Tecnologia de les llets fermentades

Transcripción

1 Q U A R T A E D I C I Ó D E S A B A D E L L U N I V E R S I T A T D E L 4 A L 8 D E J U L I O L D E Tecnologia de les llets fermentades S7. El paper de l alimentació al llarg de la història José Antonio Mateos, doctor en farmàcia Sabadell, juliol de 2005

2 SABADELL UNIVERSITAT 2005 JA Mateos

3 Leches fermentadas y yogur. Ciencia y tecnología 1. Introducción 2. Bacterias lácticas y otros microorganismos. Elementos de la bioquímica de la fermentación láctica 3. Starters o cultivos iniciadores Características Preparación y utilización 4. Tratamiento de la leche 5. Bioquímica de la textura 6. Elaboración de yogur y leches fermentadas

4 1. Introducción Historia Citas bíblicas Relieve sumerio en piedra año a.c. Elia Metchnikoff (1908) sugiere que los pueblos alimentados con leches fermentadas viven más Fuen el primero en establecer la relación tradición - ciencia Estableció las bases de la microbiología positiva GRAVADOS SUMERIOS

5 1. Introducción E. Metchnikoff. The prolongation of life (1907) Premio Nobel de Medicina en 1908

6 1. Introducción Tipos de leches fermentadas (FIL) 1. Productos fermentados por microorganismos termófilos *Fermento único: Leche acidófila (Lactobacillus acidophilus) *Fermentos mixtos: -Yogur (Streptococcus thermophilus y Lactobacillus delbruekii subsp. bulgaricus) -Productos BAT (Bifidobacterium sp., L acidophilus y S thermophilus) -BIOGAIA (Streptococcus thermophilus y Lactobacillus reuteri)

7 1. Introducción Tipos de leches fermentadas (FIL) 2. Productos fermentados por microorganismos mesófilos *Fermentación láctica: -Leche acidificada o Buttermilk (Lactococcus lactis y sus subsp. y/o-leuconostoc mesenteroides y sus subsp.) *Fermentación láctica y alcohólica: -Kéfir (gránulos de kéfir) -Koumis (Lactobacillus delbruekii subsp. Bulgaricus y Kluiveromices marxianus)

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9 Se entiende por yogur o yoghourt pasteurizado después de la fermentación el producto obtenido a partir de yogur o yoghourt que, como consecuencia de la aplicación de un tratamiento por el calor posterior a la fermentación equivalente a una pasteurización, ha perdido la viabilidad de las bacterias lácticas específicas y cumple todos los requisitos establecidos para el yogur en esta norma salvo las excepciones indicadas en la misma. 1. Introducción NORMA DE CALIDAD PARA YOGUR O YOGHOURT DESTINADO AL MERCADO INTERIOR (1987, MODIFICADA EN 2002 Y 2003) Definición del producto: Se entiende por yogur o yoghourt el producto de leche coagulada obtenida por fermentación láctica mediante la acción de Lactobacillus bulgaricus y Streptococcus thermophilus a partir de leche pasterizada,.. Los microorganismos productores de la fermentación láctica deben ser viables y estar presentes en el producto terminado en cantidad mínima de 1 por 10 7 colonias por gramo o mililitro.

10 EL YOGUR SEGUN EL CODEX ALIMENTARIUS (FAO&OMS)

12 2. Bacterias lácticas y otros microorganismos. Elementos de la bioquímica de la fermentación láctica Generalidades Microorganismos unicelulares procariotas Se encuentran en el suelo y en medios con altas concentraciones en carbohidratos, proteínas en proceso de lisis, vitaminas y poco oxígeno En la leche, carne y vegetales Algunas colonizan el organismo humano Su metabolito principal es el ácido láctico Toleran una acidez suave, de alrededor de 4, durante varias semanas Son Gramm-positivas, anaerobias pero aerotolerantes

13 2. Bacterias lácticas y otros microorganismos. Elementos de la bioquímica de la fermentación láctica Generalidades Según sus metabolitos finales se clasifican en: Homofermentativas: metabolito final en un % Heterofermentativas: ácido acético, CO 2, etanol y á. láctico Según la temperatura de fermentación se clasifican en: Mesófilas, con una temperatura de crecimiento º C Termófilas, con una temperatura de crecimeinto de º C

14 2. Bacterias lácticas y otros microorganismos. Elementos de la bioquímica de la fermentación láctica Metabolismo Necesidades Carbohidratos (lactosa, glucosa) para producir ATP Proteínas, péptidos, aminoácidos específicos y derivados de ácidos nucleicos para síntesis proteica Vitaminas, en particular del grupo B, como catalizadores de reacciones enzimáticas

15 2. Bacterias lácticas y otros microorganismos. Elementos de la bioquímica de la fermentación láctica Metabolismo Homofermentativos (S. thermophilus, lactobacilos, lactococos): GLICOLISIS C 6 H 12 O 6 (glucosa) 2 C 3 H 6 O 3 (lactato) + 2 ATP Heterofermentativos (Leuconostoc): RUTA PENTOSA FOSFATO á. Acético, etanol, CO ATP

16 2. Bacterias lácticas y otros microorganismos. Elementos de la bioquímica de la fermentación láctica

17 L. bulgaricus

18 L. casei Photograph 1: CIRDC + INRA Versailles Plate 1: Lactobacillus casei strain DN (electron micrograph)

19 L. acidophilus

20 S. thermophilus

21 Bifidobacterium

22 Bifidobacterium

23 levaduras

24 kefir

25 2. Bacterias lácticas y otros microorganismos. Elementos de la bioquímica de la fermentación láctica TIPOS DE FERMENTACION GENERO TIPO DE FERMENTACION PRODUCTO PRINCIPAL ISOMERO DE LACTATO Streptococcus HOMO Lactato L Pediococcus HOMO Lactato L, DL Lactobacillus Obligatoriamente homo Facultativamente hetero HOMO HOMO HETERO (*) Lactato Lactato Lactato : Acetato L, D, DL L, D, DL L, D, DL Obligatorimente hetero HETERO Lactato : Acetato : CO 2 L, D, DL Leuconostoc HETERO Lactato : Acetato : CO 2 D Bifidobacterium HETERO Lactato : Acetato L En caso de fermentación de pentosas, Kandler 1983

26 2. Bacterias lácticas y otros microorganismos. Elementos de la bioquímica de la fermentación láctica FERMENTACIÓN DE LAS HEXOSAS. PRINCIPALES VIAS (Kandler 1983) GLUCOSA FRUCTOSA 1,6 -P FRUCTOSA 6 -P GLUCOSA 6 -P Aldolasa Acetil-P + Eritrosa 4-P Gluconato 6 - P Triosa 3-P ADP ATP Piruvato Lactato Glicolisis HOMOFERMENTACIÓN Fosfocetolasa Xilulosa 5-P + CO2 Acetil-P + Triosa 3-P ADP Acetil-P + Triosa 3-P Piruvato ADP Piruvato ATP ATP Acetato 3 : 2 Lactato Acetato (etanol) Lactato Bifidus pathway 6-P Gluconate pathway Vías de la fosfocetolasa HETEROFERMENTACIÓN

27 2. Bacterias lácticas y otros microorganismos. Elementos de la bioquímica de la fermentación láctica CURVA DE CRECIMIENTO Y ACIDIFICACION DE UNA BACTERIA LACTICA (1) Fase de latencia o adaptación (2) Fase logarítmica (crecimiento activo) (3) Fase máxima o estacionaria (4) Fase decreciente

29 3. Preparación y utilización de cultivos iniciadores o starters. Características STARTERS MESOFILOS (10º - 40º C 30º C) TIPOS DE STARTERS MESÓFILOS Streptococcus lactis, S. lactis subsp. Cremoris Lactosa ácido láctico como metabolito mayor Streptococcus lactis subsp. diacetylactis, Leuconosotc lactis, L. mesenteroides subsp. cremoris y dextranicum Lactosa ácido láctico Acido cítrico acetaldehido + diacetil + CO 2 Son productoras de aromas

30 3. Preparación y utilización de cultivos iniciadores o starters. Características STARTERS TERMOFILOS. CASO ESTUDIO: EL YOGUR SIMBIOSIS BACTERIANA

31 3. Preparación y utilización de cultivos iniciadores o starters. Características STARTERS TERMOFILOS. CASO ESTUDIO: EL YOGUR ESQUEMA DE FACTORES ESTIMULADORES DE LA SIMBIOSIS O COOPERACIÓN Streptococcus thermophilus Lactobacillus delbrueckii subsp. Bulgaricus Urea de la leche NH3 Aminoácidos + péptidos El CO2 estimula en L. bulgaricus la síntesis de a. aspártico. S. thermophilus produce CO2 por descarboxilación de la urea CO2 Proteínas lácteas Acido fórmico El fórmico es precursor de nucleótidos purínicos. Estimula la síntesis de ARN para la síntesis de proteínas Calentamiento de la leche Proteolisis y tratamiento térmico son importantes para crecimiento microbiano

32 3. Preparación y utilización de cultivos iniciadores o starters. Características STARTERS de KEFIR Y KOUMIS TIPOS DE FERMENTACIONES 1. Láctica Acido láctico 2. Alcohólica Alcohol + CO 2 3. Acética Acido acético + CO 2

33 3. Preparación y utilización de cultivos iniciadores o starters. Preparación y utilización SISTEMAS ALTERNATIVOS CULTIVOS CONCENTRADOS PARA INOCULO DIRECTO Biomasa liofilizada Biomasa congelada Dispersión en leche Descongelación Inóculo directo en leche

35 4. Tratamiento de la leche

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41 5. Bioquímica de la textura 1. Producción de ácido láctico durante la fermentación láctica Durante la fermentación el crecimiento bacteriano es rápido para llegar a más de 100 millones por gramo La masa bacteriana lleaga a un 1 % de la masa de leche fermentada

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44 6. Elaboración de yogur y leches fermentadas FASES PRINCIPALES DE LA PRODUCCION TRADICIONAL DE YOGUR LECHE Concentración por ebullición Yogur procedente de una fabricación anterior Inóculo Fermentación a temperatura ambiente unas 12 horas YOGUR TRADICIONAL

45 Paradigma de un alimento funcional FABRICACION Preparación del cultivo iniciador Leche + ingredientes Fermentación Enfriado Rellenado envase y mantenimiento en frio

46 6. Elaboración de yogur y leches fermentadas