Yogur

Fermentación. Alimentos, productos lácteos. Leche pasteurizada. Pasteurización. Bacterias lácticas. Fabricación. Preparación y tratamiento. Estandarización del contenido en grasa. Homogeneización. Tratamiento térmico de la mezcla base. Colorantes

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  • Definición

Según la FAO/OMS el yogur es una leche coagulada obtenida por fermentación láctica ácida, producida por Lactobacillus bulgaricus y Streptococus thermophilus, de la leche pasteurizada o concentrada con o sin adiciones (de leche en polvo, azúcar ... etc). Los microorganismos del producto final deben ser viables y abundantes.

El club internacional de fabricantes de yogur ha adoptado por unanimidad la definición siguiente:

“El yogur es una leche fermentada obtenida por multiplicación de dos bacterias lácticas específicas asociadas: Streptococus thermophilus y Lactobacillus bulgaricus. Estas bacterias lácticas se cultivan en leche previamente pasteurizada, con el fin de eliminar total o parcialmente la flora microbiana preexistente. Después de la fermentación, el yogur se enfría a una temperatura entre 1-10ºC, excluyendo cualquier otro tratamiento térmico. En ese momento ya está listo para su consumo.”

  • Tecnología del yogur

Antes de abordar la fabricación del yogur, conviene precisar que existen dos tipos de yogur:

  • Los yogures tradicionales o fermentados en su propio recipiente, cuya fermentación ha tenido lugar en vasos, y que son naturales o aromatizados y

  • Los yogures fermentados en cubas, más líquidos, cuya fermentación ha tenido lugar en una cuba antes del envasado. Generalmente son yogures naturales untuosos, con pulpa o trozos de frutas.

Por otra parte, para cualquiera de los dos tipos de yogur se puede utilizar leche entera, semidesnatada o desnatada, y el contenido de materia grasa será 3.5, 1, y 0%

La fabricación del yogur incluye varias etapas: la preparación y tratamiento de la leche, el desarrollo de la fermentación, la detención de la fermentación y el envasado.

  • Preparación y tratamiento de la leche

El extracto seco de la leche de partida es un factor importante en la fabricación, pues condiciona la consistencia y viscosidad del producto. Las proteínas, al mejorar la textura, enmascaran también la acidez y la materia grasa proporciona un sabor más suave y cremoso y un mejor aroma, y por su parte también enmascara la acidez.

Para elevar el extracto seco de la leche se puede proceder de diversas maneras, aunque las dos más utilizadas son la de añadir leche en polvo o concentrarla. Si se utiliza leche en polvo desnadata, la adición deben realizarse a una concentración del 2 al 3% para conseguir un ESD final del orden del 12%

A este respecto se puede observar que los países que consumen leche fermentada desde hace mucho tiempo no utilizan leche de vaca, sino leche de otras especies como la oveja, cuyo contenido de extracto seco, caseínas y materia grasa es mucho más elevado, y da lugar a productos más consistentes y cremosos

La leche enriquecida se somete a continuación a un tratamiento térmico, siendo el más utilizado la pasterización a 90-95ºC con un tiempo de residencia en la cámara de 3 - 5 minutos. Una pasterización demasiado elevada (más de 5min) tiene un efecto nocivo en el producto.

Este tratamiento tiene por objeto la destrucción de los gérmenes patógenos y gran parte de la flora original, y permite también la destrucción de algunas sustancias inhibidoras naturales. Además causa un tercer efecto: la precipitación de una fracción de las proteínas del lactosuero, lo que implica una mejor retención del agua y una mejora de la consistencia..

La pasteurización pude reemplazarse por la esterilización, realizada por inyección directa de vapor o por calentamiento indirecto (varios segundos a 135-140ºC). En este caso, se constata que la viscosidad del producto final es menor.

Actualmente se utilizan de forma simultánea la pasteurización y la homogeneización. Este tratamiento permite en los yogures grasos la estabilización de la emulsión grasa, evita el ascenso de la nata y mejora la digestibilidad de la grasa.

En los yogures desnatados, la leche puede homogeneizarse dos o tres veces, con lo que la consistencia mejora sobre el efecto sobre la caseína.

Según Kurman, la temperatura durante la homogeneización no debe ser demasiado elevada (55-60ºC), y la presión debe ser unas 200atm, aunque actualmente se trabaja a temperaturas más elevadas (85-90ºC) y presiones de 250atm. La homogeneización puede llevarse a cabo en el momento de elevar la temperatura, antes de la sección de pasteurización, con lo que la consistencia del yogur será mayor.

  • Desarrollo de la fermentación

Esta etapa, llamada generalmente fase de acidificación , es la etapa característica de la fabricación del yogur, y se puede descomponer en fase de siembra y fase de incubación. La siembra consiste en la inoculación de los gérmenes específicos del yogur, el Lactobacillus bulgaricus y el Streptococus thermophilus. La relación estreptococo/lactobacilo varia desde 1.2-2 para el yogur natural hasta 10 para yogures con frutas.

La siembra debe hacerse a una concentración suficientemente elevada, ya que es preferible añadir una cantidad demasiado grande que demasiado pequeña, para asegurar una acidificación correcta. Además las bacterias pueden soportar mejor las condiciones desfavorables. También se evita el que la textura resultante sea arenosa.

La cantidad mínima de siembra varía según la vitalidad de los cultivos entre 0.5-1% hasta 5-7%; no deben sobrepasarse estos valores, ya que si no el aporte de ácido láctico y de leche cuajada puede llegar a ser demasiado importante e incluso la acidificación puede ser demasiado rápida.

Hay otro criterio que no debe despreciarse y es el de que la siembra debe ser homogénea, es decir, que el reparto de gérmenes por la leche debe ser regular. Actualmente esta operación se realiza en continuo.

La siembra, además de gérmenes activos aporta también ácido y leche cuajada.

A partir de la etapa de siembra las tecnologías particulares de los yogures tradicionales o los yogures de mezcla son diferentes. En los primeros se fracciona la mezcla de leche y fermentos añadiéndose en ese momento los extractos de frutas y el azúcar en el caso de los yogures aromatizados y se envasa en vasos que se colocarán después en estufas de aire caliente. En el caso de yogures de mezcla la leche sembrada se deja acidificar en las tinas.

La fase de incubación corresponde al desarrollo de la acidez del yogur, y depende de dos factores: la temperatura y el tiempo. La temperatura debe elegirse próxima a la temperatura óptima de desarrollo del Streptococcus thermophilus, es decir entre los 42-45ºC, más que a una temperatura próxima a la óptima del Lactobacillus bulgaricus, 47-50ºC ya que es preferible que los Streptococcus inicien la fermentación, por otro lado una temperatura entre 42-45ºC asegura una simbiosis óptima.

La fermentación se puede llevar a cabo a temperatura constante o a temperatura decreciente. En el segundo caso después de un cierto tiempo de incubación se detiene el aporte de calor para que la temperatura vaya descendiendo progresivamente. Según Kurman, las consecuencias de la operación son las siguientes:

  • evitar sobreacidificación

  • disminuir la temperatura con vistas al batido en caliente

  • retrasar la acidificación y disminuir el crecimiento de los microorganismo

La duración de la incubación depende de diversos factores:

  • la acidez del cultivos

  • la cantidad sembrada

  • eventual preincubación

  • velocidad de enfriamiento

Preparación de la mezcla base.

Esta etapa incluye la estandarización, homogeneización e inoculación de la leche.

Estandarización o normalización del contenido en grasa de la leche.

El contenido de grasa de los distintos tipos de yogur elaborados en distintas partes del mundo varía de 0,1 a un 10% , siendo necesario estandarizar la composición de la leche para cumplir las especificaciones fijadas por las normas legales o recomendadas de composición de yogur, en el actual reglamento sanitario de los alimentos no se registra niveles minimos degrasa, siendo este determinado por el discernimiento del productor. Por otra parte en el ReinoUnido el contenido medio en grasa de la leche oscila de un 3,8 a un 4,2 % y el contenido en grasa del yogur comercial es de un 1,5% aproximadamente en yogur entero y un 0,5% en yogur descremado.

Los métodos empleados para la estandarización de la leche incluyen:

a) Eliminación de parte de la grasa de la leche;

b) Mezcla de leche entera y descremada;

c) Adición de grasa a la leche entera o descremada;

d) Utilización de una combinación de los métodos a y c es decir, utilización de centrifugas para la estandarización.

La cantidad de cada uno de los componentes necesarios para la estandarización de la leche mediante alguno de los métodos anteriores puede ser facilmente calculada por el método de Pearson.

Por ejemplo para calcular la cantidad de cada uno de los componentes necesarios para obtener 1000 litros de la composición adecuada tendriamos:

A={[(B-C) ó (C-B)]*1000}/F

B={[(A-C) ó (C-A)]*1000}/F

Estandarización del extracto seco magro de la leche.

La concentración de los sólidos no grasos de la leche tiene gran importancia en la obtención de un yogur de consistencia y viscosidad agradables , también se ha comprobado que un aumento en el extracto magro de la leche disminuye considerablemente el tiempo de obtención del coágulo. La correlación entre extracto seco de la leche y la consistencia del yogur ha sido estudiada por Tamine (1977) quien comprobó que esta propiedad mejoraba notablemente al aumentar el extracto seco, deacuerdo a sus estudios y el de otros investigadores, la leche destinada a la elaboración de yogur descremado debe contener aproximadamente un 9% de extracto seco total (incluida la grasa) y hasta un 30 % para otros tipos de yogur. El yogur de mejor calidad se logra con un extracto seco total de entre un 14 a 15%. Aunque para yogur del tipo enriquecido se aconsejan concentraciones de 30%.

El aumento del extracto seco de la mezcla destinada a la elaboración de yogur se puede lograr por diversos métodos entre los que se incluyae:

a) Concentración via evaporación.

b) Adición de leche en polvo descremada.

c) Adición de mazada en polvo.

d) Adición de suero de leche en polvo.

e) Adición de caseína en polvo.

Homogeneización.

Una vez estandarizada la mezcla base, es precalentada a la temperatura necesaria para la homogeneización, proceso que en términos generales se realiza entre 60 a 70 °C, y con una presión que va de 150 a 200 atm.

La homogeneización puede efectuarse tanto antes como después del tratamiento térmico con iguales resultados, pero se prefiere la primera alternativa para disminuir los riesgos de contaminación bacteriana de la leche después del tratamiento térmico.

Si la homogeneización es llevada acabo eficientemente, impide la separación de la grasa durante el almacenamiento. También asegura una distribución uniforme de las vitaminas solubles en la materia grasa y disminuye la tensión del coágulo dando como resultado la formación de un coágulo suave y finamente dividido. Durante este proceso se forma un complejo grasa - proteína, siendo la caseína la principal proteína involucrada.

El objetivo principal que se persigue con la homogeneización es, sin duda, la obtención de un mejoramiento sobre la viscosidad del producto final, aunque también se postula un aumento de la consistencia y estabilidad del producto.

Este proceso influye en forma favorable sobre la viscosidad y consistencia del yogur principalmente por la incorporación mecánica de los glóbulos grasos finamente divididos, dispersándose en forma pareja y permanente a través del líquido. También contribuye a la formación de una cuajada blanda, aumentando la digestibilidad de las proteínas de la leche.

La leche homogeneizada tiene una consistencia muy regular, con más cuerpo que la leche no homogeneizada, además presenta mayor opacidad (más blanca).

Rasic y Kurman mencionan las siguientes ventajas de la homogeneización de la leche para yogur:

Impide la formación de una capa de crema en la superficie del yogur durante la incubación.

Mejora la viscosidad y consistencia del producto final.

Disminuye la separación de suero porque hay mayor estabilidad del coágulo.

Mejora el aroma, sabor y cuerpo del yogur.

Aumenta la digestibilidad del producto.

Tratamiento térmico de la mezcla base.

Los niveles de temperatura normalmente usados varían entre 80-95°C con retención entre 5-30 min, según el equipo sea continuo o discontinuo. Un nivel adecuado de relación tiempo temperatura en pasteurización discontinua corresponde a 85-90°C por 30 min.

El tratamiento térmico de la leche para yogur consiste en temperaturas y tiempos más prolongados que los usados en la pasteurización corriente con el propósito de producir ciertos cambios químicos de la leche.

El calentamiento de la leche no solo destruye bacterias indeseables tales como las patógenas, si no que también elimina O2 creando condiciones adecuadas para el desarrollo del L. bulgaricus , sin embargo, como el efecto más importante con relación a la fabricación del yogur es que produce un mejoramiento del medio nutritivo para las bacterias del yogur a través de la alteración de las proteínas de la leche .

Un tratamiento de 80°C por 30 min desnaturaliza la mayor parte de las proteínas sericas y se liberan grupos sulfhidrilicos , los que actúan estimulando el crecimiento del cultivo adicionado.

Además la desnaturalización de las proteínas darán un aumento de la firmeza y consistencia del yogur. Se destruyen las sustancias inhibidoras naturales presentes en la leche ( Lacteninas ) que son de naturaleza proteica. No son destruidas por la pasteurización pero son desnaturalizadas a 74°C por 20 min. Del mismo modo son inactivas las enzimas presente en forma natural en la leche.

El tratamiento térmico de la leche tiene también el efecto de mejorar el aroma y el sabor de la leche y por lo tanto del producto final, Además de mejorar la digestivilidad del producto.

Disminuye la tendencia de la separación del suero durante el almacenamiento del producto frío, y mejora le consistencia final.

Enfriamiento e Inoculación.

Una vez finalizado el tratamiento térmico, la leche debe enfriarse hasta la temperatura de incubación que varia entre 40 - 45 °C y se inocula con el cultivo de las bacterias L. bulgaricus y S. thermophilus en una proporción de 2% sobre la base del volumen de leche.

Es muy importante la producción entre L. bulgaricus y S. thermophilus para obtener la mejor relación sinergista entre ambos microorganismos durante la incubación. La mejor calidad de yogur se obtiene cuando la proporción de S. thermophilus y L. bulgaricus es de 3 a 4:1 y se adiciona a la a leche 1.0 a 2.0% de la mezcla. Siendo muy importante distribuir el cultivo homogéneamente en la leche para conseguir una coagulación simultánea y evitar una consistencia granulosa.

Incorporación de Aditivos.

El uso de aditivos se realiza con el objeto de mejorar principalmente sus propiedades organolépticas (color, sabor, textura) y de conservación en almacenamiento.

Colorantes y Saborizantes.

Por razones de apariencia se recomienda la coloración del yogur. En general los consumidores tienden a rechazar el yogur saborizado que presente un sabor poco intenso y un color indefinido o no acorde al sabor, prefiriendo colores y sabores mas acentuados. Por esta razón se recurre a la adición de colores y sabores sintéticos y naturales autorizados para alimentos.

Gelatinas.

La gelatina impide la separación de los sistemas dispersos constituyéndose en un coloide protector que actúa como excelente estabilizador controlando la estructura del producto, logrando más suavidad y consistencia. Se recomienda una dosis de 0,2 a 0,4% de gelatina al yogur produciendo muy buena consistencia.

Incubación.

Esta etapa atiene por objeto proporcionar las condiciones de temperatura y tiempo para que se desarrolleóptimamente el cultivo inoculado responsable de la fermentación láctica y formación e compuestos responsables del sabor y aroma del yogur.

La incubación se efectúa óptimamente a una temperatura de 40 a 45 °C durante 2.5 a 3 horas hasta que coagule.

La acidez final del yogur debe ser de 0.85 a 0.95% de ácido láctico (en un producto de mediana acidez) y el pH entre 4.2 a 4.5.

De acuerdo a IDF ( International Dairy Federation) citado por Rasic y Kurman, lo mínimo de acidez al termino de la incubación debe ser de 0.7 g de ácido láctico por 100 g de yogur.

La relación simbiótica se explica a través de la acción protelítica del L. bulgaricus que proporciona algunos aminoácidos libres que estimulan el crecimiento del S. thermophilus, el cual a su vez produce ácido fórmico que favorece el crecimiento del L. bulgaricus.

Las bacterias utilizan la lactosa como fuente de energía y la transforman, produciendo ácido láctico, diacetileno, acetaldehido por la fermentación y la degradación de proteínas. Todas estas sustancias contribuyen en algún grado al sabor y aroma del producto siendo el más importante, el acetaldehido producido por L. bulgaricus. El ácido láctico contribuye al sabor fresco del yogur. Mientras que el coágulo del yogur se forma por la precipitación de las proteínas, caseinato y proteínas del suero.

En resumen, podemos decir que el L. bulgaricus va a dar por una parte las características de aroma y la mayor parte del sabor, mientras que el S. thermophilus actúa como agente principal de la acidificación, mejorando el cuerpo del yogur y reduciendo la viscosidad.

Envasado :

Es la última fase de la fabricación. Los yogures se envasan generalmente en dos tipos de recipientes, los vasos de vidrio y los de plástico, mientras que los recipientes de cartón parafinado han desaparecido prácticamente en beneficio de los vasos de plástico.

Estos vasos, especialmente los de vidrio y a veces los de plástico, pueden producirse en fabricas especializadas o en la propia máquina de envasado , que ejecuta a la vez

Ejemplo de máquina integrada de envasado asegurando a la vez las operaciones de moldeado, llenado y cerrado de los botes, a partir de bobinas de material de embalaje.

  • la confección de los vasos a partir de películas de embalaje(cloruro de polivinilo(PVC.), cloruro de polivinilo y polivinilidina (P.V.C/P.V.D.C), poliestireno , laminado con <saran> o polietileno de baja presión

  • el llenado y dosificación de los vasos, en el que pueden añadirse aromas, pulpa o frutas, bajo protección bacteriológica por aire filtrado, en vitrinas de flujo laminar

  • el cerrado hermético de los vasos por termosellado

  • al impresión de la fecha límite de consumo

  • la confección de botes(x4, x8, bandejas, etc)

La confección de los lotes puede realizarla también una embaladora con película plástica o con cartulina.

Operación de mezclado en los yogures batidos :

En los yogures batidos se lleva a cabo antes del enfriamiento una etapa particular, que da nombre al producto: la batida de la cuajada, que es lo que confiere al producto su untuosidad. Este proceso se lleva a cabo bien por la técnica de laminado en la que el gel se pasa a través de un filtro o tamiz, o por agitación mecánica (con agitadores de hélice o turbina), sobretodo en el caso de las bebidas del yogur, ya que el producto se vuelve más líquido con esta técnica (disminuye el 50 % la viscosidad con relación a la agitación mecánica).

Normalmente el mezclado reduce la sinéresis, aunque, cuando la agitación es demasiado fuerte y la incorporación de aire es importante existe un riesgo de desestabilización, apareciendo dos capas, una superior de caseína / grasa y otra inferior de suero. Además, cuando el tamaño de los copos de yogur es demasiado grande, es yogur batido puede experimentar un espesamiento ulterior.

Accidentes de fabricación :

Los principales defectos encontrados en la fabricación del yogur se pueden agrupar en tres categorias: defectos de gusto, de aspecto y de textura.

En el estudio de cada categoría se indicará la naturaleza del defecto y sus posibles causas.

Defectos del gusto :

Naturaleza

Origen

Amargura

Conservación demasiaa prolongada

Actividadproteolítica de los microorganismos muy fuerte

Gusto a levadura,afrutado,a alcohol

Contaminación por levaduras

Gusto mohoso

Contaminación por mohos

Frutas de mala calidad en los yogures con frutas

Insipidez, sin aroma

Mala actividad de las levaduras (desequilibrio de la flora, demasiados estreptococos, tiempo incubación bajo o a una temperatura baja )

Poco contenida de extracto seco

Falta de acidez

Actividad débil de los microorganismos (siembra escasa, incubación corta o a una temperatura demasiado baja, inhibidores en la leche, bacteriófagos)

Demasiada acidez

Fallos en la fermentación (siembra muy alta, incubación prolongada o a una temperatura elevada). Enfriamiento lento

Conservación a una temperatura elevada