e Chiger, M. (1985) Production of baker's yeast, Comprehensive biotechnology, vol. 3 (Blanch, H. w., Drew, S. e Wang, D.I.C eds) pp. 4292-461; Pergamon Press, Oxford) segue-se a produção da chamada levedura comercial. Na prática padrão esta é realizada em fermentações em "fed-batch" utilizando, principalmente, melaço como o substrato C e amoníaco ou ureia como a fonte principal de azoto. Os substratos são alimentados ao fermentador durante a fermentação. Outros requisitos para o crescimento como fosfato, parte do azoto, sais e vitaminas são adicionados ao fermentador no inicio da fermentação ou durante as primeiras horas da fermentação. 0 melaço também funciona como a fonte de muitos oligo-elementos, que são dosados em quantidades suficientes ou mesmo excessivas alimentando o melaço como a fonte de C. A fermentação leva entre 10 e 20 horas e termina com um caldo contendo entre 4 e 8% de sólidos de levedura seca.

Antes de poder ser utilizado, o melaço necessita ser clarificado. Isto significa que o melaço é diluído a fim de diminuir a viscosidade e tornar o melaço passível de ser bombeado, mas também para permitir a remoção de sedimento (areia, sujidade, matéria coloidal) antes da esterilização e alimentação ao fermentador.

Os esquemas de alimentação utilizados para o melaço e a fonte de azoto e, até um certo ponto, também os outros requisitos para o crescimento são, de um modo geral, considerados como conhecimento critico e não há muito publicado a respeito dos esquemas de facto utilizados na prática industrial. No entanto, é evidente que os esquemas são de suprema importância para a qualidade final da 3 levedura obtida. Conforme fica claro a partir de Burrows, S. (1979) Baker's yeast, Economic microbiology, vol. 4 (Rose, A. H. ed.), pp 31-64; Academic Press, Nova Iorque, e trabalho anterior de Drew, B. von, Specht, H. e Herbst, A. M. (1962) Zur Ziichtung von Backhefe in konzentrierter Melassewurze. Die Branntweinwirtschaft 102, 245-247, os perfis de alimentação de melaço mais altos levam a uma levedura mais activa e os perfis de alimentação de melaço mais baixos levam a leveduras menos activas tendo uma vida útil mais prolongada. Na prática corrente, a taxa de alimentação máxima é limitada, por um lado, pela taxa de transferência de oxigénio (OTR) do fermentador e, por outro lado, pela taxa de crescimento critico da levedura, acima da qual tem inicio a formação de álcool. A formação de álcool é indesejável por causa da fraca qualidade de manutenção resultante da levedura e perda de rendimento na fonte de carbono. Supostamente, um perfil de alimentação de melaço excessivamente baixo em relação à quantidade de levedura no fermentador pode levar a uma actividade de formação de gases excessivamente baixa na levedura. Deste modo, em Sher, Η. N. (1962) Continuous process for the production of yeast, Patente US 3032476, está declarado que a taxa de crescimento da levedura deve ser mantida acima de 0,05 ff1 e, de preferência, até acima de 0, 075 h”1. Deste modo, tendo em conta uma percentagem de inoculo relevante do ponto de vista económico, a taxa de crescimento mínima considerada necessária para um bom desempenho de formação de gás, juntamente com a taxa máxima de alimentação devido às limitações da taxa de transferência de oxigénio formam a base para o tempo máximo de fermentação de 20 h, conforme declarado por Chen, S. L. e Chiger, M. (1985) Production of baker's yeast, Comprehensive biotechnology, vol. 3 (Blanch, 4 H. W., Drew S. e Wang, D.I.C eds), pp 429-461; Pergamon Press, Oxford.

Depois da fermentação as células de levedura são bem lavadas por repetida concentração e diluição. Tipicamente, uma concentração realizada por centrifugação é feita a uma suspensão de cerca de 20% de sólidos secos e a suspensão é diluída, pelo menos uma vez, a mais de 100% do volume original, resultando numa concentração de sólido de não-levedura no líquido livre de menos de 10% da concentração da fase de líquido livre do caldo de fermentação. Deste modo, é obtida uma levedura em forma de creme com a concentração de sólidos secos de levedura de 18-22% que é vendida directamente como creme de levedura ou, então, é processada para formar a levedura em bloco ou a levedura granulada (25 - 36% de sólidos secos) ou seca para obter a levedura seca activa ou a levedura seca instantânea com até 97% de sólidos secos. A água extracelular removida do caldo desta maneira atinge a cerca de 50% para o creme de levedura, até quase 100% para a levedura seca. Juntamente com a água necessária para eliminar por lavagem os sólidos não fermentados do melaço, esta água forma uma grande corrente de água residual que necessita ser tratada. Hoje em dia, um tratamento completo de águas residuais inclui uma instalação de evaporação que concentra a corrente de águas residuais e produz vinassa. Às custas de um alto consumo de energia, este passo remove cerca de 80 a 95% da demanda de oxigénio biológico (BOD) da corrente de águas residuais. A BOD restante é tratada numa instalação de tratamento de águas residuais anaeróbicas e, subsequentemente, numa instalação de tratamento de águas residuais aeróbicas, uma vez mais com custos consideráveis. Além disso, estes custos aumentarão no futuro, à medida que 5 a energia se torna mais cara e também as exigências para o tratamento de correntes residuais aumentam por razões ambientais. 0 documento EP-A-0 229 976 descreve estirpes de levedura de acção rápida com desempenho melhorado em massa doce, regular e magra. As estirpes de levedura são fermentadas por procedimentos padrão utilizando o melaço como a fonte de carbono.

Sumário da Invenção A invenção relaciona-se com a produção de levedura para panificação, em particular, com uma nova composição e um método de produzir um caldo de fermentação de levedura concentrado adequado para utilizar como a nova composição de levedura para panificação.

De acordo com a invenção é descrito um método de produção e uma nova composição de levedura para panificação para produzir um caldo de fermentação de levedura concentrado adequado para utilização como a nova composição de levedura para panificação tendo um teor de sólidos de levedura seca de 10 a 22%, preferencialmente, de 13 a 22%, mais preferencialmente, de 16 a 22% e uma fase aquosa com os componentes de fermentação consistindo em componentes do meio e metabolitos da levedura. A composição de acordo com a invenção é uma composição de levedura para panificação tendo um componente de fase aquosa celular e extracelular, que pode ser obtida por meio de um processo que compreende: (a) dar inicio à fermentação pela alimentação de fermento-mãe com uma fonte de carbono não-melaço adequada e fonte de azoto e outros nutrientes essenciais para o crescimento da levedura, e (b) continuar a fermentação até que o teor de 6 sólidos da levedura seca do caldo de fermentação seja de 10-22%, em que a taxa de alimentação de carbono não-melaço é controlada a fim de evitar concentrações de álcool superiores a 1% durante a fermentação, a composição compreendendo: levedura para panificação tendo um teor de sólidos de levedura seca de 10 a 22%; e uma fase extracelular contendo metabolitos de levedura e compostos orgânicos e sais com uma concentração de 0,2 osmol/kg ou superior.

Isto é conseguido, de preferência, (a) dando inicio à (por exemplo, "fed-batch") fermentação alimentando a levedura-mãe com uma fonte de nitrogénio e carbono não-melaço adequada e outros nutrientes essenciais para o crescimento da levedura, e (b) continuando a fermentação até que o teor de sólidos de levedura seca do caldo de fermentação seja de 10 - 22%, e (c) opcionalmente, a concentração do caldo para 16 - 22%, por exemplo, por meio de centrifugação e utilização da fase aquosa na preparação de uma fermentação posterior.

Descrição Pormenorizada da Invenção O novo processo para a fermentação e produção de levedura para panificação numa escala industrial tem inicio com uma levedura-mãe adequada, cuja qualidade e quantidade deve ser mais ou menos igual à levedura-mãe utilizada convencionalmente. Deste modo, não existem requisitos especiais a este respeito. De preferência, o presente processo é levado a cabo numa escala industrial. Na prática, serão utilizados fermentadores de 50-300 m3 para 7 fermentação "fed-batch" com coluna de bolhas ou agitação, sob pressão normal ou aumentada, para obter taxas de transferência de oxigénio adequadas para fornecer oxigénio à levedura em crescimento. 0 processo da invenção produz um caldo de fermentação concentrado em fermentadores industriais existentes de levedura para panificação, sem necessitar de capacidades de transferência de oxigénio muito altas. Por levedura para panificação pretende-se significar uma estirpe S. cerevisiae produzida comercialmente ou industrialmente. 0 crescimento no fermentador é sustentado por meio da alimentação adequada de uma fonte de carbono não-melaço (por exemplo, glucose, frutose, sacarose, maltose, dextrinas, maltotriose, rafinose ou álcool ou qualquer mistura destas) com uma concentração suficientemente elevada de carbono presente na alimentação. A concentração na alimentação deve ser suficientemente elevada para obter a concentração de sólidos de levedura seca necessária, levando em consideração o volume de partida necessário do fermentador. Tipicamente, a concentração de açúcar na alimentação será de 250 g/L ou superior, mas para facilidade de manipulação, de preferência, entre 400 e 600 g/L de açúcar. A fonte de azoto pode ser qualquer fonte convencional de azoto utilizada para a prática normal da produção de levedura para panificação, ou qualquer fonte de C/N rica em proteínas hidrolisadas (por exemplo, ácidos casamino, trípton, pépton, farinha de soja) ou uma combinação destes. A dose de N deve ser suficientemente alta para não ser limitativa. A alimentação total de N consumivel pode ser determinada sobre um equilíbrio elementar para obter teores 8 de proteína (Kjeldahl N * 6,25) de 40 - 60%. A concentração exacta é menos crítica do que para a fonte de carbono. Uma solução de amoníaco a 25% ou qualquer outra fonte de azoto equivalente em concentração de N, normalmente, será suficiente, mas outras concentrações, preferencialmente mais elevadas, podem ser utilizadas. O fosfato e outros nutriente como sais e vitaminas e outros auxiliares de processamento de qualidade de grau alimentar podem ser utilizados de acordo com a prática actual, conforme descrito na literatura aberta, com cuidado para não sobredosar os componentes.

Todos os nutrientes descritos acima são adicionados, tipicamente, na forma de componentes relativamente puros como xaropes de açúcar, amoníaco, ácido fosfórico, etc., mas também podem ser adicionados numa forma menos pura, desde que a adição não contenha qualquer componente que necessite ser lavado a fim de fazer a levedura obtida adequada para aplicação em alimentos ou na alimentação. Os componentes podem ser combinados de uma maneira que favoreça a composição do metabolito da fase aquosa do caldo de fermentação em relação ao sabor e aroma do produto. A alimentação do fermentador tem início depois da adição da levedura-mãe. Pelo menos as fontes de carbono e de azoto são alimentadas ao fermentador, excepto por uma pequena porção que pode ser dada de forma descontínua no início da fermentação. Os outros nutrientes como a fonte de fosfato, sais e vitaminas também podem ser alimentados ao fermentador, tanto em parte como totalmente. A alimentação destes componentes, seja separadamente, seja misturada com a fonte de carbono e/ou de azoto tem a vantagem de que são 9 evitadas as concentrações muito altas no inicio da fermentação. No entanto, é possível adicionar estes nutrientes no início da fermentação, especialmente quando as fontes de carbono e de azoto são de alta concentração, possibilitando, deste modo, um volume de partida do fermentador relativamente grande. 0 esquema de alimentação para a fonte de carbono é tal que a taxa de alimentação de partida é adaptada à taxa à qual a levedura-mãe pode começar a crescer (expressa de forma mais conveniente em taxa de crescimento) e, depois, aumenta até ser atingida a taxa máxima de alimentação para a fonte de carbono. Esta taxa máxima de alimentação para a fonte de carbono é determinada, por um lado, pela taxa máxima de transferência de oxigénio do fermentador e, por outro lado, pela taxa de crescimento crítico da levedura, acima da qual tem início a produção de álcool. Obviamente, quando esta é limitativa a taxa de alimentação ainda pode ser aumentada exponencialmente devido ao crescimento da levedura até que a taxa de transferência de oxigénio do fermentador se torne limitativa. 0 controlo da taxa de alimentação deve ser suficientemente justo para evitar concentrações de álcool superiores a 1% e, preferencialmente, a concentração de álcool deve permanecer inferior a 0,5%. Próximo ao final da fermentação a taxa de alimentação pode ser reduzida para abaixo do valor máximo a fim de permitir o consumo de substrato de C e de C/N ou álcool fracamente fermentável. A taxa de alimentação pode ser interrompida totalmente durante algum tempo no final da fermentação, a fim de reduzir o número de brotos (amadurecimento da levedura). 10 A alimentação de azoto pode ser esquematizada de qualquer forma conveniente, por exemplo, para minimizar a utilização de químicos para o controlo do pH, desde que o azoto não se torne limitativo para o crescimento da biomassa. Como a sobre-alimentação do substrato de carbono, a sub-alimentação da fonte de azoto levará a uma formação excessiva de álcool. Isto pode ser muito facilmente evitado alimentando a fonte de azoto proporcional à fonte de carbono ou superior, especialmente nas fases iniciais da fermentação. Alternativamente, parte do azoto pode ser adicionada antes da adição de lêvedo. A alimentação de azoto é interrompida quando a quantidade total necessária de azoto é alimentada ao fermentador, o que pode ser facilmente calculado a partir do equilíbrio de N sobre a fermentação. O mesmo vale para os esquemas de alimentação dos outros nutrientes como fosfato, sais e vitaminas, se estes não forem adicionados antes da adição de lêvedo. A temperatura é mantida entre 20 e 45°C, preferencialmente entre 25 e 36°C. O pH é mantido entre 3 e 8, preferencialmente entre 4 e 7, por exemplo, pH 5,5. A fermentação é continuada até ser alcançada a concentração necessária de matéria seca, que é de 10%, mais preferencialmente 13% de sólidos de levedura seca ou superior, preferencialmente 16% de sólidos de levedura seca ou superior. Com as taxas de alimentação utilizadas, isto estabelece um tempo de fermentação de, tipicamente, acima de 20 horas e, mais tipicamente, será necessário um tempo de fermentação de 30 - 50 horas. As taxas de crescimento específicas no final da fermentação irão, tipicamente, cair a baixo de 0,5 h”1 por um período de tempo estendido de pelo menos 5 horas. 11

Depois da fermentação, o caldo concentrado é transferido para um recipiente de armazenamento e arrefecido a uma baixa temperatura, preferencialmente 0 -10°C e, mais preferencialmente, 0 - 4aC. Se a concentração de matéria seca for entre 10 a 16% de biomassa de levedura pode-se aplicar um passo de concentração por centrifugação resultando num caldo de fermentação mais concentrado e uma fase aquosa. A fase aquosa é, então, utilizada na próxima fermentação como água de enchimento, mantendo os componentes nutrientes. De preferência, não é realizada lavagem. O caldo de fermentação concentrado obtido é o novo produto de levedura para panificação de acordo com a invenção e é um creme de levedura especial que pode ser utilizado em panificação da mesma maneira que o creme de levedura convencional. 0 creme especial é vendido tanto directamente como creme de levedura normal como creme de levedura especial estabilizado (documento EP-A-461725) ou é utilizado para produzir levedura em bloco ou levedura seca, tanto levedura seca activa como levedura seca instantânea, utilizando qualquer processo adequado. O método da invenção pode compreender ainda a adição de um agente de estabilização para obter uma preparação de levedura adequada para a utilização directa como um creme de levedura estabilizado. O método da invenção pode ainda compreender o processamento adicional para obter levedura em bloco ou levedura granulada ou a secagem para obter levedura seca activa ou levedura seca instantânea. 12 0 creme de levedura especial feito pelo processo da invenção pode, no entanto, ser facilmente distinto de um creme de levedura convencional pelo facto da composição da fase extracelular ser bastante diferente. Nos cremes convencionais com 18-22% de sólidos de levedura seca, tipicamente, a concentração total dos sólidos dissolvidos será inferior a 0,1 osmol/kg (conforme medido pela depressão do ponto de congelação, por exemplo, pelo Osmomat 030 da Gonotec) e, preferencialmente, inferior a 0,025 osmol/kg (para osmol ver, por exemplo, o Dicionário Webster's new collegiate) . As concentrações dependem, fortemente, da eficiência da lavagem do creme de levedura, de cremes não lavados contendo altas concentrações e de cremes de levedura extensivamente lavados contendo concentrações muito baixas. Tipicamente, existe a composição do creme convencional de componentes não fermentáveis provenientes de (beterraba) melaço e metabolitos produzidos pelas células ou que vazam das células durante a armazenagem. São encontrados, principalmente, o ácido succinico e o ácido acético, juntamente com pequenas quantidades de betaina, ácido carboxilico pirrolidina e sais de potássio e sódio e outros sais na proporção típica da alimentação de melaço e o seu consumo pela levedura. Um creme de levedura típico obtido por um processo da invenção contém, para além de sólidos de levedura na fracção extracelular, uma grande variedade de substâncias orgânicas derivadas do metabolismo da levedura e substâncias orgânicas e componentes minerais que se originam do meio. A concentração total dos sólidos dissolvidos será superior a 0,2 osmol/kg e, mais preferencialmente, superior a 0,4 osmol/kg. Tipicamente, evita-se uma quantidade excessiva de sais, conforme visto na utilização de melaço. Para além dos sais não consumidos 13 e de outros compostos do meio são encontrados muitos metabolitos da levedura que afectam, de forma benéfica, as propriedades de sabor e aroma dos produtos de panificação feitos com tal levedura. Estes componentes são produtos do metabolismo da levedura comparáveis à produção de componentes durante a fermentação da massa, como o glicerol, o ácido succinico, o ácido isobutirico, os aminoácidos do ácido α-cetoglutárico, o ácido acético, as vitaminas, etc. Estes componentes podem incluir polissacáridos, que podem ser facilmente detectados, por exemplo, com técnicas de RMN. As concentrações destes componentes são, tipicamente, na gama de 0,1 a 1 grama/litro na fase aquosa ou superior para os componentes como o ácido succinico e o piruvato. A vantagem óbvia do processo da invenção é que o mesmo abole, completamente, a produção de águas residuais na produção do creme de levedura e atinge a menos da metade da produção de águas residuais para outras formulações de levedura como a levedura em blocos, granulada ou seca.

Outra vantagem é que não há necessidade de lavar a levedura proveniente do fermentador nos separadores, ao contrário da prática actual em que a levedura produzida com melaço é extensamente lavada para remover os componentes indesejáveis do melaço que se originam dos processos utilizados na fábrica de açúcar, isto não proporciona apenas outra economia em águas residuais, como também reduz, em muito, a quantidade de água de alta qualidade necessária para a produção da levedura.

Isto totaliza uma poupança muito significativa, uma vez que o custo total associado com o tratamento das águas 14 residuais e a utilização de água de qualidade potável pode atingir a 25% do custo da levedura para panificação produzida da maneira convencional dependendo das regulamentações locais. É importante observar que esta poupança só tende a aumentar no futuro, uma vez que tem por base a poupança da utilização de energia e da utilização de água limpa (potável), ambas as quais espera-se que se tornem mais dispendiosas e escassas no futuro. Como também a demanda no tratamento das águas residuais aumentará no futuro devido a maiores exigências na pureza da água libertada no meio ambiente, assim também aumentarão os custos associados com o tratamento biológico das águas residuais no futuro. Uma vez mais, o processo da invenção auxilia a evitar tais custos aumentados tendo um impacto substancial na produção da levedura para panificação.

Além disso, os problemas que podem ser previstos pela literatura foram superados pelo processo descrito. Deste modo, verificou-se, surpreendentemente, que o produto obtido no processo da invenção não tem a desvantagem da baixa actividade de formação de gás devido ao tempo de fermentação prolongado a taxas de crescimento baixas. A nova composição de levedura obtida no final da fermentação de acordo com a invenção é suficientemente activa para ser utilizada da maneira normal pelo padeiro. A actividade é tipicamente superior a 10 mL de gás produzido em 3 horas por uma quantidade de levedura contendo 1 mg de azoto Kjeldahl numa massa magra normal (ver os Exemplos). De preferência, a actividade de formação de gás de tal preparação de levedura é comparável à de uma preparação de creme de levedura convencional. 15

Ainda outro problema que pode ser confrontado está relacionado com a energia de manutenção necessária para manter a integridade da levedura (Herbert, D. (1959); Recent progress in Microbiology (Tunevall, G. ed) pp. 381; Pirt, S. J. (1965), Proc. R. Soc. Lond. Ser. B 163, 224). Como a energia para o crescimento desta é derivada do substrato de carbono mas não é utilizada para a conversão do substrato de carbono em matéria seca de levedura, mas é, pelo contrário, utilizada para manter a integridade da célula da levedura (Tempest, D. W. e Neyssel, 0. M. (1984), The status of YATP and maintenance energy as biologically interpretable phenomena. Ann. Rev. Microbiol. 38, 459.486). Entre outras coisas, isto inclui a energia necessária para manter o gradiente de concentração para vários sais entre o interior e o exterior da célula. 0 aumento da concentração da biomassa num processo convencional com melaço como substrato levaria a uma significativa perda de produção. Tal perda de produção não é verificada, devido à evitação de concentrações excessivas de sal.

Uma vantagem igualmente óbvia é que o creme de levedura especial obtido por meio deste processo ainda contém uma alta concentração de metabolitos de levedura, os quais, num creme de levedura convencional são lavados ou não produzidos. Estes metabolitos retidos no produto aumentarão o valor nutricional e também o sabor e o aroma dos produtos feitos com a levedura.

Está entendido que a invenção se estende não apenas ao creme de levedura especial que pode ser obtido por meio de um processo da invenção, mas também às outras preparações de levedura derivadas de tal creme de levedura especial (por exemplo, levedura em blocos, granulada, 16 levedura seca instantânea activa), massas de farinha que incorporam tais preparações de levedura e produtos de panificação derivados das mesmas. A composição de acordo com a invenção pode ser utilizada para fazer creme de levedura como um teor de sólidos secos de levedura de 16-22% e também pode ser utilizada para fazer uma levedura seca ou uma levedura seca activa com um teor de sólidos secos de levedura de 90-98%.

Exemplos

Fonte de Carbono

Como fonte de carbono pode-se utilizar uma solução de glucose a 60%. Alternativamente, pode ser utilizado um xarope de açúcar comercial, contendo uma solução de amoníaco a 25% ou uma combinação de solução de amoníaco a 25% e uma dose de trípton ou uma mistura de aminoácidos seleccionados.

Fonte de Azoto

Como fonte de azoto pode-se utilizar uma solução de ureia a 50% ou também uma solução de amoníaco a 25% ou uma combinação de uma solução de amoníaco a 25% e uma dosagem de trípton ou uma mistura de aminoácidos seleccionados.

Fonte de Fosfato

Como fonte de fosfato é mais conveniente utilizar o ácido fosfórico, mas também se pode utilizar o fosfato de mono- ou diamónio.

Sais, oligo-elementos e vitaminas 17

No caso da utilização de substratos de carbono (em parte ou para a alimentação total da fermentação) que não contêm sais, oligo-elementos ou vitaminas, estes necessitam ser suplementados. Existe disponível na literatura ampla informação sobre a composição dos meios de crescimento. De um modo geral, a composição depende da estirpe e do tipo de processo quando se deve procurar utilizar a suplementação mais baixa possivel a fim de poupar custos.

Uma adição útil por kg de equivalentes de glucose é: 24 g de K2S04; 12 g de MgS04 · 7aq; 1,6 g de CaCl2 · 2aq: 25 mg de vitamina Bl; 1,25 mg de vitamina B2; 95 mg de vitamina B5; 12 mg de vitamina B6; 0,5 mg de biotina; 5,8 mg de ácido p-aminobenzóico; 40 mg de ácido nicotínico; 40 mg de nicotinamida; 1,44 g de inositol; 1025 mg de Fe (NH4) 2 (SO4) 2 · 6aq; 192 mg de ZnS04 · 7aq; 30 mg de CuS04 · 7aq; 17 mg de MnS04 · aq; 23 mg de H3BO3; 23 mg de Na2Mo04 · 2aq; 11 mg de Kl; 43 mg de Ribitol.

Receita de Fermentação

Adições

Utilizando os meios acima pode-se conceber uma fermentação com as seguintes adições totais para um volume final de 6 litros: 55 g de levedura-mãe de sólidos de levedura seca; 2950 g de equivalentes de glucose; 125 g de N, 44,5 g de equivalentes de P205 com suplementação de sais, oligo-elementos e vitaminas, conforme explicado acima.

Esquemas de alimentação 18 A fonte de carbono é alimentada de tal maneira que a taxa de crescimento especifico aumenta de 0,08 h”1 para 0,21 h_1 em 6 horas de fermentação. Dai por diante a taxa de alimentação da fonte de carbono é aumentada exponencialmente até que a taxa máxima de alimentação do fermentador seja atingida (dependendo da OTR máxima do fermentador) . Dai por diante, a taxa de alimentação de carbono é mantida constante até que a quantidade necessária total de carbono seja alimentada ao fermentador. Num fermentador padrão isto leva, tipicamente, 40 - 50 horas de fermentação. O azoto é alimentado em proporção à alimentação de carbono ou a uma taxa constante até o final da fermentação. Se necessário, a alimentação pode ser interrompida mais cedo, criando, deste modo, a possibilidade de aumentar as concentrações de azoto no caldo no inicio da fermentação para aumentar a assimilação de azoto para as estirpes que necessitam disto.

Outros parâmetros de fermentação O pH é mantido constante no pH 5,5, a temperatura é mantida constante em 32°C. O arejamento é realizado de tal maneira que a concentração de oxigénio dissolvido é de 2% do valor de saturação ou superior.

Fermentações com um passo de concentração O processo pode ser realizado conforme descrito acima. A alimentação é continuada durante 20 horas, resultando em 12% de matéria seca de levedura. O caldo de fermentação é concentrado num separador resultando numa espécie de creme de levedura de 20% de matéria seca de levedura e cerca de 0,4 kg de fase aquosa. A fase aquosa é 19 utilizada na próxima fermentação como a fase de partida da fermentação. A adição dos componentes do meio, especialmente dos sais, pode ser diminuída com as quantidades já disponíveis na fase aquosa do separador. Numa série de fermentações sucessivas a composição do produto do creme de levedura especial estará em equilíbrio e será cerca da mesma que para o produto sem o passo de separação.

Caracterização do produto

Composição de fase aquosa extracelular A composição química da levedura é muito semelhante à levedura para panificação. Foi obtido um teor de matéria seca de 16%. No entanto, a composição da fase aquosa extracelular é claramente diferente, o que pode ser observado, por exemplo, num espectro de RMN do sobrenadante de um creme de levedura especial produzido conforme descrito neste exemplo, utilizando glucose pura como substrato de carbono num processo de fermentação de 45 horas. Em contraste com um creme de levedura convencional, verificamos que a quantidade de ácido succínico e de polissacáridos foi aumentada no produto de acordo com a presente invenção para além de uma grande quantidade de componentes, conforme descrito acima. Um valor osmótico de 0,8 osmol/kg foi obtido em contraste com valores osmóticos de 0,025 osmol/kg ou inferiores para o creme de levedura padrão.

Teste de formação de gás em massa A fim de testar a actividade de formação de gás, é preparada uma massa magra normal. Em relação à quantidade de farinha, a massa contém 55% de água, 2% de sal e 0,45% de sólidos de levedura seca. A massa é misturada de uma 20 maneira normal para obter uma massa desenvolvida adequadamente e, depois, posta num dispositivo de medição de produção de gás essencialmente conforme descrito por Burrows e Harrison (1959) a 28°C e incubado durante até 3 horas. A quantidade de gás produzida é recalculada para a quantidade de gás produzida por uma quantidade de levedura contendo 1 mg de azoto determinada de acordo com Kjeldahl durante um período de tempo de 3 horas. Depois de ser recalculada, a quantidade de gás era de 14 mL. A quantidade de gás produzida por um creme de levedura regular nestas condições é de 15 mL.

Lisboa, 5 de Julho de 2007

Claims (16)

1. REIVINDICAÇÕES Composição de levedura para panificação tendo um componente de fase aquosa celular e extracelular, que pode ser obtido por um processo compreendendo: (a) dar inicio à fermentação pela alimentação de levedura-mãe com uma fonte de carbono não-melaço adequada e fonte de azoto e outros nutrientes essenciais para o crescimento da levedura, e (b) continuar a fermentação até que o teor de sólidos da levedura seca do caldo de fermentação seja de 10-22%, em que a taxa de alimentação de carbono não-melaço é controlada a fim de evitar concentrações de álcool superiores a 1% durante a fermentação, a composição compreendendo: levedura para panificação tendo um teor de sólidos de levedura seca de 10 a 22%; e uma fase extracelular contendo metabolitos de levedura e compostos orgânicos e sais com uma concentração de 0,2 osmol/kg ou superior.
2. Método de produção de um caldo de fermentação de levedura adequado para utilização directa como uma composição de levedura para panificação de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender (a) dar inicio à fermentação pela alimentação de fermento-mãe com uma fonte de carbono não-melaço adequada e fonte de azoto e outros nutrientes essenciais para o crescimento da levedura, e (b) continuar a fermentação até que o teor de sólidos da levedura seca do caldo de fermentação seja de 10-22%. 2
3. 3. Método de acordo com a reivindicação 2, que compreende: alimentar fermento-mãe com a fonte de carbono não melaço, a uma taxa inicial para permitir o começo do crescimento da levedura e, de pois, diminuir a taxa de alimentação da fonte de carbono de modo a atingir a taxa máxima de alimentação de fonte de carbono ao mesmo tempo que mantém a concentração de álcool não superior a 1% a uma temperatura de 20-45°C e um pH de 3-8.
4. 4. Método de acordo com a reivindicação 2-3, que compreende continuar a fermentação até que o teor de sólidos de levedura seca do caldo de fermentação seja 10-22%, com a manutenção da alimentação da taxa máxima da fonte de carbono ou mantendo aquela taxa de alimentação durante um período seguido por uma redução da taxa de alimentação da fonte de carbono a fim de permitir o consumo de substrato de carbono e/ou álcool fracamente fermentável.
5. 5. Método de acordo com a reivindicação 3, em que o tempo de fermentação é superior a 20 horas.
6. 6. Método de acordo com a reivindicação 2, em que a taxa de crescimento específica da levedura no final da fermentação é inferior a 0,05 h”1 durante um período de tempo estendido de pelo menos 5 horas.
7. 7. Método de acordo com a reivindicação 2 que compreende ainda a concentração do caldo de fermentação até o teor de 16-22% de sólidos secos. 3
8. 8. Método de acordo com a reivindicação 7, pelo qual a fase aquosa originada da concentração é utilizada numa fermentação subsequente.
9. 9. Método de acordo com qualquer das reivindicações 2 a 8 que compreende ainda a adição de um agente de estabilização para obter uma preparação de levedura adequada para utilização directa como um creme de levedura estabilizado.
10. 10. Método de acordo com qualquer das reivindicações 2 a 9 que compreende um processamento adicional para obter levedura em bloco ou levedura granulada ou a secagem para obter levedura seca activa ou levedura seca instantânea.
11. 11. Massa de farinha que incorpora uma composição de levedura de acordo com a reivindicação 1.
12. 12. Produto de panificação preparado utilizando uma massa de farinha de acordo com a reivindicação 11.
13. 13. Utilização da composição de acordo com a reivindicação 1 no fabrico de pão.
14. 14. Utilização da composição de acordo com a reivindicação 1 para fazer um creme de levedura com um teor de sólidos secos de levedura de 16-22%.
15. 15. Utilização da composição de acordo com a reivindicação 1 para fazer uma levedura comprimida com um teor de sólidos secos de levedura de 26-38%. 4
16. 16. Utilização da composição de acordo com a reivindicação 1 para fazer uma levedura seca ou levedura seca activa com um teor de sólidos secos de levedura de 90-98%. Lisboa, 5 de Julho de 2007