6. Fermentos lácteos Flashcards
Qué son los fermentos lácticos?
Los fermentos lácticos, también llamados cultivos iniciadores o starters, son bacterias lácticas que se añaden a los productos lácteos para iniciar el proceso de fermentación. Estas bacterias tienen propiedades beneficiosas para la salud, y cuando se reconocen estas propiedades adicionales, los productos fermentados pasan a etiquetarse como prebióticos.
Que son los cultivos lacteos?
Son cultivos (mezcla de bacterias lácticas) puros o mixtos con actividad enzimática,
que tienen como función primordial transformar la lactosa en ácido láctico produciendo una disminución del pH lo
que actúa como bioconservante (inhibe el crecimiento de otras bacterias).
Se utilizan cultivos starters que generan aroma y sabor deseable, no como el proceso que se da a temperatura
ambiente con cultivos contaminantes (cuando se “corta” la leche).
Que propiedades y beneficios tienen los fermentos lácticos?
- Mejora la salud digestiva: Ayudan a combatir problemas como la diarrea y el estreñimiento.
- Facilitan la absorción de nutrientes como la materia grasa del yogur y el calcio.
- Reducción de colesterol: Pueden contribuir a disminuir los niveles de colesterol.
- Efectos de los antibióticos: Ayudan a reducir los efectos negativos de los antibióticos después de un tratamiento de infecciones.
- Efecto bioconservante: Las bacterias lácticas producen metabolitos con efectos antimicrobianos, lo que ayuda a conservar los alimentos.
Qué implica el uso de los fermentos lácticos y que actividades metabólicas son importantes?
El uso de fermentos lácticos en la producción de alimentos implica una serie de actividades metabólicas que transforman los componentes de la leche y mejoran las características del producto final.
Actividades metabólicas importantes:
- Lactosa: Se fermenta para producir ácido láctico, lo que es fundamental para el proceso de fermentación y la transformación de la leche en productos como yogur y queso. También puede haber formación de etanol, aldehídos y
otros compuestos por esta via
- Proteínas: Se produce la proteólisis, que descompone las proteínas en aminoácidos, alcoholes, aldehídos, y cetonas, lo que influye en la textura y sabor del producto.
- Lípidos: La lipólisis descompone los lípidos, generando ácidos grasos libres, cetonas, entre otros compuestos, que afectan el sabor y aroma del producto.
- Composición de aroma: Los fermentos lácticos también generan compuestos responsables del aroma, que son importantes para las características sensoriales de los productos lácteos.
- Vitaminas: Algunos fermentos lácticos pueden producir vitaminas y otros compuestos nutritivos que benefician la salud.
- Compuestos antimicrobianos: Durante la fermentación, se generan compuestos antimicrobianos que actúan como bioconservantes, aumentando la vida útil del producto al inhibir el crecimiento de microorganismos no deseados.
Partimos de una materia prima que contiene lactosa, proteína y lípidos a la que se adiciona un cultivo iniciador, el cual puede estar formado por bacterias, mohos, levaduras, en forma simple o muchas veces de forma combinada, éstos tienen actividades enzimáticas que producen nuevos productos que afectaran la
conservación (aumentando la vida útil x compuestos antimicrobianos que hacen a la función de bioconservantes), afectarán tambien la textura, flavor (sabor), aroma y tendrá algunos efectos en la salud (compuestos nutritivos como las vitaminas).
Como es el metabolismo de la lactosa?
La lactosa puede ingresar a la célula por un sistema de entrada: una permeasa lactosa. Ésta es característica de Str. Thermophilus, lactobacullus y algunos Leuconostoc. En este caso la lactosa ingresa incambiada a la célula y luego es degradada: se hidroliza en glucosa y galactosa, y entra en la via
glicolitica o en la vía de tagatosa.
En el sistema fosfoenol-piruvato transferasa, la lactosa entra en forma fosforilada a la célula, y de esa manera va
hacer posteriormente degradada, esto se da en el caso del Lactococcus.
Como es la clasificación de los fermentos lácticos según ruta metabólica fermentativa?
Fermentos Lácticos Homo-Fermentativos:
- Producto principal: El ácido láctico es el principal producto de la fermentación de la lactosa.
- Proceso metabólico:
1) La lactosa entra a la célula a través de la lactosa permeasa y es descompuesta por la β-galactosidasa en glucosa y galactosa.
2) La galactosa entra en la vía glicolítica a través de la ruta de Leloir (como glucosa-1-fosfato).
3) Esta ruta genera principalmente ácido láctico (aprox el 85% de los productos metabólicos).
* Productos adicionales: También pueden formarse etanol, aldehídos y otros compuestos.
* Proteínas se descomponen en aminoácidos, alcoholes, aldehídos, cetonas.
* Lípidos se descomponen en ácidos grasos libres, cetonas.
Fermentos Lácticos Hetero-Fermentativos:
- Productos: El proceso de fermentación produce ácido láctico, ácido acético, etanol y CO2.
- Proceso metabólico:
1) La lactosa es dividida en glucosa y galactosa por la β-galactosidasa.
2) Estos productos no pueden seguir la vía glicolítica debido a la falta de aldolasas, por lo que se dirigen hacia la ruta de la fosfocetolasa.
3) Los productos principales son ácido láctico, CO2, ácido acético y etanol.
Ejemplos de microorganismos: Leuconostoc y Lactobacillus (grupo III).
- Vías Metabólicas Alternativas:
* Ruta del Citrató: Algunos mo fermentan el citrato de la leche, produciendo compuestos importantes para los sabores y aromas de productos fermentados, como acetaldehído, acetoína y diacetilo. Estos compuestos se producen en productos como el yogur, aunque los mo que lo elaboran, como Streptococcus salivarius thermophilus y Lactobacillus delbrueckii bulgaricus, no fermentan el citrato.
Ruta alternativa al metabolismo del citrato: 1. Usan la ruta de la piruvato deshidrogenasa para llegar a acetil-CoA, y de ahí generar los compuestos aromatizantes.
* Metabolismo del Piruvato:
Ruta normal: El piruvato se convierte en ácido láctico o ácido láctico más etanol.
Alternativas:
1. Ruta de la piruvato deshidrogenasa: Conduce a acetil-CoA y produce compuestos aromatizantes.
2. Ruta de piruvato-formato-liasa.
3. Ruta de piruvato deshidrogenasa.
Impacto en el Producto Final:
- Disminución de pH: La fermentación reduce el pH del producto, lo que tiene varios efectos:
- Coagulación de proteínas: La caseína se coagula a medida que el pH se acerca al punto isoeléctrico, formando una masa semisólida.
- Expulsión del suero: En productos como el queso, esta expulsión del suero es deseable, pero no en productos como el yogur, donde se busca evitar la sinéresis.
- Vida útil: El descenso de pH ayuda a inhibir microorganismos de deterioro y patógenos, alargando la vida útil del producto.
- Efectos en la salud: Los productos metabólicos de la fermentación, como las bacteriosinas (ej. niscina de Lactococcus lactis), tienen propiedades antimicrobianas y benefician la conservación del producto.
- Función de los Fermentos Lácticos en la producción de Queso: Los fermentos lácticos favorecen la hidrolisis enzimática de la caseína en la producción de queso, especialmente cuando el pH desciende de 6.6 a 6.2. Después de la inoculación de los fermentos, continúan su actividad metabólica durante la maduración del queso, contribuyendo a la formación de alfa-cetoácidos, aldehídos, alcoholes y ésteres.
Clasifica los fermentos de acuerdo a su temperatura de crecimiento
→ Mesofilos: Se clasifica de acuerdo a si son aromatizantes (sobre todo por degradación de citrato). Lactococcus lactis variedad dyacetylactis nos da la formacion de diacetilo. Las especies de leuconostoc también son responsables de aroma porque producen diacetilo, acetato y CO2, se utilizan en mucho tipo de quesos (con ojos por el CO2).
→ Termófilos: St. Termophilus (Streptococcus salivarius spp termophilus) y L. bulgariccus (Lactobacillus delbrueckii spp
bulgariccus) son los responsables en la elaboración del yogurt, y actúan de forma simbiótica. Uno es más proteolítico que el otro, lo que hace que produzcan mayor ácido láctico combinadamente que de forma aislada. Junto con los otros termófilos son característicos de quesos que se utilizan a altas temperaturas como la
muzzarella, emmental y quesos grana, es decir quesos que tienen un proceso de cocción, por lo tanto
temperaturas más elevadas y su acidez es mucho más intensa.
Que otras clasificaciones de los fermentos lactes existen? (PP)
Según número de cepas
a. Puros
b. Mixtos
c. Naturales
Ej. el suero fermento es utilizado en mucho de los quesos de pasta cocida = semiduros, que se producen en forma artesanal. El suero fermento es muchas veces mantenido en la propia familia quesera. Se
reconocen allí muchos m.o acido lácticos termófilos (por el tipo de queso que se elabora). La familia lo mantiene como cultivo fresco para ir inoculándolo en todas las producciones, lo llaman suero fermento madre. Cuando termia la producción de un día, ese suero madre es re inoculado con el suero proveniente de la tina quesera y repicado en la tina del día siguiente.
- Según temperatura de crecimiento
a. Mesofilo
b. Termófilos
c. Mixtos - Según Forma comercial
a. Líquidos (ej. suero fermento)
b. Deshidratados
c. Congelados
d. Liofilizados (otra forma de deshidratar y aumenta su vida útil, son concentrados)
Cuales son los tipos de cultivos iniciadores?
Cultivos DRI-VAC: Se realiza una siembra tradicional comenzando con un cultivo comercial en diversas formas (líquido, liofilizado, concentrado), que luego se utiliza para hacer un cultivo madre. A partir de ahí, se hacen subcultivos diarios (1er día, 2do día, etc.), que se llevan a un fermentador para obtener los volúmenes necesarios para las elaboraciones, y luego se aplican en la tina quesera.
Cultivos REDI-SET: Estos cultivos se siembran de forma semidirecta, utilizando un cultivo comercial concentrado (congelado o liofilizado).
Cultivos DVS: En este caso, el cultivo comercial va directamente a la tina quesera. Son los más complejos ya que eliminan los pasos intermedios, y si hay un problema con el cultivo, no hay forma de revertirlo.
Cuales pueden ser las causas de fallas en el cultivo iniciador?
Podemos encontrarnos, que se hizo la siembra y hubo una falla que provoco que el pH no bajara en el tiempo acorde de la elaboración de determinado producto. Si no hubo cambios de pH desde que comenzó la incubación puede pensarse que hay sustancias inhibidoras, desde bactericidas a bacteriostáticos, ej. residuos de antibióticos,
residuos de detergentes/desinfectantes, residuos de plaguicidas, lisozima y lactoferrina, actividad proteasica y células somáticas de leches mastiticas, sistema ltp-lacteninas, contaminación ambiental por ej.
presencia de virus bacteriófagos (utilizan como huésped a las bacterias para crecer y reproducirse).
Que son los bacteriófagos?
Son virus que infectan y se reproducen dentro de las bacterias. Estos llegan, se adsorben a la pared bacteriana e inyectan el material nuclear. De esa manera se van replicando, hasta que en determinado momento se reprodujeron tanto que rompen la pared de la bacteria, y ésta muere, liberando los nuevos
bacteriófagos al medio, y así continúa el ciclo.
Son ubicuos a nivel del tambo y pasan desapercibidos, por eso es importante el tratamiento térmico, pueden ser inactivados a temperaturas de 63-88°C por 30 min o por el uso de desinfectantes por
eso es importante la limpieza.
Cuales son las medidas para controlar los bacteriófagos?
- Utilización de técnicas de siembra y de producción de starters tiene que ser asépticas
- Hay que asegurar la esterilización, y desinfección de utensilios y equipos
- Asegurarnos de un tratamiento térmico eficiente de la leche
- Limitar el movimiento del personal en los lugares donde se manejan los cultivos iniciadores (operarios específicos) y ubicar estos lugares alejados de las zona de producción
- Se incluyen en estas medidas lo que es la filtración de aire, sobre todo en la sala donde se manipula el starter
Que tipos de ciclos tienen los bacteriofagos?
- Lítico- virulento: el comentado previamente que termina con lisis de cel
bacteriana - Lisogenico temperado: que se mantiene el ADN vírico integrado al ADN bacteriano, se van propagando con la multiplicación bacteriana pero en determinado momento hay una inducción que lleva a la replicación del ADN vírico y pasaría al ciclo lítico.
Cuáles son las principales funciones de los FL? (PP)
- Producción de ácido láctico por fermentación de la lactosa (grado y velocidad critica de elaboración)
- Producción de compuestos volátiles (diacétilo y acetoaldehido)
- Producción de otros productos como Etanol y CO2
- Hidrólisis controlada de proteínas y lípidos
- Efecto biopreservador (ácido láctico, bacteriocinas, etc)
Por qué puede fallar un cultivo starter? (PP)
- Composición y calidad del medio de cultivo
- Temperatura de incubación
- Tiempo de incubación
- Porcentaje de fermentos añadidos
- Capacidad acidificante de los m.o.
- Presencia de inhibidores
Causas: del cultivo o de la leche.
En la leche
* Presencia de bacteriófagos contaminantes
* ATB o inhibidores (detergentes, desinfectantes)
En el cultivo
* Errores en composición y calidad
* Temperatura y tempo de cultivación
* Porcentaje de los fermentos
* Capacidad acidificante
Presencia de inhibidores
