Capitulo iii

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Capitulo iii

  1. 1. 13. CULTIVOS LACTICOS EN LA ELABORACION DEPRODUCTOSLACTEOSLa preservación de alimentos es uno de los métodos más antiguosconocidos porel hombre. Uno de los ejemplos es la fermentación ácidolácticaempleadaampliamente en la manufactura de los quesos, lechesfermentadas, Ymer,Mantequilla, etc.La fermentación es el resultado de la acción de microorganismos:bacterias,mohos, levaduras ó combinación de estos y sus enzimas sobre la leche.Enla industria estos organismos son conocidos como cultivos y su papelseesquematiza así:1- Producción de ácido láctico por fermentación de la lactosa: Este ácido leimparteun sabor ácido y refrescante. En la manufactura de quesos esteácido esimportante para la coagulación y mejora de la textura de lacuajada.2- Para la producción de compuestos volátiles (diacetilo y acetaldehído) elcualcontribuye al sabor de los productos.3- Acción proteolítica y/ó lipolítica, que es deseable, especialmente durantelamaduración de algunos tipos de quesos.4- La acidificación de los productos previene el crecimiento de lospatógenos y demicroorganismos que deterioran el producto.5- La formación de otros productos como alcohol dan las características delosproductos como el kefir.6- Uniformidad de los productos finales, esencial para la comercialización yel retode la industria.Por estas razones su identificación, nutrición, metabolismo y efectos enlosproductos lácteos bajo diferentes condiciones han sido objeto deampliosestudios. Hoy en día los estudios continúan dentro del marco deobtenciónde productos de alta calidad nutritiva, y se busca una alta estabilidad de
  2. 2. 2loscultivos, así como el desarrollo de cepas resistentes ymicroorganismosprobióticos.3.1. CLASIFICACIONLas bacterias ácido lácticas usadas en la industria láctea se clasifican deacuerdoa:
  3. 3. 3Bergey`’s Manual.3.2. Fermentación de la lactosaCapaces de fermentar el azúcar de la leche bien sea por reacción:3.2.1. HomofermentativosRompimiento enzimático de la lactosa por la Beta-galactosidasa en glucosaygalactosa para producir un 90% ácido láctico.3.2.2. HeterofermentativosRompimiento enzimático de la lactosa para producir además del ácidoláctico otrosácidos orgánicos como acéticos, propiónico etc.Además Lactococcus lactis biovar. diacetylactis y Leuconostoc cremorissoncapaces de fermentar los citratos de la leche por la vía del ácidooxaloacético yformar compuestos como acetoína (forma inestable) ydiacetilo( forma estable)responsable del aroma de los productos, mediadopor la enzima diacetiloreductasa.3.3. TemperaturaDe acuerdo a la temperatura encontramos dos grandesgrupos:
  4. 4. 4Mesófilos: entre 18 y 22°CTermófilos: entre 37 y 43°CAunque no siendo las óptimas para el desarrollo de losmicroorganismosindividualmente, permiten el balance entre las especies queconforman elcultivo, disminuye la oportunidad de crecimiento de loscontaminantes.3.4. TIPOS DE CULTIVOSCultivos de cepa simple, mixtos y cultivos de cepas múltiples. Los cultivosde cepasimple están constituidos por una cepa de la especie delmicroorganismo. Loscultivos mixtos corresponden a una mezcla de cepasde la misma especie ycultivos de cepas múltiples que son lascomercialmente más utilizadas, constituidaspor tres a cuatro cepas devarias especies de microorganismos.Los cultivos se utilizan de acuerdo a los productos a realizar y lascaracterísticasdeseadas. Es así como los cultivos mesófilos son utilizadosen la producción dequesos de textura cerrada como el cheddar americano yen la elaboración de loque en Colombia se llama Kumis (leche acidófila). Yen la producción de quesos detextura abierta como el Gouda, Edam cottageetc.Los cultivos termófilos en la elaboración de bebidas fermentadas como elYogurt óen la elaboración de quesos de pasta dura como el Gruyere.3.5. INFLUENCIA DE LAS BACTERIAS LACTICAS SOBRE LA LECHEDel tratamiento inicial de la leche resultan coágulos formadosprincipalmente decaseína. Para coagular la leche se agrega un cultivo inicialde bacterias acidófilasla cual se calienta a temperaturas que favorecen eldesarrollo de los lactobacilos ómesófilos cuando este no supera los 38°C.Termófilas cuando se calienta a temperaturas de 50°C. El ácido producidopor elcultivo inicial y la adición de cuajo, coagulan la caseína y la cuajadaresultante estáformada principalmente de grasa, proteína, ácido láctico,minerales y vitaminas.
  5. 5. 5Durante la maduración del queso, los microorganismos presentestrabajaranactivamente sobre la grasa, proteínas, lactosa y ácido láctico, dandocomoresultado los diferentes tipos de quesos madurados. Característicascomosabor, aroma y textura dependerán totalmente de losmicroorganismosinvolucrados y de los parámetros tecnológicos.3.6. CULTIVOS MESOFILOSPreparaciones Comerciales. Inicialmente los cultivos lácticos secomercializaronen forma líquida, alrededor de 1.890, pero las condicionesde transporte y el cortoperíodo de conservación llevaron a la liofilización delos cultivos hacia 1.950. Esteproceso implica una rápida congelación de losmicroorganismos en suspensión yluego una sublimación. El proceso hapermitido el desarrollo de cultivos altamenteconcentrados que se puedenutilizar directamente en la producción, eliminando elriesgo decontaminación y largos períodos de conservación. La concentración porgramo de cultivo varia entre 109 y 1011 UFC/ gLa concentración demicroorganismos viables debe responder a pruebas deActividad, de forma tal quese mantenga la uniformidad de los productos enla industria y exentos de cualquiercontaminante.
  6. 6. 6Las temperaturas de almacenamiento son dadas por la casacomercializadora perovarían entre 18°C y 196°C para cultivos altamenteconcentrados congelados.La utilización de los cultivos directos proporciona las siguientes ventajas: Disminuye los defectos debido a errores de aplicación del sistema depreparación de cultivos. Se elimina el riesgo de contaminación que se produce durante lapreparación de los cultivos El cultivo directo no presenta problemas de tiempo de conservacióndebido a la corta caducidad. Permite reducción en la mano de obra Permite una reducción en el costo de energía. Son fáciles detransportar y almacenar Permite rotaciones para evitar la sensibilidad fágica con respecto aotras formulaciones. Permite la mezcla de más biotipos para superar a los cambios decaracterísticas de las leches de elaboración.La producción de los cultivos anteriormente descrita tiene relación con eltipo dequeso a desarrollar. Así los cultivos que contienen cepas deLactococcus lactissubsp lactis y subsp. cremoris son utilizados básicamenteen la elaboración dequesos sin desarrollo de ojos, caso del queso tipoCheddar, porque estas especiesproducen fundamentalmente ácido láctico ycantidades muy pequeñas de CO2.En el caso del desarrollo de quesos de ojos los cultivos involucrados han detenercepas de microorganismos productoras de ácido láctico, generadoraslentas deacidez, y CO2, otorgan además sabores y aromas delicadosdeseables en estosproductos. Las bacterias fermentadoras del ácido cítricose conocen como lasproductoras del sabor, fermentan el ácido cítricopresente en la leche, produciendodiacetilo,y ácidos volátiles. La especiemás común es el Leuconostoc cremoris, elcual no produce ácido a partir dela leche. Sin embargo la generación de sabores yaromas sólo se generacuando el pH es inferior a 5.2. El pH óptimo para laproducción de estoscompuestos es de 4.3El Lactococcus lactis biovar diacetylactis
  7. 7. 7fermenta el ácido cítrico másrápidamente que el Leuconostoc, produce mascantidad de CO2. Es deseablepara quesos como azul ó el camembert, ya queproduce una texturaabierta, la cual favorece el desarrollo de hongos. No esaconsejable utilizarlocomo único cultivo productor de sabor, que desarrollasabores indeseables,debido a la producción excesiva de acetaldehído. ElLeuconostoc puedetransformar el acetaldehído en alcohol etílico.3.7. CULTIVOS TERMOFILOSAmpliamente usada en la producción de leches fermentadas a altastemperaturas(Yogurth).CepasLa selección de cepas con características fenotípicas es de gran importancia.La combinación de estas cepas incrementaría el valor nutricional yprobiótico de losproductos.Las bacterias utilizadas en la producción de leches fermentadas sonbacteriasácido lácticas mesófilas y/ó termófilas.Termófilas crecen a temperaturas mayores de 37°C y son esenciales enyogurth ybebidas relacionadas como Ymer, Kumis, y leches preparadas conbacterias de laflora intestinal seleccionadas. Se consideran dos génerosprincipalmente:Lactobacillus y Streptococcus.En el género Lactobacillu,s, las especies delbruckii, acidophilus, casei,plantarum.En el género Streptococcus la especie salivarius anteriormentedenominadathermophilus.Las características filogenéticas (% Guanina- citosina) se han utilizadoparaclasificar estos microorganismos. La nueva nomenclaturaLactobacillusdelbruckii subsp. delbruckii caracterizado por un rango más estrechodecarbohidratos fermentables, usualmente se encuentra en materialvegetal,fermentan a alta temperatura. L. delbruckii subsp. bulgaricus
  8. 8. 8fermentanfructuosa y la lactosa, no hidrolizan arginina y son los bacilos típicosdelYogurth.L. delbruckii subsp lactis tienen amplio rango de azúcares fermentables yseencuentran en material vegetal y animal, L. acidophilus asociado aintestino.El Streptococcus thermophilus está aun en condición sobre si es unasubespecieS. salivarius pues estudiando diversas cepas se ha obtenido DNAhomólogo en el60% en condiciones óptimas, pero en condicionesrestrictivas solamente un 30%del DNA es homólogo.3.8. METABOLISMO DE LOS AZÚCARESDentro de su principal función es la rápida utilización de la lactosa yconversión aácido láctico por la vía glicolítica. Algunas cepas son capacesde metabolizar lagalactosa que queda del rompimiento de la lactosa, lo queen términos prácticosllega a ser importante porque la lactosa residualpuede cambiar la vida media delos productos durante el almacenamiento.3.9. METABOLISMO DE LAS PROTEÍNASPara el crecimiento de las bacterias termófilas requieren de una fuenteexterna deaminoácidos libres ó péptidos de bajo peso molecular. Se hademostrado muchasveces que la concentración de aminoácidos libres en laleche no son losuficientemente altas para utilizarla comercialmente en elcrecimiento y producciónde ácido. Así que el nitrógeno es una fuentelimitante en el crecimiento y laproducción de ácido a menos que la célulatenga sistemas proteolíticos queproduzca aminoácidos libres de lasproteínas de la leche.El S. thermophilus no tiene solamente requerimientos absolutos paraalgunosaminoácidos sino también estimula su crecimiento paraaminoácidos como valina,metionina, leucina y triptófano.Se observó estimulación del crecimiento cuando se adicionan péptidos en lalecheó elevados niveles de proteinasas de la leche. Estudios handemostrado que
  9. 9. 9Lactobacillus delbruckii susp bulgaricus produce unaproteinasa extracelular querompe en cadenas de péptidos y estimulan elcrecimiento de Streptococcus.Thomas y Pritchard han establecido que el conocimiento de losdeterminantesgenéticos de la actividad proteinasa de la pared celular, laposibilidad de manipularestos genes y su expresión permitiría rápidosprogresos para entender lascaracterísticas de los componentes enzimáticosindividuales del sistemaproteolítico específico que pueden ser construidospara su uso en la industrialáctea.3.10. PRODUCCIÓN DE AROMAEl acetaldehido es reconocido como el principalcomponente del aroma del Yogurtpero existen otros importantes en laproducción de un buen yogurt.Ambas cepas pueden producir acetaldehido a a partir de la lactosa;proteínas de laleche a partir de la treonina que rompe este aminoácido enacetaldehido y glicina através de la treonina aldosa. La glicina estimula elcrecimiento de Lactobacillus.El contenido de acetaldehído no debe ser mayor de 40 ppm y sería en elradio conotros compuestos volátiles como acetona, acetoína y diacetilo. Eldiacetilocontribuye al delicado y completo aroma del Yogurt. La cantidad deestoscompuestos está influenciada por el tipo de cepas, temperatura,tiempo deincubación y tiempo de almacenamiento del yogurt.3.11. PRODUCCIÓN DE POLISACÁRIDOSProducen polisacáridos que son unidos por Calcio y normalmente losazúcaresresiduales son galactosa, glucosa y ramnosa en el radio 4:1:1 y500.000 daltons depeso molecular. Estos polímeros podrían cambiar lasensación en la boca y loscompuestos volátiles permanecerían más tiempo.La cantidad producida, la composición química y las característicastecnológicasson diferentes de cepa a cepa y es un fenómeno importantepara los tecnólogos.
  10. 10. 10Las características hidrofílicas de los polisacáridos aumentan la viscosidadyestructura del yogurt batido, evitando la separación de suero de lacaseínacoagulada, permitiendo más baja adición de la leche en polvo y másbajaconcentración de la leche. La habilidad de las cepas para producirestospolímeros son plásmidos ligados. Esta característica inestable puedeserestabilizada por integración en el cromosoma.3.12. INFLUENCIA DE OXÍGENOLas bacterias termófilas usadas para el yogurt sonespecialmente sensibles alcontenido de oxígeno en la leche. Debido a losdiferentes tratamientos durante lapreparación de yogurt, el oxígenodisuelto puede alcanzar aumento en los niveles ylas propiedadesmetabólicas de las bacterias se pueden modificar. El S.thermophilusmetaboliza el oxígeno a través del NADH oxidasa y NADH peroxidasaconproducción de peróxido de hidrógeno y activar el sistemalactoperoxidasatiocianatoó puede causar un metabolismo heteroláctico con laproducciónde acetato y dióxido de carbono del piruvato.3.13. LIPÓLISISLas enzimas lipolíticas de estos microorganismos sonfundamentalmenteintracelulares. El contenido de ácidos grasos libresaumenta durante elalmacenamiento del yogurt y probablemente loslactobacilos tienen la mayoractividad lipolítica.3.14. BACTERIOCINASProteínas ó complejos proteicos con actividad bactericidacontra especiesestrechamente relacionadas.
  11. 11. 113.15. SIMBIOSISCepas de lactobacilos y streptococos, crecen juntos en la lecherepresentando unexcelente ejemplo de metabolismo integrado en el quecada miembro salebeneficiado.Los aminoácidos libres y peptidos liberados de la proteína de la lecheporlactobacilos estimulan el crecimiento de estreptococos, mientras queelformaldehído y el dióxido de carbono producido por el estreptococo favorecelaproducción de ácido por cepas de lactobacilos. En general lascaracterísticastípicas y deseables del yogurt son mejores y estables cuandola relación coco:bacilo se mantiene.3.16. FACTORES DE INHIBICION O LISISEntre los factores de inhibición ó lisis de los cultivos están:Naturales: Leche CalidadInhibidores naturales. Inmunoglobulinas,Tiocianato Lactoperoxidasa:Grasa y tratamiento térmico.Químicos Antibióticos. Principalmente penicilina.Desinfectantes como amonios cuaternarios, cloro y Iodo,residuos delahigienización.Biológicos Bacteriófagos ó virus de las bacterias altamente específicosycontaminantes.Los bacteriófagos son uno de los mayores problemas a los que se havistoenfrentada la Industria láctea. La alternativa ha sido el desarrollo decepasresistentes a los fagos que se combinan en los cultivos.El fago se caracteriza por tener una cabeza, una cola con la cual se adhierea lacélula de la bacteria y su genoma constituido por RNA. La fase infectivadel virusse desarrolla en tres etapas así: Fase de adsorción mediante lacual se fija la cola
  12. 12. 12del virus a la pared específica de la bacteria, quereconoce por la composición delas proteínas de la pared celular de labacteria. Una vez fijado el genoma viral pasaa través de la membranacelular dentro del microorganismo. Absorción y seapodera de su genomapara iniciar la fase de multiplicación. Eclipse: Una vez sehan producidotantos genomas víricos la bacteria se explota ó entra en la faselítica,destrucción de la bacteria. Una vez liberadas las partículas del genoma viralestas tienen la capacidad de generar su cabeza y cola constituyendonuevaspartículas completas infectivas. En algunos casos se presentanfaseslisogénicas del virus, tiempo durante el cual el virus está latente y no llegaadestruir la bacteria., convive con ella.El período lítico está determinado por factores como la concentración deCalcio enla leche. En tanto la concentración sea suficiente esta seráestímulo suficiente paraque se desarrolle el proceso infectivo.La contaminación viral está dada por las condiciones ambientales higiénicasen laplanta. Es altamente específico y solamente con el control adecuadodedesinfección de las instalaciones, y la rotación de cultivos se evitanestosinconvenientes.3.17. DEFECTOS DE LOS CULTIVOSEntre los más comunes están los siguientes:Acidificación lenta: Calidad de la leche por inhibidores, mastitis,tratamientotérmico muy alto, porcentaje inadecuado de cultivo,temperatura baja deincubación, presencia de residuos de desinfectantes,bacteriófagos.Acidificación muy rápida: Temperaturas de incubación muy altas, altoporcentajede inoculo, excesivo número de propagaciones, sólidos de lechemuy bajos.Presencia de gas: Contaminación por coliformes y levaduras, desbalancedelcultivo.Olores y sabores anormales: Por presencia de contaminantes, presenciadecepas productoras de olores y sabores anómalos.
  13. 13. 133.18. CONTROL DE CALIDAD DE LOS CULTIVOS LACTICOSLas pruebas de calidad para evaluar la calidad del cultivo a utilizar en losprocesostecnológicos se basan en la Actividad, Pureza del cultivo yConcentración demicroorganismos en el cultivo.La Actividad se basa en la capacidad que tiene el cultivo de generaracidezdeterminada en un tiempo dado. Las pruebas de Actividad serealizanutilizando como sustrato leche en polvo con un porcentaje de sólidostotalesdel 11%, libre de inhibidores.Para los cultivos mesófilos en términos generales, la actividad se definecomo laacidez desarrollada después de 4 horas de incubación a 30°C. Estadebe sermayor de 0.60% de ácido láctico y para los Termófilos está dadacomo la acidezdesarrollada después de 2 horas de incubación a 42°C Estaserá mayor de 0.75%de ácido láctico.Se trabaja con 9 ml de leche en polvo reconstituida y 1 ml de cultivo.Adicionalmente se evalúa la capacidad del cultivo para presentaractividadproteolítica, lipolítica y la generación de aromas específicos comodiacetilo yacetaldehído dependiendo del tipo de cultivo.Cultivos Lácticos MesófilosEntre las bacterias lácticas mesófilas mas utilizadas en la industria delácteos, seencuentran los géneros Lactococcus y Leuconostoc. De acuerdocon su funciónpueden ser de cepa simple y múltiple, caracterizados porcontener bacteriashomofermentativas y heterofermentativas. (Leroy,2004).Cultivos lácticos termófilosLas bacterias lácticas térmofilas se encuentran básicamente especies delgéneroLactobacillus y el Streptococcus salivarius subsp. thermophilus. Loscultivoslácticos pueden ser usados individualmente o una combinación devariosdependiendo del tipo de queso. (Leroy, 2004).Tipos de cultivos lácticos
  14. 14. 14Tradicionalmente los cultivos lácticos se dividen según Cogan de acuerdo asuscaracterísticas funcionales en cultivos tipo O, L, LD. (Cogan, 1991).Cultivos Tipo OSe caracterizan por una baja producción de ácido láctico a partir de lactosa.Son usados principalmente en la producción de quesos de pasta cerrada(sin“ojos”) o levemente abierta como el Cheddar, Colby, Feta, Cottage yquesos de tiposimilar. Entre las especies encontramos Lactococcus lactissubsp. cremoris yLactococcus lactis subsp. lactis .(Cogan, 1991).Cultivos Tipo LSe identifican por la producción de ácido láctico y compuestos aromáticosde sabory aroma, así como baja producción de dióxido cárbonico. Sonusados para producirquesos de pasta abierta (con “ojos”) con buenaproducción de aroma. (Cogan,1991).Dentro de los estudios recientes en el desarrollo de quesos frescos es lautilizaciónde cultivos lácticos como Lactobacillus lactis, Lactobacillus casei,Lactobacillusacidophilus y Bifidobacterium entre otros, en varios tipos dequesos en México, enlos cuales se ha mejorado la calidad sensorial.(Torres, 2005).Las investigaciones acerca del desarrollo de compuestos volátiles y aromaspor elefecto de leche inoculada con Lactococcus lactis subsp. lactis yStreptococussalivarius subsp. Thermophilus, productor de bacteriocinas enquesos frescos conel fin de extender vida útil y mejorar calidad sensorial.(Beresford, 2001)Cultivo ProtectorSe caracteriza por presentar una baja y lenta acidificación, formando ácidolácticode tipo L (+) y ácido propiónico, además de formar pequeñascantidades de otroscompuestos aromáticos como diacetilo, pero con bajaproducción de CO2. Inhibe elcrecimiento de microflora extraña comohongos, mohos y lactobacillosheterofermentativos por la producción debacteriocinas. Compuesto por lassiguientes bacterias Lactocooccus lactis,Propionibacterium freudenreichii susbsp.shermanii, (Danisco).
  15. 15. 15La inoculación de la leche destinada a producción de quesos, con cultivoslácticosproductores de bacteriocinas, Lactococcus lactis subsp. lactis,incrementa laproducción de compuestos aromáticos y disminuye laformación de acetaldehído.Los quesos experimentados recibieron mejorcalificación que el queso control sinadición de cultivo láctico; los principalesdescriptores de aroma utilizados fueron“de un queso limpio”; pero lacalidad y la intensidad del aroma no fueronsignificativamente influenciadospor la inoculación con cultivos productores debacteriocinas. (Garde, 2004).4. DEFINICION Y ASPECTOS HISTORICOS DE DIFERENTESPRODUCTOS FERMENTADOSAlrededor de 400 nombres genéricos se aplican a los productoslácteosfermentados tradicionales e industrializados fabricados en todo elmundo(Tamime y Robinson, 2000). No obstante, poseen algunos patronesdeelaboración similares, y todos requieren, para garantizar una buena calidaddeproducto, un buen manejo y tratamiento de las materias primas,principalmente,de la leche.4.1. LA LECHE COMO MATERIA PRIMA EN PRODUCTOSFERMENTADOSPara la elaboración de productos fermentados, se ha empleado a través delahistoria, leche de diferentes especies de mamíferos (yegua, camella,búfala,vaca, oveja y cabra). Cada tipo de leche posee características diferentesanivel composicional, lo cual define su sabor característico; estas cualidadessereflejan igualmente en las características composicionales y organolépticasdelproducto final.Por ejemplo, la leche que contiene un alto porcentaje de grasa (ovejas, búfalosyreno) produce un yogur rico y cremoso, con una excelente sensación en laboca,en comparación con yogur elaborado con leche que contiene un bajonivel degrasa, o que tiene como base leche descremada, (Tamime y Robinson,2000).
  16. 16. 16Hoy en día la leche utilizada en la industria láctea a nivel mundial es la lechedevaca. Este producto es ampliamente empleado en nutrición humana, inclusoesindispensable en la alimentación del infante; y cuenta con una grandisposición,distribución y aceptación a nivel mundial. Sin embargo, aunque laleche provengade una misma especie animal, su composición sigue teniendovariaciones deacuerdo a la raza que la produzca.Por otro lado, la composición nutricional de la leche tiene otros factoresdevariación que la afectan (etapa de lactancia, edad de la vaca, intervalodelactancia, aspectos climatológicos, intervalo entre ordeños, nutrición de lavaca,enfermedades de la ubre, etc.). Para superar estas variaciones(completamentenormales), la leche líquida fresca debe ser estandarizada y/ofortificada:• cumplir con las normas jurídicas existentes o propuestas para losproductoslácteos fermentados, es decir, porcentaje de grasa y/o sólidos no grasos;• estandarizar la calidad del producto fermentado, es decir, acidez titulable,nivel de dulzura y consistencia / viscosidad del coágulo, entre otros, con el finde satisfacer la demanda del consumidor.
  17. 17. 17Los dos primeros factores pueden ser controlados durante las etapas deproducción, pero la consistencia y/o viscosidad del yogur se ve afectado por elnivel de proteína presente en la fortificación de la leche y por lo tanto la fracciónde sólidos lácteos no grasos es de primaria importancia (Tamime y Robinson,2000).4.2. PRODUCTOS LÁCTEOS FERMENTADOSLos productos lácteos fermentados se clasifican en tres tipos diferentes:a. Los productos de la fermentación láctica, donde se utilizan cepas deLAB(bacterias ácido lácticas) mesófilas o termófilas.b. Los productos obtenidos a través de fermentación láctica y alcohólica,conparticipación de LAB y de levaduras, respectivamente.c. Productos en los que, además de una fermentación de tipo a o b, hayuncrecimiento de moho (Surono y Hosono, 2002).4.2.1. FERMENTACIÓN LÁCTICA DE LA LECHEHay dos tipos de fermentación láctica de acuerdo con la temperaturadeincubación, es decir, fermentación mesófila empleando iniciadores mesófilosyfermentación termófila, con la participación de iniciadores termófilos,compuestoexclusivamente por LAB.Productos como: Suero de mantequilla o “Buttermilk”, Crema cultivada,“Lactofil”,Ymer, Shrikhand y Chakka, son obtenidos a través de la fermentaciónmesófila dela leche; por su parte, Yogur, Lavan, Zabady, Labneh, Skyr,Yakult, Leche acidófilay Suero de leche búlgara representan a los productosobtenidos como resultado dela fermentación termofílica de leche (Surono yHosono, 2002).
  18. 18. 184.2.1.1. FERMENTACIONES MESÓFILAS4.2.1.1.1. BUTTERMILKEs un producto de alto consumo en el sur de Estados Unidos y en la RepúblicadeIrlanda (García, Quintero y López, 2004). El suero de mantequilla es una lechefermentada de baja acidez;se produce a partir de leche pasteurizada descremaday es fermentada por uncultivo láctico y por bacterias productoras de aroma.El Buttermilk de alta calidad tiene un leve sabor ácido, con un diacetiloaromáticomarcado y un cuerpo liso y textura viscosa. Su apariencia es blancay suave, sinagujeros de gas o separación del suero, y es un producto quepermanece frescopor lo menos 10 días a 5ºC. Lactococcus lactis subsp.cremoris y Lc. lactis subsp.lactis es el responsable de la producción de ácido,mientras que Lc. Lactis subsp.lactis biovar diacetylactis y Leuconostocmesenteroides subsp cremoris son lasfuentes primarias de sabor y aroma,debido a su capacidad de producción dediacetilo (a partir del citrato presenteen la leche), un importante compuesto volátilque es crítico para la calidad delsuero de mantequilla, dando al producto sucaracterístico sabor y aroma amantequilla. (Surono y Husono, 2002). Es unapráctica común suplementar laleche con citrato de Sodio para asegurar unaadecuada producción de diacetilo,el cual debe alcanzar una concentración entre1.5 y 4 ppm (García, Quintero y López, 2004).La leche se fermenta a 22ºC hasta que obtiene una acidez de 0,9%;éstatemperatura es necesaria para el crecimiento de ambas especies iniciadorasyproducir las características deseables en el producto (Surono y Hosono, 2002).Se acostumbra, cuando finaliza la fermentación, romper mecánicamente elsuavecoágulo para obtener un producto que sea viscoso pero fluido, quepueda serbebido; y con frecuencia se adiciona un 0.1 – 0.2% de sal (García, Quintero yLópez, 2004). Ésteproducto fermentado también es muy popular en Alemania y enlos paísesescandinavos.
  19. 19. 194.2.1.1.2. LECHES FERMENTADAS NÓRDICAS (ESCANDINAVAS)Son leches fermentadas que se destacan por su alta viscosidad. Éstapropiedad sedebe al crecimiento vigoroso de lactococos con formación decápsula,principalmente Lc. lactis subsp.cremoris. Son leches de altaconsistencia. Elcarácter viscoso de estas leches fermentadas se deriva de laformación depolisacáridos exocelulares formados por lactococos involucradosen lafermentación. Un ejemplo de un producto tradicional de este tipo es“Langfil”,producido en Suecia; tiene un leve sabor amargo y una consistenciaviscosa.Asimismo el “Ymer” (de Dinamarca) y “lactofil”® (de Suecia), cuyoproceso deelaboración incluye la concentración del producto después de lafermentación, pormedio de la remoción de un porcentaje fijo de suero de leche(Surono y Hosono,2002).El nombre de Ymer se deriva de la mitología nórdica. Muestra unafuerteconsistencia, es aromático y con un suave sabor ácido; es comúnacompañarlocon fresas u otras frutas de conserva. El Ymer es un delicioso postre,pero losdaneses también lo consumen directamente en comidas rápidas,ensaladas ysalsas. Su alta proteína y cantidad de grasa proporciona una buenanutrición (Kosikowsky, 1978).El Ymer contiene por lo menos 11% de sólidos lácteos no grasos (incluye 5 ±6%de proteína) y el 3,5% de grasa. Por lo general se realiza ultrafiltración, porlo quellega a tener aproximadamente un 15% de sólidos totales (Roginski,2002). Suproducción implica lo siguiente:• Mezcla de leche con crema y homogeneización• Tratamiento térmico y enfriamiento a 20 ± 27ºC• Inoculación con 4% de los cultivos iniciadores que contienen Lc. Lactissubspp.lactis y cremoris y Ln. mesenteroides subsp. Cremoris• Fermentación hasta obtener un pH 4,5 (después de 16 ± 20 h)• Agitación, refrigeración a 5ºC y almacenamiento durante 24 horas• Revolver de nuevo y empacar.
  20. 20. 20En el proceso tradicional, primero se fermenta la leche descremada; luego sehaceel corte de la cuajada y el drenaje del suero a 40ºC. La cremapreviamentepasteurizada se mezcla con el producto fermentado descremado;posteriormentese homogeniza y enfría a 12 ± 14ºC y se empaca para luegorefrigerarlo a 5°C; aesta temperatura de almacenamiento, logra una vida útil de20 días (Roginski,2002).4.2.1.2. FERMENTACIONES TERMÓFILAS4.2.1.2.1. YOGURLa patria aceptada del yogur es la península de los Balcanes y la región deOrienteMedio. El yogur es la más popular de las leches fermentadas. Seelabora concomposiciones muy distintas (contenido en grasa y extracto seco),y puede sernatural o con sustancias añadidas, como frutas, azúcar, agentesgelificantes, etc.Igualmente, es común la elaboración de bebidas y de heladosde yogur (Pérez y,Sánchez, 2005).La flora del yogur está constituida por las bacterias lácticastermófilasStreptococcus thermophilus y Lactobacillus delbrueckii ssp. Bulgaricus;paraque el “flavor” se desarrolle satisfactoriamente, las dos bacteriasdebenencontrarse en un número aproximadamente igual, ya que entre ellasseestablece un fenómeno de mutua estimulación delcrecimiento(protocooperación), Es preciso evaluar las características de lascepasbacterianas utilizadas, ya que no todas las combinaciones son compatibles.Además, ambas especies (lactocococos y bacilos) deben encontrarse engrannúmero en el producto, y por lo tanto, en el cultivo iniciador; así, laproporciónóptima entre cocos y bacilos depende de las características de lascepas, pero,normalmente es de 1:1 (Pérez y, Sánchez, 2005).La leche o sus diversas mezclas para la elaboración de yogur, deben teneruntratamiento a alta temperatura, por encima del mínimo de pasteurización,paradestruir las bacterias endógenas, en particular las termodúricas. Su
  21. 21. 21destrucciónpermite el rápido crecimiento del cultivo bacteriano (Kosikowsky,1978). Se empleapasteurización a 88°C durante 30 minutos, o alta temperatura -corto tiempo, esdecir, a 95°C durante 38 segundos.Streptococcus thermophilus y Lactobacillus delbrueckii ssp. Bulgaricus, sondosespecies de microorganismos que residen de forma natural en la leche (enlasregiones donde el yogur se hace tradicionalmente) o se adicionancomoiniciadores; se realiza una incubación a 42 ± 45°C de 3 a 6 horas hasta queseobtenga un pH de 4.4, y una acidez titulable entre 0.9 y 1.2% (Surono yHosono,2002).De acuerdo al método de elaboración, existen dos tipos de yogur: yoguresfirmes oconsistentes (tipo set; la fermentación se lleva a cabo en el empaque,por lo que nohay agitación del coágulo) y los yogures batidos. Estos productostambién puedensufrir tratamientos después de la fermentación como elcalentamiento, laconcentración, la desecación y la liofilización (Kosikowsky, 1978).4.2.1.2.2. DAHIEs un producto ampliamente producido en el área Mediterránea, Asia ÁfricayEuropa central. En India, el Dahi es un producto similar al yogur; es comúnutilizarla leche de varios mamíferos, como búfalo, vaca y cabra. El Dahi es unproductosemisólido obtenido de leche hervida o pasteurizada acidificada deforma natural, ode otro modo, usando un cultivo ácido láctico. En el mercadose encuentradisponible una mezcla de leche de búfala y vaca para elaborareste producto. Laleche es hervida, enfriada e inoculada con “Dahi iniciador”sobrante del díaanterior, e incubado a temperatura ambiente por 4 a 6 horashasta que toma unaconsistencia espesa. El Dahi “suave” tiene comomicroorganismos iniciadoreslactococos mesofilicos; se utiliza también laespecie leuconostoc como organismoadjunto para adicionar olor y sabor amantequilla. El Dahi “agrio” contiene cultivosadicionales pertenecientes amicroorganismos termofílicos, que generalmente seemplean en la elaboraciónde yogur. El Dahi puede ser consumido como una
  22. 22. 22bebida dulce o salada, ocomo un postre que tiene azúcar y pedacitos frescos debanano, rebanadas denaranja, mango y otras frutas (Akuzawa y Surono, 2002).4.2.1.2.3. LECHE ACIDÓFILALa leche acidófila se cultiva con Lb. acidophilus, cuya función principal eslaproducción de ácido láctico a partir de la lactosa. Por otra parte, Lb.Acidophilusse considera como una bacteria probiótica, lo que le confiere variosbeneficiosnutricionales y para la salud a los consumidores. Tiene la capacidad decreceren presencia de ácido y de ácidos biliares, lo que le permite sobrevivir eneltracto intestinal.El Lb. acidophilus crece muy lentamente en leche, por lo cual ésta debe serestérilpara evitar que otros microorganismos dominen la fermentación; laesterilización serealiza a 120°C durante 15-20 minutos, o bien mediante ciclosde calentamiento acondiciones diversas como 95-98°C durante 30-60 minutos;igualmente, puedeutilizarse leche ultrapasteurizada (García, Quintero y López, 2005). La lecheempleadapuede ser entera o descremada; se fermenta a 38ºC con un inóculo de 2± 5%de cultivos activos, hasta formar la cuajada (por lo general ocurre despuésde18 ± 24 h). El producto final contiene 1,5 ± 2,0% de ácido láctico, peronoalcohol. Se enfría a 10ºC antes de la agitación, se rompe el coáguloporagitación mecánica y se empaca. En algunos países, los médicosrecomiendanla leche acidófila a los pacientes con diversos trastornos deltractogastrointestinal, incluyendo estreñimiento, colitis ulcerativa y diarrea (SuronoyHosono, 2002).Es muy ácida, a veces amarga, por lo que no es una bebida apreciada porelconsumidor; los intentos para su introducción en Europa occidental(Alemania,Suiza y Francia) no han tenido mucho éxito.4.2.1.2.4. YAKULT ®Hoy en día, Yakult es la leche fermentada más conocida en el mundo a causadediversas propiedades que benefician la salud. Después de la RestauraciónMeiji
  23. 23. 23(1868) en Japón, los productos lácteos, ganaron aceptación en general yfueronapreciados porque se consideraban una comida especial para losenfermos, yaque durante éste período la gente sufría de malnutrición crónica yde infecciones,especialmente infecciones intestinales, tales como disentería yla colitis. En esemomento, el señor Shirota fue consciente de que algunasbacterias intestinalesendógenas desempeñan un papel en los mecanismos dedefensa del cuerpo,incluyendo el competir con bacterias patógenas invasoras.Así, en 1929, logró el aislamiento y el cultivo de Lb. casei cepa Shirota(ahorareclasificada como Lb. paracasei subsp. paracasei), una bacteriaintestinalendógena humana, y en 1935 desarrolló una bebida de lechefermentadallamada Yakult. El Yakult producido comercialmente es hecho a partirde lechedescremada fermentada con este lactobacilo. El total de los sólidos delyakultson más bien bajos, alrededor de 3,7%, y un 14% de azúcar añadido. Tieneuntiempo de fermentación alrededor de 16 ± 18 h a 37°C y su recuento deviablesal final de la fermentación sobrepasa los 108 cfu/ml (Akuzawa y Surono,2002).Las bacterias ácido lácticas se encuentran ampliamente distribuidas enlanaturaleza, pero no todas ellas pueden sobrevivir en el intestino humano.ElLactobacillus paracasei subsp. paracasei, se encuentra provisionalmente enelintestino y es capaz de llegar a éste en un estado viable. La cepa utilizada enlafabricación de Yakult es resistente a jugo gástrico y a la bilis (Akuzawa ySurono,2002).Este producto fermentado tiene una consistencia muy líquida y unsaborcaracterístico muy agradable; también tiene un característico color caféclaro, locual es el resultado de la reacción de Maillard. La glucosa, agregada a lalechedescremada antes del tratamiento térmico, juega un importante papel enstareacción.
  24. 24. 244.2.1.2.5. LABNEHEl Labneh es un producto popular en el Líbano y Siria. Tiene una texturasuave,lisa y untable, con un sabor ácido limpio. Éste producto se elabora a partirdeleche fermentada tipo yogur proveniente de leche de vaca, oveja, cabra obúfala.En consecuencia, la composición y propiedades del labneh sondiferentes deacuerdo a la leche que se emplee. El método de fabricacióntradicional difiereligeramente entre los distintos países productores. En Egipto,el yogur se almacena toda la noche en una sala de refrigeración; al díasiguiente,se agrega sal, y se mezcla para garantizar la uniformidad en ladistribución de sal yromper la estructura del gel. El yogur se concentra pormedio de la eliminación desuero filtrando con lienzos, en los cuales el productose deja escurrir por cerca de12 ± 24 h. Luego se envasa en recipientesadecuados y es almacenado enrefrigeración. En Arabia Saudita, se sigue unmétodo similar, pero la filtración delyogur incluye un ligero prensado. En elLíbano, no se hace adición de sal (Abd El-Salam, 2002). Normalmente, tambiénse le agregan hierbas y aceite de oliva y seacompaña con pan.Los métodos tradicionales para hacer labneh han tenido modificaciones con elfinde disminuir el tiempo que se necesita para la eliminación del suero, eigualmentemejorar las condiciones de higiene durante el proceso. Esto incluye:• Eliminación del suero por separación mecánica• Ultrafiltración de la leche antes de fermentar• Ultrafiltración de la leche ya fermentada• El uso de leche en polvo con bajo contenido en lactosa que puedeserreconstituida con un valor total de sólidos similar al del labneh, lo cualevita elproceso de drenaje de suero.La ultrafiltración de la leche fermentada es el método que produce un labnehconcualidades muy cercanas al elaborado por el proceso tradicional.Lascaracterísticas finales del producto dependen de diferentesfactoresrelacionados con el proceso de elaboración, por ejemplo, la
  25. 25. 25homogeneización(proceso que baja la firmeza del producto); la temperatura a lacual se lleve acabo la concentración (hay mayor firmeza cuando se realiza entre50-55°C); eltipo de leche que se emplee, entre otros. Así, la composición químicavaría y seencuentra entre: grasas, 9 ± 11%; proteínas, 8.5 ± 9.0%; lactosa, 3,5 ±4,0%,sólidos totales, 22 ± 26%; acidez, 1,5 ± 2,5% (Abd El-Salam, 2002).4.2.2. FERMENTACIONES ACIDO LÁCTICAS /ALCOHÓLICAS4.2.2.1. KUMISEl nombre se deriva de los Kumanes, quienes sobrevivieron hasta 1235 comounatribu del rio kumane en las estepas de Asia Central. La producción de estalechefermentadas fue continuada por tártaros y kalmuds, famosos nómadas ycriadoresde caballos de la Rusia asiática (Kosikowsky, 1978).El kumis es un producto lácteo con fermentación ácido láctica-alcohólica.Tradicionalmente este producto se elaboraba con leche de yegua; esta lechenoforma una cuajada visible debido a su alto contenido de proteínas séricas ysu bajocontenido de caseínas; contiene un porcentaje de grasa más bajo quela leche devaca (Akuzawa y Surono, 2002). Debido a la alta demanda de esteproducto enRusia, la leche de yegua resulta insuficiente; así que parte delkumis se elaboracon leche de vaca, generalmente mezclada con suero deleche para disminuir laconcentración de caseína y obtener una composiciónmás parecida a la de lechede yegua (García, Quinteros y López, 2004). Para disminuir las diferencias entrelaleche de yegua y vaca, también se usa un método de ultrafiltraciónpormembrana para ajustar el contenido de proteínas séricas, con lo cual, éstasseconcentran (Akuzawa y Surono, 2002).Las levaduras que fermentan la lactosa, como Candida spp., Kluyveromyceslactisy Torula spp., y las bacterias iniciadoras termofílicas Lactobacillusdelbrueckiisubsp. Bulgaricus están involucradas en el proceso defermentación. Las bacteriasacido lácticas son responsables de la producciónde ácido y las levaduras sonresponsables de la producción de etanol y dióxidode Carbono. Algunos cultivos
  26. 26. 26iniciadores pueden incluir Lb. Acidophilus yLactococcus lactis. (Akuzawa y Surono,2002).En la elaboración comercial de kumis de leche de yegua, losorganismosiniciadores tienen una preparación previa: Un cultivo de levadura deTorula spp.y de bacterias ácido lácticas son inoculados separadamente dentro deleche devaca descremada e incubados a 30ºC por 15 horas y a 37ºC por 7horas,respectivamente. Para preparar el cultivo iniciador, los cultivos incubados enlaleche de vaca descremada, son adicionados a la leche de yegua y se incubana28ºC por 4 días, después de lo cual logra una acidez titulable usualmentede1.4%. Luego de obtenerse este fermento, el 30% del volumen se adicionaenleche fresca de yegua a 28ºC, y una suficiente agitación introduce aire paraelbuen crecimiento de las levaduras. El fermento es empacado en botellastapadasy se incuba por 2 horas a 20ºC. Posteriormente el producto esalmacenado a 6ºCpara salir a la venta (Akuzawa y Surono, 2002).La producción a larga escala de kumis de leche de vaca, es llevada a caboconadición de 2.5% de azúcar y 10% de bacterias iniciadoras (Lb.Delbrueckiisubsp. Bulgaricus, Lb. Acidophilus y Saccharomyces lactis). La lecheinoculadaincubada a 26 – 28ºC forma una cuajada firme con una acidez titulabledeaproximadamente 0.8%. La incubación se lleva a cabo aproximadamente a17ºCcon una aireación y agitación intermitentes para el óptimo crecimiento delalevadura y, después de varias horas alcanza una acidez titulable de 0.9%.Laacumulación de alcohol y dióxido de carbono ocurre durante la maduración yelproducto es subsecuentemente almacenado a menos de 6ºC hasta la venta.El kumis tiene un sabor ácido y burbujea debido a la agitación, se produceconcontenidos variables de ácido láctico y de alcohol; es clasificado dentro detrescategorías dependiendo que tanta fermentación tenga:• Kumis suave, tiene una acidez de 0.6 ± 0.8%, y un contenido de alcoholentre 0.7± 1.0%.• Kumis medio, que contiene 0,8 ± 1,0% ácido y 1,1 ± 1,8% de alcohol• Kumis fuerte, que tiene una acidez de 1,0 ± 1,2% con 1,8 ± 2,5% dealcohol.
  27. 27. 27Recuentos viables de 4.97 x 107 ufc/ml y 1.43 x 107 ufc/ ml, para bacteriasylevaduras respectivamente, han sido reportados en el kumis (Akuzawa ySurono,2002).4.2.2.1. KEFIREl Kefir es un producto lácteo fermentado obtenido por incubación de lamicroflorade granos de Kefir, la cual contiene diferentes especies de bacteriasácido lácticasy levaduras. Aunque los principales microorganismos en elproducto son bacteriasácido lácticas y el principal metabolito de lafermentación es generalmente ácidoláctico, el kéfir suele ser definido comouna leche auto-carbonatada que contienevariables cantidades de alcohol(Stepaniak y Fetlinsky, 2002).Es un producto que ha sido fabricado por cientos de años en las casas enlasmontañas del Cáucaso, tradicionalmente en sacos de cuero, roble o vasijasdebarro. La leche Fresca de vaca o de cabra se añadía cuando las fermentadasseremovían. Tras el uso prolongado de los mismos contenedores, susparedesinteriores se cubrían por granos insolubles al agua que se asemejan aarrozhervido. Tradicionalmente el kéfir es conocido por una variedad deotrosnombres, incluyendo kefyr, kéfir, Kefer, kiaphur, quepis y Kippi.Tradicionalmente el kefir es bastante agrio, tiene un distintivo sabor alevadura,acompañado de efervescencia pronunciada. La sensación de picazónesaportada por el dióxido de carbono. Cuando se seca al aire, los granos dekéfirmantienen su capacidad de fermentación de 12 a 18 meses;estoprobablemente facilitó la difusión del kéfir en todo el mundo. A finales delsigloXIX la industria del kéfir comenzó en Rusia y los países de la antiguaUniónSoviética donde se convirtió en la leche fermentada más popular. Hoy endía, elkefir es producido por las industrias de lácteos de muchos países deEuropaCentral y Oriental, Escandinavia y Asia (Stepaniak y Fetlinsky, 2002).La microflora de los granos de kéfir está incorporada en una gelatinosayesponjosa matriz compuesta por polisacáridos, proteínas de la leche yproductosde autolisis de la población microbiana. Los granos contienen 85-90% de agua, y
  28. 28. 28la masa seca se compone de 57% de carbohidratos, 33% deproteínas, 4% degrasa y 6% de cenizas (Stepaniak y Fetlinsky, 2002).Los granos de kefir son comunidades complejas de microorganismos quesurgieronde la asociación física de unas 30 especies de bacterias y levaduras.Las bacterias del ácido acético, principalmente Acetobacter pasteurianus, sehanaislado de algunos granos de kefir; corresponden a un 1% del total deorganismosviables, pero puede jugar un papel muy importante para mejorar elsabor y laconsistencia del kefir por aumento de la viscosidad. De igual modo,laespecificación en la composición de la microflora varía de acuerdo al paísdeorigen o a las técnicas de almacenamiento y conservación; sin embargo,larelación entre el recuento de levaduras y bacterias ácido lácticas (LAB), sueleserrelativamente estable; los Lactobacilos homofermentativos dominan a lasespeciesde Lactobacilos homofermentativos, y las especies de LAB termófilassólorepresentan el 1% del total de los recuentos bacterianos. Alrededor del50% de lasbacterias son cepas encapsuladas; respecto a Lb. kefiranofaciens yLb.Kefirgranum, comprenden el 40% de la población viable de Lactobacillusspp. Encuanto a Saccharomyces unisporus o levaduras desconocidas, amenudo dominanla microflora de levadura de los granos de kefir.La asociación especifica de los microorganismos de los granos se definecomosimbiótica o protocooperativa. Por ejemplo, algunos lactobacilos aislados delosgranos de kefir crecen poco en la leche cuando se incuban de formaindividual;Candida kefyr estimula el crecimiento de Lb. kefir, mientras que laproducciónde etanol de Can. kefyr es mayor cuando la levadura crece junto conLb. kefir.Lactobacillus kefir y la levadura Candida kefyr se han establecido como lafloradominante de los granos; se reporta también la presencia deLeuconostocmesenteroides ss. mesenteroides, L mesenteroides ss. cremoris,Lactobacillusbrevis, L. casei ss. casei, L. acidophilus, y con poca frecuenciaLactococcuslactis ss. Lactis, además de la levadura Saccharomyces cerevisiae.
  29. 29. 29Solo entreel 5 y el 10% de la población microbiana son levaduras (García,Quintero y López, 2004).Las interacciones concretas no se conocen en su totalidad, y los nuevos granosdekefir se pueden hacer únicamente por el crecimiento y la división de losgranos yaexistentes, no se pueden producir artificialmente.El kefir se elabora a partir de leche de vaca, cabra u oveja, entera odescremada;se pasteuriza a 85- 90°C durante 5-30 minutos. La incubación selleva a cabo entre22 - 25°C durante 12 a 16 horas, después de las cuales losgranos se retiran y laleche se madura a 10°C durante uno a tres días. Elproducto tiene una acidez de0.7-1.0% de ácido láctico y un contenido deetanol del 1%; contiene ademásdiacetilo, acetaldehído y acetoína, los cualesson muy importantes para el sabor(García, Quintero y López, 2004).5. LOS BACTERIOFAGOS EN LA MODERNA TECNOLOGIA LÁCTEAExisten muchos factores capaces de inhibir el desarrollode bacterias lácticas,resultando en la reducción de laacidificación de la leche destinada a la fabricacióndequeso y yogurt. Entre estos factores se encuentran los productosde limpieza ydesinfección, elementos químicoslíquidos, antibióticos y la lisis de bacteriaslácticas porlos bacteriófagos. Se estima que los bacteriófagos sonlos causantesmas frecuentes de inhibición.Existen bacteriófagos en todos los ambientesrelacionados con la elaboración deproductos lácteos y suacción da lugar a aumentos en los tiempos de losprocesosde elaboración, deterioro de la calidad de losproductos y en los casos másagudos, la pérdidacompleta de los mismos.Los bacteriófagos son virus presentes en el aire quepueden atacar a las bacteriaslácticas utilizadas en laindustria láctea, dirigiéndose a la superficie de lascélulas einyectando en su interior su ADN. Medianteeste mecanismo los bacteriófagos seapoderan delmetabolismo de las células bacterianas alterándolo, parareplicarnuevas partículas fágicas que serán entoncesliberadas en el medio ambiente de lafabricación láctea.
  30. 30. 30Los bacteriófagos se multiplican rápidamente sobrecélulas en desarrollo, demanera que un bacteriófagopuede convertirse en 10 millones de nuevos fagos en5horas, en las condiciones que se dan en una elaboraciónde queso.Frecuentemente los problemas fágicos no sedetectan hasta que se ha producidoel daño. Es, porconsiguiente, muy importante que las posibles fuentesdeinfecciónfágica, así como las medidas adecuadas delucha contra el ataquefágico, sean conocidas ydivulgadas en toda la planta del proceso.En este capítulo vamos a intentar dar una descripciónbásica de los bacteriófagosconjuntamente con unaexplicación de su modo de actuación.5.1. BACTERIÓFAGOSLa palabra ¨bacteriófago¨ deriva del griego comer, la traducción literal es porconsiguiente:¨comedor de bacterias¨ o ¨virus capaces de infectarbacterias¨.El primer ataque por fagos documentado se produce en1915 en Inglaterra,descubierto por Twort. En 1917 elcanadiense D. Hellere descubrió un elemento enelintestino de un paciente enfermo que interfería con labacteria patógena y lodenominó bacteriófago. En 1928se observó y comunicó el primer ataque fágico aunabacteria láctica.Pasaron bastantes años hasta que la ciencia investigaraeste fenómeno a travésde estudios mas profundos. Porprimera vez en los 70 se prestó mayor atención aestetema. Los bacteriófagos son básicamente parásitos, quesolamente sedesarrollan en contacto con bacterias enfase de crecimiento. No son peligrosospara el serhumano, animales ni plantas y no pueden causar ningúntipo deenfermedad. Con un tamaño entre 0,1 y 0,2micras los bacteriófagos sonconsiderablementemenores que las bacterias. Por consiguiente, puedensertransportados por el aire y de este modo pueden estarpresentes en toda áreade producción.Temperaturas de 65–70 °C debilitan el desarrollo delosbacteriófagos, pero una inactivación total solo seconsigue a los 90-95 °C. Estoes importante, dado que laleche destinada a queso se pasteuriza atemperaturasrelativamente bajas (72 °C x 15 seg.) y así, los fagos quehayan
  31. 31. 31tenido acceso por medio de la leche cruda, noserán inactivados completamentepor los tratamientostérmicos.La materia prima destinada a la elaboración de lechesfermentadas ofrecerá mayorseguridad, al ser tratada atemperaturas más altas y en equipos cerrados y debidoaque el producto final se envasa inmediatamente despuésde la fabricaciónevitando de este modo el riesgo de postcontaminación.Los bacteriófagos están muy extendidos en la naturalezaen el suelo, aguassuperficiales, efluentes, plantas, polvo y zonas húmedastales como lospavimentosycanaletas derecogida de aguasde baldeo, asícomo áreas dondeseformencondensaciones deagua. Estaránpresentes en todoslos lugaresdondecrezcan bacterias.Un bacteriófago, o fago, es un virus compuesto por unacabeza de naturalezaproteica que contiene ácidosnucleicos (ADN o ARN). Para reproducirseunbacteriófago, necesita penetrar una célula bacteriana enfase de crecimiento, yaque no disponen de metabolismopropio y por tanto no pueden reproducirse por símismos(característica de todos los virus). Para que unbacteriófago infecte ypenetre en una bacteria, se han decumplir una serie de condiciones, tales como:un rangode temperatura correcto, presencia de ciertos receptoresen la paredcelular y cationes divalentes (Ca++ y Mg++) enel medio en que la propia bacteriase desarrolle. No todoslos bacteriófagos precisan Ca++ para infectar unabacteria;estudios recientes han puesto en evidencia quesolo 50% de los fagoscontrastados precisan cationesCa++ para traspasar la superficie de la célula.Los bacteriófagos que infectan bacterias y que sereproducen en el interior de lascélulas y las lisan, sedenominan ¨bacteriófagos virulentos¨. Una vez lisadalabacteria y liberados nuevos bacteriófagos virulentosen el medio, estos podránatacar inmediatamente nuevasbacterias. Este proceso reproductivo de los fagos,seconoce como ¨ciclo lítico¨. (fig. 1).
  32. 32. 32Puede ocurrir que una bacteria sea infectada porbacteriófagos pero que la génesisde nuevos fagos quedesuprimida. En este caso el ADN fágico se insertará enloscromosomas de la bacteria parasitada y la secuenciadel ADN fágico se denominaen este caso ¨pro-fago¨.La reproducción de la bacteria puede proseguir sin quese liberen bacteriófagos, loque se denomina ¨ciclolisogénico¨.Un cambio dramático puede ocurrir cuando derepente el profago entra en el ciclolítico y la bacteria comienza a producir bacteriófagos. Los fagos capacesde llevar a caboel ciclo lisogénico, se denominan ¨fagosatemperados¨ (fig. 1).Un profago puede entrar en el ciclo lítico de variasmaneras: Espontáneamente. Inducido por la luz ultravioleta o por temperaturas altas. Después de un tratamiento con el antibiótico Mitomicina C.
  33. 33. 33 Después de la inducción de un profago, el ciclo lítico se concluye con la liberación en el medio de fagos atemperados después de la lisis celular.5.2. MORFOLOGIA DE LOS FAGOSLa figura 2 muestra la morfología de un bacteriófagotípico. La cabeza hexagonal es unacubierta proteica.Dentro de esta cubierta se encuentra la información genética (ADN o ARN) del fago.A continuación esta el cuello y la cola, a través de loscuales el ADN es inyectado en elinterior de la célulabacteriana. Al final de la cola presenta una placa base ylas espículasde la cola. Estas leen e identifican losreceptores situados en la pared celular de labacteria.5.3. FASES DE LA INFECCION FÁGICAEl ciclo lítico comienza por la adsorción del fago a lapared celular (fig. 1). Esteproceso es altamenteespecífico para cada cepa, debido a los receptorespresentes
  34. 34. 34en la pared celular de la bacteria. Los receptores están formados por elementosproteicos ehidrocarbonados.Tan pronto como el fago es adsorbido a la célula, ésteinyectará el ADN acumuladoen su cabeza hexagonal através de su cola. El fago adquirirá ahora elcontrolabsoluto sobre el metabolismo de la bacteria ycomenzará la duplicación delADN y la proteína fágica.Nuevos fagos se formarán en el interior de la bacteria. Los fagos producen dentrode la célula una enzimallamada ¨lisina¨ que destruye la pared celular. La bacteriase lisa a medida que el peptidoglucano de la pared esdestruído y una nuevageneración de bacteriófagos esliberada en el medio que rodea a la célula. Elnúmero defagos liberado por cada bacteria, puede variar entre 2 y300. Estosnuevos fagos están en condiciones de infectarnuevas bacterias. Este procesoocupa entre 30 minutos y1 hora después de la infección, dependiendo delatemperatura.5.4. MECANISMOS DE RESISTENCIA A LOS FAGOSDurante la co-evolución de bacteriófagos y bacterias,éstas últimas handesarrollado varios sistemas de defensacontra los bacteriófagos. Estosmecanismos deresistencia fágica, pueden ser efectivos en cualquiera delas fases del ciclo vital del bacteriófago.En la especie Lactococcus estos mecanismos están confrecuencia localizados en¨plásmidos¨, pequeñasmoléculas de ADN, que se replican con independenciadelos cromosomas bacterianos. (fig. 3). Los plásmidospueden trasmitirse de célula acélula por medio de unmecanismo denominado ¨conjugación¨. Ello permitelatransferencia de los mecanismos de resistencia a losfagos dentro de unapoblación bacteriana.
  35. 35. 35Los mecanismos de resistencia a fagos, que se presentande modo natural, seresumen en la Fig. 4. Se puedendistinguir cuatro grupos principales:Inhibición de la adsorciónEl bacteriófago no es capaz de adsorberse a la paredcelular, debido a lamodificación o ausencia absoluta dereceptores de fagos en la superficie de lacélula. Elmecanismo de resistencia de un gran número demutantes resistentesespontáneos, probablemente es deeste tipo.Prevención de la inyección de ADNUn bacteriófago puede adsorberse a la pared celular,pero la inyección de ADNdentro de la célula estainhibida.Sistemas de modificación y restricción(M/R systems)El ADN es digerido después de entrar dentro de la célulapor la acción de unaendonucleasa específica. Paraprevenir la digestión de su propio ADNcromosómico lasegunda parte del sistema R/M, una metilasa, modificaráel ADNdel organismo parasitado.Infección AbortivaLa infección fágica es abortada en un momento final dela misma. El sistema actúaen el interior de la célula, perono se debe al sistema M/R. En el ensayo en placa
  36. 36. 36se puede observar una completa ausencia de¨placas¨ o placas poco definidas conun número bajo debacterias. Una ¨placa¨ es un espacio en la capa decélulasbacterianas debido al ataque de fagos. Laactividad a menudo conduce a la muertecelular, pero nohay liberación de fagos.6. EQUIPO PARA PLANTAS DE FERMENTADOS LÁCTEOSEl equipamiento para una planta de fermentados lácteos incrementa de la mismamanera quelo hace su capacidad productiva, desde la producción a muy pequeñaescala (produccióncasera), hasta la producción altamente industrializada confuerte nivel tecnológico incorporadoen los procesos.En las fábricas, la producción de bebidas fermentadas puede ser tan compleja -tecnológicamente hablando- como los volúmenes de producción y/o losestándares de calidade higiene lo requieran, por lo que la cantidad y tipología deequipos y utensilios empleadosvarían enormemente, siendo posible encontrarlosde accionamiento manual o automático, deoperación aislada o continua.En esta parte del curso se pretende ilustrar acerca de algunos aspectosimportantes de losequipos empleados para el procesamiento de derivados lácteosfermentados, con el fin decomplementar lo visto hasta ahora, y considerando lapopularidad y demanda que tiene elyogurt batido dentro de nuestro mercado, sehace especial énfasis en el equipamientonecesario para la elaboración de este
  37. 37. 37producto, partiendo del hecho que la leche para supreparación ha sido pretrataday estandarizada.6.1. TANQUES DE INOCULACION Y/O INCUBACIÓNBaños de maría. Muy similares a los que se utilizan tradicionalmente enaplicacionesdomésticas para diferentes procesos, los baños de maría son equiposmultiuso conformadospor un tanque contenedor, que a su vez puede contener unoo más recipientes hasta decincuenta litros cada uno, dentro de los cuales secolocan las materias primas y se sigue elprocedimiento adecuado, dependiendodel objetivo planteado.El agua o fluido de transferencia de calor se encuentra contenido en el espaciolibre entre eltanque y los recipientes donde se colocan las materias primas. Estepuede ser calentado condiferentes fuentes de calor como son la combustión congas, con electricidad o con vapor, ypara la parte del proceso en que se debeenfriar puede emplearse agua fría acondicionadaadecuadamente para este fin enun banco de hielo o si las condiciones lo favorecen con aguacorriente.Figura 1. Baño de María de dos compartimientos6.2. PASTEURIZADOR LENTO O PESTEURIZADOR POR LOTESSon también tanques multiuso, de formacilíndrica. Son más eficientes por cuantoestán provistos con una camisa o chaqueta aislada, através de la cual se hacen
  38. 38. 38circular los fluidos de transferencia de calor, tanto de calentamientocomo deenfriamiento, por medio de ductos de entrada y salida adecuadamenteubicadosdurante su construcción. De la misma forma que en los baños de maría,en los pasteurizadoreslentos el calentamiento se puede realizar mediante distintasfuentes de energía como sonelectricidad, gas o vapor y para el enfriamiento aguacorriente o agua fría e circuito cerrado.Su diseño y materiales deben permitir calentar la leche, agregar los ingredientes,variar latemperatura para las diferentes etapas del proceso, además de agitar enlas condicionesrequeridas, gracias a que están equipados con un agitador develocidad variable.Figura 2. Pasteurizador lentoPor su versatilidad son equipos con mucha demanda en industrias lácteas y deotros tipos,principalmente para manejar pequeños y medianos volúmenes deproducción. Sin embargo,tanques con las mismas características, con
  39. 39. 39capacidades de varios miles de litros, dispuestosen paralelo pueden ser utilizadosen fábricas más grandes con altos volúmenes de producción.6.3. CABINA DE INCUBACIÓNSon cámaras aisladas y de diversas capacidades, utilizadasprincipalmente para laetapa de incubación en pequeñas y mediana fábricas de yogur,mediante lacirculación de aire caliente en su interior. En sistemas más avanzados sedisponede la posibilidad de realizar el proceso de refrigeración posterior a laincubación, para lo cual, elaire caliente es sustituido por aire enfriado.La mayoría de estas cabinas operan con controles eléctricos, y de acuerdo conlascaracterísticas del proceso y el grado de automatización deseado, puedenestaracondicionadas con sistemas de humidificación para el aire recirculado, concontrol de pH parala automatización del cambio de ciclo de incubación arefrigeración, etc.6.4. TÚNELES DE INCUBACIÓNPara altos volúmenes de producción y ciertos tipos de procesos, eluso de cabinasde incubación puede ser sustituido y mecanizado con el empleo de sistemasdetúnel.En ellos bandas transportadoras conducen los envases de yogur a través de lasdos seccionesque lo conforman. En la primera circula aire caliente, que se regulaal igual que la velocidad dela cinta en función del volumen de producción. En lasegunda sección se realiza unpreenfriamiento que generalmente se concluye encámaras refrigeradas, donde también sealmacena para su posterior distribución.Tomado de http://www.subalweb.es (21/11/2010)6.5. SISTEMAS DE PASTEURIZACIÓNAdemás de los pasteurizadores por lotes o pasteurizadores lentos descritos atrás,los másempleados en la industria láctea son los pasteurizadores continuos.
  40. 40. 40Comercialmente, seencuentran sistemas generalmente integrados, que realizanen forma secuencial lasoperaciones de homogenización, pasteurización yenfriamiento del producto.Un sistema de pasteurización continua como el descrito, está compuesto por lossiguienteselementos:a) Tanque de balance.b) Bomba centrífuga.c) Intercambiador de calor, que puede ser de placas, de tubos concéntricos o desuperficieraspada dependiendo del tipo de aplicación. En industrias lácteas por suconfiguracióncompacta y alta eficiencia los más utilizados son losintercambiadores de placas. Sin embargo,para algunos procesos especiales comoconcentración de sólidos, se suelen emplearintercambiadores de otros tipos comoel de superficie rascada.d) Homogeneizador.e) Tanque de almacenamiento de producto pasteurizado.Tanque de balance. Es un tanque cilíndrico, generalmente abierto, con tapa,provisto con unflotador que permite mantener un nivel constante de la mezcla ensu interior y de este modo,asegurar un caudal homogéneo de alimentación alpasteurizador.Bomba centrífuga. Colocada en serie con el tanque de balance se ocupa deconducir lamezcla desde este hacia el pasteurizador.Intercambiador de calor de placas. Son equipos altamente eficientesconformados por unbastidor rígido donde se fijan placas corrugadas de aceroinoxidable, que se encuentranseparadas por empaques que por su configuracióndeterminan a su vez la orientación de losflujos. Las placas se agrupan ensecciones separadas por un placón que facilita la entrada ysalida de los fluidos.
  41. 41. 41 Principio de circulación en unintercambiador de calor de placasTomado de http://www.dartico.com (22/11/2010)Normalmente un intercambiador de placas empleado para pasteurización de lechecuenta conlas siguientes secciones:• Sección de recuperación de energía: en esta parte del equipo puede recuperarsehasta cercadel 50% del calor aplicado, gracias al intercambio entre la leche queingresa fría alpasteurizador y la proveniente caliente del tubo de retención.• Sección de calentamiento: En la que la leche se lleva a la temperatura depasteurización al salirde la sección de recuperación, mediante el intercambio conagua caliente.• Sección de mantenimiento: Es la parte del pasteurizador donde la mezcla debepermanecer eltiempo necesario a temperatura de pasteurización para que eltratamiento térmico sea efectivo.En esta parte, el equipo viene dotado con una válvula de control automático queretorna lamezcla hasta el tanque de balance en caso de no alcanzar latemperatura o el tiemponecesarios para la pasteurización.• Sección de enfriamiento: La etapa final en la que la mezcla enfriándose, luego desalir de lasección de recuperación, mediante el intercambio de calor con agua fríaproveniente del bancode hielo es llevada a una temperatura entre 4 y 6 gradoscentígrados.
  42. 42. 42Representación esquemática de las secciones y partes de un pasteurizador de placasLos pasteurizadores de placas utilizan como fluido calefactor proveniente de unintercambiadorde calor, generalmente de carcas y tubos. Y como fluidorefrigerante, agua helada provenientede un banco de hielo.
  43. 43. 43 Diagrama esquemático de un intercambiador de carcasa y tubosHomogeneizador. Son equipos robustos en los que la mezcla es forzada aatravesar un pasoestrecho con la consecuente división de los glóbulos grasos.Están conformados por unbastidor, un motor eléctrico de gran potencia, unabomba (de pistón) de alta presión, unmanómetro y un cabezal que permite regularlas condiciones de presión de homogeneización(100 – 250 bar), y que consta deun pistón, un asiento, un anillo de impacto y una zona de pasodel fluido.Los homogeneizadores se clasifican en homogeneizadores de simple etapa y dedoble etapa,si tienen respectivamente uno o dos cabezales colocados en serie.Estos cabezales deben serconstruidos en acero inoxidable de alta resistencia parasoportar para soportar las altaspresiones a que están sometidos.6.6. EQUIPOS PARA EL ENVASE Y SELLADOExiste una gran variedad de empacadoras disponibles en el mercado, desdeaquellas quepermiten empacar unos cientos de unidades por hora hasta las quepermiten empacar hastacerca de 40.000 unidades por hora.En general están provistas de bombas de desplazamiento positivo o de pistón ymedidores devolumen (Tamime y Robinson, 2000).Las llenadoras de envases plásticos preformados, tienen sistemas de dosificaciónde envasesen bandejas rotatorias o lineales casi siempre múltiples, con capacidadpara uno o variostamaños de envase simultáneamente, diferentes niveles deasepsia en el envasado incluyendoaspectos como cámaras de flujo laminar ocorrientes de aire estéril para reducir factores decontaminación del producto y/oesterilización por atomización de agentes desinfectantes sobrelas superficies de los envases y las láminas de aluminio, o el uso de lámparas UV.El cierre sehace por termosellado de la película de aluminio sobre el perfil de laboca del envase. Laentrega del producto empacado, es organizada casi siempreen bandas que transportan elproducto hacia la posterior etapa de refrigeración y/oembalaje.
  44. 44. 44Las llenadoras de envases plásticos flexibles incorporan además de los aspectosde calidad ehigiene descritos arriba, la funcionalidad de conformar los envases alos tamaños y/o formasrequeridas en la línea de producción, por plegado otermoformado de la materia prima base.Las etapas de llenado y cierre por termosellado son similares a las descritasanteriormente.Por último, las empacadoras de envases de cartón o recipiente tetrapack, que aligual que lasanteriores pueden formar el envase, estrilizarlos, realizar el llenado yel cierre por termoselladotodo en un ambiente estéril.7. COLORANTES EN PRODUCTOS LÁCTEOSLa naturaleza nos brinda una gama de colores que nos permite diferenciar lascosas unas de otras yproduce en nuestra percepción un impacto visualconsiderable. Colores como el amarillo, rojo, verde,marrón, naranja y susrespectivas gamas pueden ser aplicados en alimentos para distinguirlosydiferenciarlos.En general, el primer estímulo que recibimos por parte de un alimento es a travésde la vista y esaprimera impresión es fundamental para determinar su consumo ono.En la industrialización de alimentos el empleo de colorantes es de sumaimportancia para:- Devolver el color perdido durante el procesado de algunos alimentos- Obtener uniformidad en la apariencia del producto en diferentes lotes deproducción a travésdel tiempo- Añadir color a los alimentos que no lo tienen y de esta manera remitir lapercepción delconsumidor a un sabor determinado- Subrayar y reforzar tipos de sabores específicos
  45. 45. 45- En algunos casos, aumentar el tiempo de vida en góndola o exposición delproducto en laboca del expendioResumiendo:- Realzar la calidad del alimento- Aumentar la agradabilidad del alimento hacia el consumidor7.1. ¿QUÉ ES UN COLORANTE?Como definición sencilla tomaremos: “Sustancia o compuesto químico (omezcla de varios deéstos) que al ser aplicado a un sustrato le confiere uncolor más o menos permanente”.Es requerimiento indispensable que la permanencia del color en el sustrato semantega inalterablepara la apreciación del consumidor por lo menos durante lavida útil del alimento.7.2. CLASIFICACION DE LOS COLORNATESExisten diferentes formas de clasificar a los colorantes, según aplicación,legislación, bibliografía, etc.Clasificarlos de acuerdo a Legislación, desde nuestro punto de vista, es una formasencilla y la másútil para fines prácticos. Según nuestro código alimentariopodemos clasificar a los colorantes en:7.2.1. Colores Naturales.7.2.1.1 De origen animal: Obtenidos por medios físicos / químicos de materiasprimas de origenanimal.7.2.1.2 De origen vegetal: Obtenidos por métodos físicos / químicos de plantas,semillas, raíces ytubérculos.7.2.1.3 De origen mineral: Obtenidos por purificación de minerales.7.2.1.4 Colorantes sintéticos
  46. 46. 467.2.1.4.1 Sintético puro: Obtenido por síntesis química, son compuestos químicosno presentes en lanaturaleza.7.2.1.4.2 Sintéticos similar al natural: Obtenidos por síntesis química y cuyacomposición es idéntica amaterias colorantes activas que se encuentran en lanaturaleza.7.3. FACTORES DE LOS CUALES DEPENDE LA IMAGEN DE UN COLOR DEUN ALIMETOCuando se colorea un alimento la imagen de color percibida es la superposiciónespectral del color dela base, más el color aportado por el colorante. Por lo tanto elcolor resultante (percibido) depende dediferentes factores que enumeraremos acontinuación:Estructura interna del sustrato: Los colorantes se estabilizan en el sustrato poruniones del tipo dipoloy cuanto más compuestos químicos con grupos dipolarestenga el sustrato, normalmente mayoresposibilidades de estabilidad tendrá elcolorante. Entre estos grupos se puede nombrar a los hidratosde carbono y lasproteínas como ejemplos más comunes.Solubilidad del colorante en el sustrato: Este punto tiene estrecha relación con elanterior, cuanto mássoluble sea el colorante en el sustrato, mayor imagen de colorpodremos apreciar. Por otro lado, eneste punto también es de suma importancia elpH del sustrato puesto que gran número de coloresmodifican sus solubilidades enun mismo sustrato a diferentes pHs, observandose cambios detonalidad al variaréste.Otras sustancias presentes: La presencia de ciertos compuestos químicos conactividad redox(oxidantes / reductores) pueden producir decoloración del productofinal. Otro factor a considerar esla presencia de iones libres que puedencombinarse con las moléculas de colorantes produciendocambios en la coloracióno incluso precipitación del colorante.
  47. 47. 47Textura y estado físico del sustrato: La textura del producto final es de muchísimaimportancia debidoa que la cantidad de luz incidente absorbida y refractada varíaen función de ésta, produciendo uncambio considerable en la imagen de colorapreciada.Longitud de onda de la luz incidente: Muchos de los colorantes empleados enalimentos sufren elfenómeno de “metamerismo”, esto es, la molécula de colorantees excitada de diferente manera porlas diferentes longitudes de onda de la luzincidentes, produciendo cambios de niveles de energía queproducen cambios detonalidad en la aplicación.Temperatura de evaluación del color: Se recomienda evaluar el color final delproducto a latemperatura de consumo, ya que muchos alimentos cambian sutextura y estructura interna al variarla temperatura.7.4. COMO ELEGIR CORRECTAMENTE UN COLORANTEPara obtener el resultado esperado en el proceso de coloración es necesarioconsiderar:- Necesidades del productor.- Tipo de producto alimenticio: Es necesario determinar el tipo de matriz delalimentoconsiderado (fases presentes), su estado físico, composición y aditivospresentes.- Proceso de producción: Deben tomarse en cuenta las diferentes temperaturas,cambios depH, tratamientos térmicos, cambios de estado físico, secuencia deagregado de los distintoscomponentes diferenciales de presión y variaciones en lacalidad de las materias primas, asícomo otras posibles variables en el proceso deproducción del alimento. Muchas veces unmismo colorante agregado en diferentespartes del proceso de elaboración genera resultadosdiferentes en la coloración delproducto final.- Empaque: Conocer el tipo de empaque del producto final permitirá elegircorrectamente elcolorante a usar. Por ejemplo, muchos colorantes sufren
  48. 48. 48decoloración por acción de la luz,entonces éstos no podrán ser empleados cuandoel envasado del producto final se realice enempaques transparentes sin ningunabarrera.- Condiciones de conservación y almacenaje del alimento: El colorante aemplearse deberesistir las condiciones de conservación y almacenaje del productofinal, y por norma generaldebe tener mayor vida útil aplicado en el alimento que lapropia vida útil de éste.- Legislación: Se debe tener el cuenta que el colorante elegido esté aprobado paraese tipo dealimentos y que la dosis se encuentre dentro de las limitaciones legalesdel país donde seráconsumido el alimento.Conociendo estas variables, la elección del colorante se hace sencilla y sólo bastatener encuenta como características fisicoquímicas del colorante, su estabilidad ala luz, resistencia al pH,estabilidad al calor y su interacción con otros componentespresentes en el alimento.Colorantes NaturalesAlrededor del mundo se está registrando un incremento considerable hacia lautilización deproductos de origen natural.Los consumidores están aceptando y exigiendo productos que les brindenseguridad alimenticia ysalud. Por esta razón, se está produciendo una demandaen el consumo de materias primasnaturales y muchos productores estánreemplazando colorantes sintéticos por aquellos de origennatural.Sumados a los colorantes naturales tradicionales como carmín, annatto, cúrcumay rojo deremolacha, otros extractos de origen vegetal con característicasfuncionales (como antocianos,mezcla de alfa y beta caroteno natural, xantofilas ylicopenos) son cada vez más requeridos parala producción de alimentos.Colorantes naturales en la industria lácteaEn este punto veremos la aplicación de los colorantes naturales en la industrialáctea, teniendo encuenta para ello los conceptos generales desarrollados en laintroducción de este artículo.
  49. 49. 49Leches fermentadasMundialmente se obtienen por la acción de dos tipos de cultivos a lecheestandarizada. Loscolorantes, al igual que otros ingredientes, pueden seragregados en diferentes partes delproceso según posibilidades tecnológicas ycaracterísiticas del producto final.Fundamentalmente recomendamos agregar el colorante en alguno de estos pasosde laproducción:- Mezclado anterior a la homogenización: Al agregar la materia grasa, la proteína yotrosaditivos tales como saborizante y estabilizante. Es recomendable agregarestos aditivos porseparado, puesto que si se realiza una mezcla directa entre ellosantes del agreagado, lapresencia de alguno puede provocar la inestabilidad deotro (ejemplo: si el colorante esmezclado con el saborizante, pueden producirseprecipitaciones de la materia activa delcolorante, con la consecuente formación depuntos de materia colorante en el producto final). Para la mejor funcionabilidad delcolorante se recomienda realizar una predilución de éste enuna fracción de laleche estandarizada y luego de homogenizado agregar al total de la lecheenproceso. Estas recomendaciones de agregado del colorante en el mezclado sonválidastanto para la producción de yogur con cultivos termófilos como mesófilos.- Anterior al envasado posterior a la inoculación: En la producción de yogur set. Eneste puntoes fundamental que el colorante sea perfectamente homogenizadohasta obtener una masade color uniforme, lo cual además de permitir un colorhomogéneo hace que el colorante sefije en la proteína láctea (por uniones polares)estabilizándose y evitando posiblesprecipitaciones de color.- Antes del envasado posterior al enfriado: En el caso de yogures bebibles ybatido.- En el proceso de batido: En el caso de termófilos.- Luego de la incubación: No constituye la mejor opción, puesto que se debe ponermuchocuidado en la homogenización del colorante en el yogur. Siempre que seagrega colorantecon posterioridad al proceso de pasterización es importante
  50. 50. 50considerar sus característicasmicrobiológicas, puesto que de existircontaminaciones pueden resultar productos de bajacalidad o problemas aúnmayores por la posibilidad del desarrollo de microorganismos nodeseados.Es fundamental que los colorantes que se emplean en este tipo de productostengancaracterísticas de ácido-resistentes, para evitar la formación de precipitadosy asegurar unapronta estabilización del tono en el producto aplicado.QuesoComo sabemos queso es el producto fresco o madurado obtenido porconcentración de proteínasde leche por coagulación de la misma y posteriorseparación de suero.Según el diagrama de flujo de producción, el colorante se puede agregar:- En el mezclado anterior a la pasterización: Le da más seguridad microbiológica alproceso,teniendo en cuenta temperatura y tiempo de tratamiento térmico almomento de elegir elcolorante.- Luego de la pasterización: En el mismo paso que se agrega el cultivo defermentación.En ambos casos es aconsejable hacer el agregado de colorante predisuelto enuna fracción de leche(pasterizada en el segundo caso).Debe tenerse en cuenta que algunos colorantes naturales pueden variar su tonoen presencia dealgunas sales como el cloruro de calcio y las sales fundentes(como fosfatos y citratos), por lo cual,para reducir los defectos de coloración, esnecesario agregar las sales cuando el colorante esté fijadoa las proteínas de laleche.Por la misma causa, en el caso de quesos procesados y quesos en polvo, comose puede ver en eldiagrama, el colora Por la misma causa, en el caso de quesosprocesados y quesos en polvo, como se puede ver en eldiagrama, el colorante seadiciona en el proceso de fundido pero nunca al mismo tiempo que lassalesfundentes.
  51. 51. 51Postres refrigeradosEn este caso el colorante es agregado:- En el proceso de mezclado anterior al pasterizado: En lo posible haciendo unapredilución enleche, y sin realizar premezclas de aditivos (ejemplo: sabores ycolorantes) para evitarproblemas de estabilidad.Los colorantes empleados en este tipo de productos deben ser estables a lapasterización, motivo porel cual en algunos casos, según la temperatura y eltiempo del proceso, es necesario el empleo decolorantes resistentes a la altatemperatura.Leches saborizadasLos ingredientes presentes en este tipo de productos tales como sabores, jugos defruta,estabilizantes y agentes edulcorantes, no interfieren con los colorantes sí:- el colorante se agrega diluido en leche.- se emplean colorantes resistentes al medio ácido (en los casos en que serealicenpre mezclas con colorante y jugo de fruta).- se diluye el colorante en agua, previo a agregarlo a la leche (sólo para procesosque empleanagua).- se emplean colorantes que resistan al tratamiento térmico.8. ELABORACION DE LECHES FERMENTADAS8.1. SELECCIÓN DE LA LECHELa leche para productos fermentados debe estar libre de inhibidores, principalmentede antibióticos y debe tener una excelente calidad composicional, higiénica y sanitariade acuerdo con los parámetros establecidos.
  52. 52. 528.2. ESTANDARIZACIÓNLa leche debe clarificarse, lo que significa retirarle las impurezas macroscópicas quepueda haber adquirido durante el ordeño y su manejo posterior. Esta operación sepuede realizar con un filtro higiénico y que tenga capacidad de retener partículas bienpequeñas y se debe complementar con separación centrífuga para retirarle los lodosque lograron atravesar el filtro.Una vez clarificada la leche, se debe estandarizar su contenido de grasa dependiendode la clasificación que se le quiera dar al yogur: entero, descremado osemidescremado. El contenido de grasa es establecido para cada categoría en lalegislación sanitaria de cada país.8.3. HOMOGENIZACIÓNEste procedimiento se realiza a una temperatura de 60 –70°C y con una presión de150- 300bar. El objetivo de la homogenización es impedir la separación de la grasadurante el almacenamiento, asegurar una distribución uniforme de las vitaminassolubles en la materia grasa y disminuir la tensión del coagulo. Todo esto paracontribuir a un mejoramiento sobre la viscosidad, consistencia y estabilidad delproducto final.Además de producir la rotura del glóbulo graso hace que las micelas de la caseína secoloquen en la superficie del glóbulo graso haciéndolo aparecer y actuar como unamicela de caseína la cual aumenta su capacidad de ligado de agua y mejora laconsistencia del producto, este fenómeno se conoce como concentración aparente decaseína.8.4. TRATAMIENTO TERMICOSe realiza entre 80 y 90°C por 15 a 5 minutos.Efectos del tratamiento térmico:* Aspectos de salud pública- Destrucción de microorganismos indeseables (patógenos y algunos no patógenos)
  53. 53. 53* Aspectos tecnológicos- mejoramiento de la conservación del producto- mejoramiento del cultivo por formación de sustancias promotoras de crecimiento- mejoramiento de la viscosidad y consistencia para prevenir la separación de suero- Disminución del tiempo de coagulación- Producción de antioxidante* Aspectos nutritivos- mejoramiento de la digestibilidad de proteínas- destrucción de vitaminas termolábiles8.5. INOCULACIÓN CON EL CULTIVOEl cultivo se debe colocar a una temperatura entre 42 y 43°C, máximo 45°C. La dosisde cultivo es recomendada por el proveedor y se mide en unidades de actividad. Esmuy importante evitar la contaminación del cultivo en esta etapa.Una vez colocado el cultivo se debe asegurar una buena disolución medianteagitación continua pero que no produzca espuma ya que los cultivos son anaerobios.En esta etapa puede realizarse también la adición de los cultivos probióticos.8.6. INCUBACIONLa producción de fermentados lácteos es un proceso biológico en el cual el cultivoempleado convierte la lactosa en ácido láctico y, a cierto pH, tiene lugar lacoagulación de la caseína, con lo cual se genera viscosidad en el producto. Laactividad de los microorganismos está determinada por la cantidad y actividad delinóculo, por la temperatura de incubación y por la presencia de inhibidores.En el caso del cultivo de yogur con S. thermophilus y L. delbrueckii bulgaricus, unamenor cantidad de inóculo y baja temperatura favorecen a los S. thermophilus endetrimento del lactobacillus, mientras que una alta temperatura favorece el desarrollodel lactobacilo en detrimento del estreptococo. En la elaboración la fermentación ácido
  54. 54. 54láctica ocurre durante la fabricación del yogur produciendo ácido láctico comoproducto principal. Durante la incubación no debe haber movimiento o agitación de laleche ni cambios bruscos de temperatura pues esto conlleva a la aparición de grumosy liberación de sueros o sinéresis. La temperatura de incubación que favorece a losdos microorganismos es de 42 a 43°C. El tiempo de incubación es cercano a las 5 o 6horas, pero depende de las condiciones de fermentación.8.7. ROMPIMIENTO DEL COAGULOEl producto puede agitarse para deshacer el coágulo cuando se alcanza una acidezde 0.65 a 0.70% expresada como acido láctico (65 – 70°Dornic). Si el producto esagitado antes de alcanzar este nivel de acidez se pueden presentar aparición degrumos y sinéresis. La agitación debe ser lo suficientemente intensa para deshacerlos grumos, pero no sobrepasarse en intensidad para no perder viscosidad. En el casode utilizar agitación mecánica, las aspas deben girar a máximo 100rpm; en el caso deutilizar bombas para el transporte del producto, deben ser positivas, como es el casode las bombas de lóbulos, nunca se deben utilizar bombas negativas como lasbombas centrífugas. En el caso de las pequeñas empresas que manejan volúmenesinferiores a 50 litros es posible refrigerar el producto antes del rompimiento delcoágulo.8.8. ENFRIAMIENTO ENTRE 15 Y 20°CUna vez conseguido un producto homogéneo se baja la temperatura entre 15 y 20°Cpara prepararlo a recibir las salsas de frutas y demás aditivos.8.9. COLOCACIÓN DE SALSAS Y ADITIVOSAl yogur se le puede agregar salsas de frutas, saborizantes y colorantes dependiendode lo permitido por cada legislación; nunca se le deben colocar frutas crudas, puessus enzimas y microorganismos deterioran rápidamente el yogur.Las salsas deben estar a una temperatura inferior a 10°C pues de lo contrario puedeformar precipitación de proteínas.
  55. 55. 55Para la colocación de conservantes se debe tener en cuenta la legislación sanitaria.En todo caso, si se han aplicado buenas prácticas de manufactura, no es necesario eluso de conservantes.8.10. ENVASADO Y REFRIGERACIONUna vez envasado el producto, debe refrigerarse lentamente, con el objeto derecuperar viscosidad. En esta etapa hay que tener el cuidado de prevenir lacontaminación principalmente con hongos y levaduras ambientales.8.11. DIAGRAMA DE FLUJO ELABORACION DE YOGURT-8.11 -2_
  56. 56. 569. PROBIÓTICOSEstán referidos a grupos de microorganismos capaces de resistir el paso atravésdel estomago e implantarse en el intestino, constituyendo un buenporcentaje de laflora normal. Estas cepas de microorganismos queinicialmente fueron aisladas demateria fecal de bebés lactantes, tienencomo característica que su crecimiento enla leche no es muy grande y sonlentas fermentadoras de la lactosa. Sin embargosus efectos desde el puntode vista nutricional y de salud, por la competencia quegeneran en elintestino, la producción de bacteriocinas, hacen que se presentencomo degran interés en el desarrollo de bebidas fermentadas enriquecidas.Dentrode este grupo se resaltan cepas de Lactobacillus acidophillus, L. casei, y L.plantarum del grupo de Bifidobacterium este ultimo género principalconstituyentede la flora de bebés lactantes.Además podríamos decir también que un probiótico es un alimento microbianovivo o suplemento nutricional que afecta benéficamente al hospedero mejorando elequilibrio intestinal de la microflora.Sperti (1971), definió a los probióticos como los organismos y sustancias quecontribuyen al equilibrio microbiano intestinal. Más adelante Fuller (1989), acotómás este concepto y redefinió a los probióticos como suplementos alimentariosmicrobianos vivos que tiene efectos beneficiosos para el huésped mediante lamejora del equilibrio microbiano intestinal.Por otra parte, más recientemente, Saavedra ha propuesto una definición másgeneral, señalando a los probióticos como los microorganismos viables que,ingeridos con la alimentación, pueden tener un efecto positivo en la prevención oen el tratamiento de estados patológicos específicos.Los criterios básicos para considerar a un microorganismo como probiótico son lossiguientes: El probiótico debe ser capaz de ser preparado de un modo viable y a gran escala. Permanecer viable y estable.

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