UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS Escuela Profesional de Ingeniería Agroindustrial
LACTEOS CURSO:
QUÍMICA DE LOS ALIMENTOS DOCENTE:
Ing. LUNA MERCADO, Genny
PRESENTADO POR:
TISNADO MANSILLA, Elizabeth Erika ÑACA ÑACA MAMANI, Jhonatan Alexis
SEMESTRE:
II
PRÀCTICA 7 TITULO DE LA PRACTICA : LACTEOS
Sistema Leche 1. OBJETIVOS o Determinar la velocidad de reacción de transformación de lactosa en ácido láctico
o Cuantificar la cantidad de ácido láctico producido valorándolo con NaOH0,1 N 2. Introducción
El ácido láctico tiene una larga historia en el uso de fermentación y preservación de alimentos, se descubrió en 1780 por el químico Scheele, quien inicialmente lo consideró como un componente de la leche, para 1789 Lavoisier lo llamó "acide lactique", posible origen de la actual terminología para ácido láctico. Pasteur descubrió que no es un componente de la leche, sino un metabolito generado por la fermentación realizada por ciertos microorganismos, lo que llevó a Fermy a producirlo mediante la fermentación de carbohidratos como la sacarosa, lactosa, manitol, almidón y dextrosa (C. Akerberg. 1998). Para 1881, se comenzó la primer producción comercial de ácido láctico mediante un proceso microbiano en Estados Unidos de América (K. Hofvendahl. 2000)
Las bacterias que transforman ácido láctico obtienen energía exclusivamente por un proceso denominado comúnmente fermentación. Todas las fermentaciones siguen el eje central de la vía glucolítica, es decir, la transformación de la glucosa hasta piruvato. La secuencia de las reacciones de la fermentación láctica realizada por las bacterias Lactobacillus delbrueckii subsp. Bulgaricus - Streptococcus thermophilus, es la que sucede en la transformación de Yogurt. En el caso de las bacterias antes mencionadas, la lactosa de la leche es hidrolizada y luego por la glicolisis anaeróbica se transforma en ácido láctico, transformación que se realiza en forma muy lenta produciendo una coagulación de la leche hasta lograr una apariencia de flan característica.
Leche fermentada es la que ha sido transformada por el desarrollo de bacterias lácticas u otros microorganismos que transforman la lactosa en acido láctico y otros metabolitos. El cambio principal que se da en la leche es el descenso del pH (hasta 4,6-4,0). Como consecuencia de este descenso, se produce la coagulación de la caseína, que forma un gel y la inhibición del desarrollo de gran numero de microorganismos, entre ellos la mayoría de los patógenos, debido a la producción de acido láctico y otros metabolitos menores como el acido acético, el agua oxigenada o las bacteriocinas, un potencial de oxido-reducción bajo y el consumo por parte de las bacterias lácticas de componentes que son vitales para otros microorganismos. Además, durante la fermentación se producen metabolitos como el acetaldehído y el diacetilo, que aportan aroma al producto. Algunas bacterias lácticas también producen polisacáridos que confieren a la leche fermentada una textura suave y cremosa(Romero S2004)
3. MARCO TEÓRICO
Principales componentes de la materia grasa de la leche
La leche posee una acidez natural debida a algunos de sus componentes( Wals 1999): Como
Se deduce que la acidez natural de la leche es variable, depende sobre todo del contenido en proteína de la leche. Así la leche de vaca puede tener una acidez de 14 a 16o Dornic, la determinación de la acidez de la leche es un método sencillo de evaluar la posible contaminación de la leche antes de fabricar o cuando llega a la industria. También puede ser el sistema para controlar el crecimiento del cultivo iniciador, ya que la principal propiedad de las bacterias lácticas es la producción de acido láctico, aunque es mejor controlar la acidificación mediante la determinación del pH, que además puede determinarse un line. El pH, mas que la cantidad de acido determina los cambios en la conformación de las proteínas y la capacidad de supervivencia de los microorganismos que pueden crecer en la leche, así como la actividad de las enzimas. La relación entre pH, acidez y crecimiento de bacterias lácticas, aunque los tres factores están estrechamente ligados, no es directa, ello es debido a lo siguiente:
Disociación del acido láctico: En el pH de la leche el acido láctico no esta totalmente disociado, de hecho su pK es aproximadamente de 3,9, La acidez mide todo el acido, pero el pH solo la cantidad que esta disociada. y la velocidad de acidificación del cultivo depende del tipo de cultivo, heterofermentativo u homofermentativo y de muchos otros factores; ademas el recuento de bacterias se expresa en escala logarítmica y la velocidad de acidificación es proporcional al número real de microorganismos.(Romero, S. 2004)
El yogurt se entiende por yogur o yogurt el producto de leche coagulada obtenida por fermentación láctica mediante la acción de Lactobacillus bulgaricus y Streptococcus thermophilus a partir de leche pasterizada, leche concentrada pasterizada, leche total o parcialmente desnatada pasterizada, leche en polvo entera, semidesnatada o desnatada, suero en polvo, proteínas de leche y/u otros productos procedentes del fraccionamiento de la leche(Romero 2004). Los microorganismos productores de la fermentación láctica deben ser viables y estar presentes en el producto terminado en cantidad mínima de 1 por 10(7) colonias por gramo o mililitro. Por lo tanto en las características del producto final, los siguientes:
Microbiología y bioquímica del yogurt: Microorganismos presentes en el yogur es el microbiota esencial del yogur son las bacterias lacticas: Streptococcus thermophilus y Lactobacillus delbr¸ekii sub. bulgaricus.
Características de la microflora esencial presenta en forma de células esféricas u ovoides de 0,7 a 0,9 µm de diámetro unidas en parejas o largas cadenas, según la temperatura de crecimiento y el medio de cultivo. Es homofermentativa., en la leche produce 0,7- 0,8 % ácido láctico L(+), algunas cepas son capaces de producir hasta un 1% de ácido láctico. La Temperatura de crecimiento: Es una bacteria termófila. Su temperatura Optima de crecimiento es de 42-45°C la mínima de 10°C y la máxima de 50°C. También es una bacteria termo dúrica, aguanta un tratamiento de calor en la leche de 30 minutos a 60°C (RASI, 1978) (TAMI, 1991)(DELLA, 1992) Simbiosis de las bacterias del yogur según Cuando las bacterias del yogur (Streptococcus thermophilus y Lactobacillus) se desarrollan conjuntamente en la leche, la producción de ácido láctico es mucho más rápida que si se desarrollan cada una por separado, ello es debido a que entre ellas se establece un fenómeno de mutua estimulación del crecimiento. La modificación de las condiciones de fermentación altera la proporción entre los bacilos y los cocos de la siguiente forma (TAMI, 19991):
Tiempo de incubación: Un tiempo de incubación más corto implica una acidificación menor que se traducir· en un aumento relativo de los estreptococos. Por el contrario, los tiempos de incubación largos desequilibraran la población a favor de los lactobacilos.
Porcentaje de inóculo: El aumento del porcentaje de inóculo incrementa la velocidad de acidificación y, en consecuencia, se alcanzar·
antes el nivel de acidez que detiene el crecimiento de los estreptococos, aumentando el número de lactobacilos.
Temperatura de incubación: La temperatura Optima de crecimiento de los lactobacilos es superior a la de los estreptococos, por tanto, temperaturas más bajas favorecerán a los estreptococos y más altas a los lactobacilos.
4. MATERIALES, EQUIPOS, REACTIVOS Y MÉTODOS
Las caseínas contribuyen alrededor del 33% a la acidez natural de la leche.
Las proteínas del suero, un 5,3 %. - Los fosfatos coloidales y disueltos, un 51,7%.
Otros componentes como el acido cítrico y otras pequeñas cantidades de ácidos orgánicos, un 10%.
Todos los yogures deberán tener un pH igual o inferior a 4,6.
Adiciones esenciales. ⁄nicamente cultivos de Lactobacillus bulgaricus y Streptococcus thermophilus y estando presentes ambos.
Gradillas
Tubos de ensayo
Pipetas graduadas de 1 mL, 2 mL, 5 mL y 10 mL Matraces Erlenmeyer
Vasos de precipitación Buretas de 25 ml
Varillas de pH (1-14) ▪ Marcador de vidrio
MUESTRA
Leche fresca 500 mL en 2 recipientes de plástico o vidrio con tapa
Lactobacillus delbrueckii subsp. Bulgaricus - Streptococcus thermophiles Reactivos
▪ Solución hidróxido de sodio 0,1 N (NaOH)
▪ Solución fenolftaleína 1 % METODOLOGÍA
a. Determinación de la velocidad de reacción
𝑁𝑥𝑉𝑥𝑀𝑒𝑞
% 𝑎𝑐𝑖𝑑𝑒𝑧 = 𝑥100 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎
Donde:
N = Normalidad del Hidróxido de sodio 0,1N
V = Volumen gastado hasta la aparición del rosado tenue
Meq = peso del acido representativo en miliequivalentes (0,090 para ácido láctico) En leche se puede expresar la acidez en °Dornic
10 Dornic = 0,1 % de ácido láctico
Equipo de Baño María con termómetro▪Cronómetro
1. Pasteurizar la leche a 75°C por 1 min y dividirla en 2 recipientes 2. Enfriar rápidamente hasta una temperatura de 43 – 45 ºC.
3. Inocular con 10% del iniciador (yogur comercial) y agitar.
4. Incubar a 45ºC en baño maría o en estufa .
5. Medir la acidez inicial (expresada como ácido láctico) después hacerlo cada 15 minutos.
6. 6. Cuando la acidez titulable es de 0.65-0.7%, retirar de la incubadora y refrigerar por 24 h
1. Durante la incubación solo medir de una botella de le leche, la otra se mantiene sin mover durante todo el proceso 2. Para la determinación de la acidez se toma 9 ml de leche y se titula con NaOH 0,1N en presencia de un indicador
(solución alcohólica de fenolftaleína al 1%) hasta un color rosado tenue
3. Se determina el gasto y se procede al calculo del nivel de acidez expresada en % de acidez mediante la siguiente formula:
1. Se determina la acidez cada 30 minutos y se procede al cálculo de la velocidad de producción de ácido láctico
mediante la determinación de la pendiente de la curva acidez vs tiempo.
primeramente se coloco la leche en un recipiente para poder realizar epa pasteurización a una temperatura de 75°C por un lapso de 1 minuto.
una vez que contamos con la leche pasteurizada realizamos la leche en recipientes con tapa para podrecer a enfriar en baño maria y llegar a la temperatura deseada que es de 45°C.
cuándo tenemos la leche pasteurizada y con la temperatura deseada de 45°C inoculamos un 50 ml de yogurt artesanal, agitamos para que se realiza una mescla homogénea.
y en seguida se llevo a encubar a una temperatura de 45°C en el horno, hasta que tenga la acidez necesaria para la obtención de yogurt.
la incubación en el horno realizamos por 3:30 horas y es ahí donde observamos que estaba en la acidez requerida.
finalmente se realiza a bajar la temperatura hasta 4°C para que no continúe con la acidificación y se prosiguió con la refrigeración.
Determinación de la velocidad de reacción
empezamos por separar 9 ml de leche pasteuriza en un matraz para realizar la medicion de acido lactico.
seguidamente se realizo la la titulación de la muestra con NaOH 0,1N en presencia de un indicador (solución alcohólica de fenolftaleína al 1%) hasta un color rosado ( lo cual observamos que mustra muestra no realizaba el cambio de color)
Cuando la acidez titulable es de 0.65-0.7%, retirar de la incubadora y refrigerar por 24 h
tiempo Acidez (%) Acidez en °D
0
15
30
45
60
1. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
1. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
La norma INEN 013 establece el método para la determinación de la acidez titulable titulando una
muestra diluida de yogurt, para lo cual se utiliza los siguientes reactivos: hidróxido de sodio (NaOH) 0,1N, fenolftaleína como indicador y agua destilada, mediante este método se obtuvo un valor de 0.93% de acidez titulable expresada en ácido láctico, determinándose que las muestras de yogurt se encuentran dentro de los límites establecidos por las normas INEN (0,85-0,95%), organismo encargado de regular las especificaciones en el país. El porcentaje de acidez sirve para establecer de qué tipo de yogurt es la muestra y comprobar el crecimiento de los microorganismos que intervienen en el proceso de fermentación.
( Andrés, A. P. O. 2016).
Segun el trabajo de (Andrés, A. P. O. 2016). se procedio a titular las muestras, una muestra de 10 ml con una solución alcalina de hidróxido de sodio (NaOH) de concentración 0,1N, utilizando como indicador
fenolftaleína al 1% , difiere del anterior en que se utiliza para una muestra de 10 ml.
Para determinar la acidez total del yogurt se midió a través de titulación de una muestra de 5 gr de yogurt diluida, a la cual le añadimos fenolftaleína como indicador y luego precedimos a titular con hidróxido de sodio (NaOH) a la concentración de 0,1 N. La titulación se lleva a cabo hasta que en la muestra de yogurt diluida aparezca una coloración rosa por lo menos unos 30 segundos. Luego cada 30 min(Andrés, A. P. O.
2016).
Esto cada 30 min dando como resultado datos que son menores en porcentaje de acidez, y que en nuestro caso en la practica de laboratorio dio un porcentaje de acidez mayor, debido al proceso de manipulación de la leche por que estuvo en movimiento constante en algunas muestras y también que la temperatura no era la misma en todas la muestras, ademas que las muestras de leche no eran iguales y en algunos casos se mezclo leche diferente, solo muestra de yogurt era la misma.
En nuestra practica se observo que la aparcion de ácido láctico ya estaba presente en los 30 min en 2.2 de acidez que se dejo en la incubadora a 45°C esto con la titulación que se realizo cada 30 min por 7 horas.
Para cuantificar la cantidad de acido lactico se hizo el proceso de titulacion y en este se uso Normalidad del Hidróxido de sodio 0,1N que en este caso ya seria los datos de la tabla de resultados por que es la cantidad que se obtuvo, en la primera muestra la de 32.2 ml y en la segunda de 34.1 ml.
GASTO
TIEMPO Y1 x2
0 m
30 m 2.2 2.4
60 m 2.7 3
90 m 3.4 3.6
120 m 4.4 4.6
230 m 5.5 5.7
290 m 6.3 6.4
350 m 7.7 8.4
La acidificación del yogurt es un proceso clave en la producción de este producto lácteo. La acidificación se produce mediante la adición de cultivos lácticos a la leche, que son bacterias que fermentan la lactosa de la leche en ácido láctico. El ácido láctico es lo que le da al yogurt su sabor ácido y espeso.
La acidificación del yogurt tiene varios beneficios. En primer lugar, ayuda a conservar el yogurt. El ácido láctico crea un ambiente ácido que es desfavorable para el crecimiento de bacterias dañinas. En segundo lugar, el ácido láctico ayuda a desarrollar el sabor y la textura del yogurt. El ácido láctico le da al yogurt su sabor ácido
característico y ayuda a espesar la leche.
El proceso de acidificación del yogurt se puede controlar mediante varios factores, incluyendo la temperatura, el tiempo de fermentación y el tipo de cultivo láctico utilizado. La temperatura de fermentación afecta la velocidad a la que se produce el ácido láctico. Un aumento en la temperatura acelera el proceso de
fermentación. El tiempo de fermentación también afecta la cantidad de ácido láctico producido. Un aumento en el tiempo de fermentación produce más ácido láctico. El tipo de cultivo láctico utilizado también afecta la cantidad de ácido láctico producido. Algunos cultivos lácticos producen más ácido láctico que otros.
(Para ser desarrollado por el estudiante)
9. BIBLIOGRAFÍA
BADUI, S. (1990). Química de los alimentos. Segunda ed. México D.F.
ALHAMBRANA MEXICANA, S.A. DE CV.
Romero del Castillo Shelly, M., & Mestres Lagarriga, J. (2004). Productos lácteos: tecnología.
[DELLA92] DELLAGLIO, F., TORRIANI, S., VLAEMINCK, G., CORNET, R. ìSpecific characteristics of microorganisms used for new fermented milksî. Bulletin of the IDF 277, 1992
[WALS99] WALSTRA, P., GEURTS, T.J., NOOMEN, A., JELLEMA, A., VAN BOEKEL, M.A.J.S. Dairy Technology. Ed. New York, Marcel Dekker Inc., 1999
[RASI78] RASIC, J. L., KURMANN, J.A. Yogurt. Scientific grounds, technology, manufacture and preparations. Editado por los autores, distribuido por Technical Dairy Publishing House, Dinamarca, 1978
K. Hofvendahl;B. Hahn-Hagerdal, Enzyme Microb. Technol., 26, 87, 2000)
1. CONCLUSIONES
1. RECOMENDACIONES
C. Akerberg;K. Hofvendahl;G. Zacchi;B. Hahn-Hagerdal, Appl. Microbio!. Biotechnol, 49, 682, 1998.
Andrés, A. P. O. (2016). Evaluación de la acidez titulable en la elaboración de yogurt en base a la
norma INEN 2395 en Lácteos Nacional. http://repositorio.utmachala.edu.ec/handle/48000/7661
INSTITUTO ECUATORIANO DE NORMALIZACIÓN. LECHE. DETERMINACIÓN DE LA ACIDEZ
TITULABLE. 1984, 1 (1), 1 - 6.