CULTIVOS LACTICOS

Las bacterias del ácido láctico (BAL), o también bacterias ácido

lácticas y cultivos lácticos -por razón de sus características al ser procesadas y

multiplicadas para su utilización como grupo- comprenden un

caldo de bacterias fermentadoras y productoras de ácido láctico, función por la

que son usadas en la industria para darle ciertas cualidades a los alimentos y

protegerlos contra la acción de otros organismos dañinos. Uno de ellos pueden ser

los lactobacillios los cuales aportan al producto un buen cuidado.

Características

Las bacterias lácticas son gran positivas, ácido tolerantes, algunos en rangos

de pH entre 4.8 y 9.6, permitiéndoles sobrevivir naturalmente en medios donde

otras bacterias no aguantarían la aumentada actividad producida por

los ácidos orgánicos Son organismos que no forman esporas, son

inmóviles, cocos o bacilos con bajo contenido de guanina y citosina, y asociados

todos por sus características metabólicas y fisiológicas comunes. Estas son

bacterias que generalmente se encuentran en plantas y productos

lácteos en descomposición produciendo ácido láctico como producto metabólico

final de la fermentación de carbohidratos. Esta particularidad ha enlazado,

históricamente, a los BAL con la producción de alimentos fermentados, pues la

acidificación que producen inhibe el crecimiento de agentes que

causan descomposición. Más aún, algunas BAL son productoras de bacterianas

tóxicas, proveyendo un obstáculo adicional para los microorganismos patogénicos.

De hecho, el ácido láctico y otros productos metabólicos de las BAL contribuyen a

las propiedades organolépticas y el perfil textural de un alimento específico. La

importancia industrial de las BAL se evidencia también porque, por lo general

consideradas no peligrosas, debido a que están en variados alimentos y por su

contribución como flora saprófita de las superficies mucosas humanas.

Los géneros básicos que comprenden las BAL

son Lactobacillus,Leuconostoc, Pediococcus, Lactococcus, y Estreptococos así

como

los Lactobacillales Aerococcus, Carnobacterium, Enterococcus, Oenococcu

s,Teragenococcus, Vagococcus, y Weisella.

Los medios de cultivo para bacterias lácticas típicamente incluyen fuentes de

carbohidratos, siendo que la mayoría de estas especies son incapaces de

aprovechar la respiración celular.

Cultivos lácteos

La percepción con respecto a los microorganismos es que son causantes daños,

tanto para los alimentos como para los humanos, esto es cierto en los grupos

de microorganismos que provocan la descomposición de alimentos como la carne,

la leche y las frutas. En el caso de la leche las técnicas de control y el manejo han

hecho que los riesgos en ella disminuyan y la seguridad de ésta aumente, en

algunos derivados pueden ser causante de serios perjuicios hasta el punto de

producir metabolitos mortales, como las toxinas, que se pueden evidenciar por la

presencia de manchas en el queso, sabores indeseables, hinchazón. Las

bacterias patógenas más comunes son Escherichia, coli, Staphylococcus aureus y

otros como los coliformes y algunas entero bacterias.

Así como hay bacterias que afectan la salud humana, hay otras que además de

ser inocuas son necesarias. Dentro de este amplio grupo se encuentran las

bacterias lácteas utilizadas en la elaboración de queso, yogur y la mantequilla.

Estos microorganismos influyen en el proceso de acidificación (disminución de

pH), imprescindible para otorgarle al queso sus características propias (textura,

sabor y aroma) e impedir el desarrollo de bacterias dañinas, en otras palabras

producen cambios benéficos en los alimentos, cambios que pueden ser físicos o

químicos, en general esto hace que además la vida útil aumente. A estos grupos

se les ha denominado cultivos lácticos, “cultivo starter” o fermentos lácticos que a

diferencia de los potencialmente patógenos proveen características particulares

deseadas en forma más segura y predecible.

Fermentación

Caracterizar a los procesos o tecnologías basados en el uso de microorganismos.

El término "fermentación", que deriva del latín fermentar (hervir), inicialmente solo

utilizado en la actividad microbiana anaerobia, se fue aplicando así mismo a

procesos aerobios y finalmente también a aquéllos que utilizan células animales y

vegetales.

La función primaria de los cultivos iniciadores lácticos es la producción de ácido

láctico a partir de la lactosa, que consecuentemente produce un cambio en el

estado de la leche, líquido a gel, debido a que la caseína alcanza un pH de 4.4 a

4.6, llamado punto isoeléctrico (carga neta cero). Este cambio en

la acidez produce inhibición de microorganismos indeseables.

En la microbiología se utilizan los términos fermentación y fermentaciones

industriales, para

Desde el punto de vista organoléptico los cultivos tiene como función: producción

de sabor, aroma ocasionado por la producción de etanol, la

actividad proteolítica y lipolítica.

Metabolismo de bacterias lácticas

Existen dos vías básicas de fermentación de hexosas que son usados para la

clasificación de los géneros de BAL. En condiciones de exceso deglucosa y un

limitado uso de oxígeno, las BAL homolácticos transforman un mol de glucosa a

través de la vía glucolítica de Embden-Meyerhof-Parnas para formar dos moles

de piruvato. El balance redox intracelular se mantiene por

la oxidación de NADH con la concomitante reducción del piruvato en ácido láctico.

Este proceso genera dos moles de ATP por cada mol de glucosa consumida. Los

representantes de las BAL homolácticas

incluyen Lactococcus, Enterococcus, Streptococcus, Pediococcus y el grupo

I Lactobacilli.

Las BAL heterofermentativas utilizan la ruta de la pentosa fosfato, en la que un

mol de glucosa-6-fosfato es inicialmente deshidrogenada a 6-fosfogluconato y

luego descarboxilada para producir un mol de CO2. El resultante pentosa-5-

fosfato es disociada en un mol de fosfato de gliceraldehído y un mol de acetil

fosfato. El fosfato de gliceraldehído se metaboliza luego en ácido láctico, tal como

en la reacción de los homofermentadores, con el acetil fosfato reduciéndose a

etanol vía los intermediarios acetil-CoA y acetaldehído. Teoréticamente, los

productos finales (incluyendo el ATP) son producidos en cantidades equimolares a

partir del catabolismo de un mol de glucosa. Las BAL obligatoriamente

heterofermentativas incluyen: Leuconostoc, Oenococcus, Weissella, y el grupo

III Lactobacilli.

Tipos de cultivos iniciadores

Naturales

Muchas bacterias de origen desconocido, no presentan uniformidad de sus características y

los productos pueden ser de características variables. Presentan resistencia a fagos y otros

microorganismos. En algunos quesos como el queso paípa4 – de origen colombiano – se

fermenta con la flora natural de la leche. El riesgo principal al utilizar la flora natural es la

inseguridad a la hora del consumo de estos.

SeleccionadosPoca variedad de bacterias, todas conocidas y de proporciones bien definidas. Su

comportamiento es muy conocido, los productos pueden tener siempre las mismas

características, fácilmente alterados por contaminantes químicos y biológicos, son de menor

mano de obra para su manejo se ahorra cantidad sustancial de leche.

Simple o definidoConstituido por una cepa o un grupo de cepas identificadas. Mezcla o compuesto: más de una

cepa, aportando cada una características especiales. Los cultivos lácticos pueden ser

categorizados en mesofílicos o termofílicos: muser nck Los microorganismos pueden

multiplicarse eficientemente en función de la temperatura; psicrofílicos; a temperaturas

de refrigeración e incluso congelación, mesofílicos; entre 20 y 35 °C y los termófilos entre 35 y

50 °C. En el caso de los alimentos, los más utilizados son los dos últimos.

Cultivos mesófilos

En la producción de derivados lácteos este tipo de cultivo se utiliza en la

elaboración de quesos madurados y frescos como: Barra, Pategras,Gouda, Fresco

(crema) y Mozzarella, dentro de estos también están incluidos los que se utilizan

en la producción del kumis.

Algunas de estas bacterias tienen la propiedad de producir gas carbónico, que

queda atrapado en algunos quesos dando características particulares a estos

como el emmental y queso gruyere

Cultivos termófilos

Estos cultivos son utilizados para elaborar quesos que se caracterizan por sus

altas temperaturas de cocción como por ejemplo Parmesano,Provolone y suizo y

la producción del yogurt y otro

Cultivos lácticos

Seleccionados en el laboratorio y se utilizan para producir fermentación en los

productos lácteos elaborados como por ejemplo en las bebidas fermentadas como

yogur, kumis pero también tienen una amplia utilidad en la producción de

mantequilla y especialmente en los quesos. Los cultivos lácticos están

conformados por un grupo de microorganismos; los cuales, han sido

Las funciones de los cultivos lácticos en la elaboración de productos lácteos son:

 Producción de ácido láctico por fermentación de la lactosa; lo que provoca

un sabor ácido característico en las leche fermentadas además de producir

cambios en la textura y cuerpo.

 Inhibe el desarrollo de flora contaminante y patógena

 Producción de compuestos como el diacetilo y acetaldehído que le dan

aroma a los productos elaborados

En los quesos maduros desarrollan actividad proteolítica y lipolítica durante

la maduración.

En bebidas como kumis, kéfir e Imer, la fermentación produce alcohol

 Contribuyen a la uniformidad en el producto final.

Clasificación de cultivos lácticos

Teniendo en cuenta la utilidad los cultivos lácticos en la industria láctea se

mencionará la clasificación que presenta Rivera et al. (1995) en donde

clasifica a los cultivos lácticos de acuerdo a:

Método de fabricación

De acuerdo al fin específico de los cultivos teniendo en cuenta el

microorganismo que lo conforman.

Sensibilidad al bacteriófago

Método de fabricación

En el mercado se encuentran cultivos de las siguientes formas:

Cultivos líquidos frescos: Se presentan en forma líquida, el contenido

aproximado de bacterias es del orden de 500 millones por ml. Son utilizados en

plantas cercanas a los laboratorios que los producen pues deben mantenerse en

refrigeración (2 – 4) ºC. Por la dificultad en el manejo; su uso es bastante

reducido.

Cultivos liofilizados: Preparados mediante desecación a partir del estado de

congelamiento. Tienen una humedad inferior al 2%. Son estables por varias

semanas a temperatura ambiente y por varios meses a temperatura de 3 a -

5ºC. El contenido de bacterias se encuentra entre los 2.000 a 3.0000 millones por

gramo.

Este tipo de cultivos presentan ventajas como:

- Pueden ser transportados en largas distancias sin que sean refrigerados

- Tienen periodos largos de conservación

- La uniformidad en el producto final es mayor que la que se consigue con los cultivos líquidos por cuanto los microorganismos mantienen sus características constantes durante el periodo de almacenamiento hasta su utilización.

* Cultivos congelados: Los cultivos congelados son aquellos cultivos que son sometidos a un proceso rápido de congelación a temperatura de -40 a -45ºC. Pueden ser no concentrados y concentrados. Los primeros, se pueden mantener de 3 a 8 meses a temperatura de congelación. Para su utilización es necesario descongelar y propagar el cultivo antes de su utilización. Una desventaja es el mantenimiento de la temperatura durante su transporte.

Las ventajas de este cultivo son:

-Conocimiento de las características de un cultivo madre

-Homogeneidad de la calidad del producto final a través del tiempo.

Los cultivos congelados concentrados se utilizan directamente sobre el tanque de proceso y no hay necesidad de reconstituir como sucede con los cultivos líquidos y liofilizados. Se conocen de dos tipos: los REDISET y REDISET. D.V.S. (Direct Vat Set ó inoculo directo en tina)

El uso de estos cultivos reduce notablemente los riesgos de contaminación por otras bacterias o por bacteriófagos que generalmente se acumulan cuando se preparan los cultivos madres y repiques en la propagación de los cultivos líquidos y liofilizados. Son altamente concentrados pues contienen entre 300.000 y 500.000 millones de bacterias por gramo. Deben ser mantenidos a temperatura de congelación.

22.1.2. De acuerdo al fin especifico de los cultivos teniendo en cuenta el microorganismo que lo conforman

Los cultivos lácticos se preparan para dos fines específicos:

a. Donde se requiere producción de ácido láctico: Homofermentativos

b. Donde se requiere producción de ácido láctico y otras sustancias que dan aroma y sabor: Heterofermentativos.

Desde lo anterior, se tiene que hay cultivos de acuerdo a la temperatura de crecimiento en donde pueden ser mesófilas (20 – 30ºC y termófilos (37 – 45ºC).

También de acuerdo al tipo de cultivo; ya sean de cepa simple (1 cepa), cepas múltiples (2 – 4 cepas) y cepas mixtas (mezcla de cepas y especies).

Los cultivos lácticos mesófilos pueden ser[1]:

 Streptococcus lactis

 Streptococcus cremoris

 Streptococcus diacetilactis

 Leuconostoc citrovorum

Las características principales de estas bacterias:

-Producción de gran cantidad de gas carbónico y sustancias de aroma y sabor como la acetoina y diacetilo en el caso de los Streptococcus

-En el caso del Leuconostoc, producir aroma y sabor a partir de la degradación del acido cítrico y los citratos; no coagula la leche, porque produce baja concentración de acido láctico.

Cultivos lácticos termófilos:

Entre las bacterias lácticas termófilas de importancia en la industria lechera, se encuentran básicamente especies del género Lactobacillus yStreptococcus thermophilus

El género Lactobacillus se caracteriza por producir gran cantidad de ácido láctico y resistir altas concentraciones del mismo, por lo cual se denominan bacterias aciduricas.

Dentro de este género es bueno mencionar el Lactobacillus bifidus, que produce degradación de la caseína y frena el crecimiento de bacterias contaminantes, mejorando la digestibilidad de la leche en lactantes.

Bacterias Propiónicas:

Estas bacterias son ampliamente empleadas en la industria lechera, en la elaboración de quesos maduros como emmenthal y gruyer.

Se caracteriza porque a partir de la lactosas formadas durante la fermentación láctica, produce acido Propiónico, gas carbónico y otras sustancias características de estos quesos.

En la siguiente tabla se resumen los tipos de cultivos de acuerdo a la temperatura de crecimiento, tipo de fermentación.

UNIDAD II: PROCESOS EN LA INDUSTRIA LACTEA: TRATAMIENTO LECHE CRUDA – LECHES FERMENTADAS – MANTEQUILLA Y PRODUCTOS PARA UNTAR.

Nombre de la Unidad Procesos en la industria láctea: tratamiento leche cruda – leches fermentadas – mantequilla y productos para untar

Introducción Una vez revisados los conceptos que conciernen a la naturaleza de la leche, la importancia en el ámbito mundial y nacional; se profundiza en los procesos tecnológicos a que es sometida la leche para su transformación. Al respecto, se tiene que la industria láctea es bastante amplia y diversa y de mucha aplicación en la industria alimentaria; entonces, en el diseño de este material se han distribuido en las dos unidades restantes del módulo la revisión de conceptos y bases de los productos elaborados tomando como materia prima principal a la leche. Es así que en esta unidad se tratan tres grandes temas como son;  tratamiento leche cruda,  leches fermentadas, mantequilla y productos para untar. De cada uno de ellos se desarrollan contenidos relacionados con los conceptos generales, proceso tecnológico, maquinaria y equipo involucrado en el proceso y la estandarización del mismo; base del control de calidad de la factoría y  como de verificación de los rendimientos de producción. En algunos casos se tocan temas específicos de cada proceso que complementan las condiciones generales de cada línea de producción.

Destacar que esta unidad como las demás es de vital importancia  dentro del curso de procesos lácteos por cuanto forma parte de líneas de producción que en la actualidad se encuentran ampliamente desarrolladas por el sector lácteo.

De otra parte, en esta unidad se presenta bibliografía complementaria de interés para todos pues  sirve de referencia para profundizar las temáticas de la unidad.

Justificación Los conceptos que se desarrollan en la unidad son importantes porque corresponden a los procesos de transformación de la leche para obtener productos lácteos conocidos por todos y de gran aceptación en el mercado global, nacional y local.

Intencionalidades Formativas Las intencionalidades formativas del presente curso están constituidas por LOS PROPÓSITOS,  OBJETIVOS, COMPETENCIAS Y METAS de aprendizaje.

Propósitos:

Que los estudiantes identifiquen conceptos relacionados con los procesos tecnológicos de la leche para obtener leche para consumo, bebidas lácteas fermentadas y mantequilla y sus derivados.

Reconocer la importancia que tienen los procesos tecnológicos de la leche para la obtención de leche para consumo, producción de bebidas fermentadas y mantequilla;   su aplicabilidad en los multicontextos puesto que la materia prima es un alimento altamente nutritivo, de consumo masivo por los beneficios que esto trae.

Promover en los estudiantes el espíritu investigativo a través de la propuesta y diseño de líneas de producción de acuerdo a  necesidades y expectativas específicas de una región o comunidad.

  Fortalecer las competencias comunicativas, actitudinales a través del trabajo individual y grupal que promuevan la interacción y respeto por las ideas de los demás.

Propiciar autorregulación del proceso de aprendizaje  así como la auto evaluación, coevaluación y heteroevaluación del proceso de aprendizaje del curso  procesos lácteos.

Objetivos:

Conocer el tratamiento de la leche cruda cuando ingresa a la planta y el alistamiento

para su posterior transformación.

Reconocer los cambios bioquímicos y fisicoquímicos que se suceden en la leche cuando es transformada en un derivado lácteo con la aplicación de procesos tecnológicos.  En el caso de la unidad II en lo que tiene  que ver con la producción de leche para consumo, bebidas lácteas fermentadas y mantequilla.

Identificar las operaciones unitarias que se llevan a cabo en cada uno de los procesos tecnológicos revisados en la unidad. Así como también la maquinaria y equipo necesario en las líneas de producción de estudio.

Determinar rendimientos de producción a partir de estandarización y control del proceso de elaboración de los productos lácteos revisados en la unidad.

Competencias:

El estudiante conceptualiza, identifica y  relaciona adecuadamente los conceptos en cuanto a la transformación de la leche a través de los procesos lácteos como leche para consumo, bebidas lácteas fermentadas y mantequilla.

El estudiante comprende e interpreta los conceptos además de que argumenta y propone soluciones a las problemáticas planteadas.

Metas

Al finalizar el desarrollo de la primera unidad:

El estudiante estará en la capacidad de estandarizar la materia prima para la elaboración de leche para consumo, bebidas lácteas fermentadas y mantequilla.

El estudiante estará en capacidad de identificar las transformaciones bioquímicas así como los cambios fisicoquímicos que se dan en la leche cuando es sometida a procesos de transformación para obtener bebidas lácteas  fermentadas, mantequilla y tratamiento de la leche para consumo

El estudiante estará en capacidad de reconocer diagramas de flujo, maquinaria y equipo relacionada con la elaboración de bebidas lácteas fermentadas, mantequilla y tratamiento de la leche para consumo.

Denominación de capítulos Capitulo 4. Tratamiento de leche cruda.

Capitulo 5. Productos lácteos fermentados.

Capitulo  6.