PREPARACIÓN DE CULTIVOS LÁCTICOS Y YOGUR (INFORME) INTRODUCCIÓN Las bacterias ácido-lácticas se han empleado para fermentar o crear cultivos de alimentos durante al menos cuatro milenios. Su uso más corriente se ha aplicado en todo el mundo a los productos lácteos fermentados, como el yogurt, el queso, la mantequilla, la crema de leche, el kefir y el koumiss. Las bacterias ácido-lácticas constituyen un vasto conjunto de microorganismos benignos, dotados de propiedades similares, que fabrican ácido láctico como producto final del proceso de fermentación. Se encuentran en grandes cantidades en la naturaleza, así como en nuestro aparato digestivo. Aunque se las conoce sobre todo por su labor de fermentación de productos lácteos, se emplean asimismo para encurtir vegetales en la horneado, en la panificación del vino, y para curar pescado, carne y embutidos. En la actualidad, se hace buen uso de estos ilustres aliados microbianos en la elaboración de una amplia gama de productos lácteos fermentados, ya sean líquidos, como el kefir, o densos y semisólidos, como el queso o el yogurt. La acción de estas bacterias desencadena un proceso microbiano por el cual la lactosa (el azúcar de la leche) se transforma en ácido láctico. A medida que el ácido se acumula, la estructura de las proteínas de la leche va modificándose (van cuajando), y lo mismo ocurre con la textura del producto. Existen otras variables, como la temperatura y la composición de la leche, que influyen en las cualidades particulares de los distintos productos resultantes. Gracias a la elaboración del yogurt y otros productos lácteos fermentados, las bacterias ácido-lácticas seguirán representando un filón de explotación como cultivos probióticos. Éstas se complementan con las bacterias presentes en nuestra flora intestinal y contribuyen al buen funcionamiento del aparato digestivo. Ante la creciente demanda de los consumidores, cada día más preocupados por la salud, el mercado internacional de estos productos no cesa de incrementarse. Las bacterias ácido-lácticas resultan excelentes embajadoras del mundo de los microbios, tan poco apreciado por lo general. Su importancia no se limita al orden económico, sino que se debe ante todo a sus propiedades, que contribuyen a preservar y mejorar la salud. OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL Reconocer la importancia que tienen algunos microorganismos en la elaboración de cultivos lácticos. OBJETIVOS ESPECÍFICOS Determinar e identificar los microorganismos presentes en el yogur. Calcular el pH y la acidez presentes en los cultivos lácticos. TEORÍA RELACIONADA YOGUR Es el producto obtenido de la leche tratada térmicamente y luego acidificada por la acción de ciertas bacterias saprófitas (Streptococcus termophilus y Lactobacillus bulgaricus), las cuales provocan una transformación parcial de la lactosa en ácido láctico así como un aumento de la consistencia por coagulación de sus proteínas. El yogur contiene microorganismos vivos. Se han comercializado leches fermentadas con bacterias distintas a las tradicionales, principalmente con el Bifidobacterium bifidum. El valor nutritivo del yogur es prácticamente igual al de la leche de la que procede aunque la tolerancia es menor. Las dos funciones principales del cultivo iniciador durante la fabricación del yogurt son la producción de ácido láctico y desarrollo de sabor en el producto. En el proceso de fermentación. los cultivos S. thermophilous y L. bulgarucus, los cuales son bacterias homofermentativas, fermentan la lactosa de la leche de vaca para formar ácido láctico. El ácido láctico reduce el pH de la leche y posteriormente la formación de un gel proteico, carbonilos, acetaldehido, acetona, acetona, y diacetilo (producidos durante la fermentación) que están relacionados con el aroma y sabor del yogurt. El S. thermophilous es capaz de fermentar la lactosa, sacarosa, glucosa y fructuosa, en tanto que el L. bulgarucus fermenta la lactosa, glucosa, fructuosa y galactosa. Durante el período de incubación, los cultivos de S. thermophilous y L. bulgarucus se multiplican y producen ácido láctico y otros compuestos. Es un hecho bien conocido que Streptococcus thermophilus no tolera la acidez, por lo que resulta poco probable que esta especie resista el paso a través del estómago. Sin embargo, L. bulgaricus soporta una acidez superior por lo que es posible que, al menos una parte de las bacterias, alcancen el intestino aún viables. La reacción de estas mismas bacterias con las sales biliares, incluyendo e l taurocolato y glicolato sódicos, es una cuestión discutida, ya que los estudios realizados in vitro demuestran que su presencia inhibe el crecimiento de L. Bulgaricus La relación sinergística que existe entre estos dos organismos incrementa los niveles de ácido láctico y acetilaldehidos producidos en el yogurt. El L. bulgarucus libera valina, histidina y glicina, las cuales estimulan el crecimiento del S. thermophilous, en tanto que el S. thermophilous produce formiato, que es una substancia estimulatoria para el L. bulgarucus. El S. thermophilous tiene un mejor desarrollo con niveles altos de pH. Es importante evitar la formación excesiva de acidez y lograr una textura gelatinosa agradable mediante el rápido e inmediato enfriamiento del producto. Se sabe que las bacterias productoras de ácido láctico regularizan la actividad intestinal e inhiben el desarrollo de poblaciones de bacterias patógenas. Además de los beneficios a la salud que proporcionan los microorganismos lácticos, los subproductos metabólicos de un cultivo en desarrollo ayudan a conservar los alimentos, esto permite que el yogurt se conserve durante 35 días a 40°F (4°C). La composición final del yogurt es: Lactosa glucosa piruvato lactato (90%), acetato + CO2, etanol + CO 2, ácidos grasos volatiles, productos de aroma y sabor. Las leches fermentadas en general, y el yogur en particular, son productos intrínsecamente seguros. Al ser un alimento fermentado, tiene la condición previa que la leche no puede contener ni antibióticos ni inhibidores, puesto que en caso contrario los microorganismos no podrían crecer y no se produciría la fermentación. Al mismo tiempo, la microbiota láctica dominante no permite la proliferación de otros microorganismos, demostrándose la inhibición y eliminación de patógenos claros como Listeria monocytogenes, Salmonella, Escherichia coli o Staphylococcus aureus. Una vez el producto está fermentado, el pH del mismo oscila entre 4,2 y 4,4, suficientemente bajo como para impedir el crecimiento de otras bacterias. En estas condiciones resulta improbable que la llegada accidental de cualquier patógeno se pueda traducir en un riesgo para la salud de los consumidores. Tan solo existe un problema real, el crecimiento de los mohos y las levaduras. Este último grupo no es patógeno, aunque sí responsable de olores y sabores extraños. Sin embargo, en el caso de los mohos se produce una alteración, y si el microorganismo posee la capacidad suficiente, podría formar micotoxinas. Esta situación podría ser posible si el moho crece en la fruta empleada en algunos yogures, por lo que es imprescindible un control específico para estos casos. Debido a la elevada termorresistencia de las esporas de los mohos, la pasteurización puede no ser suficiente para su eliminación. Tanto si el yogur está pasteurizado como si no, el producto resultante seguirá siendo igualmente seguro, modificándose, tan solo, su vida comercial y la presencia de microorganismos potencialmente beneficiosos para la salud. Propiedades del yogur • Una de las propiedades más destacables del yogurt es su capacidad de ayudarnos a regenerar nuestra flora intestinal (esta flora se ve muy afectada por una mala alimentación y sobre todo por infecciones y abuso de medicamentos como los antibióticos). • A su vez la flora intestinal es muy importante para un buen tránsito intestinal corrigiendo así muchos casos de estreñimiento o diarreas. • El sistema inmunológico también está interrelacionado con este equilibrio de la flora intestinal. • El yogurt hace la leche más digestiva y así encontraremos personas que no pudiendo tolerar la leche de vaca en cambio pueden comerse un yogurt tranquilamente. Información nutricional del yogurt • Es una buena fuente de Calcio, Magnesio y Fósforo que son los minerales más importantes para nuestros huesos. • Lo curioso es que estos minerales están en mayor cantidad en el yogur que en la leche. Es como si los microorganismos que fermentan la leche para convertirla en yogurt además de hacerla más digestiva nos aumentan la cantidad de algunos minerales. • Disminuye, al mismo tiempo, la proporción de colesterol que contiene la leche. • Por cada 100 gr. de yogurt obtenemos 180 mg de Calcio, 17 de Magnesio, 240 de Potasio y 7140 mg de Fósforo. LOS TIPOS DE YOGUR Realmente el yogur es el mismo independientemente del tipo de bacilo que se use para la fermentación y sus cualidades alimentarias son las de la leche con que ha sido fabricado. El componente básico del yogur, pues, es la leche a la que se agregan enzimas que favorecen la fermentación hasta obtener la coagulación. La calidad del producto que se obtiene depende pues, fundamentalmente, de la calidad de los fermentos y del tipo de leche que se utilice. Cada tipo de leche posee distintas proporciones de agua, proteína, lactosa, grasas y sales minerales. En algunos países utilizan la leche de yegua, burra y camella pero el yogur de mejor calidad -para muchos- se obtiene de la leche de oveja por su alto porcentaje de extracto seco; además, la caseína de esta leche retiene mayor cantidad de agua después de la coagulación y su grasa tiene mayor contenido de ácido oleico lo que mejora la consistencia del producto y lo hace más compacto. Por el contrario, la leche de búfala, por sus características, debe mezclarse con la de vaca para la obtención del yogur ya que la caseína contenida en ella no retiene agua después de coagular, lo que provoca sabor amargo y consistencia granulosa. Respecto a los lactobacilos, cada uno produce en la fermentación su propia gama de sabor que puede ir desde el ácido del Lactobacilus bulgaricum (el yogur clásico de Grecia y Turquía) hasta el más suave del Bacilus acidis lactici de nuestros yogures de hace treinta años o los más sofisticados actuales a base de distintas cepas de esos útiles microbios. En cuanto a las presentaciones comerciales existentes en el mercado hay que decir que son muy numerosas: el yogur se presenta hoy líquido, helado, en postres o cuajado. Pero es siempre el mismo producto: leche acidificada de buena cali dad y fácil digestión. OTROS PRODUCTOS LACTEOS FERMENTADOS Leche agria: la leche la agrian espontáneamente los streptococcus y lactobacillus adventicios productores de ácido, cuando se deja en vasijas destapadas por espacio de uno o dos días y a temperatura ambiente Leche larga: en este producto viscoso y agrio característico de los países Escandinavos, las bacterias que causan ahilado en la leche se combinan con agentes productores de ácidos para dar un producto de notables cualidades de conservación. La leche Noruega de bodega se hace poniendo en primavera el taette fermentado en una bodega y usando grandes toneles, cuidadosamente limpios, en los que se guarda la leche aproximadamente 10 º C. Transcurrido algún tiempo, la leche pierde su viscosidad , pero conserva su agradable sabor ácido, pudiendo conservarse bien por espacio de 10 meses o incluso uno o dos años; su acidez aumenta paulatinamente, pudiendo llegar a contener un 2.5 % de ácido láctico. Kéfir: conocido también con el nombre de hippé, kepi, khapov, kephir, kiaphir y kaphir, es un producto de leche agria del Cáucaso, en le que se combinan Lactobacillus y Streptococcus con una levadura que fermenta la lactosa formando CO2, ácido láctico (0.8%) y alcohol (1%). La propagación es por adición de granos de Kéfir a la leche. Estos granos son en realidad partículas de leche coagulada que contienen una población microbiana mixta. La producción industrial de Kéfir se esta incrementando fuera del medio Oriente a partir de la leche pasteurizada; los granos de Kéfir se aíslan por filtración después de unas ocho horas dejándose que prosiga la fermentación por un día más. Durante la fermentación los granos aumentan de tamaño, reteniendo así algo de la proteína y de la grasa que contiene leche. Koumiss: se puede considerar como una variable de Kéfir; es una bebida agria y alcohólica que consumen los pueblos de las estepas Surorientales de URSS y de la Siberia occidental. Se prepara con leche de yegua, que contiene mas lactosa que la de la vaca; así después de una fermentación prolongada puede contener alrededor de un 3% de alcohol. En la parte Soviética del Oeste de Asia, se prepara a partir de leche de vaca (kurunga). En Turquestán se elabora con leche de camello (chal). Suero de mantequilla: es el subproducto ácido del batido de crema ácida en la elaboración de mantequilla. Goza de gran aceptación en Bélgica, Dinamarca y los países bajos. Leche acidófila: es un producto fermentado que se elabora con un cultivo puro de Lactobacillus acidophilus. Yakult: es un producto lácteo fermentado desarrollado en Japón, en el que se usa leche o leche en polvo descremada reconstituida, con adición de agentes edulcorantes (sacarosa, glucosa, azúcar liquida) FLUJOGRAM AS Cultivo Láctico Leche en polvo Adicionar H2O 200ml Esterilizar 80ºC 30min Enfriar 42ºC Inocular con yogur Incubar Medir pH y acidez Suspender incubación Agitar Refrigerar Yogur Leche entera Adicionar leche en polvo Adicionar azúcar 43ºC 2 ½ horas. Esterilizar Enfriar 80ºC 30min 42ºC Inocular con yogur Incubar Agitar Refrigerar Relación coco-bacilo Muestra de yogur Frotis Coloración de Gram Observar 43ºC 3horas CÁLCULOS g de leche = g de leche = Volumen total * % deseado (100 - 3 % humedad) 200 ml * 10 % 97% = 20.6 g Volumen total de H2O= volumen deseado total - g de leche en polvo Volumen de leche = g de leche en polvo Densidad de leche Volumen total de H2O = 200 ml - 19.96 ml Volumen total de H2O = 180.04ml = 20.6 g 1.032 g/ml = 19.6 ml RESULTADOS E INTERPRETACIÓN pH y acidez o Para los 30min. Vcultiv o = 10 mL VNaOH = 1.5 mL CNaOH = 0.1 N % de acidez = ((C NaOH* VNaOH) / Vcultivo)*100 % de acidez = ((0.1N * 1.5mL) / 10mL)*100 % de acidez = 1.5 o Para 1 hora. Vcultiv o = 10 mL VNaOH = 2.3 mL CNaOH = 0.1 N % de acidez = ((C NaOH* VNaOH) / Vcultivo)*100 % de acidez = ((0.1N * 2.3mL) / 10mL)*100 % de acidez = 2.3 o Para la 1 ½ hora. Vcultiv o = 10 mL VNaOH = 2.9 mL CNaOH = 0.1 N % de acidez = ((C NaOH* VNaOH) / Vcultivo)*100 % de acidez = ((0.1N * 2.9mL) / 10mL)*100 % de acidez = 2.9 o Para 2 horas. Vcultiv o = 10 mL VNaOH = 3.6 mL CNaOH = 0.1 N % de acidez = ((C NaOH* VNaOH) / Vcultivo)*100 % de acidez = ((0.1N * 3.6mL) / 10mL)*100 % de acidez = 3.6 o Para la 2½horas. Vcultiv o = 10 mL VNaOH = 5.5 mL CNaOH = 0.1 N % de acidez = ((C NaOH* VNaOH) / Vcultivo) *100 % de acidez = ((0.1N * 5.5mL) / 10mL) *100 % de acidez = 5.5 o Para 3 horas. Vcultiv o = 10 mL VNaOH = 7.8 mL CNaOH = 0.1 N % de acidez = ((C NaOH* VNaOH) / Vcultivo)*100 % de acidez = ((0.1N * 7.8mL) / 10mL)*100 % de acidez = 7.8 Durante la fermentación la mezcla de yogur, coagula produciendo un descenso del pH. Mientras que las concentraciones absolutas de ácido lácticos formado por las especies de Streptococos (responsable de la caída inicial del pH) a la leche alcanza siempre menos del 1% y el valor de pH inferior a 4.3-4.5 las especies de genero Lactobacillus acidifican la leche hasta un pH 3.2-3.5 y un contenido de ácido láctico del 1-3%. En esta preparación se observó dos morfologías bacterianas distintas (cocos y bacilos) y varios formas de disposición (estaphilococos, estreptococos, rosetas). Además, el tamaño del Lactobacilo facilitó la observación. (ver anexo 1) En el caldo MRS, se observó un precipitado de gran tamaño, color beige, lo cual nos indica que hubo crecimiento del Lactobacillus bulgaricus, por ser este un medio de enriquecimiento, cultivo y aislamiento de este tipo de género bacteriana(ver anexo 2). Para el agar MRS, en la caja de petri 1 se presenció el crecimiento de una gran cantidad de colonias de color beige, de forma esférica, convexas. Para la caja de petri 2 se observó lo mismo a excepción de la aparición de un moho que pudo haber sido provocado por contaminación en el medio debido a factores tales como: -Humedad -Contaminación del cultivo madre -Contaminación durante la siembra, debida a la falta de calor. (ver anexo 3) PREGUNTAS COMPLEMENTARIAS Que problema representa el hecho de encontrar en ocasiones levaduras en un porcentaje elevado en productos como kumis y yogurt? La mayor parte de los trabajos sobre la alteración microbiológica de las leches fermentadas se ha realizado sobre el yogurt. En cualquier caso, casi todas las leches fermentadas sufren alteraciones parecidas, por lo que en general el yogurt puede considerarse como representativo. Por razones obvias, la atención se centra en organismos alterantes como las levaduras, principales causantes de las alteraciones de las leches fermentadas, estas suelen producir fermentaciones con formación de gas, esta alteración se reconoce fácilmente por el abombamiento de las tapas e incluso el estallamiento de los envases. Los géneros que con más frecuencia causan la alteración fermentativa son kluyveromyces marxianus y especies de saccharomyces y los yogures mas afectados son los que contienen azúcares añadidos. En general, se considera que la principal fuente de contaminación son los purés de frutas contaminados por manipulaciones incorrectas, pero el yogurt aromatizado con chocolate también es muy susceptible a la alteración fermentativa. Las levaduras oxidativas tienen una gran importancia en la alteración del yogurt. Su crecimiento está limitado por la disponibilidad de oxígeno y puede restringirse a la interfase yogurt/aire, formándose colonias húmedas y lisas o una película de crecimiento. Los envases de poliestirenos de paredes delgadas permiten que entre suficiente aire como para que crezcan las levaduras oxidativas en el interior de la masa de yogurt. En estas circunstancias, las levaduras oxidativas se localizan predominantemente junto las paredes del envase y las fermentativas en el centro del mismo. Se han aislados muchas levaduras oxidativas en el yogurt, entre ellas especies de Candida, Debaryomyces, Metschenikowia, Pichia, Rhodotorula, Torulaspora, Trichosporon y Yarrowia. o Fundamento del caldo y agar MRS (MAN, ROGOSA Y SHARPER). Para el enriquecimiento, cultivo y aislamiento de todas las especies de Lactobacillus, a partir de todo tipo de materiales de investigación. Al contrario que otros medios de cultivo, sobre los medios MRS crecen todos los Lactobacilos, incluso, por ejemplo, los L. brevis y L. fermenti, difícilmente cultivables. Los medios de cultivos MRS contienen polisorbato, acetato de magnesio y manganeso, sustancias conocidas como factores especiales de crecimiento para Lactobacillus así como una base nutritiva abundante y rica. Dado que solo posee muy escasa selectividad, también pueden crecer especies de Pediococos y de Leuconostoc, y otros gérmenes acompañantes. CONCLUSIÓN o El yogur es, por definición, una leche fermentada que se obtiene a partir de la transformación de un azúcar, la lactosa, en ácido láctico gracias a la acción de microorganismos. Desde el punto de vista de la transformación biológica de la leche, el efecto conseguido por la pasteurización del producto no altera su condición de yogur. o Las leches fermentadas en general, y el yogur en particular, son productos intrínsecamente seguros. Al ser un alimento fermentado, tiene la condición previa que la leche no puede contener ni antibióticos ni inhibidores, puesto que en caso contrario los microorganismos no podrían crecer y no se produciría la fermentación. o El L. bulgaricus da una parte las características de aroma y la mayor parte del sabor, mientras que el S. thermophilus actúa como agente principal de la acidificación, mejorando el cuerpo del yogur y reduciendo la viscosidad. o Químicamente, la acidez proporcionada por el ácido láctico hace que se formen pequeños coágulos de caseína (proteína de la leche), lo que da al yogur su textura especial. BIBLIOGRAFÍA o SANTOS MORENO, Armando. Leche y sus derivados. México. Ed. 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