Yogurt griego Final - Resumen Química Orgánica PDF

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proyecto de investigación...

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Yogurt natural tipo griego Química de alimentos

Garrido Terrazas Kevin Isai, Martínez García Alex Aldair, Pérez López Eduardo, Urbano Sandoval José Leonardo.

Licenciatura de Ingeniería en Alimentos

3er° semestre

Índice Yogurt natural tipo griego.................................................................................................1 Introducción.....................................................................................................................3 Diagrama del proceso de elaboración de yogurt estilo griego..........................................5 Leche cruda..................................................................................................................... 6 Estandarización...............................................................................................................6 Método tradicional.....................................................................................................7 Adición de leche en polvo.........................................................................................8 Adición de mazada en polvo.....................................................................................8 Adición de suero de leche.........................................................................................8 Adición de caseína en polvo.....................................................................................8 Concentración por evaporación...............................................................................9 Homogeneización............................................................................................................9 Pasteurización...............................................................................................................10 Inoculación....................................................................................................................12 Incubación.....................................................................................................................13 Metabolismo de los carbohidratos.........................................................................14 1

Ruta de la glucólisis.................................................................................................15 Flavor........................................................................................................................18 Metabolismo de las proteínas.................................................................................19 Metabolismo lipídico................................................................................................21 Metabolismo de las vitaminas.................................................................................22 Otro tipo de modificaciones....................................................................................23 Enfriamiento..................................................................................................................23 Aditivos..........................................................................................................................23 Concentración y filtración...............................................................................................25 Envasado.......................................................................................................................25 Beneficios del consumo del yogurt....................................................................................27 Actividad antimicrobiana de los probióticos de los productos lácteos............................27 Probióticos.....................................................................................................................27 Bibliografía......................................................................................................................28

Índice de ilustracione Ilustración 1 Glucolisis primera fase..................................................................................15 Ilustración 2 Glucolisis segunda fase................................................................................16 Ilustración 3 Fermentación láctica en los componentes de la leche (Robinson, 1991)....17 Ilustración 4 isómeros de ácido láctico (Robinson, 1991)..................................................17 Ilustración 5 Proteólisis (Robinson, 1991).........................................................................20 Ilustración 6 lipolisis (Robinson, 1991)..............................................................................21

Índice de cuadros Y Cuadro 1 Limites de estandarización de la leche................................................................7 Cuadro 2 Tipos de Pasteurización de la leche..................................................................11 Cuadro 3 Ejemplo de crecimiento de los cultivos starter del yogurt...................................12 Cuadro 4 Aditivos del yogurt..............................................................................................24 Cuadro 5 Clasificación del yogurt......................................................................................26 Cuadro 6 Especificaciones del yogurt...............................................................................26

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Introducción Durante los primeros meses de vida del ser humano, el único alimento viable para el organismo es la leche materna, que es la única fuente de sustancias nutritivas necesarias para el infante, para su crecimiento y desarrollo. Cuando este alimento ya no puede ser recibido, se hace necesario buscar una fuente de nutrientes alterna, como lo es la leche de vaca, por esta razón es que desde hace cientos de años, la leche ha formado parte de nuestra dieta básica en prácticamente todas las naciones. [ CITATION SAN01 \l 2058 ] Hace miles de años, el hombre empezó a realizar ordeñas a animales salvajes para utilizar la leche como alimento, la evidencia histórica más antigua proviene de babilonia entre 3500 y 2800 a.C., donde se encontraron jarros hechos de cerámicas con residuos lácteos que podrían indicar una temprana elaboración de quesos. La fermentación de la leche para la elaboración de productos lácteos (yogures y quesos) se puede considerar como una de las técnicas más antiguas para la preservación de la leche. Durante la fermentación se acumulan metabolitos como el ácido láctico, que conservan la leche e imparten características organolépticas distintivas a cada producto, este proceso es llevado a cabo por las BAL o bacterias ácido lácticas como Lactobacillus bulgaricus y Streptococus thermophilus. [ CITATION SAN01 \l 2058 ] El yogurt es uno de los productos derivados de esta fermentación láctea, preparado a partir de leche entera o leche parcial o totalmente desnatada, pasteurizada, homogeneizada o no, concentrada o no, y coagulada por la fermentación de microorganismos. Existen diferentes tipos de yogurt, siendo uno de ellos el yogurt estilo griego, que resulta de la concentración de solidos totales mediante el desuerado y la fermentación, dando como resultado un producto con consistencia más espesa, denso y cremoso que un yogurt convencional. Este se obtiene al someter el yogurt tradicional a presión varias veces hasta eliminar parcialmente el agua libre dentro del alimento, resultando un producto concentrado, espeso y ácido, con más proteína por poción que in yogurt convencional, al contener menos lactosa, ya que esta es removida durante el proceso de desuerado, es adecuado para las personas con intolerancia a la lactosa.[ CITATION Ste12 \l 2058 ] 3

El interés por la buena salud asociada con el consumo de dietas ricas en proteína, ha impulsado el consumo del yogurt griego. Actualmente los beneficios nutricionales percibidos por los consumidores en diferentes países a nivel mundial y las características de almacenamiento, han llevado al yogurt griego a una popularidad creciente en este siglo, y se ha establecido como un producto de alto valor nutritivo en comparación con los yogures regulares.[ CITATION SAN01 \l 2058 ] El motivo principal de este trabajo es conocer el proceso de elaboración de un yogurt estilo griego, así como los procesos químicos que sufre la leche al transformarse en un nuevo producto con características totalmente distintas a su materia prima.

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Diagrama del proceso de elaboración de yogurt estilo griego

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Leche cruda La leche es un producto biológico que sirve como materia prima y como alimento, debido a las propiedades que posee. La leche es una mezcla fisicoquímica, la lactosa, glicéridos de ácidos grasos, caseínas, albuminas, sales, etc., en la que coexisten tres fases: emulsión, suspensión y solución.[ CITATION JAm91 \l 2058 ] Fases que pueden separarse a temperatura ambiente en: Crema: capa de glóbulos reunidos por efecto de la gravedad Cuajada: caseína coagulada como consecuencia de la acción microbiana. Suero: contiene los productos solubles y que se separan de la cuajada. Cada uno de los elementos presentes en la mezcla, pueden aislarse sin modificarse. Existe, un "estado de equilibrio" en la leche que puede romperse por acciones diversas. Cuando aplica un tratamiento a la leche se debe pensar en los cambios en el estado de uno o de varios de sus componentes y las repercusiones secundarias que derivan en cambios previsibles de las cualidades físicas, organolépticas y nutritivas, de la leche y de los productos lácteos.[ CITATION Cha97 \l 2058 ] En la elaboración de yogurt se utiliza leche de distintas especies de animales, así, en función del tipo de leche utilizado se pueden presentar variaciones en la calidad del yogurt, aunque el flavor del yogurt es resultado de reacciones bioquímicas (véase en Incubación) debido a la actividad de microorganismos. Para evitar los efectos de estas variaciones en la composición de la leche es preciso recurrir a la estandarización o enriquecimiento de la misma, con los objetivos de, cumplir con las especificaciones exigidas por las normas legales en la elaboración de yogurt y estandarizar la calidad del yogurt, es decir la acidez, suavidad y consistencia para satisfacer al consumidor. [ CITATION AY \l 2058 ]

Estandarización El proceso de estandarización de la leche consiste en agregar o retirar grasa butírica con la finalidad elaborar un producto con diversos contenidos de grasa y con las características organolépticas del producto.

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El porcentaje de extracto seco magro (lactosa, proteínas y sales minerales) de la leche destinada a la elaboración de yogurt, vienen regulados por las normas legales de cada país, en este caso las características de la leche están reguladas por la NORMA Oficial Mexicana NOM-155-SCFI-2012. Las propiedades físicas del yogurt estilo griego, son de gran importancia y en general, en cuanto mayor sea el contenido de grasa butírica es mejor, esto le otorgara la consistencia/viscosidad del producto, por ello la leche que mejor se adapta a estas características es la leche entera por su mayor contenido de esta grasa. Debido al efecto tan importante de las proteínas, fosfatos, citratos, lactatos y otros componentes de la leche, el aumento de extractos secos magros de la leche se ve acompañado por un aumento de acidez en el valor global del producto (Jennes y Patton, 1959). El aumento de estos extractos secos de la mezcla para la elaboración del yogurt se logra de diversos métodos, algunos de los más comunes son: Método tradicional. Consiste en el calentamiento de la leche, manteniendo la ebullición hasta reducir el volumen a 2/3 de nuestro valor inicial, aunque el objetivo primordial es el aumento de extracto seco, marca también otras modificaciones físico-químicas, este método sigue implementándose en las producciones de yogurt a pequeña escala.[ CITATION AY \l 2058 ] Cuadro 1 Limites de estandarización de la leche

Especificacione s

Límite Entera

Densidad a 15 1,029 mín. °C, g/ml Grasa butírica g/L 30 mín. Acidez 1,3 mín. (expresada como 1,7 máx. ácido láctico) g/L Sólidos no grasos 83 mín. de la leche, g/L

Parcialmente Método de Descremada descremada prueba 1,029 mín. 1,031 mín. Véase inciso 8.8 28 máx. 6 mín. 1,3 mín. 1,7 máx.

5 máx. 1,3 mín. 1,7 máx.

83 mín.

83 mín.

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Véase incisos 8.7 y 8.9 Ver inciso 8.3

Ver inciso 8.4

Punto crioscópico Entre Entre Entre Ver inciso 8.1 °C (°H) -0,510 (- -0,510 (- -0,510 (0,530) 0,530) 0,530) y -0,536 y -0,536 y -0,536 (-0,560) (-0,560) (-0,560) Lactosa g/L 43 mín. 43 mín. 43 mín. Ver inciso 8.6 y 8.10 52 máx. 52 máx. 52 máx. Proteínas propias 30 mín. 30 mín. 30 mín. Véanse incisos de la leche g/L 8.5 Caseína g/L 24 mín. 24 mín. 24 mín. Ver inciso 8.2 Nota: La leche ultra pasteurizada y micro ultra filtrada debe tener un punto crioscópico de entre - 0,499 °C (- 0,520 °H) y - 0,529 °C (- 0,550 °H). Nota: En leche, la relación caseína proteína debe ser al menos de 80% (m/m). Adición de leche en polvo. Esta adición es utilizada por las industrias, con el fin de enriquecer la leche destinada a producir un yogurt de consistencia suave y espesa. En el Reino Unido, es el ingrediente por excelencia, la proporción de leche en polvo añadida a la mezcla es de 1 a 6% recomendado un valor entre 3-4%, ya que si se añade un porcentaje superior ellos pueden llamar al yogurt “sabor a polvo”[ CITATION AY \l 2058 ] Adición de mazada en polvo. La mazada es un subproducto de la elaboración de la mantequilla dulce, aunque se puede obtener un tipo ácido si su parte de nata madura de la mantequilla, la importancia de este producto es su alto contenido en grasa, elevada en fosfolípidos que tienen importantes propiedades emulsionantes [ CITATION Cha97 \l 2058 ] Adición de suero de leche. El suero de leche es subproducto de la elaboración de queso y su aprovechamiento en la industria alimentaria es de suma importancia, todo depende del proceso de desmineralización, eliminación de lactosa, la concentración de proteínas. De acuerdo con Jelen y Horbal (1974) el porcentaje de adición recomendado para la elaboración del yogurt es de 1-2%, ya que a concentraciones superiores puede originar un desagradable “flavor a suero”. Adición de caseína en polvo. Se pueden elaborar distintos tipos de caseína en polvo a partir de leche desnatada, cuyas propiedades dependen de la técnica utilizada para la precipitación de la misma. Los principales tipos son: caseína ácida, precipitada por adición de ácido láctico, clorhídrico o 8

sulfúrico; caseína coprecipitada, precipitada con quimosina. La caseína en polvo, contiene principalmente caseína y su adicción a la mezcla base destinada a la elaboración de yogurt aumenta la concentración de proteína en el producto y su viscosidad. El porcentaje de adición en comparación con la leche en polvo es relativamente bajo[ CITATION JAm91 \l 2058 ] Concentración por evaporación. Este método de concentración de extracto seco total de la mezcla base es ampliamente utilizado en la industria, el requisito básico para llevarlo a cabo es disponer de un evaporador de placas de un solo efecto, el cuál puede ser fácilmente incorporado en la línea de proceso, el cual evapora o concentra la leche antes del tratamiento térmico final. En la práctica la leche destinada a la elaboración de yogurt debe ser previamente normalizada, es decir, ajustado el contenido de distintos componentes como puede ser grasa, ya que la evaporación determina la concentración de todos los componentes de la leche en el producto exceptuando la pequeña pérdida que se pueda producir de un compuesto volátil. La cantidad de agua eliminada oscila entre los 10 a 25% lo que es equivalente un incremento de extracto seco total de 2 a 4%. Otra ventaja es la eliminación de agua de la leche que hace vacío.[ CITATION AY \l 2058 ]

Homogeneización La homogeneización consiste en la formación de una emulsión homogénea entre dos líquidos inmiscibles, en los productos lácteos existen dos categorías de emulsiones, emulsiones aceite en agua y agua en aceite, la leche destinada para la elaboración de yogurt es una emulsión de tipo aceite en agua, por lo que la grasa tiende a separarse formando una capa superficial (esto sucede durante el proceso de incubación).[ CITATION JAm91 \l 2058 ] Para prevenir esta separación, la mezcla es sometida a un mezclado a elevada velocidad, es decir la leche pasa por un pequeño orificio a presión, los efectos de este proceso se ven reflejados en los constituyentes de la leche, como: Efectos en la grasa: 

Una disminución del diámetro de los glóbulos grasos



Evita la formación de grumos de glóbulos grasos y la tendencia de la grasa a ir a la superficie

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

Disminuye la aglutinación debido a la adsorción de micelas de caseína[CITATION AY \p 17-21 \l 2058 ]

Efectos en las proteínas; 

Desnaturalización de las proteínas del lactosuero, debido a una regresión a su estructura nativa llevada a cabo mecánicamente por el movimiento de la leche



Interacciones entre la caseína y las proteínas del lactosuero



Producción de compuestos a partir de las proteínas

[ CITATION AY \l 2058 ] Este proceso es clave en la producción de yogurt griego debido al elevado contenido de grasa, ya que la tendencia de la grasa a reglo merarse.

Pasteurización La leche puede contener células epiteliales o leucocitos procedentes de la glándula mamaria de la vaca, pero en algunos casos, gracias a la falta de protocolos y medidas de higiene durante la obtención de la leche, esta queda expuesta al medio ambiente, donde puede entrar en contacto con paja, hojas, pelos, semillas, materia fecal y demás contaminantes. Para garantizar una calidad máxima del producto elaborado, se tiene que eliminar estos contaminantes.[ CITATION Cha97 \l 2058 ] Antes de llegar a la pasteurización, el sistema mas generalizado para esta depuración del producto, es la filtración, ya que este método permite eliminar las impurezas macroscópicas presentes en la leche, el uso de tamices de tela para filtrar la leche cruda resulta más que suficiente, aunque en algunas ocasiones, cuando se utilizan productos lácteos en polvo para aumentar los sólidos de la leche, es necesario utilizar tamices de tela metálica, que permitan separar la leche en polvo no disuelta. [ CITATION AY \l 2058 ] Una vez eliminadas las interferencias más grandes, se tiene que someter a la leche a un tratamiento térmico, que tiene como objetivo la esterilización parcial, reduciendo o eliminando patógenos y otros microorganismos indeseables que afectan después en el proceso de inoculación, Además, algunos compuestos antibacterianos como la lactoperoxidasa, así como otros inhibidores, son inactivados por esta operación, promueve el crecimiento adecuado de las bacterias acido lácticas que serán añadidas posteriormente en la etapa de fermentación. Adicionalmente, el calentamiento favorece la 10

desnaturalización de las proteínas del suero (α- lacto albúminas y β-lacto globulinas), liberando de esta manera residuos de aminoácidos que tiene la capacidad de ligarse al agua y minimizar la síntesis de le gel que será formado[ CITATION JAm91 \l 2058 ] Durante el tratamiento térmico al que la leche es sometida para la elaboración de yogurt, se destruye la mayor parte de microorganismos presentes [ CITATION Gil81 \l 2058 ], pero en algunos casos, una contaminación por bacterias psicrofílicas, puede implicar una degradación de la caseína ẞ y α, que puede dar lugar a un coagulo frágil, separación del suero y la aparición de olores extraños e indeseables. [ CITATION AY \l 2058 ] Existen diferentes tipos de pasteurización. (cuadro 2) La pasteurización lenta (63° durante 30 min), es de las más utilizadas, este tratamiento suave, da origen a pocas modificaciones, la desventaja de este método es que puede provocar la multiplicación de bacterias termófilas, así que solo es recomendable tratar con leche con escasa carga bacteriana, por otro lado, es necesario evitar la formación de espuma, que favorece la supervivencia de microorganismos termorres...