1.11: Yogur
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Producción de Yogur
El yogur existe desde hace varios milenios. La historia mitológica sobre el descubrimiento del yogur sugiere que los pastores de ovejas almacenaron su leche en bolsas hechas del intestino intestinal de los animales. Los intestinos contienen enzimas naturales que hacen que la leche se cuaje y se agrie. Esta leche agria duró más tiempo por lo que continuaron haciéndola. Hoy en día, la FDA define al yogur como un producto lácteo fermentado por dos cepas bacterianas: una bacteria productora de ácido láctico: Lactobacillus bulgaricus y Streptococcus thermophiles.
Proceso de producción de yogur:
- ¿Cuál es el propósito del tratamiento térmico en el paso 2? Piense en las proteínas del suero.
- ¿En qué se diferencia este proceso de la producción de queso? ¿Cómo afecta eso a la textura?
Bioquímica de Fermentación de Yogur
En el paso 4, los cultivos de yogurt se agregan a la leche. Estas bacterias son fermentadores de ácido láctico; utilizan enzimas para producir energía (ATP) a partir de la lactosa.
- Dibujar la estructura del ácido láctico.
- De la discusión previa sobre la fermentación del ácido láctico, dibujar una vía rápida que muestre la producción de ácido láctico.
- ¿Cuál es el propósito bioquímico de producir este ácido láctico?
- Bacterias que crean ácido láctico como producto secundario que resulta en un ambiente ____________ [ácido/básico].
- Cuando el pH baja, ¿qué cambios ocurren en las micelas de caseína?
Bioquímica de Sabores de Yogur
El yogur suele ser agrio. Este sabor a menudo se atribuye a la presencia de ácido láctico. Sin embargo, también hay una serie de compuestos carbonílicos como acetoína, diacetilo y acetaldehído que también contribuyen al sabor picante del yogur.
Producción de Acetaldehído
Durante la fermentación del yogur, se pudo producir acetaldehído a partir del metabolismo de la lactosa como resultado de la descarboxilación del piruvato. Sin embargo, la principal fuente de acetaldehído en estas bacterias es la conversión de treonina (aminoácido) en acetaldehído y glicina.
- Agregar flechas para el mecanismo de producción de acetaldehído que se muestra a continuación.
- La leche de cabra es más rica en glicina que la leche de vaca. A su vez, el nivel de acetaldehído es mucho menor en el yogur de leche de cabra. Explique.
Muchas bacterias del yogur carecen de la enzima, la alcohol deshidrogenasa.
- ¿Cómo afecta la falta de la enzima deshidrogenasa a la concentración de acetaldehído?
Producción de diacetilo y acetoína
Tanto Streptococcus thermophilus como Lactobacillus bulgaricus producen diacetilo que proporciona un distintivo sabor “mantecoso” al yogur (y otros productos lácteos fermentados). La acetoína es la forma reducida de diacetilo y complementa el diacetilo con un suave sabor cremoso.
- Agregar flechas para el mecanismo para la formación de acetolactato.
Proponer un mecanismo.
Probióticos
Se ha demostrado que los cultivos de yogurt en el tracto intestinal liberan la enzima lactasa que continúa descomponiendo la lactosa en el producto lácteo. Esto hace que el yogur sea comestible para las personas que son intolerantes a la lactosa.
Para dar a sus productos una vida útil más larga, los fabricantes suelen tratar térmicamente el yogur después de la fermentación. Esto mata a las culturas vivas. ¿Qué pasará con la lactasa si el yogur ha sido tratado térmicamente después de la fermentación?
Lactobacillus bulgaricus y Streptococcus thermophilus son las dos bacterias principales que se utilizan para crear yogurt. Sin embargo, estas cepas no sobreviven al tracto gastrointestinal. Son destruidos por la acidez del estómago y las enzimas del páncreas. Se ha vuelto común agregar cepas bacterianas 'probióticas' al yogur como Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus casei o Bifidobacterium spp. Existe evidencia de que estas bacterias llegarán intactas al intestino.
- Leer más sobre probióticos en alimentos: Scruboutakos, et. al., Nutrientes, 2017, 9 (4), 400; https://doi.org/10.3390/nu9040400 y Bisanz & Reid, Science: T ranslational Medicine, 2011, 3 (106), 1-4 (en Lienzo)
- Describir sus experimentos y hallazgos.
- ¿Cómo son beneficiosos los probióticos?
- ¿Cuáles son sus preocupaciones sobre las afirmaciones en los alimentos probióticos en el mercado?
Cuando se agregan probióticos a los alimentos, la industria alimentaria a menudo también agrega ingredientes conocidos como prebióticos, como la inulina, que, después de la digestión, ayudarán en el crecimiento de los probióticos en el colon.
- Dibujar la estructura de la inulina.
- ¿Los humanos pueden metabolizar la inulina?
- ¿Por qué se agrega al yogurt?
Otras bebidas lácteas fermentadas
Kefir
El kéfir es una bebida láctea fermentada carbonatada. Los microbios involucrados en la producción de kéfir son un cultivo simbiótico de bacterias del ácido láctico y levaduras incrustadas en una matriz de proteínas, lípidos y polisacáridos, 'granos de Kefir.
Proceso de producción de Kefir:
Durante la primera fermentación, las bacterias del ácido láctico son responsables de la conversión de la lactosa presente en la leche en ácido láctico, lo que resulta en una disminución del pH y preservación de la leche.
- Este paso es similar a la producción de queso y yogur. ¿Qué le está ocurriendo a las proteínas de caseína?
Bioquímica de los Sabores del Kefir
Similar al yogur, el sabor del kéfir a menudo se atribuye a diacetilo y acetoína (ambos aportan un sabor “mantecoso”), acetaldehído y productos carbonílicos relacionados.
- Dibujar la estructura de diacetilo y acetoína.
También participan en el proceso levaduras fermentadoras sin lactosa y bacterias del ácido acético (AAB). Las propionibacterias descomponen aún más parte del ácido láctico en ácido propiónico (estas bacterias también realizan la misma fermentación en queso suizo).
- Dibujar la estructura del ácido acético y el ácido propiónico. Revisar las vías para estos productos.
Segunda Fermentación
Otros constituyentes microbianos del kéfir incluyen levaduras fermentadoras de lactosa tales como Kluyveromyces marxianus, Kluyveromyces lactis y Saccharomyces fragilis, así como cepas de levadura que no metabolizan la lactosa, incluyendo Saccharomyces cerevisiae, Torulaspora delbrueckii, y Kazachstania unispora.
La levadura fermentadora de lactosa descompone la lactosa en etanol y dióxido de carbono dando como resultado un sabor carbonatado. La concentración de etanol es típicamente baja, generalmente 0.2-0.3%.
Reseña:
- Recapitular la vía que conduce a la producción de etanol y dióxido de carbono.
- ¿Por qué este paso es anaeróbico?
Resumir:
- Describir la diferencia bioquímica entre kéfir y yogur. Incluir estructuras y productos
Fuentes
Zourari, Accolas, & Desmazeaud, Metabolismo y Características Bioquímicas de las Bacterias del Yogur, Una Revisión. Le Lait, Ediciones INRA, 1992, 72 (1), pp.1-34. (Disponible en lienzo)