7.- Productos lácteos acidificados PDF

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Productos en la industria láctea....

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PRODUCTOS LACTEOS ACIDIFICADOS Leche acidificada es un nombre que incluye a productos tales como yogurt (con o sin t), ymer, kéfir, mazada acidificada, filmjolk (leche ácida escandinava), nata acidificada y koumiss. Este nombre genérico deriva del hecho de ser la leche inoculada con un cultivo de fermentos que convierte parte de lactosa en ácido láctico. En ese proceso de conversión se producen también otras sustancias tales como el anhídrido carbónico, ácido acético, diacetilo, acetaldehído, etc., que dan a los distintos productos sus características de sabor y aroma. Los microorganismos utilizados en la producción de kéfir y koumiss dan también lugar a alcohol etílico. Los productos lácteos acidificados proceden de Oriente Próximo y se hicieron muy populares en la Europa central y Oriental. El primer ejemplo de leche acidificada fue presumiblemente producido de forma accidental por nómadas. La leche se volvía ácida y coagulaba bajo la influencia de ciertos microorganismos. Por suerte las bacterias eran de tipo acidófilo, no dañinas, en vez de ser organismos productores de sustancias tóxicas. La conversión de lactosa en ácido láctico tiene un efecto conservador sobre la leche. El bajo pH de la leche acidificada inhibe el crecimiento de las bacterias de putrefacción y de otros organismos perjudiciales. Por ello, el producto tiene un período de conservación bastante largo. Por otra parte la leche acidificada es un medio muy favorable, para levaduras y mohos que causarían olores y sabores desagradables si se les permitiese infestar a los productos lácteos. El sistema digestivo de algunas personas carece de la enzima lactasa. Por ello la lactosa no será descompuesta en el proceso digestivo en azúcares más simples. Este tipo de personas no puede beber leche. Sin embargo pueden tomar productos lácteos acidificados, en los que la lactosa ha sido desdoblada por las enzimas bacterianas. En la producción de leche acidificada se deben crear las mejores condiciones posibles para el crecimiento del cultivo de fermentos. Ello se consigue por el tratamiento térmico de la leche, de forma que se inhibe el desarrollo de microorganismos que pudiesen competir con el citado cultivo. Por otra parte, la leche debe mantenerse a la temperatura óptima para el desarrollo del cultivo de que se trate. Cuando se ha alcanzado el sabor y aroma deseados, la leche acidificada debe enfriarse rápidamente con objeto de detener el proceso fermentativo. Una fermentación muy larga o muy corta estropeará el sabor del producto, así como su consistencia. Además de un sabor y un buen aroma, la leche acidificada debe tener una apariencia y consistencia adecuadas. Ello se consigue por el tratamiento térmico y la homogenización de la leche. A continuación se presentan algunos de los productos lácteos acidificados más importantes. Las técnicas de producción para otros productos similares es muy parecida; por ejemplo, el tratamiento previo de la leche es el mismo. La descripción del proceso para otros productos se referirá principalmente a las etapas de producción, que son diferentes a las del yogurt.

YOGURT De todos los productos lácteos acidificados, el yogurt es el más conocido y popular en casi todo el mundo. La producción más alta del yogur se da en los países ribereños del mediterráneo, en Asia y en Europa Central. El yogurt viene de Bulgaria donde es conocido como “Yacurt”. Otros muchos países tienen nombres propios para el yogurt. La consistencia, el sabor y aroma varía de un lugar a otro en algunas partes, el yogur se produce bajo la forma de un líquido altamente viscoso, mientras que en otros países presenta la apariencia de un gel blando. El yogur también se produce en forma congelada para postres o como bebida. El aroma y sabor del yogur difiere de otros productos acidificados, y sus sustancias aromáticas volátiles incluyen pequeñas cantidades de ácido acético y de acetaldehído. El yogur se clasifica normalmente de la forma siguiente: (Ver a continuación gráficos de figura N° 1). Yogur firme, que se llena inmediatamente después de la inoculación con fermentos y se incuba en los propios envases; Yogur batido, que es inoculado e incubado en el mismo depósito (tanque o tina de incubación), enfriándose y batiéndose el producto antes de su llenado. Yogurt líquido, basado en el anterior tipo de yogurt. El coagulo se rompe hasta obtener una forma líquida antes de su llenado. Yogurt con aromas o frutas Yogur aromatizado es muy popular aunque la tendencia de vuelta hacia el yogur natural se aprecia claramente en algunos mercados. Entre los aditivos más comunes utilizados en el yogur están las frutas y bayas en jarabes, procesados o como puras. La proporción de frutas es normalmente de alrededor del 15%. En ocasiones, también se aromatiza el yogur con diversas esencias, tales como la vainilla, café, etc. También se añaden colorantes y azúcares en forma de sacarosa o glucosa, junto con los productos aromáticos. Con objeto de conseguir la consistencia deseada se añade a veces sustancias estabilizantes. Los aditivos aumentan el contenido de sustancias sólidas de yogur natural. A continuación damos la composición típica de un yogur de frutas. Grasa 1.5 % Lactosa 3.0 – 4.5 % Sólidos no grasos (SNG) 11 – 14 % Estabilizantes 0.3 - 0.5 % Sólidos totales (ST) 12 – 16 %. Factores que afectan la calidad del yogurt Diversos factores deben ser cuidadosamente controlados durante el proceso de fabricación con objeto de obtener un yogurt de alta calidad, con un adecuado sabor, aroma, viscosidad, consistencia, apariencia y libre de suero y con un prolongado período de conservación: 1. Elección de la leche. 2. Normalización de la leche.

3. 4. 5. 6.

Utilización de aditivos en la leche que mejoran su viscosidad y textura. Homogenización. Tratamiento térmico. Preparación de cultivos.

El tratamiento mecánico al que se somete el yogur durante su producción afecta también a su calidad. Por ello, es muy importante diseñar adecuadamente la línea de proceso. TRATAMIENTOS PREVIOS DE LA LECHE Los tratamientos previos de la leche incluyen una serie de medidas que afectan todas ellas de forma muy importante a la calidad del producto acabado. Elección de la materia prima La leche para la producción de yogurt debe ser de la más alta calidad bacteriológica. Debe tener un bajo contenido de bacterias y sustancias que puedan impedir el desarrollo de los cultivos típicos del yogur. La leche no debe contener penicilina, bacteriófagos, ni residuos de soluciones de limpieza o agentes desinfectantes. Por ello, la industria láctea debe obtener la leche para la producción de yogurt de ganaderos seleccionados. Por otra parte, dicha leche debe ser cuidadosamente analizada en la industria láctea. Normalización de la leche Debe normalizarse en contenido en grasa y en sólidos de la leche. Contenido en grasa El yogur puede tener un contenido en grasa de 0.5 a 3.0 %, y según el código establecido por la FAO/ OMS, podemos considerar los siguientes grupos principales: yogurt contenido graso mínimo 3.0 %  yogurt parcialmente desnatado contenido graso máximo contenido graso mínimo  yogurt desnatado contenido graso máximo 

menos del 3.0 % más del 0.5 % 0.5%

Contenido en sustancias sólidas Según lo establecido por la FAO/ OMS, el contenido mínimo de sólidos no grasos de origen lácteo debe ser del 8.2%. El incremento en el contenido total de sustancias sólidas, especialmente de la producción de caseína y proteínas del suero, dará lugar a un yogurt de mayor consistencia, reduciéndose la tendencia a la separación del suero. En la actualidad, el contenido de sustancias sólidas se normaliza por medio de:

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Evaporación, donde un 10 – 20 % del agua presente en la leche es evaporada. Esto corresponde a un incremento del 1.0 - 2, 3 % en el contenido de las sustancias sólidas; Adición de leche concentrada; Adición de leche en polvo, normalmente un 0.5 - 2.5 %

Aditivos de la leche En la producción de yogurt se puede añadir a la leche sustancias estabilizantes y edulcorantes. Algunas veces también se añaden vitaminas, como es el caso de la vitamina C. Sustancias estabilizantes Los coloides hidrófilos tienen la propiedad de ligar agua. Con ello se aumenta la viscosidad del producto y se contribuye a la prevención de separación de suero en el mismo. El tipo de estabilizante y la proporción en que debe ser añadido se determina en forma experimental por cada fabricante. Si se utiliza un exceso de estabilizante, o no es el correcto, el producto puede adquirir una consistencia elástica, como de goma. Si se produce de forma correcta, el yogur natural no necesita la adición de estabilizantes, ya que se origina un gel fino y consistente, con una alta viscosidad de forma natural. Los estabilizantes se emplean en la producción de yogurt con frutas, así como en la de yogur pasteurizado. Estabilizadores tales como la gelatina, pectina y agar se utilizan a una dosis de 0.1 - 0.5 %. Durante ciertos períodos del año, la capacidad de la leche para coagular se puede ver reducida por la falta de iones positivos. Esto es particularmente aplicable a los iones de calcio. En este caso, es necesario la adición de un estabilizante salino, tal como el cloruro de calcio (Cl 2Ca) en una proporción de 0.02 - 0.04 %. Edulcorantes Se pueden añadir edulcorantes en la forma de sacarosa o de glucosa, en el yogurt de frutas. Las frutas contenidas en el yogurt tienen alrededor de un 50% de azúcar, lo que es suficiente para dar un sabor dulce al contenido total del producto. Pequeñas cantidades de edulcorante pueden también añadirse en la elaboración de yogurt natural. Homogenización La estabilidad y consistencia del yogurt se ven mejoradas por la homogenización de la leche. La firmeza del gel aumenta al hacerlo la presión de la homogenización si se somete toda la leche a este proceso. La leche destinada a la elaboración del yogur debe homogenizarse a unos 20 Mpa (200bar) con una temperatura de 55 a 70 0C. Además de aumentar la estabilidad y la consistencia, la homogenización da también al yogurt un mejor “cuerpo”. Ello es debido al hecho de evitar que se separe la grasa. Tratamiento térmico La leche se calienta antes de proceder a la inoculación de los cultivos. Ello se hace con objeto de:

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Mejorar las propiedades de la leche como sustrato para las bacterias del cultivo industrial Asegurar que el coágulo del yogurt terminado sea firme, y Reducir la separación del suero en el producto terminado.

Se consigue resultados óptimos con el tratamiento térmico de la leche a 90 - 95 0C durante un tiempo de 5 min. Así, las proteínas del suero son desnaturalizadas, contribuyendo a la estabilidad del cuerpo del yogurt. Preparación del cultivo La fabricación del cultivo para la producción del yogurt requiere de una higiene y precisión máximas. Las bacterias utilizadas son el Estreptococos termofilus y el Lactobacilus bulgaricus. Los cultivos originalmente empleados para el yogur contenían también otros tipos de organismos que fermentaban la alfa-lactosa, pero en la actualidad dichos cultivos son considerados como una forma de contaminación. La proporción entre cocos y bacilos en el cultivo para yogurt, es normalmente de 1 : 1 o 2 : 1, sin embargo el equilibrio puede ser roto con facilidad, al menos que variables tales como las cantidades inoculadas, tiempos y temperaturas se mantengan bajo un estricto control. Los cultivos deben ser reemplazados de forma periódica, ya que una transferencia repetida de los mismos cambia la proporción entre cepas bacterianas. En caso contrario predomina el Lactobacilus bulgaricus, lo que dará lugar a un sabor fuerte por la excesiva formación de ácido y acetaldehído. La producción aséptica de los fermentos elimina el riesgo de infección de bacterias, levaduras y mohos. En la fabricación convencional de dichos fermentos el cultivo puede ser infectado por bacterias formadoras de esporas. Estas últimas son resistentes al calor y sobreviven a menudo a los tratamientos térmicos de la leche. Dan un sabor y un aroma amargos al yogurt. Inmediatamente después de su producción el yogur debe tener una acidez del 0.9 al 1.0 % dicha acidez puede aumentar ligeramente durante la distribución. El pH suele estar situada entre 4.4 y 4.2, aunque se puede presentar valores tan bajos como 4.0. La acidez se puede regular mediante el control preciso de la incubación de los cultivos de L. bulgaricus y Str. termofilus, y por un rápido enfriamiento del producto al pH óptimo. Un contenido ácido alto suele ir acompañado de una mayor presencia de sustancias aromáticas y saborizantes. Línea de producción Los tratamientos previos de la leche son los mismos, independientemente de que se vaya a producir yogur del tipo clásico o yogur batido, incluyendo la normalización del contenido graso y del contenido en sustancias sólidas, al tratamiento térmico y la homogeneización. La figura 2 muestra un ejemplo del diseño de una línea de proceso para la leche destinada a la producción de yogurt. Cuando la leche se bombea desde los depósitos de almacenamiento a la línea de proceso, se supone que la leche ha sido normalizada alcanzando el contenido graso requerido. En el ejemplo, la normalización del contenido en sustancias sólidas tiene lugar en un evaporador, incluido en la línea de proceso.

Antes del tratamiento térmico de la leche se puede proceder a incorporar cualquier tipo de aditivos, tales como estabilizantes, vitaminas, etc. Desde el depósito de regulación (1), la leche se bombea al intercambiador de calor (2), donde es primeramente precalentada de forma regenerativa hasta unos 70 0C. , para ser posteriormente calentada a 90 0C en la segunda sección. Evaporación Desde el intercambiador de calor la leche caliente pasa al depósito de vacío (3), donde un 1020% del agua presente en dicha leche es evaporada. La proporción depende del contenido en sustancias sólidas requerido para la leche. Si se evapora un 10 – 20 %, el contenido total en sustancias sólidas aumentará en aproximadamente un 1.0 - 2,3 %. Una cierta cantidad de leche debe ser recirculada a través del depósito vacío, con objeto de obtener el grado de evaporación deseado. En cada paso se evapora un 3 – 4 % de agua, de forma que para alcanzar un 15 % de evaporación se debe recircular el producto entre cuatro y cinco veces la capacidad del pasteurizador. La temperatura de la leche fluctúa desde 90 0 C hasta 700 C durante su evaporación. Homogenización Después de la evaporización, la leche continúa hasta el homogenizador (4), y se somete a su homogenización en una etapa y a una presión de aproximadamente 20 Mpa (200 bar). Pasteurización La leche homogenizada vuelve a las secciones regenerativas y de pasterización del intercambiador (2) siendo calentada hasta 90 - 95° C. Pasa entonces a una sección donde se mantiene por un período de 5 minutos a esta temperatura. Se pueden utilizar otros programas de tiempo y temperatura. La eficacia de la pasterización en la sección de mantenimiento es del 90 - 95%. que es apreciablemente superior a la obtenida en un deposito de mantenimiento. El diseño de esta sección es el signado con el número 5 en el extremo derecho del gráfico N° 2 Enfriamiento de la leche Después de ser pasteurizada, la leche se enfría primeramente en la sección regenerativa y después por medio de agua hasta la temperatura de inoculación de 40 - 45° C.

DISEÑO DE LA PLANTA DE YOGUR Cuando la leche que se va a utilizar en la producción de yogurt ha sido pretratada y enfriada hasta la temperatura de inoculación, al proceso que se siguen depende del tipo de yogur que se quiera obtener (yogur firme, yogur batido o yogur líquido). La calidad del yogur en cuanto a su textura y sabor se refiere depende de! diseño de la planta, del tratamiento previo de la leche y del tratamiento del producto. En la actualidad se construyen plantas para satisfacer las demandas de productos de alta calidad, tratados de forma continua en

línea de alta producción. El nivel de automatización varía y normalmente en la planta se integran sistemas completos de limpieza CIP. El mencionado nivel de automatización suele ser alto en las instalaciones de gran capacidad. Se debe evitar un tratamiento mecánico excesivo de producto, ya que puede provocar defectos tales como la consistencia débil y separación de suero (sinéresis). Los tratamientos a que se somete el producto deben ser tomados en consideración cuando se diseña la planta. La elección de los equipos adecuados y el ajuste y optimización de la planta son, por lo tanto, una cuestión de conseguir el equilibrio adecuado entre costos y calidad. En las plantas modernas se suelen producir a la misma vez yogures de tipo firme y yogures batidos. En la producción del yogur de tipo firmes el flujo de producto se controla de forma continua desde el punto en que la leche entra a la sección de pre-tratamiento hasta el llenado del producto. En la producción del yogur batido, el pre-tratamiento de la leche transcurre de forma continua hasta el punto en el cual es bombeada a los depósitos de incubación, a los que se añade el cultivo industrial. La continuidad se interrumpe entonces por el proceso de incubación, que dura un determinado período de tiempo y que no debe estar sujeto a ninguna perturbación física. YOGURT BATIDO Una instalación típica para la producción de yogurt batido se representa en la figura N° 3. La leche tratada previamente y enfriada hasta la temperatura de incubación se bombea hacia uno de los depósitos (7). Mediante una bomba dosificadora se inyecta la cantidad necesaria de cultivo industrial, una vez que el tanque se haya llenado. Por medio de un agitador se distribuye dicho cultivo en la mesa del depósito. Después de la inoculación continúa la agitación durante unos minutos con el objeto de asegurar que el cultivo se encuentra perfectamente mezclado con la leche. Los depósitos de incubación están aislados con objeto de asegurar la temperatura constante durante el proceso. El depósito puede equipararse con un medidor del pH para poder controlar la producción de ácido. Enfriamiento del gel En la fase final de incubación, y cuando se alcanza el pH requerido (normalmente 4,2-4,5), la temperatura debe bajarse rápidamente a 12 - 15 °C. Esto retarda la elevación posterior de la acidez. Al mismo tiempo, el gel debe ser sometido a un tratamiento mecánico suave. Con el objeto de que el producto final tenga la consistencia correcta. El enfriamiento se realiza en un intercambiador de calor de placas (8). De esta forma, se asegura un tratamiento mecánico suave del producto. La capacidad de la bomba y del enfriador se dimensiona de forma que se vacíe al depósito en 20 o 30 minutos con el objeto de mantener una calidad uniforme del producto. El yogurt frío se bombea a depósitos pulmón (9), con el objeto de independizar el proceso de producción del de llenado (11).

Para conseguir un flujo continuo de yogur hasta las máquinas llenadoras la capacidad de llenado debe ajustarse a la capacidad de tratamiento previo de la leche y el número de depósitos de incubación debe ser de 4 –5, número que es suficiente si el nivel de cada tanque es el mismo que la capacidad de pre-tratamiento durante una hora. El coagulo de yogur se rompe a su paso por la bomba y el enfriador. Con dicho tratamiento mecánico disminuirá a la viscosidad, pero en una instalación bien diseñada la viscosidad del yogur aumentará otra vez después de pasadas algunas horas en un almacenamiento bajo frío. Es de importancia vital que los depósitos, tuberías e intercambiadores de calor de placas sean diseñadas teniendo en cuenta el tratamiento mecánico total permitido para el yogur. Aromatización del yogurt Después de su enfriamiento a 15º C, el yogurt está listo para su llenado. Cuando el yogur es transferida y desde los depósitos reguladores a las máquinas llenadoras se pueden añadir diferentes aromatizantes y frutas. Estos se realizan de forma continua por medio de una bomba dosificadora de velocidad variable, que introduce los ingredientes en el yogurt por medio de una unidad de mezcla de frutas. La unidad de mezcla es estática y se diseña para garantizar que la fruta se mezcle de forma homogénea con el yogurt. La bomba dosificadora de fruta y la bomba de alimentación de yogur funcionan de forma si...