Gastronomía Internacional Escuela de turismo San Carlos de Apoquindo
PROCESOS QUIMICOS DE LOS ALIMENTOS Yogurt
Francisco Gajardo Ivanna Mora Francisca Pontigo Catalina Saldaña Sección: 07
Índice
Introducción 3 Análisis químico de las materias primas 4 Reacciones que ocurren en la elaboración 7 Cambios en proteínas, carbohidratos, lípidos 10 Reacciones al cambio de PH. 12 Cambios textura, color y aroma. 13 Análisis del método de elaboración 14 Conclusión.. 17
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Introducción
El yogurt es una de las leches fermentadas más antiguas que se conocen. Ha sido desde hace mucho tiempo un alimento de importancia en países del medio oriente, en especial en aquellos de la costa oriental del mediterráneo. Las leches fermentadas son productos acidificados por medio de un proceso de fermentación. Como consecuencia de la acidificación por las bacterias lácticas, las proteínas de la leche como la caseína (80%), beta-lactoglobulina (10%), alfa-lactoglobulina (2%) y otras (8%), se coagulan y precipitan. Luego estas proteínas pueden disociarse separando los aminoácidos, lo que probablemente mejora la digestibilidad de las leches fermentadas.
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Definición
de yogurt
De acuerdo al Codex Alimentarius, el yogurt es leche (usualmente de vaca) que ha sido fermentada con Streptococcus thermophilus y Lactobascillus bulgaricus bajo condiciones definidas de tiempo y temperatura. Cada especie de bacterias estimula el crecimiento de la otra, y los productos de su metabolismo combinado dan como resultado la textura cremosa característica y el ligero sabor ácido. También el yogurt contiene otros aditivos tales como sólidos lácteos, azúcares, frutas, etc.
Análisis químico de las materias primas Antes de abordar el tema de las materias primas del yogurt, cabe precisar que existen dos tipos de yogur: 1. Los yogures tradicionales o fermentados en su propio recipiente, cuya fermentación ha tenido lugar en vasos, y que son naturales o aromatizados y
2. Los yogures fermentados en cubas, más líquidos, cuya fermentación ha tenido lugar en una cuba antes del envasado. Generalmente son yogures naturales untuosos, con pulpa o trozos de frutas.
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Leche
En todos los yogures habrá: leche pasteurizada, leche concentrada pasteurizada, leche total o parcialmente descremada pasteurizada, leche concentrada pasteurizada o leche descremada mezcla de dos o más de estos productos. La leche, es por tanto el producto básico de en la elaboración del yogur. Esta leche debe cumplir unos requisitos mínimos para la fabricación del producto sea correcta. La leche de base o partida debe poseer unas buenas cantidades bacteriológicas, es decir, se debe partir de una leche perfectamente higienizada. Así, defectos en la leche de partida, como enranciamiento provocan en efectos negativos en la formación del yogurt, ya que este ocasiona la formación de ácidos grasos libres, como el caprilico, caprico y el lautarico, que son in hibidores de los cultivos lácticos.
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Por esto la leche debe pasar luego por un control para garantizar que su composición sea apta para el producto final. De este modo se asegurar un control sobre el sabor, aroma, viscosidad, estabilidad y valor nutritivo del producto, que debe ser uniforme y cumplir con los requerimientos legales.
y
ultivos bacterianos
Es esencial la incorporación de cultivos de lactobacillus bulgaricus y streptococcus thermophilus, estando presentes ambos.
Las leches fermentadas, en general, y por lo tanto el yogurt, se caracterizan por la presencia de diversas sustancias naturales procedentes de la leche de partida, que ha sido ya transformada por la fermentación y por la presencia de un gran número de bacterias. El yogurt es una leche fermentada en cuya elaboración se utilizan la lactobacillus bulgaricus y streptococcus thermophilus, que son bacterias lácticas que permiten
conseguir el aroma y el sabor característicos del yogurt. Estos microorganismos deben mantenerse en óptima proporción. Las características básicas de estas bacterias acido-lácticas son: y
lactobacillus bulgaricus: prácticamente no se multiplica a unos 15ºC de temperatura, no es muy termoresistente, pero crece bien a 45ºC. la acidificación que proporciona al medio es elevada, pero se consigue lentamente.
y
streptococcus thermophiles: al contrario que el anterior acidifica el medio en forma
limitada pero rápidamente y lo repara para la actuación del lactobacillus bulgaricus. y
Adiciones facultativas
Se puede adicionar según los casos: a) Leche en polvo o entera, semidescremada o descremada, en cantidad de hasta el 5% como máximo en el yogurt natural y del 10% como máximo en los otros tipos de yogur. Suero en polvo, proteína de leche y/u otro productos procedentes del fraccionamiento de la leche, en cantidad máxima de hasta un 5% en yogur natural y de un 10% EN LOS OTROSTIPOS DE YOGUR.
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b) Azúcar y/o azucares comestibles en los yogures con frutos o zumos y/u otros productos naturales y en yogures aromatizados. En estos mismos productos, también pueden adicionarse edulcorantes autorizados. c) Agentes aromatizantes en los yogures con frutos, zumos y/u otro productos naturales. d) Gelatina, en yogures aromatizados y en yogures con frutos, zumos y/u otros productos naturales, en una cantidad máxima de 3gramos por kilo de yogurt, cuando además contenga estabilizantes, la cantidad total máxima de estas dos adiciones no superara esta cifra. e) Se pueden añadir almidones comestibles, modificados o no, en yogures aromatizados o con productos naturales, en una cantidad máxima de 3 gramos por kilo. f) Además, la normas de calidad especifican unas lisas te colorantes, edulcorantes, estabilizantes y conservadores, que pueden adicionarse en yogures edulcorados, aromatizados y con frutas, zumos y/u otros productos naturales, excepto los colorantes, que solo se pueden adicionar a algunos tipos, indicando asimismo las dosis autorizadas.
De todo lo dicho anteriormente, queda claro que existe una gran diversidad de productos con características diferenciadas y que en su elaboración se adicionan diversos ingredientes adecuados para la obtención del tipo de producto deseado, aun que debemos hacer constar que, en ningún caso, es necesaria su adición adjunta.
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Reacciones
que ocurren en la elaboración
Descripción del flujo de operaciones: 1. Recepción: La leche se decepciona en envases limpios y desinfectados con agua potable a la que se ha añadido 5 gotas de lejía (desinfectante y blanqueador) por litro. 2. Colado: La leche se cuela o filtra utilizando un paño limpio y desinfectado, con el fin de eliminar partículas extrañas procedentes del ordeño. 3.
Desnatado:
Puede realizarse por batido manual bajando la temperatura de la leche entre 2 a 5 °C, o utilizando desnatadora mecánica. 4. Estandarizado: Esta operación consiste en conferir a la leche la densidad apropiada al proceso de elaboración del yogurt. El estandarizado se consigue añadiendo a la leche fresca, leche entera en polvo en la proporción de 30 a 50 gramos por cada litro de leche. En esta operación también se agrega azúcar en la proporción de 90 gramos por litro y pulpa de fruta en la proporción de 50 gramos por litro. 5. Tratamiento Térmico: Utilizando una olla de acero inoxidable o aluminio, la leche se calienta hasta una temperatura de 85 °C y durante 10 minutos. Es recomendable que la leche se mantenga a esta temperatura en forma constante, porque temperaturas mayores desnaturalizan las proteínas y bajan la calidad del producto terminado y temperaturas menores no eliminan la carga bacteriana y el producto se deteriora por contaminación. 6. Regulación De La Temperatura: La leche se enfría a temperatura ambiente hasta 40 a 45 °C que es la temperatura en que se desarrollan óptimamente las enzimas del cultivo de yogurt.
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7. Inoculación: Consiste en incorporar a la leche el cultivo activado de yogurt en la proporción de 20 gramos por litro de leche. En caso de que sea un yogurt con frutas, en esta operación se añade además la pulpa de la fruta en la proporción de 50 gramos por litro de leche, puede agregarse también y en forma opcional saborizantes y colorantes permitidos para acentuar el color y sabor de la pulpa de fruta añadida. Luego se bate suavemente hasta obtener una mezcla homogénea. 8. Incubación: Esta operación consiste en mantener la mezcla anterior a una temperatura promedio de 40 a 45 °C. Durante 3 a 4 horas. Transcurrido este tiempo se observa la coagulación del producto adquiriendo la consistencia de flan, 9. Enfriamiento: El producto debe enfriarse hasta una temperatura de 1 a 4 °C y estará listo para su consumo. 10. Conservación: El yogurt envasado debe conservarse a temperatura de refrigeración de 1 a 4 °C. En estas condiciones pueden durar hasta dos semanas sin alteraciones significativas. 11. Comercialización: La comercialización debe realizarse con el producto envasado y manteniendo siempre la temperatura de refrigeración. 12. Control De Calidad: Los controles de calidad se realizan con análisis físico químicos y bio lógicos. La calidad del yogurt depende de la calidad de la materia prima, de las técnicas de elaboración empleadas y sobre todo de la higiene personal y de los utensilios utilizados. La leche es un alimento muy perecible y se contamina fácilmente, por ello es necesario que el ordeño y el manejo de los productos lácteos sea muy cuidadoso e higiénico. La leche debe proceder de vacas sanas y libres de en fermedades infectas contagiosas.
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Flujograma De Elaboración De Yogurt
Recepción Colado Desnatado Estandarizado Tratamiento Térmico Regulación De La Temperatura Inoculación Incubación Enfriamiento Conservación Comercialización Control De Calidad
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ambios en proteínas, carbohidratos, lípidos y
Proteína
Las proteínas sufren una desnaturalización como consecuencia de ciertos tratamientos físicos y/o químicos; entre ellos tenemos: el calentamiento a altas temperaturas así como los ácidos y las bases suficientemente concentradas, solventes orgánicos, como el alcohol y las concentraciones grandes de solutos, ejerciendo una acción hidrolítica sobre las mismas. Esta hidrólisis es la degradación consecutiva a la ruptura de enlaces di sulfurados o peptídicos; por lo tanto, existe una liberación de fragmentos moleculares más o menos largos. La acidificación de la leche provoca la destrucción de las micelas sin fraccionar la caseína, cuya precipitación es total hacia su punto isoeléctrico, es decir cuando se acerca al pH 4.7; si esta acidificación se desarrolla progresivamente en el medio se forma un coágulo homogéneo a causa de la fe rmentación láctica. Existe una variación dentro de los componentes aminoácidos del yogurt; se cita los cambios que ocurren en los aminoácidos de la proteína del yogurt elaborado con leche fresca y la aplicación de un producto elaborado con leche en polvo. Se evaluó también el contenido proteico de varios yogurt estabilizados con proteínas, en el siguiente cuadro podemos notar que la proteína total del yogurt esta aproximadamente en 5 gr. de proteína por cada 100 gr. de yogurt. Contenido proteico de varios yogures estabilizados con proteínas: PROTEINA PROTEINA ADICIONADA CAS. NO CAS. TOTAL Gelatina 2,6 0,9 3,5 Leche en polvo descremada 3,7 1,3 5,0 Proteína láctea concentrada 3,7 1,3 5,0 Caseinato 4,1 0,9 5,0 Ultrafiltración - PLC 2,6 2,4 5,0 Intercambio iónico - PLC 2,6 2,4 5,0 Electrodialisys - PLC 2,6 2,4 5,0
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Tenemos valores de pH, sólidos totales y proteína, para yogurt preparados a nivel del laboratorio con adición de agentes espesantes comerciales, comparados con productos obtenidos de centros de comercialización y expendio.
y
¡
arbohidratos
Los cambios en los carbohidratos del yogurt, están generalmente relacionados con la fermentación de la lactosa por las bacterias del yogurt. La fermentación de la lactosa constituye un hecho esencial en la elaboración del yogurt. El ácido láctico y productos secundarios afectan profundamente las características organolépticas del producto. Aún más la fermentación del ácido láctico afecta favorablemente al valor nutritivo fisiológico del yogurt. Las bacterias lácticas utilizan la lactosa como principal fuente de energía; esta no es empleada directamente sino previamente degradada en glucosa y galactosa mediante un proceso de fosforilación. La glucosa obtenida sufre una glicolisis según la ruta EmbdedMeyerhof rindiendo finalmente ácido láctico, mientras la galactosa, por su parte también se transforma por la ruta Tagatosa, convergiendo en la ruta EM. Estudios en los cambios cuantitativos en azúcares durante la fermentación y almacenamiento en yogurt; al evaluarse el proceso de desdoblamiento de la lactosa en glucosa y galactosa, afirmando que la ß-galactosidasa, es el principal responsable de dicha formación, así mismo establece que el contenido de monosacáridos aumenta conforme disminuye la lactosa. y
Lípido
El valor nutritivo de los productos lácteos depende del de la leche, pero está influido por los efectos del proceso tecnológico sobre los nutrientes (especialmente los térmicos sobre la destrucción de algunas vitaminas). Otras alteraciones (por su manejo, conservación o procesos tecnológicos) son la oxidación e hidrólisis de las grasas, que son dos de los parámetros causantes de alteraciones en la calidad, especialmente en aquellos productos con contenido en grasa elevado.
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Reacciones
y
al Cambio del PH
PH
La acidez de una solución se expresa corrientemente como pH= -LogðH+, en donde ðH+ es la actividad del ión del hidrogeno en mol por litro, siendo la consecuencia de la ionización de grupos que ligan o liberan protones (iones +). La acidez medida por el valor del pH es importante factor para el control de muchos procesos, tanto naturales como de fabricación. En general, los micro organismos, son más sensibles a los iones hidrogeno que a los fermentos de los mohos. La mayor parte de microorganismos tiene límites de pH máximos y mínimos para su desarrollo y rango óptimo para su crecimiento más rápido. Además que el pH es un factor importante para la conservación y la estabilidad de ciertos geles, el contenido de ácidos de un alimento es un ensayo de los más sencillos para el control y la formulación. El rango básico de la curva de titulación es importante debido al amplio uso de la acidez titularle para caracterizar los productos lácteos. La razón fundamental del empleo de la acidez titularle es el detectar la leche acidificada y algunos métodos estándar la acidez se expresa incluso como porcentaje de ácido láctico.
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Cambios textura, color y aroma
El yogurt sin importar la forma de su elaboración en general, debe tener apariencia limpia y fresca, aroma y sabor agradable, buena consistencia y viscosidad, no debe presentar separación del suero. En el caso de adicionarse saborizante, el producto debe tener además el color característico del sabor adicionado.
Apariencia
Yogurt natural aflanado Suave sin separación del suero
Yogurt saborizado aflanado Suave sin separación del suero
Color
Natural de la leche
Olor
Característico de la leche, acidificado
Sabor
Característico, agradable, ligeramente acido
Consistencia
Casi cortable, ligeramente aflanado, sin separación de suero
Correspondiente al sabor adicionado Similar al saborizante adicionado, acidificado Característico de saborizante, agradable, ligeramente acido Ligeramente aflanado, sin separación de suero
Superficie
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Yogurt saborizado batido Apariencia homogénea, sin separación del suero Correspondiente al sabor adicionado Similar al saborizante adicionado, acidificado Característico de saborizante, agradable, ligeramente acido Cremoso, viscoso y no pastoso
Análisis del método de elaboración 1.-Recepción en usina de la leche cruda: es un punto de control en donde deben realizarse verificaciones inmediatas de la calidad a cordadas de la leche cruda.
2.-Filtración: se realiza la filtración de la leche para evitar el ingreso de partículas gruesas al proceso.
3.- Estandarización y preparación de la mezcla : se regula el contenido de grasas y sólidos no grasos. Se agrega azúcar de acuerdo al tipo de producto a elaborar, y se regula el contenido de extracto seco mediante el agregado de leche en polvo, concentración por las técnicas de filtración a través de membranas o sustracción de agua por evaporación.
4.- Pasteurización: por principio, el yogur se ha de calentar por un procedimiento de pasteurización autorizado. Para que el yogur adquiera su típica consistencia no sólo es importante que tenga lugar la coagulación ácida, sino que también se ha de producir la desnaturalización de las proteínas del suero, en especial de la b -lactoglobulina, esto se produce a temperaturas aproximadas a 75 ºC, consiguiéndose los mejores resultados de consistencia (en las leches fermentadas) a una temperatura entre 85 y 95 ºC. El tratamiento térmico óptimo consiste en calentar a 90 ºC y mantener esta temperatura durante 15 minutos. Esta combinación temperatura/tiempo también se emplea en la preparación del cultivo y es muy habitual en los procedimientos discontinuos de fabricación de yogur. En los procedimientos de fabricación continua se suele mantener esta temperatura de 95/96 ºC sólo durante un tiempo de 5 minutos con el fin de conseguir un mejor aprovechamiento tecnológico de la instalación. Muchas fábricas aplican temperaturas mayores a 100 ºC. Esta práctica no es aconsejable debido a que no consigue incrementar el efecto, pero puede provocar la desnaturalización de la caseína, lo que se traduce en una reducción de la estabilidad del gel ácido. Las proteínas desnaturalizadas del suero, por el contrario, limitan la sinéresis del coágulo y reducen por tanto la exudación de suero. Es un punto crítico de control, pues es el punto donde se eliminan todos los microorganismos patógenos siendo indispensable para asegurar la calidad sanitaria e inocuidad del producto.
5.- 1er Enfriamiento: es un punto de control porque asegura la temperatura óptima de inoculación, permitiendo la supervivencia de las bacterias del inóculo. Como se mencionó, se enfría hasta la temperatura óptima de inoculación (42-45ºC) o generalmente hasta unos grados por encima y luego es enviada a los tanques de mezcla.
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6.- Inoculación:
es un punto de control porque la cantidad de inóculo agregado determina el tiempo de fermentación y con ello la calidad del producto, como se dijo antes se buscan las características óptimas para el agregado de manera de obtener un producto de alta calidad en un menor tiempo, de 2 a 3% de cultivo, 42 y 45 ºC, y un tiempo de incubación de 2 - 3 hs.
7.- Incubación: el proceso de incubación se inicia con el inóculo de los fermentos. Se caracteriza por provocarse, en el proceso de fermentación láctica, la coagulación de la caseína de la leche. El proceso de formación del gel se produce unido a modificaciones de la viscosidad y es especialmente sensible a las influencias mecánicas. En este proceso se intenta siempre conseguir una viscosidad elevada para impedir que el gel pierda suero por exudación y para que adquiera su típica consistencia. Se desarrolla de forma óptima cuando la leche permanece en reposo total durante la fermentación. La mayoría de los procedimientos de elaboración son, por esta razón, de tipo discontinuo en cuanto al proceso de fermentación. Según el producto a elaborar y el tipo de instalación se van a poder realizar la incubación y la fermentación de las siguientes maneras. En los envases de venta al por menor (yogur consistente), en tanques de fermentación (yogur batido y yogur para beber), es un punto de control ya que, determinada la cantidad de inóculo y la temperatura óptima de crecimiento, queda determinado el tiempo y se debe controlar junto con la temperatura para no generar un exceso de ácido láctico.
8.- Homogeneización: en la práctica de la elaboración de yogur se homogeneiza muchas veces la leche higienizada al objeto de impedir la formación de nata y mejorar el sabor y la consistencia del producto. La homogeneización reduce el tamaño de los glóbulos grasos, pero aumenta el volumen de las partículas de caseína. A consecuencia de esto se produce un menor acercamiento entre las partículas, en el proceso de coagulación, lo que se traduce en la formación de un coágulo más blando. Para. Evitar este fenómeno se suele realizar la homogeneización de la nata o la homogeneización en caudal parcial; técnicas éstas que no alteran la estructura de la caseína.
9.- 2do Enfriamiento: el enfriamiento se ha de realizar con la mayor brusquedad posible para evitar que el yogur siga acidificándose en más de 0,3 pH. Se ha de alcanzar, como mucho en 1,5-2,0 horas, una temperatura de 15°C. Este requisito es fácil de cumplir cuando se elabora yogur batido o yogur para beber, por poderse realizar, en estos casos, la refrigeración empleando cambiadores de placas. (En el firme se hace luego de envasado).
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El yogur batido y el yogur para beber se pueden enfriar rápidamente, una vez incubados, en cambiadores de placas, realizándose esta refrigeración de una forma energética mente más rentable. Si la incubación se desarrolla dentro del envase, se inicia el enfriamiento en la cámara de incubación mediante la introducción de aire frío, continuándose después en cámaras de refrigeración. Una vez realizada la pre refrigeración, se deja reposar el yogur durante aproximadamente 2 horas para que se desarrolle la formación del aroma. A continuación se almacena en condiciones de refrigeración profunda a 5°- 6°C. Transcurridas de 10 a 12 horas de almacenamiento, el yogur estará listo para la expedición. Se debe controlar la temperatura a la cual se enfría el producto para detener la fermentación.
10.-
Homogeneización
para generar el batido : en la homogeneización se rompe por
agitación el coágulo formado en la etapa previa y se agregan edulcorantes, estabilizantes, zumos de frutas, según corresponda la variedad del producto (la homogeneización sólo es para el yogurt batido).
11.- Envasado: se controla el cerrado hermético del envase para mantener la inocuidad del producto. Se debe controlar que el envase y la atmósfera durante el envasado sean estériles. En el producto firme se envasa antes de la fermentación o luego de una prefermentación y en la misma envasadora se realizan los agregados de fruta según corresponda, en el batido se envasa luego de elaborado el producto.
12.- Cámara refrigerada y conservación : es un punto crítico de control, ya que la refrigeración adecuada y a la vez la conservación de la cadena de frío aseguran la calidad sanitaria desde el fin de la producción hasta las manos del consumidor. El yogur elaborado bajo condiciones normales de producción se conserva, a temperaturas de almacenamiento 8ºC, por un tiempo aproximado de una semana.
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Conclusión El yogurt forma parte de la alimentación humana desde la más remota antigüedad, en general, el éxito de los productos lácteos se debe más que nada a sus cualidades organolépticas, de hecho son alimentos que son agradables de comer por su frescura, sabor y consistencia. Además por la adición de saborizantes y fruta, es fácil obtener una amplia variedad de productos. Muchas de las fermentaciones naturales usan en el proceso una combinación de iniciadores. El iniciador de microorganismos que usualmente se utiliza en el procesamiento tradicional se produce de manera natural en la leche, en el aire o en la superficie de los envases. Existen diferentes tipos de iniciadores, cada uno de los cuales da como resultado un producto final con un sabor, olor y textura característica. Los iniciadores más comunes pertenecen al grupo de los microorganismos conocidos como Lactobacillus que se producen naturalmente en la leche, otros iniciadores incluyen los Streptococcus y ciertas levaduras. Luego de la fermentación, el producto estará listo para su consumo; sin embargo, en la mayoría de los casos se añaden otros ingredientes, como colorantes para alimentos, saborizantes o trozos de alimento para hacer el producto más agradable a la vista y al paladar. La consistencia del yogur y la leche fermentada puede variar de acuerdo a las preferencias.
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