1

Proiect

Biotehnologia obinerii oetului

Studenta: Ilie Oana

Facultatea: Biologie

Specializarea:Biotehnologii microbiene i celulare

2

1. Generaliti Oetul reprezint un lichid acru, obinut prin fermentarea acetic, n special a vinului

sau a altor soluii hidroalcoolice, care este ntrebuinat n alimentaie drept condiment i

conservant. Oetul este un acid alimentar, care n alimentaie este folosit n concentraii de 3

12% acid acetic.

Oetul are practic aceeai vrsta ca i vinul, cteva zile mai mult sau mai puin, ceea ce

nseamn n jur de 5000 de ani. Oeirea poate fi, fr ndoial, privit ca prima boal

cunoscut a vinului. Pe parcursul secolelor, ntr-o lume aproape n totalitate rural, producerea

oetului a fost o ndeletnicire domestic ce s-a transmis iniial pe cale oral.

Oetul de fermentaie se obine dup natura materiei prime folosite: din vinul natural

alterat; din mal; plmada de mal supus fermentaiei alcoolice; din fructe, cnd este preparat

din mustul de fructe; din alcool etilic obinut din industria vinului (Begea Mihaela i colab.,

2007).

Mai multe tipuri de oet sunt produse la nivel mondial; acestea difer n materii prime,

tehnologii i utilizare. Recent, noi tipuri de oet realizate cu materii prime fr valoare sau

produse excedentare sunt fabricate i rspndite pe pia, n funcie de transformarea fructelor

lipsite de valoare fermentescibil i a materiile prime vegetale (Maria Gullo i Paolo Giudici,

2008).

Materia prim folosit n industria oetului trebuie s nu conin inhibitori i, prin

compoziia sa, s furnizeze bacteriilor acetice elementele plastice i catalitice indispensabile

nmulirii i realizrii biochimismului fermentaiei acetice (Tarhon Maria Cristiana, 2009).

Cea mai mare cantitate rezult prin transformarea alcoolului n fermentaie alcoolic.

Se obine oet din vinuri albe i roii, din bere i mal, din cidru, din fructe (mere i pere,

banane, mango, citrice, nuci de cocos), iar n Asia din alcoolul de orez. Producia mondial de

oet, exprimat n acid acetic pur, este de peste 200 mii tone, ceea ce nseamn circa 2 miliarde

litri oet de 10.

Dup calitile gustative, primul loc l ocup oetul din vin i cel din mal. Aceste dou

sortimente au aprut la sfritul secolului al XVIII-lea. Cerinele crescnde de oet, cantitile

limitate de materie prim pentru prepararea oetului de vin si fabricarea relativ complicat a

oetului din mal, au dus la fabricarea oetului din alcool etilic din vin. Din acel moment,

industria oetului a cunoscut posibilitatea unei extinderi largi funcie de existenta industriei de

alcool. Fabricarea relativ simpl a oetului din alcool a ntrit i mai mult poziia predominant

a acestuia.

3

Cel care a pus bazele tiinifice ale tehnologiei de obinere a oetului a fost Pasteur,

care n anul 1864 a fundamentat procesul de oxidare acetic a alcoolului i a putut astfel s

instruiasc productorii cum se poate obine oet de calitate constant. Pentru savant, problema

esenial era de a gsi mijlocul de mpiedicare a dezvoltrii vegetaiilor parazite care erau

pricina bolilor vinurilor. Savantul a observat, dup o serie de experimentri, c nu era nevoie

dect s se ridice cteva secunde temperatura vinului la 50 sau 60C.

Oetul obinut n urma acestei fermentaii se prezint sub forma unui lichid incolor sau

colorat, cu gust acru; poate fi obinut prin fermentaie acetic a lichidelor alcoolice diluate (vin,

bere, alcool rectificat-rafinat diluat), distilarea uscat a lemnului ori diluarea acidului acetic pur

(Begea Mihaela i colab., 2007).

2. Nutrimente folosite la fabricarea oetului Pentru desfurarea fermentaiei acetice n bune condiii, bacteriile acetice au nevoie,

pe lng alcool etilic i oxigen, de nutrimente secundare i de factori de cretere. n cazul n

care oetul se obine din vin, prezint mai puin importan suplimentarea plmezii cu factori

nutritivi, deoarece vinul asigur necesarul n azot, fosfor, substane nutritive.

n condiiile n care oetul se obine din spirt diluat n amestec cu vin, sau numai din

spirt diluat, devine o necesitate a se mbogi mediul alcoolic cu substane nutritive (sruri,

vitamine), care s permit o bun dezvoltare a bacteriilor acetice, asigurndu-se astfel o vitez

de fermentare convenabil i un randament sporit n acid acetic.

n scopul suplimentrii plmezilor cu substane nutritive se pot folosi diverse sruri (i

anume fosfai i sulfai) ca: (NH4)2HPO4, KH2PO4, K2 HPO4, MgSO4, (NH4)2SO4, care se

pot folosi separat sau asociate, n proporie de 0,2 0,5 g/l. De asemenea, plmezile pot fi

optimizate n ceea ce privete coninutul n substane nutritive i prin adaos de autolizat de

drojdie, extract de mal sau extract de porumb.

Ca surs de azot bacteriile acetice pot s foloseasc srurile de amoniu, aminoacizii

(valin, alanin, izoleucin, cistein, histidin, prolin) i peptonele, iar ca nutrieni, care se pot

ntlni mai mult sau mai puin i n unele surse organice, se utilizeaz extractul de drojdie sau

de porumb.

Extractul de porumb este subprodus al fabricrii amidonului, care rezult prin

concentrarea apei de nmuiere a boabelor de porumb nainte de mcinare. Se folosete i in

industria antibioticelor.

Nevoia fa de factori de cretere variaz de la o tulpin la alta, astfel bacteriile acetice

sunt auxotrofe fa de vitaminele: acid para-aminobenzoic, niacin (B3), tiamin (B1), acid

pantotenic (B5) (vitamine ale grupului B) (Tarhon Maria Cristiana, 2009).

4

3. Bacteriile acetice Bacteriile acetice sunt bacterii strict aerobe, nesporulate, Gram negative, grupate n

perechi sau lanuri, cu dimensiuni variabile (0,5 0,8) (0,9 4,2) m (Tarhon Maria

Cristiana, 2009).

Aceste bacterii sunt bacterii incluse n genul Acetobacter, familia Pseudomonadaceae.

Sunt foarte rspndite n natur, fiind strict aerobe i se dezvolt de obicei la suprafaa

lichidelor slab alcoolice (Begea Mihaela i colab., 2007).

Pot fi mobile sau imobile, cu cili polari sau peritrichi. Acetobacter suboxydans prezint

cili dispui lofotrichi, cu lungimea de 4,5m, ca i Acetobacter melanogenum. De asemenea,

specia Acetobacter aceti prezint cili monotrichi, cu lungimea de 11,7m.

n mediu acid, n timp, pot s apar forme de involuie, ramificate, care i pierd

capacitatea de reproducere.

Majoritatea au form de bastonae drepte sau curbate. Cele din vin prezint o uoar

gtuire. Unele specii au posibilitatea de a forma zooglee (Acetobacter xylinum, Acetobacter

xylinoides).

n medii lichide (n cultur staionar) se dezvolt sub forma unui voal fragil, care pe

msura creterii n dimensiuni se ridic pe pereii vasului (Acetobacter ascendens, Acetobacter

aceti). S-a observat c puterea de acidifiere a bacteriilor este cu att mai mic, cu ct voalul este

mai gros i mai afundat n lichid (Figura 1).

Alte specii, cum sunt Acetobacter xylinum i Acetobacter xylinoides, formeaz un strat

gelatinos de natur - glucanic (n vinul oeit sau n oet), care blocheaz circuitul normal al

aerului n cazul fermentatoarelor cu tala cu consecine nedorite.

Pe medii de cultur solide, bacteriile acetice formeaz (n funcie de natura lor) colonii

cu aspect diferit, netede sau cutate, umede sau uscate, de culoare alb, alb-roz, brune.

5

Figura 1.

http://2.bp.blogspot.com/_WdBOjsIFbYE/TML3g5g2LuI/AAAAAAAABec/iWN5DgYB0oA/

s1600/Other-1.jpg

Bacteriile acetice sunt mezofile (temperatura optim de dezvoltare este de 22-33oC, n

funcie de specie) i produc fermentaia acetic ntr-un domeniu larg de temperatur (10-

40oC). Temperatura minim de dezvoltare pentru majoritatea bacteriilor acetice este de 10oC,

ns sunt i specii care se pot dezvolta la 6-7oC. Temperatura maxim de dezvoltare pentru cele

mai multe bacterii acetice este n jur de 40oC, cu meniunea c sunt i cazuri de excepie. Spre

exemplu, Acetobacter xylinum se dezvolt i la 50oC, iar Acetobacter industrium se dezvolt

numai pn la temperatura de 28oC. Bacteriile acetice au o termorezisten sczut n mediu

lichid, cu pH acid, inactivarea lor avnd loc ntr-un minut la 60oC ; n timp ce bacteriile reinute

pe suporturi solide (doage de lemn) sunt inactivate la temperaturi mai ridicate (100oC).

Bacteriile acetice sunt tolerante la acid i concentraii de pn la 2o acetice activeaz

creterea celular. Rezistena la acid acetic se poate explica prin aceea c membrana acestor

bacterii are un coninut ridicat n acizi grai saturai, motiv pentru care este relativ

impermeabil la acidul acetic, care se gsete sub form nedisociat n mediile fermentate

industrial. Valoarea optim de pH pentru creterea bacteriilor acetice este de 5,5; iar pH-ul

limit se situeaz la nivel de 2,5.

Bacteriile acetice au un echipament enzimatic complex, n care sunt prezente

dehidrogenaze foarte active, localizate n sistemele membranare cuplate cu lanul citocromic,

enzime ale ciclului Krebs, care le permite oxidarea a circa 80 de produi (alcooli, glucide, acizi

organici), printre care i acidul acetic.

http://2.bp.blogspot.com/_WdBOjsIFbYE/TML3g5g2LuI/AAAAAAAABec/iWN5DgYB0oA/s1600/Other-1.jpghttp://2.bp.blogspot.com/_WdBOjsIFbYE/TML3g5g2LuI/AAAAAAAABec/iWN5DgYB0oA/s1600/Other-1.jpg

6

La oxidarea acidului acetic particip unele specii de bacterii din genul Acetobacter,

productoare de acid acetic (Acetobacter aceti, Acetobacter liquefaciens, Acetobacter

pasteurianum, Acetobacter hansenii). Aceste bacterii posed toate enzimele care particip la

ciclul acizilor tricarboxilici. Acidul acetic inhib oxidarea sa de ctre bacteriile acetice la

concentraii mai mari de 8o acid acetic i la pH = 3,0.

Dintre sursele de carbon utilizate preferenial, alcoolul etilic este oxidat la acid acetic,

iar glucoza la acid gluconic i acid 5-cetogluconic. Bacteriile din genul Gluconobacter

utilizeaz ca principale surse de carbon: glucoza i etanolul. Bacteriile din genul Acetobacter

folosesc ca surse de carbon: etanolul, lactatul, hexozele i glicerolul. Bacteriile din genul

Acetobacter pot s oxideze i acetalii la CO2 i H2O, cnd alcoolul etilic a fost consumat din

mediu, pentru c alcoolul etilic inhib activitatea enzimelor de oxidare a acetalului.

Ca surs de azot bacteriile acetice pot s foloseasc srurile de amoniu, aminoacizii

(valin, alanin, izoleucin, cistein, histidin, prolin), peptonele i alte surse de azot organic,

cum sunt extractul de drojdie, de carne sau de porumb.

Nevoia fa de factori de cretere variaz de la o tulpin la alta, astfel bacteriile acetice

sunt auxotrofe fa de vitaminele: acid para-aminobenzoic, niacin, tiamin, acid pantotenic i

fa de alte vitamine ale grupului B.

Bacteriile sunt rspndite, n natur, pe produsele vegetale (fructe, frunze, flori) si

transportul lor este favorizat de insecte (musculia de oet: Drosophilla) i nematode (Anquillula

aceti) (Tarhon Maria Cristiana, 2009).

4. Fermentaia acetic Fermentaia acetic const n transformarea alcoolului etilic n acid acetic sub aciunea

bacteriilor acetice, n prezena oxigenului atmosferic

Reacia general a fermentaiei acetice este urmtoarea:

CH3 - CH2 - OH + O2 CH3 - COOH + H2O + ATP

alcool etilic acid acetic

n realitate, n urma cercetrilor ntreprinse de Dupny P. i Maugen J. (1962), s-a

demonstrat experimental c la fermentaia acetic se formeaz ca produs intermediar

acetaldehida, fapt dovedit prin adaos n mediu de fermentare a sulfitului sau bisulfitului de

calciu, care blocheaz transformarea acetaldehidei n acid acetic:

7

Produsul format nu este oxidat de bacteriile acetice i se acumuleaz n mediu,

fermentaia acetic blocndu-se.

Mecanismul fermentaiei acetice implic participarea unor dehidrogenaze care au drept

cofactor NADP. Hidrogenul format este transferat de enzimele catenei respiratorii celulare pe

oxigenul molecular provenit din aerul folosit pentru oxigenarea substratului. n acest fel, n

mediu se acumuleaz acid acetic, viteza de conversie a alcoolului etilic n acid acetic depinznd

de specia de bacterie acetic, natura substratului, nivelul de aprovizionare cu oxigen i de

temperatura la care are loc fermentarea. Viteza de conversie scade odat cu acumularea acidului

acetic n mediul de fermentaie (Tarhon Maria Cristiana, 2009).

5. Procedee de realizare a fermentaiei acetice O dat asigurat coninutul corespunztor de alcool etilic i substane nutritive, pentru

desfurarea fermentaiei acetice rmne esenial atingerea i meninerea unei anumite

concentraii a oxigenului dizolvat. De modul n care se realizeaz aprovizionarea cu oxigen a

bacteriilor acetice depind viteza procesului de fermentaie i, ntr-o oarecare msur, calitile

senzoriale ale produsului finit (Begea Mihaela i colab., 2007).

Din punct de vedere biotehnologic, exist dou metode biotehnologice bine definite

pentru a produce oet: procese tradiionale (lente) i submerse (rapide).

Metodele tradiionale sunt denumite n mod obinuit ca fermentaia culturilor de

suprafa i bacteriile acetice cresc din abunden pe suprafaa suport unde concentraia de

oxigen este mai mare (Maria Gullo i Paolo Giudici, 2008). Procesele lente sunt de dou tipuri:

de tip clasic i de tip Orleans (Tarhon Maria Cristiana, 2009).

Metodele submerse sunt de obicei utilizate n procesele semi-continue pentru

producia industrial de oet i se caracterizeaz printr-un proces mai rapid de acidificare (Maria

Gullo i Paolo Giudici, 2008). Procedeele rapide pot fi: procedee la care contactul soluiei

alcoolice cu aerul se face prin distribuirea soluiei respective pe o coloan de umplutur

inert i procedee submerse (Tarhon Maria Cristiana, 2009).

Procedeele lente (tip Orleans) Sunt cele mai vechi tehnici comerciale de fabricare a oetului, principiul fiind cunoscut

din antichitate. Soluia alcoolic este plasat la nceput ntr-un vas cu raport diametru/nlime

mare, care conine tala, tulpini de vi de vie sau alte materiale de origine vegetal (de exemplu

coceni de porumb) care pot asigura o suprafa specific mare. Dup aproximativ 7 zile,

perioad n care se declaneaz fermentaia acetic, lichidul este trecut ntr-un alt vas. Acesta

8

este de obicei un butoi din lemn de esen tare dar poate fi i o cad nchis construit din

acelai material. Umplerea se face n aa fel nct lichidul s ocupe de la 50% pn la 70% din

volumul total al vasului.

n aceste condiii, fermentaia acetic se desfoar lent, numai la suprafaa lichidului,

unde concentraia de oxigen dizolvat este suficient pentru a asigura metabolizarea alcoolului

etilic de ctre bacteriile acetice. Se formeaz astfel un voal de fermentaie" n care numrul de

bacterii acetice active este mare. Fermentaia dureaz ntre 8 i 14 sptmni, n funcie de

compoziia iniial a soluiei alcoolice, temperatur, natura microorganismelor, suprafaa de

contact lichid/aer etc. Dup ce fermentaia acetic se consider ncheiat, se extrage din vas o

cantitate de oet reprezentnd 60 - 70% din volumul iniial i se nlocuiete cu materia prim. n

acest fel n vasul de fermentaie rmne o cantitate de oet care conine un numr suficient de

bacterii acetice pentru reluarea fermentaiei. Din acest moment nu mai este necesar etapa

iniial, respectiv trecerea prin vasul cu umplutur (Begea Mihaela i colab., 2007).

Procedeele lente se folosesc, n general, pentru obinerea unui oet cu tria de 4 - 7

grade acetice. Avantajul esenial al procedeelor lente este aroma foarte fin a produsului finit.

Atunci cnd se folosesc materii prime corespunztoare, calitile senzoriale ale oetului

fabricat prin fermentaie lent nu pot fi obinute sub nici o form prin utilizarea metodelor

rapide. Din acest motiv, procedeele lente sunt folosite pentru fabricarea oeturilor din fructe i a

unor produse speciale, cum este, de exemplu, oetul balsamic (Maria Gullo i Paolo Giudici,

2008).

Procedee rapide care folosesc coloane cu umplutur n acest caz, pentru atingerea unui nivel ridicat de oxigen dizolvat, plmada este

distribuit printr-un procedeu oarecare pe o coloan cu umplutur care asigur o suprafa mare

de transfer gaz-lichid. Distribuirea plmezii se poate face continuu (cazul procedeului care

folosete stropirea uniform a prii superioare a coloanei cu substrat) sau discontinuu (prin

necarea" periodic cu substrat a coloanei, urmat de scurgerea substratului).

Prima variant este utilizat mai frecvent deoarece regimul de aerare fluctueaz mai

puin i, n consecin, fermentaia acetic decurge n condiii mai bune, att sub aspectul

randamentului ct i al vitezei. Umplutura este format, de obicei, din tala de fag rou, dar se

poate folosi i talaul de stejar, spuma de mare, cocsul sau mangalul tratat n prealabil cu HCl

diluat (Tarhon Maria Cristiana, 2006).

Cel mai rspndit acetator cu umplutur este aparatul Frings (Figura 2, Figura 3).

Proiectat n secolul al XlX-lea i perfecionat pe parcurs, aparatul Frings a constituit principalul

tip de acetator utilizat pn la dezvoltarea industrial a fermentaiei acetice submerse.

9

Acetatorul Frings este format dintr-un vas tronconic cu nclinaie mic (1) n interiorul cruia

este fixat, ntre dou grtare (3,5), o coloan de umplutur (2). Volumul acetatoarelor uzuale

este de 10 - 25 m3.

Soluia alcoolic parial acetificat, colectat la partea inferioar a aparatului, este

recirculat continuu cu ajutorul unei pompe (15) i mprtiat cvasiuniform de un distribuitor

(11) pe suprafaa superioar a umpluturii. Distribuitorul trebuie s asigure o mprtiere

uniform a soluiei, pentru realizarea unei suprafee de transfer gaz/lichid ct mai mare, n

cursul curgerii gravitaionale.

n contracurent cu lichidul prin coloan circul cureni de aer proaspt. Aerul intr

prin orificii (2) distribuite n seral pe toat nlimea aparatului i iese printr-un racord montat

la partea superioar a acetatorului. Pentru recuperarea parial a vaporilor de acid acetic care

prsesc incinta de fermentaie odat cu aerul se folosete uneori un condensator (10).

Cantitatea de cldur care se formeaz n cursul fermentaiei acetice industriale este de

aproximativ 10 600 kJ/kg de alcool etilic metabolizat. Cea mai mare parte din aceast cldur

este transferat fluxului de aer, care circul prin acetator, i mediului exterior. Totui, n

anumite condiii, dac viteza de conversie a etanolului n acid acetic crete peste o anumit

limit sau temperatura mediului exterior este ridicat, este necesar preluarea excesului de

cldur prin intermediul unui schimbtor de cldur (14).

10

Figura 2. Acetatorul cu coloan de umplutur Frings:

1 - corpul acetatorului; 2 - orificii de admisie a aerului; 3 - grtar inferior; 4 - termometru; 5 - grtar superior; 6 - racord de evacuare a aerului din acetator; 7 - racord de ieire a agentului de rcire; 8 - racord de

evacuare a aerului din condensator; 9 - racord de intrare a agentului de rcire; 10 - condensator; 11 - dispozitiv de stropire; 12 - coloan de umplutur; 13 - racorduri pentru agentul de rcire; 14 -

schimbtor de cldur; 15 - pomp; 16 - racord de evacuare

Figura 3. Acetatorul Frings

http://uksus-frings.com/media/pictures/main_acetator.jpg

http://uksus-frings.com/media/pictures/main_acetator.jpg

11

Meninerea sub control a procesului de fermentaie se poate face acionnd asupra a

trei parametri: debitul de aer proaspt (se modific prin obturarea sau deschiderea orificiilor de

aerisire 2); temperatura lichidului distribuit pe seciunea superioar a coloanei (prin modificarea

debitului/temperaturii agentului de rcire folosit la schimbtorul de cldur) i gradul de

recirculare (se modific debitul de lichid pompat).

La prima pornire a aparatului se folosete un amestec de materie prim i soluie

alcoolic aflat n stare de fermentaie acetic (cuib de oet), preluat dintr-un alt acetator, aflat

n regim normal de funcionare. Deoarece prima pornire este un proces delicat, este

recomandabil s se urmreasc cu atenie temperaturile n cele trei zone ale umpluturii i s se

intervin dac este necesar prin modificarea debitului de aer sau a regimului de pompare.

Dac, cantitatea de cuib aflat la dispoziie este redus se adopt, de obicei, un regim

iniial intermitent de pompare. Fermentaia acetic se conduce pn la un coninut remanent de

alcool etilic de circa 0,2%. n acest moment se extrage rapid 50 - 70% din oetul aflat n aparat,

se ncepe imediat alimentarea treptat cu materie prim, urmrind regimul de temperatur, i se

reia ciclul de funcionare.

n regim normal de funcionare un ciclu de producie a aparatului dureaz 8-12 zile

pentru un oet cu tria de 9 grade acetice. Acetatorul Frings poate produce, n condiiile unor

costuri rezonabile, oet cu tria de pn la 12 grade acetice. Desigur c n acest caz durata unui

ciclu crete.

Pentru un anumit volum dat al aparatului i al coloanei de umplutur, productivitatea

depinde de durata ciclului de funcionare care, la rndul lui, este dependent de productivitatea

unitii de volum a umpluturii. n general, aceasta are n 24 de ore o medie de 2,0 - 4,5 kg acid

acetic/m3 umplutur. Productivitatea este influenat de natura bacteriilor acetice i modul de

conducere a fermentaiei. Mai mult, productivitatea prii superioare a coloanei este

semnificativ mai mare dect cea a prii inferioare. Astfel, n timp ce n primele straturi de

umplutur se convertete n acid acetic aproximativ 40% din alcoolul etilic prezent iniial, n

straturile inferioare conversia scade pn la 4%.

Randamentul practic al acetatoarelor Frings este cuprins ntre 75% din randamentul

teoretic (dac nu sunt prevzute cu condensator i condiiile generale de funcionare sunt

defectuoase) i 90% din randamentul teoretic (dac sunt prevzute cu condensator i regimul de

funcionare este corespunztor). Fraciunea cea mai mare a pierderilor (pn la 90% din

pierderile totale) este format din acidul acetic pierdut prin evaporare.

Procedeele care se bazeaz pe necarea periodic a umpluturii folosesc baterii de 2-10

vase, care funcioneaz mpreun. necarea umpluturii se face numai de jos n sus. Fiecare

acetator este inundat succesiv i periodic cu aceeai cantitate de soluie alcoolic aflat n

12

fermentaie acetic. n general, inundarea se face prin pompare dar, n cazul bateriilor de dou

acetatoare, se poate face i prin dezlocuirea soluiei cu aer comprimat. Durata unui ciclu

complet este mai mare dect la acetatorul Frings (10 - 30 de zile), iar randamentul de

transformare este asemntor (pn la 85% din randamentul teoretic) (Napha Lotong i colab.,

1989).

Procedee care folosesc fermentaia submers Dezvoltarea industrial a fermentaiei acetice submerse a avut loc treptat, dup 1950,

pe baza experienei acumulate n producia submers de antibiotice. n cazul fermentaiei

acetice submerse, suprafaa de transfer gaz/lichid creat cu ajutorul umpluturii n cazul

acetatoarelor clasice este nlocuit cu suprafaa unor bule de aer cu dimensiuni mici, distribuite

n numr foarte mare n toat masa lichidului aflat n fermentaie. n plus, cuibul de oet"

folosit la acetatoarele cu umplutur este nlocuit adeseori cu culturi selecionate de bacterii

acetice.

La unele dintre primele acetatoare care foloseau fermentaia submers, pentru

distribuirea bulelor de aer a fost folosit o plac groas de sticl sinterizat. n prezent,

instalaiile industriale de obinere a oetului prin fermentaie submers utilizeaz bioreactoare

de diverse tipuri (Vogelbusch, B.M.A., Chemap etc.) adaptate corespunztor, la care generarea

unei suprafee de contact ct mai mare ntre aer i lichid se face prin mijloace mecanice. Un

acetator tipic din aceast clas este format dintr-un vas de oel inoxidabil, acido-rezistent sau

polipropilen armat cu fibre de sticl, un sistem mecanic de distribuire a aerului sub form de

bule cu diametru mic (turbin cu sau fr autoaspiraie, fie un injector special combinat cu un

sistem de palete pentru realizarea unui regim puternic turbionar), suprafee de transfer termic

montate n interior sau un schimbtor de cldur extern, sprgtor de spum (de obicei de tip

mecanic, cu elemente active), condensator pentru recuperarea vaporilor de acid acetic, aparatur

de automatizare i control specific.

Printre altele, aceasta trebuie s cuprind elemente pentru msurarea temperaturii, a

coninutului de oxigen dizolvat (pO2), a coninutului de alcool i a nivelelor de lichid i spum

din aparat. Conducerea procesului se realizeaz n general automat, uneori cu calculator de

proces, prin reglarea continu a temperaturii i a coninutului de oxigen dizolvat.

n momentul n care coninutul rezidual de alcool etilic atinge 0,2%, se extrage

automat 30 - 50 % din volumul de lichid din acetator i se nlocuiete treptat (pentru meninerea

temperaturii n plaja optim pentru bacteriile acetice) cu materie prim. Productivitatea unui

astfel de aparat depinde de nivelul de aerare (5-15 m3 aer/m3 de soluie x or) i de eficacitatea

cu care acesta este distribuit sub form de bule fine.

13

Un acetator submers tipic poate produce 25 - 30 kg de acid acetic/m3 de volum util n

24 de ore. Volumul util este, de obicei, 60 - 70% din volumul total. De exemplu, n cazul unui

acetator cu un volum util de 21 m3, la care se extrage pe ciclu o treime din soluia acetic,

durata fermentaiei pentru o trie final de 12 grade acetice este de aproximativ 30 de ore.

Randamentele obinute sunt net superioare n raport cu acetatoarele cu umplutur, putnd atinge

98% din randamentul teoretic.

Prin fermentaie submers se pot obine soluii cu o trie acetic de pn la 15 grade.

Dac se urmrete obinerea unei concentraii mari de acid acetic, se separ fermentaia n dou

trepte, care se desfoar n bioreactoare diferite, cu culturi diferite i parametri specifici. Din

punctul de vedere al operrii, acetatoarele submerse sunt mai sensibile dect cele cu coloan de

umplutur, deoarece absena aerrii pe durate chiar foarte scurte (sub 1 min) provoac o

reducere major a numrului de bacterii acetice active, cu repercusiunile corespunztoare

asupra duratei ciclului i a randamentului. Astfel de evenimente sunt evitate prin utilizarea unor

surse de rezerv pentru alimentarea cu energie i a unor sisteme de automatizare cu siguran

mare n exploatare.

Oetul produs prin fermentaie submers este mult mai tulbure i ceva mai puin

aromat dect cel produs n acetatoare cu umplutur. Din aceste motive este supus unei operaii

de limpezire/filtrare i se las uneori la maturare/nvechire n butoaie de lemn. Se obine astfel

un oet bogat n principii biologice, rezultate n urma autolizei celulelor bacteriene.

Privit global, dintre tehnicile prezentate, fermentaia submers este cea mai

avantajoas din punct de vedere economic, mai ales dac preul unitii de suprafa construit

este mare. Acest tip de fermentaie acetic a permis construirea unor linii de producie pentru

acid acetic glacial de origine biologic. n acest scop, acidul acetic de fermentaie se extrage cu

acetat de etil, se separ i se concentreaz prin distilare (Tarhon Maria Cristiana, 2006).

6. Tipuri de oet de fermentaie Influena procesului tehnologic asupra calitii oetului de fermentaie nu este

neglijabil i n anumite cazuri (oetul balsamic) este extrem de important. Cu toate acestea,

cel mai important factor este materia prim. n funcie de natura materiei prime, exist cteva

tipuri distincte de oet, prezentate pe scurt n continuare.

Oetul de vin

Se fabric n mod normal din vin. Totui, exist sortimente comerciale care sunt

prezentate ca oet din vin", dei numai o parte din substratul iniial este format din vin, restul

fiind un alt lichid hidroalcoolic, de obicei un amestec de spirt i ap. Se folosesc n general

14

vinuri de calitate inferioar sub aspectul aciditii volatile, cu un coninut redus de dioxid de

sulf sau alte substane care ar putea inhiba bacteriile acetice. Culoarea oetului din vin variaz

de la galben pal (Figura 4) la rou, n funcie de sortimentul de vin folosit ca materie prim.

Conform normelor Comunitii Europene, aciditatea total a oetului din vin trebuie s fie de

minim 6 g/100 ml, iar coninutul de etanol s fie sub 1,5% (vlv).

Figura 4. Oet din vin alb

http://www.romanianfoodstore.com/wp-content/uploads/2012/08/P1030605.jpg

Oetul de fructe

Oeturile de fructe sunt obinute prin fermentaia acetic a unor soluii alcoolice

obinute din fructe. Cel mai popular produs de acest tip este oetul de mere (Figura 5), care are o

culoare galben deschis i o arom specific.

Figura 5. Oet de mere

http://adevarul.ro/assets/adevarul.ro/MRImage/2013/04/18/517005b3053c7dd83f208a

90/646x404.jpg

http://www.romanianfoodstore.com/wp-content/uploads/2012/08/P1030605.jpghttp://adevarul.ro/assets/adevarul.ro/MRImage/2013/04/18/517005b3053c7dd83f208a90/646x404.jpghttp://adevarul.ro/assets/adevarul.ro/MRImage/2013/04/18/517005b3053c7dd83f208a90/646x404.jpg

15

Oetul de orez

Se fabric n Asia, din lichide hidroalcoolice obinute prin fermentarea alcoolic a unor

plmezi de orez, uneori chiar din rachiu de orez (Figura 6). Metodele tradiionale folosesc

fermentaia acetic lent, dar au fost dezvoltate i procedee submerse.

Figura 6. Oet de orez

http://www.parmafood.ro/177-large_leowine/blue-dragon-japonese-otet-din-orez-

150ml.jpg

Oetul din spirt

Este denumit uneori i oet alb (Figura 7). Se obine prin fermentaia acetic a unor

substraturi obinute prin diluarea spirtului i adugarea unor nutrieni. n mod normal, acest tip

de oet este incolor i nu are arom.

Figura 7. Oet de spirt

http://www.parmafood.ro/177-large_leowine/blue-dragon-japonese-otet-din-orez-150ml.jpghttp://www.parmafood.ro/177-large_leowine/blue-dragon-japonese-otet-din-orez-150ml.jpg

16

http://openwaterchicago.com/wp-content/uploads/2010/07/postswim_2.jpg

Oetul balsamic

Este un produs special, fabricat printr-o tehnologie particular care pornete de la

mustul de struguri (Figura 8). Imediat dup nceperea fermentaiei alcoolice a mustului (la

aproximativ o zi de la presare), acesta este concentrat prin evaporare pn cnd volumul se

reduce la o treime din cel iniial. n continuare acest substrat este supus unor fermentaii

alcoolice i acetice concomitente i foarte lente. n acest timp, soluia este trecut succesiv prin

butoaie din lemn de diferite esene.

Procesul dureaz ntre 5 i 12 ani, uneori mai mult. Produsul are un coninut ridicat de

substan uscat, o arom special i o trie acetic de 6-15 grade. Indicii compoziionali ai

oetului variaz foarte mult n funcie de materiile prime folosite i tehnologia adoptat (Tarhon

Maria Cristiana, 2006).

Figura 8. Oet balsamic

http://afaf.ro/cs-photos/products/original/otet-balsamic-

modena_1756_1_1309210633.jpg

http://openwaterchicago.com/wp-content/uploads/2010/07/postswim_2.jpghttp://afaf.ro/cs-photos/products/original/otet-balsamic-modena_1756_1_1309210633.jpghttp://afaf.ro/cs-photos/products/original/otet-balsamic-modena_1756_1_1309210633.jpg

17

Bibliografie

1. Begea Mihaela, Stroia I., Bldea Gh., Vldescu Mariana, Begea P., 2007

Tehnologie i sortimente de oet competitive pe plan european. Lucrri tiinifice vol. 50,

seria Agronomie, 281-286

2. Maria Gullo i Paolo Giudici, 2008 - Acetic acid bacteria in traditional

balsamic vinegar: Phenotypic traits relevant for starter cultures selection. International Journal

of Food Microbiology 125: 4653

3. Napha Lotong, Wanna Malapan, Arunwan Boongorsrang i Wichien Yongmanitchai, 1989 - Production of vinegar by Acetobacter cells fixed on a rotating disc

reactor. Appl Microbiol Biotechnol 32:27-31

4. Tarhon Maria Cristiana, 2009 Rezumat tez de doctorat Biotehnologii de

mbuntire a randamentului n acid acetic la fermentarea diferitelor medii de cultur.

Ministerul Educaiei, Cercetrii i Inovrii, Universitatea Dunrea de Jos-Galai, Facultatea

tiina i Ingineria Alimentelor, Domeniul Inginerie Industrial

5. Tarhon Maria Cristiana, 2006 Tehnologia fabricrii oetului. Editura

Fundaiei Universitare Dunrea de Jos, Galai