fermentacion acido - lactica presentacion

8/3/2019 Fermentacion Acido - Lactica Presentacion

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FERMENTACION ACIDO - LACTICA

ELABORACION DE YOGURT

Ing. Alimentario Rubn Gustavo Castro Morales

TECNOLOGIA DE LACTEOS


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OBJETIVO

Realizar un ensayo de laboratorio paradeterminar el modelo matemtico empricode la fermentacin acido lctica a partir dela relacin de las variables en estudio en la

operacin de fermentacin en la elaboracindel yogurt. La variable regresora tiempo y lavariable de respuesta pH. Para diferentesconcentraciones de cultivo iniciador.

Evaluar sensorialmente la viscosidad yestabilidad del coagulo formado a diferentestemperaturas de fermentacin.


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HABILIDAD DESARROLLADA

El alumno verificara la influencia de latemperatura en la operacin defermentacin en la elaboracin de yogurt.

Modelizar la fermentacin mediante elanlisis estadstico de regresin.

Evaluar sensorialmente el coagulo formado.


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REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

FUNDAMENTOS


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PROCESOS O TRANSFORMACIONES EN LAFERMENTACIN

Los fermentos del yogurt son microorganismostermfilos cuyas temperaturas ptimas de desarrolloson:

- De 38 a 44C para el Streptococcus thermophilus

- De 41 a 46C para el Lactobacillus bulgaricus

A temperaturas menores de 40C predomina el S.Thermophilus y a temperaturas mayores de 45Cpredomina el L. Bulgaricus que puede producir mayorcantidad de cido lctico.


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LA VELOCIDAD DE LA ACIDIFICACIN

Las bacterias lcticas fermentan la lactosa,azcar mayoritario de la leche, aunque tambinutiliza la glucosa y la galactosa que es elresultado de su hidrlisis, produciendo laacidificacin de la leche con la consecuente

formacin del coagulo, por la agregacin oagrupacin de las micelas de la casena. Laformacin de estos agregados depende de lacintica de produccin del cido lctico. As la

rpida produccin de cido da lugar a laprecipitacin de las casenas; El pH es elprincipal factor causante de la agregacin de lasmicelas de casenas.


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RELACION ENTRE LOS CULTIVOS

En la elaboracin del yogurt el Streptococcus es el iniciador del

proceso desarrollndose mas rpidamente que el Lactobacillus,pero como ste soporta mejor la acidez la fermentacin continuahasta alcanzarse un equilibrio entre ambas cepas a pH 4,2 . Seha comprobado que el L. bulgaricus ejerce un fuerte efectoestimulante sobre la produccin de cido y sobre el desarrollo deS. thermophilus, debido a su accin proteoltica, siendo capaz deactuar sobre las micelas de las casenas en especial sobre la -casena hidrolizndolas, por su actividad proteasica ms marcadaque los S. thermophilus, para liberar pptidos, y que son

requeridos por el S. thermophilus debido a su actividadpeptidasica pronunciada para liberar aminocidos necesariospara su crecimiento, a su vez tambin el S. thermophilus producecido frmico, pirvico y dixido de carbono que son factoresestimulantes para el Lactobacillus.


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Produccin de acido lctico

El catabolismo de la lactosa por S. thermophilus y L.

bulgaricus determina principalmente la produccin

de cido lctico y, aunque el proceso comprende

muchas reacciones bioqumicas puede simplificarse a

la siguiente ecuacin. (Tamine y Robinson, 1991).

C12H22O11 + H2O 4C3H6O3Lactosa + Agua cido lctico.

m.o.


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El acido Lctico en el yogurt

Contribuye a la desestabilizacin de las micelas de casena;

mediante el paso del fosfato y del calcio de un estado coloidal (enlas micelas) a una forma soluble, que se difunde en la fraccinacuosa de la leche, lo que determina una progresiva reduccin decalcio de las micelas que conduce a la precipitacin de la casena avalores de pH de 4,6 a 4,7, dando lugar a la formacin del gel que

constituye el yogur. Una vez alcanzada esta condicin, se formalactacto clcico soluble y, de acuerdo con Dyatchenko (1971), lareaccin de desestabilizacin puede resumirse como sigue:

Fosfocaseinato calcio + Acido lctico Casena

+Lactato clcico+

Fosfato clcico


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CONCENTARCION DE ACIDO LACTICO

El nivel de cido lctico idneo para un yogurt, se encuentra entre

0,8 y 1,2 % aproximadamente, con esta acidez se consigue que seaagradable y apto para el consumo, a la vez que se logra el aroma y

sabor tpicos del yogurt, impidiendo al mismo tiempo el

crecimiento de otros microorganismos que pudieran ser

patgenos. La cantidad optima de cido lctico debe ser del 0,85

al 0,90 % y las bacterias especficas deben ser viables en cantidad

superior a 100 x 10 6 ufc / g. En producto final. Se ha

demostrado que el desarrollo de la acidez es mas elevado cuando

el cultivo es mixto que con cultivos puros, debido a la asociacin

de tipo sinrgico que existe entre los microorganismos

responsables; por ello es que en la industria se utilizan cultivos

mixtos con una proporcin de 1:1 de cada microorganismo


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FORMACION DEL COAGULO POR ACIDIFICACIN

La coagulacin de la casena por acidificacin comienza

a pH 5,3 y es completa al alcanzar su punto isoelctrico(pH 4,6). La coagulacin depende de la temperatura ydel equilibrio salino. As, por ejemplo, a latemperatura de 82 C (180F) la coagulacin

espontnea de la leche descremada se produce alalcanzar un contenido del cido lctico del 0,25%mientras que si la acidificacin es de 0,35% aquella seproduce ya a 65C (149F). A la temperatura de 2C

(35F) puede aadirse cido a la leche descremadahasta alcanzar casi su punto isoelctrico sin que lacoagulacin se produzca.


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PUNTO ISOELECTRICO APARENTE(Funcin de la temperatura)

Llegamos aqu a la nocin de un conceptomuy importante, lo que puede llamarsepunto isoelctrico aparente de la casena

nativa, que en su medio natural varaconsiderablemente en funcin de latemperatura. (Alais, 1996.)


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/// FORMACION DEL COAGULO POR ACIDIFICACIN

A pH 5,2 el calcio y el fosfato se encuentran

principalmente en forma soluble y el tamaode los complejos micelares aumenta a partirdel calcio del medio. Por ello el cloruro

clcico se utiliza para aumentar el tamao delas micelas.

Previa desnaturalizacin de k-casena.


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Si la acidificacin se desarrolla progresivamente enel medio, se forma un cogulo homogneo a causade la fermentacin lctica.

Los efectos de la acidez y del calor se suman. La

floculacin de la casena tiene lugar un pH tantoms elevado (menos acido) cuanta ms alta es latemperatura. A las temperaturas de esterilizacin,es suficiente un descenso del pH de algunas

dcimas de grado para que la leche flocule (haciapH 6,4).


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La acidificacin de la leche provoca ladesnaturalizacin de las micelas sin fraccionar lacasena, cuya precipitacin es total hacia pH 4,7.El fosfocaseinato experimenta una degradacin

doble, con migracin progresiva del calciocoloidal hacia la solucin. La casena isoelctricaest completamente exenta de calcio, y nocontiene ms que fsforo proteico. Estadesmineralizacin es la caracterstica principalde la casena precipitada por acidificacin.


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Al pH normal de la leche, la micela de las casenas es

un anin cargado negativamente; estos aniones serepelen electrostticamente, manteniendo a lasmicelas en solucin coloidal estable.

Si se disminuye el pH aportando cargas positivas (poracidificacin), se produce la ionizacin de los gruposaminocidos, y para un cierto valor del pHi, existirnel mismo nmero de cationes que de aniones; la

micela tiene entonces una carga global nula. En elcaso de las casenas el pHi vale 4,6.


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CALIDAD SENSORIAL DEL YOGURT

Los parmetros sensoriales de calidad que seutilizan para juzgar sensorialmente un yogurtson:

Viscosidad, sensacin tctil en la boca, texturapresencia o ausencia de sinresis, aspectogeneral, color, olor o aroma y sabor.


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Materiales y equipos

Leche entera en polvo instantnea.

Cultivo joven de yogurt. Bao mara con termocalentador. Matraces con tapn de algodn. Termmetros limpios y desinfectados, con graduacin de 0.5C. Potencimetro, con 1 decima de aproximacin.

Becker. Baguetas. Cronometro. Ollas de acero inoxidable. Cocina. Agua destilada. Agua hervida fria.


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Procedimiento

ADQUISICIN

Adquirir la leche en polvo entera instantnea de un proveedor de confianza de marca comercialesreconocidas y que declare en su etiqueta solo leche de vaca como ingrediente, verificar que elenvase este integro, y la fecha de vencimiento,

RECEPECION

En el laboratorio y antes de abrir lavar y desinfectar por fuera antes de abrir, verificar la integridaddel envase y la fecha de vencimiento. Proceder a trasvasar el contenido a un vaso de 1000ml parasu reconstitucin. En duplicado

RECONSTITUCIN

Para garantizar una cantidad de extracto seco (14%) adecuada disolver los 120 g (una bolsa) en 825g de agua hervida y fra. Se realiza con la ayuda de un batidor manual hasta observar su totaldisolucin

PASTEURIZAR

Realizar esta operacin en bao mara llevando la leche reconstituida de los 25C (temperaturainicial) hasta los 90C en 35 min y sostenerla a esta temperatura por 15 segundos, cumplido eltiempo inmediatamente enfriar la olla por fuera con agua fra. El objetivo de esta operacin esgarantizar que la fermentacin se realice exclusivamente por nuestro inoculo.

ENFRIAR

El enfriamiento se realiza con agua fra o helada por fuera de la olla controlando quela temperatura de la leche llegue a la temperatura de la inoculacin programadaaproximadamente entre 1 2C de ms .


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INOCULACIN

Se realiza adicionando el cultivo iniciador previamente preparado de un cultivoliofilizado superconcentrado y se inocula un 2% (V/V), con ayuda de un batidormanual de acero inoxidable logrando su total mezcla o dispersin continua en

la leche enfriada, esta operacin se realiza manualmente y evitando posiblescontaminaciones. Una vez mezclado se trasvasa a los matraces con tapn dealgodn en partes iguales.

FERMENTACIN

Esta operacin se realiza en un bao mara con termostato programado a lastemperaturas consideradas en el ensayo 40; 42 y 44C; se introduce o deposita

en l los matraces con tapn con la leche sembrada y se procede a controlar oregistrar el pH en lapsos de tiempo de 10 min durante 2,5h en tan solo uno delos matraces el otro se mantiene durante toda la fermentacin sin moverse; Enesta etapa consigue el desarrollo o propagacin del cultivo iniciador, laformacin del coagulo por incremento de la acidez, 0,8 % - 1,2%.

ENFRIAMIENTO

El matraz que se mantuvo en reposo se lleva directamente a la refrigeradoradel laboratorio par a su almacenamiento de por lo menos 12 h o que sutemperatura final llegue a 5C .

A esta muestra se le realiza una prueba sensorial de viscosidad.


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PROCEDIMIENTOS PARA LA TOMA DE DATOS

CINETICA DE LA FERMENTACINACIDO-LACTICA Y

VSISCOSIDAD SENSORIAL


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DETERMINACIN DE LA PROGRESIN DE LA FERMENTACINMEDIANTE LA VARIACIN DEL pH EN FUNCIN DEL TIEMPO

Trasvasar 15 ml de la leche en fermentacin aun vaso de 50ml para determinar el pHmediante la medicin con potencimetro de

la muestra en proceso cada 15 min. Anotar el valor y construir la tabla para cada

registro considerado, es decir variacin pH

versus tiempo.


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Elaborar la tabla de la variacin de la acidez en funcin del tiempo:Para registrar la variacin del pH durante la fermentacin a la

temperatura preestablecida considerar intervalos de tiempo entre

medicin y medicin de 10 min.

Tiempo (min) Variacin de la Acidez (pH)

10

20

30

40

150

T (C) = 40 42 44C


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PRUEBA SENSORIAL PARA DETERMINAR LA VISCOSIDAD

Tomar una muestra de yogurt con la parte convexa de unacuchara e inclinar esta suavemente hacia abajo. La velocidadcon la que el yogurt cae por la cuchara refleja directamente suviscosidad.

Con esta tcnica se puede comprobar tambin cualquier

heterogeneidad o irregularidad en el cogulo. Criterio de decisin:

Si cae rpidamente el yogurt tiene poca viscosidad.

Si cae suavemente el yogurt tiene buena viscosidad.

OTRA: Introducir una cucharilla de caf de plstico en una muestra

puesta en un vaso. Cuando esta se mantiene vertical se puedeconsiderar que el producto presenta una viscosidad aceptable


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PROCESAMIENTO DE DATOS

CINETICA DE LA FERMENTACION


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HIPOTESIS DEL ENSAYO

Ho : La velocidad con que disminuye el pHSI esta influenciada por la temperaturade fermentacin.

H1 : La velocidad con que disminuye el pHNO esta determinada por la temperaturade fermentacin.


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ANALISIS DE REGRESION

Realizar el anlisis de regresin utilizando excel

para la tabla construida anteriormente de lavariacin del pH en funcin del tiempo para cadatemperatura de fermentacin considerada en elpresente ensayo de laboratorio.

Donde la variable regresora o independiente es letiempo en minutos y la variable de respuesta oindependiente es el pH.

Solo considerar el anlisis de regresin lineal

simple y sus posibles transformaciones(exponencial, logartmica y potencial), incluidas enexcel.


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CRITERIO DE DECISIN El mejor ajuste lineal se establecer en funcin del

coeficiente de correlacin (r) a partir de los siguientescriterios, sin considerar el signo.

r = 1 correlacin perfecta. 0,8 < r < 1 correlacin muy alta 0,6< r < 0,8 correlacin alta 0,4< r < 0,6 correlacin moderada 0,2< r < 0,4 correlacin baja 0 < r < 0,2 correlacin muy baja r = 0 correlacin nula Para el caso del ensayo, es suficiente que le valor de r

en la regresin lineal simple sea mayor que 0,8 paraconsiderarla como el mejor ajuste por su simplicidaden la interpretacin de sus parametros.


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Modelos a ensayar

NOMBRE DELMODELO

Ecuacin delModelo

Transformacin ModeloLinealizado

Coeficientede

Correlacin

Lineal Y = A + B.X Y = Y; X=X Y = A + B.X

Exponencial Y = A.eBX Y=LnY; X=X LnY = LnA +B.X

Logartmico Y = A + B .LnX Y = Y; X = LnX Y = A + B .LnX

Potencial Y = AXB Y= LnY; X = LnX LnY = LnA + B.LnX


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Interpretacin de la Pendiente de la Ecuacin:Velocidad de la Fermentacin

Considere el valor de la pendiente como elpredictor cintico de la fermentacin.

Se interpretara por ejemplo si el mejor

ajuste es la regresin simple como, Ladisminucin en promedio del valor del pHal variar el tiempo en un minuto

(upH/min), es decir la velocidad de lafermentacin.


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Resultados: Velocidad de fermentacin

Compare descriptivamente los valores de laspendientes obtenidas en cada fermentacinensayada a 40; 42 y 44C

PENDIENTE A 40C PENDIENTE A 42C PENDIENTE A 44C

Exprese sus conclusiones


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EVALUACION SENSORIAL DE LA VISCOSIDAD


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HIPOTESIS DEL ENSAYO

Ho : La viscosidad y estabilidad (desuerado)del coagulo SI esta influenciada por latemperatura de fermentacin.

H1 : La viscosidad y estabilidad(desuerado)del coagulo NO esta influenciada por latemperatura de fermentacin


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EVALUACION SENSORIAL DE LA VISCOSIDAD

Realizar el ensayo para las tres fermentaciones

consideradas:

Muestra a 40C Muestra a 42C Muestra a 44C

Tiempo(s)

Homogeneidaddel coagulo

Desuerado

Exprese sus conclusiones:


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Ejemplo de una Curva de Regresin Lineal Simple para unaFermentacin Acido Lctica de Yogurt.

(VARIACION DEL pH POR HORA)


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BIBLIOGRAFIA

AMIOT 1991. Ciencia y Tecnologa de la leche.Editorial Acribia S.A. Zaragosa Espaa.

GOROSTIDI. 1992. Influencia de la temperatura deElaboracin en las Caractersticas fisicoqumicos yorganolpticas de yogurt de la leche de oveja Anualesde Investigacin del Master en Ciencias e Ingeniera deAlimentos. Editorial Servicio de Publicaciones.Valencia - Espaa. Vol. I

TAMINE y ROBINSON , 1991. Yogurt Ciencia yTecnologa. Editorial Acribia S.A. Zaragoza Espaa.

VARNAM. 1995. Leche y Productos Lcteos.Editorial Acribia. S.A. Zaragoza Espaa.

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