Fermentar em frascos selado ou válvula de ar (airlock): Essas configurações impedem a entrada de oxigênio atmosférico, mas permitem a liberação de dióxido de carbono, evitando assim o acúmulo excessivo de pressão no recipiente de fermentação. Consequentemente, o processo de fermentação do kefir de água começa aeróbica e se torna gradualmente anaeróbico, à medida que o oxigênio é consumido e/ou eliminado pelo dióxido de carbono produzido pelas leveduras.
O oxigênio pode ter um impacto no crescimento e metabolismo de vários microrganismos do kefir de água, como leveduras e bactérias do ácido acético (AAB), sugerindo que a presença de oxigênio pode influenciar a diversidade de microrganismos e a produção de metabólitos durante a fermentação.
A água usada para a fermentação contém íons de cálcio e compostos tamponantes necessários para o crescimento ideal do grão de kefir de água (unpublished results). Outros nutrientes necessários para a fermentação do kefir de água, como aminoácidos, vitaminas e minerais, são fornecidos pelos frutos (secos) adicionados à mistura de fermentação. Embora as frutas sejam ricas em tais nutrientes, a quantidade relativamente pequena de frutas (secas) na receita torna o meio de fermentação do kefir de água relativamente pobre em nutrientes. Como as frutas (secas) geralmente são a única fonte de uma variedade de nutrientes importantes durante a fermentação do kefir de água, a quantidade e/ou tipos de frutas usadas para fermentação podem ter um impacto na diversidade de espécies microbianas, consumo de substrato e/ou produção de metabólitos durante a fermentação. Os figos secos são as frutas mais comuns usadas para a fermentação do kefir de água, mas passas, ameixas ou tâmaras também têm sido usadas.
Para estudar a influência do oxigênio, as misturas de fermentação foram suplementadas com 5 g de figos secos e incubadas em condições anaeróbicas ou aeróbicas. Para estudar a influência da concentração de nutrientes sob condições anaeróbicas, as misturas de fermentação foram suplementadas com 0 , 5 ou 10 g de figos secos. Para estudar a influência da fonte de nutrientes em condições anaeróbicas, as misturas de fermentação foram suplementadas com 5 g de figos secos, 5 g de damascos secos, 5 g de passas, 17 g de figos frescos ou 1 ml de solução autoclavada de extrato de levedura-peptona (YP). Esse procedimento foi realizado por oito fermentações consecutivas.
O efeito mais característico da presença de oxigênio durante a fermentação do kefir de água foi a proliferação de AAB. A proliferação de AAB nas fermentações aeróbias resultou em altas concentrações de ácido acético e, portanto, baixos valores de pH. Isso provavelmente causou uma lenta, mas gradual diminuição da multiplicação do kefir de água ao longo das fermentações aeróbias, uma vez que o estresse ácido excessivo diminuiu o crescimento de grãos de kefir de água durante a fermentação.
As menores concentrações de etanol e ácido lático nas fermentações aeróbicas provavelmente resultaram do seu consumo pelas espécies AAB.
As altas concentrações de ácido acético podem ter causado uma menor abundância relativa de B. aquikefiri nas fermentações aeróbias, uma vez que esta espécie de bifidobactéria não é inibida pela condição aeróbica ou pH baixos durante a fermentação. Na verdade, altas concentrações de ácido acético podem inibir o crescimento de certos microrganismos, por exemplo, D. bruxellensis é sensível ao ácido acético em concentrações maiores que 1 g.L-1.
O crescimento de grãos de kefir de água (com base na massa úmida) foi de cerca de 60% para todos frascos na primeira vez.
Baixas concentrações de nutrientes causaram uma fermentação lenta, resultando em altas concentrações de carboidratos residuais, baixas concentrações de metabólitos e altos valores de pH. Em contraste, altas concentrações de nutrientes causaram uma fermentação rápida, resultando em altas concentrações de metabólitos sem diminuição das concentrações de carboidratos residuais ou dos valores de pH. Este último mostrou que os figos secos forneceram tanto carboidratos quanto compostos tamponantes para o meio, permitindo alta produção de metabólitos sem diminuição das concentrações de carboidratos residuais ou pH.
Inicialmente a multiplicação não foi afetada pelas concentrações de nutrientes, mas concentrações insuficientes de nutrientes resultaram em uma diminuição lenta e gradual do crescimento de grãos de kefir de água a cada fermentação. Isso foi causado pela falta de nutrientes, pois altos valores de pH em baixas concentrações de nutrientes excluem a diminuição devido ao estresse ácido. Concentrações de nutrientes em excesso de um certo valor limite não aumentaram ainda mais o crescimento de grãos de kefir de água.
Baixas concentrações de nutrientes resultaram em altas quantidades de células de AAB.
Altas concentrações de nutrientes favoreceram o crescimento de leveduras em detrimento às bactérias ácido-láticas (LAB).
Os figos secos são a fonte de nutrientes mais utilizada durante a fermentação do kefir de água. No entanto, a fermentação estável do kefir de água também foi possível com damascos secos e passas secas, mas não com figos frescos ou com extrato de levedura e peptona (solução YP), resultou no decréscimo gradual do crescimento dos grãos de kefir de água.
O alto e o baixo crescimento de grãos de kefir de água nas fermentações com damascos e passas, respectivamente, foi provavelmente causado pelos altos valores de pH quando damascos foram adicionados e os baixos valores de pH quando foram adicionados passas.
Valores baixos de pH nas fermentações com solução YP provavelmente causaram uma rápida diminuição do crescimento de grãos de kefir de água já nas primeiras fermentações.
No entanto, os baixos valores de pH nestas fermentações não foram causados por altas concentrações de ácido, ressaltando que a fonte de nutrientes influenciou o pH durante a fermentação do kefir de água fornecendo compostos que atuaram como agentes tamponantes.
Depois do decréscimo inicial, o crescimento do kefir de água nas fermentações com solução YP permaneceu baixo, apesar da presença de células de Lb. hilgardii que são produtoras de EPS. Isso mostrou que um excessivo estresse ácido causou baixo crescimento de grãos de kefir de água e que a presença de Lb. hilgardii que produz o EPS não foi suficiente para o crescimento dos grãos de kefir de água.
O baixo crescimento do kefir de água resultou em grãos de kefir de água pequenos e com alto número de células de microrganismos, resultando em uma fermentação rápida com baixas concentrações de carboidratos residuais e altas concentrações de metabólitos.
A fonte de nutrientes teve um impacto imediato no consumo de substrato e produção de metabólitos durante os processos de fermentação do kefir de água, e esse impacto se tornou ainda mais pronunciado ao longo das fermentações, provavelmente devido à mudança nas comunidades microbianas.
Referência:
Laureys D., et al. Oxygen and diverse nutrients influence the water kefir fermentation process. Food Microbiology, Volume 73, 2018, Pages 351-361. doi: 10.1016/j.fm.2018.02.007.
