Informe traducido por Santiago Alonzo: Ex-Docente de la Escuela de Lechería de Colonia Suiza, Uruguay.
Con el siguiente artículo se intenta acercar una fuente de referencia adicional sobre producción de yogur a todos los lectores interesados en refrescar sus conocimientos o adquirir sus «primeras armas» en el tema.
Repasamos algunos conceptos básicos:
Introducción:
Las bebidas lácteas fermentadas se originaron en el Este Medio, en la era de los fenicios ( 5000 A.C) y desde entonces, se han posicionado como uno de los grupos de bebidas lácteas mejor conocidas en el mundo, siendo el más popular de estos productos, el yogur, elaborado en el mundo entero.
La presencia de ácido láctico es común a todos estos productos el cual les confiere las cualidades de sabor refrescante y durabilidad.
Los dos microorganismos responsables de la producción de ácido láctico y el sabor característico del yogur son el Lactobacillus delbrukii subsp. Bulgaricus y el Streptococcus salivarius subsp. thermophilus.
Hoy en día el balance de dichas bacterias puede ser totalmente controlado, lo cual, posibilita automatizar en forma racional la conversión de leche en yogur.
En este artículo, se discutirán algunos tipos de yogur disponibles en el mercado internacional, los cuales se pueden clasificar en tres grupos:
Yogures aflanados:
Es un tipo de yogur tradicional el cual es obtenido tras adicionarle a la leche contenida en un envase, el inoculo de cultivo ( en este caso la fermentación se da en el interior del envase).
Yogures batidos:
En este caso la leche es fermentada en equipos especiales de pequeña o gran capacidad ( Yogurteras o fermenteras) y tras la fermentación, se rompe el coágulo por medio de agitación mecánica.
Yogures Larga Vida:
Estos yogures son esterilizados ( por acción del calor) y envasados de manera aséptica una vez concluida la fermentación.
Leche como medio para la fermentación:
En la industria láctea, la mayoría de los procesos fermentativos se basan en cultivos puros de bacterias lácteas. En muy pocos procesos de utilizan cultivos de levaduras ( elaboración de Kefir).
La leche es un medio de crecimiento ideal debido a que contiene todos los elementos necesarios para el crecimiento y desarrollo de las bacterias ácido lácticas. Aunque, en algunos casos, es necesario emplear tecnologías avanzadas con el fin de estandarizar las características del producto final.
El requisito primordial que debe satisfacerse en la producción de leches fermentadas es que solo debe emplearse leche de excelente calidad. En el caso de que la leche utilizada como materia prima presente una elevada carga de microorganismos, el crecimiento de las bacterias lácticas se verá inhibido como consecuencia de la producción de sustancias metabólicas por parte de estos. Además, algunos microorganismos causan la liberación de ácidos grasos impartiéndole al producto final un sabor a rancio.
Otro punto muy importante, es que la leche debe estar libre de antibióticos o cualquier tipo de sustancias químicas debido a que aunque éstas se encuentren en niveles muy bajos pueden inhibir el crecimiento de los cultivos lácticos.
Tratamientos de la leche:
Aplicándole a la leche el tratamiento tecnológico adecuado, es posible modificar las características de sus componentes mejorando la viscosidad y la estabilidad estructural ( las propiedades del coágulo) del producto final.
Las características del coágulo en las leches fermentadas son principalmente conferidas por enlaces electroquímicos entre las proteínas, excepto los coloidales de fosfato de calcio ubicados dentro del complejo proteico, el cual cumple otros roles muy importantes.
Los elementos básicos que determinan las características del coágulo en las leches fermentadas son las proteínas de la leche, especialmente la caseína coloidal (micelas).
Actualmente, se emplean diversos métodos para influir al complejo de caseína coloidal, con el fin de obtener la mejor leche fermentada, las cuales son:
* Concentración de proteínas
* Tratamiento térmico
* Homogeneización
* Cambios en el ph ( fermentación)
Concentración de proteínas:
En algunos tipos de leches fermentadas las propiedades del coágulo en el producto final, se mejoran aumentando los sólidos totales de la leche, siendo el principal componente , las proteínas.
Los sólidos totales se pueden aumentar de varias maneras, por ejemplo: por adición de leche en polvo, evaporación de agua o empleando métodos de concentración por membranas. La elección del método depende de factores locales como: legislación, precios de los diferentes tipos de energías, volúmenes de producción, variedades de productos, etc.
Generalmente, el método más sencillo para aumentar los sólidos en la leche consiste en adicionarle a ésta el 2 ó 3 % de leche en polvo descremada, suero de manteca en polvo, concentrado de proteínas del suero ( éstas contienen desde 30 % a 80 % de proteínas del suero) u otro tipo de leche en polvo. Estos métodos requieren de inversiones relativamente pequeñas, debido a que los polvos se pueden agregar directamente a la leche mediante un molino coloidal o tubo Venturi. Debido a que con estos métodos, no es sencillo controlar el caudal de producto adicionado, se utilizan principalmente en plantas de producción discontinua.
Por algunos años, el método tradicional para aumentar los sólidos en la leche consistía en evaporar el 10 a 15 % del agua contenida en la leche. Este método se emplea actualmente en algunos países debido a que las pequeñas plantas de evaporación son económicas y sencillas de operar o porque la legislación no permite la adición de polvos a la leche.
Los métodos de concentración por membranas filtrantes utilizados son: osmosis inversa y ultra filtración. El método de osmosis inversa no es muy empleado en la elaboración de leches fermentadas debido a que concentra todos los sólidos de la leche, mientras que, en la ultra filtración se concentran principalmente las proteínas y la grasa, permaneciendo los demás componentes prácticamente invariables.
El contenidos de proteínas de concentra hasta 3,8 a 3,9 %, nivel en el cual, las propiedades del coágulo permiten la obtención de u producto de alta calidad y muy estable.
Tratamiento térmico:
Es sabido desde hace mucho tiempo, que el tratamiento térmico mejora las propiedades del coágulo en las leches fermentadas.
El mejoramiento óptimo de viscosidad y estabilidad se logra llevando la leche a una temperatura de 90 º C manteniéndola durante un mínimo de 10 minutos. Este método no es práctico para procesos continuos debido a la gran capacidad del tubo de retención, razón por la cual, en dichos procesos se lleva la leche a una temperatura de 90 º / 95 º C manteniéndola durante 5 minutos con los que se consiguen resultados similares en el producto final.
El objetivo principal del tratamiento térmico es causar cambios estructurales en las proteínas de la leche ( las proteínas del suero se desnaturalizan y forman complejos físico-químicos con las caseínas), las que, debido a su peso y capacidad de retener agua, son estabilizantes naturales. Esto significa que al agregarse proteínas del suero a los complejos de caseínas ayudan a estabilizar la totalidad del complejo.
Además de esto, el tratamiento térmico inactiva la mayoría de las sustancias que inhiben el crecimiento bacteriano en la leche, reduce el contenido de oxígeno disuelto y crea aminoácidos y péptidos que mejoran las características de la leche como medio de crecimiento bacteriano.
En resumen, el tratamiento térmico mejora las características de la leche como medio de crecimiento para las bacterias ácido lácticas, al mismo tiempo que altera a los complejos de caseína de forma que aumentan significativamente la viscosidad y estabilidad de los productos lácteos fermentados. En otras palabras, mediante el tratamiento térmico, se logra obtener un excelente material para la elaboración de productos fermentados de alta calidad y duración.
Homogeneización:
Cuando la leche es homogeneizada, algunas de las proteínas presentes en la leche crean las nuevas membranas de los glóbulos grasos los que actúan como complejos de proteínas y por lo tanto, intervienen en los cambios físico químicos que intervienen en la formación de la estructura del coágulo de los productos fermentados.
En otras palabras, la homogeneización provoca una aparente concentración del contenido de proteínas, debido a que los glóbulos grasos se comportan como partículas de éstas.
Debido a esto, se entiende que cuanto más eficiente sea la homogeneización, mayor será la viscosidad y estabilidad de los productos.
Cambios de pH:
El valor de pH de la leche puede bajarse por adición de un ácido o por fermentación microbiana de la lactosa.
El componente básico para la formación del coágulo cuando baja el pH es la proteína ( especialmente la caseína). En leches con una acidez normal (pH 6,6) las caseínas presentan una leve carga negativa. A medida que el pH comienza a descender las cargas negativas de las proteínas disminuyen gradualmente hasta llegar a un valor promedio de pH 5,2 en el cual, las cargas son lo suficientemente pequeñas como para permitir el comienzo de la formación del coágulo.
A medida que el pH continúa descendiendo, el coágulo se vuelve más firme, alcanzándose el valor máximo en el punto iso-eléctrico (pH cercano a 4,6)
Fermentación microbiana: