danisco tecnologia yogurt
TRANSCRIPT
-
5/25/2018 DANISCO Tecnologia Yogurt
1/70
Principios TecnolPrincipios Tecnolgicos engicos en
Leches FermentadasLeches Fermentadas
MicroMicro--estructura & Reologestructura & Reologaa
DANISCO Colombia (J.J.E.P.)
-
5/25/2018 DANISCO Tecnologia Yogurt
2/70
Premezcla seca de ingredientes: azcar, estabilizante(gelatina), slidos de leche (leche en polvo), etc.
Homogeneizacin (> 63C * > 2000 p.s.i.)
Pasteurizacin (80 90 C * 20 30min)
Enfriamiento (I) 42 43C => [40
-
5/25/2018 DANISCO Tecnologia Yogurt
3/70
Inoculacin (adicin cultivo)
Incubacin / Fermentacin (4 6 horas)
Ruptura de Cogulo (pH>4,5; 4.6 4.65) / Enfriamiento (II) (15 -20 25C, < 1.5 horas, post-acidificacin)
Preparacin: Adiciones (Preparado de Fruta / Sabor /Colorante / Conservante etc.)
Empaque
Enfriamiento Final (< 10C, > 24 48 horas para despacho)
Elaboracin de Leches Fermentadas:
Principios Tecnolgicos
-
5/25/2018 DANISCO Tecnologia Yogurt
4/70
EstandarizaciEstandarizacinn de Slidos y Grasa
HomogeneizaciHomogeneizacinn (T>50- 63C * > 2000 p.s.i.)
PasteurizaciPasteurizacinn
Enfriamiento (I) [40 24 48 horas para despacho)
Elaboracin de Leches Fermentadas:
Principios Tecnolgicos
-
5/25/2018 DANISCO Tecnologia Yogurt
5/70
Elaboracin de Leches Fermentadas:Principios Tecnolgicos
Leche estandarizada fresca / recombinadas
Mezcla de hidrocoloides
HomogeneizaciHomogeneizacinn
PasteurizaciPasteurizacinn
Enfriamiento
Preparacin de
cultivocultivo (starter) InoculaciInoculacinn
Aromatizacin Incubacin (tanque)
Enfriamiento
Aromatizacin
Envasado
Envasado
Incubacin
Enfriamiento
Yogur Firme Yogur Batido
Almacenamiento fro
Ruptura del coaguloRuptura del coagulo
IncubaciIncubacin (empaque)n (empaque)
-
5/25/2018 DANISCO Tecnologia Yogurt
6/70
Elaboracin de Leches Fermentadas:Principios Tecnolgicos
.1.-Estandarizacin de Materia Grasa
Entero / Semi-descremado / Descremado
.2.-Estandarizacin de los Slidos Lcteos No Grasos
Lactosa / Protena / Sales
+ (12-16) % S.L.N.G.
(14-16) % S.T.
T.A. Acidez titulable (accin buffer, protenaadicional, +PO4, citrato, lactatos etc.)
Tiempo de coagulacin
[% S.L.N.G.] TEXTURA (viscosidadviscosidad y consistenciaconsistencia delproducto final)
{ > 8.2> 8.2 -- 8.68.6}%, mnimo legal,Estndares Internacionales
+ % S.T. < 25% (disponibilidad de agua para el cultivo)... 1/ Aw
-
5/25/2018 DANISCO Tecnologia Yogurt
7/70
Elaboracin de Leches Fermentadas:Principios Tecnolgicos
.2.- Mtodos de Estandarizacin de los Slidos Lcteos NoGrasos
Slidos Lcteos en Polvo:
Leche en Polvo Entera + (3-4)%Leche en Polvo Descremada + (2-4)%
Suero en polvo + (1-3)%
Casena
Caseinato (de Sodio o de Calcio)
Concentracin
Sabor Suero < 1% en peso< 10% en volumen
Efectividad 3X vecesmayor que LPE / LPD
Substituye la Concentracin (adicin protenas),mejora propiedades hidroflicas y viscosidad,menor sinresis en producto refrigerado.
-
5/25/2018 DANISCO Tecnologia Yogurt
8/70
Elaboracin de Leches Fermentadas:Principios Tecnolgicos
.2.- Mtodos de Estandarizacin de los Slidos Lcteos NoGrasos
Viscosidad(U.Posthumus)
PorcentagedeProtena(%)
Relacin entre el contenido proteicocontenido proteico de la leche yla consistenciaconsistencia del Yoghurt (durante el ao) :
Consistencia del yogurtConsistencia del yogurt
Contenido de proteContenido de protenana
-
5/25/2018 DANISCO Tecnologia Yogurt
9/70
Elaboracin de Leches Fermentadas:Principios Tecnolgicos
.2.- Mtodos de Estandarizacin de los Slidos Lcteos NoGrasos
Viscosid
ad(cps)
+ Protena > 0.3%ptimo 3.5%
Porcentage de ProteProtena adicionadana adicionada (%)
Efecto de un incremento en el contenido proteicocontenido proteico sobre la viscosidadviscosidad del yoghurt:
Caseinato de sodioCaseinato de sodio
Leche en polvo descremadaLeche en polvo descremada
-
5/25/2018 DANISCO Tecnologia Yogurt
10/70
Elaboracin de Leches Fermentadas:Principios Tecnolgicos
.2.- Mtodos de Estandarizacin de los Slidos Lcteos NoGrasos
Concentracin / Evaporacin:
Concentracin / U. F. Ultrafiltracin:
O. I. Osmosis Inversa:
Mtodo tradicional por EBULLICIN(menor volumen)
EVAPORACIN (10-25% del agua => + ST (2-4)%,ebullicin a baja presin hidrosttica,menor contenido de aire,
=> mejor estabilidad del cogulomenor sinresis en almacenamiento
Las dimensiones de las partdimensiones de las partculas de caseculas de casenana en el yogurt dependen de laconcentraciconcentracin de Sn de Slidoslidos LLcteoscteos Totales (en el mix base).
{ partcula casena 1 / [S.L.N.G.] }
-
5/25/2018 DANISCO Tecnologia Yogurt
11/70
Elaboracin de Leches Fermentadas:Principios Tecnolgicos
Homogeneizacin:
.1.- Tipo de emulsin Yoghurt grasa en
agua(glbulos grasos dispersos en una faseacuosa continua)
Modificaciones fsico-qumicas de la leche por
homogeneizacin:Efectos sobre la GRASA:Disminucin del dimetro medio de los glbulos grasos
=> < 22 mm.
Evitar formacin de aglutinaciones de glbulos y la tendencia a sobrenadarsuperficialmente
Disminuir la aglutinacin y la fuerza ascensionalfuerza ascensional efectiva
por adsorcin de miscelas y submiscelas de casena
Principio Tecnolgico: disminucin del tamao de los glbulos grasos
=> 3.5 (1 - 10) m < 2 (o.3 - o.35) m
-
5/25/2018 DANISCO Tecnologia Yogurt
12/70
Elaboracin de Leches Fermentadas:Principios Tecnolgicos
Homogeneizacin:.2.- Modificaciones fsico-qumicas de la leche por
homogeneizacin:Efectos sobre la PROTENA:Desnaturalizacin de las protenas del lactosuero.Interaccin entre casena y las protenas del lactosuero, por
desnaturalizacin de las seroproteinas y/o modificaciones delequilibrio salino.
Produccin de compuestos sulfhidrilo a partir del las seroproteinasdesnaturalizadas
.3.- Efecto sobre la textura y la viscosidad:Modificacin de la capacidad de retencin de agua por parte de las
protenas => disminuye tendencia a la sinresis.Aumento de la cantidad de material de membrana de glbulo
graso (fosfolpidos y protenas) => mejor higroscopicidad delcogulo (en la fase magra).
Rgimen de homogeneizacin:=> Presin: 160 (100100--200200) Kg / cm2 2350(14501450--29502950) psi.=> Temperatura: 70 (50-70)C=> Etapas: (I) 70%
(II) 30% (productos con alto contenido graso,evitar tendencia a la re-aglomeracin)
-
5/25/2018 DANISCO Tecnologia Yogurt
13/70
Danisco CULTURES
Elaboracin de Leches Fermentadas:Principios TecnolgicosHomogeneizacin:
Rango depresinusado en laindustria:
Leche tratadaLeche tratadattrmicamentermicamente
Leche NO tratadaLeche NO tratadattrmicamentermicamente
PresindeHom
ogeneizacin(Kg/cm2)
Viscosidad (tiempo en segundos, medida
usando el embudo Sueco):Efecto de la Presin de HomogeneizaciHomogeneizacinn sobre la ViscosidadViscosidad en Leche Fermentada:
Rango de presiRango de presinnusado en lausado en laindustriaindustria
-
5/25/2018 DANISCO Tecnologia Yogurt
14/70
Danisco CULTURES
Elaboracin de Leches Fermentadas:Principios TecnolgicosHomogeneizacin:
Acuoso
Viscoso
Pastoso
Presin de Homogeneizacin (Kg/cm2)
ViscosidadnoNewtoniana
Newtoniano
Pseudoplstico
Relacin entre la Presin de homogeneizacihomogeneizacinn (P1) y la viscosidadviscosidad (no newtoniana) en cremapasteurizada con diferente contenido grasocontenido graso (15 45%):
-
5/25/2018 DANISCO Tecnologia Yogurt
15/70
Danisco CULTURES
Elaboracin de Leches Fermentadas:Principios TecnolgicosHomogeneizacin:
Descripcin yogurt
Homogeneizado 50C/ 200bar
Homogeneizado 85C/ 200bar
Homogeneizado 65C/ 200bar
Nohomogeneizado
Mouthfeel an mas cremoso que para 65C/200 bar Viscosidad an mayor, un poco mas baja que
65C*200 bar Estructura proteica cerrada y muy poca tendencia a la
sinresis, distribucin de grasa homognea
Mouthfeel mas cremoso Viscosidad an mayor Tendencia muy pequea a la separacin de suero Estructura proteica y distribucin de grasa
homogneas
Mouthfeel cremoso Viscosidad mas alta Menor tendencia a la sinresis Estructura proteica y distribucin de grasa
homogneas
Mouthfeel relativamente bajo Pequea capa de nata
encima
Tendencia a la sinresis Grandes aglomerados de
grasa
-
5/25/2018 DANISCO Tecnologia Yogurt
16/70
Danisco CULTURES
Elaboracin de Leches Fermentadas:Principios TecnolgicosHomogeneizacin:
ResistenciaalaPenetracin(cono)
Contenido de protena srica en laprotena total al homogeneizar (%)
Resistencia a la penetracin (cono) del gel de yogurt:
Masa seca: 18,5%Masa seca: 18,5%
Contenido de grasa: 10%Contenido de grasa: 10%
CaseCasena/ seroprotena/ seroprotena: 1,5%na: 1,5%Contenido proteico: 3,4%Contenido proteico: 3,4%
Producto fermentadoProducto fermentado
-
5/25/2018 DANISCO Tecnologia Yogurt
17/70
Elaboracin de Leches Fermentadas:Principios Tecnolgicos
Tratamiento Trmico:Destruccin, inactivacin y/o eliminacin de: HIGIENIZACIHIGIENIZACINN
Clulas vegetativas y flora cruda (saprfita),Microorganismos patgenos e indeseables,
Mecanismos antibacterianos naturales de la leche (aglutininas,lactoperoxidasa etc.),
Inmuno - - globulinas y enzimas nativas de la leche (fosfatasa, peroxidasa...),Esporo-formadores.Enzimas microbianas termo-resistentes.
Produccin de factores estimulantesfactores estimulantes (y/o inhibidores) para eldesarrollo de los cultivos:Ciclo estimulacin / inhibicin / estimulacin / inhibicin:Factores estimulantes mltiples: expulsin de CO2; adicin de cisteina,
glutationa, tioglicolato; bajos niveles de sulfuros txicos;formacin de cido frmico (a partir de la lactosa).
Factores de inhibicin: concentracin excesiva de cisteina, sulfuros
txicos voltiles.Modificacin de las propiedades fpropiedades fsicosico--ququmicasmicas de los
componentes lcteos.Modificacin equilibrios salinos aumentando el tamao miscelar y cantidad
de agua ligada.
Liberacin de compuestos nitrogenados desnaturalizados
Cambios en el lactosuero y sus protenas ( % desnaturalizacin > 85%).Ms seroprotenas desnaturalizadas, mas cloruro de cistena.
-
5/25/2018 DANISCO Tecnologia Yogurt
18/70
Elaboracin de Leches Fermentadas:Principios Tecnolgicos
Tratamiento Trmico:
.1.-Efecto del Tratamiento Trmico sobre las ProteProtenasnas:Expresin de las propiedades hidrofpropiedades hidroflicaslicas ptimas de las protenas
> 85C * 30min (mxima reactividad -lactoglobulina / -casena).
Efecto del calor sobre la protenas sucedido en dos etapas:
1.- Alteracin estructural por desnaturalizacin.
2.- AgregaciAgregacinn seguida de coagulacicoagulacinn, dependiendo de laintensidad y duracin del calentamiento (carga calcarga calrica efectivarica efectivarecibida).
ptimo efecto funcional aparente para las seroproteseroprotenasnas (> 80C):
1.- Desnaturalizacin
2.- Reaccin / ligado con -casena.
=> Miscelas ms estables
-
5/25/2018 DANISCO Tecnologia Yogurt
19/70
Elaboracin de Leches Fermentadas:Principios Tecnolgicos
Tratamiento Trmico:
GrGrficos temperatura / tiempoficos temperatura / tiempopara el tratamiento tpara el tratamiento trmico de la lechermico de la leche
H.T.S.TH.T.S.T..
UperizaciUperizacinn
EsterilizaciEsterilizacinn
U.H.TU.H.T..
PardeamientoPardeamiento
CoagulaciCoagulacinndede caseinacaseina
InactivaciInactivacinnfosfatasa alcalinafosfatasa alcalina
EsterilizaciEsterilizacinn
DestrucciDestruccinnpatpatgenosgenos
PasteurizaciPasteurizacin por bache :n por bache :PasteurizaciPasteurizacin corto tiempo :n corto tiempo :PasteurizaciPasteurizacin alta temperatura :n alta temperatura :
-
5/25/2018 DANISCO Tecnologia Yogurt
20/70
Elaboracin de Leches Fermentadas:Principios Tecnolgicos
Tratamiento Trmico:
Lneas de limitacin para ladestruccin de esporas y elefecto sobre constituyentes dela leche entera :
Zona de ESTERILIZACIZona de ESTERILIZACINN
-
5/25/2018 DANISCO Tecnologia Yogurt
21/70
Elaboracin de Leches Fermentadas:Principios Tecnolgicos
Tratamiento
Trmico:
Lineas de igualgrado dedesnaturalizacionde laB-lactoglobulina.
Areas T/ tiempooptimas para eltratamiento
trmico delyogurt(reas punteadas)
-
5/25/2018 DANISCO Tecnologia Yogurt
22/70
Elaboracin de Leches Fermentadas:Principios Tecnolgicos
Tratamiento Trmico:
Temperatura (C)
TiempodeRetencindeT(se
g.)
1%
5%
10%
30%
60%
90%
Tasas de desnaturalizacidesnaturalizacinn (medidas y calculadas)para la --LLactoglobulinaactoglobulina en leche descremada en
relacin con la carga tcarga trmicarmica:
Zona deZona deYOGURTYOGURT
rea derea deesterilizaciesterilizacinn
rea derea deUHTUHT
CalentamientoCalentamiento
Breve tiempoBreve tiempo
CalentamientoCalentamientoelevadoelevado
CalentamientoCalentamientocontinuocontinuo
____ Tasa de desnaturalizaci____ Tasa de desnaturalizacinn
.. % de desnaturalizaci% de desnaturalizacinn
-
5/25/2018 DANISCO Tecnologia Yogurt
23/70
Elaboracin de Leches Fermentadas:Principios Tecnolgicos
Tratamiento Trmico:Volumen de escurrimiento en Yogurt (leche descremada vs. entera):
Tasa de desnaturalizacin de la-Lactoglobulina en (%):
Volumendeescurrimiento(enmL): TT calentamientocalentamiento
Lecheentera*130
Lecheentera*130CC
Lechedescremada*130
Lechedescremada*130CC
Lecheentera*85
Lecheentera*85CC
Lechedescremada*85
Lechedescremada*85CC
-
5/25/2018 DANISCO Tecnologia Yogurt
24/70
Elaboracin de Leches Fermentadas:Principios Tecnolgicos
Tratamiento Trmico:Resistencia a la penetraciResistencia a la penetracinn de yoghurt conforme a la
tasa de desnaturalizacidesnaturalizacinn:
Tasa de desnaturalizacidesnaturalizacinn de la--LactoglobulinaLactoglobulina en (%):
R
esistenciaalapenetracin:
Puntos en leche descremadaPuntos en leche descremada
TT de calentamientode calentamiento
Lech
ede
scremad
a*85
Lech
ede
scremad
a*85
CC
Leche
descrem
ada*1
30
Lec
hedescrem
ada*1
30CC
-
5/25/2018 DANISCO Tecnologia Yogurt
25/70
Elaboracin de Leches Fermentadas:Principios Tecnolgicos
Tratamiento Trmico:
Efecto de varios periodos de retencin en la leche durante el calentamientosobre la sinresis y la consistencia de un yogurt bajo en grasa (10.9% ST)
ConsistenciaConsistencia SinSinresisresis
Tiempo de retencin (minutos)
-
5/25/2018 DANISCO Tecnologia Yogurt
26/70
Elaboracin de Leches Fermentadas:Principios Tecnolgicos
Tratamiento Trmico:ViscosidadViscosidad en Yogurt (centipois):
Como una funcin de la temperaturatemperatura de pasteurizacin y el tiempo de retenciretencinn (curva de contorno).
Theformationof
StructureinYoghurt249.
Final Reportfrom The
Danish StateResearch
Dairy in
Hillerd.Figure 14, p.
41
-
5/25/2018 DANISCO Tecnologia Yogurt
27/70
Elaboracin de Leches Fermentadas:Principios Tecnolgicos
Tratamiento Trmico:SinSinresisresis en Yogurt (mL / 2000mL Yogurt):
Como una funcin de la temperatura de pasteurizacin y el tiempo de retencin (curva de contorno).
Theformationof
StructureinYoghurt249.
Final Reportfrom The
Danish StateResearch
Dairy in
Hillerd.Figure 14, p.
41
-
5/25/2018 DANISCO Tecnologia Yogurt
28/70
Elaboracin de Leches Fermentadas:Principios Tecnolgicos
Tratamiento Trmico:.1.-Efecto del tratamiento trmico sobre las proteprotenasnas:
Reduccin de la capa de nata:
1.- Desnaturalizacin de la fraccin globulina en la leche
(no hay aglutininas promoviendo la formacin de agregadosentre glbulos ascendentes en la leche reposada fra).
Interaccin -lactoglobulina y -lactalbmina con la -casena(> 80C * 30min.):
1.- Formacin de gelgel por incremento gradual en eltamao miscelar y formacin de una matriz encadena
=> Distribucin proteica homognea,Fase acuosa insolubilizada en la red,
=> CoCogulo firmegulo firme con menor sinsinresisresis
2.- Formacin de apndices filamentosos-Lg + -casena,interactuando por enlaces S-S, e involucrando varias sales(fosfato de Ca++ y citratos).
3.- Difusin de los apndices con la fermentacin, su presencia enel cogulo inhibe la coalescencia miscelarcoalescencia miscelar.=> cogulo an ms firme con menor sinresis.
Streptococcus thermophilusy Lactibacillus bulgaricusforman espacios vacespacios vacosos en la matriz proteica del coen la matriz proteica del coguloguloy generan filamentos de polisacridos extracelulares
adheridos a la misma matriz proteica.
-
5/25/2018 DANISCO Tecnologia Yogurt
29/70
Elaboracin de Leches Fermentadas:Principios Tecnolgicos
-LgAgregadosAgregadospequeos
(-Lg) + (-Lg)Agregados
grandes
(-Lg + -Lg)+
--casecasenana
Reactivacin por calentamiento
Puentes--SHSH Puentes
--SSSS
(-Lg + -Lg + -casena)
MiscelaMiscela de Casena
(-Lg + -Lg + -casena)
Miscela de Casena+
ApApndicesndices Filamentosos(95C*10min.)
EnlacesS-S+
PuentesPuentesCaCa++++MicroMicro--coagulacicoagulacin:n:
AgregaciAgregacinn (puentes)
ReticulaciReticulacin, precipitacin, precipitacinn& gelificaci& gelificacinn
-
5/25/2018 DANISCO Tecnologia Yogurt
30/70
Elaboracin de Leches Fermentadas:Principios Tecnolgicos
Tratamiento Trmico:
.1.-Efecto del Tratamiento Trmico sobre las protenas:
Otros efectos del calentamiento:
1.- Remocin de sabores indeseables.
2.- Generacin de nuevos sabores (caramelo, Maillard etc.).
3.- Mejoramiento de la viscosidad.
4.- Disminucin de vitaminas termolbiles, como B6, B12 y C (en
proporcin al O2 disuelto)
El b i d L h F d
-
5/25/2018 DANISCO Tecnologia Yogurt
31/70
Danisco CULTURES
Elaboracin de Leches Fermentadas:Principios Tecnolgicos
90C * 5minutos
95C * 5minutos
85C * 5minutos
T de Pasterizacin:
Mouthfeelan mejor Mayor viscosidad, lo mismo que para 90C * 5minutos La estructura proteica mas densa
Mayor viscosidad No acuoso, mejor paladar
Palatabilidad
relativamente baja Mouthfeelacuoso
Descripcin delyogurt:
El b i d L h F t d
-
5/25/2018 DANISCO Tecnologia Yogurt
32/70
Danisco CULTURES
Elaboracin de Leches Fermentadas:Principios Tecnolgicos
Cruda+20%
20%S.TS.T..
Cruda
Cruda
+10%S.T. Ca
lentada+10%
10%S.TS.T.
Calentada
Calentada+20%S
.T.
CaracterCaractersticas estructurales de casesticas estructurales de casenana en diferentes leches (10 & 20% de slidos totales), reconstituidasa partir de leche en polvo descremada (bajo nmero calor), con o sin calentamiento (90C* 10min.):
CRUDACRUDA
CALENTADACALENTADA
El b i d L h F t d
-
5/25/2018 DANISCO Tecnologia Yogurt
33/70
Danisco CULTURES
Elaboracin de Leches Fermentadas:Principios Tecnolgicos
Anclaje filamentosoAnclaje filamentoso de un Cultivo Lctico en la matriz proteicamatriz proteica del Yogurt:
-
5/25/2018 DANISCO Tecnologia Yogurt
34/70
Danisco CULTURES
Elaboracin de Leches Fermentadas:Principios Tecnolgicos
CClula delula deL.L. delbrueckiidelbrueckiisubspsubsp.. bulgaricusbulgaricusenvuelta enenvuelta enpolisacpolisacridosridosen unaen unamicrocoloniamicrocoloniaformada en yogurtformada en yogurt(19000 X).(19000 X).
-
5/25/2018 DANISCO Tecnologia Yogurt
35/70
Elaboracin de Leches Fermentadas:Principios Tecnolgicos
Tratamiento Trmico:
.2.- Compuestos procedentes de la degradacin por calor:
Degradacin de la Materia Grasa:
- Lactonas, metil-cetonas, cetonas voltiles (acetona, butanona,hexanona, ceto-cidos, hidroxi-cidos).
Degradacin de la Lactosa:
- Furfural, hidroxi-metil-furfural, firfuril, alcohol 2-metil-furanol,cido frmico etc.).
Degradacin de las Protenas:
- Metionina, valina, fenil-alanina etc.
-
5/25/2018 DANISCO Tecnologia Yogurt
36/70
Elaboracin de Leches Fermentadas:Principios Tecnolgicos
La Fermentacin:
.1.- La Leche como Materia prima para la Fermentacin:
Medio de crecimientoMedio de crecimiento verstil para la fermentacin:
- La leche contiene casi todos los factores de crecimientonecesarios para las Bacterias cido-lcticas.
- Solo una leche de alta calidad debe ser utilizada (leche cruda eingredientes secos).
- Un excesivo crecimiento de microorganismos contaminantes enla leche antes de la fermentacin puede producir metabolitos, loscuales pueden inhibir el adecuado crecimiento de la bacteriaslcticas.
.2.- Las Bacterias Acido-lcticas:Las Bacterias cido-lcticas son todas Gram (+)Gram (+) y no esporono esporo-formadoras
[heterotrheterotrficasficas, saprofitassaprofitas, catalasa (-), anaerobiasfacultativas micromicro--aeraerfilasfilas, morfologa cocos /cocos /bacilarbacilar].
- HomoHomo-fermentativas (Lactobacillus, Streptococus lactisetc),cido lctico D(+), L(-) y (O)
- HHterotero-fermentativas (St. dyacetilactis, Leuconostoc,
Bifidobacterias etc.).
-
5/25/2018 DANISCO Tecnologia Yogurt
37/70
Elaboracin de Leches Fermentadas:Principios Tecnolgicos
La Fermentacin:
.3.- Bioqumica de la Fermentacin:Los microorganismos mantienen sus ciclos vitales mediante un grannmero de complejas e interrelacionadas rutas metablicas con funcionesbiosintticas y energticas:
- Cada ruta metablica comprende mltiples reacciones reguladaspor diferentes sistemas enzimticos, por lo que la sntesis y
actividad de las enzimas es la que mantiene las funciones de la clulamicrobiana.
- Uno de los mecanismos de regulacin feedfeed--backback se debe a loscompuestos de bajo peso molecular resultantes de la degradacin denutrientes (tratamiento trmico).
-
5/25/2018 DANISCO Tecnologia Yogurt
38/70
Elaboracin de Leches Fermentadas:Principios Tecnolgicos
La Fermentacin:.4.- Mtodos de incubacin:
Mtodo Tradicional de Incubacin Corta:
- > (3 - 3) Horas, uso de cultivo semi-directo repicado (StarterBS), inoculacin
3 (1 5)%, T: (40 - 45)C.
Mtodo de Incubacin Larga:
- < (4 - 8) Horas, uso de cultivo directo (StarterDVI), T: (30 -38)C.
Elaboracin de Leches Fermentadas
-
5/25/2018 DANISCO Tecnologia Yogurt
39/70
Elaboracin de Leches Fermentadas:Principios Tecnolgicos
La Fermentacin:.5.- Importancia tecnolgica del Cultivo Lctico:
El Yoghurt es una leche fermentada tradicional a floraesencialmente termfila,
ProtoProto--cooperacicooperacinn de (2) dos Bacterias cido-lcticas simbiticas:Streptococcus salivarius spp. thermophilusyLactobacillus delbrekiissp.bulgaricus.
Temperatura ptima de crecimiento 42 43 [40 45]- (36 - 42)C para el Streptococo,- (42 - 46)C para el Lactobacilo.
Aspecto y textura:- Produccin de cido lctico, consecucin del punto isoelpunto isoelctricoctrico
(pH 4.6), formacin del cogulo (firmeza y consistencia segn el pH final, laactividad proteoltica y otros factores)
- Produccin de polisacridos que juegan un rol textural(cremosidad y filancia), de hidratacin (ligados a la casena aumentan elpoder de retencin de agua por el cogulo) y de proteccin del cogulocontra los tratamientos mectratamientos mecnicosnicos durante la fabricacin (agitacin, bombeo,
refrigeracin etc.).- Defectos de textura causados por el cultivo: sinsinresisresis superficialen el cogulo (acidificacin demasiado fuerte o dbil generando un gel frgel frgilgil),textura demasiado filantefilante (cepas demasiado filantes o desbalance entrecepas), textura lquida (acidificacin insuficiente por crecimiento defectuosode las cepas), textura heterognea (puntos blancos, textura granulosa etc.,por inadecuada seleccin de cepas o desajuste de los parmetrostecnolgicos).
Elaboracin de Leches Fermentadas:
-
5/25/2018 DANISCO Tecnologia Yogurt
40/70
Elaboracin de Leches Fermentadas:Principios Tecnolgicos
La Fermentacin:.5.- Importancia tecnolgica del Cultivo Lctico:
.5.1.- Caractersticas funcionales de cada cepa:Streptococcus thermophilus:
- la cepa ms exigente en factores de crecimiento,- muy sensible a fagos e inhibidores (antibiticos)- auto-limitado por la produccin de cido lctico- no posee enzimas proteolticas extracelulares,- necesita de aminocidos y pptidos para su crecimiento (valina,
leucina, arginina, cido glutmico etc.), requerimientoinsuficientemente cubierto por los contenidos originales de laleche (p.ej. solo 25 30% de las necesidades en leucina y
arginina),- determina la textura (polisacridos extracelulares)- posee una pptido-hidrolasa intracelular que complementa laamino-peptidasa del Lactobacilo,
- produce parte del cido frmico durante la fermentacin (adicionalal proveniente del tratamiento trmico),- tiene una funcin descarboxilante gracias a una ureasa,descomponiendo la urea nativa lctea para producir el CO2necesario para el crecimiento del Lactobacilo,
- determinante en la (I) primera fase del crecimiento simbiticodurante la fabricacin del yogurt, beneficindose de los factoresde crecimiento provenientes del tratamiento trmico y de losmetabolitos producidos por la accin protelitica del Lactobacilo.
El b i d L h F t d
-
5/25/2018 DANISCO Tecnologia Yogurt
41/70
Elaboracin de Leches Fermentadas:Principios Tecnolgicos
La Fermentacin:
.5.- Importancia tecnolgica del Cultivo Lctico:
.5.1.- Caractersticas Funcionales de cada cepa:
Lactobacillus bulgaricus:- posee una amino-peptidasa,
- una actividad proteinsica ligada a su membrana celularpermitiendo la liberacin de pptidos y aminocidos utilizablespor el Streptococo,
- es estimulado por los cidos frmico y pirvico, aquel provieneparcialmente del tratamiento trmico y es aprovechado en lasntesis de adenina y, por otra parte, de la actividaddescarboxilante del Streptococo.
- el CO2 tiene un papel estimulante para esta cepa e interviene en lasntesis del cido asprtico.
- determinante en la (II) segunda fase del crecimiento simbiticodurante la fabricacin del yogurt, beneficindose de los factoresestimulantes del crecimiento producidos por el Streptococo.
- determina el bouquet a yogurt (produccin de acetaldehdo),
- principal cepa involucrada en la post-acidificacin ( temperaturas< 10C).
Elaboracin de Leches Fermentadas:
-
5/25/2018 DANISCO Tecnologia Yogurt
42/70
Elaboracin de Leches Fermentadas:Principios Tecnolgicos
La Fermentacin:.5.- Importancia tecnolgica del Cultivo Lctico:
Esquema de factores estimulantes en la protoproto--cooperacicooperacinn interinter--especiesespecies:
Protena de laleche
Leche
Urea de la leche
cidofrmico
Aminocidos
Pptidos
Elaboracin de Leches Fermentadas:
-
5/25/2018 DANISCO Tecnologia Yogurt
43/70
Elaboracin de Leches Fermentadas:Principios Tecnolgicos
La Fermentacin:.5.- Importancia tecnolgica del Cultivo Lctico:
Elaboracin de Leches Fermentadas:
-
5/25/2018 DANISCO Tecnologia Yogurt
44/70
Elaboracin de Leches Fermentadas:Principios Tecnolgicos
La Fermentacin:.5.- Importancia tecnolgica del Cultivo Lctico:
Produccin de acetaldehacetaldehdodo por lasBacterias Lcticas utilizadas en lafabricacin del Yogurt:
Mezcla 1 1 de cultivos
Tiempo (horas)
Elaboracin de Leches Fermentadas:
-
5/25/2018 DANISCO Tecnologia Yogurt
45/70
Elaboracin de Leches Fermentadas:Principios Tecnolgicos
La Fermentacin:.5.- Importancia tecnolgica del Cultivo Lctico:
Crecimiento relativo de las bacterias del Yogurt:
Tiempo (horas)
N
merodebacterias*E6
Elaboracin de Leches Fermentadas:
-
5/25/2018 DANISCO Tecnologia Yogurt
46/70
Elaboracin de Leches Fermentadas:Principios Tecnolgicos
La Fermentacin:.5.- Importancia tecnolgica del Cultivo Lctico:
Crecimiento simbitico de las especiesbacterianas en un Yogurt:
Tiempo (minutos)
Acidez(D)
Elaboracin de Leches Fermentadas:
-
5/25/2018 DANISCO Tecnologia Yogurt
47/70
Elaboracin de Leches Fermentadas:Principios Tecnolgicos
La Fermentacin:.5.- Importancia tecnolgica del Cultivo Lctico:
Tiempo de incubacinEn horas
Elaboracin de Leches Fermentadas:
-
5/25/2018 DANISCO Tecnologia Yogurt
48/70
Elaboracin de Leches Fermentadas:Principios Tecnolgicos
La Fermentacin:
.6.- Importancia tecnolgica de la produccin de cido Lctico(Fenmenos biolgicos y fsicos):Formacin del GEL de Yogurt:
- Conforme a sus requerimientos energticos, el cultivo aprovechacomo substrato la lactosa, el agua y otros componentes de la leche paraproducir cido Lctico.
- Dicho cido contribuye a la desestabilizacin de las miscelas decasena y de los complejos sero-proteicos, ya previamente
desestabilizados (tratamiento trmico), y a la solubilizacin mediante el paso
del fosfato y el citrato de Calcio del estado coloidal (integrado a las miscelas)a la forma soluble .
- La deplecin del calcio en las miscelas, agregadas o encoalescencia individual, conlleva a la precipitacin de la casena (punto iso-elctrico pH 4.6 - 4.7).
- Se conforma entonces una red tridimensional de casena o GELGEL,
estructurada por puentes de iones divalentes / bipolares (Ca++ y Mg++), queatrapa constituyentes lcteos con inclusin de la fase acuosa.
- Dicha red es protegida de la desestabilizacin por la interaccin-Lactalbmina / -Lactoglobulina con la -casena (ligadas por puentes -SHy S-S).
Elaboracin de Leches Fermentadas:
-
5/25/2018 DANISCO Tecnologia Yogurt
49/70
Principios Tecnolgicos
1.E+01
1.E+02
1.E+03
1.E+04
1.E+05
1.E+06
1.E+07
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Fase LAG:
simbiosis en latencia ycomenzando
Fase LOG:
mxima velocidad de
multiplicacin celular(logartmica)
Fase Estacionaria:reproduccin = muerte
Fase Final:disminucin de la
poblacin total
Lag
Log
Estacionaria
Muerte
Elaboracin de Leches Fermentadas:
-
5/25/2018 DANISCO Tecnologia Yogurt
50/70
4
5
6
7
1 2 3 4 5 6 7 8
Horas
pH
Fase (1):LatenciaInicio Simbiosis
Fase (2):Desestabilizacinde protenas(inicio pH 5.5)
Fase (3):
Coagulacin de protenas
pH (5.5 4.6)
Fase (4):
Corte,
enfriamiento,
organizacin del gel(abajo pH
-
5/25/2018 DANISCO Tecnologia Yogurt
51/70
Elaboracin de Leches Fermentadas:Principios Tecnolgicos
Casena nativa en LECHE
Cogulo de YOGURT (pH 4.6) Cogulo de YOGURT (pH 3.8)
Estructura de la caseEstructura de la casena en la lechena en la lechey el coagulo de yogurty el coagulo de yogurt
Elaboracin de Leches Fermentadas:
-
5/25/2018 DANISCO Tecnologia Yogurt
52/70
Elaboracin de Leches Fermentadas:Principios Tecnolgicos
Poli-viscosidad (mm / 15 seg)
pH
Critical zone
La zona crtica durante la fermentacin:
Elaboracin de Leches Fermentadas:
-
5/25/2018 DANISCO Tecnologia Yogurt
53/70
Principios Tecnolgicos
La Fermentacin:.7.- Produccin de compuestos responsables del Sabor:
Compuestos producidos por el Cultivo:
- cidos no voltiles (lctico, pirvico, oxlico o succnico).
- cidos voltiles (frmico, actico, propinico o butrico).- Compuestos carbonilados (acetaldehdo, acetona, acetona odiacetilo).
- Sustancias heterogneas (aminocidos, serina, cido glutmico,valina etc.).
El Enfriamiento:.1.- Bloqueo del Proceso Biolgico:Mtodo tradicional para controlar la actividad metablica del cultivo y la
bioqumica de sus enzimas (< 10C):
- Enfriamiento desde la temperatura de incubacin, en el punto decorte en acidez deseado para la fermentacin (pH 4.5 - 4.6; >0.9%de acidez titulable en cido lctico, >85Th), hasta temperaturasde refrigeracin (4< T
-
5/25/2018 DANISCO Tecnologia Yogurt
54/70
Principios Tecnolgicos
El Enfriamiento:.2.- Tipos de Enfriamiento: (previa ruptura del cogulo)
Mono-fsico:
- Previo a la saborizacin y empaque
- Un cogulo fro es ms estable que uno a temperaturas > 20C(manipulacin mecnica de saborizacin y llenado).
Bi-fsico:
- Caractersticas tixotrpicas del cogulo (reologa pseudo-plstica)- Recuperar deterioro textural por tratamientos mecnicos.
T incubacin(42 - 45)C
T refrigeracin(< 10)C
T incubacin
(42 - 45)C
T industrializacin
(15< T < 20)C
Enfriamiento enel Empaque
(< 10)C 12 Horas
Fase (I) Fase (II)
Re-estructuracindel cogulo Circulacin forzada de aire:
(5 - 6) Horas * (7-10)C(7 - 12) Horas * (1-2)C
Fase (I)
Elaboracin de Leches Fermentadas:
-
5/25/2018 DANISCO Tecnologia Yogurt
55/70
Principios Tecnolgicos
Viscosidad inmediatamente despus de la ruptura del cogulo ydespus de 2 das de refrigeracin 8C.
R
upturadel
co
agulo:
Blasebla
nca
fra:
Elaboracin de Leches Fermentadas:P i i i T l i
-
5/25/2018 DANISCO Tecnologia Yogurt
56/70
Principios Tecnolgicos
Elaboracin de Leches Fermentadas:P i i i T l i
-
5/25/2018 DANISCO Tecnologia Yogurt
57/70
Principios Tecnolgicos
El Enfriamiento:.3.- Procedimiento de Enfriamiento recomendado:
RupturaRuptura del Cogulo
Enfriamiento PrimarioPrimario
Enfriamiento SecundarioSecundario
RefrigeraciRefrigeracinn + Almacenamiento
Manipulacin temperatura de incubacin
(en el tanque fermentador)Previa al inicio del enfriamiento
Enfriamiento inicial < 25CAdecuacin al empaque
Aditivacin (saborizacin))Obtencin de yogurt terminado
Cuarto fro termostatadoCirculacin de aire forzadaEnfriamiento en dos etapas:
[I] (7 - 10C) * (5 - 6 Horas)[II] (1 - 2C) * (tiempo restante)
Elaboracin de Leches Fermentadas:Principios Tecnolgicos
-
5/25/2018 DANISCO Tecnologia Yogurt
58/70
Principios Tecnolgicos
Viscosidad del yogurt como una funcin de la temperatura de llenado(leche concentrada o no)
Elaboracin de Leches Fermentadas:Principios Tecnolgicos
-
5/25/2018 DANISCO Tecnologia Yogurt
59/70
Principios Tecnolgicos
Elaboracin de Leches Fermentadas:Principios Tecnolgicos
-
5/25/2018 DANISCO Tecnologia Yogurt
60/70
Principios Tecnolgicos
Viscosidad
Evolucin del Proceso IndustrialCurva de viscosidad en una planta ptimamente diseada
Curva de viscosidad en una planta inadecuadamente diseada (base blanca fra)
FermentacinAlmacenamiento
intermedioEnfriamiento
Bombeo
Empaque
Almacenamientofinal
refrigerado
43C (15-20)C < 8CBombeo
Elaboracin de Leches Fermentadas:Principios Tecnolgicos
-
5/25/2018 DANISCO Tecnologia Yogurt
61/70
Danisco CULTURESCriterios de formulacin en Yogurt:
Principios Tecnolgicos
Sensibilidad al calor y el cizallamiento
Falta de suavidad
Alta cremosidad sin gelificacinAlmidnmodificado
Sensibilidad al calor y el cizallamiento
Falta de suavidad
Dosis alta
Aporta cremosidadcremosidadAlmidn nativo
No viscosidadAporta cremosidad
Efecto antiespumanteantiespumante
No viscosidad
Reduce sabor residualsabor residual cidocido
Emulsificante
Falta de suavidadAlta viscosidadviscosidadCaseina
Dosificacin relativamente alta
Posible sabor residualsabor residual
Alguna viscosidad
Alguna estabilidad aestabilidad a sineresissineresis
Suero (proteina)
Estructura sub-ptima con dosificaciones altasEstructura firme y posible gel dbil
Alguna estabilidad a la sinresis
Pectina
Tendencia a gelificar durante el almacenamiento
Disminucin de la viscosidad a temperaturas > 15-20C
Apariencia suave y finasuave y fina
Alta viscosidad
Alta estabilidad a la sinsinresisresis
Gelatina
Desventaja:Ventaja:Tipo:
Elaboracin de Leches Fermentadas:Principios Tecnolgicos
-
5/25/2018 DANISCO Tecnologia Yogurt
62/70
Danisco CULTURES
Criterios de estabilizacin en Yogurt:Modificar la textura
Prevenir sinresis
Incrementar viscosidad
Suspender fruta
Prevenir la decoloracin
Estabilizar a los choques trmicos (congelacin / descongelacin)
Principios Tecnolgicos
Elaboracin de Leches Fermentadas:Principios Tecnolgicos
-
5/25/2018 DANISCO Tecnologia Yogurt
63/70
Danisco CULTURESCriterios de formulacin en Yogurt:
Principios Tecnolgicos
Referencia + gelatina
Referencia + almidnmodificado
Referencia + pectina
Referencia + protena lctea
Yogurt 0 % grasa con 2%LPD(Referencia)
Mouthfeel mejorado
Paladar algo seco Pequeos agregados
Red proteica relativamente cerrada
Apariencia relativamente brillante
Textura algo burda Red proteica relativamente dbil
Agregados medianos
Menor tendencia a la sinresis
Textura suave y brillante casi gelificada Red proteica compacta y cerrada Pequeos poros
Muy poca tendencia a la separacin
Viscosidad mejorada
Textura burda
Agregados grandes Red proteica relativamente dbil y fcil de romper Menor tendencia a sinresis
Mouthfeel relativamente bajo Consistencia acuosa
Red proteica abierta con grandes poros
Agregados de tamao mediano
Tendencia a separar suero
Elaboracin de Leches Fermentadas:Principios Tecnolgicos
-
5/25/2018 DANISCO Tecnologia Yogurt
64/70
Danisco CULTURESCriterios de formulacin en Yogurt:
Principios Tecnolgicos
Elaboracin de Leches Fermentadas:Principios Tecnolgicos
-
5/25/2018 DANISCO Tecnologia Yogurt
65/70
Danisco CULTURESCriterios de formulacin en Yogurt:
Principios Tecnolgicos
PartPartculas mas grandesculas mas grandesSeparaciSeparacin de fasesn de fasesMayor tamaMayor tamao deo de particulaparticulaPoco incremento en viscosidadPoco incremento en viscosidad
PartPartculas mas pequeculas mas pequeasasInteracciInteraccin positiva pectinan positiva pectina EPSEPSMejor estructura proteicaMejor estructura proteicaReticulaciReticulacin mas firme, suave y agregacin mas firme, suave y agregacin mas finan mas fina
Elaboracin de Leches Fermentadas:Principios Tecnolgicos
-
5/25/2018 DANISCO Tecnologia Yogurt
66/70
Danisco CULTURESCriterios de formulacin en Yogurt:
c p os ec o g cos
++ (aire)0Emulsificante
+++0Almidn modificado
++-0Almidn nativo
++++++Caseinato
+++++Suero (protena)
+++++Pectina
+++++++Gelatina
CuerpoSinresisFuerza de gelEmulsificante &Estabilizante
Elaboracin de Leches Fermentadas:Principios Tecnolgicos
-
5/25/2018 DANISCO Tecnologia Yogurt
67/70
Danisco CULTURES
p g
Yogurt descremado fortificado sistema funcionalsistema funcional(gelatina + pectina + almidonnativo y modificado)
Yogurt descremadofortificado + LPD
Elaboracin de Leches Fermentadas:Principios Tecnolgicos
-
5/25/2018 DANISCO Tecnologia Yogurt
68/70
Danisco CULTURES
Defectos en la textura del Yogurt:
Grumoso Inadecuadamente estabilizadoDesarrollo de acidez no homognea
Deficiente enfriamiento despus del empaqueGranuloso Desbalance del cultivo
Produccin de acidez muy rpidaTemperatura de incubacin demasiado altaLeche de pobre calidad
Desuerado Pasteurizacin inadecuadaBajos slidos no grasosAlto desarrollo de acidezExcesiva perturbacin / agitacinContaminacinBajo pH del preparado de fruta
Ligoso Contaminacin microbiolgicaFilante Inadecuada seleccin del cultivo
Inadecuada seleccin del estabilizanteExcesivo uso de azcar (jarabe)
Principios Tecnolgicos
Elaboracin de Leches Fermentadas:Principios Tecnolgicos
-
5/25/2018 DANISCO Tecnologia Yogurt
69/70
Danisco CULTURES
Defectos en el cuerpo y sabor del Yogurt:
Cuerpo dbil Inadecuada seleccin de cultivoBajos slidos (sustrato)
Baja protenaInsuficiente estabilizanteInsuficiente tratamiento trmico
Muy firme Excesivo uso de estabilizante / protenaGelificado Slidos en exceso
Estabilizante del preparado de fruta (acarreo)Acidez alta Temperatura de incubacin elevada
Desbalance del cultivoEnfriamiento muy lento
Acidez baja Temperatura de incubacin inadecuadaNivel excesivo de azcar / edulcoranteInsuficiente tratamiento trmicoCultivo inactivoSubstancias inhibidorasAtaque fgico
Principios Tecnolgicos
Elaboracin de Leches Fermentadas:P i i i T l i
-
5/25/2018 DANISCO Tecnologia Yogurt
70/70
Danisco CULTURES
Defectos en el sabor del Yogurt:
Amargo Contaminacin psicrotrficaIngredientes de pobre calidadPreservativos
Muy dulce Produccin de cido insuficiente(mayor cido = menos dulce)Muy alto en azcares
No natural Ingredientes de pobre calidad
Principios Tecnolgicos