RESUMEN La fermentación láctica es un proceso químico, que con la ayuda de ciertas bacterias, que se aplican para la elaboración de productos lácteos y derivados; y estas modifican su sabor color olor y textura, dependiendo del tipo de producto que que busques y de las cualidades que se le desee dar al mismo. Existen infinidad de métodos aplicados de diferentes formas para cada productos ya sea leche, queso, yogurt, y cada aplicación varía dependiendo si el producto es industrial (siguiendo las normas de higiene de la empresa y los procesos de elaboración) o artesanal (depende de cómo se hace en esa región o como les han enseñado). En México, hablando del tema industrial, existen empresas que llevan años en el mercado de los lácteos y tienen totalmente acaparado el mercado nacional; esto hace que no sea tan común conseguir o consumir productos artesanales, debido a su baja cantidad de producción y que no los venden en todos lados (solo ciertas regiones). Pero la fermentación láctica tiene mucho tiempo desde su descubrimiento (3000 años a.C) y aplicación (desde ese entonces, en tonces, pero no en todos los países), pero con el paso de los años ha ido mejorando a como lo conocemos hoy en día.
ABSTRACT The lactic fermentation is a chemical process, that with the help of certain bacteria, which are applied for the production of lacteal and derivative products; and these modify his flavor color smell and texture, depending on the type of product for that you look and of the qualities that are wanted him to give to the same one. They exist infinity of applied methods of different forms for every products already is a milk, cheese, yogurt, and every application changes depending if the product is industrial (following the procedure of hygiene of the company and the processes of production) or handcrafted (it depends on how it is done in this region or they have taught them since). In Mexico, speaking about the industrial topic, there exist companies that go years on the market of the lacteal ones and have the domestic market totally monopolized; this does that it is not so common to manage or to consume handcrafted products, due to his low quantity of production and that do not sell them in all sides (alone certain regions). But the lactic fermentation has a lot of time from his discovery (3000 years to. C) and application (from this then, but not in all the countries), but as the years went by it has been improving to since we it know nowadays.
ANTECEDENTES DEL ACIDO LACTICO Y DERIVADOS. La raíz de la producción láctica se remota a los años 3000 a.C (oriente medio) cuando el hombre comprobó que al acidificarse, la leche cambiaba de consistencia y de sabor. En el Renacimiento por Paracelso y sus seguidores la Tierra es un inmenso laboratorio químico, y para uno de ellos, el médico inglés Edward Jorden (15691632), la fermentación era interpretada como un proceso de producción d e calor en ausencia de aire, distinto por tanto de la combustión y de la calcinación. Durante el barroco Van Helmont mediante el uso sistemático de la balanza y la medición de las cantidades, llegó a la conclusión de que el humo proceden te de las combustiones o la efervescencia es un conjunto de sustancias distintas del aire a las que dio el nombre genérico de gas. Estudió detenidamente el dióxido de carbono, que el designó como spiritus silvestris, que se desprende de las combustiones y que identificó como el mismo gas que se produce en la fermentación El inglés Thomas Willis (1659), afirmó que la fermentación, que se presenta tanto en la materia viva como en la inorgánica, se produciría por el movimiento de las partículas que componen los cuerpos, consecuencia consecue ncia de la reacción entre partículas distintas, de manera que el movimiento, y por tanto la fermentación, será mayor cuanto más distintas sean las partículas que componen u n cuerpo, mientras que los que están compuestos por partículas iguales o semejantes serán muy estables y no fermentarán. Franz de la Böe (Sylvius) en sus Disputationes medicae (1663) expuso sus ideas fisiológicas en las que definió la fermentación como la disolución química de las mezclas, lenta y suave, que se produce en presencia de agua y calor moderado. Giovanni Fabbroni quien en 1787 adelantó algunas observaciones, que un siglo más tarde se verán confirmadas y explicadas por Pasteur, como la posibilidad de fermentación en ausencia de aire o el carácter proteico de algunos fermentos.
En 1856, Pasteur demostró que hay dos tipos de fermentación, una llevada a cabo por levaduras, y que produce alcohol, y otra llevada a cabo por bacterias y que produce ácido láctico. Posteriormente en 1857, Luis Pasteur demostró experimentalmente que la multiplicación de la levadura y la fermentación se llevan a cabo al mismo tiempo, y que la fermentación es una consecuencia de la multiplicación de la levadura. Desde 1858 Moritz Traube afirmó que los microorganismos contienen sustancias causantes de la descomposición de los compuestos orgánicos. Consideraba los fermentos como sustancias químicas relacionadas con las pr oteínas, y a la actividad enzimática En 1897 Eduard Buchner descubrió casualmente que los ultrafiltrados de levadura previamente desintegrada conservaban la misma capacidad de fermentación que la levadura íntegra. El yogurt se cree que fue inventado por tribus balcánicas hace miles miles de años, este producto era solo consumido en Europa Oriental hasta los años 1900s, cuando el biólogo mechnikov dio a conocer su teoría “Que las bacterias lactobaci llus eran las responsables de la longevidad de las personas de bulgaria”
DEFINICIÓN DE FERMENTACIÓN LÁCTICA 1. El término fermentación, del latín
fervere,
hervir, originalmente designaba el
proceso de descomposición; 2. En el Diccionario de medicina y cirugía de Littré, se define como “reacción química que se verifica en un compuesto de origen orgánico (materia fermentescible) por la sola presencia de otra sustancia (fermento) que nada cede al cuerpo descompuesto”
3. La fermentación láctica es un proceso celular anaeróbico donde se utiliza glucosa para obtener energía y donde el producto de desecho es el ácido láctico. Este proceso lo realizan muchas bacterias (llamadas bacterias lácticas), hongos, algunos protozoos y en los tejidos animales.
4. Es un proceso metabólico que realizan ciertas bacterias y hongos. Esto Esto ocurre gracias a que los microorganismos toman la glucosa presente en algunos alimentos y la transforman en ácido láctico y dióxido de carbono. PROCESO LACTICO METABOLISMO ° F. Alcohólica Glucolisis °Gluco
°lisis
(Azúcar)
(Ruptura)
Glucosa
° Obtener Energía ° Aeróbica: presencia ° Tipos de oxígeno.
°F. Acética °F. Butírica
(Coenzimas)
ADP= Adenosis Difosfata. DTP= Adenosin Trifosfato
Oxidativa a nivel . de sustratos
ADP-----ATP
G-6-P = Fosforilación ADP+Pt= ATP Glucosa l
Acido pirúvico
Hexoquinasa Glicoquinasa (Enzimas) Quinasas
Hígado
C - C - C - C - C - C - C
Páncreas
Utilizan ATP.
ENZIMAS E. Química
C C
C C
C
C Almacena energía
Apoenzima ENZIMA
E. Solar
Putrefacción
° Anaeróbica: ausencia de oxígeno. Fosforilación
Proceso
Glucosa
Acido pirúvico
°F. Láctica
(Proteína)
E. Mecánica
Cofactor
inorgánico
E. Térmica
(No proteína)
(Hierro)
E. Química
Orgánico (Coenzima)
ENZIMA ----- DEGRADA------TRANSFORMA LA ENERGIA Ejm: lactosa --- lactasa (rompe la energía)
ATP ADP + P NAD + H NADH Transporta energía
BACTERIAS LÁCTICAS Lactobacillus: Bacteria de gram-positiva, con forma de bastón delgado y largo; son parecidos en la forma a los colilbacilos, son inmóviles (la mayoría), puedes ser microaerofilos o anaerobios. Leuconostoc: Bacteria de gram-positiva, generalmente de forma cocoide ovoide, por lo general forman cadenas. Mesenteroides: Bacteria de gram-positiva, baja condición de salinidad y relativa baja temperatura; con forma ovalada y alargada, por lo general forman cadenas. Pediococcus cerevisiae: Bacteria de gram-positiva, se presenta normalmente en pares o tetrados, son las únicas bacterias de ácido táctico con forma de coco que se divide a lo largo de dos planos de simetría. Estreptococo lactis: Bacteria no esporulante, no motil, de gram-positiva, en forma de cocos, se agrupan en pares y en cadenas cortas. Streptococcus: es un grupo de bacterias formado por cocos gram –positivos, estas bacterias crecen en cadenas o pares, donde cada división celular ocurre a lo largo de un eje. Lactococcus: es una especie de bacteria no esporulante, no mótil, Gram-positiva usada extensamente en la producción de manteca manteca y queso, son cocos que se a Lactobacilos búlgaros: nombre común con el que se conoce a las colonias de las bacterias Lactobacillus bulgaricus, las cuales son conglomerados de bacterias lácticas y levaduras, cuyo tamaño varía de entre 5mm y 2.5 mmgrupan en pares y en cadenas cortas. Weissella confusa: es una bacteria ácido láctica, gram positiva, que se ha aislado, su forma es oval, entre esférica y alargada, y puede sobrevivir tanto en condiciones aeróbicas como anaeróbicas. Oenococcus: es un género de bacterias Gram-positivas y catalasa negativa de la familia Leuconostocaceae. La primera especie conocida de este género fue Oenococcusoeni (que era conocida como Leuconostocoeni hasta 1995).
ALIMENTOS FERMENTADOS EN MEXICO QUESOS México ocupa el décimo lugar en el mundo en la producción de queso y el octavo en su consumo, el 10% del total de la producción de leche en el país se dedica a la fabricación de productos lácteos, de la cual la mayoría se destina a la producción de quesos. La gran mayoría de los quesos en México están elaborados a base de leche de vaca, existen unos pocos elaborados a base de leche de cabra pero son mu y pocos y difíciles de conseguir. Algunos de los quesos más comunes y consumidos son: Queso oaxaca: queso de hebra como también se le conoce, de color blanco medio duro. Se prepara una mezcla de d e leche fresca y leche acida, de la cual se forma una pasta hilada. Presenta cualidades de fundirse muy fácilmente. Queso panela: producido con leche de vaca y cabra, es blanco, bajo en grasa; con textura porosa y suave. Queso de poro: producido en tabasco, tiene una pasta ligeramente dura, que cuando madura se desintegra fácilmente, debido a sus poros, se elabora con leche bronca de vaca. Queso tetilla: producido en Nayarit, de pasta blanda y forma de tronco-conica; se produce solo por temporadas. Queso asadero: producido en chihuahua y Aguascalientes, a partir de leche fresca y agria, se funde al contacto con el calor. Queso chapingo: su origen es la universidad autónoma de chapingo, de pasta semidura y de forma cilíndrica; a base de leche pasteurizada y con bacterias especiales. Queso reata o enchilado: es elaborado con una pasta prensada que se amarra y cubre con lazo o cuerda es untado con una salsa de chile guajillo. Queso Cotija: de Michoacán es el único producto lácteo en México con denominación de origen. LECHE 1. Entera: es la más cercana al alimento original, original, y por eso es la la que más grasa tiene. Por norma, debe contener al menos 30 gramos por litro de grasa butírica (la grasa propia de la leche).
2. Parcialmente descremada: Esta leche debe tener un contenido de grasa butírica de 6 a 28 gramos por litro. En esta categoría se incluye la leche semidescremada. 3. Descremada Esta leche debe tener un contenido de grasa butírica de 5 gramos por litro, como máximo. 4. Con grasa vegetal: en esta leche se ha remplazado la grasa butírica por grasas de origen vegetal, que algunos consumidores prefieren porque contiene menos colesterol. 5. Deslactosada: esta leche se le le quita la lactosa, a la que algunas personas presentan intolerancia. 6. Leche Light: contiene sólo 2 gramos de grasa y es la leche ligera ligera para las personas que siguen una dieta rigurosa. 7. L eche enriquecida: Son las preparaciones que traen algún producto extra como valor nutritivo, es decir vitaminas, fósforo, calcio, omega 3, etc. 8. Pasteurizadas: Proceso que consiste en someter la leche a cierta temperatura durante un corto período de tiempo y después enfriarla rápidamente con el fin de destruir los microorganismos. 9. Ultra-pasteurizadas: Proceso en el cual la leche se somete a mayor temperatura y menor tiempo. YOGURT Yogurt aflanado: producto obtenido a partir de la fermentación controlada, por medio de microorganismos los cuales son: Lactobacillus Bulgaricus y Estrectococcus Thermophilus. Este tipo de yogurt se diferencia en el batido en que le porcentaje de sólidos debe ser mayor para generar una textura más espesa por ellos se adiciona leche en polvo.. Yogurt batido: la inoculación de la leche pasteurizada se realiza en tanques de incubación. Yogurt líquido: es mezclado con una mayor parte de leche líquida. Yogurt frutado: se le agregan frutas procesadas en trozos. Yogurt natural: solo se adicionan estabilizantes y conservantes. Yogurth saborizado: contiene saborizantes naturales y/o artificiales.
UTILIDAD DE LA FERMENTACIÓN LÁCTICA La fermentación ha sido utilizada por el ser humano en la producción de alimentos y bebidas, que sus procesos implican el uso de bacterias o levaduras con el fin de convertir un producto natural en un producto fermentado.
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La fermentación tiene lugar gracias a la función que realizan determinadas bacter ias u hongos, hongos que reciben de nombre de levaduras. Estos organismos descomponen los elementos presentes en los alimentos sin que exista oxígeno. En efecto, este proceso de índole natural fue aprendido por el hombre con la finalidad de que sirviera a sus intereses. El proceso descrito hace que las bebidas y alimentos adquieran propiedades nutritivas de las que antes carecían, pudiendo servir también para su conservación. Es conocido desde la antigüedad, pero con el paso del tiempo se fue perfeccionando, intentando generar dist intos gustos, aromas y texturas. EMPRESAS INDUSTRIALES Datos del sector revelan que en la República Mexicana 67.12% de la producción total de leche, sin embargo, 2 empresas dominan 50 % del mercado a nivel nacional. nac ional. En 2012, Grupo Industrial Lala logró coronarse como líder de la categoría, con una cuota de 34% en México, seguido por Alpura, con 21 por ciento, de acuerdo con Euromonitor.
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Nestlé México ocupa la tercera posición, con una participación de 9.0 por ciento. Otra empresa que está dentro del mercado es Santa clara, que espera entrar en el mercado con una nueva gama de productos. Existen muchas empresas en México dedicadas ded icadas a la venta de lácteos como: la villita, esmeralda, sello rojo, danone, yoplait etc. LECHE INDUSTRIAL 1. 1°Recepcion: la leche cruda llega y se realizan controles de calidad obligatorios. 2. 2°Termizacion: calentamiento de la leche cruda durante un tiempo mínimo de 1e segundos a una temperatura de 62°c a 65°c, para acondicionar la leche
e inactivar el crecimiento microbiano y las enzimas, después de esto se enfría por debajo de los 8°c. 3. 3°desnatado: esto depende del tipo de leche a obtener, se realiza a mediante centrifugadoras de 50°c a 60°c. 4. ° Estandarización: se ajusta la composición de la materia prima a la composición requerida y deseada; se ajusta el contenido graso eliminando o añadiendo nata. 5. 4°Homogeneizacion: en esta se reduce y se uniforma el tamaño de los los glóbulos grasos. 6. 5°Tratamiento térmico: este se realiza dependiendo del tipo de leche (pasteurizada o ultra pasteurizada); existen diversos mecanismos y sistemas de calentamiento directo o indirecto, estos tratamientos se realizan para eliminar microorganismos e inactivar las enzimas lácteos. 7. 6°Refrigeracion: la leche, se enfría a una temperatura no superior a 65°c. 8. 7°Almacenmiento: en tanques tanques con la temperatura necesaria. 9. 8°Envasado: este es el paso final esto depende de la empresa, en caso de ser ultra pasteurizada el envase debe ser aséptico y estéril. YOGURT INDUSTRIAL 1. Etapa analítica: las materias primas de reúnen para ser utilizadas en la fabricación del producto. Estandarizar la leche: en esta se utiliza principalmente el descremado, con el fin de normalizar la cantidad de grasa en un 2% de sólidos en un 7% que va a contener el producto, para garantizar la distribución homogénea de la leche es necesario precalentar a 35°c. 2. Etapa de síntesis: durante esta fase la materia prima se transforman transforman en el producto real de la empresa; es necesario tener sumo cuidado en esta etapa sobre los controles de calidad y su cumplimiento. Mezclar ingredientes: toda la materia prima solida es pesada, mientras que los líquidos puedes ser pesados o dosificados por medidores volumétricos (esto depende de la empresa). Para la mezcla de los productos se utiliza tanques o marmitas que tienen agitadores lo que asegura la distribución de los ingredientes.
*Nota: si un yogurt natural está bien echo no necesita estabilizador, pero en caso de ser necesario se recomienda mezclarlo con el azúcar y agrégalo a una temperatura de 45°c. Homogeneizar: aquí se mejora la consistencia y la estabilidad; aquí se utiliza una presión de 100kg/cm2 y de una temperatura de 40°c. Esta etapa también ayuda a que la grasa del producto no se separe. Pasteurizar: esta permite que el producto esté libre de microorganismos patógenos. Ayuda a disolver y combinar los ingredientes; mejor el sabor y la calidad en el almacenamiento. Este proceso requiere de una marmita donde se colocara la mezcla y será llevada a una temperatura de 85° durante 30 a 15 minutos. Con esto también se busca la coagulación de las proteínas del suero. Para la pasteurización de la leche se realiza a una temperatura de 85° a 90° por 5 min aprox. Esta temperatura es más elevada ya que la leche será utilizad para yogurt por lo cual la leche toma más viscosidad y menos liberación de suero. Enfriamiento: este se realiza a una temperatura de 40°c a 45°c pa ra añadir el cultivo de forma rápida y con mucha higiene para no contaminar la mezcla. Inoculación: 2-3% de cultivo ( lactobacillus y streptococcus), ya agregado se debe mezclar perfectamente, este se lleva acabo a una temperatura de 45°c y 46°c en este momento se agrega el fermento lácteo estas producen el ácido láctico y el aroma. Incubación: la incubación se realiza de 4 a 6 horas a una temperatura de 45°c a 46°, para que el yogurt adquiera un pH de 4.6 a 4.7. Para este proceso se usa una mezcladora, y al mismo tiempo se enfría. 3. etapa de acondicionamiento: la adecuación a las necesidades del cliente o la la adaptación del producto “fase productiva”.
Empaque: después de que el producto sea batido se colocara en los recipientes según su venta público, y después se refrigera a 4°c. Almacenamiento: después de ser empacado se coloca en cámaras frigoríficas a una temperatura de 5°c donde se mantendrá hasta su uso. QUESO INDUSTRIAL 1. Tratamiento de la leche: consiste en el filtrado de la leche para eliminar macro-sustancias extrañas procedentes de su manipulación. Se puede añadirse o eliminarse nata, según el tipo de queso que se quiera elaborar. Después la leche debe homogeneizarse para igualar el tamaño de las partículas que la componen y así obtener una textura más uniforme.
Una vez que se han realizado estos pasos se pasteuriza la leche en caso de los quesos de leche pasteurizada y se traslada a las cubas de elaboración. 2. Coagulación En la cuba de elaboración la leche se eleva a una temperatura alrededor de 35ºC y se le añaden, dependiendo del tipo de queso que se quiera elaborar, fermentos lácticos o coagulantes de tipo vegetal o animal (cuajo). Después del tratamiento y coagulación, la leche se transforma pasando de un estado líquido a un estado sólido o semisólido. 3. Corte de la cuajada y su desuerado: se procede a su corte mediante unos instrumentos denominados liras que presentan una serie de hilos tensos y paralelos entre sí. El tamaño del corte y la presión de la cuajada (en granos) determinaran el tipo de queso a elaborar. e laborar. Como consecuencia de dicho corte se produce un drenaje inicial del suero. El siguiente paso es trabajar en la cuba de elaboración, el grano mediante agitación y elevación de la temperatura favoreciendo todavía más la expulsión del suero y su unión. El paso último “el desuerado” sirve para eliminar el suero de la cuajada.
4. Moldeo: Consiste en el llenado llenado de los granos de la cuajada en moldes. Estos Estos moldes son de acero inoxidable o de plástico alimenticio. 5. prensado: su finalidad es dar la forma definitiva al queso, evacuar el suero y el aire atrapado entre los granos y favorecer la unión de los granos de la cuajada. La presión y la duración del prensado dependerán del tipo de quesos que se desee elaborar. 6. salado: en esta fase se regula el proceso microbiano evitando el crecimiento de microorganismos, contribuir al desuerado de la cuajada, formar la corteza y potenciar el sabor. Puede realizarse en seco, recubriendo la superficie del queso con cloruro sódico (sal), o por inmersión en un baño de salmuera (agua y sal). 7. Maduración y afinado: los quesos son mantenidos mantenidos en cámaras o cuevas de maduración donde se controla la temperatura, la humedad y la aireación. Durante esta fase existen procesos mecánicos frecuentes como el volteo de los quesos, consiguiendo que la maduración sea uniforme y evitando que se deformen, el cepillado de las cortezas y en algunos casos frotamientos de la corteza con salmuera. Es una etapa muy importante ya que se producen en el queso una serie de reacciones y cambios físico-químicos que determinarán el aroma, el sabor, la textura, el aspecto, textura y consistencia.
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