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• Ceci Perez

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Yogur Facultad de Veterinaria Departamento de Ciencia y Tecnología de la Leche

Montevideo-Uruguay 13 de Octubre de 2014

Temas a desarrollar 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Cultivos Iniciadores: PropagaciónInhibidores: Fagos Leches Fermentadas Yogur Flujograma y diseño de planta Defectos Bibliografía.

Etapas de propagación de cultivos iniciadores

1 Cultivo Comercial 2 Cultivo Madre 3 Cultivo Intermedio 4 Cultivo Stock

Cultivos concentrados para uso indirecto a cultivo stock

Incubador con cultivos intermedios y cultivos madres

1 Filtro 2 Aguja aséptica 3 Cultivo madre 4 Cultivo intermedio

Preparación de cultivos iniciadores

1 Fermentador 2 Cultivo intermedio 3 Silo de cultivo stock 4 Filtro HEPA 5 Válvula de aire 6 Filtro de vapor 7 pH metro

Precauciones!!!

Aspectos importantes de la producción y uso de de los fermentos

Efecto de la temperatura de incubación sobre la relación cocos:bacilos

Crecimiento de Str. termophilus y Lb. bulgaricus y producción de aroma

Efecto del enfriamiento en el crecimiento de bacterias ácido lácticas al finalizar la incubación

Condiciones de almacenamiento de las presentaciones de cultivos Tipo de Cultivo

Almacenamiento

DVS liofilizado superconcentrado DVS Concentrado congelado REDI SET concentrado liofilizado REDI SET concentrado congelado DRI-VAC

-18º C -45º C -18ºC -45ºC + 5ºC

¿Cuáles pueden ser las causas de “fallas” en el cultivo Iniciador?

INHIBIDORES DE LOS CULTIVOS BACTERIANOS

 Sistema: Lactoperoxidasa-tiocianato-peróxido de Hidrógeno y Lacteninas  Residuos de ATBs  Residuos de detergentes y desinfectantes  Residuos de plaguicidas (DDT, Malatión, Albicarb).  Lisozima y Lactoferrina  Nitratos o nitritos  Agregado de saborizantes (Café, Ajo, Ginseng)  Agregado de hierbas (orégano, etc.)  Azúcar a concentración > 9 g/100g de leche.  Actividad proteásica y células somáticas en leches mastíticas

EFECTO DE PENICILINA EN LECHE, EN LA PRODUCCIÓN DE ÁCIDO

Niveles de Penicilina que inhiben ciertos microorganismos CULTIVO A

CULTIVO A EN LECHE CON PENICILINA

BACTERIÓFAGOS

Virus que como huésped usan bacterias para crecer y reproducirse. Inicialmente se adsorben a la pared bacteriana e inyectan sustancia nuclear. Hace que se efectúen cubiertas para nuevos bacteriófagos, se llenan con ácido nucleico, aumentan hasta romperse la pared de la bacteria que muere y libera nuevos fagos. Son ubicuistas pero generalmente ingresan desde el Tambo. Pueden ser inactivados por tratamiento térmico de 30 min entre 63 y 88° C, o por el uso de desinfectantes. Ellos destruyen las bacterias ácido lácticas.

Fallas en el Cultivo Iniciador • Bacteriófagos: temperado o virulento

Fijación del bacteriófago T4 a la pared de E. coli. a) Partícula no fijada, b) Fijación a la pared por fibras de la cola interaccionando con el polisacárido, c) Contacto entre la pared celular y las espículas de la cola, d) Contracción de la vaina de la cola e inyección de DNA.

COMPUESTOS INHIBITORIOS PRODUCIDOS POR LOS CULTIVOS INICIADORES Actividad de algunas bacteriocinas sobre Listeria spp.

Organismo Productor.

Bacteriocinas

Inhibición

Caracterización tecnológica de las bacterias ácido lácticas empleadas como “starters” Objetivos

Fermentación de la Leche

Producción de cultivos

Pruebas Pruebas sensoriales Velocidad de acidificación Insensibilidad a los fagos Compatibilidad con otras cepas Resistencia a las temperaturas de cocción Actividades: proteolítica y lipolítica Producción de gas Halotolerancia Producción de mucopolisacáridos Producción de aminas biogénicas Rendimiento en la fermentación industrial Medición de biomasa Mantenimiento de viabilidad-actividad en proceso Estabilidad en forma congelada-liofililizada Actividad del cultivo para la inoculación directa

Fuente: FIL/IDF, 1991

Leches Fermentadas Definición:

Yogur: Producto obtenido por fermentación láctica de la leche, previamente pasteurizada o esterilizada, a través de la acción de Lactobacillus bulgaricus y Streptococcus termophilus. Las bacterias presentes en el producto final deben ser viables y muy numerosas.

Leche Cultivada: Es la inoculada con Bifidobacterium y otras bacterias ácido lácticas que por su actividad contribuyen a determinar ciertas características del producto terminado. Las bacterias presentes en el producto final, deben ser viables y muy numerosas.

Fuente: Reglamento Bromatológico Nacional, 1994

Clasificación Leches Fermentadas Fermentación láctica por bacterias termófilas: Yogur Leche acidófila Labneh o yogures de estilo Griego Skyr Suero de mantequería acidificado

Fermentación láctica por bacterias mesófilas: Suero de mantequería fermentado (mazada fermentada) Crema Fermentada Filmjolk Leches viscosas escandinavas (Taetmjolk) Viili Fuente: Varnam & Sutherland, 1995

Clasificación Leches Fermentadas Leches Fermentadas Terapeúticas: Probióticos Leche acidófila Yakult Yogures Acidófilos-Bifidus Productos lácteos A/B, ABT, ABM

Fermentación por bacterias lácticas y levaduras: Kefir Koumiss

Fermentación por bacterias lácticas y mohos: Viili Fuente: Varnam & Sutherland, 1995

Yogur Definición Producto resultante de la coagulación obtenida por fermentación láctica mediante la adición de Lactobacillus delbrueckii subsp bulgaricus y Streptococcus salivarius subsp thermophilus, a los que se puede complementar con otras bacterias ácido lácticas que por su actividad contribuyen a las características del producto terminado.

Proceso de elaboración de YOGUR Se pueden dividir dos grandes etapas: 1. Pre tratamiento: Preparación de la leche

2. Proceso tecnológico del yogur en sus variedades

Proceso de elaboración de Yogur Pretratamiento: Preparación de la leche Leche Cruda Estandarización MG

Estandarización ESM Desaireación Homogeneización Tratamiento Térmico 1Tanque Balanza 2 Intercambiador de Placas 3 Evaporador 4 Homogeneizador 5 Enfriamiento en tubo

Enfriamiento a temp. incubación

Adición de aditivos

Proceso de elaboración de yogur batido y aflanado

6 Tanque de starter 7 Tanque de incubación 8 Refrigeración (placas) 9 Tanque buffer 10 Frutas/aroma 11 Mezcla 12 Envasado 6 Tanque de starter 7 Tanque buffer 8 Aroma 9 Mezcla 10 Envasado 11 Incubación

Proceso de elaboración de Yogur

Leche Pretratada a Temp. incubación Inoculación

Incubación

Enfriamiento

Envasado

Distribución Venta

Modificaciones físico- químicas de los componentes de la leche durante la elaboración del yogur Homogeneización

Tratamiento térmico

Formación del coágulo

Desarrollo de viscosidad del yogur batido durante enfriamiento, envasado y almacenamiento

Mecanismo de Simbiosis Relación entre cepas: Entre el Lactobacillus delbrüecki spp bulgaricus Streptococcus salivarius spp thermophilus existe una relación simbiótica ya que cada una de las cepas estimula el crecimiento de la otra. - Lactobacillus delbruecki spp bulgaricus estimula el crecimiento del Streptococcus salivarius spp thermophilus por la liberación de aminoácidos y péptidos de la leche (cuerpo y aroma). - Streptococcus salivarius spp thermophilus en su turno produce ácido fórmico que estimula el crecimiento del Lactobacillus delbruecki spp bulgaricus (sabor y acidez).

Mecanismo de Simbiosis Relación entre cepas:

Mecanismo de Simbiosis

¿Cuáles son los factores que afectan la calidad del YOGUR?

Principales procesos de yogur

DEFECTOS DEL YOGURT

Clasificación Leches Fermentadas

Leches Fermentadas Fermentación láctica por bacterias mesófilas: • Crema Fermentada: similar al siguiente, no incluye Leuconostoc (12-30 MG). 0.6% ácido láctico • Suero de mantequería fermentado (mazada fermentada): Lactococcus lactis lactis, Lactococcus lactis lactis biovar diacetylactis, Strep. lactis var. cremoris, L. mesenteroides spp cremoris. •Taetmjolk •Progurt

Clasificación Leches Fermentadas Leches Fermentadas Terapeúticas: Probióticos

Leche acidófila Productos Lácteos A/B

Productos Lácteos ABT Productos Lácteos ABM

Otra denominación: Productos tipo yogur de acuerdo a la combinación de cultivos patentados como terapeúticos: Bioghurt, Bifighurt y Biogarde.

Otras: Yakult

Leches Fermentadas Terapeúticas: Probióticos Propiedad

Microorganismos

Mecanismo propuesto

Mantenimiento de Bifidobacterium spp., flora intestinal Lactobacillus acidophilus normal

Producción de inhibidores Estimulación del sistema inmune

Mejora la digestión lactosa

Reducción del contenido de lactosa Autodigestión de la lactosa por galactosidasa de estárteres

mala Leches fermentadas en de general

Actividad anticancerígena

Algunos Bifidobacterium Varias BALs

Eliminación de procancerígenos de la dieta Estimulación de sistema inmune

Reducción de los Bifidobacterium bifidum, niveles de colesterol sérico Lactobacillus acidophilus

No conocido

Mejora nutritiva

Síntesis de vitaminas del complejo B (sólo B. bifidum) Aumento en la absorción de calcio

Bifidobacterium bifidum, Lactobacillus acidophilus

PROBIÓTICOS PARA REFORZAR DEFENSAS Son productos que contienen bacterias vivas que mejoran el equilibrio de la microbiota intestinal (como el Bifidus y el L. casei). Muchos probióticos son bebidas lácteas fermentadas (por ejemplo, los llamados "bios", etc.), pero también pueden encontrarse probióticos en otros grupos de productos (los quesos, por ejemplo).

Leches fermentadas enriquecidas con esteroles o esteroles vegetales, que pueden contribuir a bajar el índice de colesterol. Leches fermentadas con ácido linoleico conjugado, que pueden favorecer la eliminación de grasa. Leches fermentadas con péptidos lácteos, que pueden favorecer la reducción de la tensión arterial

Clasificación Leches Fermentadas Fermentación por bacterias lácticas y levaduras: Bebidas espumosas y efervescentes

Kefir: granos, hay que revivificarlos. Leche sin fortificar. 3 a 5 % de siembra. 2025˚ C . Probiótico.

Koumiss: leche de yegua tradicionalmente. 10 a 30 % de inóculo, 26-28˚ C

Fermentación por bacterias lácticas y mohos: Viili: leche viscosa (Geotrichum candidum) Sin homogeneizar.

EN RESUMEN: Cultivos iniciadores o “starters” o bacterias lácticas: Su función es fermentar la lactosa (a ácido láctico y otros), hidrolizar las proteínas de la leche y formar compuestos que dan aroma y aspecto diferente.

Productos lácteos fermentados (cultivados) Fines de conservación Tienen diferente contenido de agua, ácido y otros metabolitos Textura, olor, “flavor”, atractivos

Probióticos-Prebióticos

Bibliografía       

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R. Ellner – “Microbiología de la leche y de los productos lácteos” – Ed. Diaz de Santos – 2000 –Madrid (España) ICMSF - Ecología Microbiana de los Alimentos – Volumen I – Editorial Acribia – 1980 – Zaragoza (España) National Dairy Council – “Dairy Microbiology” – 1981 Tetra Pak Processing System AB – “Dairy processing handbook” second revised edition – LP Grafiska – 2003 Malmo (Sweden) P.Walstra, R. Jennes – “Química y Física Lactológica” – Ed. Acribia SA – 1987 – Zaragoza (España) R.K.Robinson. Microbiología lacto lógica. Vol.I . Microbiología de la leche . Ed. 1987 Ed. Acribia SA – 1987 – (España) Mullan, W. M. A. (2002). Morphology of bacteriophages for lactic acid bacteria. [On-line] UK: Available: http://www.dairyscience.info/phage-morphology.htm#gi. Accessed: 19 October 2008. Stuart Hogg, Essential Microbiolog, The University of Glamorgan, UK. Copyright C 2005 John Wiley & Sons Ltd, The Atrium, Southern Gate, Chichester, West Sussex PO19 8SQ, England. Part VII Microorganisms in Industry Cap. 17 Industrial and Food Microbiology 407-417. Elmar H, Marth and James L. Steele. Applied Dairy Microbiology. Second Ed.. 2001 by Marcel Dekker, Inc. Cap. 6 Starter Cultures and Their Use 151 Ashraf N. Hassan and Joseph F. Frank; 7. Metabolism of Starter Cultures 207 Robert W. Hutkins; 8. Genetics of Lactic Acid Bacteria 243 Jeffery R. Broadben; 9. Fermented Milks and Cream 301 Vikram V. Mistry James M. Jay. Modern Food Microbiology. Sixth Edition. 2000 by Aspen Publishers, Inc.

Recuento de Microorganismos Específicos Producto

Recuento BALs totales UFC/g ( a )

Recuento Levaduras específicas UFC/g ( b )

Yogur

Mín. 107 (*)

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Leche fermentada o cultivada

Mín. 106 (*)

------

Leche acidófila

Kefir Koumis

(a)

Mín. 107

Mín. 107 Mín. 107

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Mín. 104 Mín. 104

Norma FIL 117a, 1998 ( b ) Norma FIL 94 B, 1990 (*) En el caso que mencione el uso de Bifidobacterias, el recuento será un mínimo de 106 de Bifidobacterias /g