Teoria Fermentacion Acido Lactica

Q U A R T A E D I C I D E S A B A D E L L U N I V E R S I T A TD E L 4 A L 8 D E J U L I O L D E 2 0 0 5

Tecnologia de les llets fermentades

S7. El paper de lalimentaci al llarg de la histriaJos Antonio Mateos, doctor en farmcia

Sabadell, juliol de 2005

SABADELL UNIVERSITAT 2005 JA Mateos

Leches fermentadas y yogur. Ciencia y tecnologa

1. Introduccin2. Bacterias lcticas y otros microorganismos. Elementos de la bioqumica de la fermentacin lctica3. Starters o cultivos iniciadores

Caractersticas Preparacin y utilizacin

4. Tratamiento de la leche5. Bioqumica de la textura6. Elaboracin de yogur y leches fermentadas

1. Introduccin

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A

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Historia Citas bblicas Relieve sumerio en piedra ao

2900 - 2400 a.c. Elia Metchnikoff (1908) sugiere

que los pueblos alimentados con leches fermentadas viven msFuen el primero en establecer la relacin tradicin - cienciaEstableci las bases de la microbiologa positiva

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

1. Introduccin

1. Introduccin

Tipos de leches fermentadas (FIL)

1. Productos fermentados por microorganismos termfilos*Fermento nico: Leche acidfila (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)

1. Introduccin

Tipos de leches fermentadas (FIL)

2. Productos fermentados por microorganismos mesfilos*Fermentacin lctica:

-Leche acidificada o Buttermilk (Lactococcus lactis y sus subsp. y/o-Leuconostoc mesenteroides y sus subsp.)

*Fermentacin lctica y alcohlica:-Kfir (grnulos de kfir)-Koumis (Lactobacillus delbruekii subsp. Bulgaricus y ----

------Kluiveromices marxianus)

1. Introduccin

NORMA DE CALIDAD PARA YOGUR O YOGHOURT DESTINADO AL MERCADO INTERIOR (1987, MODIFICADA EN 2002 Y 2003)

Definicin del producto:

Se entiende por yogur o yoghourt el producto de leche coagulada obtenida por fermentacin lctica mediante la accin de Lactobacillus bulgaricus y Streptococcus thermophilus a partir de leche pasterizada, ..Los microorganismos productores de la fermentacin lctica debenser viables y estar presentes en el producto terminado en cantidad mnima de 1 por 107 colonias por gramo o mililitro.

Se entiende por yogur o yoghourt pasteurizado despus de la fermentacin el producto obtenido a partir de yogur o yoghourt que, como consecuencia de la aplicacin de un tratamiento por elcalor posterior a la fermentacin equivalente a una pasteurizacin, ha perdido la viabilidad de las bacterias lcticas especficas y cumple todos los requisitos establecidos para el yogur en esta norma salvo las excepciones indicadas en la misma.

EL YOGUR SEGUN EL CODEX ALIMENTARIUS (FAO&OMS)

2. Bacterias lcticas y otros microorganismos. Elementos de la bioqumica de la fermentacin lctica

Generalidades

Microorganismos unicelulares procariotas Se encuentran en el suelo y en medios con altas

concentraciones en carbohidratos, protenas en proceso de lisis, vitaminas y poco oxgeno

En la leche, carne y vegetales Algunas colonizan el organismo humano Su metabolito principal es el cido lctico Toleran una acidez suave, de alrededor de 4, durante varias

semanas Son Gramm-positivas, anaerobias pero aerotolerantes


Generalidades

Segn sus metabolitos finales se clasifican en: Homofermentativas: metabolito final en un 70 - 90 % Heterofermentativas: cido actico, CO2, etanol y . lctico

Segn la temperatura de fermentacin se clasifican en: Mesfilas, con una temperatura de crecimiento 25 - 30 C Termfilas, con una temperatura de crecimeinto de 40 - 44 C


Metabolismo

Necesidades Carbohidratos (lactosa, glucosa) para producir ATP Protenas, pptidos, aminocidos especficos y derivados de

cidos nucleicos para sntesis proteica Vitaminas, en particular del grupo B, como catalizadores de

reacciones enzimticas


Metabolismo

Homofermentativos (S. thermophilus, lactobacilos, lactococos):

GLICOLISIS C6 H12 O6 (glucosa) 2 C3 H6 O3 (lactato) + 2 ATP

Heterofermentativos (Leuconostoc):

RUTA PENTOSA FOSFATO . Actico, etanol, CO2 + 1 ATP

L. bulgaricus

Photograph 1: CIRDC + INRA VersaillesPlate 1: Lactobacillus casei strain DN114-001 (electron micrograph)

L. casei

L. acidophilus

S. thermophilus

Bifidobacterium

levaduras


TIPOS DE FERMENTACION

GENERO TIPO DEFERMENTACION

PRODUCTOPRINCIPAL

ISOMERODELACTATO

Streptococcus

Pediococcus

LactobacillusObligatoriamente homoFacultativamente hetero

Obligatorimente hetero

Leuconostoc

Bifidobacterium

HOMO

HOMO

HOMOHOMOHETERO (*)

HETERO

HETERO

HETERO

Lactato

Lactato

LactatoLactatoLactato : Acetato

Lactato : Acetato : CO2Lactato : Acetato : CO2Lactato : Acetato

L

L, DL

L, D, DLL, D, DLL, D, DL

L, D, DL

D

L

En caso de fermentacin de pentosas, Kandler 1983


FERMENTACIN DE LAS HEXOSAS. PRINCIPALES VIAS (Kandler 1983)

FRUCTOSA 6 -P

Triosa 3-P

FRUCTOSA 1,6 -P GLUCOSA 6 -P

Piruvato

Lactato

HOMOFERMENTACIN

Acetil-P + Eritrosa 4-P

Acetato 3 : 2

Acetil-P + Triosa 3-P

Piruvato

Lactato

Gluconato 6 - P

ADP

ATP

Acetil-P + Triosa 3-P

Acetato (etanol)

Piruvato

Lactato

ADP

ATP

FosfocetolasaXilulosa 5-P + CO2

Vas de la fosfocetolasa

HETEROFERMENTACIN

Bifidus pathway 6-P Gluconate pathway

ADP

ATP

Aldolasa

Glicolisis

GLUCOSA


CURVA DE CRECIMIENTO Y ACIDIFICACION DE UNA BACTERIA LACTICA

(1) Fase de latencia o adaptacin (2) Fase logartmica (crecimiento activo) (3) Fase mxima o estacionaria (4) Fase decreciente

3. Preparacin y utilizacin de cultivos iniciadores o starters. Caractersticas

STARTERS MESOFILOS (10 - 40 C 30 C)

TIPOS DE STARTERS MESFILOS

Streptococcus lactis, S. lactis subsp. Cremoris Lactosa cido lctico como metabolito mayor

Streptococcus lactis subsp. diacetylactis, Leuconosotc lactis, L. mesenteroides subsp. cremoris y dextranicumLactosa cido lctico Acido ctrico acetaldehido + diacetil + CO2Son productoras de aromas


SIMBIOSIS BACTERIANA

STARTERS TERMOFILOS. CASO ESTUDIO: EL YOGUR


STARTERS TERMOFILOS. CASO ESTUDIO: EL YOGUR ESQUEMA DE FACTORES ESTIMULADORES DE LA SIMBIOSIS O COOPERACIN

Lactobacillus delbrueckii subsp.Bulgaricus

Protenas lcteas

Aminocidos+pptidos

CO2

El CO2 estimula en L. bulgaricus la sntesis de a. asprtico. S. thermophilus produce CO2 por descarboxilacin de la urea

Streptococcus thermophilus

NH3Urea de la leche

Acido frmicoEl frmico es precursor de nucletidos purnicos.Estimula la sntesis de ARN para la sntesis de protenas

Calentamientode la leche

Proteolisis y tratamiento trmico son importantes para crecimiento microbiano


STARTERS de KEFIR Y KOUMIS

TIPOS DE FERMENTACIONES

1. Lctica Acido lctico2. Alcohlica Alcohol + CO23. Actica Acido actico + CO2

3. Preparacin y utilizacin de cultivos iniciadores o starters. Preparacin y utilizacin

SISTEMAS ALTERNATIVOS

CULTIVOS CONCENTRADOS PARA INOCULO DIRECTO

Biomasa liofilizada

Biomasa congelada

Dispersinenleche

Descongelacin

Inculo directo en leche

4. Tratamiento de la leche

5. Bioqumica de la textura

1. Produccin de cido lctico durante la fermentacin lctica

Durante la fermentacin el crecimiento bacteriano es rpido parallegar a ms de 100 millones por gramoLa masa bacteriana lleaga a un 1 % de la masa de leche fermentada

6. Elaboracin de yogur y leches fermentadas

FASES PRINCIPALES DE LA PRODUCCION TRADICIONAL DE YOGUR

LECHE

Yogur procedente de una fabricacin anterior

Concentracin por ebullicin

YOGURTRADICIONAL

Inculo

Fermentacin a temperatura ambiente unas 12 horas

Fermentacin

Enfriado

Rellenado envase y mantenimiento en frio

FABRICACIONParadigma de un alimento funcional

Preparacin del cultivo iniciador Leche + ingredientes

6. Elaboracin de yogur y leches fermentadas

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