tesis yogurt
TRANSCRIPT
UNIVERSIDAD NACIONAL FEDERICO VILLARREAL
Facultad de Oceanografía, Pesquería y Ciencias Alimentarias
Escuela Profesional de Ingeniería Alimentaria
” MODELIZACION DE LA CONSISTENCIA DEL YOGURT
AFLANADO (CINÉTICA DE ACIDIFICACIÓN, ESTABILIZACIÓN DEL COÁGULO, REOMETRÍA,
EVALUACIÓN SENSORIAL DE LA CONSISTENCIA) Y PÉRDIDA DE SU CALIDAD.”
Presentado por el Bachiller
Rubén Gustavo Castro Morales
Tesis
Para Optar al Titulo Profesional de
Ingeniero Alimentario
LIMA – PERU 2005
Así está escrito: Destruiré la sabiduría de los sabios, y desecharé la prudencia de los prudentes (1aCarta de Pablo a los Corintios, 1, 19). ¿En dónde están los sabios?, ¿En dónde los escribas o doctores de la Ley?, ¿En dónde esos espíritus curiosos de las ciencias de este mundo?, ¿No es verdad que Dios ha convencido de fatua la sabiduría de este mundo? (1aCarta de Pablo a los Corintios, 1, 20). Porque ya que el mundo a vista de las obras de la sabiduría divina no conoció a Dios por medio de la ciencia humana, plugo a Dios salvar a los que creyesen en él por medio de la locura o simplicidad de la predicación de un Dios crucificado (1aCarta de Pablo a los Corintios, 1,21).
DEDICATORIA A Dios, por mostrarme su gran amor
A mi familia, Carla Ana, mi esposa, y mis hijos, Karla Jimena, Gabriel Gonzalo (mi angelito) y Mateo Rafael Gonzalo. A mis padres, Carlos Alberto y Gloria Victoria. A mis hermanos, Alejandro Ignacio, Carlos Felipe, Gloria Patricia y Víctor Omar
Por estar siempre a mi lado.
AGRADECIMIENTO:
A mi UNIVERSIDAD NACIONAL FEDERICO VILLARREAL, por acogerme
en sus aulas y brindarme la educación profesional.
A mi Facultad (FOPCA), por darme la oportunidad y depositar su confianza
para ejecutar este trabajo de investigación.
Al Dr. Nestor Teves Rivas, Decano de la Facultad, por su solidaridad y apoyo.
A todos mis profesores que contribuyeron en mi formación profesional y
especialmente al Ing. Olegario Marín Machuca y al Ing. Javier Chi Yong.
Al Ing. Víctor Terry Calderón, por su apoyo como Director del presente trabajo.
A mis compañeras y más amigas, las Ingenieras, Roxana Pinedo Torres, Lidia
Barriga Sandoval y Clorinda Tirado, por su colaboración y sobre todo su
amistad.
Y a todos los miembros del Jurado, con los cuales comparto mi investigación.
Índice
Introducción........................................................................................................ 12 Resumen.............................................................................................................. 14 Abstract…………………………………………………………………………. 17 1. Capitulo I.- Marco Teórico Conceptual……………………………… 18 1.1. Definición De Conceptos……………………………………………… 18 1.1.1. Teoría Básica En La Elaboración Del Yogurt……………………….. 18 1.1.2. Definición De Yogurt………………………………………………….. 20 1.1.3. Clasificación Del Yogurt……………………………………………..... 21 1.1.4 Composición Química Del Yogurt Natural………………………..... 22 1.1.5. Fundamentos Del Proceso De Elaboración Del Yogurt…………..... 23 1.1.6. Descripción De La Materia Prima, Ingredientes Y Aditivos……..... 49 1.1.7. Propiedades Gelificantes De Algunas Proteínas Alimenticias……. 67 1.1.8. Coagulación De La Leche……………………………………………... 69 1.1.9. Formación Del Coagulo Por Acidificación…………………………... 71 1.1.10. Formación Del Coágulo Del Yogurt………………………………….. 75 1.1.11. Papel de Los M.O. Productores de Sust. Viscosas en la Estructura
de las Leches Fermentadas……………………………………………. 80 1.1.12. Factores que Determinan o Influencian la Estabilidad del Coagulo
Isoelectrico……………………………………………………………… 81 1.1.13. Acidez, pH y Métodos De Valoración………………………………. 112 1.1.14. Viscosidad De Leche y Yogurt……………………………………….. 120 1.1.15. Viscosidad De Los Fluidos Proteicos…………………………........... 126 1.1.16. Fundamentos De Reología…………………………………………… 129 1.1.17. Reología En Alimentos………………..... 134 1.1.18. Factores que Influyen en el Comportamiento Reológico y Geometría ………………………………………………………………………… 150 2.- Capitulo II.- Metodología…………………………………………… 160 2.1. Método Empleado…………………………………………………… 160 2.2. Hipótesis Central……………………………………………………. 160 2.3. Métodos De Análisis…………………………………………………. 162 2.4. Tipo De Investigación……………………………………………….. 162 2.5. Población……………………………………………………………… 163 2.6. Muestras………………………………………………………………. 163 2.7. Variables De Estudio………………………………………………… 163 2.8. Diseño de la Investigación………………………………………….. 163 2.8.1. Preparación de La Muestra………………………. 164 2.8.2. Cinética de Acidificación 2.8.3 Estabilidad Del Coagulo Formado En La Fermentación…………. 166 2.8.4 Viscosidad VNE Del Yogurt Aflanado En Función Del Agregado De
Concentraciones Variables De Ingredientes Funcional………….. 166
2.8.5. Reometría Del Yogurt Aflanado 2.8.6. Pérdida De La Calidad Del Yogurt Aflanado…………………….. 170 2.8.7. Prueba Sensorial……………………………………………………... 171 2.8.8 Hipótesis De Trabajo………………………………………………… 171 3.- Capitulo III.- Resultados……………………………………………. 172 3.1. Resultados……………………………………………………………. 172 3.2. Determinando los Modelos Matemáticos Empíricos……………. 175 3.3 Determinando La Cinética De Acidificación…………………….. 181 3.4 Determinación De La Razón De Cambio Instantánea Del Modelo Cinético
De Acidificación……………………………………………………. 181 3.5 Análisis De La Varianza De Los Modelos De La Cinética De Acidificación 3.6 Determinación De Los Predictores Cinéticos……………………. 185 3.7 Análisis De La Variancia Del Tiempo De Fermentación Hasta La Fase
Estacionaria………………………………………………………….. 189 3.8 Resultados De La Viscosidad Del Yogurt Elaborado Con Los Factores
Considerados……………………………………………………….. 193 3.9 Análisis de La Varianza Para La VNE…………………………… 194 3.10 Determinación del Grado de Sinéresis…………………………... 196 3.11 Análisis de La Varianza Para El Grado De Sinéresis…………… 199 3.12 Estabilización del Yogurt Elaborado Con Los Parámetros Óptimos de La
Fermentación………………………………………………………. 201 3.13 Determinación del Grado de Sinéresis En Función del Estabilizante
“Supergelact”……………………………………………………… 204 3.14 Modelo Matemático Empírico Para Las Variables de Grado De Sinéresis En
Función del Porcentaje de Estabilizante………………………… 205 3.15 Determinación de la Consistencia del Yogurt Aflanado en Función del
Estabilizante “Supergelact”………………………………………. 207 3.16 Modelo Matemático Empírico de la VNE………………………. 208 3.17 Caracterización Reológica del Yogurt Aflanado………………. 212 3.18 Comportamiento Reológico del Yogurt Aflanado A 12°C……. 212 3.19 Comportamiento Reológico del Yogurt Aflanado A 15°C……. 224 3.20 Comportamiento Reológico del Yogurt Aflanado A 22°C…… 232 3.21 Dependencia con la Temperatura del Coeficiente De Consistencia 242 3.22 Coeficientes Reológicos del Yogurt Aflanado………………….. 244 3.23 Medida del ºSatisfacción de la Consistencia del Yogurt Aflanado 245 3.24. Perdida de La Calidad del Yogurt Aflanado…………………… 248 4.- Capitulo IV.- Discusión de Resultados…………………………. 253 5.- Capitulo V.- Conclusiones……………………………………….. 261 6.- Capitulo VI.- Recomendaciones……………………………….... 266 7.- Referencias Bibliografícas……………………………………….. 267
LISTA DE TABLAS
Tabla 1: Composición Media del Yogurt Natural………………………… 22
Tabla2 : Efecto de la homogenización y del tratamiento térmico sobre la
consistencia y viscosidad del yogurt…………………………….. 27
Tabla 3: Efecto de la temperatura sobre la leche en la pasteurización…. 28
Tabla 4: Concentraciones de los carbohidratos de las frutas más usadas.. 38
Tabla 5: Colorantes autorizados, procedentes exclusivamente de los
ingredientes añadidos como aromatizantes…………………… 42
Tabla 6: Composición típica de una leche entera en polvo secada por
atomización………………………………………………………. 56
Tabla 7: Efecto Del Tratamiento Térmico De La Leche Sobre
La Actividad De Los Cultivos Estárter Del Yogurt………….. 105
Tabla 8: Variaciones De Las Fracciones Nitrogenadas De La
Leche De Distintas Especies Tras El Tratamiento Térmico…… 106
Tabla 9: Efecto Del Tratamiento Térmico Sobre El Proceso
De Coagulación Durante La Fabricación De Yogurt………….. 108
Tabla 10: Características De Flujo De Alimentos Líquidos……………… 138
INTRODUCCIÓN
La fermentación láctica o fermentación anoxidativa realizada por
bacterias quimiotróficas (bacterias acido lácticas) obtiene su
energía a partir de la lactosa para su metabolismo.
La lactosa de la leche es transformada por vía oxidativa EMBDER-
MEYERHOF-PARNAS a partir de su hidrólisis éxoenzimática, es
decir, fuera de la pared celular hasta glucosa y galactosa.
En la leche la velocidad con que se produce esta transformación
genera una reordenación y reconfiguración de las micelas de
proteínas formando un coágulo de características diferenciadas.
Esta cinética de consumo de la lactosa (fermentación) se ve
influenciada por factores externos como la temperatura, la
concentración de sustratos y la concentración inicial de las
bacterias fermentativas ácido-lácticas, etc.
Por ello, controlando estos factores podremos optimizar la
coagulación de la leche, por ejemplo en la elaboración del yogurt
aflanado.
La estabilidad del coágulo formado por fermentación ácido láctica
sé vera influenciado por la temperatura y la concentración del
cultivo iniciador, determinando una cinética de la acidificación, que
resuelve la estabilidad y la viscosidad del coagulo formado en la
elaboración del yogurt aflanado.
Esta característica podrá ser evaluada determinando los valores de
grado de sineresis y viscosidad para cada combinación de
temperatura y concentración de cultivo iniciador ensayado.
Se conseguirá estabilizar y aumentar el valor de la viscosidad del
coágulo formado en la fermentación láctica con la adición de una
mezcla de ingredientes funcionales. La optimización de esta
mezcla de ingredientes, se traduce en mayor viscosidad y menor
grado de sineresis.
RESUMEN
La presente investigación de tesis es de carácter tecnológico y
centra todo su estudio en la operación de fermentación. El objetivo
es elaborar un yogurt aflanado que presente un coágulo estable es
decir de buena consistencia y bajo grado de sinéresis.
El estudio plantea una investigación de efectos fijos y con dos
factores (temperatura de fermentación y concentración del inoculo),
cada uno con tres subniveles (30°C, 41°C, 43°C y 1%, 2%, 3%,
respectivamente)
Para ello se realizarón nueve fermentaciones a partir de una leche
reconstituida con 14% de EST (extracto seco total). Y con un
inóculo preparado de un cultivo super concentrado liofilizado con
una relación de cepas de 9:1, S.Thermophillus y L. bulgariccus,
respectivamente.
Se encontrarón diferencias significativas para todas las
fermentaciones, influenciadas marcadamente por el factor de
concentración del inóculo, determinando cada una un efecto
diferenciado sobre la estabilidad del coágulo formado del yogurt
aflanado.
Las fermentaciones que produjeron la mayor estabilidad del
coágulo fueron:
o A 39°C y todas las concentraciones de inoculo consideradas en
la presente tesis.
o A 41°C con 1% de concentración del inoculo.
Se encontraron las mas altas viscosidades (VNE, viscosidad
newtoniana equivalente) para las fermentaciones realizadas a
39°C, como también para la fermentación a 41°C con 1% de
inóculo.
Se determinó que las fermentaciones realizadas a 39°C con todas
las concentraciones del inóculo presentarón el menor grado de
sinéresis, lo mismo sucedió con la fermentación a 41°C con 1% de
inóculo.
Se logró la estabilización con la adición de un estabilizante
elaborado a partir de una mezcla constituida por colágeno, pectina
de bajo metoxilo y goma arabiga. La adición de 0,8% (p/v, peso
sobre volumen) de este estabilizante denominado
“SUPERGELACT” determinó una buena coagulación, es decir alta
viscosidad y muy bajo grado de sinéresis.
El yogurt aflanado elaborado a una temperatura de fermentación de
41°C con una concentración de inóculo de 1% al que se agregó
0,8% de “SUPERGELACT”, al ser sometido a las pruebas de
deformación de flujo independientemente del tiempo, para las
temperaturas de 12°C, 15°C y 22°C, consideradas en la presente
investigación, reveló un comportamiento de fluido plástico (Modelo
Herschel-Bulkley).
Se determinó que la temperatura tenia una gran influencia sobre la
viscosidad aparente y el coeficiente de consistencia, porque
obtuvimos un valor alto de energia de activacion (Ea) igual a
82,5057 KJ / mol.
En la evaluación sensorial de la consistencia en escala hedónica, el
100% de los encuestados calificó en el rango de satisfacción y 70%
calificó que le era muy agradable.
En relación a la perdida de la calidad del yogurt determinamos que
obedecía a una relacion básica para el deterioro de los alimentos de
primer orden. Se estableció para la perdida de la calidad por dia,
una cinética de 0.023 μ% Calidad Residual/día.
Abstract:
The present investigation is exclusively technological and centers all its interest in
the operation of fermentation. The target is to elaborate a yogurt “aflanado” (sort
of crème caramel) that presents an stable coagulate, that is to say, of good
consistency and low syneresis grade.
The study outlines an investigation of fixed effects, with two factors (temperature
of fermentation and concentration of inoculate), each factor with three sublevels
(30°C, 41°C, 43°C and 1%, 2%, 3%, respectively).
For they were carried out it 9 fermentations starting from a milk reconstituted with
14% of EST (total dry extract). And with an inoculate prepared of a freeze-dried
superconcentrated culture with a relation of stocks of 9:1, S. Thermophilus and L.
Bulgaricus, respectively. Were significant differences for all the fermentations.
Noticeably influenced these fermentations by the factor of concentration of the
inoculate, determining each one an effect differentiated on the stability from
formed coagulate of yogurt.
The fermentations that produced the greater stability of coagulate were:
- To 39°C and all its concentrations of inoculate considered in the
present thesis.
- To 41°C with 1% of concentration of inoculate.
Were highest viscosities (equivalent Newtonian viscosity) in all the fermentations
made to 39°C. Also in the fermentation to 41°C with 1% of the inoculate.
It was determined that the fermentations made to 39°C with all the concentrations
of inoculate displayed the smaller degree of syneresis, the same happened to the
fermentation to 41°C with 1% of inoculate.
It was obtained the vegetable stabilization with the addition of to stabilizer
elaborated from to it mixes constituted by collagen, dextrins and rubbers. The
addition of 0.8% (p/v, weight on volume) of this stabilizer (it called
"SUPERGELACT") determined the stability, is to very say the high viscosity and
under syneresis degree.
Our Yogurt elaborated to a temperature of fermentation of 41°C with a
concentration of the inoculate of 1% to which 0.8% of "SUPERGELACT" were
added, to the being put under the tests of deformation of flow independently of
the time, for the temperatures of 12°C, 15°C and 22°C, considered in the present
investigation, revealed a behavior of plastic fluid (Herschel-Bulkley Model).
One determined that the temperature tapeworm a great influence on apparent
viscosity and the consistency coefficient, because we obtained a high value of
energy of activation (Ea) equal to 82,5057 KJ/mol.
In the sensorial evaluation of the consistency in hedonistic scale, the 100% of
those polled described in the satisfaction rank and 70% described very pleasant.
In relation to the lost one of the quality of yogurt we determined that it obeyed to a
basic relation for the deterioration of foods of first order. One settled down for the
lost one of the quality per day, a kinetic one of 0,023 µ% Residual Quality/day.
CAPITULO I.- MARCO TEORICO CONCEPTUAL
1.1. DEFINICION DE CONCEPTOS 1.1.1. Teoría del yogurt:
El yogurt tiene como base 2 especies bacterianas que viven en él;
ellos son: el Streptococcus thermophilus y el Lactobacillus
bulgaricus cuya relación cuantitativa es de 1:1 a 2:3
aproximadamente (Madrid, 1994).
Esto varía durante el curso de acidificación, la causa de la variación
estriba sobre todo en que el Lactobacillus bulgaricus desdobla
fácilmente las proteínas, favoreciendo el desarrollo del
Streptococcus thermophilus, hasta el punto de llegar a ser 5 a 6
veces mayor que el bacilo, a un índice determinado de acidez (90ºD
o 0.9% expresado en ácido láctico). Los cocos tienen un poder de
acidificación menor que los bacilos, en cambio se desarrollan mejor
cuando el índice de acidez es elevado (105ºD). Todo esto hace que
la relación vuelva a equilibrarse o que predomine el número de los
últimos (Madrid, 1994).
La proporción entre ambos microorganismos influye también de
manera especial en la aromatización del yogurt, siendo el
L. bulgaricus el principal productor del aroma (Madrid, 1994).
La temperatura más favorable para el desarrollo del S. thermophilus
varía entre 38ºC a 44ºC, y del L. bulgariccus que oscila entre los
41ºC a 45ºC; influye así mismo la temperatura de incubación sobre
la proporción entre estas 2 especies bacterianas. (Madrid, 1994).
1.1.2. Definición: Según la F.A.O./O.M.S. (1997) el yogurt es una leche coagulada
obtenida por fermentación láctica ácida, producida por Lactobacillus
bulgaricus y Streptococcus thermophilus, de la leche pasteurizada
con o sin adición de leche en polvo. Los microorganismos del
producto final deben ser viables y abundantes.
Según el Club Internacional de fabricantes de yogurt lo define como
leche fermentada obtenida por multiplicación en ella de 2 bacterias
lácticas específicas asociadas: Streptococcus thermophilus y
Lactobacillus bulgaricus. Estas bacterias lácticas se cultivan en
leche previamente pasteurizada, con el fin de eliminar total o
parcialmente la flora microbiana preexistente. Después de la
fermentación el yogurt se enfría a una temperatura comprendida
entre 1ºC y 10ºC, excluyendo cualquier otro tratamiento térmico y
listo para su consumo.
Según el Reglamento Sanitario de Alimentos en su art. 301 y 308
define el yogurt, como leche entera o semidescremada, acidificada
con agregado de ácido láctico o por fermentación láctica, para
facilitar la digestibilidad de la leche en el niño. Esta leche se
considera alimento de uso médico y por lo tanto sujeta en su
producción y expendio a las regulaciones del presente reglamento.
De acuerdo a la Norma Técnica Peruana (INDECOPI) (202.092-
1990) define al yogurt como el producto obtenido por la coagulación
de la leche y la acidificación biológica, mediante la acción de
fermentos lácticos de las especies Lactobacillus bulgaricus y
Streptococcus thermophilus, a partir de la leche entera,
parcialmente descremada, reconstituida, recombinada, con un
tratamiento térmico antes de la fermentación.
1.1.3. Clasificación del yogurt: (Tamime& Robinson, 1991).
1.1.3.1. Por el método de elaboración
• Yogurt batido Es el producto en el que la inoculación de la leche pasteurizada, se
realiza en tanques de incubación, produciéndose en ellos la
coagulación, luego se bate y se envasa, pudiéndose presentar en
estado líquido o semisólido.
• Yogurt coagulado o aflanado Es el producto en el que la leche pasteurizada, es envasada
inmediatamente después de la inoculación, produciéndose la
coagulación en el envase.
1.1.3.2 Por el contenido de grasa
• Yogurt entero El contenido de grasa es igual o mayor al 3% en la leche destinada
para elaborar el yogurt. Los sólidos totales no grasos de la leche
estarán como mínimo en un 8,2%.
• Yogurt parcialmente descremado El contenido de grasa en la leche se encuentra entre el 1% y 2,9%.
• Yogurt descremado La materia grasa de la leche es menor al 1%. Sólidos totales no
grasos de la leche debe corresponder como mínimo a un 8,6%.
1.1.3.3 Por el Sabor
• Yogurt natural Es aquel sin adición alguna de saborizantes, azúcares y colorantes,
permitiéndose solo la adición de estabilizadores y conservadores.
• Yogurt frutado Es aquel al que se le ha agregado fruta procesada en trozos y
aditivos permitido por la autoridad sanitaria.
• Yogurt saborizado Es aquel que tiene saborizantes naturales y/o artificiales y otros
aditivos permitidos por la autoridad sanitaria.
1.1.4. Composición química del yogurt natural La tabla 1, muestra la composición media del yogurt natural donde
se observa que el extracto seco presenta mayor porcentaje a
diferencia de los demás componentes.
Tabla 1: Composición Media del Yogurt
Fuente: Walstra (1984).
1.1.5 FUNDAMENTOS DEL PROCESO DE ELABORACIÓN DEL
YOGURT 1.1.5.1 Producción y conservación de cultivos estárter
Los cultivos de yogurt contienen 2 especies microbianas, S.
thermophillus y L. Bulgariccus y, puesto que casi siempre se
cultivan y resiembran juntos, se denominan cepas mixtas de
estárter. Los cultivos microbianos se guardan en pequeñas
cantidades conocidas como cultivos de reserva. Cuando estos
Composición Media del Yogurt Natural
(g) Extracto Seco
Grasa
Proteína bruta
Carbohidrato
Ceniza
Lactosa
Proteína de Suero
Caseína
Acido Láctico
Acido Cítrico
Energía (Kj)
12,00 – 13,00
3,00 – 3,75
3,10 – 3,60
3,50 – 4,00
0,70 – 0,80
2,50 – 3,00
0,60 – 0,70
2,30 – 2,80
0,80 – 1,10
0,15 – 0,20
255
cultivos se reactivan para su utilización en las industrias lácteas, se
recurre a sistemas de siembra a gran escala con objeto de obtener
el volumen necesario. Por ejemplo, para una producción de 25.000
litros de yogurt al día partiendo de un inoculo del 2% se necesitan
500 litros de estárter. Las etapas del proceso de siembra son:
2% 2% 2% 2%
Reserva Madre Intermedio Final Tanque de elaboración
4ml 200 ml 10 L 500 L
Los cultivos de reserva y madre se siembran en el laboratorio pero
el intermedio y el final o definitivo se preparan en la sala de cultivos
estárter de la industria.
Un cultivo estárter definitivo debe reunir las siguientes
características:
o Debe contener el máximo número de células viables;
o Debe estar libre de contaminantes, como coliformes, mohos o
levaduras;
o Debe presentar actividad en las condiciones de procesado,
por lo que el mantenimiento de los cultivos intermedios es
extremadamente importante. (Tamime & Robinson, 1991).
1.1.5.1.1. Cultivos deshidratados
La deshidratación es otro método de conservación de los cultivos
estárter de yogurt. Entre las distintas técnicas aplicables se
encuentran:
o Deshidratación a vacío.
o Deshidratación por atomización.
o Liofilización.
o Liofilización de cultivos previamente concentrados,
obteniéndose cultivos concentrados liofilizados (CCL).
Los principales objetos de estos sistemas de concentración son:
primero, reducir el trabajo que implica el mantenimiento de los
cultivos líquidos; segundo, mejorar la viabilidad de los cultivos
conservados y, tercero, facilitar el envío de los cultivos por correo
sin que se produzca una pérdida importante de su actividad.
(Tamime & Robinson, 1991)
1.1.5.1.2. Cultivos de Yogurt liofilizados
Los cultivos de yogurt liofilizados se obtienen mediante
deshidratación de los cultivos previamente congelados. Este
método de conservación de los cultivos estárter goza de gran
popularidad y permite aumentar la seguridad de los cultivos
conservados, garantizado un elevado número de microorganismos
viables y un máximo porcentaje de supervivencia durante su
almacenamiento, en comparación con los cultivos deshidratados a
vacío o por pulverización. La tasa de supervivencia de los cultivos
liofilizados es elevada, siendo necesaria una pequeña cantidad
para inocular el cultivo madre. (Tamime & Robinson, 1991)
1.1.5.2. Estandarización del Extracto seco
El aumento del extracto seco de la mezcla destinada a la
elaboración de yogurt se puede lograr por diversos métodos entre
los que se incluyen: ((Tamime & Robinson, 1991)
• Método tradicional El método de concentración de la leche más utilizado
tradicionalmente ha sido el calentamiento de la misma. Este
consiste en mantener la leche en ebullición hasta reducir el
volumen a 2/3 del valor inicial y, aunque el objetivo principal es el
aumento del extracto seco total de la leche, determina otras
muchas modificaciones físico-químicas. El grado de concentración
conseguido mediante el mantenimiento de la ebullición no se puede
calcular con precisión, pero sí aproximadamente. Por ejemplo,
partiendo de una leche con un extracto seco del 13%, una
concentración hasta un volumen equivalente a 2/3 del inicial
supone un incremento del extracto seco total hasta un 19 - 20%
aprox. Este método de enriquecimiento continúa siendo utilizado en
comunidades rurales que producen yogurt a pequeña escala.
• Adición de leche en polvo En la industria es muy frecuente la utilización de leche en polvo,
entera o desnatada, para el enriquecimiento de la leche destinada a
la elaboración de yogurt de consistencia espesa y suave. En Reino
Unido, el ingrediente más empleado es posiblemente la leche en
polvo desnatada, ya que la mayoría del yogurt que se comercializa
es desnatado. La proporción de leche en polvo añadida a la mezcla
base puede oscilar de un 1 a un 6%, recomendándose por lo
general valores del 3 - 4%, ya que si se añade porcentajes
superiores ello puede conferir al yogurt “sabor a polvo”.
• Adición de mazada en Polvo (de mantequilla)
• Adición del suero de leche en polvo
• Adición de caseína en polvo
• Concentración por evaporación
• Concentración por filtración por membranas
1.1.5.3. Tratamiento Térmico Aunque el calentamiento de la leche por ebullición ha sido utilizado
en el proceso de elaboración de Yogurt como método para
conseguir incrementar la concentración de extracto seco lácteo en
la mezcla base, los efectos del tratamiento térmico se pueden
resumir fundamentalmente en los siguientes:
(a) Destrucción y/o eliminación de microorganismos patógenos y
otros microorganismos indeseables.
(b) Protección de factores estimulantes o inhibidores de los cultivos
estárter del yogurt.
(c) Cambios en las propiedades físico-químicas de los
componentes de la leche. (Tamime & Robinson, 1991)
Tabla 2: Efecto de la homogenización y del tratamiento térmico sobre la consistencia viscosidad del yogurt
Tratamiento térmico de la leche 30 minutos a
70ºC
78ºC
86ºC
95ºC
Determinación de la
consistencia/viscosid
ad del yogurt A B A B A B A B
Viscosímetro de bola
(profundidad en cm)
3,0 >15,
0
1,5 10,5 1,2 6,0 1,2 2,7
Embudo de
Posthumus (tiempo
en segundos)
9,0 5,0 14,0 7,5 17,0 8,5 18,7 9,0
Por el método del “viscosímetro de bola”, cuanto mayor es la profundidad
menos espeso es el producto.
Con el método del embudo de Posthumus cuanto mayor es el tiempo
necesario para que el yogurt pase por el embudo, más viscoso es el
producto.
A – Leche homogenizada.
B – Leche no homogenizada. (Tamime & Robinson, 1991)
Tabla 3: Efecto de la temperatura sobre la leche en la pasteurización Combinaciones de temperatura-tiempo utilizados para el tratamiento de la leche y la
mezcla base para la elaboración de yogurt
Tiempo T (ºC) Tratamiento Observaciones
30 minutos 65 Baja temperatura-
tiempo prolongado
(mantenimiento)
Permiten la destrucción de
aprox. el 99% de las
formas vegetativas
15
segundos
72
Past
euriz
ació
n
Alta temperatura,
tiempo breve (HTST)
*30
segundos
85 Alta temperatura,
tiempo prolongado
(HTLT)
*5 minutos 90-95 Temperatura muy alta,
tiempo breve (VHTST)
20 minutos
(+)
110-
115
Esterilización
convencional en
botellas
Destruye todas las formas
vegetativas y
probablemente algunos
esporos.
Igual que el anterior, pero
permite la destrucción de
casi todos los esporos.
*3 segundos 115 UHT a baja
temperatura
*16
segundos
135 UHT tiempo prolongado
1-2
segundos
140 UHT
0,8
segundos
150
Tem
pera
tura
ultr
a-al
ta
Tratamiento UHT
francés (ATAD)
Destruyen todos los
microorganismos,
incluyendo los esporos,
excepto los tratamientos
UHT de baja temperatura.
* Tratamiento térmicos frecuentemente utilizados en la industria del yogurt
(+) Suponen un mantenimiento más prolongado
Adaptado de Davis (1968), Ged y Alais (1976), Lyster (1979); citado Tamine (1991)
1.1.5.4. Operación de Fermentación
Durante la elaboración del yogur la leche, una vez sometida al
tratamiento térmico, se enfría hasta la temperatura de incubación
del cultivo estárter (S. thermophilus y L. bulgaricus) y la
fermentación tiene lugar por lo general a temperaturas de 40 -
45ºC, es decir, en las condiciones óptimas de crecimiento del
cultivo mixto (método de incubación corto). En algunos casos el
período de incubación puede ser de sólo dos horas y media, para
cultivos estárter activos (3%) con una relación bacilos/cocos
adecuada. No obstante, también puede recurrirse a métodos de
incubación largos, a 30ºC durante toda una noche (18 horas) o
hasta alcanzar la acidez deseada.
La fase de fermentación propiamente dicha puede tener lugar en
los envases de comercialización, en el caso de la elaboración de
yogurt tradicional, o en tanques, para la elaboración de yogurt
batido. No obstante, independientemente del tipo de yogurt
elaborado, las reacciones bioquímicas responsables de la
formación del gel/coágulo son exactamente las mismas.
La única diferencia real entre el yogurt tradicional y el yogurt batido
estriba en las propiedades reológicas del coágulo, ya que en el
primer tipo la leche se deja en reposo durante el período de
incubación, lo que determina la formación de un gel contínuo
semisólido, mientras que el yogurt batido resulta de la ruptura de la
estructura del gel al final del período de incubación, antes del
enfriamiento y tratamiento posterior.
En resumen, la formación del gel que constituye el yogurt es el
resultado de las siguientes modificaciones físicas y químicas de la
leche: (Tamime & Robinson, 1991)
(a) Los estárters del yogurt metabolizan la lactosa presente
en la leche para cubrir sus necesidades energéticas, dando
lugar a la formación de ácido láctico y de otros compuestos
importantes.
(b) La producción gradual de ácido láctico comienza a
desestabilizar los complejos de caseína-proteínas del
lactosuero desnaturalizadas, por solubilización del fosfato
cálcico y de los citratos.
o (c) Los agregados de micelas de caseína y/o las micelas
aisladas se van asociando y coalescen parcialmente a
medida que el pH se aproxima a su punto isoeléctrico, es
decir, 4,6 - 4,7. (Tamime & Robinson, 1991)
Es probable que la interacción de la α-La/β-Lg con la k-caseína a
través de los grupos SH con la formación de puentes disulfuro
proteja parcialmente a las micelas frente a una compleja
desestabilización o ruptura, por lo que la red del gel o matriz queda
formada por una estructura regular que atrapa en su interior al resto
de los componentes de la mezcla base, incluyendo la fase acuosa.
(Tamine & Robinson, 1991)
1.1.5.5. Enfriamiento Post-fermentación
• Enfriamiento en una sola fase En este proceso el coágulo se enfría directamente desde la
temperatura de incubación hasta temperaturas inferiores a 10ºC
antes de proceder a la adición de los agentes aromatizantes y al
envasado del producto. El fundamento de este método es que el
coágulo es más estable a bajas temperaturas que a temperaturas
superiores a 20ºC, por lo que tienen lugar menos alteraciones
durante las etapas posteriores, es decir, durante las
manipulaciones necesarias para la adición de frutas y aromas o
durante el envasado para la posterior comercialización.
• Enfriamiento de dos fases Durante la primera fase del proceso se reduce la temperatura del
coágulo de 30 - 45ºC a 15 - 20ºC, antes de la adición de los
aromatizantes y del envasado. La segunda fase de enfriamiento se
realiza en cámaras de refrigeración en las que el yogurt se enfría
hasta temperaturas inferiores a 10ºC. El enfriamiento final tiene
lugar por tanto en el envase de comercialización, mejorando
notablemente la viscosidad del producto tras 1-2 días de
almacenamiento en reposo.
Estos dos tipos de refrigeración son muy utilizados en la industria
para la elaboración de yogurt de características y viscosidad
apropiadas, siendo difícil la elección de uno u otro. No obstante, la
influencia de la velocidad de enfriamiento sobre las propiedades
físicas del yogurt batido ha sido recientemente evaluada en el
“Danish Dairy Research Institute” (Anon. 1977) y de este estudio se
han publicado las siguientes conclusiones y recomendaciones:
(a) La calidad del yogurt batido puede mejorar notablemente
envasando el yogurt a 24ºC y refrigerando a continuación el
producto envasado.
(b) Para lograr un yogurt de máxima calidad, la segunda fase
de enfriamiento debe llevarse a cabo tan lentamente como
sea posible, durante un período de unas 12 horas.
(c) La concentración de la leche para la elaboración de
yogurt, por ejemplo por evaporación, eliminando un 10% del
agua aproximadamente, es el factor que más mejora la
calidad del yogurt.
(d) El procedimiento de refrigeración recomendado es el
siguiente:
- Agitar el yogurt en el tanque de incubación hasta
lograr una mezcla homogénea antes de proceder a su
refrigeración.
- Enfriar el yogurt hasta temperaturas de unos 24ºC
(1ºfase) y envasar el producto.
- Refrigerar el yogurt envasado (2ºfase) en una
cámara de refrigeración controlada por un termostato
de 2 etapas, que permita mantener la temperatura del
aire a 7-10ºC durante las primeras 5-6 horas y a 1-2ºC
el resto del tiempo.
- Para conseguir un enfriamiento uniforme del
producto es aconsejable forzar la circulación del aire
en las cámaras de refrigeración.
- El diseño y construcción de los embalajes y de los
materiales de envasado puede condicionar la
velocidad de enfriamiento del yogurt envasado.
Debe señalarse que el enfriamiento del yogurt comienza a valores
de pH relativamente altos y que por tanto la velocidad de
enfriamiento (lenta o rápida) condiciona la acidez final del producto.
1.1.5.6. Adición de Emulsionantes y Estabilizantes Se emplean emulsionantes y estabilizantes cuya utilización está
regulada por la legislación vigente de la mayoría de los países. En
el ámbito internacional la FAO/WHO (1976) han elaborado una lista
de componentes y de concentraciones que pueden ser adicionados
al yogurt.
En el cuadro 1 se muestran algunos estabilizantes autorizados por
la FAO/WHO (1976) y la Food and Drugs Acta (1975/1980). La
finalidad es mejorar y mantener las características deseables del
yogurt, textura, viscosidad, consistencia, aspecto y cuerpo.
Cuadro 1 Clasificación y Función de los distintos tipos de gomas que pueden utilizarse en la fabricación de Yogurt
GOMAS NATURALES GOMAS MODIFICADAS GOMAS SINTÉTICAS
VEGETALES EXUDADOS Goma arábica (1.3)
Goma tragacanto (1)
Goma Karaya
EXTRACTOS Pectinas (2,3)
HARINAS DE SEMILLAS Harina de grano de algarroba
(Garrofín)
Goma de guar
GOMA DE ALGAS-EXTRACTOS Agar (2-3)
Alginatos (1,2,3)
Carragenatos (2,3)
Furcellaran (1,2,3)
ALMIDONES Cereales:
Trigo
Maíz
Animales:
Gelatinas
Caseínas
OTROS VEGETALES: Proteína de soya
DERIVADOS DE CELULOSA (1) CMC
metilcelulosa
hidroxietilcelulosa
hidroxipropilcelulosa
celulosa microcristalina
PRODUCTOS DEL METABOLISMO MICROBIANO
Dextranos
Xantanos (1,B)
OTROS Pectinas poco metoxiladas con bajo
contenido de metóxido (estéres metílicos).
Propilen glivol alginatos
Almidones pregelificados
Almidones modificados
Almidones carboximetilados
Almidones con grupos hidorxietil
Almidones con grupos hidroxipropil
POLÍMEROS (*) Derivados del polivinilo
Derivados del polietileno
Tamine (1991)
(*) Su utilización en el yogurt está limitada ya que no están incluidos en las listas positivas de la “Food and
Drugs (1975; 1980)”, ni en la FAO/WHO (1976)
La dosis permitida para estos estabilizantes en yogurt es de 0,5 g/kg; excepto para pectinas, gelatina y
almidón que es de 10 g/kg.
Las cifras indicadas entre paréntesis hacen referencia a la acción de hidrocoloide indicado, es decir: (1)
espesante; (2) gelificante; (3) estabilizante.
El coágulo del yogurt es normalmente sometido a un tratamiento
mecánico durante su elaboración como por ejemplo:
(a) Mezcla para incorporar la fruta o aroma del coágulo,.
Seguido de un bombeo al envasado.
(b) Tratamiento térmico post-fermentación (pasteurización)
UHT .
(c) Agitación del tanque de fermentación hacia el tanque de
refrigeración.
Todo ello puede causar la disminución de la viscosidad o caso
extremo una separación del suero; este tipo de defectos puede
solventarse gracias a la adición de estabilizantes.
Su adición al yogurt incluye dos funciones:
- Retención de agua.
- Favorece en un aumento la viscosidad (Boyle, 1972).
Estos estabilizantes se pueden añadir solos o combinados entre
ellos siendo lo último lo más frecuente, ya que las preparaciones
comerciales son una mezcla de diferentes estabilizantes.
La elección de un determinado estabilizante depende de diferentes
factores como:
1) Propiedades funcionales, efectos y/o modos de acción del
compuesto elegido.
2) Concentración óptima a utilizar: está limitada por las
normas legales (FAO/WHO, 1976; UK Food Standars, 1975),
y/o efectos secundarios de los mismos. Por ejemplo: un
aumento de los estabilizantes equivale a decir que
obtenemos un aspecto de palatividad indeseable. Las
concentraciones más recomendadas para los estabilizantes
del yogurt son:
- 0,02 - 0,2% pectinas, almidones modificados.
- 0,2 - 0,5% agar agar, goma de algarrobo, goma de
guar, alginatos, gelatinas, carragenatos.
- 1 - 2% preparaciones de almidón.
Otro factor que condiciona la concentración de los
estabilizantes que pueden ser añadidos a la leche para el
yogurt es el porcentaje de extracto seco total, las condiciones
óptimas para una mezcla de gelatina/gomas vegetales son:
0,05%; 0,15%; 0,40%; 0,30%; 0,25% para leches con
extracto total de 12,5%; 14,5%; 16,5%; 19,0%; 22%
respectivamente.
3) Efectos tóxicos inhibidores: la mayoría de ellos no
presentan un efecto inhibidor sobre los microorganismos del
yogurt y las concentraciones normalmente usadas. Sólo la
goma de tragacanto y la goma de algarrobo todavía son
objeto de estudios toxicológicos para evaluar su posible uso
como aditivo alimentario (FAO/WHO, 1976).
4) Aspectos legales: Las normas legales son diferentes en
cada país y no todos son estabilizantes autorizados.
5) Solubilidad y disolución: Algunos preparados de almidón y
carragenatos sólidos son solubles a bajas temperaturas por
lo que se adiciona a la leche fría.
La mayoría son solubles a temperaturas elevadas de 50 -
85ºC (excepto el agar agar: 90 - 95ºC) por lo que en la
práctica estos estabilizantes se añaden a la leche empleada,
justo antes de la pasteurización o a la leche caliente, una vez
terminado el tratamiento térmico.
En estos casos para lograr la disolución completa es preciso
mantener por un tiempo a altas temperaturas para lograr
realmente el resultado activo del estabilizante.
6) Efectos de la caseína: La adición de algunos hidrocoloides
(CMC sódica, goma de guar, goma de algarrobo) a bajas
concentraciones (0,05%), puede implicar una
desestabilización de las micelas de la caseína (Powell, 1969)
y aunque éstas llegan finalmente a coagular, la matriz
formada tiene una capacidad de retención de agua limitada,
por lo tanto, existe sinéresis.
Las micelas de la caseína desestabilizadas dan un coágulo
de estructura abierta, sin embargo pueden minimizarse
mezclando los compuestos anteriormente mencionados con
carragenatos y alginatos.
7) Condiciones del proceso: Se han desarrollado diferentes
tipos de productos a base de cuya calidad depende el tipo de
estabilizante.
8) En la elaboración de yogurt pasteurizado, UHT o de larga
conservación es aconsejable la adición de un agente
gelificante constituido por una mezcla de goma de algarroba,
agar-agar y/o xantano (Anon, 1980a). La presencia de
derivados de almidón (por ejm.diamilopectina gliceroleter o
fosfato de diamilo-pectina) puede mejorar considerablemente
el aspecto del yogurt sometido a tratamiento térmico.
9) Gautneb, Steinholt y Abrahamsen (1979) han
recomendado la utilización en la elaboración de yogurt
congelado de una mezcla no específica de
estabilizantes/emulsionantes, pero se ha comprobado que la
adición de almidones modificados no proporciona resultados
satisfactorios (Winterton, et al., 1987).
10) Luczynska et al. (1978) han indicado una notable mejora
de la viscosidad del yogurt batido gracias a la adición de una
mezcla de un 1% de un proteinato sódico (probablemente
caseinato sódico), un 0,1% de frimulsión J5, un 0,1% de
Goma Genu CH200, un 0,3% de carragenato de Genu con
maltodextrina o un 0,16% de frimulsión JQ.
11) La adición de un 0,25% de un estabilizante a base de
agar-agar a yogurt líquido “para beber”, ayuda a mantener la
suspensión de las frutas en el producto (Luczynska et al,
1978).
12) La adición de almidón de maíz y lecitina o monoestearato
de glicerol a la leche fermentada antes de proceder a su
deshidratación mejora considerablemente la calidad del
“Dahi liofilizado” (Baisya & Bose, 1975).
Puesto que la caseína puede precipitar en la leche antes de la
acidificación o durante el desarrollo de la misma, algunos
estabilizantes pueden ser añadidos después de la formación del
coágulo. En este caso se recomienda mezclar el estabilizante (ya
sea agar-agar líquido o gelatina “prehinchada”) con el azúcar e
incorporarlo al coágulo. (Tamine & Robinson, 1991).
1.1.5.7. Adición de Azúcares y/o Edulcorantes La finalidad de adición de azúcares es para atenuar la acidez del
producto. La cantidad de los mismos depende: (Tamime &
Robinson, 1991)
o El tipo de agente edulcorante a usar.
o La preferencia del consumidor.
o La fruta utilizada.
o Posibles efectos inhibidores sobre los microorganismos
estárter del yogurt.
o Las limitaciones legales.
o Consideraciones económicas.
o El yogurt de fruta y el yogurt aromatizado contienen por
término medio hasta 20% de carbohidratos los cuales
proceden de: (Tamime & Robinson, 1991)
• La leche (lactosa, galactosa, glucosa) cuya
concentración varía en función al extracto seco total
de la mezcla base y del método empleado para lograr
un incremento del mismo.
• Los azúcares en las frutas añadidas (sacarosa,
fructuosa, glucosa y maltosa).
• Los azúcares añadidos por los fabricantes de yogurt ó
de las mezclas de frutas.
Las frutas contienen diferentes concentraciones y tipos de
carbohidratos naturales oscilando: 1,6% como el limón hasta 65%
en pasas como figura en la tabla 4.
Tabla 4 Concentraciones de los carbohidratos de las frutas más usadas
Fruta % de Concentración
Limón
Fresa
Albaricoque
Melocotón
Piña
Cereza
Mandarina
Pasas
1,6%
6,2%
7,5%
9,0%
11,6%
12,0%
14,2%
65,0% (Tamime & Robinson, 1991)
Los principales carbohidratos en las frutas son glucosa, galactosa,
fructuosa, maltosa, pero el sabor dulce de la fruta depende de la
concentración y tipo de carbohidrato presente en ella. Los
preparados de fruta utilizados en la industria del yogurt se engloban
en dos categorías:
o Conservas de fruta a las que no se le ha añadido ningún
edulcorante.
o Las frutas a las que se les adicionaron azúcares y/o
edulcorantes, este último es más frecuente en su uso según .
La concentración de edulcorantes o azúcares añadidos a los
preparados de frutas destinadas a la producción de yogurt
oscila de 26 - 65%, siendo la concentración más frecuente la
de 30 - 35% (Tamime & Robinson, 1991)
Los métodos más usados en la adición de agentes edulcorantes o
azúcares son:
o Adición por los fabricantes de yogurt hasta 5% del agente
edulcorante o azúcares a la mezcla base.
o Adición de un preparado de fruta ya edulcorada o azucarada
para lograr el dulzor deseado en el producto. (Tamine &
Robinson, 1987; Tamine & Robinson, 1991).
1.1.5.8. Adición de aromatizantes y colorantes
• Adición de frutas Se pueden utilizar frescas, pero el carácter estacional de la
producción de las mismas y la variabilidad de su calidad limita
considerablemente su utilización en la industria, siendo más
populares las conservas de frutas, especialmente por la posibilidad
de estandarizar la mezcla de frutas con objeto de cubrir las
especificaciones requeridas por los consumidores. Estos tipos de
frutas se pueden clasificar el modo siguiente: (Tamime & Robinson,
1987; Tamime & Robinson, 1991).
o Confitura de frutas.
o Frutas en conserva.
o Frutas congeladas.
o Pures de frutas.
o Jarabes de frutas y
o Mermeladas.
• Adición de aromatizantes El tratamiento térmico de los preparados de frutas puede originar
una disminución de la intensidad del aroma, por lo que
frecuentemente se adicionan agentes aromatizantes para
compensar estas pérdidas. Los aromatizantes se dividen en función
de su origen en tres grupos:
o Aromas y aromatizantes naturales origen botánico.
o Sustancias aromatizantes idénticas a las naturales.
o Sustancias aromatizantes sintéticas o artificiales (origen
químico).
Aunque esta clasificación puede aparecer muy simple, en realidad
engloba miles de sustancias. Los aromatizantes químicos o
sintéticos son utilizados a veces debido a su aroma semejante al
ingrediente natural pero la lista de compuestos permitidos varían de
unos países a otros. En Reino Unido el Food Standars Comitee
(1965, 1976) ha propuesto una lista de aromatizantes autorizados
para su adición a los alimentos, pero no tiene carácter legal. Estos
compuestos también se utilizan para la elaboración de yogurt
tradicional, yogurt batido, yogurt líquido, yogurt congelado y,
posiblemente, yogurt deshidratado o aromatizado. (Tamine &
Robinson, 1987; Tamime & Robinson, 1991).
• Otros agentes aromatizantes Para la elaboración de yogurt aromatizado se utilizan distintos
productos alimenticios y alimentarios, incluyendo bebidas
alcohólicas, por ejemplo:
o Productos dulces (miel, jarabe de arce, caramelo de azúcar
con mantequilla).
o Frutos secos (coco, avellana, nueces, nueces del Brasil).
o Cereales (muesli).
o Hortalizas (pepino, tomate, apio).
o Otros (café, moka, especias, pimentón, vainilla). (Tamime &
Robinson, 1987; Tamime & Robison, 1991).
• Adición de colorantes La adición de colorantes a los yogures de frutas o aromatizados
persigue aumentar el atractivo del producto. Las sustancias
utilizadas pueden ser colorantes naturales o sintéticos. La lista de
colorantes autorizados como aditivos alimentarios en Reino Unido
incluye unos 39 compuestos y su inclusión es apoyada por la Food
And Drugs Act, 1973 (modificaciones de 1975, 1976 y 1978). En
otros países existen listas similares, pero hay que resaltar que los
colorantes autorizados no son los mismos en todos los países. No
obstante, la FAO/WHO (1976) ha establecido unas orientaciones
sobre los colorantes y las concentraciones a las que pueden ser
utilizados en el yogurt, suponiendo que estos agentes provienen
directamente de las frutas o aromatizantes. (Tamime & Robinson,
1987; Tamime & Robinson, 1991).
Tabla 5: Colorantes autorizados, procedentes exclusivamente de los ingredientes añadidos como aromatizantes
Colorante
Número del
índice de colores
(1971)
Concentración
máxima (mg/kg)
Tartrazina
Amarillo anaranjado S
Cochinilla o ácido carmínico
Azorrubina
Ponceau 4R
Eritrosina BS
Indigo carmín
Verde Acido Brillante BS o
Verde Lisamina
Caramelo 3
Negro brillante BN
Betanina
Marrón chocolate FB
Rojo 2G
Azul No.1 (Azul Brillante FCF)
Otros colorantes naturales
extraídos de frutas u
hortalizas
19140
15985
75470
14720
16255
45430
73015
44090
-
28440
-
-
18050
42090
-
18
12
20
57
48
27
6
2
150
12
250
30
30
-
-
* Discutido toxicológicamente
Tomado de FAO/WHO (1976)
1.1.5.9. Envasado
El envasado es una etapa muy importante del proceso de
elaboración de yogurt. Paine (1967) definió el objetivo del envasado
de alimentos del siguiente modo:
“El envasado es una forma de asegurar la distribución del producto
hasta el consumidor final en adecuadas condiciones y con un
mínimo costo”.
Por tanto es obvio que si el yogurt debe llegar hasta el consumidor
en adecuadas condiciones el material de envasado juega un
importante papel. En general, los materiales de envasado en
contacto directo con los alimentos deben ser atóxicos y
químicamente inertes, es decir, no reaccionar con el producto que
contienen. Por estas razones los plásticos son ampliamente
utilizados en la industria láctea y, debido a la naturaleza ácido del
producto, el material más adecuado para las tapas son las láminas
de aluminio o, preferiblemente los materiales plásticos para
sistemas de fácil apertura.
Las distintas tendencias en la comercialización de yogurt han
evolucionado dentro de este marco general. (Tamine & Robinson,
1987; Tamine & Robinson, 1991).
• Envases semirígidos Estos envases se fabrican normalmente con plásticos. Los actuales
plásticos, es decir materiales poliméricos, son relativamente inertes,
pero en el producto acabado pueden quedar residuos de los
reactivos químicos y monómeros empleados para su fabricación.
Aunque dichos compuestos pueden ser inocuos “per se”, pueden
reaccionar con los alimentos contenidos en los envases
confiriéndoles determinados flavors anómalos, por lo que deben
extremarse las precauciones para garantizar la ausencia de este
tipo de compuestos.
En el caso del yogurt, los envases utilizados para la
comercialización del mismo deben ser resistentes a los ácidos,
evitar la pérdida de las sustancias volátiles responsables del aroma
del producto e impermeables al oxígeno, ya que este favorece el
crecimiento de mohos y levaduras.
Entre los distintos materiales que pueden ser utilizados para la
fabricación de envases para yogurt se incluyen: Polietileno (PE),
polipropileno (PP), poliestireno (PS), cloruro de polivinilo (PVC) y
cloruro de polivinilideno (PVDC).
Los envases finales, denominados tarrinas o copas, pueden
fabricarse de cualquier forma o diseño que resulte atractivo para el
consumidor.
Independientemente del tipo de recipiente empleado, el cierre de
los mismos suele hacerse con láminas de aluminio (de corona, con
bordes plegados o termoselladas) o con tapas de plástico a
presión. Las tapas termoselladas son más populares, ya que
confieren a los recipientes resistencia al agua, con lo que se evita la
contaminación y filtración. Las láminas de aluminio son utilizadas
por su escasa o nula permeabilidad a los gases y olores, opacidad,
aspecto brillante y facilidad para ser decoradas. Debido a la
naturaleza ácida del yogurt es aconsejable barnizar estas láminas
para evitar la corrosión de las mismas y posibilitar la adhesión
durante el termosellado. El revestimiento de las láminas de aluminio
debe hacerse con PE, copolímeros de acetato de etileno (EVA),
PS, o PVC. En ocasiones se utilizan también tapas de plástico
termoselladas. (Tamime & Robinson, 1987; Tamime & Robinson,
1991)
1.1.5.10. Embalajes
Los materiales de embalaje no contactan con el yogurt, pero son de
gran importancia en la industria por facilitar el manejo y
almacenamiento de los recipientes durante la comercialización,
transporte y distribución a los supermercados y minoristas.
Se pueden utilizar distintos tipos de embalajes, los cuales se
dividen en dos grandes grupos:
o Retornables.
o De un solo uso.
Los embalajes reutilizables son de metal o plástico rígidos pero, por
los problemas derivados de su almacenamiento, en general no son
muy utilizados. Los embalajes de metal son bastante empleados
para la comercialización de yogurt envasado en recipientes de
vidrio, cuya incubación se lleva a cabo en baño de agua.
Los embalajes de un solo uso son más utilizados que los
reutilizables, pudiendo clasificarse en los siguientes grupos:
o Embalajes de plástico semirígidos.
o Bandejas de plástico flexible o de cualquier otro material
similar. (Anon, 1980)
o Bandejas de cartón. (Anon, 1982)
Los dos últimos tipos de bandejas pueden cubrirse con material
termosellable o, alternativamente, presentarse apiladas unas sobre
otras en el interior de cajas de cartón.
La elección del sistema de embalaje depende principalmente de:
o El costo,
o El grado de mecanización.
o La facilidad de distribución y comercialización.
o La facilidad para su apilamiento y posibilidad de circulación
del aire frío entre ellas durante su almacenamiento en
refrigeración.
Este último aspecto es muy importante cuando el yogurt se envasa
a 20ºC y la refrigeración final tiene lugar en las cámaras frigoríficas
de almacenamiento.
En las grandes empresas las bandejas (cubiertas con material
termosellable) y las cajas de cartón conteniendo los yogures son
normalmente apiladas sobre palés de madera que son elevados
mediante carretillas adecuadas que facilitan notablemente su
transporte desde el área de producción a los almacenes frigoríficos.
También pueden utilizarse estanterías metálicas transportables, por
ejemplo del tipo Tetra-tainer, del grupo Tetra. Los envases
conteniendo el yogurt, una vez colocados en sus embalajes de
comercialización se colocan en estas estanterías, que presentan la
ventaja de la facilidad de transporte, resultando de gran utilidad
para:
o El transporte desde los almacenes frigoríficos a los vehículos
de reparto.
o El transporte desde los vehículos de reparto a las cámaras
frigoríficas de los supermercados.
De este modo los envases de comercialización no son manipulados
desde que salen de la industria hasta que son adquiridos por el
consumidor. (Tamime & Robinson, 1987; Tamime & Robinson,
1991)
1.1.5.11. Almacenamiento frigorífico, transporte y distribución
La refrigeración del yogurt a temperaturas inferiores a 10ºC y su
mantenimiento a esta temperatura hasta el momento de su venta
facilitan el enlentecimiento de las reacciones bioquímicas y
biológicas que tienen lugar en el producto. Las reacciones
biológicas son el resultado de la actividad metabólica de los
estárters del yogurt y posiblemente de los microorganismos
contaminantes que resisten el tratamiento térmico y los procesos de
fermentación, o bien contaminan el producto tras su elaboración,
por ejemplo levaduras y mohos.
Las reacciones bioquímicas incluyen:
o Oxidación de las grasas en presencia de oxígeno.
o Hidratación de las proteínas.
o Modificación del color de las frutas adicionadas, que se
vuelven más pálidas debido a la acidez del producto.
o Ligera deshidratación con el consiguiente cambio de aspecto
del yogurt.
o Mejora de la viscosidad y consistencia del producto durante el
almacenamiento, gracias a la hidratación de los estabilizantes
añadidos y/o a las pectinas de las frutas.
La refrigeración del yogurt resulta esencial para reducir al mínimo
estas reacciones, permitiendo conservar la calidad del producto
hasta varias semanas después de su fabricación. Durante las
primeras 24 - 48 horas de almacenamiento en refrigeración se
observa una mejora de las características físicas del coágulo,
principalmente como consecuencia de la hidratación y/o
estabilización de las micelas de caseína, por lo que resulta
aconsejable retrasar el reparto y distribución del producto durante
este tiempo.
Dado que la calidad del yogurt luego de su elaboración depende de
muchos factores es aconsejable seguir las siguientes
recomendaciones con objeto de garantizar que el producto llegue al
consumidor en condiciones óptimas (Tamime & Robinson, 1991).
• Durante el almacenamiento en refrigeración.
a. Reducir al mínimo la manipulación de los envases.
b. Mantener la temperatura de refrigeración tan baja como
sea posible (a menos de 5ºC) y evitar fluctuaciones de
esta.
c. Asegurar una adecuada circulación de aire en las
cámaras, especialmente cuando el yogurt se envasa a
20ºC y el enfriamiento final tiene lugar en las mismas.
d. Evitar las pérdidas de frío utilizando aislamientos
adecuados en las cámaras.
e. Proteger el producto con una iluminación especial para
minimizar las decoloraciones y oxidaciones del producto
envasado en envases transparentes.
f. Esperar un mínimo de 48 horas antes de proceder a la
distribución comercial del producto, para permitir que el
coágulo alcance su estabilidad (Tamime & Robinson,
1991).
• Durante el transporte. a. En verano, en los países de la zona templada del
hemisferio Norte y Sur, es necesario que el transporte se
efectúe en refrigeración. En invierno es suficiente recurrir
a vehículos isotermos.
b. En las zonas tropicales y subtropicales el transporte
debe hacerse siempre en vehículos frigoríficos.
c. Durante el transporte la agitación del yogurt puede dar
lugar a una disminución de la viscosidad y a sinéresis.
Esto es difícil de evitar, especialmente en grandes
desplazamientos.
• En los establecimientos de venta y en los hogares. a. El yogurt debe exponerse en vitrinas frigoríficas o
conservarse en las cámaras hasta su venta.
b. El yogurt debe consumirse inmediatamente después de
su adquisición o ser conservado en cámaras frigoríficas
hasta su consumo.
El yogurt debe consumirse a unos 10ºC, ya que a temperaturas
inferiores no se aprecia convenientemente el flavor del producto
debido al frío y a temperaturas superiores al producto pierde la
frescura y puede experimentar una disminución de la viscosidad.
(Tamime & Robinson, 1987; Tamime & Robinson, 1991)
1.1.6. DESCRIPCIÓN DE LA MATERIA PRIMA, INGREDIENTES Y ADITIVOS
1.1.6.1. La Leche como Materia Prima La leche es una secreción normal de las glándulas mamarias de
todos los mamíferos. Su finalidad en la naturaleza es la nutrición de
las crías del animal que la produce.
Amito, et al., (1991) dice que la leche es el primer alimento del
hombre, es su única fuente de nutrientes en el momento de su
nacimiento.
Es el mejor alimento natural porque contiene cantidades
relativamente importantes (aproximadamente 55 nutrientes
esenciales para el hombre), sin embargo no es un alimento
completo, todas las leches son deficientes en vitamina D y hierro.
Desde el punto de vista físico-químico la leche es un producto muy
complejo, para comprender las transformaciones que se producen
en ella y en los productos lácteos durante los diversos tratamientos
industriales, es imprescindible un profundo conocimiento de su
estructura.
• Composición fisicoquímica de la leche
La leche es un sistema coloidal constituido por una solución acuosa
de lactosa (5%), sales (0,7%) y muchos otros elementos en estado
de disolución en donde se estructuran las proteínas (3,2%) en
estado de suspensión y la materia grasa en estado emulsión. El
extracto seco total de la leche es por término medio de 13,1% y el
extracto seco desgrasado de 9,2%.
Amito, et al., (1991) nos muestra en el cuadro 2 la composición
general de la leche, cabe mencionar que éstos datos cuantitativos
son aproximados, pues mucho depende de la raza, alimentación,
etc.; también tenemos en el cuadro 3 la composición de la leche
fluida nacional otorgada por el Ministerio de Salud.
Podemos comparar que a diferencia es mínima, la leche nacional
es un poco más aguada (87,8%) y contiene menos grasas,
proteínas y carbohidratos que la importada.
En los cuadros 2 y 3 observamos las propiedades físicas de la
leche, la primera dada por Amiot et al., (1991) y la segunda por el
Reglamento Sanitario del Perú (1986) respectivamente. Amiot
presenta las propiedades químicas y nutritivas de la leche fluída:
- Las proteínas cumplen una doble función nutritiva, por una parte
supone el 22% de las sustancias proteicas recomendadas y por
otra parte, son una excelente fuente de aminoácidos esenciales:
isoleucina, leucina, lisina, metionina, treonina, triptófano,
fenilalanina y valina; además constituye el 16% de la
constitución total del cuerpo humano, siendo su función más
importante la de un aporte suficiente y equilibrado de
aminoácidos.
- Los triglicéridos de la leche son hidrolizados en el sistema
digestivo en glicerol y ácidos grasos.
- La contribución nutritiva de la leche al cuerpo humano es su
elevado contenido de minerales, en especia: calcio, fósforo y
magnesio.
- También la leche contiene una veintena de oligoelementos:
hierro, azufre, cobre, zinc, manganeso, cobalto, yodo, flúor; de
forma significativa.
- Su más importante aporte vitamínico de las leches es el del
grupo B (riboflavina y B2) en un 41% de nuestras necesidades,
B12 en más del 20%. También nos aporta B10 en un 9%, B6 en
un 10% y vitamina C en 4%; dentro de las liposolubles: vitamina
A, D, E, K, siendo la vitamina A (en un 13%) su más valioso
aporte.
Las leches con un elevado contenido en grasa dan lugar a un
yogurt “rico y cremoso” con un excelente cuerpo en comparación
con el yogurt elaborado a partir de leches de bajo contenido graso.
La lactosa de la leche es fuente de energía para los
microorganismos estárter del yogurt, pero las proteínas
desempeñan un importante papel en la formación del coágulo, por
lo tanto la consistencia y la viscosidad del producto es directamente
proporcional a la concentración de la presente.
(Tamime & Robinson, 1987; Tamime & Robinson, 1991)
Cuadro 2 : Propiedades físicas de la leche cruda entera
Propiedades Características
Gusto Sabor suave, agradable, ligeramente dulce.
Color De importancia en la industria lechera porque es un indicativo de
la riqueza grasa.
-De color blanco: (Por la reflexión de la luz sobre las partícula en
suspensión).
-De color azulado: Leche desnatada (Pocas partículas de
suspensión).
Blanco amarillento: Alto contenido graso.
Acidez Acidez normal (Acidez activa): pH 6,2-6,8
- La mayoría de las leches: pH 6,4-6,6
La acidez de valoración global expresa en ácido láctico 0,14-
0,17%.
Punto de Congelación Constante física que oscila entre –052 a 056ºC con una medida
de –054ºC.
Variaciones superiores: “aguado” de la leche.
Punto de ebullición * a 100,5ºC a 1 atm
Densidad * a 15ºC es de 1,032 g/cc
* a 30ºC es de 1,028 – 1,035 g/cc
En leche desnatada la dimensión aumenta.
En leche aguada la dimensión disminuye.
Calor específico 0,93 en leche entera
0,95 en leche desnatada
0,68 para una nata con 40% de materia grasa.
Tensión superficial Leche entera: 53 dinas/cm a 0ºC
* Leche desnatada: 55-60 dinas/cm a 0ºC
Viscosidad de la leche Leche entera: 2,1 antipoise a 20ºC
Leche desnatada: 1,8 antipoise a 20ºC
Conductibilidad eléctrica 0,005 ohm – 1 a 25ºC
En leche aguada disminuye la conducta eléctrica.
Indice de refracción 1,34209 a 20ºC
Sirve para calcular la concentración de azúcar de la leche
condensada azucarada y también para establecer autenticidad
de la materia grasa de leche.
Presión osmótica Disminuye con dilución de la leche.
Aumenta con la concentración de la leche.
Es básico, pues inhibe el crecimiento bacteriano en las leches
concentradas (Condensada).
Amiot et al., 1991
Cuadro 3: Propiedades generales de la leche entera Propiedades Características
Características
Organolépticas
Color: blanco opaco
pH: 7 (neutro)
Sabor: dulce
Densidad 1,0296-1,034 g/cc a 15ºC
Acidez Expresada en ácido láctico: máxima 0,18%; mínima 0,14%
Extracto no raso Debe contener una cantidad no menor 8,20 g % de extracto
seco de leche
Grasa 3,0% mínimo
Elementos extraños No acusar presencia de calostro, sangre, sustancias tóxicas, ni
gérmenes, ni patógenos, ni más de 2,0 mg de sedimento para
500 cc.
Carga bacteriana Cuenta bacteriana no mayor 1 500 000 mo/1000ml
No más de 1000 coli/ml
Ceniza Contenido mínimo 0,7 g % cenizas totales con un máximo de
alcalinidad 1,7 cc de NaOH(1N)
Indice de refracción Indice de refracción del suero a 20ºC de 1,34179 (lectura
refractómetrica 37.5)
Densidad del suero Densidad del suero cloro-cálcico de 1,025 a 1,028 g/cc a 15ºC
Otros parámetros Libre de sustancias conservadoras (antisépticos, antibióticos,
alcalinos, etc.); así como sustancias residuales: medicamentos,
antibióticos, plaguicidas, etc.
No dará reacción (+) de nitratos con la fenilalanina sulfúrica; no
coagulará por la adición de un volumen igual de alcohol a 70ºC.
No sufrirá tratamiento alguno, ni estará disminuída en cualquiera
de sus componentes o aumentada por elemento ninguno
(recremado aunque se trate de sustancias derivadas de la
leche).
Minsa, Reglamento Sanitario del Perú (1986).
1.1.6.2. La Leche en Polvo Es aquella en la que se elimina la mayor parte de su agua de
constitución dejando un máximo de 5% correspondiendo el restante
95% a las proteínas, lactosa, grasa, sales minerales, etc. (Madrid,
1994)
La leche en polvo es un producto de fácil conservación y presenta
la ventaja de conocer todo el extracto seco de la leche en un
volumen muy reducido, lo que supone un importante ahorro en el
transporte y almacenamiento (Amiot, et al,. 1991)
Se distinguen dos tipos de leches desde el punto de vista
comercial:
- Leche en polvo entera (26% de materia grasa en peso como
mínimo).
- Leche en polvo desnatada (máximo 1,5% de materia grasa
en peso).
La leche en polvo se conserva por un período máximo de 6 meses
porque su alto contenido de grasa se va deteriorando durante el
almacenamiento, llegando a notarse en su sabor rancio en la leche
reconstituída, en cambio la leche en polvo desnatada puede
conservarse por 3 años; Aun cuando los proveedores recomiendan
pata su dstribución dos años como máximo (NZMPLTd.,2004).
Amiot et al. , (1991) nos nombra algunas características de la leche
en polvo.
• Características de la leche en polvo - Color: Uniforme, blanco o cremoso claro carente de
un color amarillo o pardo, característico de un
producto recalentado.
- Olor y Sabor: Fresco, puro antes y después de su
reconstitución.
- Humedad: Máximo 5% en peso.
- Grasas: Para la leche entera 2,6% como mínimo
para la leche desnatada 1,5% como máximo.
- Acidez: Expresada en ácido láctico 1,45% en peso
máximo para la leche entera y 1,85% en peso
máximo para la leche desnatada.
- Acidez de la grasa: Expresada en ácido oleico en un
máximo de 1,2% en peso de la grasa.
- Ausencia de impurezas macroscópicas.
- Indice de solubilidad: Para la leche entera 1 ml
como máximo y para la leche desnatada 1,25 ml
como máximo.
- Menos de 100,000 Colonias de Gérmenes/g de
Leche en Polvo.
Tabla 6: Composición tipica de una leche entera en polvo secada por atomización.
Composición tipica (%)
Lactosa 37.80
Materia grasa 28.80
Proeinas 34.30
Minerales 5.80
Humedad 3.30 Fuente: NZMPLtd.(2004)
1.1.6.3 Ingredientes y Aditivos
• Sacarosa Este carbohidrato es muy abundante en el reino vegetal y se
conoce vulgarmente como “azúcar”. Su fórmula empírica es
C12H22O11. El azúcar refinado se obtiene comercialmente a partir
de la caña de azúcar o de la remolacha azucarera. Se utiliza
mucho en la industria alimentaria como edulcorante, pudiendo ser
obtenido en forma cristalizada o como jarabe.
Es aconsejable añadir el azúcar antes de proceder al tratamiento
térmico, ya que así se garantiza la destrucción de las formas
vegetativas de los microorganismos contaminantes, mohos y
levaduras osmófilas e incluso de algunos esporos. No obstante, si
es preciso añadir el azúcar después de la formación del coágulo
tiene que adoptarse las medidas necesarias para evitar la
distribución heterogénea del mismo y una excesiva disminución de
la consistencia del producto.
(Tamime & Robinson, 1987; Tamime & Robinson, 1991)
• Goma arábiga (gum arabic) (E414; acacia; goma de acacia;
goma de Senegal; goma de Kordafan goma de Sedan). Emulsionante, estabilizante y espesante obtenido a partir de
diversas especies de acacias, principalmente Acacia senegal que
crece en Australia, la India, Estados Unidos y Africa (especialmente
en la región Kordafan del Sudán). La goma, que exuda de las
cortadas hechas por el hombre, se seca y muele para dar un polvo
que se disuelve rápidamente en agua formando un coloide inodoro,
incoloro e insípido. La goma arábiga se utilizó originalmente para
formar gotas de goma en pastelería, aunque ahora se utiliza mucho
en la industria alimentaria. Se emplea como adhesivo para los
bollos y helados, como inhibidor de la cristalización en pastelería,
como estabilizante de la espuma de la cerveza, para alargar la vida
útil, como agente de antiendurecimiento en el pan, como espesante
en mermeladas, encapsulante para los ARMATIZANTES y
SABORIZANTES en alimentos en polvo, y como CLARIFICANTE
EN LOS VINOS (Hughes, 1994).
• Carragenano (carrageenan) (E407; carragenato, extracto de
chondrurs, musgo irlandés). ESPESANTE Y GELIFICANTE extraído a partir de alga del musgo
irlandés Chondrus cripus. Debe su nombre a Carragheen, ciudad
cercana a Waterford en Irlanda del Sur, donde fue comercializada
en primer lugar. En Irlanda, su empleo en alimentación
(especialmente en los pudines de leche) y en medicina tiene un
largo historial, aunque su uso como aditivo alimentario no se
extendió hasta la segunda guerra mundial. El alga se recolecta a
mano, se seca, se lava y se introduce en una solución alcalina, y el
carragenano se precipita con ALCOHOL. El carragenano se
disuelve en agua formando un gel claro, débil, frágil. La adición de
GOMA DE ALGARROBO o metafosfato de potasio ayuda a
fortalecer el gel y lo hace más elástico. El carragenano se utiliza
como agente de suspensión en productos lácteos, y como
espesante en mermeladas, bebidas refrescantes y sopas, y como
agente de volumen en productos bajos en calorías. (Hughes, 1994).
• Gelatina (gelatin) GELIFICANTE Y ESPESANTE extraído a partir de tejidos
animales, especialmente la piel y los huesos de vacas y cerdos.
Los tejidos se colocan en una solución alcalina débil de siete a diez
días y después se hierven para extraer la gelatina. Esta forma un
gel termorreversible a 20ºC, que se funde a los 30ºC, de forma que
los geles de gelatina se “funden en la boca”. Se utilizan como
gelificantes y espesantes en productos lácteos tales como el
yogurt, en los derivados cárnicos (especialmente como coberturas
en el jamón enlatado) y en repostería. En la elaboración del vino se
utiliza como CLARIFICANTE (Hughes, 1994).
La gelatina se utiliza como ingredientes de diversos alimentos
debido principalmente a sus propiedades gelificantes. Durante la
fabricación, el colágeno presente en el material de desecho como
piel, cuero, pellejo y huesos, se transforma en gelatina al hervirlo a
fuego lento. Hay dos procesos para su fabricación, la extracción
ácida y la extracción con cal (Hughes, 1994).
La gelatina de cal generalmente tiene mayor contenido de cenizas
y de calcio y su solución tiene un pH mayor que la gelatina ácida. A
medida que el contenido de calcio de la gelatina de cal aumenta,
ésta tiende a formar sales insolubles en ciertos alimentos en los
cuales se emplea, y en ciertos casos se forman cristales de tartrato
de calcio si hay ácido tartárico presente, y se observan depósitos
de fosfato de calcio en los frascos que contienen lengua de carnero
en gelatina (áspic). Se diferencian ambos tipos por el punto
isoeléctrico, que se encuentra alrededor de un PH de 8 para la
gelatina ácida y a un PH aproximado de 5 para la gelatina de cal
(Hughes, 1994).
La composición fundamental de la gelatina es aproximada-mente
de 50,5% de carbono, 6,7% de hidrógeno, 17,9% de nitrógeno,
0,6% de azufre y 24,3% de oxígeno (expresados en forma
porcentual).
Para determinar la gelatina (proteína seca) el factor Kjeldahl
adecuado es nitrógeno total x 5,55. La gelatina fabricada contiene
de 12 a 17 por ciento de humedad y hasta 2,5 por ciento de
cenizas. La solución de taninos y las sales de platino precipitan a la
gelatina, no así las sales de hierro, aluminio, plomo, cobre y oro. Es
soluble en ácido acético, pero insoluble en alcohol o éter.
La gelatina que se emplea únicamente con fines alimenticios en
general tiene los siguientes niveles de composición: humedad 12 a
17 por ciento de humedad y hasta 2,5 por ciento de cenizas. La
solución de taninos y las sales de platino precipitan a la gelatina, no
así las sales de hierro, aluminio, plomo, cobre y oro. Es soluble en
ácido acético, pero insoluble en alcohol o éter.
La gelatina que se emplea únicamente con fines alimenticios en
general tiene los siguientes niveles de composición: humedad 12 a
17 por ciento; cenizas 0,5 a 2,5 por ciento; calcio (como CaO) de
0.1 a 0.6 por ciento hierro (como Fe) de 10 a 150 ppm y un pH de
4,0 a 6,3 (Kirk, et al., 1996). La fuerza de la gelatina se mide en
unidades absolutas con el gelometro bloom, o de manera más fácil
con el probador de gelatinas boucher.
Las soluciones para determinar la fuerza de la gelatina se preparan
remojando en agua fría la muestra durante unas tres horas y
después disolviéndola a 60º C (los temperaturas más altos
provocan pérdida de la fuerza) (Kirk, et al., 1996).
• CARBOXI – METIL – CELULOSA (CMC) Ester de celulosa, se usa en la industria de los alimentos. La
celulosa es el principal polisacárido estructural de los vegetales,
constituidos de residuos de glucosa unidos por enlaces β 1,4. La
desaparición de algunos grupos hidroxilo permite la destrucción
parcial de la estructura cristalina y entonces los otros hidroxilos
pueden fijar agua, especialmente la carboximentilcelulosa
ROCH2COOH.
La carboximetilcelulosa de sodio, es un polímero aniónico derivado
de la celulosa, soluble en agua, este se produce haciendo
reaccionar alcalicelulosa con monocloroacetato de sodio bajo
estrictas condiciones de proceso. Tiene las siguientes funciones:
(Hughes, 1994).
- Disuelve fácilmente en agua fría y caliente.
- Actúa como espesante, como agente de suspensión y
establizador de dispersiones.
- Retiene el agua.
- Actúa como agente filmógeno, resistente a aceites grasa y
solventes orgánicos.
- Regula las propiedades de flujo y actúa como agente de
control reológico.
- Es fisiológicamente inerte.
El CMC puede ofrecer una amplia y variada gama de viscosidades.
Las viscosidades de las soluciones de CMC se incrementan
rápidamente con la concentración (Hughes, 1994).
A diferencia de otros éteres de celulosa como la metilcelulosa que
con el calentamiento coagulan, las soluciones de CMC nos e
alteran con este, sólo presentan variaciones de viscosidad, la cual
disminuye al aumentar la temperatura. Bajo condiciones normales
el efecto de la temperatura sobre la viscosidad es reversible
(Hughes, 1994).
Las soluciones de CMC mantienen una viscosidad constante y su
máxima estabilidad en una rango de pH de 4 hay transformación
de la carboximetilcelulosa en el carboximetilcelulósico, el cual
flocula dando viscosidades superiores; los ácidos fuertes hidrolizan
la CMC. Por encima de pH 10 la viscosidad disminuye
notablemente. (Hughes, 1994).
• Pectinas y Geles pecticos Estructura
Las sustancias pécticas son polímeros lineales del ácido
galacturónico, que tienen una parte más o menos amplía de grupos
carboxilos esterificados por radicales metilo.
Se encuentran principalmente en las paredes celulares y los
espacios intercelulares de los tejidos vegetales; son capaces de
retener mucha agua y participan en la transferencia de agua en las
plantas.
La molécula péctica puede ser representada esquemáticamente
como sigue:
Una terminología correcta exigiría que se llamasen únicamente
pectinas las cadenas poligalacturónicas metiladas al 100% y ácidos
pectínicos los que tuviesen una proporción de metilización inferior
al 100%; el término ácidos pécticos designa los ácidos
poligalacturónicos exentos de metoxilo. Sin embargo en la práctica
se emplea el término pectinas tanto para los ácidos pectínicos
como para las pectinas propiamente dichas, que además sólo se
lograron en el laboratorio. (Cheftel & Cheftel, 1983).
La proporción de metilación se expresa por el contenido en
metoxilo –OCH3, resultante de la determinación analítica; la
metilación total corresponde a un contenido en –OCH3 del 16,3%,
mientras que, en general, las pectinas que se extraen de diversos
vegetales presentan contenidos en metoxilo comprendidos entre 10
y 12%.(Cheftel & Cheftel, 1983).
La longitud de la cadena también es variable y puede incluir desde
algunas unidades a varios centenares de ácido galacturónico; esto
representa un peso molecular que va de 1000 a 100000. Una
pectina, tal como se obtiene de un extracto de un tejido vegetal se
compone de moléculas de longitud variable, pero en general poco
dispares de la media. (Cheftel & Cheftel, 1983).
COOCH3 COOH COOCH3 COOH COOCH3 COOCH3
COOH COOH COOHCOOCH3 COOCH3
Según varios autores, algunos de estos grupos hidroxilo estarían
acetilados; asimismo se afirma que un pequeño número de restos
de ramnosa, arabinosa y galactosa serían parte integrante de la
molécula péctica; no está claro si esto se debe a las impurezas que
acompañan a las pectinas. (Cheftel & Cheftel, 1983).
En los vegetales, las pectinas están ligadas frecuentemente a la
celulosa, especialmente en las paredes celulares, bajo la forma de
un complejo, insoluble en agua, aún poco cocido, llamado
protopectina; muchas veces basta un breve calentamiento en ácido,
tal como existe de forma natural en muchas frutas, para liberar la
pectina que es soluble en agua. Algunas enzimas parecen actuar
de la misma forma durante la maduración de las frutas, cuya textura
se modifica así progresivamente. (Cheftel & Cheftel, 1983).
Propiedades; poder gelificante: Desde el punto de vista de la tecnología alimentaria la propiedad
más importante de las pectinas es su aptitud para formar geles; por
lo que concierne a la pectina en sí misma, los caracteres de gel
dependen esencialmente de los factores: longitud de la molécula
péctica y su grado de metilación. (Cheftel & Cheftel, 1983).
Para un mismo contenido en pectina del gel final, la longitud de la
molécula condiciona su rigidez o firmeza. Por debajo de una cierta
longitud molecular, una pectina no da geles, cualquiera que sea la
dosis empleada y las restantes condiciones del medio. (Cheftel &
Cheftel, 1983).
En cuanto al grado de metilación, contribuye por un lado a regular
la velocidad de gelificación, pero debido fundamentalmente a la
influencia de los enlaces entre moléculas pécticas también es
responsable de algunas propiedades organolépticas de los geles
pectina-azúcar-ácido, que forman las pectinas de alto contenido en
metoxilo. (Cheftel & Cheftel, 1983).
Formación de geles pécticos
Para tener una idea del modo de actuación de estos dos factores,
consideremos el mecanismo de la formación de un gel péctico, tal
como se admite actualmente. Las pectinas y los ácidos pécticos
son hidrocoloides, fuertemente hidratados, que se encuentran en
solución; las moléculas de agua están unidas por enlaces
hidrógeno a los grupos hidróxilo de la cadena
polimetilgalacturónica. Asimismo, las moléculas pécticas llevan
cargas eléctricas (negativas), lo que las conduce, primero a
estirarse y así aumentar la viscosidad de la solución; segundo a
rechazarse una a la otra. Estos factores concurren para mantener
la molécula en estado disperso. Cuando se reducen las cargas e
hidratación. Los filamentos de pectina tienden a precipitar se
aproximan los unos a los otros y se enlazan entre sí, formando una
red tri-dimensional amorfa, sólida, que retiene entre sus mallas la
fase líquida. (Cheftel & Cheftel, 1983).
Según que la pectina, o más correctamente, el ácido péctico, tenga
una proporción de metoxilo elevada (>7%) o baja (3 a 5%), son
diferentes los factores que intervienen y el modo de enlace entre
moléculas. (Cheftel & Cheftel, 1983).
Cuando la pectina tiene una proporción elevada de metoxilo (como
en el caso de confituras, jaleas y mermeladas de frutas
tradicionales), el grado de hidratación se reduce mediante la
adición de azúcar y la disminución de carga eléctrica se consigue
por un aporte de iones H+, o dicho de otra forma de ácido (casi
siempre suministrado por las propias frutas); el enlace de unas
moléculas pécticas a otras queda básicamente asegurado, en este
caso, por uniones hidrógeno entre grupos hidroxilo; éstos son
enlaces débiles y los geles pécticos de este tipo se caracterizan por
una gran plasticidad lo que induce a pensar que se debe a la
movilidad de unas moléculas con relación a otras. Esta
particularidad hace que en la degustación este tipo de gel se
diferencia de aquéllos en los que es preciso masticar (por ejemplo
de agar-agar) o incluso de los geles que se licuan a la temperatura
de la boca (por ejemplo los de gelatina). Estas diferencias quedaron
confirmadas por medidas de la deformación bajo presión en función
del tiempo, y la observación con luz polarizada para liberar las
tensiones internas. (Cheftel & Cheftel, 1983).
Cuando la proporción de metoxilo de la pectina es baja, y por lo
tanto la proporción de grupos -COO- disponibles elevada, los
enlaces que se establecen entre moléculas pécticas son enlaces
iónicos, asegurados por cationes bivalentes, especialmente Ca++.
Siempre que la longitud de la molécula sea suficiente, se puede
obtener la gelificación con cantidades de calcio inferiores a 0,1%,
aun en ausencia total de azúcar y ácido. El principal interés
práctico de las pectinas de baja proporción de metoxilo reside
concretamente en el hecho de que permiten, por ejemplo, gelificar
la leche, preparar jalea de fruta sin añadir azúcar o jaleas a base
de carne que conservan su consistencia aun en climas tropicales
(contrariamente a las jaleas de gelatina). Los geles pécticos, de
baja proporción de metoxilo, son elásticos, tales como los de agar-
agar. (Cheftel & Cheftel, 1983).
• Almidón (starch) ((C6H10O5)n) y almidón modificado (modified starch) (almidón alimentario modificado).
Agentes de volumen, emulsionantes, gelificantes, estabilizantes,
formadores de suspensiones y espesantes utilizados en un amplio
rango de alimentos procesados. El almidón es un polisacárido
formado por largas cadenas moléculas de GLUCOSA polimerizada.
Existen dos formas, los polímeros ramificados, conocidos como
amilopectina, y las cadenas rectas, denominadas amilosa. La
amilosa tiene un peso molecular aproximado de 1 000000; las
cadenas de amilopectina son ligeramente más largas; la relación
entre los dos tipos de polímeros determina las propiedades del
almidón.
El almidón es el principal medio de almacenamiento de energía de
las plantas y constituye el principal carbohidrato ingerido por el
hombre. Para su uso como aditivo, se prepara generalmente
tratando el maíz con un acido suave, moliéndolo hasta formar una
pasta fina y eliminando el almidón por centrifugación. Las patatas,
el trigo, el arroz, la tapioca, el sorgo y el sagú también son fuentes
comerciales. El almidón producido se trata con Amilasa o con
ácidos hasta partirse dando maltosa y glucosa.
El almidón es poco soluble en agua fría, pero cuando se hierve en
agua los gránulos estallan dando una solución viscosa, que al
enfriarse forma una pasta espesa, similar a la gelatina. El almidón
modificado se obtiene sometiendo al almidón a una serie de
tratamientos que alteran su viscosidad, textura y estabilidad. Entre
los posibles tratamientos se incluyen el tostado, el tratamiento con
ácidos, álcalis o enzimas, el blanqueado, la esterificación y la
oxidación. El almidón modificado se usa generalmente en el
procesado de los alimentos que requieren espesamiento, y como
agente para espolvorear en repostería. (Hughes, 1994).
1.1.7. PROPIEDADES GELIFICANTES DE ALGUNAS PROTEINAS ALIMENTICIAS (Cheftel et al., 1989).
La mayoría de las proteínas pueden dar geles y las condiciones
prácticas para la formación de geles de proteínas alimenticias
fueron objeto de numerosos estudios.
La gelificación térmica de las proteínas miofibrilares (“actomiosina”)
de los músculos estriados de mamíferos y pescados, contribuye a
la textura de numerosos alimentos: actúan de agente ligante en las
carnes picadas, trituradas o reconstruidas por comprensión;
estabilizan la emulsión de las salchichas, dan consistencia
homogénea, lisa y elástica al “Kamaboco”.
Las propiedades de coagulación de las micelas de caseína de la
leche son hartas conocidas y aprovechadas para la preparación de
un gran número de cuajadas, quesos y productos lácteos
gelificados. La coagulación, iniciada por la acción proteolítica de la
quimosina sobre la caseína k, necesita la presencia de iones Ca++
y una temperatura superior a 15ºC, También se provoca la
coagulación por acidificación de la leche hasta el pH isoeléctrico de
las caseínas. Las micelas de caseía (y los caseínatos) con muy
resistentes al calor, a un pH superior a 6, sobre todo cuando se
calientan en la leche: se necesitan de 20 a 60 minutos de
calentamiento al 140ºC para provocar una coagulación. Pocos
sistemas proteicos son tan termoestables. Esta gran estabilidad
procede esencialmente sin duda de la débil proporción de
estructuras ordenadas secundarias o terciarias de las caseínas. La
termoestabilidad de las caseínas disminuye notablemente al
concentrarlas.
Las proteínas del lactosuero en solución a una concentración
superior a 5% tienen buenas propiedades gelificantes cuando se
calientan a temperaturas de 70 - 85ºC. Los geles obtenidos son en
general menos firmes y menos elásticos que los de ovalbúmina o
de proteínas de la soja; son irreversibles, probablemente a causa
de la formación de puentes disulfuro intermoleculares. Los
refinados proteicos del lactosuero con un contenido bajo de lactosa
y de Ca++, se desnaturalizan poco (es decir poseen una solubilidad
elevada a pH 4,5 y un máximo de grupos SH libres) y tienen
propiedades gelificantes muy próximas a las de la clara de huevo.
La β-lactoglobulina es responsable de este comportamiento.
Las proteínas de la clara de huevo son con frecuencia considerada
como el mejor agente gelificante o ligante. La conalbúmina y la
ovalbúmina (Pi = 4,6) se desnaturalizan a 57 - 65 y a 72 - 84ºC y a
72 - 84ºC, respectivamente. La gelificación se produce en una zona
grande de pH (3 a 11) cuando la concentración proteica es superior
a 5%.
1.1.8. COAGULACIÓN DE LA LECHE
Estabilidad de la micela (Cheftel et al., 1989) Es sorprendente constatar que las micelas resisten muy bien
temperaturas superiores a 100ºC y fuertes tratamientos de
homogeneización, pero las pueden desestabilizar ligeras
variaciones de la composición del suero.
1.1.8.1. Efectos de la temperatura. Ali y Col demostraron que durante el almacenamiento de la leche
en frío (de 4 a 7ºC), las micelas se disocian parcialmente en
submicelas y liberan hasta el 50% de la caseína β en 24 h. Por
recalentamiento, la caseína β se vuelve a asociar lentamente a las
micelas, pero no e sabe si se sitúa en los lugares iniciales. Si se
eleva la temperatura, hay una disminución continuada de la caseína
soluble constituida principalmente por caseína β; ésta es la causa
por la que el empleo de la leche refrigerada en quesería, origina
pérdidas de caseína soluble y un rendimiento menor. (Cheftel, et
al., 1989)
La estabilidad de la micela al calor, está muy ligada al medio (pH,
Ca++, otras proteínas). Así la estabilidad aumenta cuando el
contenido en casína k se eleva o bien disminuye el fosfato de
calcio coloidal. Durante el calentamiento, la presencia de β-
lactoglobulina, induce la formación de un complejo con las caseínas
αs2 y k, lo que mejora la estabilidad de las micelas frente a las
proteasas coagulantes. (Cheftel, et al., 1989)
1.1.8.2. Efectos de las modificaciones del medio (pH)
Ajustando al pH al pHi de las caseínas (4,6 como media),
aumentan las atracciones electrostáticas intra e interproteicas, lo
que motiva el desestabilizar la fase mineral de la micela. La
“caseína” isoeléctrica desminarlizada se hace insoluble. La
eliminación del calcio por un agente complejante, tal como el
citrato, fosfato o EDTA, provoca una “transpiración” del medio,
debido a la destrucción de la micela de caseína. Si se elimina una
parte del calcio surge una pérdida de caseína β y un aumento del
tamaño de la micela. Por eso se puede admitir que la micela
consiste en una red de caseínas αs y k en la que la caseína β solo
tiene una función de llenado. El tamaño puede explicarse por el
hecho de que los iones de calcio Ca++ ejercen un efecto de
contracción por formación de puentes iónicos. Las sustancias
orgánicas tales como el etanol pueden desestabilizar las micelas,
sobre todo a pH inferior a 6,4. (Cheftel, et al., 1989)
1.1.8.3. Acción de las proteasas coagulantes
La estabilidad de la micela depende de la proporción de caseína k,
De hecho, el ataque específico de esta caseína por una proteasa
como la quimosina, la pepsina o ciertas proteasas de origen fúngico
conducen a una desestabilización de la micela.
La hidrólisis específica del enlace Fen105-Met106 de la caseína k
libera un glicopéptido soluble (en posición C terminal) de la para-
caseína insoluble asociada a las micelas residuales que entonces
se agregan. La coagulación puede evitarse por enfriamiento a una
temperatura inferior a 15ºC, a pesar de que la actividad enzimática
se manifiesta todavía en estas condiciones. La coagulación puede
explicarse por el hecho de que la eliminación del caseíno-glipéptido
reduce la carga de superficie de la micela aproximadamente un
tercio y disminuye en consecuencia las repulsiones electrostáticas
intermicelares. La superficie de la micela se hace muy hidrófoba en
razón del predominio de la para-caseína k y las micelas se asocian
más fácilmente. Las interacciones iónicas son igualmente posibles
entre las cargas positivas de la para-caseína y las cargas negativas
de la caseína αs y β. Igualmente pueden establecerse puentes
fosfocálicos entre las micelas. Se considera que la coagulación no
se produce hasta que más del 85% de la caseína k de la micela es
hidrolizada por el enzima; en general, el “tiempo de coagulación” a
35ºC corresponde a la duración de la reacción enzimática, en tanto
que por debajo de 15ºC, depende sobre todo del fenómeno de
agregación micelar. (Cheftel, et al., 1989)
1.1.9. FORMACIÓN DEL COAGULO POR ACIDIFICACIÓN La coagulación de la caseína por acidificación comienza a pH 5,3 y
es completa al alcanzar su punto isoeléctrico (pH 4,6). La
coagulación depende de la temperatura y del equilibrio salino. Así,
por ejemplo, a la temperatura de 82º C (180ºF) la coagulación
espontánea de la leche descremada se produce al alcanzar un
contenido del ácido láctico del 0,25% mientras que si la
acidificación es de 0,35% aquella se produce ya a 65ºC (149ºF). A
la temperatura de 2ºC (35ºF) puede añadirse ácido a la leche
descremada hasta alcanzar casi su punto isoeléctrico sin que la
coagulación se produzca. A pH 5,2 el calcio y el fosfato se
encuentran principalmente en forma soluble y el tamaño de los
complejos micelares aumenta a partir del calcio del medio. Por ello
el cloruro cálcico se utiliza para aumentar el tamaño de las micelas.
La adición de cloruro cálcico hasta una concentración de 0,07 M en
la leche a una temperatura de 5ºC (41ºF) provoca una agregación
de las micelas (con el consiguiente aumento de tamaño) que
permite su separación por centrifugación. La producción bacteriana
de ácido láctico, “in situ” en la leche constituye el método de
preferencia para la elaboración de quesos, incluso a partir de leche
entera. Para la elaboración de muchos de ellos se emplean starters
lácticos como Lactobacillus bulgaricus, Streptococcus thermophilus
y S. Lactis.(Scott, 1991)
La acidificación espontánea es el hecho más comúnmente
observado en la leche conservada a la temperatura ambiente. La
acidez se eleva muy lentamente al principio, luego, tras algunas
horas (según la temperatura), muy rápidamente; en general, se
frena un poco cuando el contenido en ácido láctico llega al 1%. En
ese momento, solamente ¼ de la lactosa ha sido degradada; esta
detención se debe al efecto inhibidor del ácido sobre las bacterias.
Si se neutraliza el medio, concreta, por ejemplo, se puede
conseguir la transformación de toda la lactosa; en este principio se
basa la producción industrial de ácido láctico a partir del suero de
quesería. Antes de llegar a la proporción del 1% de ácido,
aproximadamente hacia el 0,6%, se coagula la leche, en lenguaje
corriente se “corta “. (Alais, 1996)
La acidificación de la leche provoca la destrucción de las micelas
sin fraccionar la caseína, cuya precipitación es total hacia pH 4,7. El
fosfocaseinato experimenta una degradación doble, con migración
progresiva del calcio coloidal hacia la solución. La caseína
isoeléctrica está completamente exenta de calcio, y no contiene
más que fósforo proteico. Esta “desmineralización” es la
característica principal de la caseína precipitada por acidificación,
en comparación con las sustancias precipitadas por el cuajo.
1 caseinato-Ca + 2 CH3 – CHOH – COOH → caseína + (CH3-CHOH-COO)2 Ca
(coloidal) (ácido láctico) (insoluble) (soluble)
2 (PO4)2Ca3 + 2CH3 – CHOH – COOH → (CH3-CHOH-COO)2Ca + (PO4)2CaH4
Si la acidificación se desarrolla progresivamente en el medio, se
forma un coágulo homogéneo a causa de la fermentación láctica. El
mismo resultado puede también obtenerse por vía química,
mediante la hidrólisis lenta de cuerpos de tipo láctico.(Alais, 1996)
Los efectos de la acidez y del calor se suman. La floculación de la
caseína tiene lugar un pH tanto más elevado cuanta más alta es la
temperatura. A las temperaturas de esterilización, es suficiente un
descenso del pH de algunas décimas de grado para que la leche
flocule (hacia pH 6,4). Por el contrario, a baja temperatura, entre o y
5º, la floculación no se produce. En efecto, sí la leche refrigerada se
añade ácido clorhídrico concentrado en cantidad suficiente para
rebajar el pH a 4,5, la leche no se coagula; se observa solamente
un aumento de viscosidad; si la temperatura se eleva a 20º, la
floculación se produce sin demora. Esta propiedad es la base de un
nuevo procedimiento para la fabricación de cuajadas ácidas, como
el “Cottage cheese”, en los Estados Unidos. Llegamos aquí a la
noción de un concepto muy importante, lo que puede llamarse
“punto isoeléctrico aparente” de la caseína nativa, que en su medio
natural varía considerablemente en función de la temperatura.
(Alais, 1996)
Las proteínas son electrolitos anfóteros, es decir, según el valor del
pH se presentan en forma de catión o de anión: pH: Acido pH:Básico
R- CH – (COOH) – NH3+ ↔ R –CH – (COO- ) – (NH3
+) ↔ R–CH–NH2-COO-
Catión dipolar anión
Para un cierto valor de pH; conocido como pH isoeléctrico
(pHi) los valores medios de pKa y de pKal son tales que la carga
global es nula. En el caso de las caseínas, su composición en
aminoácidos, hace que exista un exceso de aminoácidos ácidos
con respecto a los aminoácidos básicos. (Luquet, 1993; Alais,
1996).
Además, las caseínas contienen grupos fosfato ácidos, y glúcidos
ácidos fijado sobre la caseína k. Estos grupos ácidos excedentarios
se ionizan y dan las bases asociada (-COO-). Por tanto, al pH
normal de la leche, la micela de las caseínas es un anión cargado
negativamente; estos aniones se repelen electrostáticamente,
manteniendo a las micelas en solución coloidal estable. Si se
disminuye el pH aportando cargas positivas (por acidificación,
aportando por ejemplo H3O+), se produce la ionización de los
grupos – NH2 – NH3+ (amonio ácido), y, para un cierto valor del pH,
existirán el mismo número de iones de –NH3+ que de – COO-; la
micela tiene entonces una carga global nula. En el caso de las
caseínas el pHi vale 4,6. Las caseínas son por tanto las proteínas
de leche que, como no están cargadas a un pH de 4,6, se agregan
y floculan separándose de la fase acuosa; en esto consiste la
coagulación ácida. Por el contrario, las proteínas solubles no se ven
influenciados por la disminución del pH hasta 4,6 y permanecen en
solución en el lactosuero. (Luquet, 1993)
En comparación con las cuajadas enzimáticas, las ácidas
presentan una sinéresis mucho menor, ya que el incremento de
viscosidad con la fuerza (parte del comportamiento viscoelástico) es
menos importante. Esto probablemente se debe a la estructura
relativamente permanente que se forma en los geles ácidos,
mientras que los geles enzimáticos se reestructuran más
fácilmente. (Varnam & Sutherlan, 1995).
1.1.10. FORMACIÓN DEL COÁGULO DEL YOGURT (Varnam & Sutherland, 1995)
El coágulo del yogurt es de tipo ácido, parecido al del queso
obtenido por coagulación ácida, aunque hay importantes diferencias
entre ellos. Mientras que en la fabricación de queso es deseable la
sinéresis para la obtención de la cuajada, en el yogur y otras leches
fermentadas es indeseable. En ambos casos, las antiguas teorías
que explicaban la formación del gel por agregación de las micelas
después de la neutralización se consideran excesivamente
simplistas y se ha desarrollado un modelo alternativo basado en la
fabricación similada del yogur. Esta teoría implica el concepto de la
micela de caseína como un “esqueleto” de caseína αs1 unida a la
caseína β y al fosfato calcio amorfo rodeado por una capa
estabilizadora de caseína-k. Conforme el pH desciende durante la
fermentación, el calcio amorfo se libera por acidificación y
acomplejamiento, pero el “esqueleto” se mantiene. Después de la
desagradación se produce la agregación que es iniciada por la
caseína β y al fosfato calcio amorfo rodeado por una capa
estabilizadora de caseína-k. Conforme el pH asciende durante la
fermentación, el calcio amorfo se libera por acidificación y
acomplejamiento, pero el “esqueleto” se mantiene. Después de la
desagregación se produce la agregación que es iniciada por la
caseína β adquiere una carga positiva y la caseína αs1 permanece
cargada negativamente y finalmente, la formación de la red. La
velocidad de acidificación es importante en la formación de la red,
ya que la rápida producción de ácido da lugar a la precipitación.
Investigaciones posteriores han ayudado a entender mejor la
formación del gel ácido, aunque todavía quedan muchos aspectos
por resolver. Para estudiar el fenómeno de la coagulación ácida de
la leche se ha utilizado un método óptico basado en la reflexión de
la luz y se ha demostrado que se produce una progresiva
redisposición de las proteínas conforme desciendo el pH durante la
fermentación. Las caseínas beta y kappa se vuelven a incorporar
en la estructura micelar, las fuerzas de hidratación y de repulsión
eléctrica desaparecen y se crean nuevas interacciones que inician
la formación de una red proteica tridimensional. Este estudio se ha
ampliado posteriormente utilizando leche acidificada con glucono-δ-
lactona, demostrándose que el colapso de la proyección capialr de
la capa de caseína-κ de las micelas que se produce a bajo pH es el
principal factor causante de la agregación. A temperaturas
superiores a 30ºC, esto da lugar directamente a la agregación,
mientras que a temperaturas de 15 - 20ºC tiene lugar la
solubilización de las proteínas micelares seguida, probablemente,
de la reincorporación de la caseína solubilizada y la agregación. La
microestructura y las propiedades físicas del coágulo del yogur se
modifican por la fortificación de la leche original que produce
cambios en los niveles de proteína y en la proporción entre las
caseínas y el nitrógeno proteico no caseínico, siendo este último
parámetro de gran importancia en la determinación de las
propiedades físicas. Se considera que con una relación caseínas:
nitrógeno proteico no caseínico de 3,2-3,4; 1,0 se obtiene el
coágulo de mejor calidad, mientras que proporciones superiores
originan un cóagulo granuloso de textura grosera. (Varnam &
Sutherland, 1995)
Figura 1: Secuencia de fenómenos durante la formación del coágulodel yogurt
(Banon & Ardí, 1991); citado por (Varnam & Sutherland, 1995)
La acción de las enzimas proteolíticas tiene un efecto perjudicial
sobre el coágulo del yogur. El tratamiento de la leche con proteasas
bacterianas, que hidrolizan la caseína-κ, origina un coágulo más
firme, con mayor sinéresis y viscosidad aparente, mientras que con
la plasmina, que hidroliza aparente y menos sinéresis. En ambos
casos, el coagulo tiene una menor capacidad de retensión de agua
y grado de hidratación.
Los hidrocoloides que se añaden como estabilizantes en algunas
leches fermentadas, actúan formando una red de enlaces con los
componentes de la leche. Esta propiedad se debe, bien a la
presencia de una sal capaz de secuestrar los iones Ca2+, o bien a la
presencia de grupos cargados negativamente como los radicales
hidrógeno o carbonilo. La capacidad de retensión de agua del
coágulo aumenta por estabilización de la red proteica que impide el
libre movimiento del agua, aumentando el nivel de hidratación de
los componentes (principalmente proteínas) y ligando el agua de
hidratación. Aunque la grasa no interviene directamente en la
formación del coágulo, las investigaciones realizadas con geles
lácteos demuestran que los glúbulos grasos se dispersan en el
interior de la red proteica y aumentan la firmeza por restricción
hidrostática de la red adyacente a los glóbulos. La situación en las
leches fermentadas enteras puede ser la misma. (Varnam &
Sutherland, 1995)
La formación de nódulos es un grave efecto en el yogur que parece
estar relacionado con las proteínas. Los nódulos contienen un 82%
de proteína y un 4% de fósforo, pero en comparación con el
coágulo que los rodea, contienen solamente trazas de grasas y
lactosa. Por microscopía electrónica se ha comprodado que los
nódulos tienen una estructura definida y compacta con una
superficie lisa y que no contactan con las caseínas de la red que
constituye el coágulo. La formación de estas partículas se asocia
con la presencia de Lb. Delbrueckii spp. Bulgaricus en el cultivo
iniciador y también con un alto contenido en proteínas y parece que
los cambios en la estructura micelar son un factor de predisposición
para la formación de nódulos. (Varnam & Sutherland, 1995)
1.1.11. PAPEL DE LOS MICROORGANISMOS PRODUCTORES DE
SUSTANCIAS VISCOSAS EN LA ESTRUCTURA DE LAS LECHES FERMENTADAS.
Las cepas productoras de sustancias viscosas de Str. Salivarius K
spp. Thermophilus tienen en el yogur un importante papel como
estabilizantes de la red proteica. Probablemente los compuestos
más importantes son los polisacáridos, aunque también puede
intervenir el ácido lipotecoico. La naturaleza de los polisacáridos
extracelulares varía dependiendo de las cepas y algunos
investigadores han descrito que la glucosa y la galactosa son los
componentes mayoritarios, aunque las proporciones entre los dos
azúcares son variables. Se ha señalado la presencia del
aminoazúcar N-acetilgalactosamina y también pueden estar
presentes pequeñas cantidades de arabinosa, manosa, ramnosa y
xilosa. S ha aislado de un cultivo comercial de yogur un tipo distinto
de polisacárido extracelular compuesto por ramnosa y galactosa en
proporción 1:1,47. (Varnam & Sutherland, 1995)
Los estudios realizados por microscopía electrónica han mostrado
que los microorganismos fermentadores se encuentran en
“bolsillos” en el coágulo de yogur, con filamentos de polisacáridos
que unen las bacterias con la red del cóagulo. (Varnam &
Sutherland, 1995)
El papel que desempeñan estas sustancias en la viscosidad y en la
textura, es más evidente en las leches viscosas escandinavas, en
las que la naturaleza de las sustancias viscosas es muy variable.
Por ejemplo, el principal componente mucilanigoso que se produce
en el langfil sueco es un ácido lipotecoico desacilado y en la
viscosidad del viili también parece que intervienen un ácido
lipotecoico expuesto en la superficie. Las cepas productoras de
sustancias viscosas de L. Lactis spp. Lactis tienen un menor
número de antígenos de membrana y posiblemente tienen defectos
en la biosíntesis de la pared celular. (Varnam & Sutherland, 1995)
La producción de sustancias viscosas por otras cepas de bacterias
lácticas estudiadas implica la formación de otros productos como
fosfopolisacáridos. En los análisis de las sustancias viscosas se
han obtenido resultados diferentes, posiblemente debido a la
utilización de distintos métodos analíticos, pero se considera que
una sustancia viscosa bastante típica estaría compuesta por un
47% de proteína y un 29% de carbohidratos. Se ha descrito un
nuevo fosfopolisacárido producido por L. Lactis spp. Cremoris que
está compuesto por un 21% de proteínas y un 42% de
carbohidratos, con una proporción entre los carbohidratados y el
fósforo de 5,2:1. Los azúcares mayoritarios son ramnosa, glucosa y
galactosa en proporción 1:1,45:1,75, estando la sustancia viscosa
cargada negativamente y siendo capaz de formar complejos con la
proteína. (Varnam & Sutherland, 1995)
La textura características de las leches viscosas se debe a una red
de sustancias mucilaginosas que atrapa las células de los
microorganismos que atrapa las células de los microorganismos del
cultivo iniciador y une las micelas proteicas formando
conglomerados de caseína. Las propiedades reológicas de las
sustancias viscosas producidas por las bacterias predominan sobre
las de las proteínas del coágulo lácteo. (Varnam & Sutherland,
1995)
1.1.12. Factores Que Determinan o Influeyen en la Formación del
Coágulo Isoeléctrico:
- El extracto Seco.
- La composición en la leche.
- La Temperatura de Incubación.
- La Concentración del cultivo iniciador y la proporción de los
cultivos.
- Adición de Estabilizantes y Edulcorantes
- Las operaciones Tecnológicas
1.1.12.1. Extracto Seco:
- La correlación entre el extracto seco de la leche y la
consistencia del yogurt ha sido estudiada por Tamime (1977)
quién comprobó que esta propiedad mejoraba notablemente al
aumentar el extracto seco total en la leche de un 12% a un 20%.
Estableció la consistencia del yogurt con el uso de un
penetrómetro que concentraciones de extracto seco del 16% al
20% el incremento de la consistencia tiende a ser menor
pronunciado, por lo que tiene poco interés por lo que respecta a
la calidad del producto utilizar concentraciones de extracto seco
superiores al 16% (Tamime & Robinson, 1991). Posiblemente el
yogurt de mejor calidad se obtiene a partir de leche con un
extracto seco total del 15-16%, debiendo destacar que la mayor
parte de los yogures comerciales contienen extracto seco total
de un 14-15%.
- Un extracto seco total de la mezcla destinada a la producción de
yogur superior al 25% puede determinar una disminución de la
cantidad de agua disponible para el crecimiento de los cultivos
estarter lo cual puede dar lugar a una inhibición de su actividad
(Tamime & Robinson, 1991)
- El aumento del Extracto seco magro no siempre conduce ala
obtención de yogures de mejor textura, siendo los valores
próximos al 15% de Extracto seco los que originan las Texturas
más adecuadas. Al estudiar la textura del en yogures de leche
de oveja (Holgado, et al., 2002).
- Debido al efecto tamponante de las proteínas, fosfatos y
citratos, lactatos y otros componentes de la leche, el aumento
del extracto seco magro de la leche se ve acompañado de un
aumento de la acidez de valoración global en la leche (Jenness
& Patton, 1959), lo cual puede conducir a una disminución del
tiempo de coagulación. Esta misma Teoría ha sido mantenida
por Davis (1973), quién señalo que la duplicar la concentración
de Extracto seco magro de la leche la acidez titulable de la
misma se multiplica por dos. (Tamime & Robinson, 1991).
- La adición de caseína en polvo y seco de leche en polvo supone
un aumento de la concentración de proteína es el producto y de
su viscosidad (Tamime & Robinson, 1991).
- La eliminación del agua de la leche para elevar el extracto seco
total por evaporación del vacío, mejora la estabilidad del coágulo
y reduce la sinéresis durante el almacenamiento del producto
final (Gradhege & Thurell, 1978, citado por Tamine & Robinson,
1991).
- La adición o enriquecimiento de la leche destinada a la
fabricación de yogurt con caseína o caseinctos presente según
Gennip (1981), las siguientes ventajas:
a) Mantiene el flavor y textura naturales del yogurt.
b) Mejora la viscosidad y reduce el problema de la sinérisis
durante el almacenamiento.
c) Mejora las propiedades hidrogílicas de las proteínas
presentes, por lo que actúan como agentes
estabilizantes.
- La acidez, la suavidad y la consistencia/viscosidad del coágulo,
para satisfacer las exigencias de los consumidores. Los dos
primeros pueden ser controlados estandarizando el proceso
tecnológico. La consistencia/viscosidad del yogurt esta
condicionado por la concentración de proteínas en la leche, por
lo que el enriquecimiento de la misma con extracto seco magro
es un factor de importancia fundamental en la formulación
(Tamime & Robinson, 1991).
- Desde el punto de vista de los fabricantes, las propiedades
físicas del yogurt es decir, la consistencia/viscosidad del
coágulo, son de gran importancia, y, en general, cuanto mayor
sea el contenido en extracto seco magro de la mezcal destinada
a la elaboración de yogurt, mayor consistencia y viscosidad
tendrá el producto final (Tamime & Robinson, 1991).
- El contenido en extracto seco total se ajusta entre el 12 y el 15%
según la textura deseada. Durante el precalentamiento se suele
añadir un agente (Amiot, 1991).
- El extracto seco de la leche de partida es un factor importante
en la fabricación, pues condiciona la consistencia y viscosidad
del producto. Las proteínas, al mejorar la textura, enmascaran
también la acidez, y la materia grasa proporcionar un sabor más
suave y cremoso y un mejor aroma, y por su parte también
enmascara la acidez (Luquet, 1993).
- La concentración en extracto seco es responsable de la firmeza
y consistencia; para la fabricación de yogur de alta calidad
resulta de especial importancia el contenido en extracto seco de
la leche que partida. Los valores próximos al 15% de ESM de la
leche de partida produce yogures de mejor textura con leche de
oveja (Holgado, et al., 2000).
1.1.12.2. La Composición De La Leche:
- Las proteínas desempeñan un importante papel en la formación
del coágulo y por tanto la consistencia y viscosidad del producto
es directamente proporcional a la concentración de proteína
presente (Tamime & Robinson 1,991).
- Las leches con un elevado contenido en grasa dan lugar a un
yogurt “rico” y cremoso, con excelente “cuerpo” en comparación
con el yogurt elaborado a partir de bajo contenido graso o de
leches desnatadas (Tamine & Robinson 1991).
- Características de la caseína, tales como masa, tamaño
volumen, estructura, asimetría molecular, cargas eléctricas y
facilidad de deformación, que están determinados por la calidad
de la leche. (Cheftel, et al., 1,989).
- Las interacciones proteína-proteína, que influye o determina el
tamaño de los agregados (Cheftel, et al. ,1989).
- Las interacciones caseína-suero, que influyen en la hinchazón,
solubilidad y esfera de hidratación hidrodinámica que rodea la
molécula (Cheftel, et al. ,1989).
- La interacción de las proteínas β-Lg y α-La con los K-caseinas
determinan un coagulo firme y menos susceptible a la sineresis
(Tamime & Robinson, 1991).
- Debido al efecto tamponante de las proteínas, fosfatos y
citratos, lactatos, etc, el aumento del extracto seco magro de la
leche se ve acompañado de un aumento de la acidez de
valoración global de la leche, lo cual puede conducir a una
disminución del tiempo de coagulación.
- El poliformismo proteico de la leche, tiene un efecto en la
composición, además la influencia de los constituyentes
individuales de esta pueden afectar la coagulación al contenido
de caseína en la leche tamaño de las micelas de caseína la que
se ve afectada por la proporción relativa de las fracciones de
caseína, la proporción relativa de las miceles de caseina
individuales de la leche, el grado de glicosilación de la K-caseina
y la composición de los minerales de la leche (FIL. IDF, 1997).
La caseína α, posee dos variantes la A y la B,
constituyendo únicamente un 11-15% del total del complejo
caseinico (Scott, 1991).
- Las moléculas de K-caseina esta formada por 169 unidades de
aminoácidos, siendo la secuencia de aminoácidos
comprendidas entre el 1 al 105 insolubles, los que forman las
paracaseina en la coagulación enzimática, y la secuencia del
106-169, correspondiente a carcohidratos que son eliminados
con el suero en la coagulación enzimática (Madrid, 1990).
El tamaño de las micelas de caseína esta relacionado con la
capacidad de coagulación de la leche, particularmente con la
firmeza de la cuajada (Puhan & Jacob, 1993).
La leche con pequeñas micelas el tiempo de coagulación es
menor y a su vez el coagulo formado es más firme, en el caso
del queso (Van Den Berg, 1993).
Las principales fracciones proteicas que afectan el contenido de
proteína total de la leche, son consideradas las variantes
genéticas de la K-caseina y la β-lactoglobulina, siendo la más
importante la K-caseina (FIL-IDF; Ng-Kwai -Hang, Van Den
Berg, 1993).
La K-caseína β posee cerca de un 40% más de pequeñas
micelas comparadas con las K-caseína , por lo cual esta puede
ser uno de los motivos porque la K-casína β presenta mejores
aptitudes a la coagulación (FIL-IDF, 1993).
En general hay tres tipos de beneficios que pueden acompañar
la selección de variantes genética y siendo estas: beneficios en
el rendimiento, originado los cambios de composición de la
leche; beneficios funcionales y de salud originados por
estructuras proteicas específicos y beneficios en el
procesamiento (Boland, 1997).
La unión entre las proteínas del suero y la caseína es muy
dependiente tanto del valor de pH como de la concentración del
iones Ca++ (Boland, 1997).
1.1.12.3. La Temperatura de Incubación
- Una alta o baja temperatura de incubación determina efectos
secundarios no deseados en la textura del yogurt, como por
ejemplo una exudación del suero (Tamime & Robinson, 1991).
- Si el yogurt es muy ácido, ello indica que ha sido incubado a una
temperatura demasiado alta, es decir de 45ºC o superior
disminuyendo o afectando la calidad del coagulo (Tamime &
Robinson, 1991).
- La temperatura de incubación condiciona la proporción de
ambas cepas y, por tanto, las características que se deseen en
el producto final (Gorostidi, et al., 1991).
- El tiempo de coagulación de un yogurt elaborado con leche de
oveja con un cultivo iniciador preparado (1 Lb. : 1St.) a 40ºC y a
una temperatura de incubación de (40ºC, 45ºC y 50ºC), se
obtuvo un tiempo de (3,5h; 2,5h y 2h) respectivamente
observándose que el tiempo mayor fue para una incubación de
40ºC (Gorostidi, et al., 1991).
- Con cultivo a 45ºC y temperaturas de incubación o fermentación
en la elaboración de yogur de leche de oveja de (40ºC; 45ºC y
50º), se obtuvo un tiempo de coagulación de (3h; 2,5h y 3h)
respectivamente (Gorostidi, et al., 1991).
- Y con cultivo a 50ºC y a temperaturas de incubación o
fermentación, en la elaboración de yogurt de leche de oveja de
(40º, 45ºC y 50ºC), se obtuvo un tiempo de coagulación de
(5,5h; 4h y 3,5h), respectivamente (Gorostidi, et al., 1991).
- La temperatura de preparación del cultivo iniciador, como la
temperatura de elaboración del yogurt influyen en la producción
de ácido por los fermentos lácticos, ello produce modificaciones
en el tiempo de coagulación para las distintas combinaciones
de temperaturas utilizadas (Gorostidi, et al., 1991).
- La temperatura determina la cinética de la acidificación (Skriver,
1997).
- La temperatura debe elegirse próxima a la temperatura óptima
de desarrollo del Streptococcus thermophilus, es decir, 42 -
45ºC, más que a una temperatura próxima a la óptima del
Lactobacillus bulgaricus (47 - 50ºC) ya que es preferible que los
Streptococcus aseguren el comienzo de la fermentación láctica.
Esta temperatura próxima a 42 - 45ºC es por otra parte la
temperatura simbiótica óptima (Luquet, 1991).
- La fermentación se puede llevar a cabo a temperatura constante
o a temperatura decreciente. En este último caso, después de
un cierto tiempo de incubación se detiene el aporte de calor para
que la temperatura vaya descendiendo progresivamente
(Luquet, 1991).
Según KURMAN, las consecuencias de esta operación son las
siguientes:
- Evitar una sobreacidificación,
- Retrasar la acidificación y disminuir el crecimiento de los
microorganismos,
- Disminuir la temperatura con vistas al batido en caliente (36-
38ºC).
1.1.12.4. Concentración del Cultivo Iniciador en la Fermentación y la
Relación de los Cultivos de L. Bulgaricus y S. Thermophilus.
La cantidad mínima de siembra varía según a vitalidad de los
cultivos entre 0,5 y 1%, y el valor máximo se sitúa alrededor del 5 -
7%; no deben sobrepase estos valores, ya que si no el aporte de
ácido láctico y de leche cuajada puede llegar a ser demasiado
importante (en cuyo caso la textura es granulienta), e incluso la
acidificación puede ser demasiado rápida (Luquet, 1993).
La siembra consiste en la inoculación de los gérmenes específicos
del yogurt, el Lactobacilus bulgaricus y el Streptococus
thermophilus. La relación St./ Lb. varía desde 1/2 a 2/1 para el
yogur natural hasta 10/1 para los yogures con frutas. La siembra
debe hacerse a una concentración suficientemente elevada, ya que
es preferible añadir una cantidad demasiado grande que demasiado
pequeña, para asegurar una acidificación correcta. Además las
bacterias pueden soportar mejor las condiciones desfavorables
(falta de factores de crecimiento, restos de antibióticos, fase de
latencia muy prolongada, etc.). También se evita el que la textura
resultante sea arenosa y eventualmente la sinéresis en caso de
retardo de la acidificación. (Luquet, 1993).
Hay otro criterio que no debe despreciarse, y es el de que la
siembra debe ser homogénea, es decir, que el reparto de gérmenes
por la leche debe ser regular. Actualmente esta operación se
realiza en continuo. (Luquet, 1993).
La siembra, además de gérmenes activos, aporta también ácido y
leche cuajada, ya que la acidez del inóculo es del orden de 85 -
90ºD. (Luquet, 1993).
La concentración de aminoácidos en el yogurt depende de la
relación entre S. Thermophilus y L. Bulgaricus en los cultivos
estárter, la proteolisis enzimática determina la liberación de
peptidos de tamaño variable y de aminoácidos libres y estos
cambios afectan a la estructura física del yogur (Tamime &
Robinson, 1991).
La concentración del cultivo iniciador determina la cinética de
acidificación (Skriver, 1997).
La relación L (+): D (-) del ácido láctico producido por el S.
Thermophilus y el L. Bulgaricus, respectivamente, de datos
observados en yogures comerciales se obtuvo la relación de 0,34
(en los productos muy ácidos) a 8,28 (es decir, con un claro
predominio de la forma L (+)), han propuesto que para un yogurt de
buena calidad el valor del cociente debería ser de 2. (Tamime &
Robinson, 1991).
La acidez es muy alta, se supone un inoculo superior al 3% o bien
predominan los bacilos más que los cocos (Tamime & Robinson
1,991)
1.1.12.5. Adición de Estabilizantes y Edulcorantes:
La finalidad de la adición de estabilizantes a la mezcla base es
mejorar y mantener las características deseables del yogurt, es
decir, textura, viscosidad/consistencia, aspecto y cuerpo. El
coágulo de yogurt es normalmente sometido a un tratamiento
mecánico durante la elaboración, que implica:
a) Agitación en el tanque de fermentación al final del período de
incubación o en el tanque de refrigeración;
b) Bombeo hacia un intercambiador de calor de placas o de tubos;
c) Mezcla para incorporar las frutas o aromas al coágulo, seguida
de bombeo hasta la máquina de envasado;
d) Tratamiento térmico post-fermentación en el caso de
elaboración de “yogurt pasterizado, UHT o de larga
conservación”. Todo ello puede determinar una disminución de
la viscosidad o, en casos extremos, una separación del suero;
este tipo de efectos se puede solventar mediante la adición de
estabilizantes (Tamime & Robinson, 1991).
La concentración de gelatina produce una mayor influencia en la
consistencia del yogurt batido, siendo no significativa con la adición
de almidón (Pauletti, 2003).
Su adición al yogurt con la finalidad de retener agua y favorecer el
aumento de la viscosidad (Boyle, 1972).
Los ingredientes funcionales para el yogurt producen diferentes
características que varían de acuerdo con el tipo de ingrediente, la
dosificación y de la combinación de los mismos (Henning, 1992).
Las fuerzas moleculares, el estado de agregación y la interacción
entre las proteínas de la leche y los ingredientes funcionales tienen
relación con la viscosidad, suavidad y sineresis del yogurt (Henning,
1992).
1.1.12.5.1. Los ingredientes funcionales en el Yogurt. Aunque los términos “viscosidad y gelatinización” son generalmente
entendidos por todos, desde estudiantes hasta procesadores,
ambos tienen connotaciones técnicas. La viscosidad se puede
definir como la resistencia entre una capa de fluido al combinarse
con otra. Los geles por su parte, son redes macro moleculares
tridimensionales que captan agua manteniendo una naturaleza
viscoelástica. La Viscosidad y la gelatinización afectan la textura de
los alimentos (O’Donnell, 1999).
El sabor en la boca involucra la sensación o las propiedades
táctiles experimentados cuando un alimento o una bebida ingresa a
la boca antes de efectuarse la deglución (O’Donnell, 1999).
Fisiológicamente, la textura es percibida por tres grupos de
mecanoreceptores: Las estructuras en la boca tales como la
lengua, las encías y el paladar, los músculos y tendones
involucrados en mascar y las membranas peridentales que
encuentran alrededor de las raíces de los dientes. (O’Donnell,
1999).
Todo este conjunto conforma un sistema sensorial humano capaz
de detectar partículas menores de 5µ de diámetro y diferencias en
viscosidad tan pequeñas como 1mPa/sec. Esta sensibilidad crea un
reto muy grande a los procesadores de alimentos. La percepción
de la textura de un alimento va cambiando según va siendo
masticado. La masticación difiere entre los individuos y eso está
relacionado con la percepción de la textura. (O’Donnell, 1999).
Se han efectuado estudios que han revelado que los individuos que
mastican por poco tiempo tienden a enfocarse en las propiedades
iniciales del alimento. (O’Donnell, 1999).
Los ingredientes funcionales, también llamados estabilizantes para
el yogurt están principalmente basados en péctinas de bajo
metoxilo, proteínas de leche, gelatinas y almidones modificados.
También se usan otros ingredientes como las gomas o
hidrocoloides, pero debido a su interferencia en la fermentación del
yogurt aún en dosis muy bajas no son muy frecuentemente
utilizados en yogurt. (Henning, 1999).
Una amilosa lineal puede combinarse a través del hidrógeno, con
otra molécula de amilosa. La porción de amilosa es la principal
responsable de la gelatinización (Cheftel & Cheftel, 1979).
Similarmente, las proteínas (por ejemplo, soya, carne, pescado o
productos lácteos) e hidrocoloides también forman geles cuando
sus moléculas se combinan para formar una matriz (O’Donnell,
1999).
Las estructuras a base de partículas (tales como gránulos de fécula
compuestos por amilosa y féculas de amilopectina) o proteína
desnaturalizada que no forman lazos suficientemente fuertes,
contribuyen a la viscosidad del producto y su palatibilidad.
(O’Donnell, 1999).
Los investigadores de Leatherhead Food R.A., en Surrey, Gran
Bretaña, han investigado las interacciones de los hidrocoloides de
las gomas y las féculas. Por ejemplo, los gránulos de fécula
modificada pueden interactuar con la carragenina iota o con las
gomas xanthan o guar para formar sistemas reforzados de mayor
rigidez que la carragenina o la fécula solas. Un aumento similar en
la fuerza del gel se observó en las mezclas de caseína y gelatina.
El aumento de la viscosidad como resultado de la interacción
sinergética entre las gomas xanthan y galactomanan son similares
para muchos. Seleccionar estrategias para resolver problemas
relacionados con los ingredientes, es siempre un reto. Enseguida
presentamos unos cuantos ejemplos y resultados. (O’Donnell,
1999).
Para obtener una viscosidad que aumente después de pasteurizar
el alimento o bombearlo se combinan féculas con carragenina.
Algunas maltodextrinas, féculas o proteínas de suero de leche
pueden incrementar la viscosidad durante el almacenamiento.
Así como algunas féculas requieren ser calentadas para desarrollar
sus propiedades de viscosidad/gelatinización, algunos hidrocoloides
requieren que sus iones electropositivos se dirijan al cátodo. Esto
puede ser una ventaja si la mezcla de un producto debe ser a fondo
antes de que tome lugar la gelatinización. De esta manera, la
pectina de bajo metoxilo, y los alginatos requieren calcio. La goma
gellan también puede usar calcio, magnesio y otros iones comunes
(tales como sodio, potasio e hidrógeno). La carragenina Kappa
forma complejos con potasio, y la carragenina iota los forma con
calcio (las carrageninas comerciales son usualmente una
combinación de las dos). La biotecnología de fermentación
microbial nos ha proporcionado las gomas xanthan y gellan, y más
recientemente la circulan, como ingredientes de textura. Una
enzima que se está introduciendo en el mercado vincula la proteína
a través de la glutamil - lisina. Esta transglutaminasa puede usarse
potencialmente para aumentar la viscosidad en productos lácteos
bajos en grasa o como agente gelatinizador en productos del mar.
La tecnología para fraccionar y separar está siendo utilizada para
aislar las proteínas del suero lácteo con características
gelatinizantes únicas. (O’Donnell, 1999).
El efecto de los principales ingredientes funcionales (Henning,
1999) fue analizado en yogurt descremado a través de: Scanning
Electrón Microscopy; (SEM); Brookfield Viscosímetro; Evaluación
Organoléptica. La estructura del yogurt fue observada a través de
Scanning Electrón Microscopy (SEM). Estudios muestran una
microestructura del yogurt que consiste en una red de partículas de
caseína. Las partículas de caseína están unidas en racimos y/o
cadenas, formando una red con poros y áreas vacías en medio. La
fase de agua se retiene en las áreas vacías y en los poros, y en el
caso de romperse los poros se produce la sinéresis. (Henning,
1992).
Susceptibilidad a sinéresis y viscosidad son importantes
propiedades del yogurt. La fuerza de las cadenas entre las
partículas así como el estado de agregación e interacción entre las
proteínas de leche y los ingredientes funcionales tienen relación
con la viscosidad, suavidad y sinéresis del yogurt (Henning, 1992).
En el caso de yogurt reforzado con leche descremada en polvo se
puede observar una estructura formada por racimos relativamente
grandes de proteínas de leche. El mismo yogurt pero con gelatina y
sin refuerzo con leche descremada en polvo se puede observar que
la gelatina hace conexión entre los racimos de proteínas de leche y
como consecuencia, se obtiene una red relativamente homogénea
(Henning, 1992).
En el caso de yogurt con pectina, se observa una estructura
compuesta de racimos de diferentes tamaños. En cambio, en el
yogurt con almidón la estructura esta formada por racimos
relativamente pequeños y compactos. Los gránulos de almidón se
encuentran incrustados en la estructura de proteínas de leche
(Henning, 1992).
En el yogurt con una mezcla de gelatina, almidón y pectina, se
puede observar una micro estructura homogénea con poros
pequeños que facilitan la inmovilización de grandes cantidades de
agua (Henning, 1992).
Todas las combinaciones evaluadas producían una viscosidad más
alta que al usar leche descremada en polvo. Gelatina-almidón-
pectina y almidón-gelatina-pectina, en diferentes proporciones,
producían la viscosidad más alta. La homogenización tenía un
efecto negativo en la viscosidad de las muestras de almidón
(Henning, 1992).
Combinación de Ingredientes
Dosificación (%) Composición
SMP 2 Leche descremada en polvo
SB1 < 0.8 Gelatina, almidón, pectina
SB2 < 0.8 Gelatina, almidón
SB3 < 0.8 Gelatina, pectina
SB4 < 0.8 Almidón, gelatina, pectina
SB5 < 0.8 Almidón, gelatina
SB6 < 0.8 Almidón, pectina
SB7 < 1.2 Proteína de leche, pectina
SB8 < 1.2 Almidón, proteína láctea,
pectina
Las características organolépticas del yogurt sin grasa y con
diferentes combinaciones de ingredientes funcionales fueron
evaluadas por un panel de jueces entrenados. Estas características
eran: sensación táctil en la boca (mouthfeel), suavidad
(smoothness) y espesura (thickness). La sensación táctil en la boca
fue para todas las combinaciones excepto SB2 (gelatina-almidón),
evaluada como superior comparado con el yogurt de referencia con
SMP. La suavidad es SB2 (gelatina-almidón) y SB3 (gelatina-
pectina) fue evaluada superior que en la referencia y relación a la
espesura todas las combinaciones producían un yogurt más espeso
que la referencia con SMP (leche descremada en polvo). (Henning,
1992).
En ninguna de las muestras se observo presencia de sinéresis aún
seis días después de ser producidos. (Henning, 1992).
Los ingredientes funcionales para el yogurt producen diferentes
características que varían de acuerdo con el tipo de ingrediente y la
dosificación y también de la combinación de los mismos.
La pectina (debajo metoxilo) produce una estructura firme que se
puede describir como un gel suave. La desventaja con pectina es
que frena la fermentación cuando sobrepasa cierta dosis y el yogurt
tiende a ser quebradizo. (Henning, 1992).
La gelatina produce una alta viscosidad en el yogurt, pero al mismo
tiempo tiene una desventaja, es que se requieren dosificaciones
más altas que los otros ingredientes mencionados para producir la
misma viscosidad con algunas de las fracciones de proteínas de
leche que con otros ingredientes funcionales (Henning, 1992).
La consistencia fina del yogurt depende en parte de factores de
fabricación, pero también hay que tener en cuenta el papel que
desempeñan los microorganismos en la obtención de una buena
textura, suave y viscosa, por producción de sustancias
mucilaginosas. Además estas sustancias son importantes porque
disminuyen la necesidad de estabilizantes, favorecen la retención
de aromas y confieren un aspecto brillante. Las sustancias
mucilaginosas son normalmente amino-azúcares que contienen
polisacáridos extracelulares y la cantidad producida varía en
función de las cepas (Varnam & Sutherland, 1995).
Las cepas productoras de sustancias viscosas de Streptococus
salivarius, Streptococus thermophilus tienen en el yogurt un
importante papel como estabilizantes de la red proteica (Varnam &
Sutherland, 1995).
Probablemente los compuestos más importantes son los
polisacáridos, aunque también puede intervenir el ácido lipotecoico.
La naturaleza de los polisacáridos extracelulares varía dependiendo
de las cepas y algunos investigadores han descrito que la glucosa y
la galactosa son los componentes mayoritarios, aunque las
proporciones entre los dos azúcares son variables. Se ha señalado
la presencia del aminoazúcar N-acetilgalactosamina y también
pueden estar presentes pequeñas cantidades de arabinosa,
manosa, ramnosa y xilosa. Se ha aislado de un cultivo comercial de
yogurt un tipo distinto de polisacárido extracelular compuesto por
ramnosa y galactosa en proporción 1:1,47. (Varnam & Sutherland,
1995).
Los estudios realizados por microscopía electrónica han mostrado
que los microorganismos fermentadores se encuentran en
“bolsillos” en el coágulo de yogurt con filamentos de polisacáridos
que unen las bacterias con la red del coágulo. (Varnam &
Sutherland, 1995).
El papel que desempeñan estas sustancias en la viscosidad y en la
textura, es más evidente en las leches viscosas escandinavas, en
las que la naturaleza de las sustancias viscosas es muy variable
(Varnam & Sutherland, 1995).
1.1.12.5.2. Adición de Azucares Edulcorantes
Disminución de la cinética de acidificación en leche con un extracto
seco total del 16,5% cuando la concentración del azúcar se
incrementaba de un 6 a un 12% (Tamime & Robinson, 1991).
El S.thermophilus presenta mayor tolerancia a las altas
concentraciones de azúcar que L.bulgaricus, (Steinsholt &
Abrahamsen, 1978; Marshall & Mabbitt, 1980, citados por Tamime,
1991).
La inhibición del crecimiento de los cultivos estárter del yogurt en la
leche con un extracto seco total del 14 - 16% adicionado de azúcar
(10 - 12%), se debe principalmente a un efecto osmotico adverso
de los solutos de la leche, así como a una baja actividad de agua
(Labuza, 1980; Shallenberg & Birch, 1980).
Se establece la adición hasta un máximo de 5% del agente
edulcorante ó azúcar en la mezcla base (Bruno & Fregossi, 2003).
Las penicilinas, en cantidad de residuos inhibe el crecimiento de
Sthermophilus y L.bulgericus, interfiriendo en la protelisis (Robinson
& Tamime, 1991).
El estudio cinético de los yogures producidos con la mezcla de
cepas viscosas y no viscosas muestra que los mismos son
resistentes a Gppb de penicillum G en un sustrato con 10% de
azúcar (Bruno & Fregossi, 2003).
1.1.12.6. TRATAMIENTOS TECNOLÓGICOS:
1.1.12.6.1. Homogenización: Aumento de viscosidad debido a:
a) Modificación de la capacidad de retención de agua de las
proteínas de la leche, que tiende a reducir la sineresis
(Grigorov, 1966a)
b) Aumento de la cantidad de material de membranas del glóbulo
graso, es decir, de fosfolípidos y proteínas presentes en la fase
desnatada, que también mejora la capacidad de retención de
agua del coágulo (Samuelsson & Christianse, 1978).
c) Incremento de la viscosidad, por reducción del tamaño de los
glóbulos grasos y aumento de la absorción sobre las micelas de
caseína, lo que determina un aumento del volumen total
efectivo de sustancias en suspensión (Varnam & Sutherland,
1995).
1.1.12.6.2. Tratamiento térmico:
- Destrucción de Microorganismos Patógenos
El tratamiento térmico al que es sometida la leche destinada a la
producción de yogurt es suficiente para destruir la mayor parte, si
no todas las formas vegetativas de los microorganismos presentes
en la leche cruda, pero algunos microorganismos esporulados y
algunas enzimas termoestables pueden resistir estos tratamientos.
La disminución de los efectos de competitividad hace de la leche
sometida a tratamiento térmico un buen medio de cultivo para los
microorganismos estárter del yogurt, pero a pesar de ello, la calidad
bacteriológica de la leche cruda y de los ingredientes deshidratados
empleados para la preparación de la mezcla base es de gran
importancia (Luquet, 1993).
Una elevada contaminación por bacterias psicrófilas puede implicar
una degradación de la caseina β y αsl (Debeukellar et. al., 1977)
y de los constituyentes de la grasa de la leche. La degradación de
la caseína puede dar lugar a un coágulo frágil y a la subsiguientes
separación del suero y el enranciamiento lipolítico a la aparición de
aromas extraños (Cousin, 1977; Cousin y Marth, 1977 a,b). Otro
aspecto importante a destacar es que las enzimas (peptidasas y
lipasas) de algunas especies de Pseudomonas son termoestables,
siendo necesario recurrir a tratamientos térmicos extremadamente
intensos, por ejemplo de 150ºC, para lograr su inactivación
(Mayerhofer et, al., 1973; Adams & Brawley, 1981).
Afortunadamente, la presencia de estas enzimas no representa un
problema significativo en la industria del yogur (Cogan, 1977).
La pasterización puede reemplazarse por la esterilización, realizada
por inyección directa de vapor o por calentamiento indirecto (varios
segundos a 135 - 140ºC). En este caso, se constata que la
viscosidad del producto final es menor. (Luquet, 1993).
- Producción de Factores Estimulantes e Inhibidores
El calentamiento de la leche puede determinar la producción de
ciertos factores que pueden estimular o inhibir la actividad de los
cultivos estárteres lácticos. El trabajo de Greene & Jezeski
(1957 a,b,c) resume el conjunto de estos fenómenos del modo
siguiente:
1) estimulación de los cultivos estárter en leche sometida a un
tratamiento térmico de 62ºC/30 minutos o de 72ºC/40
minutos;
2) inhibición de los cultivos estárter en leche sometida a un
calentamiento entre 72ºC durante 45 minutos, 82ºC durante
10-120 minutos o 90ºC durante 1-45 minutos;
3) estimulación de los cultivos estárter en leche sometida a un
tratamiento térmico de 90ºC durante 60-80 minutos o a
120ºC durante 15-30 minutos.
4) Inhibición de los cultivos estárter en leche sometida a
tratamiento en autoclave (120ºC) durante más de 30
minutos.
Este aparente ciclo de estimulación / inhibición / estimulación /
inhibición es debido a los cambios experimentados por las
proteínas del lactosuero y puede ser reproducido mediante
adición de proteínas del lactosuero desnaturalizadas o de
clorhidrato de cisteína. El paso de una etapa del ciclo a otra,
como resultado de los diferentes tratamientos térmicos podría
ser consecuencia de la liberación de compuestos nitrogenados
desnaturalizados. Por ejemplo, a concentraciones de cisteína
añadida de 0,15-0,20 mg/ml o de 10-20 γ/ml aumenta el número
de grupos SH que quedan libres tras el calentamiento. La
cisteína actúa como factor estimulante en leche cruda y
sometida a un calentamiento suave, pero cuando el tratamiento
térmico es intenso estas mismas concentraciones actúan como
inhibidoras. Teniendo en cuenta esta idea estos mismos
autores exponen la siguiente explicación para el ciclo de
estimulación/inhibición.
- la estimulación inicial es atribuible a diversos factores (Tamime
& Deeth, 1980);
- la adición de cisteína, glutation o tioglicolato y la eliminación del
oxígeno determinan un efecto estimulante;
- la inhibición se debe a un exceso de concentración de cisteína
en la leche, acompañado de un aumento de los compuestos
sulfurados volátiles;
- el segundo ciclo de estimulación se debe a la disminución de la
concentración de compuestos sulfurados tóxicos como resultado
de un intenso calentamiento, o quizás a la formación de ácido
fórmico.
Dutta, Kuila & Ranganathan (1973) han investigado el efecto de
los distintos tratamientos térmicos sobre la producción de ácido
y flavor por diversas cepas de bacterias ácido-lácticas,
incluyendo S.thermophilus y L.bulgaricus. En la Tabla 7 se
presenta un resumen de sus resultados.
La intensidad del calentamiento tiene un efecto variable sobre la
actividad de los cultivos estárter del yogurt, no habiendo sido
discutidas las razones de este comportamiento.
• Cambios en las Propiedades Físico-Químicas de la Leche.
TABLA 7: Efecto del Tratamiento Térmico de la Leche sobre la
Actividad de los Cultivos Estárter del Yogurt.
S.thermophilus L.bulgaricus
_____________________ ______________________
Parámetro determinado 63ºC/ 85ºC/ T.vapor 63ºC 85ºC/ T.vapor
Acidez titulable
(% de ácido láctico) 1,00 0,85 0,66 1,60 1,70 1,62
Acidez volátil (ml de NaOH 9,00 9,00 7,00 40,00 34,50 31,00
0,1N/50g de coágulo)
Diacetilo (ppm)* 13,00 12,00 6,00 12,00 13,00 0,00
Actividad proteolítica 0,34 0,25 0,18 0,25 0,18 0,09
(mg de tirosina liberados/g
de coágulo)
* La concentración de diacetilo es anormalmente elevada. Tomado de Dutta, Kuila y Ranganathan
(loc. Cit). Reproducido con permiso de Milchwissenschaft. (Tamine & Robinson, 1991)
• Efecto del Tratamiento Térmico sobre las Proteínas:
Las proteínas del lactosuero, se encuentran en disolución y
presentan una conformación más definida, compacta y
globular que las casínas. Esta estructura se debe a la
formación de puentes disulfuro entre los residuos de cisteína
presente, a la ausencia de grupos fosfato y al hecho de que
no reaccionan con el calcio ni se agregan unas con otras en
su estado nativo (Tamime & Robinson, 1991). Las
propiedades funcionales de las proteínas del lactosuero se
evidencian más tras el tratamiento de la leche a
temperaturas superiores a 80ºC, las cuales determinan la
desnaturalización de las mismas, que reaccionan con la
caseína formando micelas más estables. Los datos
comparativos del efecto del calentamiento sobre las
proteínas de la leche de distintas especies (incluyendo las
caseínas) se muestran en la Tabla 8.
Tabla 8: Variaciones De Las Fracciones Nitrogenadas De La
Leche De Distintas Especies Tras El Tratamiento Térmico. Vaca Cabra Oveja
_________________ _________________ __________________ Fracción 63ºC/ 80ºC/ 120ºC 63ºC 80ºC 120ºC 63ºC 80ºC 120ºC
nitrogenada 30min 10min 15min 30min 10min 15min 30min 10min 15min
Caseína +0,60 +14,95 +18,77 0 +24,43 +25,31 +3,98 +26,35 +2,35
Proteínas distintas
A la caseína -1,61 -45,63 -57,77 0 -35,90 -41,81 -10,50 -68,06 –76,05
Proteínas solubles -2,23 -62,40 -89,48 0 -58,08 -70,58 -15,07 -79,39 -93,96
β-Lactoblogulina -1,80 -59,56 -94,30 0 - -100,00 –34,65 -74,25 -100,00
Nitrogeno no proteico 0 0 +25,00 0 +4,76 +4,76 +11,36 +15,00 +15,00
Adaptado de Ramos (1978); (Tamine & Robinson, 1991)
La estabilidad del coágulo del yogurt depende posiblemente, en
primer lugar, de la formación de un gel ácido y, en segundo lugar,
de la intensidad y tipo de tratamiento térmico, lo cual se confirma
por los siguientes hechos (Tamime & Robinson, 1991; Varnam &
Suthrland, 1995).
a) Las propiedades hidrofílicas óptimas de las proteínas y por tanto
la coagulación de la mezcla del yogurt se manifiestan tras el
calentamiento de la leche a 85ºC durante 30 minutos (Grigorov,
1966b,c). En la Tabla se muestra el efecto de distintos tratamientos
térmicos sobre la coagulación de la leche de vaca. La mejora
observada en la velocidad de formación del gel se debe
posiblemente a las interacciones entre la β-lactoglobulina (β-Lg) y la
caseína, ya que el calentamiento de la leche a 80ºC durante 30
minutos desnaturaliza el 90% del la β-Lg y el 60% de la α-
lactalbúmina (α-La). La máxima hidratación de las proteínas, de
acuerdo con Grigorov (1966c), se observa cuando la leche se
calienta a 85ºC y disminuye gradualmente a medida que aumenta
la temperatura, opinión compartida por muchos investigadores,
incluyendo Prodanski (1967); Iyengar, Nambudripad & Dudani
(1967). Esta disminución de las propiedades hidrofilícas de los
complejos caseína/β-Lg lactoglobulina puede tener un efecto no
deseable sobre la calidad del yogurt, posiblemente aumentando la
tendencia a la sinéresis por lo que, dejando a parte otras
consideraciones, el tratamiento térmico de la leche no debe superar
los 85ºC.
b) El efecto del calor sobre las proteínas, de acuerdo con Parry
(1974), tiene lugar en dos etapas. En primero lugar se produce una
alteración de la estructura, causando la desnaturalización y, en
segundo lugar, una agregación seguida de coagulación,
dependiendo de la intensidad y duración del calentamiento. Como
resultado del tratamiento térmico los grupos – SH de la β-Lg se
activan (Janness & Patton, 1959).
Tabla 9: Efecto Del Tratamiento Térmico Sobre El Proceso De Coagulación Durante La Fabricación De Yogurt.
Tratamiento térmico _______________________________________________ Parámetro 85ºC 85ºC/ 90ºC 90ºC/ 95ºC 95ºC/
30 min 30 min 30 min
Tiempo de coagulación 2,43 2,01 2,34 2,04 2,29 2,04
Acidez en el momento de la
Coagulación 0,63 0,49 0,63 0,50 0,63 0,50
PH en el momento de la
coagulación 4,70 5,16 4,78 5,12 4,80 5,08
Adaptado de Grigorov (1966b).
Los agregados formados son de dos tamaños dependiendo de los
grupos reactivos involucrados: agregados pequeños β-Lg (3,75) con
grupos – SH libre y agregados de β-Lg de mayor tamaño (295) en
los que hay un importante número de puentes disulfuro (S-S)
(Tamime & Robinson, 1991).
Los datos publicados sobre la desnaturalización de la β-
lactoglobulina por el calor reconocen la interacción entre la β-Lg y la
k-caseína. No obstante, las últimas investigaciones sugieren que
la α-La también está implicada. La reacción puede esquematizarse
del modo siguiente: (Varnam & Sutherland, 1995).
β-Lg β-Lg +α-La α-La (β-Lg)
(agregados (agregados + α-caseína
pequeños) grandes)
α-La (β-Lg) α-caseína – (micelas de caseína)
c) Estudios realizados por microscopía electrónica del barrido de los
geles obtenidos a partir de leche sometida y no sometida a
tratamiento térmico demuestran algunas importantes diferencias en
las características de las micelas de caseína. En el caso de la
leche sometida a calentamiento los geles se forman a medida que
las micelas aumentan de tamaño y forman una matriz reticular.
Este comportamiento determina una distribución continua de la
proteína en toda la masa del yogurt, quedando la fracción acuosa
retenida en la red formada. El coágulo resultante es firme y menos
susceptible a la sinéresis. Por el contrario, las micelas de caseína
en leche no tratada térmicamente forman agregados o racimos,
quedando la proteína distribuida de modo heterogéneo. Esta
heterogeneidad empeora la inmovilización del agua, lo que hace
que el coágulo sea mucho más débil, aproximadamente un 50% en
comparación con el anterior.
d) Un estudio realizado con leche sometida a un tratamiento de
95ºC durante 10 minutos demostró la existencia de apéndices
filamentosos formados por β-Lg/k-caseína. En esta interacción
parecen participar enlaces disulfuro y puentes de calcio formados,
por ejemplo, por fosfato cálcico y citratos. Estos tienden a hacerse
más difusos después de la fermentación, pero su presencia en el
coágulo formado por la leche calentada inhibe la cohalescencia de
las micelas, dando lugar a coágulos más firmes con menos
tendencia a la sinéresis.
e) Estudios realizados por microscopía electrónica de barrido
demuestran que S.thermophilus y L.bulgaricus forman “bolsillos” en
la matriz proteica del coágulo del yogurt. Algunos autores han
considerado estos “bolsillos” como artefactos causados por la
liofilización de la muestra, pero tanto la microscopía electrónica de
transmisión (MET) como la “criofractura” del yogurt, es decir, la
sección del mismo cuando aún está presente la fase acuosa,
confirman la existencia de estos “bolsillos”. Además las
mircrografías electrónicas de barrido demuestran la existencia de
filamento de polisacáridos producidos por cepas mucosas o
viscosas de estárteres del yogurt.
f) Las dimensiones de las partículas de caseína en el yogurt
dependen de la concentración de extracto seco total en la mezcla
base. Se observó que el tamaño de las partículas de caseína
disminuye a medida que aumenta la concentración de extracto seco
total de la leche no habiendo sido explicada la razón de este
fenómeno. (Tamime & Robinson, 1991)
g) La separación de la grasa en a leche fría está influenciada por la
acción de las globulinas que favorecen la agrupación de los
glóbulos grasos, los cuales ascienden hacia la superficie (Mulder &
Walstra, 1974). Por esta razón, la desnaturalización de las
globulinas de la leche como resultado del tratamiento térmico
determina una disminución del espesor de la capa de crema
formada (Jenness & Patton, 1959).
Esta acción puede resultar muy positiva para los pequeños
fabricantes de yogurt, cuyas líneas de procesado no incluyen la
etapa de homogenización. Además la leche sometida a tratamiento
térmico se vuelve más blanca, fenómeno previo a un ligero
pardeamiento de la misma. De acuerdo con Burton (1954) esto
podría atribuirse a:
(i) floculación de las proteínas del suero;
(ii) modificación de los agregados de caseína;
(iii) paso del calcio soluble a un estado coloidal o
insoluble.
1.1.12.6.3. Enfriamiento
El enfriamiento del coágulo comienza inmediatamente después de
alcanzar la acidez óptima del producto, es decir, a un valor de pH
aproximadamente de 4,6 o una concentración de ácido láctico del
0,9%, dependiendo del tipo de yogurt producido, el método de
refrigeración empleado y/o la eficacia de la transmisión de calor. El
objetivo básico del enfriamiento es disminuir la temperatura del
coágulo de 30-45ºC a menos de 10ºC tan rápidamente como sea
posible, para así controlar la acidez del producto final (actividad de
las bacterias acidolácticas mínima a temperaturas inferiores a los
10ºC). El coágulo es más estable a bajas temperaturas que a
temperaturas superiores a 20ºC. El enfriado debe realizarse en dos
etapas la primera hasta los 24ºC, para ser envasado y almacenado
durante un período mínimo de 12 horas hasta lograr que el
producto disminuya su temperatura hasta los 5ºC, permitiéndole
obtener así, una máxima viscosidad. Debe señalarse que el
enfriamiento del yogurt comienza a valores de pH relativamente
altos y que por lo tanto la velocidad de enfriamiento (lenta o rápida)
condiciona la acidez del producto final (Tamime & Robinson, 1991).
Cuando la acidificación alcanza un cierto valor (70-80ºD en el caso
de yogures tradicionales, 100-120ºD en los yogures batidos), hay
que bloquear el proceso inhibiendo el desarrollo de las bacterias
lácticas, para lo que se debe disminuir considerablemente la
temperatura; a esta fase se le llama enfriamiento, y se lleva a cabo
de formas diferentes, dependiendo del tipo de producto. Los
yogures tradicionales, una vez sacados de la estufa, se enfrían en
camisas frían muy ventilado, cada vez con más frecuencia, en
túneles de enfriamiento, antes de ser almacenados en cámaras
frías a 2 a 4ºC.
En los yogures batidos, el enfriamiento se lleva a cabo por medio
de cambiadores-refrigeradores de placas, tubulares o de superficie
rascada, ya que en tinas el enfriamiento sería muy lento, daría una
sobreacidificación (Luquet, 1993).
1.1.13. ACIDEZ, pH Y MÉTODOS DE VALORACIÓN 1.1.13.1. El pH.-
La figura 2 muestra las zonas de disociación de los principales
componentes ionizables que se encuentran en la leche, en relación
con tres valores característicos: pH normal de la leche, pH de
valoración en presencia de fenolftaleína y pH de precipitación de
la caseína. Estos datos ayudarán a comprender los conceptos
siguientes:
Figura 2: Escala de disociación de los ácidos y bases en la leche.
En general, la leche tiene una reacción iónica cercana a la
neutralidad. La leche de vaca tiene una reacción débilmente ácida,
con un pH comprendido entre 6,6 y 6,8, como consecuencia de la
presencia de caseína y de los aniones fosfórico y cítrico,
principalmente. El pH no es un valor constante, sino que puede
variar en el curso del ciclo de la lactación y bajo la influencia de la
alimentación. Con todo, la amplitud de las variaciones es pequeña
dentro de una misma especie. En lo que se refiere a la leche de
vaca, deben considerarse como anormales los valores de pH
inferiores a 6,5 o superiores a 6,9. El calostro de vaca tiene un pH
más bajo a causa de su elevado contenido en proteínas. El pH de
la leche cambia de una especia a otra, dadas las diferencias de su
composición química, especialmente en caseína y fosfatos.
Sustancias, ácidos o bases débiles, son tampones de pH, alrededor
del punto de semi-neutralización que corresponde al valor pK, estas
sustancias frenan las variaciones del pH. Intervienen principalmente
la caseína, por sus grupos ésteres fosfóricos, y el ácido fosfórico
por su función secundaria; en segundo lugar interviene: el ácido
cítrico que casi se neutraliza a pH 6,6, el ácido carbónico
(bicarbonato) y los grupos α–aminados libres. De hecho, la
valoración acidimétrica de la leche fresca es una medida indirecta
de su riqueza en caseína y fosfatos. La acidez desarrollada por
la fermentación láctica hace bajar el pH, entre 4 y 5. A este nivel
todos los ácidos orgánicos presentes intervienen en la valoración; y
sobre todo el ácido cítrico. (Alais, 1991; Scott, 1991).
Los cambios biológicos, bioquímicos y físicos que tienen lugar
desde el momento del ordeño hasta que termina la maduración del
queso, se controlan o vigilan, en parte, midiendo el pH
(concentración de hidrogeniones) bien sea en la leche, o en la
cuajada. La temperatura influye sobre los cambios de pH y otros
cambios que se producen como consecuencia de la presencia de
oxígeno, de la concentración de otros componentes, de reacciones
químicas y de cambios físicos. El delicado equilibrio físico existente
entre los componentes de la leche, al que contribuyen: la ionización
de sus componentes, la unión de los protones a otras sustancias y
la dispersión entre las fases de las sales y las proteínas, le
confieren a aquella cierta capacidad tampón frente a eventuales
cambios de pH. El equilibrio acidobásico de la leche o el suero
constituye una indicación muy útil para el control del proceso de la
fabricación del queso. Las medidas de pH pueden realizarse
durante todo el proceso de transformación de la leche de líquido a
sólido, pero su interpretación presenta a veces algunas dificultades.
El pH de la leche depende en mayor grado de la temperatura que,
por ejemplo, el de los tampones fosfato. Por ello, la comparación de
los valores de pH correspondientes a distintos métodos de
fabricación únicamente es válida cuando se efectúa a la misma
temperatura, ya que, así como en los tampones fosfato el pH
solamente desciende entre 20 y 30ºC 0,03 unidades, en la leche
descendería 0,10 unidades. Las sustancias responsables de que la
leche posea una capacidad tampón tan elevada y de que constituya
por tanto un sistema tan estable son principalmente las proteínas,
los fosfatos, los citratos y los carbonatos. En la leche, el calcio y el
magnesio se hallan presentes en forma libre y formando complejos
con los radicales fosfato de la caseína y con los citratos. Además,
tanto el calcio como el magnesio influyen en la valoración de la
leche, ya que pueden precipitar en forma de fosfacoloides. En estos
cambios influye también el tiempo transcurrido durante la valoración
por lo que debe llevarse a cabo con rapidez. Las sustancias neutras
y alcalinas elevan el pH. (Scott, 1991).
El pH representa la acidez actual de la leche, de él dependen
propiedades tan importantes como la estabilidad de la caseina.
(Alais, 1996).
1.1.13.2. Valoración del pH
La medición potenciométrica con el “pH-metro” es la única precisa;
el sistema de electrodos más generalmente utilizado está formado
por el par electrodo de referencia de calomelanos con cloruro
potásico saturado – electrodo de vidrio. (Alais, 1996).
Los electrodos son instrumentos muy delicados. Su vidrio puede
rayarse o arañarse con facilidad por lo que deben utilizar y
guardarse cuidadosamente. Tanto los electrodos ácidos como los
alcalinos pueden dar lugar a errores. Como las características del
electrodo dependen, en parte, de la composición del vidrio que
constituye su membrana, cada tipo de medida requiere la elección
del electrodo más apropiado.
El pH es la medida de la concentración de hidrogeniones
disociados en el medio y no una medida de acidez como la que se
obtiene por valoración. Como la disociación iónica aumenta con la
temperatura, el pH de una solución desciende al aumentar aquella
sin que la acidez varíe. Por ello, los electrodos deben
estandarizarse a una temperatura determinada dentro de un
estrecho margen de pH. (Scott, 1991).
Las medidas electrónicas de pH, aunque son muy rápidas, deben
interpretarse adecuadamente dada la elevada capacidad tampón
de la leche y la cuajada.
A pesar de todo ello en la actualidad el pH puede medirse durante
todo el proceso de elaboración desde la leche al queso, lo cual
constituye una ventaja muy importante. El pH representa la medida
de la concentración de iones en la solución y por tanto mide
también la reactividad de los componentes de la misma y es, por
tanto, al contrario de lo que sucede con la acidez de valoración,
(que indica esencialmente la capacidad tampón de la leche hasta el
pH de 8,3), un parámetro que afecta a las reacciones biológicas y
bioquímicas. No existe una correlación directa entre el pH y la
acidez de valoración, por lo que el quesero no puede hacer uso de
estas medidas indistintamente. (Scott, 1991).
1.1.13.3. Valoración de la Acidez Lo que habitualmente se conoce como acidez de la leche es el
resultado de una valoración; se añade a la leche el volumen
necesario de solución alcalina valorada para alcanzar el punto de
viraje de un indicador, generalmente la fenolftaleína que vira el
incoloro al rosado hacia pH 8,4. Se trata de un nivel arbitrario.
(Alais, 1996).
La acidez de valoración es la suma de cuatro reacciones. Las tres
primeras representan la acidez “natural” de la leche, que equivale
como término medio a 18 c.c. de solución normal (N/10) por litro de
leche.
1. Acidez debida a la caseína; alrededor de 2/5 de la acidez natural.
2. Acidez debida a las sustancias minerales y a los indicios de ácidos
orgánicos; igualmente unos 2/5 de la acidez natural.
3. Reacciones secundarias debidas a los fosfatos; sobre 1/5 de la
acidez natural. Estas reacciones se han designado con el término
“over-run”.
4. Acidez “desarrollada”, debida al ácido láctico y a otros ácidos
procedentes de la degradación microbiana de la lactosa en las
leches en vías de alteración. (Alais, 1996).
Para determinar la acidez de la leche se empleó hasta 1899 el test
de la “alcalinidad” (“soda test”), pero en esta fecha, 1996, Lloyd
propuso la utilización del acidímetro para determinar la cantidad del
ácido presente en los productos lácteos líquidos, lo que hizo posible
el establecimiento de métodos más precisos para la elaboración de
queso.
En las industrias lácteas se utiliza en la valoración de la acidez el
punto de viraje de la fenolftaleína (pH 8,3) ya que el cambio de color
de esta substancia a este pH se observa con mucha facilidad (del
blanco al rosa). (Sucede además que una solución de lactato sódico
posee un pH de 8,3 aproximadamente. Se emplea para ello una
solución de hidróxido sódico N/9, ya que de esta forma el número de
mililitros de esta solución empleados en valorar 10 ml de leche) se
puede transformar fácilmente en “ácido láctico por ciento” (por
ejem., 1,9 ml de NaOH N/9 ~ 0,19% de ácido láctico). La expresión
“ácido láctico por ciento” es una medida arbitraria ya que no todos
los ácidos que se valoran en la leche son ácido láctico. Se valoran
también las proteínas, así como, los ácidos grasos y los fosfatos,
citratos, carbonatos y sulfatos de calcio y magnesio. De hecho el
anhídrido carbónico disuelto en forma de carbonatos da cuenta del
0,02% de la acidez, ya que la leche contiene así un 4% (en
volumen) de CO2 disuelto. (Scott, 1991).
1.1.13.4. Formas de expresar la acidez
1. El “grado Dornic” (ºD), empleado en Francia, expresa el
contenido en ácido láctico; la acidez Dornic es el número de
décimas de c.c. de sosa N/9 utilizada para valorar 10 c.c. de
leche en presencia de fenolftaleína, (N/9 porque el ácido láctico
tiene un peso molecular de 90). Es evidente que:
1º D = 1 mg de ácido láctico en 10 c.c. de leche, o sea
0,1 g/litro, ó 0,01% de ácido láctico.
2. El “grado Soxhlet-Henkel” (S.H.), utilizado en Alemania y en
Suiza, no toma el ácido láctico como referencia. Equivale a 1
c.c. de sosa N/4 utilizado para valorar 100 c.c. de leche (la
valoración se hace habitualmente sobre 50 c.c.), se comprueba
que: 1º SH = 2,25º Dornic. (Alais, 1996).
En una leche ácida a punto de cuajar (pH 4,6) alrededor del 90%
del ácido formado se encuentra en estado de ion lactato; a este
nivel de pH se valoran otros aniones, fosfato, citrato, bicarbonato,
etc., debido a que la acidificación por el ácido láctico ha reducido la
ionización de estas sales.
La medición de la acidez parece ser muy fácil, pero también puede
ser de gran imprecisión, en razón de varias causas de error debidas
a la opacidad de la leche:
a. La cantidad de indicador influye mucho; se puede comprobar una
diferencia de 3ºD (0,3 c.c. de NaOH N/9) empleando una gota
solamente (19ºD) o 10 gotas (16ºD) de solución de indicador. Es
preciso utilizar siempre la misma cantidad, por ejemplo, 0,1 c.c. de
solución de fenolftaleína al 1% en alcohol de 95º (y no contar las
gotas).
b. El punto final de la valoración no es un momento preciso porque
depende de la agudeza visual del operador; se recomienda hacer
una comparación de tanteo con un mismo volumen de leche
adicionada de una cierta cantidad de solución coloreada standard:
fucsina, sulfato de cobalto, etcétera. (Alais, 1996).
Los valores de pH y de la acidez de valoración no están
estrechamente ligados. Hay variaciones sensiblemente paralelas en
ciertos casos, pero puede haber una gran divergencia entre estos
valores, por ejemplo, en el caso del suero de quesería (suero fresco,
al romper la cuajada), en el que la acidez baja, debido a la separación
de la caseína y de los fosfatos, y cuyo pH difiere poco del de la leche
de la cual procede. Los valores de acidez comprendidos entre 15 y
22ºD no dan indicaciones precisas sobre el estado de la leche. (Alais,
1996).
1.1.14. VISCOSIDAD DE LECHE Y YOGURT
La leche es mucho más viscosa que el agua. Esta mayor
viscosidad se debe, sobre todo, a la materia grasa en estado
globular y a las macromoléculas proteicas; las sustancias en
solución sólo intervienen en una pequeña parte. El lactosuero es, por lo tanto, menos viscoso que la leche
descremada, y ésta menos que la leche entera,
La viscosidad media a 20º, en centipoises es:
(Agua: 1,006) Leche entera: 2,2
Leche desnatada; 1,9 Solución de lactosa al 5%: 1,2
La viscosidad de la leche es la causa de la resistencia a la subida
de los glóbulos grasos para formar la crema. La viscosidad
disminuye con la elevación de la temperatura; a 20º no es más que
la mitad, y a 40º el tercio de la que tiene a 0º.
Toda modificación o alteración que actúe sobre la grasa o las
proteínas, tendrá un efecto sobre la viscosidad:
1. La homogeneización eleva la viscosidad de la leche; el factor de
multiplicación está comprendido entre 1,2 y 1,4.
2. Se han descrito varios procedimientos para el tratamiento térmico
de la crema (recalentamiento seguido de enfriamiento) que
permiten obtenerla más viscosa (cualidad importante desde el
punto de vista comercial, porque una crema viscosa parece más
rica).
3. Los factores que producen variaciones en el estado de
hidratación de las proteínas (variación del agua ligada) también son
causa de cambios en la viscosidad.
La contaminación de ciertos microbios aumenta la viscosidad de la
leche, especialmente los estreptococos lácticos de la llamada
“leche filante” (Alais, 1996).
El yogurt se puede comercializar básicamente en tres estados
físicos distintos, yogurt tradicional, yogurt batido y yogurt líquido o
“para beber”, teniendo cada una de estas formas unas
características peculiares. La típica estructura de gel del yogurt
tradicional, por ejemplo, no puede confundirse nunca con el estado
semilíquido de la variedad batida, si bien la baja viscosidad de
algunas marcas de yogur batido sólo permite que estos sean
consumidos bebidos. Obviamente este deterioro de la imagen del
producto no es aconsejable y, aunque puede resultar inevitable la
salida al mercado de una partida de baja calidad, garantizar la
“viscosidad óptima” es algo que siempre resulta incómodo para los
fabricantes. En la práctica diaria cada fabricante adopta su propio
estándar de viscosidad (o consistencia en el caso del yogur
tradicional) y trabaja de acuerdo con estas especificaciones, de
forma que el control de rutina de estas propiedades físicas se
convierte en una fase más del control de calidad. (Tamime &
Robinson, 1991).
1.1.14.1. Viscosidad del Yogurt batido y Yogurt líquido Sherman (1970) ha estudiado los distintos métodos existentes para
la determinación de la viscosidad de los productos líquidos. En el
presente contexto el interés se centra en el establecimiento de una
comparación objetiva entre distintas muestras o entre una muestra
determinada y un valor estándar que representa a un producto de
calidad aceptable, para lo cual pueden ser utilizadas varias
técnicas.
Algunos fabricantes de yogurt recurren a técnicas
extraordinariamente sencillas, como por ejemplo:
- Tomar una muestra de yogur con la parte convexa de una
cuchara e inclinar ésta suavemente hacia abajo. La velocidad
con la que el yogur cae por la cuchara refleja directamente su
viscosidad. Con esta misma técnica se puede comprobar
también cualquier heterogeneidad o irregularidad en el coágulo;
- Introducir una cucharilla de café de plástico en un envase de
comercialización conteniendo el yogur. Cuando esta se
mantiene vertical se puede considerar que el producto presenta
una viscosidad aceptable.
Aunque estas apreciaciones son extremadamente subjetivas
pueden servir como orientación sobre la calidad del producto
acabado.
No obstante es más frecuente la utilización de técnicas más
reproducibles, existiendo varias apropiadas para estas
determinaciones. Davis (1970) ha descrito la utilización de un
cilindro giratorio que se va inclinando poco a poco el ángulo
necesario para que la muestra comience a caer, sirviendo como
medida de la viscosidad del producto el ángulo necesario para que
la muestra comience a fluir. Otra técnica consiste en la
determinación del tiempo necesario para que una esfera metálica
de tamaño estándar descienda una cierta profundidad en el seno
de un volumen dado de yogur (Tamine & Rbinson, 1991). En la
figura 3 se muestra un esquema del aparato utilizado por Peter y
Lolkema (1951) basado en este principio. Otro método aplicable es
la determinación de la velocidad con la que fluye el yogur a través
de embudos con un orificio de un determinada tamaño. Con el
embudo “simple” de Posthumus (que se esquematiza en la Fig. 3)
la viscosidad del producto se determina en función del tiempo que
tarda la superficie del yogur en pasar entre los “puntos” de partida y
la “aguja” central.
(Posthumus, 1954). En Holanda (Galesloot, 1958) y en Africa del
Sur (Ginslov, 1970) se ha utilizado una técnica semejante, mientras
que en Suecia las Asociaciones lecheras suecas jugaron un papel
esencial en el desarrollo del aparato que se muestra en la Figura 3
(Storgards, 1964). También se ha propuesto la determinación de la
viscosidad en función del tiempo que tarda una muestra de
volumen conocido en fluir por un plano inclinado con o sin estrias,
como por ejemplo el “plummet”, pero quizá el método más
aceptado es el empleo de los viscosímetros rotatorios o de los
aparatos de torsión.
El sencillo funcionamiento del viscosímetro rotatorio, como por
ejemplo el de Brookfiel Synchro-Lectric, hace de este una buena
elección y, una vez determinado el tipo de eje y su velocidad de
rotación para un producto dado, la comparación de lotes sucesivos
presenta pocos problemas. Esta simplicidad hace razonable el
intentar mantener la viscosidad del yogur batido dentro de ciertos
límites, pudiendo estudiarse de modo semejante la viscosidad del
yogur batido dentro de ciertos límites, pudiendo estudiarse de modo
semejante la naturaleza física del yogur líquido. El destino de los
lotes de yogur que no cumplan las especificaciones requeridas
depende de la política de la compañía, pero en cualquier caso el
control de este aspecto de la calidad del producto puede realizarse
como prueba de rutina. (Tamine & Robinson, 1991).
1.1.14.2. Viscosidad del Yogur Tradicional
Debido a la estructura de gel de este tipo de yogur, el control del
producto debe realizarse de modo diferente, ya que cualquier
técnica que implique la rotura del coágulo es de escaso valor.
El método de la caída de la esfera puede ser adaptado para este
tipo de producto (Pette y Lolkema, 1951) pero la técnica más
adecuada es la utilización de penetrómetros convencionales la
única exigencia especial es el eje y el cono y en los ensayos
descritos por Robinson y Tamine (1991) se utilizó un cono de
plexiglas de 2,5 cm de diámetro con un ángulo apical de 100º para
estudiar la consistencia de yogur tradicional en envase de 130 - 140
g. El cono, una vez colocado en el centro del envase cubría
aproximadamente el 50% de la superficie del yogur, con lo que se
minimizaban los “efectos de borde” debidos al rozamiento con las
paredes de los envases. El peso del eje se elige en función del
producto, por ejemplo, ligero (13,4g) para el control a 42ºC,
inmediatamente después de la incubación y más pesado (47,4 g)
para el control del coágulo firme de yogur tras el mantenimiento del
mismo a 7ºC durante 24 horas. Estas variaciones del peso del eje
son necesarias para poder distinguir, a una temperatura dada, entre
muestras con distinta fuerza de los geles y la posibilidad de
comparar los resultados obtenidos a 42ºC permite predecir la
consistencia del producto final antes de la refrigeración de este.
Figura 3: Esquema de diversos dispositivos utilizados para examinar las características físicas del yogurt, donde: a) EL PLUMMET diseñado por Hilker (1947) para la determinación del cuerpo de cremas
fermentadas, puede ser también utilizado para el yogur.
b) Esquema de un “viscosimetro de bolsa” utilizado para determinar la firmeza del yogur. La esfera
de acero es ligeramente más pesada que el contrapeso, por lo que se hunde en el yogur. La
distancia registrada en la escala es una medida de la resistencia del coágulo (Pette y Lolkeme,
loc. cit).
c) Embudo de Posthumus. (Posthumus (loc. cit.).
1.1.15. VISCOSIDAD DE LOS FLUIDOS PROTEICOS (Cheftel et al. , 1989)
El factor principal que influye en el comportamiento viscosimétrico de
los fluidos proteicos, es el diámetro aparente de las moléculas o
partículas dispersas. Este diámetro depende de los siguientes
parámetros:
1. Características intrínsecas de la molécula proteica, tales como
masa, tamaño, volumen, estructura, asimetría molecular, cargas
eléctricas, facilidad de deformación (algunos factores ambientales
tales como el pH, fuerza iónica o la temperatura pueden modificar
las características debido al desdoblamiento de la molécula).
2. Las interacciones proteína-disolvente, que influyen en la
hinchazón, solubilidad y esfera de hidratación hidrodinámica que
rodea la molécula.
3. Las interacciones proteína-proteína que determinan el tamaño de
los agregados. Generalmente, los ingredientes proteicos se utilizan
en concentraciones elevadas en las que predominan las
interacciones proteína-proteína.
El comportamiento “reofluidificante” puede explicarse por los
siguientes fenómenos:
1. Orientación progresiva de las moléculas en la dirección de
deslizamiento, reduciendo así la resistencia debida a las fuerzas
de fricción.
2. Deformación de la esfera de hidratación que rodee la proteína en
la dirección de deslizamiento (si la proteína está fuertemente
hidratada y dispersa) y
3. Rotura de los enlaces hidrógenos y oros enlaces débiles,
provocando así la disociación de los agregados o de la red
proteica. En todos los casos, se reduce el diámetro aparente de
las moléculas o partículas en la dirección de deslizamiento.
La rotura de los enlaces débiles puede surgir lentamente de tal
forma que algunas veces las fuerzas de cizallamiento y la
viscosidad aparente (a velocidad de cizallamientos y temperaturas,
constantes) de los fluidos proteicos decrece a lo largo del tiempo
hasta que se alcanza un equilibrio. Cuando el cizallamiento se
interrumpe, puede ser que los agregados o la red original se
reconstruyan o no. Si así ocurre, el descenso del coeficiente de
viscosidad es reversible y el sistema se llama “tixotrópico”. Por
ejemplo, son tixotrópicos las dispersiones de aislados proteicos de
soja y los concentrados proteicos de lactosuero.
El coeficiente de viscosidad de la mayoría de los fluidos proteicos
aumenta exponencialmente con la concentración proteica a causa
de las interacciones proteína-proteína. Estas interacciones también
explican porque el comportamiento reofluidificantes es más
acusado con concentraciones proteicas fuertes. Cuando las
interacciones proteína-proteína están en número suficiente, como
ocurre en las pastas o geles proteicos, se observa un
comportamiento plástico viscoelástico y sólo se produce el
deslizamiento del fluido por encima de un umbral de fuerza y
cizallamiento que presupone la rotura de varias de estas
interacciones.
Las variaciones de pH, temperatura, fuerza iónica, así como la
adición de iones Ca++, agentes oxidantes o reactivos que
presuponen la rotura de enlaces hidrógeno o disulfuro, pueden
modificar profundamente la viscosidad de las soluciones o de las
dispersiones proteicas. Estas modificaciones dependen del tipo de
proteína; no obstante, en medio alcalino, la viscosidad de la
mayoría de las proteínas aumenta, porque las cargas eléctricas
negativas presuponen un desdoblamiento y alargamiento máximos.
Este fenómeno se aprovecha para la preparación de fibras de
proteína de soja (“trefilado”).
Corrientemente, la intervención de estos distintos factores
“externos” hace difícil comparar las características intrínsecas de
viscosidad de las diversas preparaciones proteicas: es necesario
que sean idénticas las medidas de viscosidad con diferentes
temperaturas, concentración proteica y velocidad de cizallamiento.
Es aconsejable hacer las comparaciones con un mismo aparato. A
causa del fenómeno de trisotropía hay que tener en cuenta el
tiempo y también los cambios que pueden surgir entre grupos tiol y
disulfuro surgidos al contacto con el aire ya que los equilibrios de
viscosidad no se alcanzan instantáneamente. Por esto,
frecuentemente la “activación” de viscosidad (y solubilidad) de una
proteína por alcalinización seguida de neutralización, es solamente
temporal.
La viscosidad y la consistencia son propiedades funcionales
importantes en los sistemas proteicos de los alimentos líquidos,
tales como bebidas, potajes, salsas y cremas. También tiene
importancia práctica conocer las propiedades de deslizamiento de
las dispersiones proteicas; para aprovechar mejor operaciones,
tales como la absorción, mezcla, calentamiento, enfriamiento y
secado por atomización que implican transferencias de materia y/o
de calor.
Como se desprende de las lineas precedentes, las correlaciones
entre viscosidad y solubilidad, no son sencillas. Los polvos
proteicos insolubles desnaturalizados por el calor no dan una
viscosidad elevada cuando se introducen en un medio acuoso. Los
polvos proteicos muy solubles dotados de una baja capacidad de
absorción de agua y de hinchamiento, (proteínas de lactosuero)
también presentan una viscosidad baja a pH neutro o a pH
isoeléctrico. Los polvos proteicos solubles que manifiestan
inicialmente una absorción elevada de agua (caseinato de sodio,
ciertas preparaciones de proteínas de soja) tienen una viscosidad
elevada. Por eso, en numerosas proteínas, se observa una
correlación positiva entre la absorción de agua y viscosidad.
1.1.16. FUNDAMENTOS DE REOLOGÍA.
Fluido. – Un fluido es una sustancia que se deforma continuamente
bajo la acción de una fuerza aplicada sobre él.
El proceso de deformación continua se denomina fluidez. Un fluido
es entonces una sustancia capaz de fluir. (Gerhart, et al., 1995).
Viscosidad.- Todos los fluidos poseen viscosidad y por tanto,
cuando se les pone en movimiento, aparecen ciertos fenómenos de
rozamiento. La viscosidad se debe fundamentalmente a la cohesión
y transformación entre las moléculas de los fluidos, y a medida que
tiene lugar el flujo, aparecen estos efectos como esfuerzos
tangenciales o cortantes entre las capas del fluido en movimiento.
Las observaciones muestran que la velocidad es nula en los limites
(contacto con un sólido) y va aumentando a medida que aumenta la
distancia a dicho limite. Estos hechos pueden representarse en el
“diagrama de velocidad” o “perfil de velocidad” que muestra el
movimiento relativo (así como la acción del rozamiento) entre dos
capas adyacentes.
Figura N° 4: Variación de la velocidad del fluido
(a) (b)
La velocidad de deformación se mide por medio del angulo dΦ, que
se puede relacionar con la velocidad del fluido de la manera
siguiente: Como el pedazo es pequeño, la velocidad en la parte
superior respecto a la parte inferior es: (Gerhart, et al., 1995).
La distancia δe que la parte superior se desplaza respecto a
la inferior es :
como δφ es pequeño para un δt pequeño, se tiene que :
La velocidad de deformación por esfuerzo cortante es la velocidad
de cambio de δφ , esto es:
Si el esfuerzo cortante ( τ ó σ ) en el fluido es proporcional a la
velocidad de deformación, se puede escribir:
σ = μ du
dy
El coeficiente μ es la viscosidad, la ecuación anterior se conoce
como ley de Newton de la viscosidad, debido a que sir Isaac
Newton fue el primero en proponerla. A los fluidos que siguen esta
ley particular se les denomina fluidos newtonianos y los que no se
les denomina fluidos no – newtonianos. En general se a observado
que las diferencias mecánica fundamental entre los newtonianos y
los plásticos, es el mayor esfuerzo cortante que se requiere en los
plásticos para mantener un gradiente de velocidad dado. (Gerhart,
et al., 1995).
La viscosidad proporciona una manera de cuantificar los adjetivos
de espeso y fluido como se aplica sensorialmente a los líquidos.
Los líquidos “espesos” tienen una alta viscosidad y no fluyen con
facilidad; lo contrario es cierto para líquidos “fluidos”. La densidad
de un fluido tiene muy poco que ver con lo “espeso”. El aceite de un
motor generalmente se considera como un líquido “espeso”, en
particular cuando está frío, pero es menos denso que el agua.
(Muller, 1973).
Un efecto asociado generalmente con la viscosidad de un fluido es
la condición de no – deslizamiento. Cuando un fluido está en
contacto con una superficie sólida, su velocidad en la superficie es
igual a la velocidad de dicha superficie; esto es, el fluido “se pega”
a la superficie y no se desliza sobre ella. Cuando un fluido fluye
sobre una superficie es como la que se ilustra en la figura N° 5.
Siempre se presenta un gradiente de velocidad cerca de la
superficie y de acuerdo con la ley de Newton de la viscosidad, el
esfuerzo cortante siempre actúa sobre el fluido en esta región.
Viscosidad Cinemática(ν).- El coeficiente de la viscosidad entre la
densidad se denomina viscosidad cinematica o “stokes” .Las
unidades son centímetro cuadrado por segundo ( cm2 / s ) en el
sistema ingles ( pie2 / s) , también suele llamársele “ centistokes “ .
1Stoke = cm2 /s
ν = μ
ρ
Viscosidad Absoluta o Dinámica.- Este coeficiente tiene las
dimensiones del esfuerzo :
- 1Poise = 100centipoise.
- 1 Poise = g /cm. s.
- 10 Poise = kg / m. s
- 10 poise = N.s / m2.
Esfuerzo de Corte.- Esfuerzo es la intensidad, es un punto dado
de la superficie de un cuerpo, de las componentes de la fuerza que
actúan sobre un plano a través de un punto determinado, por lo que
se tienen esfuerzos de tensión, de compresión y de corte,
dependiendo si las componentes son tangencialmente hacia fuera o
adentro del plano sobre el cual actúan las componentes de la
fuerza. El esfuerzo se expresa en unidades de fuerza por unidad de
área. La aplicación de una fuerza es especialmente importante en
alimentos líquidos y semilíquidos, ya que pueden caracterizarse al
flujo. La expresión matemática que define el esfuerzo de corte en
términos de flujo está dada por la Ley de la viscosidad de Newton,
donde se establece el flujo en una sola dirección, paralela al plano.
Por lo anterior se considera necesario disponer de expresiones
matemáticas del esfuerzo de corte considerando las tres
direcciones en el espacio. (Gerhart, 1995).
Gradiente de deformación (s-1) .- El esfuerzo de corte realizado
sobre una sustancia, que está colocado entre dos placas, está
relacionado con la velocidad relativa de la placa superior y a la
distancia entre las placas. A una determinada velocidad de la placa
superior, es mayor el trabajo a realizarse por unidad de material
cuanto menor es la distancia entre placas. La medición específica
de este trabajo por unidad de sustancia se denomina gradiente de
deformación, y está definido matemáticamente como la relación de
la velocidad relativa dividida por la distancia entre las placas.
(Gerhart, 1995).
1.1.17. REOLOGÍA EN ALIMENTOS
• Concepto y aplicaciones La reología se define como la ciencia que estudia la deformación y
flujo de la materia (Muller, 1973). La reología de los alimentos ha
sido definida como "el estudio de la deformación y flujo de las
materias primas sin procesar, los productos intermedios o
semielaborados, y los productos finales de la industria alimentaria"
(White, 1970).
El conocimiento adecuado de las propiedades reológicas de los
alimentos es muy importante por numerosas razones, entre las que
destacan las aplicaciones que se detallan a continuación:
• Diseño de procesos y equipos en ingeniería
El conocimiento de las propiedades de comportamiento al flujo y de
deformación de los alimentos son imprescindibles en el diseño y
dimensionado de equipos tales como cintas transportadoras,
tuberías, tanques de almacenamiento, pulverizadores o bombas
para el manejo de alimentos (Odigboh & Mohsenin, 1975a, Boger &
Tiu, 1974; Gorbatov & Gorbatov, 1974). Además, la viscosidad se
utiliza para la estimación y cálculo de los fenómenos de transporte
de cantidad de movimiento, calor y energía (Jiménez et al., 1987;
Gekas, 1992; Saravacos ,1995).
• Evaluación sensorial Los datos reológicos pueden ser muy interesantes para modificar el
proceso de elaboración o la formulación de un producto final de
forma que los parámetros de textura del alimento se encuentren
dentro del rango considerado deseable por los consumidores
(Shama & Sherman, 1973; Rao et al., 1977 a, b; Kokini, 1985).
• Obtener información sobre la estructura del alimento Los estudios reológicos pueden aportarnos información que facilite
una mejor comprensión de la estructura o de la distribución de los
componentes moleculares de los alimentos, especialmente de los
componentes macromoleculares, así como para predecir los
cambios estructurales durante los procesos de acondicionamiento y
elaboración a los que son sometidos (Borwankar et al., 1992;
Sherman, 1970).
• Control de calidad Las medidas de la viscosidad en continuo son cada vez más
importantes en muchas industrias alimentarias con objeto de
controlar el buen funcionamiento del proceso productivo, así como
la calidad de las materias primas, productos intermedios y
acabados. (Kramer & Twigg, 1970; Bourne, 1992).
• Reometria Es la determinación experimental del comportamiento de flujo, que
nos permite relacionar el esfuerzo de corte ( σ ), el gradiente de
velocidad ( γ ) y la viscosidad aparente ( η ) de los fluidos.
• Reología en fluidos alimentarios Los alimentos se presentan en una gran variedad de formas, tales
como sólidos,líquidos y semilíquidos. Algunos alimentos, entre los
que se encuentran los helados y las grasas, son sólidos a una
temperatura y líquidos a otra. Otros son suspensiones
(mermeladas, zumos y purés o cremogenados de frutas, o
emulsiones como la leche. Debido a esta amplia variación en su
estructura, el comportamiento al flujo de los alimentos fluidos
presenta uan amplia gama de modelos que van desde el simple
newtoniano a los no newtonianos, dependientes del tiempo y los
viscoelásticos.
El tamaño o volumen, la forma, la concentración y la interacción de
las partículas son parámetros básicos que afectan a las
propiedades reológicas de cualquier sistema, sea éste molecular,
una suspensión, una dispersión, una pasta o un gel. Sin embargo,
el rango de operación de cada uno de estos parámetros básicos es
diferente para cada uno de los sistemas. De hecho, no son estos
parámetros por sí mismos los que controlan las propiedades de
flujo, sino las interacciones entre ellos (Rha, 1978).
El comportamiento reológico de un fluido alimentario puede
describirse según distintas ecuaciones que relacionan el esfuerzo
cortante con la velocidad de deformación. En la literatura existen
muchos modelos para describir este comportamiento, sin embargo
son varios los autores (Kokini, 1992; Rha, 1978) que coinciden al
afirmar que uno de los modelos más comúnmente usados y de
aplicación general para ajustar los datos experimentales y expresar
cuantitativamente el comportamiento al flujo de los fluidos
inelásticos independientes del tiempo es el modelo propuesto por
Herschel y Bulkley:
σ = σ0 + κ γn
donde:
σ = esfuerzo cortante
σ0 = umbral de fluencia
κ = índice de consistencia de flujo
γ = velocidad de deformación o gradiente de velocidad.
n = índice de comportamiento al flujo
Esta ecuación puede representar, dependiendo de los valores que
tomen las constantes, comportamientos newtonianos, plásticos de
Bingham, seudoplásticos y dilatantes.
En la tabla 10 se muestra el comportamiento al flujo y algunos
ejemplos de varios tipos de alimentos fluidos y semifluidos.
Tabla 10: Características de Flujo de Alimentos líquidos
• Clasificación de los alimentos fluidos según su comportamiento reológico
Para una mayor comprensión de los problemas que se plantean en
el estudio de las propiedades reológicas de los alimentos, se
presenta a continuación una clasificación de los diversos alimentos
fluidos más habituales según su comportamiento reológico. La
bibliografía es abundante en lo referente a la clasificación de los
fluidos alimentarios (Holdsworth, 1971; Muller, 1973; Rao, 1977b;
Barbosa-Cánovas et al., 1993). De modo general, la mayoría de los
autores, coinciden al hacer una primera clasificación entre
alimentos newtonianos y no newtonianos, según su
comportamiento reológico siga o no la ley de Newton de la
viscosidad. Además, existen alimentos en los que su
comportamiento depende del tiempo de actuación del esfuerzo
realizado sobre ellos. Finalmente, existe otro grupo de alimentos
que se comportan como fluidos viscosos y sólidos elásticos a la
vez, son los fluidos viscoelásticos.
Así, la clasificación de los fluidos alimentarios según su
comportamiento reológico puede establecerse de la siguiente
forma:
- Fluidos newtonianos.
- Fluidos no newtonianos.
- Independientes del tiempo
- Plásticos de Bingham
- Seudoplásticos
- Dilatantes
- Dependientes del tiempo
- Fluidos tixotrópicos
- Fluidos reopécticos o reopexicos.
- Fluidos viscoelásticos
- Fluidos newtonianos.- Los fluidos newtonianos son llamados así
después de que Isaac Newton describiera el flujo viscoso. El fluido
newtoniano no posee propiedades elásticas, es incompresible,
isotrópico y carente de estructura y, como el sólido de Hooke, no
existe en la realidad. Sin embargo, muchos líquidos reales
muestran un comportamiento newtoniano en un amplio rango de
esfuerzos cortantes. Estos líquidos son a los que los reólogos se
refieren como "líquidos newtonianos" (Muller, 1973).
El comportamiento reológico de los fluidos ideales o newtonianos
puede describirse mediante la ley de Newton de la viscosidad, que
viene expresada por la ecuación:
τ = η. γ ó μ = σ / γ que indica que cuando un fluido es sometido a un esfuerzo
cortante, τ ó σ, existe una proporcionalidad directa entre al
velocidad de deformación o gradiente de velocidad, γ, que sufre el
fluido y dicho esfuerzo cortante. Esta constante de
proporcionalidad, η ó μ, es el llamado coeficiente de viscosidad,
viscosidad dinámica o simplemente viscosidad (Charm, 1960). Los
fluidos newtonianos por definición presentan una línea recta cuando
se relaciona los esfuerzos cortantes y el gradiente de velocidad,
con intercepto cero y pendiente igual a la viscosidad absoluta.
En este tipo de fluidos la viscosidad sólo depende de la
temperatura y composición, siendo independiente del tiempo, de la
velocidad de deformación y de la historia previa del fluido (Rao,
1977b).
Un número limitado de alimentos muestran características de flujo
ideal, entre los que se encuentran algunos tan importantes
fisiológicamente como el agua, nutritivamente como la leche y
económicamente como las bebidas refrescantes.
Son muchos los autores que, como resultado de sus
investigaciones, atribuyen un comportamiento casi newtoniano a
gran número de alimentos fluidos. Como ejemplo de los más
nombrados se pueden citar el agua y las disoluciones diluidas
de azúcares (Perry & Chilton, 1982); las bebidas carbónicas, las bebidas alcohólicas (si no contienen moléculas de cadena larga),
los extractos de carne; el jarabe de maíz (Rao, 1975) y ciertas mieles (Rao, 1977 a); algunos aceites ligeros de cocina y la leche cruda y homogeneizada (Steffe et al., 1986), el huevo y
algunos de sus derivados (Scalzo et al., 1970). En la bibliografía,
son también muy numerosas las citas que consideran el
comportamiento newtoniano de los zumos clarificados y despectinizados de diversas frutas en un rango amplio de
temperaturas y concentraciones de sólidos solubles (Saravacos,
1970; Rao et al., 1984; Schwartz y Costell, 1989; Ibarz et al., 1992;
Khalil et al., 1989).
- Fluidos no newtonianos .-
Son aquellos fluidos que no cumplen la ley de Newton de la
viscosidad, por lo tanto, la relación entre el esfuerzo cortante y la
velocidad de deformación deja de ser lineal. Estos fluidos se
caracterizan porque su viscosidad no permanece constante cuando
la temperatura y la composición permanecen invariables, sino que
depende del esfuerzo cortante o gradiente de velocidad y, a veces,
del tiempo de aplicación del esfuerzo y de la historia previa del
producto o muestra. Ello es debido a que la constitución física varía
al someter el producto a los efectos de rozamiento a lo largo del
tiempo. Dado que en este tipo de fluidos la viscosidad no
permanece constante, se define la viscosidad aparente, ηa,
(Jiménez et al., 1987) como la relación entre el esfuerzo cortante y
la velocidad de deformación correspondiente:
ηa = σ (Relación no constante)
γ Viscosidad Aparente
- Fluidos independientes del tiempo.- Los fluidos independientes del tiempo se han clasificado en tres
categorías o grupos: plásticos, seudoplásticos y dilatantes, y se
caracterizan por que la viscosidad aparente sólo depende de la
temperatura, de la composición del fluido y del esfuerzo cortante o
gradiente de velocidad aplicado, pero nunca del tiempo de
aplicación de éste último.
- Fluidos plásticos.- Los fluidos plásticos son aquellos que no fluyen hasta que son
sometidos a un esfuerzo cortante límite determinado, llamado esfuerzo de deformación plástica, umbral de fluencia o límite
de fluencia, σ0. En el caso de los fluidos plásticos de Bingham,
una vez que se supera el valor del umbral de fluencia, la velocidad
de deformación es proporcional al esfuerzo, como en el caso de los
fluidos newtonianos (van Wazer et al., 1963). Estos fluidos exhiben
propiedades de líquido a esfuerzos superiores al umbral de fluencia
por lo tanto pueden ser clasificados tanto como líquidos como
sólidos.
El producto plástico ideal es el descrito por el modelo de Bingham:
σ = σ0 + η γn
donde : σ0 es el umbral de fluencia y η es la viscosidad plástica.
Según Rha (1978), el umbral de fluencia puede ser consecuencia
de un entrelazado de moléculas o partículas debido a su gran
tamaño, ramificaciones o forma irregular. También puede ser
debida a la formación de redes provocadas por las interacciones
entre moléculas o entre los alimentos típicamente plásticos se
encuentran el puré de patata y la nata batida, el chocolate fundido y
algunas grasas como margarinas y mantequillas (Muller, 1973),
salsa de tomate, mayonesa, clara de huevo batida,salsa de
mostaza y pure de patatas.
El modelo de Bingham ha sido también utilizado por algunos
autores para describir el comportamiento reológico de pastas de
fécula de mandioca (Odigboh & Mohsenin, 1975b), suero de puré
de albaricoque a gradientes de deformación bajos (Costell et al.,
1982), de geles de pectina (Fiszman et al., 1984) y de algunos
zumos naturales de manzana (Ibarz & Casero, 1987).
- Los fluidos seudoplásticos.- Se caracterizan porque su viscosidad aparente decrece cuando
aumenta el gradiente de velocidad de deformación. Este
comportamiento indica una ruptura o reorganización continua de la
estructura, dando como resultado una menor resistencia al flujo, y
es debido a la presencia de sustancias de alto peso molecular así
como a la dispersión de sólidos en la fase sólida.
De los modelos utilizados para describir el comportamiento
reológico de los fluidos seudoplásticos, el más conocido y
simple de aplicar es el de Ostwald-De Waale, también conocido
como ley de la potencia (Sherman, 1970):
σ = K γn
donde:
K; es el índice de consistencia de flujo y n; es el índice de
comportamiento al flujo menor que 1 (0 < n < 1 ). K da una idea de
la consistencia del producto y n de la desviación del
comportamiento al flujo respecto al newtoniano (Carbonell et
al., 1990).
Al dividir la ecuación anterior (ley de potencia) entre la relación del
gradiente de velocidad de deformación (γ ), se obtiene la ecuación
que gobierna la viscosidad aparente en fluidos pseudoplásticos:
ηa = κ γ( n – 1 )
Esta ecuación es una de las más utilizadas para describir el flujo de
los derivados de fruta que se comportan como seudoplásticos.
El comportamiento seudoplástico es, quizá, el más frecuente en los
fluidos alimentarios. En general, se comportan de esta forma
muchos derivados de frutas y vegetales como algunos zumos y
purés de frutas (Saravacos, 1970), derivados del tomate
(Tanglertpaibul y Rao, 1987), confituras de fruta (Costell et al.,
1986); productos lácteos como la nata (Prentice, 1984) o la leche
azucarada condensada (Higgs & Norrington, 1971); algunas sopas
y salsas (Wood, 1968); la clara de huevo (Tung et al., 1970); la
yema del huevo (Ibarz & Sintes, 1989; Ibarz, 1993); el ketchup y la
mostaza francesa (Higgs & Norrington, 1971) y pure de papas.
- Fluidos dilatantes.- La principal característica de este tipo de fluidos es que al aumentar
la velocidad de deformación aumenta la viscosidad aparente.
La dilatancía puede explicarse entendiendo que cuando las
velocidades de deformación son bajas las partículas sólidas de
formas y tamaños variados, están ceñidas y estrechamente
empaquetadas y la fracción líquida está llenando los huecos y
lubricando el movimiento, por lo que la viscosidad aparente es baja.
Con el aumento de la velocidad de deformación, las partículas
largas y flexibles pueden estirarse rompiéndose el
empaquetamiento de los sólidos y la fracción de huecos entre las
partículas aumenta, no habiendo suficiente líquido para lubricar el
roce de unas partículas contra otras, aumentando por ello la
viscosidad aparente.
La dilatancia es evidencia de una formación o reorganización de la
estructura de la muestra, dando como resultado un aumento en la
resistencia al aplicar una fuerza (Rha,1978).
Los modelos reológicos que se utilizan para describir este
comportamiento son los mismos que los aplicados para describir el
comportamiento pseudoplástico, que se ha expuesto en el apartado
anterior. Pero con n mayor que 1
(1 < n < ∞ ).
Existen pocos alimentos que presenten esta característica, entre
ellos tenemos aquellos que forman suspensiones concentradas o
pastas acuosas. Algunos ejemplos son ciertos tipos de mieles de
eucalipto (Pryce-Jones, 1953), soluciones al 40% de almidon crudo.
- Fluidos no newtonianos dependientes del tiempo.-
Son aquellos fluidos en los que la viscosidad aparente depende,
además de la velocidad de deformación, del tiempo de actuación de
dicha velocidad.
Los alimentos no newtonianos con propiedades dependientes del
tiempo se subdividen en fluidos tixotrópicos y reopécticos. Para los
primeros, a una velocidad de deformación fija, la viscosidad
disminuye con el tiempo de cizallado; para los últimos, la viscosidad
aumenta con el tiempo (Rao, 1977 b; Barbosa-Cánovas, et al.,
1993).
- Fluidos tixotrópicos.- Se consideran fluidos tixotrópicos a todos aquellos que al aplicarles
una velocidad de deformación constante, muestran una disminución
del esfuerzo cortante y de la viscosidad aparente con el tiempo.
Esto es debido al cambio continuo de la estructura del material, que
puede ser en cualquier caso reversible o irreversible. La tixotropía
indica una continua ruptura o reorganización de la estructura dando
como resultado una disminución de la resistencia al flujo (Rha,
1978).
Todas las definiciones de tixotropía incluyen el concepto de
recuperación estructural.
Sin embargo, muchos alimentos tienen un comportamiento al flujo
dependiente del tiempo pero su periodo de recuperación es muy
largo o su estructura sólo es parcialmente recuperable. Por ello es
más adecuado utilizar los términos "dependencia del tiempo en el
flujo" o "destrucción estructural" para definir este tipo de
comportamiento (Gallegos et al,. 1988).
Se han utilizado distintos modelos matemáticos para cuantificar la
dependencia del tiempo de los alimentos. A continuación se
describen los más importantes.
- Modelo de WELTMANN (1943) La expresión matemática propuesta por Weltmann :
σ = σ0 - B ln t
Relaciona la viscosidad plástica con el tiempo de aplicación de un
determinado gradiente de velocidad a través del coeficiente
temporal de ruptura tixotrópica (B), el cual representa, en cierta
manera, la cantidad de estructura que se degrada durante el
cizallamiento. El parámetro σ0 indica la tensión tangencial
necesaria para que comience a degradarse la estructura que
origina la tixotropía.
- Modelo de TIU y BOGER (1974)
Este modelo permite caracterizar de forma completa el
comportamiento reológico de materiales cuyo comportamiento se
podría definir como plástico, pseudoplástico y dependiente del
tiempo (Carbonell et al,. 1990):
σ = k (σ0 + K γn)
este modelo asume que el parámetro estructural k varía con el
tiempo según una ecuación cinética de segundo orden, válida para
k > ke:
dk
------ = Kt (k - ke)2
dt
En la que la constante Kt es una constante de velocidad que es
función de la velocidad de deformación y debe ser determinada
experimentalmente.
.
El comportamiento tixotrópico ha sido encontrado en varios
alimentos. Además de la clara de huevo, el zumo de tomate, los
aderezos de ensalada y el puré de albaricoque, también se ha
observado este comportamiento en leche condensada, mayonesa
(Xu et al., 1984; Ford & Steffe, 1986; Gallegos et al., 1988), algunos
quesos blandos (Massaguer-Roig et al., 1984) y miel. Entre otras
muchas investigaciones realizadas en alimentos cabe, también,
destacar las que llevaron a cabo Kokini y Dickie (1981), quienes
observaron dependencia con el tiempo cuando estudiaron el
comportamiento reológico de muestras de mayonesa, mantequilla,
margarina, puré de manzana, ketchup y mostaza.
- Fluidos reopépticos
Los fluidos reopécticos tienen un comportamiento al flujo contrario a
los tixotrópicos, es decir, la viscosidad aparente aumenta con el
tiempo en que la muestra es sometida a un determinado gradiente
de velocidad, lo que les confiere una cierta semejanza con los
fluidos dilatantes en el sentido de que la única diferencia es si el
tiempo para la destrucción o formación de estructura es detectable
o no.
El modelo reológico aplicable a estos fluidos es el de la ley de la
potencia, siendo el valor del índice de comportamiento al flujo
mayor que la unidad. Al igual que con los otros tipos de fluidos,
para este tipo de alimentos se pueden aplicar otros modelos
distintos con mayor o menor éxito.
Finalmente indicar que, aunque se ha observado un
comportamiento reopéptico en algunos alimentos como ciertas
mieles de eucalipto, este tipo de fluidos son muy poco frecuentes
en el campo de la alimentación.
- Fluidos no newtonianos viscoelásticos
Las características de los productos viscoelásticos varían desde las
de los líquidos viscosos con propiedades elásticas (modelo de
Maxwell) a las de los sólidos con propiedades viscosas (modelo de
Kelvin-Voigt). En condiciones normales, no es apreciable la
elasticidad debida al estiramiento de los enlaces interatómicos y se
puede afirmar que la elasticidad de los alimentos viscoelásticos es
debida a la deformación elástica de las macromoléculas. En los
alimentos viscoelásticos es frecuente que sólo se dé una
recuperación parcial, porque la red tridimensional elástica se
desintegra bajo el efecto de la tensión (Muller, 1973).
Una forma de caracterizar estos fluidos es estudiando la evolución
del esfuerzo cortante con el tiempo a una velocidad de deformación
fija pudiéndose realizar un análisis comparativo de las diferentes
muestras a partir de las curvas obtenidas (Barbosa-Cánovas et al.,
1993).
Existen diversos modelos matemáticos que permiten explicar el
comportamiento de los fluidos viscoelásticos. El más simple de
todos ellos puede obtenerse combinando un sólido de Hooke con
un fluido de Newton, lo que lleva al conocido modelo de Maxwell :
σ + λ σ = η γ
donde: λ es el tiempo de relajación definido como la relación entre
la viscosidad newtoniana (η) y el módulo de elasticidad (G).
Este modelo resulta ser excesivamente simple, por lo que tiene el
defecto de ser demasiado restringido ya que solamente puede ser
aplicado cuando el comportamiento viscoelástico es lineal y, por lo
tanto, no es adecuado cuando lo que se pretende representar es un
comportamiento no lineal como el observado en los materiales
reales. Es por esto, que son necesarias expresiones más
complicadas que modelicen de forma más apropiada los
comportamientos viscoelásticos no lineales (Kokini, 1992). El
modelo de Bird-Carreau es uno de ellos, y está basado en la teoría
constitutiva de Carreau que incorpora la historia completa de
deformación del material.
Existen varios alimentos que presentan propiedades viscoelásticas.
Se trata, en general, de productos con características de geles o
semisólidos como los geles de almidóngelatina y los de leche, los
helados, las manzanas, los fideos cocidos, el queso, la masa de
harina de trigo, las espumas de proteína y los granos de maíz y
trigo (Muller, 1973). También presentan propiedades viscoelásticas
la crema de leche y la mantequilla batida (Rao, 1986).
1.1.18. FACTORES QUE INFLUYEN EN EL COMPORTAMIENTO REOLOGICO Y REOMETRIA.
• Factores que influyen en el comportamiento reológico Existen muchos factores que influyen en el comportamiento
reológico de los alimentos como son la presión, la estructura del
alimento, el gradiente de velocidad o velocidad de deformación y el
tiempo de tratamiento de la muestra. Pero son, quizás, la
temperatura de tratamiento y la concentración del alimento los más
importantes y los que más se han estudiado.
• Efecto de la temperatura Hasta el momento en que son consumidos, los alimentos están
sometidos continuamente a cambios de temperatura. Empezando
por el proceso de elaboración y pasando por los periodos de
transporte y almacenamiento las condiciones de temperatura a que
son sometidos los alimentos pueden variar notablemente. Por este
motivo es muy importante conocer sus propiedades reológicas en
función de la temperatura.
Son muchos los autores que en sus investigaciones correlacionan
el efecto que la temperatura ejerce sobre la viscosidad mediante
una ecuación de tipo Arrhenius (Vitali & Rao, 1982; Cryall et al.,
1982; Rao et al., 1984; Manohar et al., 1991; Ibarz et al., 1992).
Para los fluidos newtonianos, la expresión que correlaciona la
viscosidad con la temperatura es:
η = κ0 exp (Ea / RT)
donde κ0 es el factor de frecuencia, Ea es la energía de activación
de flujo, R es la constante universal de los gases perfectos y T es la
temperatura absoluta.
En el caso de los fluidos no newtonianos en lugar de la viscosidad
se correlaciona la viscosidad aparente a una velocidad de
deformación fijada (Vitali, et al., 1974; Rao et al., 1984; Moresi &
Spinosi, 1984):
ηa = η∞ exp (Ea /RT)
siendo ηa la viscosidad aparente y η∞ una constante denominada
viscosidad de deformación infinita.
En el caso de fluidos que obedecen el modelo de la ley de la
potencia y de Herschel- Bulkley, el efecto de la temperatura puede
correlacionarse mediante un modelo combinado de la ecuación de
Arrhenius para el índice de consistencia (Harper & El-Sahrigi, 1965;
Vitali y Rao, 1984):
σ = κ exp (Ea / RT) γn
Donde : n es un valor promedio de los índice de comportamiento de todas las temperaturas
estudiadas.
ηa = kT EXP (Ea / RT) . γ ( n – 1 )
Esta ecuación ha sido utilizada en concentrados de tomate (Harper
& El-Sahrigi, 1965; Rao et al., 1981), cremogenado de pera (Harper
& Lebermann, 1962), puré de guayaba (Vitali & Rao, 1982) y
concentrados de frambuesa (Ibarz & Pagán, 1987).
En líneas generales puede decirse que la viscosidad disminuye al
aumentar la temperatura, y lo mismo ocurre con el índice de
consistencia y el umbral de fluencia. Ibarz et al., (1995), al estudiar
el comportamiento reológico de zumos concentrados de kiwi (55,7 y
63 ºBrix), establecen una relación de tipo lineal entre el índice de
consistencia y la temperatura, que se concreta en la siguiente
expresión:
σ0 = a - bT
Donde σ0 es el umbral de fluencia, a y b son constantes y T es la
temperatura en Kelvin. La variación de la temperatura no suele
afectar al índice de comportamiento al flujo (Sáenz & Costell, 1986)
aunque algunos autores afirman que aumenta con la temperatura
(Ibarz & Pagán, 1987).
• Efecto de la concentración Se han descrito dos tipos de correlaciones o modelos matemáticos
para considerar el efecto de la concentración en la viscosidad
(Harper & El-Sahrigi, 1965; Saravacos, 1970; Rao et al., 1984), una
según un modelo potencial:
η = K1 C A1
y otra según un modelo exponencial:
η = K2 EXP (A2C)
En estas ecuaciones K1, K2, A1 y A2 son constantes y C es el
contenido en sólidos solubles del fluido expresado en ºBrix. Estas
ecuaciones también son válidas para estudiar el efecto de la
concentración en el índice de consistencia.
El modelo potencial da resultados satisfactorios en purés de frutas
y hortalizas altamente viscosos (Rao et al., 1981; Vitali & Rao,
1982). Sin embargo, los mismos autores encontraron que para
zumos de fruta concentrados el modelo exponencial proporcionaba
mejores ajustes. Esto último ha sido confirmado por otros autores
que han estudiado la reología de zumos clarificados de diversas
frutas (Ibarz et al.,1989; Ibarz & Ortiz, 1993; Schwartz & Costell,
1989).
Normalmente, un aumento de la concentración comporta un
incremento de la viscosidad o del índice de consistencia. También
puede afectar a otros parámetros como el umbral de fluencia, que
si bien tiende a aumentar con la concentración a veces se ha
descrito el efecto contrario (Ibarz et al., 1991). Por lo que respecta
al índice de comportamiento al flujo, un aumento de la
concentración o bien no le afecta (Sáenz & Costell, 1986) o bien
hace que disminuya (Mizrahi & Berk, 1972).
• Medidas en reología Basándose en la clasificación de los instrumentos para el estudio
de la textura hecha por Scott-Blair (1958), Rao (1986) clasificó los
instrumentos para el estudio de las propiedades de flujo de los
alimentos en tres categorías según métodos en los que se utilizan:
- Métodos fundamentales: Miden propiedades físicas
bien definidas utilizando geometrías que son fáciles de
analizar matemáticamente.
- Métodos empíricos: Miden parámetros que no están
claramente definidos, pero que la experiencia ha
demostrado que son útiles. Algunos instrumentos como
los consistómetros Adams y Bostwick, y el viscosímetro
de flujo de tubo, han sido utilizados para caracterizar
cremogenados de frutas y vegetales, papillas infantiles
(baby foods), y alimentos de tipo puré. Los métodos
empíricos se usan en el control de calidad de estos
productos y en estudios relacionados con los efectos de
los cambios de las condiciones de procesado en la
consistencia de los purés (Rao, 1986).
También se incluirían en este grupo los viscosímetros
rotacionales que utilizan geometrías de difícil análisis
matemático, como husos con agujas o aletas, con las
cuales se obtiene, para fluidos no newtonianos, una
magnitud de viscosidad aparente en unidades arbitrarias.
- Métodos imitativos: estos aparatos miden las
propiedades en condiciones que simulan las que se dan
en la práctica. Estos aparatos son utilizados
principalmente en alimentos sólidos.
- Métodos fundamentales: Varios instrumentos se han
empleado para medir las propiedades de flujo mediante
métodos fundamentales. Éstos pueden ser clasificados
en función de la geometría específica empleada: capilar,
cilindros concéntricos, plato y cono y platos paralelos.
Para todas la geometrías se deben cumplir tres
requisitos: que el fluido tenga flujo laminar, que la
operación sea isoterma y que no exista deslizamiento en
la interfase sólido fluido.
• Instrumentos de Medición: - Viscosímetros capilares
Se basa en el hecho de que cuando un fluido fluye a través
de un tubo forma un gradiente de velocidad y se induce un
cizallamiento. El fluido puede fluir por acción de la gravedad
o por efecto de un presión dada. Si se conocen el caudal
volumétrico, las dimensiones del tubo y la presión aplicada
se pueden construir las curvas de fluidez y calcular los
valores aparentes de la viscosidad (Barbosa-Cánovas et al.,
1993).
Estos aparatos han sido utilizados por algunos autores para
estudiar las propiedades reológicas de algunos zumos y
purés de fruta (Saravacos, 1968: Rao et al., 1974; Vitali y
Rao, 1982).
- Viscosímetros Plato-Cono y Plato-Plato Es un tipo de viscosímetro rotacional que consta que un plato
circular plano y de un cono (plato-cono) u otro plato plano
(plato-plato o platos paralelos). El ángulo del cono es de 3º o
menor pare evitar distorsiones en los resultados debido al
efecto borde. Las ecuaciones que permiten calcular la
velocidad de deformación y el esfuerzo cortante han sido
deducidas por Brodkey (1967) para el caso de plato-cono y
por Walters (1975) para platos paralelos.
- Viscosímetro de cilindros concéntricos Consta de un vaso de medición cilíndrico (de radio Ra) que
contiene en su interior un cilindro (de radio Ri) de forma que
el fluido queda atrapado en la corona anular que dejan el
vaso y el cilindro interior. Durante la operación de medida, el
cilindro interior o el vaso giran a una velocidad constante,
mientras el otro permanece fijo. En estas condiciones el par
transmitido por el elemento móvil hacia el fijo, a través del
fluido, será constante.
Para poder obtener las ecuaciones fundamentales con este
tipo de viscosímetros, además de los requisitos mencionados
anteriormente, deben hacerse una serie de suposiciones
adicionales (Rao, 1986):
- El flujo es estacionario.
- No existen componentes radiales ni axiales de la velocidad.
- No existe distorsión del campo de flujo por el efecto borde
de los cilindros.
Si es el vaso de medición el que gira, permaneciendo el
cilindro interior fijo, se denomina sistema Couette, mientras
que si es al revés, es decir, el cilindro interior gira y el vaso
permanece fijo se denomina sistema Searle. La transición de
flujo laminar a turbulento ocurre a velocidades de giro más
elevadas en el sistema Couette que en el Searle.
Si la corona anular es estrecha se imposibilita el estudio de
alimentos que contienen partículas sólidas grandes como es
el caso de los purés y pulpas de fruta (Rao, 1975).
El instrumento mide el par de torsión requerido para
mantener el movimiento giratorio del fluido a velocidad
angular constante.
El aparato o equipo donde el cilindro exterior gira (Couette) a
velocidad angular constante, y la caída giratoria del cilindro
interior efectuada en su forma más sencilla sobre un resorte
o mejor sobre un censor) resulta una medida del torque o
momento.. En el aparato donde el cilindro interno se hace
girar por medio de un mecanismo (un motor), el tiempo
necesario para un numero fijo de revoluciones o velocidad
angular, resulta una medida de la viscosidad.
CAPITULO II.- METODOLOGÍA 2.1. Método Empleado
Se realizará una investigación de corte experimental de dos
factores (temperatura de fermentación y concentración de inóculo,
con tres subniveles respectivamente) y de efectos fijos, para ello se
elaborará un yogurt aflanado usando la técnica descrita por la
norma técnica peruana.
Se procesarán los datos obtenidos basándose en el análisis
estadístico de los datos observados.
2.2 Hipótesis Central La estabilidad del coágulo formado por fermentación ácido láctica
sé vera influenciado por la temperatura y la concentración del
cultivo iniciador, determinando una cinética de la acidificación, que
resuelve la formación del coágulo en la elaboración del yogurt
aflanado. Esta característica podrá ser evaluada determinando los
valores de viscosidad y grado de sinéresis para cada combinación
de temperaturas y concentraciónes de cultivo iniciador ensayado.
Se conseguirá estabilizar e incrementar la viscosidad del coágulo
formado en la fermentación láctica con la adición de una mezcla de
ingredientes funcionales. La optimización de esta mezcla de
ingredientes, se traduce en mayor viscosidad y menor grado de
sinéresis.
Descripción del Proceso de Elaboración
Metodología experimental para obtener yogurt aflanado, para ello
elaboraremos el yogurt en un equipo experimental que consta de
los siguientes dispositivos:
Un baño maría de acero inoxidable para realizar la operación
de pasteurización.
Tres balones o matraces de vidrio de un litro de capacidad
donde se llevará a cabo la operación de fermentación.
Un baño maria con termorregulador que fijará la temperatura
programada para la fermentación. Además se controlará la
temperatura de la fermentación con un termómetro digital,
sumergido en una muestra en blanco depositada en el baño
maria.
Para elaborar experimentalmente el yogurt aflanado se desarrollo el
siguiente diagrama de flujo de operaciones: Figura 6: Diagrama experimental de flujo de operaciones
En
la
operación de fermentación se registraran los datos de pH para las
diferentes temperaturas y concentraciones de cultivo iniciador
consideradas en el ensayo, hasta llegar al valor de pH
correspondiente a 4,8.
Cuando se tenga que ensayar la estabilización y la viscosidad del
coágulo por la adición de ingredientes funcionales a diferentes
concentraciones, estos se adicionarán en la operación de
pasteurización.
Para evaluar la perdida de la calidad se relizará en la operación
final (Almacenamiento) del proceso en mención, considerando la
temperatura de almacenamiento a 15°C.
2.3. Métodos de Análisis
• Análisis Físico Químico - pH
- Densidad.- Densidad aparente método de los cilindros.
- Viscosidad.- viscosidad aparente, viscosímetro rotacional.
- Grado de Sinéresis.- Método de desuerado, por centrifugación.
• Análisis Sensorial Se realiza una prueba sensorial de escala Hedónica del producto
final.
2.4. Tipo de Investigación
Se circunscribe a la disciplina de las ciencias aplicadas y que para
el caso de nuestra investigación se refiere a la tecnología de los
Alimentos.
Donde se medira el efecto de los tratamientos sobre nuestra
muestra motivo del ensayo.
2.5. Población
La producción mensual de yogurt aflanado villarrealino que
asciende a 450 l/mes.
2.6. Muestras
Se toma en función de las cantidades requeridas y factibles para
realizar los ensayos motivo de investigación.
Basado en el modelo del diseño experimental de efecto fijo tipo I.
2.7. Variables de Estudio
• Variable Independientes (regresoras o explicativas ) - Concentración de Cultivo iniciador (%)
- Temperatura (ºC)
- Tiempo ( horas)
- Concentración del ingrediente funcional (%)
• Variables Dependientes ( respuesta ) - pH
- Viscosidad
- Grado de Sinéresis
- Grado de satisfacción
2.8. Diseño de la Investigación (Recolección de Datos y Técnicas de Procesamiento) Se basa en cálculos y determinaciones físico químicas del efecto
que producen los tratamientos en ensayo para el procesamiento de
los datos se usará el cálculo diferencial y el análisis estadístico de
la varianza.
Los datos serán procesados con los sofward estadísticos como el
SPSS, el Statistic y el Minitab.
2.8.1. Preparación de la muestra
• La leche: Se prepara una leche reconstituida, con leche en
polvo instantánea con 14% de extracto seco y pasteurizado a 90
°C por 2 segundos.
• El cultivo iniciador: Se prepara un cultivo iniciador (para yogurt
aflanado), con un cultivo superconcentrado liofilizado, la
relación de las cepas es de 9:1 de Streptococcus thermophilus y
lactobacillus bulgaricus incubados a 42°C durante 4 horas.
• La Mezcla de ingredientes funcionales: Se prepara una
mezcla de ingredientes funcionales de cantidades pre-
establecidas de: goma arabiga, pectina de bajo metoxilo y
colágeno, la cual se adicionara en el yogurt producido con los
parámetros óptimos de la fermentación (% cultivo iniciador y
temperatura) en cantidades variables, durante la operación de
pasteurización.
2.8.2. Cinética de Acificación.- Para determinar el incremento de la acidez o variación de iones
hidronio en la operación de fermentación, se realizará el siguiente
procedimiento:
1° Llevar a fermentar la leche pasteurizada y enfriada a las
siguientes temperaturas de trabajo 39ºC, 41ºC y 43ºC.
2° Con cada temperatura de trabajo realizar la fermentación
por cada concentración de inoculo o cultivo iniciador
,1%, 2% y 3%, hasta la formación física del coagulo o hasta
un pH final de 4,7.
3° Registrar los datos de la siguiente manera:
Para una temperatura de fermentación de 39ºC
registramos el pH y la acidez titulable expresada en ácido
láctico en intervalos de tiempos de 15 min.
TEMPERATURA DE
FERMENTACIÓN 39°C
Cultivo = 1% Cultivo = 2% Cultivo = 3%
tiempo(h) Acidez tiempo(h) Acidez tiempo(h) Acidez
X11 Y11 X11 Y11 X11 Y11
X12 Y12 X12 Y12 X12 Y12
. . . . . .
. . . . . .
. . . . . .
. . . . . .
. . . . . .
X1J Y1J X1J Y1J X1J Y1J
Donde:
• X1 j : Cualquier valor de la variable regresora en horas
• Y1 j : Cualquier valor de la variable de respuesta acidez.
De igual forma o metodología para las otras temperaturas de
fermentación 41ºC y 43ºC.
4º Luego realizar el análisis de regresión y encontrar el modelo
matemático empírico (ajuste lineal o regresión polinómica), de la
operación de fermentación para cada temperatura y concentración
de inoculo o cultivo iniciador considerado en el ensayo.
pH = F ( t ) 5º Determinar la primera derivada de la mejor correlación encontrada
para las fermentaciones. Para determinar la cinética de la
acidificación.
F(t) = μ pH / h
2.8.3. Estabilidad y Viscosidad del Coágulo formado en la Fermentación
2.8.3.1 Viscosidad VNE.- Para establecer los parámetros óptimos de
concentración de cultivo iniciador y de temperatura de
fermentación, se determinará en función de VNE (viscosidad
newtoniana equivalente); Y
2.8.3.2 Grado de Sinéresis.- Se determinará también la estabilidad del
coágulo formado midiendo el grado de sinéresis o porcentaje de
desuerado tras la centrifugación.
“La combinación de temperatura y concentración de cultivo
iniciador que produzca la más alta viscosidad y menor grado
de sinéresis correspondera a los parámetros ptimos de la
operación de fermentación en nuestra investigación”.
2.8.4 Viscosidad VNE del Yogurt Aflanado en Función del Agregado de Concentraciones Variables de Ingredientes Funcional.
Se evalúo la viscosidad VNE del yogurt aflanado en función del
agregado o adición de concentraciones variables de una mezcla de
ingredientes funcionales (una mezcla de pectina de bajo metóxilo,
goma arábiga y colágeno).
• Regresión viscosidad aparente sobre concentraciones de la mezcla de ingredientes funcionales
Se realiza un análisis de regresión para las variables regresoras (%
de ingredientes funcional y la variable de respuesta VNE), lineal,
modelización lineal y hasta polinomica; Que nos permita encontrar
la mejor relación empírica en función de su coeficiente de
determinación o coeficiente de correlación.
La viscosidad se determinará a 10ºC usando un viscosímetro
Brookfield.
Viscosidad = F (Variación del Ingrediente Funcional).
La relación matemática empírica será contrastada mediante el
análisis de la variancia de la regresión.
La relación nos permitirá pronosticar que concentración de la
mezcla de ingredientes funcionales produce la más alta viscosidad.
• Sinéresis del Yogurt Aflanado en función del Agregado de Concentraciones Variables de una Mezcla de Ingredientes Funcional.
El grado de sinéresis del yogurt aflanado se determiná por
centrifugación. El yogurt se elaborará con los parámetros óptimos
de la fermentación (concentración óptima de cultivo iniciador y Tº
óptima de la fermentación), en los tubos centrífugos graduados de
15ml. Adicionando para cada fermentación cantidades variables de
mezcla de ingredientes funcionales.
Luego se llevan a centrifugación con una fuerza centrífuga aplicada
de 30Fg (treinta veces la fuerza gravitatoria) por el tiempo de 10
minutos.
• Análisis de Regresión Grado de Sinéresis sobre concentración variable de mezcla de ingredientes funcionales.
Se realizá una tabla donde se registrará el porcentaje de suero
liberado después de la centrifugación para cada concentración de
la mezcla de ingredientes funcionales considerada a evaluar en la
investigación (0,00%, 0,20%, 0,40%, 0,60%, 0,80%, 1.0%)
Se realizá el análisis de regresión de la variable de respuesta (% de
suero) y la variable regresorá (% CC de la mezcla de ingredientes
funcionales) o independiente.
Viscosidad
Aparente (Pa)
Concentración de
Ingredientes (%)
Y11 0.00
Y12 0.20
Y13 0.40
Y14 0.60
Y15 0.80
Y16 1.00
Tanto para la modelización lineal hasta la regresión polinomica; que
nos permita encontrar la mejor relación empírica en función del
coeficiente de determinación o coeficiente de correlación.
V (%suero) = F (%Cc de Mezcla de ingredientes funcionales)
La mejor relación matemática empírica será contrastada mediante
el análisis de la variancia de la regresión.
La relación nos permite pronosticar que concentración de la
mezcla de ingredientes funcionales evita en mayor grado del
desuerado.
2.8.5. Reometría del Yogurt Aflanado
Con los parámetros óptimos determinados en la investigación de:
- Cantidad de cultivo iniciador (% P/V)
- Temperatura de fermentación (ºC)
- Cantidad de ingredientes funcionales ó estabilizantes (%P/V).
Se procede a caracterizar reometricamente el yogurt aflanado, con
el uso de un viscosimetro rotacionall Broockfield realizando la
reometría, relacionando para ello, los valores obtenidos de esfuerzo
constante (σ) y gradiente de velocidad (γ) mediante la relación de
Herschel Bukley.
σ = σ0 + Κ γn ó
ηa = σ + Κγn-1
Donde:
- σ = Esfuerzo cortante
- σ0 = Umbral de f luencia.
- Κ = Indice de consistencia
- ηa = Viscosidad aparente
- γ = Velocidad de formación o gradiente de velocidad.
- n = Indice de comportamiento al flujo, (desviación al
compartamiento newtoniano).
Efecto de la temperatura sobre la viscosidad se prepara el modelo
predictivo, que combina para el efecto de la temperatura, la
ecuación de Arrehnius para el indice de consistencia.
Para el umbral de fluencia (σ0) se relaciona:
σ0 = a – bT
donde:
a y b : Son constantes del análisis de regresión lineal.
σ0 : Umbral de fluencia.
T : Temperatura en grados Kelvin.
ηa = K exp. (Ea/RT) γ(n-1)
Donde:
θ = Esfuerzo contato
ηa = Viscosidad aparente.
Κ = Indice de consistencia
Ea = Energía de Activación.
R = Constante universal de los gases ideales.
T = Temperatura absoluta (ºK).
2.8.6. Pérdida de la Calidad del Yogurt Aflanado
La pérdida de calidad se evaluará en almacenamiento a
temperatura constante (15ºC) durante ocho semanas los factores
de calidad considerados a medir son el pH y la viscosidad aparente.
El modelo matemático para predecir la pérdida de calidad del
yogurt aflanado es la siguiente:
dA = KA
dθ
Donde:
A = μpH ó viscosidad aparente.
θ = Tiempo
K = Constante de velocidad en unidades de la inversa del tiempo.
2.8.7. Prueba Sensorial
Se realiza una prueba sensorial de muestra única de escala
hedónica que mide el grado de satisfacción.
2.8.8 Hipótesis de Trabajo
- Los parámetros óptimos de concentración de cultivo iniciador y
temperatura, determinan un coágulo estable y de alta
viscosidad.
- Los ingredientes funcionales del yogurt aflanado le confirién
mayor viscosidad y menor grado de sinéresis.
- El yogurt aflanado elaborado con los parámetros óptimos de la
investigación, produce satisfacción en los consumidores.
CAPITULO III.- RESULTADOS
3.1. RESULTADOS:
A continuación se presentan las graficas de fermentación para los
factores considerados en la investigación de temperatura y
concentración de inóculo.
Gráfica 1
En la siguiente grafica se observa la variación de la acidez durante
la operación de fermentación a la temperatura de 39°C para las tres
concentraciones de inóculo consideradas en la presente tesis.
INOCULO(1%)INOCULO(3%)INOCULO(2%)
CURVAS DE FERMENTACION ACIDO-LACTICA A 39°CVARIACION DEL pH EN FUNCION DEL TIEMPO DE FERMENTACION
TRES CURVAS DE FERMENTACION PARA TRES CONCENTRACIONES DE INOCULO
TIEMPO(H)
ACID
EZ(u
pH
)
4.5
5.0
5.5
6.0
6.5
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5
En la gráfica 1 se puede observar descriptivamente a partir de las curvas la
influencia de la concentración del cultivo sobre la fermentación, observándose las
curvas diferenciadas, aun cuando muestran la misma tendencia o
comportamiento.
Gráfica 2
En la siguiente gráfica se observa la variación de la ácidez durante
la operación de fermentación a la temperatura de 41°C para las tres
concentraciones de inóculo consideradas en la presente tesis.
INOCULO(1%)INOCULO(3%)INOCULO(2%)
CURVAS DE FERMENTACION ACIDO LACTICA A 41°CVARIACION DEL pH EN FUNCION DEL TIEMPO
TRES CURVAS DE FERMENTACION PARA TRES CONCENTRACIONES DE INOCULO
TIEMPO(H)
AC
IDEZ
(u p
H)
4.5
5.0
5.5
6.0
6.5
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5
En la gráfica 2 se puede observar descriptivamente a partir de las
curvas la diferenciación de la concentración de inoculo del 1% y
para la concentración de inoculo del 2% y 3%, casi
sobreponiéndose. A diferencia de la concentración del 1% de
inoculo que esta diferenciada.
Gráfica 3
En la siguiente gráfica se observa la variación de la acidez durante
la operación de fermentación a la temperatura de 43°C para las tres
concentraciones de inóculo consideradas en la presente tesis.
INOCULO(1%)INOCULO(3%)INOCULO(2%)
CURVAS DE FERMENTACION ACIDO-LACTICA A 43°CVARACION DEL pH EN FUNCION DEL TIEMPO
TRES CURVAS DE FERMENTACION PARA TRES CONCENTRACIONES DE INOCULO
TIEMPO(H)
AC
IDEZ
(u p
H)
4.4
4.8
5.2
5.6
6.0
6.4
6.8
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5
En la gráfica 3 se puede observar descriptivamente a partir de las
curvas un acercamiento de las curvas para las concentraciones de
inoculo del 3% y para la concentración de inoculo del 2%, casi
sobreponiéndose. A variar de la concentración del 1% de inóculo
que esta diferenciada.
Gráfica 4
En la siguiente grafica se observa la variación de la acidez durante
la operación de fermentación con 1% de inóculo para las tres
temperaturas de fermentación consideradas en la presente tesis.
TEMPERATURA (39°C)TEMPERATURA(41°C)TEMPERATURA (43°)
CURVAS DE FERMENTACION ACIDO-LACTICA CON 1% DE INOCULOVARIACION DEL pH EN FUNCION DEL TIEMPO
TRES CURVAS DE FERMENTACION PARA TRES TEMPERATURAS DIFERENTES
HORAS(H)
AC
IDEZ
(u p
H)
4.4
4.8
5.2
5.6
6.0
6.4
6.8
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5
En la gráfica 4 se puede observar descriptivamente a partir de las
curvas una superposición de las mismas, para las tres temperaturas
de fermentación considerada, con 1% de inóculo o cultivo iniciador
Gráfica 5
En la siguiente grafica se observa la variación de la acidez durante
la operación de fermentación con 2% de inóculo para las tres
temperaturas de fermentación consideradas en la presente tesis.
TEMPERATURA (39°C)TEMPERATURA(41°C)TEMPERATURA(43°)
CURVAS DE FERMENTACION ACIDO LACTICA PARA 2% DE INOCULOVARIACION DEL pH EN FUNCION DEL TIEMPO
TRES CURVAS PARA TRES TEMPERATURAS DE FERMENTACION
TIEMPO(H)
AC
IDE
Z(u
pH)
4.4
4.8
5.2
5.6
6.0
6.4
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5
En la gráfica 5 se observa descriptivamente que para la
temperatura de fermentación de 43°C la curva se encuentra
ligeramente diferenciada de las otras dos, que se encuentran muy
próximas.
Gráfica 6
En la siguiente grafica se observa la variación de la acidez durante
la operación de fermentación con 3% de inóculo para las tres
temperaturas de fermentación consideradas en la presente tesis.
TEMPERATURA(39°C)TEMPERATURA(41°C)TEMPERATURA(43°C)
CURVAS DE FERMENTACION ACIDO-LACTICA CON 3% DE INOCULOVARIACION DEL pH EN FUNCION DEL TIEMPO
TRES CURVAS PARA TRES TEMPERATURAS DE FERMENTACION
HORAS(H)
AC
IDEZ
(u p
H)
4.4
4.8
5.2
5.6
6.0
6.4
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5
En la gráfica 6 se puede observar descriptivamente a partir de las
curvas una superposición de las mismas, para las tres temperaturas
de fermentación considerada, con 3% de inóculo o cultivo iniciador.
Diagrama 1
En el siguiente diagrama se presenta el valor de la mediana de las
fermentaciones.
CAJAS BOX PLOT PARA LA FERMENTACION
COMPARACION DEL VALOR DEL pH ALCANZADO HASTA LA MITAD DEL PROCESO
COMPARACION DE LAS MEDIANAS
FERMENTACIONES
PH3%/43°CPH2%/43°C
PH1%/43°CPH3%/41°C
PH2%/41°CPH1%/41°C
PH3%/39°CPH2%/39°C
1%/39°C
VA
RIA
CIO
N D
EL
LA A
CID
EZ(
u pH
)
6.56.46.36.26.16.05.95.85.75.65.55.45.35.25.15.04.94.84.74.64.5
En el presente diagrama N° 1 se observa descriptivamente la variación
del pH hasta la mitad del proceso de fermentación, se observa que el
valor del pH alcanzado para las fermentaciones con inculo del 1%, para
todas las temperaturas de fermentaciones son relativamente similares.
Estadística Descriptiva para la Fermentación
Estadística Descriptiva Para Las Nueve Fermentaciones:
Fermentaciones N Minimum Maximum Media y Mediana Std. Deviation
pH(1% / 43°C) 12 4.84 6.30 5.64 y 5.79 .5910
pH(1% / 41°C) 13 4.79 6.32 5.63 y 5.79 .5948
pH(1% / 39°C) 11 4.77 6.29 5.63 y 5.76 .6276
pH(2% / 39°C) 10 4.76 6.29 5.57 y 5.61 .6123
pH(2% / 41°C) 11 4.77 6.28 5.55 y 5.53 .5902
pH(3% / 43°C) 11 4.80 6.16 5.49 y 5.47 .5562
pH(3% / 41°C) 12 4.79 6.21 5.47 y 5.39 .5660
pH(3% / 39°C) 10 4.72 6.22 5.47 y 5.38 .6021
pH(2% /43°C) 11 4.69 6.25 5.46 y 5.36 .6037
Valid N (listwise) 10
3.2. Determinando los Modelos Matemáticos Empíricos Para determinar la relación empírica matemática de la fermentación
para las nueve fermentaciones consideradas en la presente tesis,
se halló el modelo mediante el análisis de correlación y regresión
para relaciones estocásticas y de efectos fijos. Los modelos
encontrados fueron los siguientes:
Temperatura De
Fermentación(°C)
Inoculo (%)
Modelo matemático empírico
μpH = ƒ(t) (1)
39 1 μpH = 0.08440 t3 – 0.627246 t2 + 0.822223 t + 6.0278
39 2 μpH = 0.09282 t3 – 0.611480 t2 + 0.602004 t +6.1192
39 3 μpH = 0.07097 t3 – 0.426645 t2 + 0.167842 t + 6.2715
41 1 μpH = 0.07402 t3 – 0.545991 t2 + 0.652964 t + 6.1098
41 2 μpH = 0.10021 t3 – 0.643020 t2 + 0.614896 t + 6.1063
41 3 μpH = 0.10211 t3 – 0.643382 t2 + 0.603262 t + 6.0544
43 1 μpH = 0.06709 t3 – 0.509958 t2 + 0.637058 t + 6.0886
43 2 μpH = 0.06591 t3 – 0.396309 t2 + 0.107452 t + 6.2861
43 3 μpH = 0.07735 t3 – 0.501363 t2 + 0.411257 t + 6.0833
Todos los modelos fueron contrastados mediante el análisis de la
varianza de la regresión polinomial en conjunto donde se plantea la
hipótesis de que todos los coeficiente de regresión son igual a cero
o no, o lo que es lo mismo si el coeficiente de correlación es igual a
cero o no, de donde se desprende a partir de la prueba” F” si la
relación es significativa o no; También se realizó el contraste
individual “t” de los coeficientes de regresión.
Resultando para todos los modelos de efectos fijos significativa, es
decir que existe un ajuste significativo de la relación.
3.3. Determinando la Cinética de Acidificación Para determinar la relación de la velocidad acidificación se
determino la primera derivada de la función de la fermentación (1),
para las nueve fermentaciones:
Temperatura De
Fermentación(°C)
Inoculo (%)
Modelo cinética de acidificación
ΔμpH/h = ƒl(t) = νpH (2)
39 1 ΔμpH/h = 0.25332 t2 – 1.25449 t + 0.822223
39 2 ΔμpH/h = 0.27847 t2 – 1.22296 t + 0.602004
39 3 ΔμpH/h = 0.21290 t2 – 0.85329 t + 0.167842
41 1 ΔμpH/h = 0.22206 t2 – 1.09198 t + 0.652964
41 2 ΔμpH/h = 0.30006 t2 – 1.28604 t + 0.614896
41 3 ΔμpH/h = 0.30633 t2 –1.28676 t + 0.603262
43 1 ΔμpH/h = 0.20126 t2 – 1.01992 t + 0.637058
43 2 ΔμpH/h = 0.19774 t2 – 0.79262 t + 0.107452
43 3 ΔμpH/h = 0.23205 t2 – 1.00273 t + 0.411257
3.4. Determinación de la Razón de Cambio Instantánea del Modelo
Cinético de Acidificación
Para Determinar la razón de cambio instantánea de la velocidad o
“aceleración” de la fermentación es preciso hallar la segunda
derivada de la función de la fermentación (Modelo matemático
empírico) (1), para las nueve fermentaciones consideradas en la
presente tesis.
Temperatura De
Fermentación(°C)
Inoculo (%)
Modelo razón de cambio instantánea de la cinética de acidificación
νpH/h = ƒll(t) (3)
39 1 νpH/h = 0.506646 t – 1.25449
39 2 νpH/h = 0.556944 t – 1.22296
39 3 νpH/h = 0.425802 t – 0.85329
41 1 νpH/h = 0.444132 t – 1.09198
41 2 νpH/h = 0.601266 t – 1.28604
41 3 νpH/h = 0.612654 t –1.28676
43 1 νpH/h = 0.402528 t – 1.01992
43 2 νpH/h = 0.395478 t – 0.79262
43 3 νpH/h = 0.464106 t – 1.00273
3.5. Análisis de la Varianza de los Modelos de la Cinética de Acidificación
Mediante el análisis de la varianza de los valores promedios de la
velocidad de acidificación ocurridos en las cuatro primeras horas de
la fermentación, determinaremos las diferencias significativas del
valor promedio en cuestión, considerando para este análisis
estadístico dos factores (concentración del inoculo y temperatura de
fermentación) y de efectos fijos.
ANÁLISIS DE LA VARIANZA PARA VALORES PROMEDIOS DE LA CINÉTICA DE ACIDIFICACIÓN(μpH / h)
FUENTES DF SS MS F P
Inoculo(%) 2 0.006109 0.003055 9.74 0.029 Temp.Ferment.(°C) 2 0.001156 0.000578 1.84 0.271 Error 4 0.001255 0.000314 Total 8 0.008520 Del presente análisis se establece diferencias significativas en la variable observada de la
velocidad promedio, con alta influencia del factor de concentración de inoculo. Existiendo
poca probabilidad estadística de la influencia del factor correspondiente a la temperatura de
fermentación.
ANÁLISIS DE LA VARIANZA DE LA VELOCIDAD PARA LA PRIMERA HORA DE LA FERMENTACION
FUENTES DF SS MS F P
Inoculo(%) 2 0.08753 0.04377 9.01 0.033 Temp.Ferment.(°C) 2 0.00067 0.00033 0.07 0.935 Error 4 0.01942 0.00486 Total 8 0.10762 Del análisis estadístico realizado a la velocidad de fermentación transcurrido UNA hora de la
fermentación, podemos afirmar a un nivel de significación del 5% que existen diferencias
significativas con respecto a la concentración por ser el factor considerado que influye o
genera variabilidad en los resultados de la cinética de acidificación.
ANÁLISIS DE VARIANZA PARA VELOCIDAD TRANSCURRIDA DOS HORAS DE LA FERMENTACIÓN FUENTES DF SS MS F P IInoculo(%) 2 0.011905 0.005952 11.59 0.022 Temp.Ferment.(°C) 2 0.006689 0.003344 6.51 0.055 Error 4 0.002055 0.000514 Total 8 0.020648 Del análisis estadístico realizado a la velocidad de fermentación transcurrido a las DOS
horas de la fermentación, podemos afirmar a un nivel de significación del 5% que existén
diferencias significativas con respecto a la concentración por ser el factor considerado que
influye o genera variabilidad en los resultados de la cinética de acidificación.
ANALISIS DE VARIANZA PARA LA VELOCIDAD TRANSCURRIDA TRES HORAS DE LA FERMENTACION FUENTES DF SS MS F P Inoculo(%) 2 0.030467 0.015234 18.79 0.009 Temp.Ferment.(°C) 2 0.001309 0.000654 0.81 0.508 Error 4 0.003243 0.000811 Total 8 0.035018 Del análisis estadístico realizado a la velocidad de fermentación transcurrido TRES horas de
la fermentación, podemos afirmar a un nivel de significación del 5% que existen diferencias
significativas con respecto a la concentración por ser el factor considerado que influye o
genera variabilidad en los resultados de la cinética de acidificación.
3.6. Determinación de los Predictores Cinéticos A partir de los modelos matemáticos empíricos determinados para
las nueve fermentaciones consideradas, se hallaron los siguientes
predictores:
INOCULO (%)
T.F.(°C) tFL
(min)
tFE
(min) tFL - FE
(min) tνmax.
(min)
νmax
(μpH/min)
1 39 46.65 250.48 203.83 148.56 -0.012181
2 39 33.90 229.61 195.71 131.75 -0.012345
3 39 12.45 228.03 215.58 120.24 -0.011452
1 41 41.77 253.24 211.47 147.52 -0.011491
2 41 32.91 223.76 190.85 128.33 -0.012674
3 41 32.26 219.78 187.52 126.02 -0.012467
1 43 43.78 260.27 216.49 152.02 -0.010917
2 43 8.43 232.07 223.64 120.25 -0.011447
3 43 27.53 231.73 204.2 129.63 -0.011199
Donde:
• T.F.: Temperatura de fermentación.
• t FL: Tiempo de duración de la fase de latencia pHinicial
constante.
• t FE: Tiempo hasta la fase estacionaria, donde el pH obtiene su
mínimo valor.
• t FL – FE: Tiempo transcurrido entre la fase de latencia hasta la
fase estacionaria.
• tνmax: Tiempo necesario para llegar a la velocidad máxima.
• νmax : Máxima velocidad alcanzada durante la fermentación.
ANALISIS DE LA VARIANZA CON DOS FACTORES (TEMPERATURA E INOCULO) Analisis de la Varianza para la Velocidad Máxima Fuentes DF SS MS F P Inoculo (%) 2 1091.9 545.9 17.43 0.011 Temp.Ferment.(°C) 2 0.4 0.2 0.01 0.994
Error 4 125.3 31.3
Total 8 1217.6
El presente análisis estadístico establece al nivel de significación
del 5% que existe diferencias significativas entre los valores de la
velocidad máxima probablemente por el efecto del factor inóculo
por presentar mayor variabilidad.
Gráfica 7 En la presente grafica de barras se presentan los tiempos
transcurridos en la fermentación hasta la fase estacionaria o
máxima declinación del pH, agrupados en función de la temperatura
y sub-grupos de inóculo.
GRAFICA N° 7: TIEMPO DE FERMENTACION HASTA LA FASE ESTACIONARIA
TIEMPO HASTA LA FASE ESTACIONARIA PARA CADA TEMPERATURA POR INOCULO
TEMPERATURA DE FERMENTACION(°C)
434139
TIE
MP
O H
AS
TA F
AS
E E
STA
CIO
NA
RIA
(min
)
270
260
250
240
230
220
210
LEYENDA(%Inoculo)
INOCULO(1%)
INOCULO(2%)
INOCULO(3%)
232
220
228
232
224
230
260
253250
En la gráfica 7 se observa descriptivamente que el tiempo
transcurrido de la fermentación hasta la fase estacionaria alcanza
mayores valores para la temperatura de fermentación a 43°C.
Gráfica 8
En la presente grafica de barras se presentan los tiempos
transcurridos en la fermentación hasta la fase estacionaria o
máxima declinación del pH, agrupados en función de la
concentración del inoculo y sub-grupos de temperatura de
fermentación.
GRAFICA N° 8: TIEMPO DE FERMENTACION HASTA LA FASE ESTACIONARIA
TIEMPO DE FERMENTACION EN FUNCION DEL INOCULO
BARRAS POR GRUPOS DE INOCULO Y SUBGRUPOS DE TEMPERATURA
CONCENTRACION DE INOCULO(%)
3%2%1%
TIE
MP
O H
AS
TA F
AS
E E
STA
CIO
NA
RIA
(min
)
270
260
250
240
230
220
210
TEMPERATURAS:
FERMENTACION(39°C)
FERMENTACION(41°C)
FERMENTACION(43°C)
232232
260
220
224
253
228230
250
En la gráfica 8 se puede observar descriptivamente que el grupo
correspondiente a la concentración de 1% de inoculo se producen
los tiempos más extensos de la fermentación, hasta llegar a la fase
estacionaria, para las tres temperaturas de fermentación
considerada.
3.7. Análisis de la Variancia del Tiempo de Fermentación hasta la Fase Estacionaria Mediante el análisis de la variancia y la prueba “F” determinaremos
las diferencias significativas de los tratamientos para un nivel de
significación del 5%.
Análisis De La Varianza Para Tiempo De Fermentación Hasta Fase Estacionaria:
FUENTES DF SS MS F P
INOCULO(%) 2 1481.86 740.93 80.21 0.001
FERMENTACIÓN(°C) 2 125.30 62.65 6.78 0.052
Error 4 36.95 9.24
A partir del siguiente análisis estadístico del predictor el tiempo
transcurrido en la fermentación hasta la fase estacionaria, para las
nueve fermentaciones consideradas en la presente investigación
de tesis, determinamos que existen diferencias significativas tanto
para la temperatura de fermentación como para la concentración
del inoculo con respecto al predictor en mención.
ANÁLISIS DE LA VARIANZA PARA LOS TIEMPOS DE FASE LATENCIA T FL: ANALISIS DE LA VARIANZA PARA LA FASE DE LATENCIA (t FL) FUENTES DF SS MS F P
inoculo(%) 2 761 380 2.93 0.164 Fermentación(%) 2 123 62 0.48 0.653 Error 4 519 130 Total 8 1403 No existe evidencia estadística a un nivel de significación de 5%
para establecer diferencias significativas entre los tiempos de
latencia para los factores considerados.
3.8. Resultados de la Viscosidad del Yogurt Elaborado con los Factores Considerados
Para medir la viscosidad de los yogures producidos en las nueve
fermentaciones, se determino la misma con el uso de un
viscosímetro rotacional Brookfield RVT, en triplicado a una
temperatura de 10°C, con una velocidad de deformación de 20rpm.
Gráfica 9
A continuación se presentan en forma de gráfica de barras las
Viscosidades Newtonianas Equivalentes (VNE), para las nueve
fermentaciones consideradas, agrupadas por temperatura de
fermentación y subgrupos de concentración de inóculo.
VISCOSIDAD EQUIVALENTE NEWTONIANA(VNE) POR TEMPERATURA DE FERMENTACION
VNE POR GRUPOS DE TEMPERATURA Y SUBGRUPOS DE CULTIVO
COMPARACION DE LA CONSISTENCIA
TEMPERATURAS DE FERMENTACION(°C)
43°C41°C39°C
VIS
CO
SID
AD
NE
WTO
NIA
NA
EQ
UIV
ALE
NTE
(cp)
1200
1000
800
600
400
200
INOCULO(%)
INOCULO(%)
INOCUÑO(2%)
INOCULO(3%)
476
626
1097
588632
1110
585
896
1128
De la gráfica 9 se observa descriptivamente la tendencia de
disminución de la VNE en función de la temperatura.
Gráfica 10
A continuación se presentan en forma de grafica de barras las Viscosidad
Newtoniana Equivalente (VNE), para las nueve fermentaciones consideradas,
agrupadas por concentración de inóculo para la fermentación y subgrupos de
temperaturas.
De la presente gráfica 10 se observa descriptivamente que para todas las
concentraciones de inoculo a la temperatura de 39°C se produce la mas
alta VNE. A diferencia la temperatura de fermentación de 43°C produce
las más bajas VNE.
VISCOSIDAD NEWTONIANA EQUIVALENTE POR CONCENTRACION DE INOCULO
VISCOSIDAD POR GRUPOS DE INOCULO Y SUBGRUPOS DE TEMPERATURA
COMPARACION DE LA CONSISTENCIA DEL YOGURT
CONCENTRACION DE INOCULO(%)
3%2%1%
VIS
CO
SID
AD
NE
WTO
NIA
NA
EQ
UIV
ALE
NTE
(cp)
1200
1000
800
600
400
200
TEMPERATURA:
FERMENTACION (39°C)
FERMNETACION (41°C)
FERMENTACION (43°C)
476
588585626632
896
109711101128
3.9 Análisis de la Variancia para la VNE
A partir de la análisis de la varianza de los datos de la VNE para los
factores considerados de temperatura de fermentación y
concentración de inoculo para efectos fijos, determinamos la
diferencias significativas por efecto de los factores considerados en
la presente investigación.
ANALISIS DE LA VARIANZA PARA VNE
FUENTES DF SS MS F P
Temperatura(°C) 2 498854 249427 36.48 0.003 Inoculo(%) 2 29541 14770 2.16 0.231 Error 4 27347 6837 Del análisis estadístico de la varianza se puede establecer diferencias
significativas al 5% para la VNE por efecto de la temperatura, pero que los
valores observados se encuentran estadísticamente hablando, con muy poca
probabilidad de estar influenciados por la variación de la concentración del
inóculo.
3.10 . Determinación Del Grado De Sinéresis Para determinar el grado de sinéresis de los nueve tipos de yogures
elaborados con los diferentes parámetros de la fermentación
considerados en la presente tesis se colocó una muestra de cada
yogurt de volumén constante en un embudo filtro y se esperó por un
lapso tiempo de 25 min. La cantidad en cc. de suero producido por
efecto de la gravedad determinabá el grado de sinéresis, las
muestras se encontraban a 10°C y el ensayo se realizó por
triplicado encontrando los siguientes promedios para las nueve
fermentaciones consideradas.
Gráfica 11
En la presente grafica de barras se observa el grado de sinéresis
en función de la temperatura con subgrupos de concentración de
inoculo.
E
n
l
a
g
r
á
f
i
c
a
1
1
Se observa la influencia de la temperatura sobre el grado de
sinéresis, siendo este mayor conforme aumenta la temperatura de
fermentación.
GRADO DE SINERESIS POR TEMPERATURA DE FERMENTACION
EVALUACION DESCRIPTIVA POR TEMPERATURA PARA CADA PORCENTAJE DE INOCULO
TEMPERATURA DE FERMENTACION (°C)
43 C41 C39 C
GR
ADO
DE
SIN
ERES
IS (%
)
6.50
6.00
5.50
5.00
4.50
4.00
3.50
3.00
2.50
2.00
1.50
1.00
.50
0.00
Sineresis a 1%
Sineresis a 2%
Sineresis a 3%
6.35
2.50
1.70
6.30
2.45
1.70
3.35
1.701.65
Gráfica 12
En la presente gráfica de barras se observa el grado de sinéresis en
función de la concentración del inoculo con subgrupos de temperatura de
fermentación.
La grafica nos permite describir que a la temperatura de 43°C se produce
el más alto grado de sinéresis independientemente de la concentración del
inóculo y que para una concentración del inóculo de 1% a las
temperaturas de 39°C y 41°C son muy similares y muestran el menor
grado de sinéresis.
VARIACION DEL GRADO DE SINERESIS
COMPARACION DESCRIPTIVA POR INOCULO PARA CADA TEMPERATURA FERMENTACION
CONCENTRACION DE INOCULO (%)
3%2%1%
GR
AD
O D
E S
INE
RE
SIS
(%)
6.50
6.00
5.50
5.00
4.50
4.00
3.50
3.00
2.50
2.00
1.50
1.00
.50
0.00
Grado de Sineresis
Sineresis a 39 C
Sineresis a 41 C
Sineresis a 43 C
6.356.30
3.35
2.502.45
1.70 1.701.701.65
3.11. Análisis de la Varianza para el Grado de Sinéresis
Mediante el análisis estadístico de la varianza del grado de
sinéresis, para los dos factores considerados y de efectos fijos,
estableceremos las diferencias significativas para un nivel de
significación del 5% de la variable de respuesta observada.
ANALISIS DE LA VARIANZA DEL GRADO DE SINERESIS(%)
FUENTES DF SS MS F P
Inoculo(%) 2 3.211 1.605 2.08 0.241 Temperatura(°C) 2 23.321 11.660 15.07 0.014 Error 4 3.094 0.774 Total 8 29.626 Del presente análisis podemos establecer que existen diferencias significativas al
nivel de significación del 5% entre el grado de sinéresis como producto del factor
de la temperatura, pero existe muy poca evidencia estadística para establecer que
la variación se deba al factor de la concentración del inoculo, la variabilidad
aportada por el efecto del factor de concentración del inóculo es pequeña
comparada con la variabilidad de origen o error experimental.
Gráfica 13 La presente gráfica se presenta el grado de sinéresis y la viscosidad (VNE) para
las nueve fermentaciones consideradas en la presente investigación de tesis con
dos factores de efectos fijos.
GRADO DE SINERESIS VERSUS VISCOSIDADVARIACION DEL GRADO DE SINERESIS Y LA VISCOSIDAD(VNE) PARA LAS 9 FERMENTACIONES
De la gráfica 13 se puede describir la relación inversa o negativa entre el grado
de sinéresis y la viscosidad (VNE), es decir, cuanto menor es el grado de
sinéresis encontramos más alta la medida de la viscosidad. Con respecto a las
fermentaciones para parámetros menores encontramos menor el grado de
sinéresis y más alta la viscosidad.
De los análisis realizados con los dos factores y de efectos fijos,
encontramos o determinamos que los parametros óptimos de la
fermentación que produzcan un coagulo estable se refieren a las
fermentaciones realizadas a 39°C y todas sus concentraciones de
inóculos, como tambièn para la fermentación realizada a 41°C con
1% de cultivo iniciador.
Pero en el caso de las fermentacines a 39ºC corresponden a
lapsos de tiempos más largos para llegar a la fase de estacionaria.
Por lo tanto para continuar nuestra investigación consideramos que
el parámetro optimo de la fermentación es 41°C con 1% de
inoculo, por razones económicas y tecnológicas debido al costo de
rebajar la temperatura desde la operación pasteurización (85°C-
91°C) hasta la temperatura optima de la operación de fermentación.
3.12. Estabilización e Incremento de la Viscosidad del Yogurt Elaborado con los Parámetros Óptimos de la Fermentación
Para estabilizar y elevar la viscosidad del yogurt aflanado elaborado
con los parámetros óptimos de la fermentación es necesario
adicionarle una mezcla de ingredientes funcionales afines con la
leche que permitan:
Disminuir el grado de sinéresis.
Incrementar la viscosidad.
Formación de un coagulo homogéneo.
Para ello el investigador probará una mezcla de ingredientes
funcionales o estabilizantes elaborados a partir de un mezcla
“secreta”, adicionándole a la leche reconstituida antes de la
pasteurización concentraciones variables de este nuevo
estabilizante (SUPERGELACT), concentraciones en porcentaje
peso volumén (% p/v) de 0,2%; 0,4%; 0,6%; 0,8% y 1,0%.
Para probar la eficacia de las concentraciones del estabilizante
“SUPERGELACT”, se realizarón pruebas de grado de sinéresis por
centrifugación y de consistencia determinando la medida de la
viscosidad con un viscosímetro rotacional Brookfield RVT (fig. 5)
Para determinar el grado de sinéresis para las cinco
concentraciones del nuevo estabilizante para yogurt aflanado
“SUPERGELACT”, se llevarón las muestras a centrifugacion a la
temperatura de 10°C.
3.13. Determinación del Grado de Sinéresis en Función del Estabilizante “Supergelact”
A continuación se presentan en forma grafica los resultados de la
centrifugación del yogurt adicionado de cinco concentraciones en
peso/volumen del estabilizante “SUPERGELACT”, para la
estabilización del coagulo del yogurt aflanado:
Gráfica 14
D
e
l
a
g
r
á
f
i
c
a
N
Se puede observar descriptivamente que el grado de sinéresis
disminuye conforme aumenta la concentración del estabilizante
“SUPERGELACT”, hasta valores de 0% a partir de la concentración
de 0,8% del estabilizante.
GRADO DE SINERESIS CON INGREDIENTE FUNCIONAL
GRADO DE SINERESIS VERSUS CONCENTRCION VARIABLE DE INGREDIENTE FUNCIONAL
METODO CENTRIFUGACION
INGREDIENTE FUNCIONAL(%)
1.00.80.60.40.20.00
GR
AD
O D
E S
INE
RE
SIS
(%) 25
20
15
10
5
02
8
17
24
3.14. Modelo Matemático Empírico para las Variables de Grado de Sinéresis en Función del Porcentaje de Estabilizante Los datos observados de la variable de respuesta de grado de
sinéresis (%p/v) y la variable regresora concentración de
estabilizante se analizarán mediante un análisis de regresión. Tanto
como el ajuste y los coeficientes del modelo se validarán mediante
un análisis de varianza: ANÁLISIS DE CORRELACIÓN Y REGRESIÓN: VARIABLE DEPENDIENTE: SINÉRESIS(%) METODO: CUADRÁTICA COEFICIENTES DE CORRELACIÓN
Multiple R .99641 R Square .99283 Adjusted R Square .98805 Standard Error 1.10150 ANÁLISIS DE LA VARIANZA DEL MODELO: DF Sum of Squares Mean Square Regression 2 504.06835 252.03417 Residuals 3 3.63993 1.21331 F = 207.72422 Signif F = 0 .0006 EL analisis estadistico revela que el modelo es significativo es decir que el valor de
"R" es diferente de cero, a un nivel de significación del 5%.
------------ ANÁLISIS DE CONTRASTE DE LOS COEFICIENTES --------- FUENTES B SE B Beta T Sig T INGRE -53.824643 4.695257 -1.998587 -11.464 .0014 INGRE**2 28.294643 4.506898 1.094530 6.278 .0082 (Constant) 25.179286 .998323 25.222 .0001
El análisis estadístico a un nivel del 5% de significación determina
que los coeficientes de la regresión cuadrática son significativos, es
decir que se relacionan bien con la variable dependiente es decir
que existe regresión o que son diferentes de cero.
Por tanto el modelo para la relación empírica es:
Donde :
• °
G
S
: Grado de sinéresis (%v/v)
• I : Concentración del estabilizante (%p/v)
Gráfica 15
Representación grafica del modelo cuadrático para la regresión de
las variables en cuestión:
E
n
l
a
g
r
á
f
i
c
a
1
Se puede observar la tendencia cuadrática de los datos observados por la
superposición con el modelo predictivo, la relación de las variables es
negativa, es decir mayor cantidad de estabilizante menor grado de
sinéresis.
°GS = 28.294643 I2 --53.824643 I + 25.179286
CURVA DE GRADO DE SINERESIS(%) EN FUNCION DEL ESTABILIZANTE
MODELO DE REGRESION CUADRATICA
INGREDIENTE FUNCIONAL(%)
1.21.0.8.6.4.20.0
GR
AD
O D
E S
INE
RE
SIS
(%) 30
25
20
15
10
5
0
LEYENDA
Curva observada
Modelo Cuadratico
3.15. Determinación de la Consistencia del Yogurt Aflanado en Función del Estabilizante “Supergelact” Para determinar la consistencia del yogurt aflanado elaborado con
cinco concentraciones del estabilizante “SUPERGELACT”, se
determinó la medida de la viscosidad newtoniana equivalente con el
uso de un viscosímetro rotacional Brookfield RVT. Las mediciones
se realizarón a la temperatura de 10°C con spindle (aguja o husillo)
número 4 y para una velocidad de deformación de 30rpm, se
determinarón en triplicado.
Grafica 16
D
e
l
a
g
r
á
f
i
c
a
Se puede observar descriptivamente el incremento de la VNE en
función del incremento de la concentración del estabilizante
“SUPERGELACT”.
CONSISTENCIA DEL YOGURT EN FUNCION DEL ESTABILIZANTE
PORCENTAJE DE ESTABILIZANTE SUPERGELACT(%)
1.0%0.8%0.6%0.4%0.2%
VISC
OSI
DAD
NEW
TON
IAN
A EQ
UIV
ALEN
TE(c
P)
10000
8000
6000
4000
2000
0
8820
6800
3420
746459
3.16 . Modelo Matemático Empírico de la VNE: Se determinará mediante el análisis de correlación y regresión la
relación matemática empírica de las variables de respuesta (VNE) y
la variable regresora (concentración del estabilizante). El modelo
sera validado mediante el análisis de la varianza y la contrastación
de los coeficientes del modelo.
ANÁLISIS DE CORRELACIÓN Y REGRESIÓN: VARIABLE DEPENDIENTE: VNE MODELO: CÚBICO ANÁLISIS DE CORRELACIÓN Multiple R 0.99998 R Square 0.99996 Adjusted R Square 0.99984 Standard Error 46.01630 ANALISIS DE LA VARIANZA PARA EL MODELO: DF Sum of Squares Mean Square Regression 3 54521874.5 18173958.2 Residuals 1 2117.5 2117.5 F = 8582.74294 Signif F = 0 .0079 De el presente analisis estadistico para el modelo de regresion de las
variables correlacionadas se determina la significación de la relación al 5% de
significación, es decir que el coeficiente de regresión es diferente de cero. -------------------- CONTRASTE DE LOS COEFICIENTES DE REGRESIÓN -------------------- Variable B SE B Beta T Sig T ESTABI -34397.5 1479.501136 -2.946206 -23.249 .0274 ESTABI**2 77706.25 2745.699763 8.140628 28.301 .0225 ESTABI**3 -39031.25 1515.795022 -4.310388 -25.750 .0247 (Constant) 4548.0 226.370272 20.091 .0317 Del presente análisis estadístico de prueba "T" a un nivel de significación del
5% para los coeficientes de regresión estos son significativos, es decir que se
encuentran relacionados con la variable o que ningún valor es igual a cero.
3.16.1. Modelo Matemático Empírico: El modelo matemático empírico de los datos observados como efectos
fijos es el siguiente:
Gráfica 17 La siguiente grafica representa el modelo predictivo o ajuste para el
rango los datos observados:
L
a
g
r
á
f
i
c
a
m
o
d
e
l
a
La realación cúbica de las variables regresoras y de respuesta,
revela una relación positiva entre las variables a mayor
concentración del estabilizante mayor viscosidad (VNE).
VNE = -39031.25 I3 + 77706.25 I2 + -34397.5 I + 4548.0
CURVA DE LA VISCOSIDAD NEWTONIANA EQUIVALENTE DEL YOGURT AFLANADO
VNE EN FUNCION DE LA CONCENTRACION DEL ESTABILIZANTE
VISCOSIDAD DEL YOGURT AFLANADO CON SUPERGELACT
CONCENTRACION DE ESTABILIZANTE(%)
1.00.80.60.40.20
VIS
CO
SID
AD
NE
WTO
NIA
NA
EQ
UIV
ALE
NTE
(cP
)
10000
9000
8000
7000
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0
MODELOS
TENDENCIA OBSERVADA
MODELO CUBICO
Gráfica 18
La siguiente grafica describe el comportamiento del yogurt aflanado
en función del agregado de las cinco diferentes concentraciones del
estabilizante SUPERGELACT, tanto para el grado de sinéresis y la
viscosidad.
COMPARACION DESCRIPTIVA DEL GRADO DE SINERESIS Y LA VISCOSIDADGRADO DE SINERESIS(GS) Y VISCOSIDAD NEWTONIANA EQUIVALENTE(VNE)
GS Y VNE EN FUNCION DEL ESTABILIZANTE
De la presente grafica 18 se observa descriptivamente la
disminución del grado de sinéresis al incrementarse la
concentración del estabilizante, en el caso de la viscosidad, esta
aumenta al aumentar el estabilizante. Y entre el grado de sinéresis
y la viscosidad existe una relación inversa a más viscosidad menor
grado de sinéresis.
“Luego de analizar los datos de viscosidad (VNE) y el grado de
sinéresis obtenidos de elaborar el yogurt aflanado y encontrar una
relación positiva tanto para la consistencia y el grado de sinéresis
en función del incremento de la adición del estabilizante
“SUPERGELACT”, decidimos establecer que la concentración
optima del estabilizante es de 0,8%(p / v).”
3.17. Caracterización Reométrica del Yogurt Aflanado A continuación se caracterizará reometricamante el yogurt aflanado
elaborado con 1% de inoculo, 0,8% de estabilizante
“SUPERGELACT” y fermentado a 41°C.
Antes de realizar él presente análisis es importante realizar una
descripción sensorial visual del comportamiento del yogurt aflanado
elaborado a partir de los parámetros óptimos de la fermentación
con 0,8%(p/v) de estabilizante “SUPERGELACT”.
En la figura se puede observar la consistencia del yogurt:
(A) Se observa una muestra de yogurt suspendida con la parte
convexa de una cucharita plástica aún después de 10 seg.
(B) Se observa una cucharita plástica introducida en el centro del
yogurt sin que esta se recline aún después de 10 seg. a más.
Fig. 8
En la presente figura se muestra la fotografía realizada a dos tipos de
yogures elaborados con los mismos parámetros de la fermentación pero
uno (A) elaborado sin estabilizante y el otro (B) con 0,8% de estabilizante
“SUPERGELACT”, después de transcurridos 10 seg.
Fig. 9
En la presente figura 9 se muestra la misma fotografía realizada en la
figura 8 pero después de 10 segundos más, observándose que la muestra
(A) sigue fluyendo y la muestra (B) no fluye a expensas de su peso.
Fig. 10
En la presente fig.10 se observa tres muestras de yogurt aflanado de la tesis:
(A) Muestra de yogurt suspendido en cucharita invertida.
(B) Muestra de yogurt con cucharadita introducida y suspendida verticalmente.
(C) Muestra de yogurt con copa totalmente invertida.
Fig, 11
En la presente fig. 11 se observa sensorialmente que el yogurt(A) no fluye a
expensas del efecto de la gravedad o por acción de su propio peso, si no que es
necesario superar un esfuerzo mínimo necesario para poder fluir.
3.18. Comportamiento Reológico del Yogurt Aflanado a 12°C 3.18.1. Comportamiento a la Deformación de Flujo:
Para el siguiente análisis reométrico del yogurt aflanado óptimo de
la presente tesis fue sometido a su deformación (velocidades de 10,
20, 30, 50, 60 y 100rpm) en un viscosímetro rotacional Brookfield
RVT con aguja número 4 a la temperatura de 12°C.
El viscosímetro para cada velocidad de deformación (Ni) nos
entrega el valor de tres variables:
El esfuerzo cortante (Pa).
El gradiente de velocidad (1/s). Y
Viscosidad Newtoniana equivalente (cP).
3.18.2. La Ley De Potencia
Los datos de velocidad de deformación y esfuerzo cortante fueron
sometidos al análisis de regresión, para determinar si los datos
observados del yogurt aflanado se ajustan a una regresión
potencial (Ley de Potencia).
VARIABLE DEPENDIENTE: ESFUERZO CORTANTE (Pa) METODO: POTENCIAL COEFICIENTE DE REGRESIÓN R Square .99886 Adjusted R Square .99828 Standard Error .00660 ANALISIS DE LA VARIANCIA: DF Sum of Squares Mean Square Regression 1 .07605243 .07605243 Residuals 2 .00008710 .00004355 F = 1746.22546 Signif F = 0,0006 El presente análisis estadístico determina a un nivel de significación del 5% que el
modelo de regresión potencial es significativo, es decir que el coeficiente de correlación
es diferente de cero.
-------------------- COEFICIENTES EN LA ECUACIÓN ------------------------------------ VARIABLES B SE B Beta T Sig T VELOCIDAD(rpm) .164149 .003928 .999428 41.788 .0006 (Constant) 48.590885 .697282 69.686 .0002
Para el contraste de los coeficientes de la regresión mediante la
prueba “t” determino para un nivel de significación del 5% que
influencia a la variable dependiente o que son diferentes de cero.
Por tanto los datos observados se ajustan a la “Ley de Potencia”. El
modelo es el siguiente:
Donde el valor de la pendiente(n) de la regresión potencial coincide
con el índice reológico del fluido, para las curvas de flujo (σ vs γ ), el
cual define para nuestro yogurt un comportamiento pseudo-plástico
(n < 1).
σ = 48.590885 Ni.164149
Gráfica 19 La siguiente grafica representa el comportamiento potencial de las
variables observadas mediante el ajuste por mínimos cuadrados
“Ley de Potencia”:
RELACION ESFUERZO CORTANTE EN FUNCION DE LA VELOCIDAD DE DEFORMACION
RELACION POTENCIAL ENTRE LAS VARIABLES
LEY DE POTENCIA PARA EL YOGURT AFLANADO A 12°C
VELOCIDAD DE DEFORMACION (rpm)
100806040200
ES
FUE
RZO
CO
RTA
NTE
(Pa)
110
100
90
80
70
60
LEYENDA
CURVA OBSERVADA
CURVA POTENCIAL
3.18.3. Comportamiento al Flujo: Mediante el ajuste por mínimos cuadrados, se realiza la regresión
potencial de las variables, esfuerzo cortante (σ ) en función del
gradiente de velocidad (γ), para determinar el índice reológico (n) y
el coeficiente de consistencia (Κ). VARIABLE DEPENDIENTE: ESFUERZO CORTANTE (Pa) METODO: POTENCIAL COEFICIENTES DE CORRELACION: Multiple R .99943 R Square .99886 Adjusted R Square .99828 Standard Error .00660 ANALISIS DE LA VARIANCIA: DF Sum of Squares Mean Square Regression 1 .07605243 .07605243 Residuals 2 .00008710 .00004355 F = 1746.22546 Signif F = 0.0006 El modelo es significativo al nivel de significación del 5% -------------------- COEFICIENTES EN LA ECUACIÓN ------------------- Variable B SE B Beta T Sig T GRAD.VELOCIDAD(1/s) .164149 .003928 .999428 41.788 .0006 (Constant) 48.815376 .695264 70.211 .0002
Los coeficientes influyen a la variable dependiente significativamente.
Por lo tanto el modelo potencial del comportamiento del flujo
pseudoplástico es:
Donde:
• σ : Esfuerzo cortante (Pa) • γ : Gradiente de velocidad (1/S) • Κ : coeficiente de consistencia (Pa.sn) =48.815376 • n : Índice reológico n = 0.164149.
σ = 48.815376 γ .164149
Gráfica 20
La gráfica representa la curva de flujo del yogurt aflanado a 12°C
para un comportamiento pseudoplástico.
CURVA DE FLUJO PARA EL YOGURT A 12°C
ESFUERZO CORTANTE EN FUNCION DEL GRADIENTE DE VELOCIDAD
COMPORTAMIENTO FLUIDO PSEUDOPLASTICO DEL YOGURT AFLANADO
GRADIENTE DE VELOCIDAD(1/s)
100806040200
ES
FUE
RZO
CO
RTA
NTE
(Pa) 110
100
90
80
70
60
LEYENDA
CURVA OBSERVADA
CURVA POTENCIAL
3.18.4. Comportamiento de Viscosidad Aparente del Yogurt Aflanado a
12°C:
Análisis de regresión potencial de la viscosidad aparente (ηa) en
función del gradiente de velocidad. El modelo de la viscosidad
aparente es el siguiente:
ηa = к γ n-1
MODELO: CURVA DE VISCOSIDAD VARIABLE DEPENDIENTE: VISCOSIDAD APARENTE(Pa.s) METODO: POTENCIAL COEFICIENTES DE REGRESIÓN: Multiple R .99998 R Square .99996 Adjusted R Square .99993 Standard Error .00660 ANALISIS DE LA VARIANCIA: DF Sum of Squares Mean Square Regression 1 1.9719523 1.9719523 Residuals 2 .0000870 .0000435 F = 45309.36214 Signif F = 0.0000 El análisis estadístico determina al nivel de significación del 5% que el modelo es significativo,
existe una buena correlación entre las variables. -------------------- COEFICIENTES DE REGRESIÓN --------------------------------------- Variable B SE B Beta T Sig T GRADIENTE VELC(1/S) -.835852 .003927 -.999978 -212.860 .0000 (Constant) 48.815581 .695023 70.236 .0002
El análisis estadístico determina al nivel de significación del 5% que
los coeficientes de la ecuación son significativos, existe una buena
relación entre las variables. El modelo de la viscosidad aparente es
el siguiente:
ηa = 48.815581 γ -.835852
Gráfica 21
La gráfica representa la relación potencial de la viscosidad aparente
en función del gradiente de velocidad para el yogurt aflanado a
12°C.
CURVAS DE VISCOSIDAD DEL YOGURT AFLANADO A 12°C
VISCOSIDAD APARENTE EN FUNCION DEL GRADIENTE DE VELOCIDAD
COMPORTAMIENTO PSEUDOPLASTICO
GRADIENTE DE VELOCIDAD(1/S)
100806040200
VIS
CO
SID
AD
AP
RE
NTE
(Pa.
s) 8
7
6
5
4
3
2
1
0
LEYENDA
CURVA POTENCIAL
3.18.5. Umbral de Fluencia:
A partir de la la percepción visual del yogurt aflanado elaborado en
la presente tesis (Fig. 7 hasta Fig. 11), es presumible la presencia
de un umbral de fluencia. El cual se determinara empíricamente con
el ajuste lineal por mínimos cuadrados de la relación del esfuerzo
cortante y el gradiente de velocidad.
El umbral de fluencia es el siguiente:
σ0 = 71.548Pa,
Por tanto el modelo se ajusta a un FLUIDO PLÁSTICO (MODELO
HERSCHEL-BULKLEY), para el yogurt aflanado a 12°C es :
Gráfica 22 En la presente gráfica se puede observar el comportamiento de
Fluido Plástico del yogurt aflanado a 12°C, representando una
curva característica para los fluidos plásticos modelo Herschel-
Bulkley
CURVA DE FLUJO DEL YOGURT AFLANADO A 12°C
ESFUERZO CORTANTE EN FUNCION DEL GRADIENTE DE VELOCIDAD
COMPORTAMIENTO FLUIDO PLASTICO DEL YOGURT
GRADIENTE DE VELOCIDAD(1/S)
120100806040200
ESFU
ERZO
CO
RTA
NTE
(Pa) 200
180
160
140
120
100
80
60
40
MODELO
HERSCHEL-BULKLEY
3.18.6. Curva de Viscosidad para el Modelo Herschel-Bulkley:
El modelo empírico para la viscosidad aparente en función del
gradiente de velocidad para el yogurt aflanado a 12°C,
comportamiento de fluido plástico es el siguiente:
σ = 71.548 + 48.815 γ0.16415
ηa = 71.548 γ -1 + 48.815 γ -0.836
Gráfica 23
En la presente gráfica se puede observar el comportamiento de
Fluido Plástico del yogurt aflanado a 12°C, representando una
curva característica para los fluidos plásticos, modelo Herschel-
Bulkley :
CURVA DE VISCOSIDAD APARENTE DEL YOGURT AFLANADO A 12°C
VISCOSIDAD APARENTE EN FUNCION DEL GRADIENTE DE VELOCIDAD
COMPORTAMIENTO FLUIDO PLASTICO DEL YOGURT MODELO(HERSCHEL-BULKLEY)
GRADIENTE DE VELOCIDAD(1/S)
120100806040200
VISC
OSI
DAD
APA
REN
TE(P
a.s) 30
25
20
15
10
5
0
MODELO
HERSCHEL-BULKLEY
3.19. Comportamiento Reológico del Yogurt Aflanado A 15°C 3.19.1. Comportamiento A La Deformación De Flujo
Para el siguiente análisis reométrico del yogurt aflanado optimo de
la presente tesis fue sometido a su deformación (velocidades de 10,
20, 30, 50, 60 y 100rpm) en un viscosímetro rotacional Brookfield
RVT con aguja número 4 a la temperatura de 15°C.
El viscosímetro para cada velocidad de deformación (Ni) nos
entregaba el valor de tres variables:
El esfuerzo cortante (Pa).
El gradiente de velocidad (1/s). Y
Viscosidad Newtoniana equivalente (cP).
3.19.2. La Ley de Potencia Los datos de velocidad de deformación y esfuerzo cortante fueron
sometidos al análisis de regresión, para determinar si los datos
observados del yogurt aflanado se ajustan a una regresión
potencial (Ley de Potencia). MODEL: CALCULO DE LA LEY DE POTENCIA VARIABLE DEPENDIENTE: ESFUERZO CORTANTE (Pa) METODO: POTENCIAL COEFICIENTES DE REGRESION: Multiple R .99716 R Square .99433 Adjusted R Square .99149 Standard Error .02072 ANALISIS DE LA VARIANCIA: DF Sum of Squares Mean Square Regression 1 .15049942 .15049942 Residuals 2 .00085880 .00042940 F = 350.48701 Signif F = 0.0028
-------------------- Variables en la Ecuación -------------------- Variable B SE B Beta T Sig T VELO. DEFORMACION(rpm) .230913 .012334 .997159 18.721 .0028 (Constant) 27.511298 1.239623 22.193 .0020
El presente análisis estadístico determina a un nivel de significación
del 5% que el modelo de regresión potencial es significativo, es
decir que el coeficiente de correlación es diferente de cero.
Por tanto los datos observados se ajustan a la “Ley de Potencia”. El
modelo el el siguiente:
Donde el valor de la pendiente(n) de la regresión potencial coincide
con el índice reológico del fluido, para las curvas de flujo (σ vs γ ), el
cual define para nuestro yogurt un comportamiento pseudo-plástico
(n < 1).
σ = 27.511298 Ni 0.230913
Gráfica 24 La siguiente gráfica representa el comportamiento potencial de las
variables observadas mediante el ajuste por mínimos cuadrados
“Ley de Potencia”:
CURVA DE FLUJO PARA EL YOGURT AFLANADO A 15°C
ESFUERZO CORTANTE EN FUNCION DE LA VELOCIDAD DE DEFORMACION
LEY DE POTENCIA
VELOCIDAD DE DEFORMACION(rpm)
120100806040200
ESFU
ERZO
CO
RTA
NTE
(Pa) 90
80
70
60
50
40
30
LEYENDA
CURVA OBSERVADA
CURVA POTENCIAL
3.19.3. Comportamiento al Flujo Mediante el ajuste por mínimos cuadrados, se realiza la regresión
potencial de las variables, esfuerzo cortante(σ ) en función del
gradiente de velocidad(γ), para determinar el índice reológico (n) y
el coeficiente de consistencia (Κ). MODELO: CURVA DE FLUJO VARIABLE DEPENDIENTE: ESFUERZO CORTANTE (Pa) METODO:POTENCIAL COEFICIENTES DE CORRELACIÓN: Multiple R .99716 R Square .99433 Adjusted R Square .99149 Standard Error .02072 ANALISIS DE LA VARIANCIA: DF Sum of Squares Mean Square Regression 1 .15049942 .15049942 Residuals 2 .00085880 .00042940 F = 350.48701 Signif F = .0028 -------------------- COEFICIENTES DE REGRESIÓN -------------------- Variable B SE B Beta T Sig T GRADIENTE VELOC.(1/s) .230913 .012334 .997159 18.721 .0028 (Constant) 29.413213 1.223349 24.043 .0017
Los coeficientes influyen a la variable dependiente
significativamente.
Por lo tanto el modelo potencial del comportamiento del flujo
pseudoplástico es:
Donde:
• σ : Esfuerzo cortante (Pa) • γ : Gradiente de velocidad (1/S) • Κ : coeficiente de consistencia (Pa.sn) =29.413213 • n : Índice reológico n = 0.230913.
σ = 29.413213 γ 0.230913
Gráfica 25 La gráfica representa la curva de flujo del yogurt aflanado a 15°C
para un comportamiento pseudoplástico.
CURVAS DE FLUJO PARA EL YOGURT AFLANADO A 15°C
ESFUERZO CORTANTE EN FUNCION DEL GRADIENTE DE VELOCIDAD
FLUIDO PSEUDOPLASTICO PARA EL YOGURT AFLANADO A 15°c
GRADIENTE DE VELOCIDAD(1/S)
80706050403020100
ES
FUE
RZO
CO
RTA
NTE
(Pa) 90
80
70
60
50
40
30
Observed
Power
3.19.4. Comportamiento de Viscosidad Aparente del Yogurt Aflanado a 15°C
Análisis de regresión potencial de la viscosidad aparente (ηa) en
función del gradiente de velocidad. El modelo de la viscosidad
aparente es el siguiente:
ηa = к γ n-1
MODELO: CURVA DE VISCOSIDAD VARIABLE DEPENDIENTE: VISCOSIDAD APARENTE (Pa.s) METODO: POTENCIAL COEFICIENTES DE REGRESION: Multiple R .99974 R Square .99949 Adjusted R Square .99923 Standard Error .02072 ANALISIS DE LA VARIANCIA: DF Sum of Squares Mean Square Regression 1 1.6695051 1.6695051 Residuals 2 .0008588 .0004294 F = 3888.05103 Signif F = .0003 El análisis estadístico determina al nivel de significación del 5% que el modelo es
significativo, existe una buena correlación entre las variables.
-------------------- COEFICIENTES DE REGRESIÓN -------------------- Variable B SE B Beta T Sig T GRADIENT -.769087 .012334 -.999743 -62.354 .0003 (Constant) 29.413203 1.223339 24.043 .0017
El análisis estadístico determina al nivel de significación del 5% que
los coeficientes de la ecuación son significativos, existe una buena
relación entre las variables. El modelo de la viscosidad aparente es
el siguiente:
ηa = 29.413203 γ -0.769087
Gráfica 26 En la presente gráfica se representa el comportamiento de la ley de
potencia de la relación de la viscosidad aparente en función del
gradiente de velocidad a15ºC:
CURVA DE VISCOSIDAD DEL YOGURT AFLANADO A 15°C
VISCOSIDAD APARENTE EN FUNCION DEL GRADIENTE DE VELOCIDAD
FLUIDO PSEUDOPLASTICO DEL YOGURT AFLANADO A 15°C
GRADIENTE DE VELOCIDAD(1/S)
80706050403020100
VIS
CO
SID
AD
AP
AR
EN
TE(P
a.s) 7
6
5
4
3
2
1
0
LEYENDA
CURVA POTENCIAL
3.19.5. Umbral de Fluencia
A partir de la la percepción visual del yogurt aflanado elaborado en
la presente tesis (Fig. 7 hasta Fig. 11), es presumible la presencia
de un umbral de fluencia. El cual se determinara empíricamente con
el ajuste lineal por mínimos cuadrados de la relación del esfuerzo
cortante y el gradiente de velocidad.
El umbral de fluencia es el siguiente:
σ0 = 47.323547 Pa,
Por tanto el modelo se ajusta a un FLUIDO PLÁSTICO (MODELO
HERSCHEL-BULKLEY), para el yogurt aflanado a 15°C es :
Gráfica 27
En la presente gráfica se puede observar el comportamiento de
Fluido Plástico del yogurt aflanado a 15°C, representando una
curva característica para los fluidos plásticos modelo Herschel-
Bulkley:
CURVA DE FLUJO DEL YOGURT AFLANADO A 15°C
ESFUERZO CORTANTE EN FUNCION DEL GRADIENTE DE VELOCIDAD
COMPORTAMIENTO FLUIDO PLASTICO DEL YOGURT (MODELO HERSCHEL-BULKLEY)
GRADIENTE DE VELOCIDAD(1/S)
120100806040200
ES
FUE
RZO
CO
RTA
NTE
(Pa) 140
130
120
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
MODELO
HERSCHEL-BULKLEY
σ = 47.323547 + 29.413213 γ0.230913
3.19.6. Curva de Viscosidad para el Modelo Herschel-Bulkley
El modelo empírico para la viscosidad aparente en función del
gradiente de velocidad para el yogurt aflanado a 15°C,
comportamiento de fluido plástico es el siguiente:
Gráfica 28
En la presente gráfica se puede observar el comportamiento de Fluido
Plástico del yogurt aflanado a 12°C, representando una curva
característica para los fluidos plásticos, modelo Herschel-Bulkley :
CURVA DE VISCOSIDAD APARENTE DEL YOGURT AFLANADO A 15°C
VISCOSIDAD APARENTE EN FUNCION DEL GRADIENTE DE VELOCIDAD
COMPORTAMIENTO FLUIDO PLASTICO DEL YOGURT(MODELO HERSCHEL-BULKLEY)
GRADIENTE DE VELOCIDAD(1/S)
120100806040200
VIS
CO
SID
AD
AP
AR
EN
TE(P
a.s) 60
50
40
30
20
10
0
MODELO
HERSCHEL-BULKLEY
ηa = 47.323547 γ -1 + 29.4132 γ –0.769087
3.20. Comportamiento Reológico del Yogurt Aflanado A 22°C 3.20.1. Comportamiento a la Deformación de Flujo
Para el siguiente análisis reométrico del yogurt aflanado optimo de
la presente tesis fue sometido a su deformación (velocidades de 10,
20, 30, 50, 60 y 100rpm) en un viscosímetro rotacional Brookfield
RVT con aguja número 4 a temperatura de 22°C.
El viscosímetro para cada velocidad de deformación (Ni) nos
entregaba el valor de tres variables:
El esfuerzo cortante (Pa).
El gradiente de velocidad (1/s). Y
Viscosidad Newtoniana equivalente (cP).
3.20.2. La Ley de Potencia
Los datos de velocidad de deformación y esfuerzo cortante fueron
sometidos al análisis de regresión, para determinar si los datos
observados del yogurt aflanado se ajustan a una regresión
potencial (Ley de Potencia).
MODELO: LEY DE POTENCIA VARIABLE DEPENDIENTE: ESFUERZO CORTANTE (Pa) METODO:POTENCIAL COEFICIENTES DE REGRESION: Multiple R .99948 R Square .99897 Adjusted R Square .99794 Standard Error .02476 ANALISIS DE LA VARIANCIA: DF Sum of Squares Mean Square Regression 1 .59329778 .59329778 Residuals 1 .00061283 .00061283 F = 968.13052 Signif F = 0.0205 El modelo es significativo al nivel de significación del 5%.
-------------------- COEFICIENTES DE LA REGRESION -------------------- Variable B SE B Beta T Sig T VELO.DEFORM.(rpm) .461069 .014818 .999484 31.115 .0205 (Constant) 9.946761 .550272 18.076 .0352
El presente análisis estadístico determina a un nivel de significación
del 5% que el modelo de regresión potencial es significativo, es
decir que el coeficiente de correlación es diferente de cero.
Por tanto los datos observados se ajustan a la “Ley de Potencia”. El
modelo el el siguiente:
Donde el valor de la pendiente(n) de la regresión potencial coincide
con el índice reológico del fluido, para las curvas de flujo (σ vs γ ), el
cual define para nuestro yogurt un comportamiento pseudo-plástico
(n < 1).
σ = 9.946761 Ni 0.461069
Gráfica 29 La siguiente gráfica representa el comportamiento potencial de las
variables observadas mediante el ajuste por mínimos cuadrados
“Ley de Potencia”:
CURVA DE FLUJO DEL YOGURT AFLANADO A 22°C
ESFUERZO CORTANTE EN FUNCION DE LA VELOCIDAD DE DEFORMACION
LEY DE POTENCIA
VELOCIDAD DEFORMACION(rpm)
120100806040200
ESFU
ERZO
CO
RTA
NTE
(Pa) 90
80
70
60
50
40
30
20
10
Observed
Power
3.20.3. Comportamiento al Flujo
Mediante el ajuste por mínimos cuadrados, se realiza la regresión
potencial de las variables, esfuerzo cortante (σ) en función del
gradiente de velocidad (γ), para determinar el índice reológico (n) y
el coeficiente de consistencia (Κ).
MODELO: CURVA DE FLUJO VARIABLE DEPENDIENTE: ESFUERZO CORTANTE(Pa) METODO:POTENCIAL COEFICIENTES DE CORRELACIÓN: Multiple R .99948 R Square .99897 Adjusted R Square .99794 Standard Error .02476 ANÁLISIS DE LA VARIANCIA: DF Sum of Squares Mean Square Regression 1 .59329778 .59329778 Residuals 1 .00061283 .00061283 F = 968.13052 Signif F = 0.0205 El presente analisis estadistico establece que el modelo regresión potencial es significativo al 5% de
nivel de significación. -------------------- COEFICIENTES DE LA REGRESION -------------------- Variable B SE B Beta T Sig T GRADT.VELOC.(1/S) .461069 .014818 .999484 31.115 .0205 (Constant) 14.511588 .634267 22.879 .0278
Los coeficientes influyen a la variable dependiente
significativamente.
Por lo tanto el modelo potencial del comportamiento del flujo
pseudoplástico es:
Donde:
• σ : Esfuerzo cortante (Pa) • γ : Gradiente de velocidad (1/S) • Κ : coeficiente de consistencia (Pa.sn) =14.511588 • n : Índice reológico n = 0.461069.
σ = 14.511588 γ 0.461069
Gráfica 30 La gráfica representa la curva de flujo del yogurt aflanado a 22°C
para un comportamiento pseudoplástico.
CURVA DE FLUJO DEL YOGURT AFLANADO A 22°C
ESFUREZO CORTANTE EN FUNCION DEL GRADIENTE DE VELOCIDAD
FLUIDO PSEUDOPLASTICO
GRADIENTE DE VELOCIDAD(1/S)
50403020100
ES
FUE
RZO
CO
RTA
NTE
(Pa) 90
80
70
60
50
40
30
20
10
LEYENDA
Observed
Power
3.20.4. Comportamiento de Viscosidad Aparente del Yogurt Aflanado
A 22°C
Análisis de regresión potencial de la viscosidad aparente (ηa) en
función del gradiente de velocidad. El modelo de la viscosidad
aparente es el siguiente:
ηa = к γ n-1
MODELO: CURVA DE VISCOSIDAD VARIABLE DEPENDIENTE: VISCOSIDAD APARENTE (Pa.s) METODO: POTENCIAL COEFICIENTES DE CORRELACIÓN; Multiple R .99962 R Square .99924 Adjusted R Square .99849 Standard Error .02476 ANALISIS DE LA VARIANCIA: DF Sum of Squares Mean Square Regression 1 .81060206 .81060206 Residuals 1 .00061282 .00061282 F = 1322.75121 Signif F = .0175 El análisis estadístico determina al nivel de significación del 5% que el modelo es
significativo, existe una buena correlación entre las variables. -------------------- COEFICIENTES DE REGRESIÓN -------------------- Variable B SE B Beta T Sig T GRAD.VELO.(1/S) -.538931 .014818 -.999622 -36.370 .0175 (Constant) 14.511583 .634260 22.880 .0278
El análisis estadístico determina al nivel de significación del 5% que
los coeficientes de la ecuación son significativos, existe una buena
relación entre las variables. El modelo de la viscosidad aparente es
el siguiente:
ηa = 14.511583 γ -0.538931
Gráfica 31 En la presente gráfica se representa el comportamiento de la ley de
potencia de la relación de la viscosidad aparente en función del
gradiente de velocidad a 22ºC:
CURVA DE VISCOSIDAD DEL YOGURT AFLANADO A 22°C
VISCOSIDAD APARENTE EN FUNCION DEL GRADIENTE DE VELOCIDAD
FLUIDO PSEUDOPLASTICO
GRADIENTE DE VELOCIDAD(1/S)
50403020100
VIS
CO
SID
AD
AP
AR
EN
TE(P
a.s) 8
7
6
5
4
3
2
1
0
LEYENDA
CURVA POTENCIAL
3.20.5. Umbral De Fluencia:
A partir de la la percepción visual del yogurt aflanado elaborado en
la presente tesis (Fig. 7 hasta Fig. 11), es presumible la presencia
de un umbral de fluencia. El cual se determinara empíricamente con
el ajuste lineal por mínimos cuadrados de la relación del esfuerzo
cortante y el gradiente de velocidad.
El umbral de fluencia es el siguiente:
σ0 = 25.531276 Pa,
Por tanto el modelo se ajusta a un FLUIDO PLÁSTICO (MODELO
HERSCHEL-BULKLEY), para el yogurt aflanado a 22°C es :
Gráfica 32
En la presente gráfica se puede observar el comportamiento de
Fluido Plástico del yogurt aflanado a 22°C, representando una
curva característica para los fluidos plásticos modelo Herschel-
Bulkley:
CURVA DE FLUJO PARA EL YOGURT AFALNADO A 22°C
ESFUERZO CORTANTE EN FUNCION DEL GRADIENTE DE VELOCIDAD
COMPORTAMIENTO FUIDO PLASTICO DEL YOGURT(MODELO HERSCHEL-BULKLEY)
GRADIENTE DE VELOCIDAD(1/S)
120100806040200
ES
FUE
RZO
CO
RTA
NTE
(Pa) 160
140
120
100
80
60
40
20
0
Observed
Power
σ = 25.531276 + 14.511588 γ0.461069
3.20.6. Curva de Viscosidad para el Modelo Herschel-Bulkley
El modelo empírico para la viscosidad aparente en función del
gradiente de velocidad para el yogurt aflanado a 22°C,
comportamiento de fluido plástico es el siguiente:
Gráfica 33
En la presente gráfica se puede observar el comportamiento de
Fluido Plástico del yogurt aflanado a 22°C, representando una
curva característica para los fluidos plásticos, modelo Herschel-
Bulkley :
CURVA DE VISCOSIDAD APARENTE DEL YOGURT AFLANADO A 22°C
VISCOSIDAD APARENTE EN FUNCION DEL GRADIENTE DE VELOCIDAD
COMPORTAMIENTO FLUIDO PLASTICO DEL YOGURT(MODELO HERSCHEL-BULKLEY)
GRADIENTE DE VELOCIDAD(1/S)
120100806040200
VIS
CO
SID
AD
AP
AR
EN
TE(P
a.s) 50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
MODELO
HERSCHEL-BULKLEY
ηa = 25.53128 γ -1 + 14.51159 γ –0.538931
3.21. Dependencia con la Temperatura del Coeficiente de
Consistencia: La temperatura ejerce una influencia sobre el coeficiente de
consistencia y la viscosidad aparente de los fluidos que se modelan
o configurán según la ley de potencia, esté efecto puede ser
descrito mediante una ecuación tipo Arrhenius:
M
ediante el ajuste por mínimos cuadrados (regresión exponencial),
del coeficiente de consistencia (Κ) en función de la inversa de la
temperatura absoluta (1/°k), podemos determinar el valor de la Ea
(Energía de activación) a partir del valor de la pendiente del modelo
exponencial.
En general puede decirse que valores altos de la Ea reflejan la
dependencia de la viscosidad aparente y el coeficiente de
consistencia o el comportamiento reologico del fluido en general por
la temperatura.
Para el yogurt aflanado determinamos la siguiente relación
exponencial:
ΚT = 3.47406*10-14 exp (9923.7082)
De donde obtenemos el valor de la Ea = 82.5057kJ /mol.
El cual revela que el comportamiento reológico del yogurt aflanado
esta influenciado pora las temperaturas observadas.
ΚT = Κ0 exp (Ea / RT)
Gráfica 34 La presente gráfica muestra el modelo exponencial ajustado (r2 = 0.98468) por el
metodo de minimos cuadrados para la relación del coeficiente reologico de
consistencia y la inversa de la temperatura absoluta.
DEPENDENCIA CON LA TEMPERATURA DEL COEFICIENTE DE CONSISTENCIA
COEFICIENTE DE CONSISTENCIA EN FUNCIÓN DE TEMPERATURA
COEFICIENTE REOLOGICO DEL YOGURT AFLANDO EN FUNCIÓN DE LA TEMPERATURA
INVERSA TEMPERATURA ABSOLUTA (1/°k)
.00352.00350.00348.00346.00344.00342.00340.00338
CO
EFI
CIE
NTE
DE
CO
NS
ISTE
NC
IA (P
a.s)
50
40
30
20
10
MODEL.EMPIRICO :
CURVA EXPONENCIAL
3.22. Coeficientes Reológicos del Yogurt Aflanado:
A continuación se presente un cuadro comparativo de los
coeficientes reólogicos del yogurt aflanado elaborado a 41°C, con
1% de inoculo y 0,8% estabilizante “SUPERGELACT”, para tres
temperaturas:
Tabla N° 12 T(°C) Índice Relógico
“n”
Coefct.Consistencia
“Κ”(Pa.sn)
Umbral de Fluencia
σ0
12 0.164149 48.815376 71.54800
15 0.2309913 29.413213 47.323547
22 0.461069 14.511588 25.531276
De la tabla se pueden establecer las siguientes conclusiones:
Establecemos, con respecto al indice reológico que aumenta
conforme se incrementa la temperatura.
El coeficiente de consistencia decrece conforme aumenta la
temperatura, es decir el yogurt aflanado disminuye su viscosidad en
función del incremento de la temperatura, para las tres
temperaturas consideradas en la presente investigación de tesis.
El umbral de fluencia disminuye en función del incremento de la
temperatura, para el rango de temperaturas consideradas en la
presente tesis.
3.23. Medida del Grado de Satisfacción de la Consistencia del Yogurt Aflanado
Para determinar el grado de satisfacción de 50 consumidores
regulares de yogurt, que le producía la consistencia del yogurt
aflanado se realizó una prueba de escala Hedónica adimensionada
de nueve puntos. Para llegar a establecer que nivel de placer o
satisfacción en escala hedónica con respecto a la consistencia le
producía al consumir un yogurt aflanado elaborado con los
parámetros óptimos de la presente tesis
A continuación se presentan los resultados de dicha prueba
sensorial.
La escala consideró desde la descripción número uno como
extremadamente agradable, hasta la descripción número nueve
como extremadamente desagradable.
Gráfica 35
En la presente gráfica de barras se presentan los resultados de la
prueba de escala hedónica para la consistencia del yogurt aflanado.
GRADO DE SATISFACCION DE LA CONSISTENCIA DEL YOGURT
PERCEPCION PERSONAL(escala)
987654321
NU
ME
RO
DE
OB
SE
RV
AC
ION
ES
(%) 80
70
60
50
40
30
20
10
06
20
70
4
De la gráfica presente podemos establecer que para el 70% de los
encuestados, la consistencia del yogurt lo percibían como muy
agradable, además ninguno de los encuestados describió la
sensación que le producía el yogurt aflanado para escalas mayores
de cuatro.
.
Grafica 36
En la presente grafica se representan los resultados de la escala hedónica
considerando la descripción de textual de la escala.
GRAFICA DE ESCALA HEDONICA DE LA CONSISTENCIA DEL YOGURT
GRADO DE SATISFACCION DE LA CONSISTENCIA DEL YOGURT
La presente gráfica describe claramente que al 100% de los
encuestados la consistencia del yogurt aflanado le produjo
satisfacción. Y el 70% describió que era muy agradable.
3.24. Perdida de la Calidad del Yogurt Aflanado Para determinar el deterioro del yogurt aflanado durante su
almacenamiento se consideró una temperatura de 15°C, en función
del promedio de las temperaturas de las exhibidoras de los
pequeños distribuidores. Para ello se almacenó el yogurt aflanado
durante 60 días registrando como una característica de la perdida
de calidad el descenso del pH, en envases de vidrio (500ml.) con
tapa de metal mas la adición de 0.0017% (p/v ) de un conservador
fungistático.
A continuación se presenta la relación matemática empírica del
descenso del pH en función del tiempo durante su almacenamiento
a 15°C, determinado por el método de mínimos cuadrados:
MODELO: EMPÍRICO DEL DETERIORO Variable dependiente: pH Metodo: Cuadratico Coeficiente de Correlación Multiple R .99616 R Square .99233 Adjusted R Square .98850 Standard Error .02311 ANÁLISIS DE LA VARIANZA: DF Sum of Squares Mean Square Regression 2 .27654927 .13827463 Residuals 4 .00213645 .00053411 F = 258.88704 Signif F = .0001
El presente análisis estadístico establece al nivel de significación del 5% que el modelo
de regresión es altamente significativo, es decir que el coeficiente de correlación es
diferente de cero.
-------------------- CONTRASTE DE LOS COEFICIENTES -------------------- Variable B SE B Beta T Sig T DIAS -.026090 .001693 -2.404411 -15.412 .0001 DIAS**2 .000292 2.8920E-05 1.574933 10.095 .0005 (Constant) 4.411031 .021174 208.325 .0000
El presente análisis estadístico establece al nivel de significación
del 5% que los coeficientes del modelo de regresión son altamente
significativos, es decir que los coeficientes influyen en la variable
dependiente.
Por tanto, el modelo matemático empírico es el siguiente:
μpH = 0.00292 t2 – 0.026090 t + 4.411031
Gráfica 37
CURVA DE VARIACIÓN DE LA ACIDEZ DURANTE EL ALMACENAMIENTO
upH EN FUNCION DEL TIEMPO
YOGURT AFLANADO ALMACENADO A 15°C
TIEMPO DE ALMACENAMIENTO(DIAS)
5550454035302520151050
VA
RIA
CIO
N D
E A
CID
EZ(
u pH
)
4.5
4.4
4.3
4.2
4.1
4.0
3.9
3.8
MODELOS
MODELO OBSERVADO
MODELO CUADRATICO
A partir de la relación de variación del pH en función del tiempo
determinamos la cinética de acidificación durante el
almacenamiento:
μpHl = 0.00584 t – 0.026090
De esta relación de la cinética de deterioro podemos determinar a
partir de la ecuación básica para predecir la pérdida de la calidad
de los alimentos, la función de primer orden y por el método de
mínimos cuadrados para una regresión exponencial determinamos
la constante (k) de velocidad de deterioro.
El modelo exponencial determinado a partir de la relación entre la
variación de la calidad residual (%) en función del tiempo (dias) de
almacenamiento, es el siguiente:
μ(%) Calidad Residual = 97.24999 EXP (-0.002372 * t)
donde:
K = 0.0023 μ% Calidad Residual / por dia
Es decir que pierde 0.023 μ% de calidad por dia.
Gráfica 38
DEGRADACION DE PRIMER ORDEN ;n = 1
CALIDAD RESIDUAL EN FUNCION DEL TIEMPO
ALMACENAMIENTO DEL YOGURT AFLANADO A 15°C
TIEMPO DE ALMACENAMIENTO(DIAS)
5550454035302520151050
CAL
IDAD
RES
IDU
AL(%
)
100
98
96
94
92
90
88
86
84
MODL. 1° ORDEN
MODELO EXPONENCIAL
La siguiente gráfica representa la relación exponencial de la calidad
residual (%) en función del tiempo (dias).
Fig. 12
Fig.13
CAPITULO IV.- DISCUSIÓN DE RESULTADOS
La discusión de resultados se realizará por comparación de investigaciones
preliminarers afines y generales que observarón alguna característica en
determinadas condiciones que nos permiten realizar un símil desde lo general
hasta lo partícular con nuestra investigación. Aun cuando la variación de algunos
de los factores en estudio derivaría en un resultado diferente.
4.1 ¿Por qué existen diferencias en la cinética de acidificación?
La temperatura de incubación o de fermentación condiciona
la proporción de la cepas del cultivo de yogurt y por tanto las
características que se desee en el producto final (Romero, 1988).
Durante la fermentación el crecimiento del S.thermophilus es
mas rápido que el de L.bulgaricus, en lo que respecta a la
producción de ácido. (Tamime & Robinson, 1991).
El comportamiento del S.thermophilus incubada sobre una
leche desnatada con 10% de EST. Con una tasa de inoculación del
2%, con respecto a la producción de ácido es máxima cuando la
temperatura de incubación es de 40°C y menores para
temperaturas de 35°C, 30°C y 50°C respectivamente (Tamime &
Robinson, 1999).
El comportamiento del L.bulgaricus incubada sobre una
leche desnatada con 10% de EST. Con una tasa de inoculación del
2%, con respecto a la producción de ácido es máxima cuando la
temperatura de incubación es de 45°C y menor para temperaturas
de de 50°C, 40°C, 35°C y 30°C, respectivamente (Tamime &
Robinson, 1999).
El comportamiento de cepas mixtas (1:1) incubada sobre una
leche desnatada con 10% de EST. Con una tasa de inoculación del
2%, con respecto a la producción de ácido es máxima cuando la
temperatura de incubación es de 45°C y menor a temperaturas de
40°C, 50°C, 35°C y 40°C respectivamente (Tamime & Robinson,
1999).
Las tendencias observadas de la tasa de acidificación para
las cepas de cultivo de yogurt pura y mixta incubadas a diferentes
temperaturas en leche desnatada (10% de EST). Inoculadas al 2%
se observan relaciones matemáticas empíricas polinomiales para
cepas puras de S.thermophilus y cultivos mixtos y relaciones
exponenciales para cepas puras de L. bulgaricus (Tamime &
Robinson, 1999).
Un yogurt que contiene mas de 70% de ácido L.(+) láctico
ello indica que a sido inoculado con un cultivo consistente
principalmente de S.termophilus o que la fermentación de se a
desarrollado a temperaturas inferiores a los 40°C (Tamime &
Robinson, 1999).
Si el yogurt contiene más ácido D(-) Láctico que L(+) Láctico
ello indica: que ha sido incubado a una temperatura demasiado alta
es decir, de 45°C o superior, que el inoculo fue superior al 3% o
bien que el cultivo contenía mas bacilos que cocos; el producto a
alcanzado una acidez muy alta (Tamime & Robinson, 1999).
La relación en 269 muestras de yogurt comercial entre L(+) :
D (-) oscilaba de 0,34 (en los productos muy ácidos) a 8.28 (es
decir con claro predominio de la forma L(+) (Puhan, 1974, citado
por Tamime & Robinson, 1999).
Blummenhal y Helbling (1974) han propuesto que para un
yogurt “De buena calidad” el valor del cociente debería ser 2, para
la relación L(+) : D(-). Sin embargo estas aproximaciones son
validas en consideración de las características de acidez que debe
tener el yogurt, es decir, dulce o de baja acidez o acido o de
elevada acidez que el yogurt deberá presentar una relacion de L(+)
: D(-) baja y en caso contrario unas relación alta (Tamime &
Robinson, 1999).
Por tanto la temperatura de fermentación y la concentración del
inoculo determinan diferencias en la tasa de acidificación. En
nuestra investigación obtuvimos modelos matemáticos empíricos de
una relación no lineal polinomica cubica.
4.2 ESTABILIDAD DEL COÁGULO ¿Influencia la cinética de acidificación sobre la estabilidad y la consistencia del coágulo?
El acido láctico contribuye a la desetabilización de la micelas
de caseína por el paso del fosfato y del calcio de un estado coloidal
en la micelas a una forma soluble que se difunde en la fracción
acuosa de la leche lo que determina una progresiva salida del
calcio de las micela que conduce a la precipitación de las caseínas
a valores de pH de 4,6 a 4,7 dando lugar a la formacion del gel que
constituye el coagulo del yogurt (Tamime & Robinson, 1999).
A pH 5,2 el calcio y el fosfato se encuentran principalmente
en forma soluble y el tamaño de los complejos micelares aumenta a
partir de la concentración del mismo en la fraccion acuosa de la
leche, (Scott, 1991).
La acidificación de la leche provoca la destrucción de las
micelas sin fraccionar la caseínas cuya precipitación es total hacia
el pH 4,7. La caseína isoelectrica esta completamente exenta de
calcio y no contiene mas que fosforo proteico (Alais, 1996)
Si la acidificación se desarrolla progresivamente en el medio,
se forma un coagulo homogéneo a causa de la fermentación (Alais,
1996).
Los efectos de la acidez y del calor se suman. La floculación
de la caseína tiene lugar a un pH tanto más elevado cuanto más
alta es la temperatura (Alais, 1996).
La velocidad de acidificación es importante para la formación
de la red del coagulo del yogurt ya que la rapida producción de
acido da lugar a la precipitación. (Varnam & Sutherland, 1995).
La acción de las enzimas proteoliticas tiene un efecto
perjudicial sobre el coagulo del yogurt. El coagulo tiene una menor
capacidad de retención de agua y grado de hidratación (Varnam &
Sutherland, 1995).
Por tanto la cinética de acidificación determina la estabilidad y la
viscosidad del coágulo. En nuestra investigación se determinó que
se obtenía la maxima estabilidad para las fermentaciones a 39ºC y
como, también para la fermentación a 41ºC y con 1% de inóculo.
4.3 ESTABILIZACIÓN y MAYOR CONSISTENCIA DEL COÁGULO ¿Se puede estabilizar e incrementar la viscosidad del coágulo con la adición de ingredientes funcionales?
En el yogurt con una mezcla de gelatina, almidon y pectina,
se puede observar una micro estructura homogénea con poros
pequeños que facilitan la inmovilización de grandes cantidades de
agua. (Henning, 1992)
La fuerza de las cadenas entre las particulas de cseina, asi
como el estado de agregación y interaccion entre las proteinas de la
leche y los ingredientes funcionales tienen relacion con la
viscosidad, suavidad y sinéresis del yogurt. (Henning, 1922).
Los ingredientes funcionales o estabilizantes para el yogurt
estan basados en pectinas de bajo metoxilo, proteinas de leche,
gelatinas y almidones modificados, tambien se usan gomas o
hidrocoloides (Henning, Pauletti, et al.,, 2003).
Las estructuras a bases de partículas, (tales como granulos
de feculas, compuestos por la amilosa y amilopectina) o proteinas
desnaturalizadas que no forman lazos suficientemente fuertes,
contribuyen a la viscosidad del producto y a su palactibilidad
(O’Donnell, 1999).
Los granulos de fécula modificada pueden interactuar con la
gelatina. (Leatherhead, 1999).
En el caso del yogurt reforzado con leche descremada en
polvo, se puede observar una estructura formada por racimos
relativamente grande de proteínas de leche. El mismo yogurt pero
con gelatina y sin refuerzo con leche descremada, se puede
observar que la gelatina hace conexión entre los racimos de
proteina de leche y como consecuencia se obtiene una red
relativamente homogena. (Henning, 1992).
En el yogurt con pectina, se observa una estructura
compuesta de racimos de diferentes tamaños, en cambio en el
yogurt con almidon, la estructura esta formada por racimos
relativamente pequeños y compactos. Los granulos de almidon se
encuentran incrustados en la estructura de las proteinas de la
leche. (Henning, 1992).
Por tanto, los ingredientes funcionales producen diferentes
características que varian de acuerdo con el tipo de ingredientes, la
dosificación y combinación de los mismos, su interaccion entre ellos
y con los constituyentes del yogur. En nuestra investigación, la
adición de una mezcla de gelatina, pectina de bajo metoxilo y goma
arabiga (Supergelact) al yogur aflanado en un porcentaje de 0,8%
determinó maxima viscosidad y gran estabilidad.
4.4 COMPORTAMIENTO REOLOGICO
¿Existe umbral de fluencia y pseudo plasticidad en el yogurt aflanado?
Los fluidos pseudo plásticos se caracterizan porque su
viscosidad aparente decrece cuando aumenta el gradiente de
velocidad (Sherman, 1970).
Los fluidos pseudo plásticos se caracterizan porque su indice
reologico es mayor de 0 pero menor que 1. (Carbonell et al, 1990).
Los cuerpos que no se derraman bajo el efecto de su peso,
necesitan que una presion sobrepase un umbral para que comience
el flujo. (Cheftel, et al, 1983).
Los fluidos plasticos son aquellos que no fluyen hasta que
son sometidos a un esfuerzo cortante limite determinado, llamado
esfuerzo de formacion plastica o umbral de fluencia. (Van Wazer, et
al, 1963).
El umbral de fluencia puede ser consecuencia de un
entrelazado de moléculas o particulas debido a su gran tamaño,
ramificaciones o forma irregular, tambien puede ser debida ala
formación de redes, provocadas por las interacciones entre
moléculas. (Rha, 1978).
El comportamiento pseudo plastico puede explicarse por los
siguientes fenómenos:
- Orientación progresiva de las moléculas en la dirección del
deslizamiento, reduciendo asi la resistencia debido a las fuerzas
de friccion.
- Deformación de la esfera de hidratación que rodea la proteina en
la dirección de deslizamiento (si la proteina esta fuertemente
hidratada y dispersa).
- Rotura de los enlaces de hidrógeno y otros enlaces debiles
provocando asi la disociación de los agregados o de la red
proteica. En todos los casos se reduce el diámetro aparente de
las moléculas en la dirección del deslizamiento. (Cheftel, et al,
1989).
Por tanto el yogurt, por ser un coagulo de proteina presenta un
comportamiento pseudo plastico y con umbral de fluencia. Que en
nuestro yogur determino un comportamiento de fluido plástico
modelo Herschel-Bulkley.
4.5 CINÉTICA DE DETERIORO
¿Corresponde a una ecuación basica de primer orden de la perdida de la calidad alimenticia, el yogurt aflanado?
La perdida de la calidad de los alimentos durante los
primeros dias de almacenamiento es progresiva y al final se hace
lenta y constante, demostrando una relacion exponencial d ela
característica observada y el tiempo de almacenamiento. (Núñez &
Chumbiray, 1991).
Los tipos de deterioro que sirven el primer orden, es decir,
n=1, para algunos alimentos son: la rancidez, crecimiento
microbiano y mortalidad, pérdidas de vitaminas, perdidas de calidad
proteica y producción microbiana de sabores. (Nuñez & Cumbiray,
1991).
Por tanto, el deterioro del yogurt aflanado observado por la
variación del pH que depende del crecimiento microbiano
corresponde a una ecuación de deterioro de primer orden. En
nuestro caso se obtuvo una cinética de deterioro de primer orden
por el método.
CAPITULO V.- CONCLUSIONES
A la concentración de 1% del inóculo, el valor de la acidez
alcanzado hasta la mitad del proceso (valor de la mediana) para
todas las temperaturas de fermentación prefijadas en la presente
investigación son similares. Encontrandose también con respecto a
la mediana que las concentraciones al 1% del inóculo para las tres
temperaturas consideradas tienen una menor cinética de
acidificación.
Los modelos matemáticos empíricos determinados por el
metodo de mínimos cuadrados para las nueve fermentaciones
consideradas en la presente tesis muestran una relación polinomial
cúbica.
Los modelos matemáticos determinados para la cinética de
acidificación para las nueve fermentaciones consideradas en la
presente tesis muestran una relación polinomial cuadrática.
Los modelos matemáticos determinados para la razón de
cambio instantánea de la cinética de acificación para las nueve
fermentaciones consideradas en la presente tesis muestran una
relación lineal.
Para el predictor cinético de velocidad máxima para las
nueve fermentaciones consideradas en la presente tesis, se
deteminó diferencias al 5% de significación influenciadas por el
factor concentración de inóculo.
Para el predictor cinético del tiempo transcurrido en la
fermentación hasta la fase estacionaria para las nueve
fermentaciones consideradas en la presente tesis, se deteminó
diferencias al 5% de significación influenciadas tanto por el factor
temperatura de fermentación y como también de concentración de
inóculo.
Para el predictor cinético de fase de latencia para las nueve
fermentaciones consideradas en la presente tesis, se deteminó que
no había diferencias al 5% de significación tanto por el factor de
temperatura de fermentación y de concentración de inóculo.
Existen diferencias significativas al nivel de significación del
5% para establecer que la cinética de la acidificación para las
nueve fermentaciones, al considerarse la velocidad promedio
obtenida después de, las cuatro, tres, dos y una horas de
fermentación. Están influenciadas con alta probabilidad estadística
por la variación de la concentración de inoculo; sin dejar de
considerar que pudiesen estar influenciadas también, por el factor
de temperatura.
El tiempo transcurrido hasta alcanzar el mayor declive del pH
(fase estacionaria) muestra diferencias significativas al 5% tanto
para el factor de concentración de inoculo como para la
temperatura de fermentación siendo este un predictor consistente
para establecer las diferencias significativas entre las nueve
fermentaciones. Encontrándose los tiempos máximos para las
fermentaciones a 43°C, 41°C y 39°C., con 1% de inoculo
respectivamente.
Con respecto a la consistencia del yogurt de las nueves
fermentaciones presentadas en la presente tesis se determinó
diferencias significativas entre los valores de la viscosidad
newtoniana equivalente (VNE) por efecto del factor de temperatura
por su alta probabilidad de influenciar en las diferencias, sin dejar
de considerar que pudiesen que estas mínimas diferencias esten
también influenciadas por el factor de concentración del inoculo,
influenciando la variabilidad de la VNE.
Se encontrarón las más altas viscosidades (VNE) para las
fermentaciones realizadas a 39°C, y todas sus concentraciones de
inoculo como también para la fermentación a 41°C. con 1% de
inoculo.
Con respecto al grado de sinéresis para las nueves
fermentaciones consideradas se determinó diferencias significativas
al 5% de significación entre los valores obtenidos para el grado de
sinéresis, por efecto del factor temperatura por su alta probabilidad
estadística de influenciar en los resultados del grado de sinéresis.
Se determinó que la fermentaciones realizadas a 39°C, con
todas las concentraciones del inoculo y también que la
fermentación a 41°C con 1% de inoculo presentaron el menor grado
de sinéresis.
Determinamos que las fermentaciones que produjeron la
mejor coagulación, es decir alta viscosidad y menor grado de
sinéresis eran las de:
o A una temperatura de fermentación de 39°C. con todas
las concentraciones de inoculo consideradas en la
presente tesis;
o Y a la temperatura de fermentación de 41°C, con 1% de
concentración del inoculo.
Se determinó un modelo matemático empírico cuadrático
para relación de las varibles en estudio, concentración del
estabilizante (Supergelact) y grado de sinéresis, de pendiente
negativa, es decir, que conforme se incrementaba el porcentaje de
ingrediente añadido al yogur el grado de sinéresis disminuía.
Se determinó un modelo matemático empírico cúbico para
relación de las varibles en estudio, concentración del estabilizante
(Supergelact) y viscosidad newtoniana equivalente (VNE), de
pendiente positiva, es decir, que conforme se incrementaba el
porcentaje de ingrediente añadido al yogur el valor de la VNE se
incrementaba.
Determinamos que la concentración del 0,8% (p/v) del
estabilizante “SUPERGELACT”, para estabilizar el yogurt aflanado
elaborado a una temperatura de fermentación de 41°C. y con una
concentración de inoculo del 1%, formo un mejor coágulo en el
yogurt traduciéndose en el menor grado de sineresis (0%) y la más
alta viscosidad o lo que es lo mismo estabilidad y alta consistencia.
Con respecto a la caracterizacion reométrica del yogurt
aflanado elaborado a una temperatura de fermentación de 41°C con
una concentración de inoculo de 1% y adicionado de 0,8% de
Supergelact. Se determinó que para las tres temperaturas
observadas (12°C, 15°C y 22°C), respecto de su deformación de
flujo e independientemente del tiempo un comportamiento de “Fluido
Plastico”, modelo Herschel–Bulkley.
Que el indice reológico aumenta conforme se incrementa la
temperatura.
El coeficiente de consistencia decrece conforme aumenta la
temperatura, es decir el yogurt aflanado disminuye su viscosidad en
función del incremento de la temperatura, para las tres temperaturas
consideradas en la presente investigación de tesis.
El umbral de fluencia disminuye en función del incremento de la
temperatura, para el rango de temperaturas consideradas en la
presente tesis.
Se determinó que la temperatura tenía una gran influencia sobre la
viscosidad aparente y el coeficiente de consistencia porque
obtuvimos un valor alto en la energía de activación (Ea) igual a
82,5057 kJ / mol.
Del análisis sensorial del grado de satisfacción en escala
hedónica con respecto a la característica de consistencia del yogurt
aflanado, se determinó que al 100% de los encuestados le producía
satisfacción y que el 70% describío su satisfacción como muy
agradable.
Para le perdida de la calidad del yogurt determinamos que
seguía una relación básica para el deterioro de los alimentos de
primer orden, estableciendo para la perdida de la calidad por dia una
cinética de 0,023 μ% Calidad Residual / dia.
CAPITULO VI.- RECOMENDACIONES
Realizar la cinética de acidificación no solo para el consumo
del sustrato sino también para la reproducción celular.
Determinar el tipo de ácido láctico producido en la
fermentación L(+) o D (-).
Realizar una investigación considerando otra relación de las
cepas acido lácticas.
Realizar una prueba descriptiva de análisis sensorial con un
panel entrenado para observar la influencia de la cinética de
acidificación sobre las características sensoriales del yogurt
aflanado.
Determinar el comportamiento reológico del yogurt aflanado
con respecto al tiempo.
Realizar un ensayo para determinar la textura del yogurt en
función de la variación de las concentraciones del estabilizante
Supergelact.
Probar la estabilización del coágulo del yogurt con la adición
de otros estabilizantes (goma de algarrobo, goma de linaza, goma
tara, etc.).
Realizar un análisis estadístico no paramétrico de la
variación del pH o la acidez en función del tiempo.
Determinar el comportamiento reométrico del yogurt aflanado
durante el tiempo de la operación de fermentación.
Determinar el comportamiento reométrico del yogurt aflanado
en función del descenso del pH durante la operación de
fermentación.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
• ALAIS, Ch. (1996) Ciencia de la Leche. México:Continental.
• AMIOT, J. (1991) Ciencia y tecnología de la Leche. España
:Acribia S.A.
• ANON. (1977) In The Influence of the Cooling Rate in the
Quality of Stirred Yoghurt.Publication No. 225, Danish Dairy
Research Institute, Hillerod, Denmark..
• ANON. (1980a) British Patent 1 565006.
• ANON. (1980b) American Dairy Review, 42(8), 26.
• ANON. (1981a) Dairy Record,82(11), 40.
• ANON. (1981b) In Food Preservatives-Sorbistat, Sorbistat-K
and Sodium Benzoate. Pfizer (Chemical Division) Technical
Data, Pfizer Ltd., Kent, U.K.
• ANZALDUA, A. (1994) La evaluacion Sensorial de los
Alimentos en la teoria y en la practica. España: Acribia S.A.
• BAISYA, R. K. and BOSE, A. N. (1975) Journal of Food
Science and Technology India, 12, 306.
• BARBOSA-CÁNOVAS, G. V. y PELEG, M. 1983. Flow
parameters of selected comercial semi-liquid food products. J.
Texture Stud. 14, 213-234.
• BARBOSA-CÁNOVAS, G. V.; IBARZ, A y PELEG, M. 1993.
Propiedades reológicas de alimentos fluidos. Revisión.
Alimentaria. 241, 39-89.
• BARRAZA, A. (2003) Elaboración de yogurt con cultivos
probioticos y Yacón. Perú: Universidad Nacional Federico
Villarreal, Escuela Profesional Ingenieria Alimentaria.
• BENAVIDES, T. (2003) Efecto de las Variantes Geneticas A y
B de la ĸ - Caseína y β – Lactoglobulina sobre las propiedades
de la Coagulación de la Leche. Universidad Austral de Chile.
Escuela de Ingenieria de los Alimentos.
• BOLAND, M. J. (1997) . Genetic Polymorphism: What are the
benefits for the real world dairy industry?. Milk Protein
Polymorphism. Proceeding of the IDF Seminar, held in
Palmerston North, New Zealand 480p.
• BOGER, D. V. y TIU, C. 1974. Rheological properties of food
products and their use in the desing of flow systems. Food
Technol. in Australia, 26, 325-335
• BOURNE, M. C. 1992. Calibration of rheological techniques
used for foods. J. Food Eng. 16, 151-163
• BOYAZOGLU, J.; Morand-Fehr, P. (2000) Mediterranean Dairy
Sheep and goat products and their quality a critical review.
Small Ruminant Reserch 40: 1-11.
• BOYLE, l. L. (1972) In The Stabilisation of Cultured Mi/k
Products by Algimates. Paper Presented at the Symposium on
New Technical Developments in the Milk Industry, held in
October 1972 at Vratney Doline, Czechoslovakía.
• BORWANKAR, R. P.; FRYE, L. A.; BLAYROCK, A. E. y
SASEVICH, F. J. 1992.
• BRABANDERE, A. G.; Baerdemaeker, J. G. (1999) Effects of
Process Conditions on the pH Development During Yogurt
Fermentation. Journal of Food engineering 41 (3-4) :221-227.
• BRODKEY, R. S. (1967). The fenomema of fluid motions.
Addison-Wesley Publ. Co., Reading. Massacchusets.
• BRUNO,V. E. & Fregossi, M. (2000) Interacción entre
Antibiótico y Azúcar en Cultivos para Yogurt Batido y Bebible:
Cinética de Acidifición y Viscosidad Chr-Hansen Argentina,
Monroe 1295 Quilmes (B1878) - Buenos Aires – Argentina.
• BURTON, H. (1954) Journal of Dairy Research, 21, 194
• CALZADA, J. (1982) Metodos estadísticos para la
investigación. Perú: Milagros S.A.
• CARBONELL, E.; COSTELL, E y DURAN, L. 1990.
Comportamiento reológico de los productos derivados de fruta.
Flujo, dependencia del tiempo y plasticidad. Rev. Agroquím.
Tecnol. Aliment. 2, 189-209
• CRYALL, P. G.; CHEN, C. S. y CARTER, R. D. (1982). Models
for predicting viscosity of orange juice concentrate. Food
Technol. May, 245-252,
• COGAN. T. M. (1977) Irish Journal of Food Science &
Technology, 1,95. USA.
• COSTELL, E. y DURAN, L. (1978). Evaluación and
cuantificación de la tixotropía del puré de
• albaricoque. Rev. Agroquím. Tecnol. Aliment. 18, 470-484.
• COSTELL, E.; CARBONELL, E. y DURAN, L. (1986) .
Comportamiento reológico de las mermeladas de fresa.
Relación con la composición. Alimentos. 2, 5-12.
• COSTELL, E.; CLEMENTE, G. y DURAN, L. (1982) . Reología
físico química del puré de albaricoque. II. Caracterización del
flujo y relación entre los parámetros reológicos y las
características químicas y físicas del producto. Rev. Agroquím.
Tecnol. Aliment. 4, 539-550.
• COUSIN, M. A. (1977) Dissertation Abstracts International B.
37, 4966.
• COUSIN. M. A. and MARTH, E. H. (1977a) Journal of Food
Protection, 40, 475.
• COUSIN, M. A. and MARTH, E. H. (1977b) Cultured Dairy
ProducEs Journal, 12 (2), 15.
• CHARM, S. E. 1960. Viscosimetry of non-newtonian food
materials. Food Research. 25, 351-362.
• CHARM, S. E. 1963. The direct determination of shear stress-
shear rate behaviour of foods in the presence of a yield stress.
J. Food., 28, 107-113.
• CHEFTEL, J. C. y CHEFTEL, H. 1980. Introducción a la
bioquímica y tecnología de los alimentos. Editorial Acribia.
Zaragoza.
• CHEFTEL, J. C.; CHEFTEL, H. y BESANCON, P. (1982) .
Introducción a la bioquímica y tecnología de los alimentos. Vol.
II. Editorial Acribia. Zaragoza.
• CHEFTEL, J. (1983) Introducción a la bioquímica y tecnología
de los alimentos. España: Acribia S.A.
• CHEFTEL, J, (1989) Proteinas alimentarias: bioquímica.
Propiedades funcionales, valor nutritivo, modificaciones
químicas. España: Acribia S.A.
• DAVIS, J. G. (1968) In Quality Control in the Food Industry, Vol.
2. Ed. by Hersedoerfer. S. M. Academic Press Inc. (London)
Ltd., London, U.K.
• DEBEUKELAR, N. l., COUSIN. M. A., BRADLEY. R. L. Jr. and
MARTH. E. H. (1977) Journal of Dairy Science, 60, 857.
• DE LA CRUZ, E, (1991) Determinación de la calidad sensorial
del yogurt aflanado y/o saborizado, mediante pruebas
descriptivas. Perú: Universidad Nacional Agraria.
• DELLAGLIO, F. (1987) Cultivos termofilicos para fermentación
láctica. Dinamarca: Bulletin of the IDF.
• DELLAGLIO, F. (1987) Taxanomia y metabolismo de los
cultivos lácticos. Dinamarca: Bulletin of the IDF.
• DUARTE, A. (1982) Elaboración de yogurt batido de mango,
guayaba y guanábana. Perú: Universidad Nacional Agraria.
• DUTTA, S. M., KUILA. R. K. and RANGANATHAN, B. (1973)
Milchwissenschaft, 28, 231.
• FAO/WHO (1976) In Joint FAO/WHO Committee of
Government Experts on the Code of Principles Concerning Milk
and Milk Products. Report of the 18th Session, No. C x 5/70,
FAO, Rome, Italy.
• FOOD and DRUGS ACT (1975) In Composition and Labelling-
The Emulsifiers and Stabilisers in Food Regulations. No. 1486,
Statutory Instruments, HMSO, London, U.K.
• FOOD and DRUGS ACT (1980) In Composition and Labelling -
The Emulsifiers and Stabilisers in Food Regulations. No. 1833,
Statutory Instruments, HMSO, London, U.K.
• FISZMAN, S. M.; COSTELL, E. y DURAN, L. (1984) . Medida
del comportamiento reológico de geles de pectina de alto
metoxilo con un reómetro de cono-placa. Relación con la
composición. Rev. Agroquím. Tecnol. Aliment. 2, 191-198.
• FORD, E. W. y STEFFE, J. E. (1986) . Quantifying thixotropy in
starch-thickened, strained apricots using mixer viscometry
techniques. J. Texture Stud. 17, 71-85.
• GALLEGOS, C; BERJANO, M.; GARCIA, F.P.; MUÑOZ, J. y
FLORES, V. (1988). Destrucción estructural con la cizalla en
mayonesas. En "Actas del VII Congreso Nacional de Química.
Sevilla. Vol. III, 221-228.
• GARCÍA, F. (1993) Efecto de la acidez total y la concentración
de solidos totales en la calidad y concentración de leche
cultivada por inoculación directa. Perú: Universidad Nacional
Agraria.
• GARCÍA FERNÁNDEZ, S.;BARRACO SERRA, M.; ADRIÁ
CASAS, Mª.; LOPEZ BES, J. Mª.; RUIZ POL, J.; TRILLAS
GAY, E.; RODRÍGUEZ PICO, A.; BAGO LOPEZ, P. (1994)
“Alteraciones Reológicas en Procesos Fermentativos Lácteos,
Yogur. :Alimentaria 31(254) :41-48.
• GARZA GARZA, S, (1998). Caracterización reológica y
microbiológica, y cinéticas de deterioro en cremogenado de
melocotón . Universidad de Lleida. España
• GAUTNEB, T., STEINSHOLT, K. and ABRAHAMSEN, R. K.
(1979) Dairy Science Abstracts. 41, 478.
• GERHART, P., GROSS, R. HOCHSTEIN, J. (1995) .
Fundamentos de Mecánica de Fluidos, Edt. Addison-Wesley
Iberoamericana,S.A. USA.
• GONZÁLEZ ANDRADA, J. I.; ROMERO ESTÉVEZ, C.;
JIMÉNEZ-PÉREZ, S. (1994) Control de la Calidad en la
Fabricación del Yogur. Alimentación, equipos y tecnología 13
(6):77-81
• GOROSTIDI. A. (1991) Influencia de la temperatura de
elaboración en las características físico – químicas y
organolépticas del yogurt de leche de oveja. España: Anales de
la investigación del master en ciencia e ingenieria, 1, 747 –
768.
• GORBATOV, A. V. y GORBATOV, V. M. (1974) . Advances in
sausage meat rheology. J. Texture Stud., 4, 406-437.
• GEKAS, V. (1992) . Transport phenomena of foods and
biological materials. CRC Press. Boca Ratón, Fla. U.S.A.
• GENNIP, A. H. M. van (1981a) In Whey-A Valuable Raw
Material for Food in the Eighties. Lecture presented at the
Agricultural College of Athens, Greece.
• GENNIP, A. H. M. van (1981b) In Milk Proteins in Some
Practical Applications. Lecture presented at the Agricultural
College of Athens, Greece.
• GREENE, V. W. and JEZESKI, J. J. (1957a) Journal of Dairy
Science, 40, 1046. USA
• GREENE, V. W. and JEZESKI, J. J. (1957b) Journal of Dairy
Science. 40, 1053. USA
• GREENE, V. W. and JEZESKI, J. J. (1957c) Journal of Dairy
Science, 40, 1062. USA.
• GRADHAGE, L. and THURELL, K. E. (1978) XXth International
Dairy Congress. E, 1019.
• GRIGOROV, H. (1966a) XVIlth international Dairy Congress.
F:S, 655.
• GRlGOROV, H. (1966b) XVllth International Dairy Congress.
F:S, 643.
• GRlGOROV, H. (1966c) XVllth lnternational Dairy Congress,
F:S, 649.
• HARPER, J. C. y LEBERMANN, K. W. (1962) . Rheological
behaviour of pear purees. Proc. 1st Int. Congress Food Sci.
Technol. 1, 719-728.
• HARPER, J. C. y EL-SAHRIGI, A. F. (1965) . Viscosimetric
behaviour of tomato concentrates. J. Food Sci. 30, 470-476.
• HIGGS, S. J. y NORRINGTON, R. J. (1971). Rheological
properties of selected foodstuffs. Process Biochem. 615, 52-54.
• HILKER, V. (1947) Journal 01 Dairy Science, 30, 161.
• HENNING, N. (1992) Ingredientes funcionales su influencia en
la calidad del yogurt. Chile: Industria Alimenticia, 2, 31 –33.
• HOLDSWORTH, S. D. 1971. Applicability of rheological models
to the interpretation of flow and processing behaviour of fluid
foods products. J. Texture Stud. 2, 393-418.
• HOLDSWORTH, S. D. 1987. Conservación de frutas y
hortalizas. Editorial Acribia. Zaragoza.
• Hughes, C. (1994) Guia de aditivos. España: Acribia S.A.
• ILLANES, P. (2001) Estudio de monitoreo de desmpeño y
diagnostico de las necesidades y expectativas de los servicios
de la panadería villarrealina. Perú: Universidad Nacional
Federico Villarreal, Escuela profesional de Ingenieria
Alimentaria.
• IBARZ, A. y LOZANO, J. E. (1992) . Nota. Caracterización
reológica de pulpas concentradas de ciruela y melocotón. Rev.
Agroquím. Tecnol. Aliment. 22, 539-549.
• IBARZ, A. y CASERO, T. (198)7. Reología de zumos de
manzana de diferente variedad. Alimentaria. Septiembre, 57-
59.
• IBARZ, A. y LOZANO, J. E. (1992) . Nota. Caracterización
reológica de pulpas concentradas de ciruela y melocotón. Rev.
Agroquím. Tecnol. Aliment. 22, 539-549.
• IBARZ, A. y ORTIZ, M. J. (1993) . Reología de zumos de
melocotón. Alimentación, equipos y tecnología. Octubre, 81-86.
• IBARZ, A. y NAVÉS, J. (1995) . Efecto de la temperatura y
contenido en sólidos solubles sobre la cinética de
pardeamiento no enzimático de zumos clarificados de
manzana. Food Sci. Technol. Inter. 1, 29-34.
• IBARZ, A y PAGAN, J. (1987a) . Rheology of raspberry juices.
J.Food Eng. 6, 269-289.
• IBARZ, A y PAGAN, J. (1987b) . Consideraciones reológicas
sobre zumo de frambuesa. Alimentación, equipos y tecnología.
Mayo-junio, 175-182.
• IYENGAR, M. K., NAMBUDRlPAD, V. K. N. and DUDANI, A. T.
(1967) Indian Journal of Dairy Science, 20, 8.
• JENNESS. R. and PATTON, S. (1959) In Principles of Dairy
Chemistry, Chapman & Hall Ltd., London, U.K.
• JIMÉNEZ, L.; FERRER, J. L. y GARCIA, I. (1987) . Modelos
reológicos para líquidos alimentarios. Alimentación, equipos y
tecnología. Enero-Febrero, 295-299.
• JIMÉNEZ, L.; GARCIA, J. y FERRER, J. L. (1988) .
Dependencia del tiempo and de la temperatura en las
constantres reológicas del zumo de tomate. Afinidad. 415, 239-
242.
• KRAMER, A. y TWIGG, B. A. (1970). Quality control for the
foods industry, Vol. 1, AVI Publishing Co., Westport,
Connecticut. U.S.A.
• KIRK, R. (1996) Composición y análisis de los alimentos de
Pearson. México: Continental S. A.
• KOKINI, J. L. (1985). Fluid and semi-solid texture y texture-
taste interactions. Food Technol., 39, 86-94.
• KOKINI, J. L. (1992). Rheological properties of foods. En
"Handbook of food engineering". Heldman, D. R. y Lund, D. B.
Eds. Marcel Dekker. New York. pp. 1-38.
• KOKINI, J. L. y DICKIE, A. (1981) . An attempt to identify and
model trasient viscoelastic flow in food. J. Texture Stud. 12,
539-557
• Rheological characterization of melting of margerines and
tablespreads. J. Food. Eng., 16, 55-74.
• KOKINI, J. L. y DICKIE, A. (1981). An attempt to identify and
model trasient viscoelastic flow in food. J. Texture Stud. 12,
539-557.
• LABUZA, T. P. (1980) Food Technology. 34(4), 36.
• LIPINSKA, E., KOSIKOWSKA, M. and J AKUBCZYK, E. (1978)
XX th International Dairy Congress, lE, 836.
• LUCZYNSKA, A., BUOK, F., W AJNERT, T., KAZIMIERCZAK,
W., Developments, limitations, and interpretation of fenomena.
J. Texture Stud. 8, 257-282.
• LUQUET, F. (1993) Leche y productos lacteos. España: Acribia
S.A.
• MADRID, A. (1994) Nuevo manual de industrias alimentarias.
España: AMV Ediciones.
• MANOHAR, B.; RAMAKRISHNA, P. y UDAYASANKAR, K.
(1991). Some physical properties of tamarind (Tamarindus
indica L.) juice concentrates. J. Food Engineering. 13, 241-258.
• MARCELO MARTINEZ, R. (2002) Caracterización del
comportamiento reológico de sopa crema orientada al control
de calidad. Chile: Universidad Austral, facultad de Ciencias
Agrarias, Escuela de Ingenieria en Alimentos.
• MARSHALL, V. M. E. and MABBITT, L. A. (1980) Journal of the
Society of Dairy Technology. 33, 129.
• MASSAGUER-ROIG, S.; RIZVI, S. S. H. y KOSIKOWSKI, F. V.
(1984). Characterization of thixotropic behaviour of soft chees.
J. Food Sci. 49, 668-670, 684.
• MARTÍN-HOLGADO, F.J.; REVILLA, I.; VIVAR-QUINTANA,
A.M.;(2003). Influencia del Extracto Seco en la Textura. de
Yogures de Leche de Oveja. España:Departamento de
Construcción y Agronomía. Escuela Politécnica Superior de
Zamora. Universidad de Salamanca. España.
• MAYERHOFER, M. J., MARSHALL, R. T., WHITE, C. H. and
LEE, M. (1973) Applied Microbiology. 25, 44.
• MENZ NEIRA MARIA BEATRIZ. (2002) Estudio del
rendimiento quesero a través de Ecuaciones Predictivas y su
correlación con el rendimiento práctico, en Queso Chanco
Industrial. Universidad Austral de Chile. Escuela de Ingeniería
en Alimentos. Chile
• MEYER, M. (1988) Elaboración de productos lácteos. México:
Trillas.
• MIZRAHI, S. y BERK, Z. (1972). Flow behaviour of
concentrated orange juice: mathematical treatment. J. Texture
Stud. 3, 69-79.
• MORI, C. (1989) Estudio de la calidad del yogurt aflanado, bajo
diferentes niveles de recombinación de leche. Perú:
Universidad Nacional Agraria.
• MORESI, S y SPINOSI, M. (1984). Engineering factors in the
production of concentrated fruit juices. II. Fluid physical
properties of grape juices. J. Food Technol. 19, 519-533.
• MULLER, H. (1978). Introducción a la Reologia de los
Alimentos. Edt., Acribia. España.
• MULDER, H. and WALSTRA, P. (1974) In The Milk Fat
Globule-Emulsion Science Applied to Milk Products and
Comparable Foods. Commonwealth Agricultural Bureau,
Farnham Royal, U.K.
• NG-KWAI-HANG, K. F. (1993a), A Rapid Determination of
casein in milk and factors affecting casein proportion in milk
protein. Cheese yield and Factors Affecting its Control.
Proceedings of the IDF Seminar, Cark, Ireland. 540p.
• NG-KWAI-HANG, K. F. (1993b), Genetic Variants of milk and
protein Cheese yield. Cheese yield and Factors Affecting its
Control. Proceedings of the IDF Seminar, Cark, Ireland. 540p
• Norma Técnica Peruana: 202.092/90-02-20, yogur o yogurt.
• NUÑEZ, C.; CHUMBIRAY, M. (1991) Determinación de Vida en
Anaquel de Productos Alimenticios Procesados Mediante
Pruebas Aceleradas (ASLT). Perú: Universidad de Lima.
• ODIGBOH, E. V. y MOHSENIN, N. N. (1975a). Effects of
concentration on the flow rheology of butter and margarine. J.
Texture Stud., 6, 533-539.
• ODIGBOH, E. V. y MOHSENIN, N. N. (1975b). Effects of
concentration on the viscosity profile of cassava starch pastes
during the cooking-cooling process. J. Texture Stud., 5 441-
457.
• OL DONNELL, C. (1999) Transformando la textura. Chile:
Alimentos Procesados, 2, 44-46.
• PAINE, F. A. (1967) In Fundamentals of Packaging. Ed. by
Paine, F. A. Blackie & Son Ltd., London, U.K.
• PARRY, R. M. (1974) In Fundamentals of Dairy Chemistry. 2nd
Edition, Ed. by Webb. B. H., Johnson, A. H. and Alford, J. A. A
VI Publishing Co. Inc., Connecticut, U.S.A.
• PAULETTI, M. (2003) Modelizacion de la consisitencia del
yogurt batido: Efecto de la adición de varios gelificantes.
España: Ciencia y Tecnología Alimentaria, 4,90-94.
• PERRY, R. H. y CHILTON, C. H. (1982). Manual del ingeniero
químico. 2ª Edición. McGraw-Hill. México,
• PRENTICE, J. H. (1984). Measurements in the rheology of
foodstuffs. Elsevier Applied Science Publishers. Ltd. Barking.
England.
• PETTE, J. W. and LOLKEMA, H. (1951) NetherLand Milk &
Dairy Journal, S, 27.
• POSTHUMUS,G. (1954) officieel organ de Koninklijke
Nederlanse Zuivelbond 46,(4),55-56.
• POSTHUMUS, G. (1954) Official Orgaan FNZ, 46, 55.
• POWELL, M. (1969) Cultured Dairy Products Journal 4(3). 3.
• PRICE-JONES, J. (1953). The rheology of honey. In
"Foodstuffs, their plasticity, fluidity and consistency. Scott-Blair,
G.W. Ed. Amsterdam. Holly.
• PRIMO, E. (1979). Química agrícola: Alimentos. Tomo III.
Editorial Alhambra. Madrid.
• PRODANSKI, P (1967) Milchwissenschaft 22,167
• PUVANENTHIRAN, A.; WILLIAMS, R. P. W.; AGUSTIN, M. A.
(2001) “Structure and Visco- Elastic Properties of set Yoghurt
with Altered Casein to whey Protein Ratios”. International Dairy
Journal. USA.
• RAO, M. A. (1975). Measurements of flow properties of food
suspensions with a mixer. J. Texture Stud. 6, 533-539.
• RAO, M. A. (1977a). Rheology of liquid foods. A review. J.
Texture Stud. 8, 135-168.
• RAO, M. A. (1977b). Measurement of flow properties of fluid
foods.
• RAO, M. A. (1986). Rheological properties of fluid food. En
"Engineering propertires of foods". Rao, M. A. Y Rizvi, S. S. H.
Eds. Marcel Dekker. New Yorck.
• RAO, M. A., BOURNE, M. C. y COOLEY, H. J. (1981). Flow
properties of tomato concentrates. J. Texture Stud. 12, 521-
528.
• RAO, M. A.; COOLEY, H. J.; NOGEIRA, S. N. y McLELLAN, M.
R. (1986). Rheology of apple sauce: Effect of apple cultivar,
firmness and processing parameters. J. Food Sci. 51, 176-178.
• RAO, M. A.; COOLEY, H.J. y VITALI, A.A. (1984). Flow
properties of concentrated juices at low temperatures. Food
Technol. 38, 1.
• RAO, M. A.; PALOMINO, L. M. y BERNHARDT, L. N. (1974).
Flow properties of tropical fruit purees. J. Food Sci. 39, 160-
161.
• RAO, V. N. M.; HAMANN, D. D. y HUMPHRIES, E. G. (1975a).
Apparent viscosity as a measure of moist mouthfeel of sweet
potatoes. J. Food Sci., 40, 97-100.
• RAO, V. N. M.; HAMANN, D. D. y HUMPHRIES, E. G. (1975b).
Flow behaviour of sweet potato puree and its relation to
mouthfeel quality. J. Texture Stud., 6, 197-209.
• RHA C. K. (1978). Rheology of fluid foods. Food Technol. July,
77-82.
• RHA, C. H.(1975). Theory, determination and control of
physical
• properties of food materials. 165 D. Reidel Publ. Co., U.S.A.
• SÁENZ, C. y COSTELL, E. (1986). Comportamiento reológico
de productos de limón. Influencia de la temperatura y de la
concentración. Rev. Agroquím. Tcnol. Aliment. 26, 581-588.
• SARAVACOS, G. D. (1968). Tube viscometry of fruit juices and
purees. J. Food Sci. 22, 1585-1588.
• SARAVACOS, G. D. (1970). Effect of temperature on viscosity
of fruit juices and purees. J. Food Sci. 35, 122-125.
• SARAVACOS, G. D. (1995). Transport properties in processing
of fruit and vegetables. Food Technol. 49, 99-105.
• SHAMA, F. y SHERMAN, P. (1973). Identification of stimuli
controlling the sensory evaluation of viscosity. II. Oral methods.
J. Texture Stud., 4, 111-118.
• SHERMAN, J. M; STARK, C. N. y STARK, P. (1929). An
unappreciated but important factor in pasteurization milk. J.
Dairy Sci. 12, 385-393.
• SHERMAN, P. 1970. Industrial rheology. Academic Press. New
York.
• SAMUELSSON, E. G. and CHRlSTIANSEN, P. (1978) XXth
International Dairy Congress lE, 838
• SHALLENBERGER, R S and BIRCH, G G (1975) In Sugar
Chemistry. A VI Publishing Co Inc, Connecticut, USA.
• SHERMAN, P. (1970) In Industrial Rheology, Academic Press
Inc. (London) Ltd.. London, U.K.
• SHERMAN, P. (1970). Industrial rheology. Academic Press.
New York.
• Steffe, J. (1996). Rheological Metods in food process
engineering. USA: Michigan State University.
• SCALZO, A.M.; DICKERSON Jr., R.W.; PEELER, J.T. y READ
Jr., R.B. (1970). The viscosity of egg and egg products. Food
Technol. 24, 1301-1307.
• SCHWARTZ, M. y COSTELL, E. (1989). Influencia de la
temperatura y de la concentración en la viscosidad de los
zumos de manzana y de uva. Rev. Agroquím. Tecnol. Aliment.
2, 239-245.
• SCOTT-BLAIR, G.W. (19669. The success of the Casson's
ecuation. Rheol. Acta. 5, 184-187.
• SCOTT-BLAIR, G.W. (1958). Rheology in food research. En
"Advances in food research. Vol. III." Mrak, M. E. y Stewart, G.
F. Eds. Academic Press. New York.
• SKRIVER; MADSEN; JELLE, (1997) Caractrización de la
textura del yogurt elborado con diferentes concentraciones de
cultivo Vicenza: IDF Symposium, mayo 97.
• STEFFE, J. F. y FORD, E. W. (1985). Rheological techniques
to evaluate the self-stability of starch thickened strained
apricots. J. Texture Stud. 16, 179-192.
• STEFFE, J.F.; MOHAMED, I.O. y FORD, E.W. (1986).
Rheological properties of fluid food. Data compilation. En
"Physical and chemical properties of food". Okos, M.R. Ed.
ASAE publication.
• STEINSHOLT, K. and ABRAHAMSEN, R. K (1978) ,Meldinger
fra Norges Lanabrukshogkok, 57, 24
• STORGARDS, T. (1964) In Fermented Milks, IDF Annual
Publication-Part IIl, Brussels. Belgium.
• Suarez, E.; Ricardo, A. (1991) Yogur y Leche Fermentadas,
Aspectos generales. Alimentación, equipos y tecnología 10
(9):119-127.
• TANGLERTPAIBUL, T. y RAO, M.A. (1987). Rheological
properties of tomato concentrates as affected by particle size
and methods of concentration. J. Food Sci. 52, 141-145.
• TAMIME Y ROBINSON (1991) Yogurt ciencia y tecnología.
España: Acribia.
• TAMIME Y ROBINSON (1984) Microbiología de leches
fermentadas. España: Acribia.
• TAMIME, A. Y. and DEETH, H. C (1980) Journal of Food
Protection, 43, 939.
• TERESA, M. (1973). Fisicoquimica de Superficies y Sistemas
Dispersos. Edt. Urmo S.A. España.
• TIU, C. y BOGER, D.V. 1974. Complete rheological
characterization of time-dependent food products. J. Texture
Stud. 5, 329-338.
• TUNG, M.A.; RICHARDS, J.F.; MORRISON, B.S. y WATSON,
E.L. 1970. Rheology of fresh, aged and gamma-irradiated egg
white. J. Food Sci. 35, 872-874
• VARNAM, A.; SUTHERLAN, J. (1995) Leche y productos
läcteos. España:Acribia
• VILAR, J. (2003) Estadística 2. España: Universidad de
Coruña.
• VITALI, A. A. y RAO, M. A. 1984. Flow properties of low-pulp
concentrated orange juice: effect of temperature and
concentration. J. Food Sci. 49, 882-888.
• VITALI, A. A. y RAO, M. A. 1982. Flow behaviour of guava
puree as a function of temperature and concentration. J.
Texture Stud. 13, 275-289.
• VITALI, A. A.; ROIG, S. M. y RAO, M. A. 1974. Viscosity
behaviour of concentrated passion fruit. Confructa. 19, 201-206.
• VITALI, A. A. y RAO, M. A. 1982. Flow behaviour of guava
puree as a function of temperature and concentration. J.
Texture Stud. 13, 275-289.
• WALTERS, K. 1975. Rheometry. Chapman and Hall. London
• WALSTRA, J. (1984). Lactología Fisicoquimica. Ed. Acribia.
España.
• WAZER van, J.R.; LYONS, J.W.; KIM, K.Y. y COLWELL, R.D.
1963. Viscosity and flow measurements. A laboratory hybook of
rheology. Interscience Publ., New York. U.S.A.
• WHITE, G. W. 1970. Rheology in food research. J. Food
Technol. 5, 1-32.
• WINTERTON, D and MEIKLEJOHN, P G. (1978) Australia
Journal of Dairy Technology, 33, 55.
• WELTMANN, R.N. 1943. Breakdown of tixotropic structure as
function of time. Appl. Phys. 14, 343-350.
• XU, S.J.; LEWIS, J.I y SHOEMAKER, C.F. 1984. A
computerized system for the adquisition and analysis of time
dependent flow data. J. Texture Stud. 15, 407-414.
