Elaboracin de Yogur: Fermentacin
Dra. Silvana Carro
Dr. lvaro Gonzlez
Dra. Vernica Merletti
TERICO-PRCTICO
Departamento de Ciencia y Tecnologa de la Leche
2014
Objetivos
Comprender las principales etapas del proceso de elaboracin del yogur
Reconocer el rol de los microorganismos en el proceso tecnolgico del yogur
Evaluar la fermentacin en la elaboracin de este producto
Organizacin de la Clase
Proceso de Fermentacin y Controles durante el mismo
Definicin y Caractersticas Generales del Yogur
Tecnologa de elaboracin de yogur
Metodologa a aplicar en clase prctica
Caractersticas de los microorganismos starters del yogur
Efecto de simbiosis como parte del proceso
Leches Fermentadas
Leche Fermentada: toda leche entera, descremada o parcialmente descremada a la cual se le siembra una cepa de microorganismos para obtener un producto cido y con aroma caracterstico
Los microorganismos deben ser viables, activos y abundantes
YOGUR
Definicin y Caractersticas Generales
Lactobacillus delbrueckii subesp bulgaricus
Streptococcus salivarius subesp thermophilus
Yogur: Es el producto obtenido por la fermentacin lctica de la leche, previamente pasterizada o esterilizada, a travs de la accin de Lactobacillus bulgaricus y Streptococcus termophilus las
bacterias lcticas presentes en el producto final deben ser viables y muy numerosas
Reglamento Bromatolgico Nacional (Dec. 315/994)
+
YOGUR
Fermentacin
Lctica
Caractersticas Generales del Yogur
Segn RBN (Dec. 315/994)
Los yogures deben presentar las siguientes caractersticas fsico - qumicas:
Protenas mn. 3% m/m Acidez 0.80 a 1.5 % c. lctico
Clasificaciones diversas (segn el contenido o no de ingredientes no lcteos, segn
su contenido en materia grasa, etc.)
Caractersticas Generales del Yogur
De acuerdo a su consistencia:
Yogur aflanado o simplemente yogur, el que no ha sido batido para romper el cogulo y es fermentado en el propio envase
Yogur batido, el que luego de la fermentacin se ha roto el cogulo por batido
Yogur bebible o lquido, el que presenta menos viscosidad que los anteriores
Yogur en polvo, el que ha sido deshidratado o liofilizado y una vez rehidratado presenta las bacterias acidolcticas viables y abundantes.
Principales tcnicas del yogur
Proceso de elaboracin de Yogur Pretratamiento: Preparacin de la leche
Leche Cruda
Estandarizacin MG
Estandarizacin ESM Adicin de aditivos
Desaireacin
Tratamiento Trmico
Homogeneizacin
Enfriamiento a temp.
incubacin
1Tanque Balanza
2 Intercambiador de Placas
3 Evaporador
4 Homogeneizador
5 Enfriamiento en tubo
Tecnologa de Elaboracin de Yogurt Homogeneizacin
Prevenir la separacin de la MG
Mezcla es forzada a pasar a travs de un pequeo orificio a
presin
Disminucin del dimetro medio del GG hasta 1-2
Se realiza normalmente en una sola fase a 50-70 C y 100-200
Kg/cm2 de presin
Mayor viscosidad del yogurt
Mejora textura
Disminuye la tendencia a la sinersis
Tecnologa de Elaboracin de Yogurt Pasteurizacin
Eliminar formas vegetativas de los microorganismos patgenos
Destruccin de otros microorganismos contaminantes
Factores estimulantes para los starters
Reduccin del contenido de O2
Vara desde un sistema HTLT (alta T- t prolongado) - UHT
Sistemas discontinuos (85 C 30 min.)
Sistemas continuos (90-95C 5-10 min.)
UHT (115 C 3 seg.)
Aumento de Ac. Frmico
Cambios en Propiedades Fs-Qum. de la leche: mejora la textura, disminuye la
tendencia a la sinresis
Efectos en el
Yogurt
Agregado de aditivos (estabiliz/edulcorantes/aromatizantes)
Enfriado Mezcla
Hasta temp de incubacin del starter (40-45 C)
Depende de la forma de presentacin del fermento
Inoculacin
Para cultivos starters activos se inocula dosis: 3% (1-7%)
Importante: correcta relacin cocos/bacilos
Incubacin:
Temperatura: 42-45 C
La fermentacin se completa entre 2,5 y 4hs
Hasta alcanzar la acidez deseada:
Yogur Firme: 70-80 D
Yogur Batido: 100-120 D
* Diferencia yogur firme
Tecnologa de Elaboracin de Yogurt
Leche Pretratada a
temp. incubacin
Inoculacin
Incubacin
Enfriamiento
Distribucin
Venta
Envasado
Proceso de elaboracin de Yogur
Caractersticas Generales de los estrters
Bacterias Termfilas: Temperatura ptima 40-45 C
Bacterias cido Lcticas (BAL)
Homofermentativas: metabolizan la lactosa y producen cido lctico como nico producto final de la degradacin de glucosa
L. bulgaricus: 41-42 C
S. termophilus: 38-44 C
Lactobacillus delbrueckii subesp bulgaricus
Streptococcus salivarius subesp thermophilus
Efecto de la temperatura de incubacin sobre la
relacin cocos : bacilos
Caractersticas Generales
L. bulgaricus:
Bacilos, Gram + Microaeroflico Puede producir hasta 2,7% de ac. Lctico Proteoltico (hidrolasas)
Cocos, Gram + Presenta menor produccin de cido Dbilmente proteoltico
Lactobacillus delbrueckii subesp bulgaricus
Streptococcus salivarius subesp thermophilus
Definicin y Caractersticas Generales
Caractersticas de inters tecnolgico:
Produccin de cido:
Compuestos de aroma y sabor:
Proceso de Simbiosis
Tomado de Tamime (1991)
Fenmeno de proto-cooperacin:
Efectos que demuestran este fenmeno:
Ambos pueden coagular la leche a 42-45 C en 6-10 hs (con un cultivo
mixto se logra en 2 - 2,5 hs):
Los cultivos mixtos presentan:
mayor consistencia/aroma-sabor lcticos mejor expresados
mayor produccin de compuestos voltiles (acetaldehdo, diacetilo y acetona)
mayor tolerancia a la acidez
Proceso de Simbiosis
Adaptado de Angelov y col., 2009
S. termophilus fase de latencia ms corta produce:
Ac. frmico, c. Pirvico y CO2
Asimila ms rpido el oxgeno
L. bulgaricus: produce pptidos pequeos y aminocidos (Valina,
Histidina y Treonina)
cido Frmico
Pptidos y aminocidos
S. thermophilus 0,8%
L. bulgaricus 1,7%.
Tolerancia a cido lctico
1era Etapa
2da Etapa
3era Etapa:
Limitante de crecimiento
Caractersticas funcionales de las casenas
Modificaciones
Estado de sol (disolucin coloidal) a: estado de gel (cogulo)
COAGULACIN
Lactosa cido lctico
pH: 6.6 a 4.6
Casena isoelctrica
(desmineralizada)
La acidez provoca la precipitacin de la casena (insolubilizacin)
- - -
-
-
- -
- - - -
- -
- - -
-
H+
Proceso de Fermentacin 1. La produccin gradual de cido desestabiliza los complejos de casenas-
protenas del lactosuero por solubilizacin del fosfato-clcico y prdida de la
repulsin electroesttica
2. Las micelas de casena comienzan a agregarse y coalescen parcialmente a
medida que el pH se aproxima a 4,6-4,7 (PI)
3. Se forma una red o matriz que atrapa en su interior al resto de los
componentes, incluyendo la fase acuosa: GEL
- - -
-
-
- -
- - - -
- -
- - -
-
H+
1 2 3
Enfriamiento
Interrupcin de la Fermentacin (refrigeracin rpida)
Imparte cuerpo y textura (disminuye viscosidad)
Batido
Velocidad baja/media 5-10 min.
Envasado y Refrigeracin:
2 fases (1ero 15-20 C 2do a menos de 5 C)
Cmaras de Fro o Tnel con fuerte ventilacin (Yogur Firme)
Diversos envases (vidrio-plstico)
Tecnologa de Elaboracin de Yogurt
Intercambiador de placas (yogur batido)
Almacenamiento: lo ms corto posible ( mx 24hs)
Cules son los factores que afectan la calidad del
YOGUR?
Pre-tratamiento leche
Proceso Tecnolgico:
Cultivos starters y sus enzimas contribuyen al desarrollo de acidez y flavor.
Caractersticas obtenidas durante la fermentacin de la leche:
2.-Sabor y aroma:
El cido lctico es el responsable de dar el toque cido al yogur.
Otros compuestos que dan sabor y aroma son resultado del metabolismo de los
cultivos lcticos.
Acetaldehdo: aroma
1.-Textura:
Se relaciona principalmente por la produccin de cido lctico: se acumula
causando un descenso en el pH y desestabiliza las micelas de casena. A pH
de 4.7-4-6 la casena se precipita causando la coagulacin de la leche y la
formacin del gel
Especies de Lactobacillus delbrecki spp bulgaricus y Streptococcus
salivarius spp thermophilus: producen polisacridos Qu aportan?
Principales Defectos en Yogur
Controles Durante el Proceso de Fermentacin
Temperatura de incubacin: control de temperatura ptima para cada microorganismo. Tener en cuenta cultivo mixto.
Tiempo de incubacin: determinado por temperatura, pH, etc. (depende de la acidez deseada)
pH: Determinacin por mtodos potenciomtricos. Correlacin entre el pH y caractersticas ptimas del yogur. Control de rutina
Acidez titulable: Indicador de actividad del cultivo. Control de rutina. Efectuarse en condiciones estndar (mismo operador, iluminacin, etc).
Prctico
Prctico
Objetivo:
Realizar un control del proceso de elaboracin y calidad
del producto
Evaluar la fermentacin del yogur y verificar el efecto
de simbiosis al variar la temperatura de incubacin
Prctico Materiales y Mtodos
Se incubaran muestras a 37, 42 y 45 C
Se realizar la siembra de los starters de yogur (2%) a partir de una muestra de yogur comercial en leche en polvo descremada reconstituda y estril.
Se realizar la determinacin de pH, acidez titulable, tincin de Gram. y enumeracin de microorganismos caractersticos del yogurt en el tiempo inicial y al final de la incubacin (2 y
1/2 hs) para cada muestra.
A. Determinacin de pH: Las determinaciones de pH se realizarn mediante mtodo
potencimetro, utilizando un pHmetro (Oakton).
A. Determinacin de acidez titulable (Norma FIL/IDF 150:1991). La acidez se medir por
titulacin, utilizando una solucin de NaOH 0.111 N y fenolftalena o azul de
bromotimol (coloracin en el producto), como indicadores.
1) Evaluar la fermentacin del yogur y verificar el efecto de simbiosis al variar la
temperatura de incubacin
Prctico Materiales y Mtodos
1. Conocer el nmero de Lactobacillus bulgaricus y Streptococcus thermophilus
presentes en una muestra de yogur.
Siembra en profundidad de diluciones de yogurt en los medios:
MRS agar (Man-Rogosa-Sharpe) acidificado
a pH= 5.4
M17 agar + Lactosa 10% Streptococcus
termophilus
Lactobacillus
bulgaricus
Norma FIL/IDF117 A:1988
Mtodo de enumeracin de microorganismos caractersticos en yogurt mediante la tcnica de
recuento en placa a 37 C. (Norma FIL/IDF117 A:1988)
Prctico Materiales y Mtodos
Procedimiento:
I. Preparacin de las diluciones
Tomar 1 mL de la muestra y vertir en 9 mL de agua peptonada u otro diluyente estril. Homogeneizar durante un minuto. Obteniendo la primera dilucin 1/10 o 10-1.
Realizar diluciones seriadas en tubos con 9 mL de diluyente estril aadiendo 1 mL de la primera dilucin al siguiente tubo.
Repetir esta operacin hasta obtener la dilucin requerida (10-7) utilizando una pipeta diferente para cada dilucin.
I. Siembra e Incubacin
Colocar 1 mL de las 3 ltimas diluciones (-5, -6, -7) en las placas de Petri estriles( previamente rotuladas).
Repetir esta operacin utilizando el medio de cultivo M17 agar + lactosa 10%
Incubar las placas invertidas en estufa a 37 C durante 72 hs. en microareofilia.
Vertir 12-15 mL de Agar MRS acidificado mantenido a 45C en un bao de agua. Mezclar cuidadosamente y dejar solidificar en una superficie horizontal.
Prctico Materiales y Mtodos
Procedimiento:
I. Lectura e Interpretacin
Luego del periodo de incubacin contar las colonias con las caractersticas morfolgicas de c/u de las BAL, en las placas que contengan de 30-300 colonias, con la ayuda de una lupa. Multiplicar
por el factor de dilucin y expresar los resultados en UFC/mL.
En agar MRS las colonias de L. bulgaricus son blanquecinas de 2-3 mm de dimetro, de bordes lisos o
rugosos, redondas o lenticulares o en forma de estrella,
convexas, suaves y opacas sin pigmento.
En agar M17 las colonias de S. thermophilus son blanquecinas de 1-2 mm de dimetro, de
bordes lisos, redondas o lenticulares.
Prctico Materiales y Mtodos
A. Evaluar la relacin Coco/Bacilo durante el proceso de fermentacin
Se realizar Tincin de Gram de muestras tomadas (inicio y final) de cada temperatura para evaluar morfologa y la relacin entre cocos/bacilos.
Prctico
T=37C T= 42C T=45C
Tiempo 0 Tiempo Final Tiempo 0 Tiempo Final Tiempo 0 Tiempo Final
pH
Acidez (D)
Recuento de Lactobacilos (MRS- UFC/mL)
Recuento de Streptococcus (M17-UFC/mL)
Relacin Coco-Bacilos (Gram)
RESULTADOS
ANEXO Prctico
Forma de preparacin y Caractersticas de los medios de Cultivo:
Disolver los componentes en agua hirviendo enfriar a 50C y ajustar el pH, utilizando los reactivos
para ajustar el pH de tal forma que despus de esterilizado llegue a 7,1-7,2 a temperatura
ambiente. Transferir el medio en porciones de 95,0 mL en frascos de 150,0 mL de capacidad.
Esterilizar a 121C/15 min.
Solucin de lactosa: Lactosa 10,0 g - Agua 100,0 mL. Disolver la lactosa en agua. Esterilizar a
121C/ 15 min.
Inmediatamente antes de utilizar, fundir el medio bsico en un bao de agua hirviente y enfriar a
48-50C. Calentar la solucin de lactosa a 48-50C. Aadir la solucin de lactosa al medio bsico y
mezclar. Mantener el medio en un bao de agua (48-50C) hasta su utilizacin.
El agar M17 contiene peptonas y carne que son fuente de carbono, nitrgeno, vitaminas y
minerales. El extracto de levadura proporciona vitaminas del complejo B que estimula al
crecimiento bacteriano. La sal disdica del - glicerofosfato amortigua el cido que se produce por la fermentacin de la lactosa. El cido ascrbico estimula el crecimiento de estreptococos lcticos.
El sulfato de magnesio provee de iones esenciales para el creci miento. El agar es el agente
solidificante.
M17 + LACTOSA 10%:
Bibliografa Utilizada
Angelov, M., Kostov, G., Simova, E., Beshkova, D., Koprinkova-Hristova, Petia. (2009) Proto-cooperation factors in yogurt starter cultures. e-Revue de gnie industriel 3:4-12.
ISO/DIS 7889 International Organization for Standardization. (1985) Yogurt-Enumeration of characteristic microorganisms-Colony count technique a 37 C.
Standard Methods for the Examination of Dairy Products, APHA 17 Edicin, captulo 9.080
Abbasi, H., Mousavi, M. E., Ehasani, M. R., D-Jomea, Z. E., Vaziri, M., Rahimi, J. Aziznia, S. (2009) Influence of starter culture type and incubation temperatures on rheology and
microstructure of low fat set yoghurt. International Journal of Dairy Technology, 62: 549555.
Tamime, A. Y., Robinson, R.K. (1991) Yogur, Ciencia y Tecnologa. Acribia, Zaragosa 368p.
International Dairy Federation (1988) .IDF Standard117A. Yogurt, enumeration of characteristic microorganisms colony count technique at 37C.
International Dairy Federation (1991) .IDF Standard 150. Yogurt determination of titratable acidity.
ANEXO Prctico
Forma de preparacin y Caractersticas de los medios de Cultivo:
Disolver los componentes en un bao de agua. Enfriar a 50 C y aadir cido actico para ajustar
el pH, comprobar por medio de potencimetro, de tal forma que despus de esterilizado llegue a
5,4 a temperatura ambiente. Distribuir en porciones de 500,0 mL. Esterilizar a 121 C durante 15
min.
MRS Acidificado
Principio de accin
La peptona es fuente de carbono y nitrgeno. El extracto de levadura es fuente
de elementos traza, vitaminas y amino cidos. La dextrosa es fuente de
carbohidratos que proporciona carbono. El acetato de sodio y citrato de
amonio, inhiben los estreptococos, hongos y otros microorganismos. El sulfato
de magnesio y sulfato de manganeso son fuente de iones inorgnicos. El tween
80 acta como surfactante.
BIBLIOGRAFA
Reglamento Bromatolgico Nacional. Decreto N 315/994
Stiles, M.E y W.H. Holzapfel. 1997. Lactic acid bacteria and their current taxonomy. Int. J. Food. Microbiol. 36:1-29
Tamime, A.Y. y R.K. Robinson. Yogur: Ciencia y Tecnologa. Ed. Acribia. 1991
Tetrapak-Dairy Processing Handbook Captulos 10 y 11
Varnam A. y J. Sutherland. 1995 Leche y Productos Lcteos. Pp: 293 y 365
MUCHAS GRACIAS!!!!!!!
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