Elaboración de productos fermentados – Yogur

Según la resolución 2310 de 1986 expedida por el Ministerio de Salud de la república de Colombia. El yogur se define como el producto lácteo coagulado, obtenido a través de fermentación láctica por la acción de las bacterias Lactobacillus bulgaricus y Streptococcus thermophilus los cuales deben ser abundantes y viables en el producto final.

El sustrato puede ser leche con o sin adición de aditivos como leche en polvo, suero en polvo, leche descremada en polvo. Los preparados de yogur contienen fruta, color y esencia de las mismas.

23.1 Descripción proceso de elaboración del yogur

23.1.1 Selección de leche

La leche debe cumplir con los requisitos descritos para elaboración de cultivos lácticos. Así también intervienen otros factores como:

– La concentración de sólidos totales debe ser alta (11.5 «“ 12%ST) puesto que mejoran la viscosidad y consistencia del producto, previenen la separación del suero, mejora el sabor y enmascara un poco la acidez.

23.1.2 Estandarización

La leche destinada a la producción de yogur debe ser estandarizada con el fin de controlar parámetros como sabor, viscosidad, textura, estabilidad y valor nutricional del producto final. En ese sentido, la leche debe estandarizarse en los sólidos totales (ST) entre 10 al 15% lo cual se logra con la adición de leche en polvo descremada o suero en polvo. Con esto se logra mejorar la consistencia y viscosidad del producto final. Aunque el % de MG va de acuerdo a la ficha técnica de producción de cada factoría; lo que comúnmente se observa es que él % de materia grasa de la leche empleada es estandarizada en un 3%.

La cantidad de leche en polvo que se debe adicionar para estandarizar los sólidos totales de la leche se calcula partiendo de la relación existente entre el extracto seco de la leche y la densidad de la misma, estableciendo una proporción con el peso específico deseado.

Ejemplo:

Se requiere que la leche destinada a la producción de yogur tenga 1.032Kg/l y La leche inicial tiene una densidad de 1.029Kg/l. La materia grasa de la leche es de 2.8%. Para alcanzar la densidad de 1.035 Kg/l debe añadiré leche en polvo. Calcular cuántos Kg. De leche en polvo deben adicionarse para aumentar a la densidad de 1.032Kg/l.

Para el cálculo del Extracto seco utilizamos la siguiente fórmula[1]:

Extracto seco: MG (5 * %MG + Densidad)

Extracto seco₁: Extracto seco para leche inicial con densidad de 1.030Kg/l

Extracto secoâ‚‚: Extracto seco para leche inicial con densidad de 1.032Kg/l

Extracto seco₁: 0.28 (5*2.8 + 29)

Extracto seco₁: 12.04%

Extracto secoâ‚‚: 0.28 (5*2.8 + 32)

Extracto secoâ‚‚: 12.88%

Calculamos la diferencia entre los dos extractos secos:

Extracto secoâ‚‚ – Extracto seco₁ = 12.88 «“ 12.04% = 0.84%

Si el volumen de leche a procesar es de 5.000l:

Peso especifico de la leche inicial: 5.000l * 1.029 (Kg/l) = 5.145Kg.

Entonces se tiene:

Por cada 100kg de leche hay una diferencia de extracto seco de 0.84Kg

Para 5.145Kg de leche hay una x de extracto seco que se debe aumentar.

x=(5.145 Kg*0.84Kg)/100= 43.22Kg

Entonces hay que añadir 42Kg de leche en polvo para subir la densidad de la leche a 1.032Kg/l

23.1.3 Homogenización

La homogenización además de permitir la ruptura del glóbulo graso, hace que las micelas de caseína se rompan y se coloquen en la superficie del glóbulo graso lo cual aumenta la capacidad de ligado de agua mejorando la consistencia del producto. El fenómeno anterior se conoce como concentración aparente de la caseína[2]. Según Spreer (1975) la homogenización debe hacerse a 58 «“ 60 ºC y 150 «“ 200Kp/cm².

23.1.4 Tratamiento térmico

El tratamiento térmico permite eliminar la flora contaminante, libera aminoácidos al desnaturalizar la proteína que sirven de sustrato al inoculo utilizado. El tratamiento térmico que se emplea es comúnmente a temperaturas altas de 85 «“ 95 ºC durante 30 minutos pues es recomendable que se dé una coagulación parcial de las proteínas lo que induce a una buena textura del producto final y una disminución en el riesgo de sinéresis; como también el efecto germicida es mayor así es que las cepas inoculadas a través del cultivo láctico no son inhibidas por cepas extrañas. La selección de la temperatura de y el tiempo de calentamiento, debe estar ligada entonces a controlar los dos factores mencionados anteriormente: reducción de carga microbiana indeseable y coagulación de la mayor cantidad de proteínas séricas y escasa precipitación de la caseína.

23.1.5 Inoculación

Después del tratamiento térmico la leche es enfriada a temperatura de 42 ºC y se adiciona en proporción del 2 «“ 3% del cultivo láctico. En los cultivos REDISET D.V.S se adiciona el sobre que contiene el cultivo directamente sobre el tanque. Hasta hace algunos años el uso de cultivos industriales era generalizado en las pequeñas, medianas y grandes industrias. Sin embargo, en la actualidad el uso de cultivos REDISET D.V.S es el que más se utiliza por la disminución en riesgos de contaminación, aparición de fagos y la uniformidad en el producto final a lo largo de producciones sucesivas de esta línea de producción. En ese sentido, los laboratorios comerciales se han encargado de diseñar lotes de cultivos con variación de las cepas utilizadas de manera que se da una rotación de las mismas con el fin de evitar la presencia de bacteriófagos.

23.1.6 Fermentación

La leche una vez que se ha inoculado se somete a incubación a determinada temperatura y tiempo de incubación que para el caso del yogur es de 42 ºC durante un tiempo que oscila entre las 3 a 4hr. La temperatura de incubación se mantiene constante con el fin de regular el proceso de fermentación acido láctica. En donde el principal producto que se obtiene es el ácido láctico y pequeñas cantidades de diacetilo y acetoína y ácidos volátiles como el ácido acético y fórmico que le dan aroma al yogur. El contenido de acidez de un yogur depende de las necesidades del mercado que tenga la empresa. Sin embargo, estos valores están entre 0.80 «“ 0.95% de ácido láctico. Otro indicador que se emplea bastante es el pH; el cual es siempre el que corresponde a punto isoeléctrico de la caseína.

Una vez que haya finalizado el proceso de fermentación, hay rompimiento lento del coagulo formado y se inicia con el enfriamiento rápido del producto para frenar el desarrollo de los microorganismos y obviar el incremento excesivo de acidez posiblemente con separación de fases y formación de grumos. En ese sentido hay que revisar muy bien el tiempo que se demora en enfriar el producto y si las condiciones de enfriamiento son lentas hay que tratar de empezar a enfriar el yogur sin agitación (rompimiento de coagulo) antes de que se alcance el pH correspondiente al punto isoeléctrico de la caseína. Como agentes caloríficos para la incubación y refrigeración se utilizan el vapor, agua y en algunos casos aire.

En la siguiente grafica se observa el comportamiento de la curva de crecimiento que siguen los microorganismos y la curva de acidificación que se da durante la fermentación del yogur por los m.o inoculados:

* L: distancia de separación de dos placas por las cuales atraviesa un líquido.

*La placa superior se mueve a una velocidad constante debido a una fuerza F.

*El esfuerzo (ÔŽ) de corte es ejercido por la placa superior sobre el líquido.

ÔŽ = F/A, en donde F es la fuerza y A es el área de la placa superior en donde se aplica la fuerza.

*La deformación (ᵞ) que se genera en el fluido está dada por el desplazamiento del material (x) y por el espaciamiento entre la placa superior e inferior (L). Entonces; y = x/L

Figura 64: Curva de crecimiento y acidificación de microorganismos fermentadores

Fuente: Alais, Ch. (1.985). Ciencia de la leche: Principios de técnica lechera. Editorial Reverté. Barcelona (España).

23.1.7 Adición de aditivos

El yogur puede considerarse como la bebida láctea fermentada de mayor requerimiento en el mercado. Es así que la variedad de productos adicionados al yogur hacen que se tenga a disposición del consumidor una gran oferta de este producto. Al respecto se tiene que el yogur utiliza edulcorantes que atenúan el sabor ácido como la sacarosa (azúcar comercial) que es adicionada al inicio del tratamiento térmico con el fin de eliminar la posible carga de mohos y levaduras susceptibles de encontrar en este alimento. La adición de azúcar, aumenta la presión osmótica dentro de la leche y retarda un poco el desarrollo del cultivo. Para productos dietéticos se utiliza la sacarina.

Al yogur es común adicionar frutos, colorantes y esencias con el fin de ampliar la diversidad de sabores de un mismo producto. Los sabores que más predominan en el medio son fresa, mora, melocotón, guanábana, y piña aunque el mercado ofrece una variedad de sabores y presentaciones al consumidor. En cuanto a este tema, es importante destacar que la tecnología ha avanzado y en este caso se menciona que anteriormente, los preparados de frutas, colorantes y esencias se adicionaban por lotes de sabor después del rompimiento del coagulo y enfriamiento lo que trae consigo bastante riesgo de contaminación por manipulación excesiva de estos preparados y del yogur base. En la actualidad los volúmenes de producción de yogur han aumentado y se preparan por baches aun en la marmita de producción sin que haya demasiada manipulación pues de la marmita pasa directamente a la sección de empaque.

23.1.8 Empaque

Una vez que el yogur ha sido preparado con los diferentes sabores se empaca según la presentación comercial en garrafas o vaso termo formado con foil de aluminio. Aunque es de aclarar que hay un tipo de yogur en donde la fermentación se realiza directamente en el empaque y es el yogur aflanado que se menciona más adelante.

La conservación del yogur empacado debe hacerse a 4 ºC hasta antes de consumo pues disminuye la posibilidad de que se incremente la acidez y mantiene la estabilidad del producto final.

23.2 Clasificación del yogur según su proceso de elaboración

De acuerdo al proceso de elaboración el yogur recibe diversos nombres:

*Yogur aflanado: la leche es fermentada directamente sobre en empaque y no hay rompimiento de coagulo.

*Yogur agitado: El coagulo es roto una vez acaba el tiempo de incubación, luego se agita y posteriormente se envasa y se refrigera de manera lenta para recuperar la textura viscosa.

*Yogur líquido: El coagulo es roto una vez acaba el tiempo de incubación, se homogeniza y se refrigera inmediatamente antes del envasado. Su consistencia se mantiene líquida.

En el siguiente esquema se muestra el diagrama de flujo para la producción de yogur:

Figura 65. Esquema diagrama de flujo elaboración de yogur

Fuente: Adaptado de Almanza, F., Barrera, E. (1991). Tecnología de leches y derivados. Unisur. Santa Fe de Bogotá. (Colombia).

23.3 Defectos que pueden presentarse en el yogur

En la producción de yogur pueden darse algunos defectos en el producto final que afectan especialmente el sabor, aroma, textura, viscosidad y la presentación inadecuada del producto final como la sinéresis o separación de fases. A continuación se presentan las fallas más comunes que se presentan y la causa de ellas:

Tabla 19. Defectos del yogur

Fuente: Adaptado de Almanza, F., Barrera, E. (1991). Tecnología de leches y derivados. Unisur. Santa Fe de Bogotá. (Colombia). Página 110 «“ 114.

Defectos del yogur

Defecto

Causa

Separación de suero

T º altas de inoculación

Tiempos prolongados de incubación

Bajo contenido de sólidos

Agitación inadecuada del coagulo

Acumulación de crema

Ausencia o insuficiente homogenización

Agua condensada en el interior de la tapa del envase

Variación en la temperatura y presión de aire en el empaque

Olores y sabores no propios

Amargo

Almacenamiento prolongado del yogur, alta actividad proteolítica de los cultivos, crecimiento de m.o contaminantes

Forraje

Deficiencias en calidad de leche cruda

Quemado o cocido

severo tratamiento térmico de la leche

Sabor u olor a fruta

contaminación por levaduras

Falta de aroma

corto tiempo de incubación, baja temperatura de incubación, bajos sólidos totales en la leche

Harinoso, pegajoso

Adición excesiva de leche en polvo

Rancidez

Degradación de grasa por contaminación

Sabor a queso

Contaminación por m.o proteolíticos

Sabor oxidado

Exposición prolongada a la luz

Yogur muy dulce

Adición excesiva de azúcar

Alta acidez

Tiempo prolongado de incubación

Baja acidez

Presencia de inhibidores en la leche

Defectos en consistencia y viscosidad

Suavidad anormal

Tratamiento térmico excesivo a la fruta

Yogur blando

Bajo contenido de proteína, batido excesivo o antes de formación completa del coagulo

Grietas, hendiduras

Batido mecánico inadecuado

Arenosidad

Severo calentamiento de la leche, exceso de leche en polvo,

Viscosidad anormal

Contaminación del cultivo, baja temperatura de incubación

Gomoso, pegajoso

Fallas en los estabilizantes utilizados: altas cantidades, adición inadecuada de los mismos

Yogur líquido anormal

Bajo contenido de sólidos, fuerte batido del coagulo, refrigeración insuficiente, corto tiempo de almacenamiento en frio, cultivos de baja producción de viscosidad.