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Elaboración de yogurt...

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INFORME DE PRÁCTICAS Formato FR-FAC-PAC-GLB-018

Asignatura:

Procesamiento de Lácteos

Carrera: Ingeniería de Alimentos Nivel y paralelo: 5-A Fecha de práctica: 13/11/2017 Fecha presentación informe: 20/11/2017 Informe Nº: 2

Versión: 01

Fecha: 02/03/2017

Grupo Nº: Integrantes David Narváez Pamela Obando Diana Morán

ELABORACIÓN DE YOGURT 1. OBJETIVOS: Elaborar yogurt batido o aflanado listo para ser envasado. Realizar un balance de masas para determinar rendimientos del proceso. Evaluar el ritmo de acidificación de la leche (gráfica pH vs tiempo). Identificar acidez, medida en % de ácido láctico. 2. INTRODUCCIÓN En la actualidad no es tan fácil establecer el lugar nativo del yogurt, ya que es un producto consumido mucho antes de que la agricultura iniciara, sin embargo, se puede aproximar a lugares tales como Turquía y Europa Oriental. También se asume que el consumo y elaboración del yogurt se originó en Asia central o Bulgaria [ CITATION Ali10 \l 3082 ]. Anteriormente los pueblos ganaderos nómadas trasladaban leche fresca de un lugar hacia otro en bolsas fabricadas de piel de cabra por la cual se provocaba una alteración biológica, debido al calor y contacto permanente las bacterias se multiplicaban y la leche se fermentaba, lo que producía una consistencia semisólida o coagulada y, de tal forma, establecieron que la leche fermentaba se conserva por más tiempo manteniendo las características organolépticas y en su mayoría químicas respectivas de la leche. El yogurt ganó gran reconocimiento especialmente en todo el oriente de Europa, por presentar beneficios que aportaban para la salud [ CITATION Cés05 \l 3082 ]. El científico Ruso, Elie Metchnikoff, por identificó los efectos del yogurt en la flora intestinal, sus estudios principalmente demostraron que el yogurt contiene bacterias capaces de convertir el azúcar de la leche (lactosa) en ácido láctico, la cual impide el desarrollo de otras bacterias, de igual forma, sus postulados sugieren que el yogurt presenta un gran número de vitaminas del grupo B. [ CITATION Cés05 \l 3082 ]. El yogur es un producto coagulado obtenido por fermentación láctica de la leche pasteurizada, mediante la acción de las bacterias Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus y Sreptococcus salivaris subsp. thermophilus, estas bacterias deben ser viables y activas desde su inicio y durante toda la vida útil del producto hasta su consumo (NTE INEN, 2015).

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3. METODOLOGÍA: Elaboración del yogur Se colocó la leche en una olla y se identificó el porcentaje de acidez y pH de la materia prima, después se pasteurizó a 85 °C por 10 minutos, se añadió el azúcar y la leche en polvo previamente mezclados antes de alcanzar la temperatura de pasteurización (75 °C) y posteriormente se enfrió a 45 °C. A continuación, se añadió el cultivo previamente pesado y mantenido en congelación, se mezcló todo el sistema y se tapó la olla.

Se incubó en la olla a baño maría manteniendo una temperatura de 42 °C sin aumento o disminución, este fue el control más importante para poder lograr un producto estandarizado, además del control de acidez y pH periódicamente cada 15 minutos. Cuando se alcanzó un pH cercano a 4,6 se detuvo la fermentación retirando la olla de baño maría.

Se colocó el producto en envases limpios previamente adicionados de jarabe o saborizante y se mezcló todo el sistema. Finalmente se tapó los envases y se llevó el producto a refrigeración. Al día siguiente, el producto estaba listo para ser ingerido.

4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN: Elaboración de yogurt Para su elaboración se empleó leche entera de marca “NutriLeche”, leche en polvo de marca “La Vaquita”, azúcar y cultivo con las bacterias Lactobacillus delbrueckii spp. bulgaricus y Streptococcus thermophilus, ya que, solo con estos microorganismos una leche fermentada puede tomar el nombre de yogurt (Andalucía, 2013). Estos microorganismos influyen en el aumento de la acidez y disminución del pH de la leche al formar yogurt (tabla 1). Para obtener los diferentes datos de acidez se realizó el siguiente calculo cada 15 minutos:

% acidez=V ( ml ) NaOH ×0,1 % acidez=1,6 × 0,1 % acidez=0,16

Para la obtención de todos los datos se reemplaza el volumen gastado de NaOH

Los datos de pH fueron identificados con el pH – metro, este fue introducido en un vaso de precipitación con una pequeña cantidad de muestra de leche o yogurt cada 15 minutos. Tabla 1. Cambio de la acidez y el pH en función del tiempo

Tiempo (min)

Acidez (%)

pH 2

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0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 195 210 225

0,16 0,17 0,17 0,18 0,18 0,18 0,19 0,26 0,27 0,28 0,315 0,35 0,37 0,37 0,47 0,55

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6,9 6,8 6,5 6,5 6,3 6,4 6,5 6 5,8 5,6 5,3 5,3 5,3 5,3 5,3 5,3

0.6

Acidez (% ácido láctco)

0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0

0

50

100

150

200

250

Tiempo (min) Gráfico 1. Cambio de la acidez respecto al tiempo

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8 7 6

pH

5 4 3 2 1 0

0

50

100

150

200

250

Tiempo (min) Gráfico 2. Cambio del pH en función del tiempo

Una leche en óptimas condiciones tiene un pH de 6,6 a 6,8 y una acidez de 0,13%, mientras que el pH de un yogur debe encontrarse alrededor de 4,6 y el porcentaje de acidez debe encontrarse en un rango de 0,6% a 1,5% (NTE INEN 10, 2012) (CODEX STAN 243, 2003). El yogur obtenido posee un porcentaje de acidez final de 0,55 y un pH de 5,3 lo que no coincide con los requisitos mínimos encontrados en las normas, estos resultados se ven influenciados por la variación en la temperatura de incubación (40 - 45 ºC) ya que, si esta disminuye se favorece el crecimiento de estreptococo el cual mejora el aroma pero, por otro lado, si la temperatura aumenta se favorece el crecimiento de lactobacilos el cual aumenta la acidez del producto final (SENA, 1987). Cabe resaltar que en el proceso de enfriamiento y almacenamiento las bacterias continúan formando ácido láctico si aún se encuentra disponible lactosa lo que produce un descenso del pH y aumento de la acidez del producto antes de ingerirlo (Vera, 2011). La variación del pH y acidez cambio se logra debido a que las bacterias del cultivo metabolizan la lactosa que se encuentra en la leche produciendo ácido láctico y otros compuestos, el ácido obtenido disminuye el pH y aumenta la acidez lo que desestabiliza los complejos de caseína y forma una red de gel, la estructura de esta red α atrapa todos los componentes, además se basa en la interacción de -Lactoglobulina y k-caseína por medio de puentes disulfuro Lactoalbumina, β (Briones, 2005). La adición de saborizantes como mermeladas o arropes influyen disminuyendo la espesura del yogur, estos aditivos deben garantizar estándares de inocuidad para evitar contaminaciones (SENA, 1987). En el caso del yogur obtenido se empleó el 2% de arrope de mora en relación con la capacidad de cada frasco de producto. Finalmente, el yogur fue almacenado e temperatura de refrigeración durante 2 días 4

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antes de su consumo. La temperatura óptima de almacenamiento es de 4 – 5 ºC durante 15 días o, por otro lado, se puede almacenar a 10 ºC durante 3 – 4 días (SENA, 1987). Balance de materia En la elaboración del yogur, previamente especificado, se empleó leche líquida, leche en polvo, azúcar y el cultivo. Para conocer la composición final de proteína y grasa del yogur se debe tener en cuenta los valores iniciales de estos componentes de la leche líquida y en polvo como se aprecia en las figuras 1 y 2 y en la tabla 2 y 3. La cantidad de producto se obtuvo al multiplicar el número de porciones con el tamaño de cada una. Tabla 2. Porcentaje de grasa de la materia prima

Leche

La Vaquita

Producto (g)

720

NutriLeche

1000

Leche La Vaquita

Producto (g) 720

Grasa (g)

Grasa (%)

9 g →31 g x → 240 g

720 g → 100 % 209,04 g → x

240 g × 9 g 31 g x=69,68 g 69,68 g × 3=209,04 g 6 g →200 g x → 1000 g x=

x=

1000 g × 6 g 200 g x=30 g

x=

209,04 g × 100 % 720 g x=29,03 %

1000→ 100 % 30 g → x

x=

30 g ×100 % 1000 g x=3 %

Tabla 3. Porcentaje de proteína de la materia prima

Proteína (g)

5 g → 31 g x → 240 g

240 g × 5 g 31 g x=38,71 g 38,71 g ×3=116,13 g 6 g →200 g x → 1000 g x=

NutriLeche 1000

1000 g × 6 g 200 g x=30 g x=

Proteína (%)

720 g → 100 % 116,13 g → x

116,13g × 100 % 720 g x=16,13 % x=

1000→ 100 % 30 g → x

30 g ×100 % 1000 g x=3 % x=

La composición de las leches es la misma sin importar la cantidad de esta, por esta razón el balance de materia y composición se realiza con los porcentajes obtenidos. La 5

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cantidad de yogur se obtiene al multiplicar los 69 frascos usados por su capacidad (150 ml), sin embargo, tomando en cuenta que para identificar la acidez se tomó 10 ml para cada cálculo (16 veces) lo que da un total de 160 ml perdidos. Al no llenar los frascos por completo el volumen en cada uno disminuye, por lo que se empleó un volumen aproximado de 140 ml para su cálculo, lo que da un total aproximado de 9 660 ml, al cual se disminuye el volumen usado para cálculo de acidez y da un valor final de 9 500 ml (9,500 kg).

Leche A¿

D=0,00045 Kg G X D=0 X P=0

D(Bacterias

A=9 Kg G X A =0,03 P X =0 03

E=9,66 Kg X EG =? P X ?

B=0,225 Kg G X B =0,2903 XP

Leche B¿

E(Yogur)

C=0,9 Kg X CG =0 P

C( Azúcar

F=? X FG =? XP ?

F(Yogur , pérdida)

A + B+C+ D=E+F 9 Kg+0,2 25 Kg+0,9 Kg+0 , 0 004 5 Kg−9,5 Kg =F

0, 625 Kg = D

Balance de componentes (grasa)

X EG =X GF

A X AG + B XGB+C X GC + D X GD =E X EG + F X GE

9 Kg ( 0,03 ) +0,225 Kg (0,2903)=10,125 Kg( X E ) G

0,27 Kg+ 0,065 Kg G =X E 10,125 Kg G

0, 033= X E

Balance de componentes (proteína)

P

P

X E= X F

A X AP + B X PB +C X CP + D X DP =E X EP + F X PF 6

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9 Kg ( 0,03 ) +0,225 Kg (0,1613)=10,125 (X PE) 0,27 Kg+ 0,036 Kg = X PE 10,125 Kg G

0,03= X E

Rendimiento

10 ,125 Kg →100 % 9,5 Kg→ X

X=

9,5 Kg ×100 % =93,83 % 10 , 125 Kg

La composición final del yogur es 3,3% de grasa y 3% de proteína, lo cual está dentro de los parámetros establecidos en la norma (NTE INEN 2395, 2011). El rendimiento del proceso es de 93,83%, esto se debe a las perdidas en envasado y cálculo de acidez previamente mencionado, sin embargo, representa un porcentaje cercano a 93,87% generalmente obtenido en el proceso (Acevedo, 2005).

5. CUESTIONARIO DE INVESTIGACIÓN: 5.1.

Investigue qué efectos beneficiosos para la salud tienen los microorganismos del yogurt. Aumento de la digestibilidad de compuestos como las proteínas y grasas debido a la pre-digestión, realizada en la fermentación por parte de los microorganismos (Hernández, 2003). Reducción de la lactosa en ácido láctico, lo cual permite el consumo de este producto a las personas intolerantes al azúcar de le leche o que lo toleran en bajas cantidades (Hernández, 2003). Producción de enzimas, por parte de los microorganismos, que ayudan a la digestión y absorción de nutrientes en el intestino por medio de los enterocitos (Hernández, 2003). Inhiben el crecimiento de microorganismos patógenos en el organismo (protegiendo de infecciones) y regulan la flora putrefactiva del colon. (Hernández, 2003) Los probióticos en general, agregados al yogurt, contribuyen a controlar la diarrea, previenen cáncer de colon y poseen efectos antitumorales (Willey, 7

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Sherwood & Woolverton, 2008).

5.2.

Elabore una curva tiempo vs Ph con intervalos de 15 minutos entre cada determinación.

Tiempo (min)

pH

0

6,9

15

6,8

30

6,8

45

6,5

60

6,5

75

6,3

90

6,4

105

6,5

120

6

135

5,8

150

5,6

165

5,3

180

5,3

195

5,3

210

5,3

225

5,3

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Tiempo vs pH 8 7 6

pH

5 4 3 2 1 0

0

15

30 45

60

75

90 105 120 135 150 165 180 195 210 225

Tiempo (minutos)

5.3.

Qué tipo de aditivos pueden aplicarse y en qué dosis para yogurt hecho a base de leche descremada (tipo III) Edulcorantes: como la sacarosa (80mg/kg) y aspartame (600mg/kg). Saborizantes y colorantes: como caramelo IV (2000mg/kg), rojo allura Ac (300mg/kg) Estabilizantes: como carragenina (BPF), goma xanthan (BPF) Nota: Los valores anteriores corresponden al límite máximo que se pude agregar de conservantes al producto. (Códex Alimentarius, 2017).

6. Consulte la norma INEN de yogurt, compare con los datos de planta piloto y comente los resultados. Una vez preparado el yogurt, se pudo comprobar que el mismo pertenece a la clasificación, según el contenido de grasa, de leche fermentada entera. Esto se debe a que el porcentaje de grasas del producto está entre el rango específico de esta categoría (porcentaje mínimo de 2.5 % de contenido de grasa) y, de igual forma el porcentaje de proteína (mínimo 2,7%). El yogurt hecho en la planta obtuvo un porcentaje de 3,3% de contenido graso y 3% de proteína. Cumpliendo así con el requisito de la mencionada categoría. De igual manera se puede mencionar que la clasificación del yogurt, en relación a sus ingredientes, se encuentra en la categoría de leche fermentada con ingredientes, debido al uso de saborizantes (arrope de mora) y edulcorantes 9

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(sacarosa) Asimismo, en cuanto a la clasificación de acuerdo al proceso de elaboración, el yogurt hecho en la planta corresponde a yogurt batido. Ello se debe a que la fermentación ocurrió en una olla y no dentro del envase. 7. Realice el balance general y composicional del proceso de Yogurt, deduciendo el contenido graso en el producto final.

A=9 Kg G X A =0,03 P X =0 03

Leche A¿

D=0,00045 Kg G X D=0 X P=0

D(Bacterias

E=9,66 Kg X GE =? P X ?

B=0,225 Kg G X B =0,2903 XP

Leche B¿

E(Yogur )

C=0,9 Kg X CG =0 C( Azúcar

P

F=? X FG =? XP ?

F(Yogur , pérdida)

A + B+C+ D=E+F 9 Kg+0,225 Kg+ 0,9 Kg+0,00045 Kg−9,5 Kg = F 0,625 Kg= D Balance de componentes (grasa)

G

G

X E =X F

A X AG + B XGB+C X GC + D X GD =E X EG + F X GE 9 Kg ( 0,03 ) + 0,225 Kg (0,2903)=10,125 Kg( XGE) G 0,27 Kg+ 0,065 Kg =X E 10,125 Kg G 0,033= X E Balance de componentes (proteína)

P

P

X E= X F

P

P P P P P A X A +B X B +C X C +D X D =E X E +F X F P 9 Kg ( 0,03 ) + 0,225 Kg (0,1613)=10,125 (X E) 0,27 Kg+ 0,036 Kg = X PE 10,125 Kg G

0,03= X E

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8. CONCLUSIONES: Una vez fermentada la leche y formado el yogurt, se determinó que el rendimiento de la total, fue de 93,83%, debido a que de 10,125 Kg de materia prima (incluyendo en formulación todos sus componentes: azúcar, leche en polvo, cultivo) se obtuvo 9,5 Kg de producto final. En cuanto al ritmo de acidificación de la leche, se pudo determinar que el pH bajaba un promedio de 0.12 cada 15 minutos. Por ende, se podría aseverar que, en aproximadamente 4 horas con 45 minutos, el yogurt llegó al pH requerido de 4.82 (en el cual se debe detener la fermentación para que los microorganismos ajusten posteriormente el pH), y a una acidez de 0.642. Los valores de pH y acidez determinados por la norma INEN para este tipo de producto son: 4.6 y 0.60, respectivamente, cumpliendo así con los requisitos necesarios. 9. RECOMENDACIONES: Para la adición en la leche del cultivo microbiano, para la fermentación de la misma, es recomendable desinfectarse bien las manos, con alcohol o desinfectante, así como también la tijera con la que se abrirá el empaque del cultivo y el mismo sobre del cultivo. Todo ello para evitar la adición al yogurt, de microorganismos que no son necesarios para la elaboración del mismo. 10. BIBLIOGRAFÍA: Acevedo, J., (2005) Elaboración de un Balance de Masa Para Yogur, Helado, Queso Zamorella y Queso Crema en La Planta de Lácteos de Zamorano, Agroindustria. Recuperado el 19 de noviembre de 2017 de https://bdigital.zamorano.edu/bitstream/11036/1058/1/AGI-2005-T001.pdf Andalucía (2013). Yogur, Normativa puesta al dia el 10 de diciembre de 2013. Recuperado el 19 de noviembre de 2017 de http://www.juntadeandalucia.es/de fensacompe tencia/sites/a ll/theme s/co mpetencia/files/fichas/pdf/2_Yogur.pdf Briones, E., (2005) Proceso de la elaboración de yogur y su presentación en página web. Universidad Autónoma del estado de Hidalgo. Recuperado el 19 de noviembre de 2017 de https://repository.uaeh.edu.mx/bitstream/bitstream/handle/123456789/11099/Proces Codex Alimentarius. (2017). Norma General para los aditivos alimentarios. Recuperado el 19 de noviembre del 2017, de http://www.fao.org/gsfaonline/docs/CXS_192s.pdf CODEX STAN 243, (2003) NORMA DEL CODEX PARA LECHES FERMENTADAS. Recuperado el 19 de noviembre de 2017 de https://www.google.es/url?sa=t&rct=j&q =&esrc=s&source=web&cd=3&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwieyJHZw8vXAhUJLyYK Hernández, A. (2010). Elaboración del yogurt. Recuperado el 19 de noviembre de 2017 de https://books.google.com.ec/books?id=KFq4oEQQjdEC&pg=PA68&dq=ELABORAC ION+DEL+YOGURT&hl=es&sa=X&ved=0ahUKEwiglenSusnXAhWMSyYKHYVoBJwQ6 Hernández, A. (2003). Microbiología industrial. Costa Rica: Editorial Universidad Estatal 11

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a Distancia. NTE INEN 10, (2012) Leche pasteurizada. Requisitos. Primera edición. Recuperado el 19 de noviembre de 2017 de http://normaspdf.inen.gob.ec/pdf/nte/10-5.pdf NTE INEN 2395, (2011) Leches fermentadas. Requisitos. Primera revisión. Recuperado el 19 de noviembre de 2017 de http://www.normalizacion.gob.ec/wpcontent/uploads/downloads/2014/NORMAS_2014/ACO/17122014/nte-inen-2395-2r.pd...