2002 Monta - Yogurt De Leche De Chocho

OBTENCIÓN DE YOGURT CON LECHE DE CHOCHO Monta Gómez Maritza Silvana, Alemán Margarita, Nazate Wilmer Universidad Central del Ecuador, Escuela de Ingeniería Química Fecha: entrega 01/2002, aceptación 02/2002, aprobación 02/2002

RESUMEN Se elaboró yogurt natural y con frutas a partir de leche extraída de chochos mediante fermentación directa con yogurt madre. Se licuó el chocho con agua en proporción definida, al filtrado de esta mezcla o leche de chocho se le añadió leche en polvo y gelatina mientras se suministraba calor con el fin de dar consistencia al producto final. Posteriormente se fermentó la leche con yogurt madre, se incubó y enfrió por determinado tiempo. Al yogurt obtenido se le agregó mora previamente escaladada resultando un producto apetitoso y de acidez requerida. Se obtuvo un yogurt de alto nivel proteínico, de sabor, color y olor agradable, además se afirma que su elaboración a partir de leche de chocho ofrece un elevado rendimiento. Palabras Claves: Leche De Chocho / Fermentación Láctica Acidez / Streptococcus Thermophilus / Lactobacillus Bulcaricus / Temperatura

1 1.1

INTRODUCCION LECHE:

Definición.-“La leche es la secreción láctea, prácticamente libre de calostro , obtenida por ordeño completo de una o más vacas en buen estado de salud, dicha secreción láctea no debe tener menos de 3,25% de grasa de leche y no menos de 8,25% de sólidos no grasos de leche”(1). Composición.-Los principales componentes de la leche son los siguientes: agua, sales minerales, lactosa, grasa y vitaminas.”Aproximadamente el 85% de la leche es agua, en esta agua se encuentran los otros componentes en diferentes formas de solución”(2).

2

Tabla 1 Composición de la leche de vaca Agua 87,6%

grasa 3,7%

proteína 3,2%

lactosa 4,8%

sales min. 0,7%

Leches Fermentadas y Modificadas.-“Las leches fermentadas son productos acidificados por medio de un proceso de fermentación, como consecuencia de la acidificación por las bacterias lácticas, las proteínas de la leche se coagulan y se precipitan”(3). Las leches modificadas son productos de un proceso de alta esterilización: clarificación, homogeneización, regeneración y envasado cuyo contenido bacteriológico ha sido modificado, y se las utiliza para elaboración de productos lácteos que requieren conservarse por tiempos prolongados. 1.2

CHOCHO:

Constituye una planta(legumbre) que se caracteriza por tener las semillas en vainas del mismo tipo y por ser comestible Su nombre científico es Lupinus mutabilis Sweet. LEGUMINOSAE (FABACEAE),conocido como "tarwi", "chocho", "tauri", "chochito", "chuchus", "lupino", "altramuz". Ubicado probablemente en la región andina de Ecuador, Perú y Bolivia, ya que en ella se encuentra la mayor variabilidad genética. Alcanza altura de 0.8-2.0 m. Se cultiva principalmente entre 2000-3800 msnm. en climas templado-fríos. “Es una leguminosa herbácea erecta de tallos cilindricos, robustos, algo leñoso, generalmente de color verde oscuro, amarillento a veces variando hacia castaño. Se ramifica a partir de un eje central en forma de un candelabro. Alcanza alturas de 0.8-2.0 m. Las hojas son palmeadas, digitadas. La floración y formación de frutos es a menudo dispersa en el tiempo, las flores son de color azúl, pero pueden cambiar a blanco y rosado. Las vainas contienen 6-8 semillas (granos). Los granos contienen alcaloides amargos que impiden su consumo directo.” El chocho es una legumbre rica en proteínas, calcio, sodio y sales minerales, por lo tanto la leche obtenida de éste tendrá la misma composición . El tarwi o chocho (Lupinus mutabilis) tiene un alto contenido de alcaloides (0,3 a 3,0 %, v. Baer, 1979; Blanco, 1981) que le confiere un sabor amargo, por lo que no puede ser consumido directamente. Existen varios procesos para eliminar los alcaloides, los que se describen en el capítulo de agroindustria. Sin embargo, la manipulación tecnológica puede producir una pérdida de nutrientes. Numerosos estudios toxicológicos han comprobado la milenaria experiencia de las

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poblaciones andinas y confirman que el Lupinus mutabilis puede utilizarse sin problema en la alimentación humana, luego de reducir su contenido de alcaloides. 1.2.1 Composición química de la leche de chocho Tabla 2 Composición Química (5) Composición Energía Humedad Proteínas Grasa Hidrato de Carbono total Fibra Ceniza Calcio Fosforo Hierro Ribofoblina

1.3

Valor 71.30 13.60 17.30 7.40 3.60 1.00 0.40 32.00 89.00 2.50 0.02

Unidad Kcal g g g g g mg mg mg mg mg

YOGURT:

Definición.-“El yogurt es un producto que resulta de la fermentación láctica de leche entera o descremada,concentrada o no por el empleo de un cultivo seleccionado de Lactobacillus Bulcaricus o Streptococcus Thermophilus en cultivo asociado.”(5) Valor Nutritivo.-El elevado valor nutritivo que posee el yogurt se debe básicamente a la cantidad de proteínas que presenta y a la facilidad con que éstas se disocian en aminoácidos produciéndose un metabolismo más completo y favoreciendo la nutrición de aquellos que lo consumen. 1.3.1 Normas INEN para el yogurt natural. De acuerdo a las normas INEN, el yogurt contiene: Tabla 3 Especificaciones Del Yogurt Tipo I

Requisitos Contenido graso Acidez (ác. Láctico) Proteinas Sólidos lácteos no grasos Alcohol etílico

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Tipo II

Método de Ensayo

Tipo III

min(%) máx(%) min(%) máx(%) min(%) máx(%) 3 1.50 2.0 0.1 0.6 1.5 0.60 1.50 0.6 1.50 3 3.0 3.0 -

INEN 165 INEN 162 INEN 0.16

8.1

-

8.0

-

8.1

-

INEN 0.14

-

0.25

-

0.25

-

0.25

INEN 379

4

Tabla 4 Requisitos Microbianos Requisitos Bacterias coliformes Bacterias patógenas Hongos

Unidad/g meg meg meg

Método de Ensayo INEN 171 INEN 720 INEN 172

1.3.2 Bacterias que intervienen en la elaboración del yogurt. Lactobacillus delbrueckiiss bulcaricus.-“La temperatura mínima de desarrollo es de 22ºC y la óptima de 41-46 ºC.Su cultivo puro coagula a la leche entre 6 y 8 horas produciendo acidez elevada llegando hasta 2% de ácido acético.”(6) Streptococcus sabivariuss thermophilus.-“La temperatura de desenvolvimiento es de 38-44ºC siendo la óptima de 40.45ºC,su cultivo puro coagula la leche entre 6 y 8 horas produciendo una acidez máxima en torno al 1% de ácido láctico. 1.3.3 Elaboración del yogurt. Selección de la leche.-La leche ,más apropiada para elaborar yogurt es la que tiene un elevado contenido de proteínas,debe ser íntegra, semi-descremada(1,52%) o descremada, siempre que sea posible debe ser homogeneizada para la mejor distribución de los glóbulos grasos. Paasterización.-La pasteurización consiste en la eliminación de gérmenes y microorganismos que alteran y descomponen las propiedades de la leche mediante procedimientos térmicos.La leche se pasteuriza a 90ºC durante 60 segundos o a 85ºC durante 30 minutos. Homogeneización.-La homogeneización reduce el tamaño de los glóbulos grasos,lo que evita la subida de la nata durante el almacenamiento del yogurt y aumenta el volumen de las partículas de caseína.Se efectúa una homogeneización suave a una presión de 70 atmósferas. Concentración.-Después de la homogeneización,la leche entera se concentra hasta una densidad mínima de 1,037g/ml y la descremada hasta 1,038g/ml como mínimo para aumentar el extracto seco de manera que el producto tenga una consistencia más firme. Cultivo.-El cultivo láctico para el yogurt contiene Streptococcus Thermophilus y Lactobacillus bulcaricus en proporciones iguales,luego se siembra la leche con el 3% del cultivo usual agitando bien la masa.La leche se envasa y se incuba a una temperatura de 45ºC.

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5

En la producción moderna de yogurt, el equipo de fermentación y sus accesorios son de acero inoxidable y con una capacidad de hasta 10.000 litros en las plantas más grandes. Las bacterias lácticas heterofermentativas, las levaduras oxidativas y fermentativas y los mohos son contaminantes importantes que deterioran la calidad del producto, aunque afortunadamente sin peligro para la salud.” 2

OBJETIVOS.

Obtener leche de chocho y aprovechar su contenido proteico. Elaborar yogurt natural y con frutas mediante un proceso casero a partir de leche de chocho. Estudiar el proceso de fermentación de la leche de chocho mediante el análisis del pH. Determinar semejanzas y diferencias con el yogurt comercial.

3

PARTE EXPERIMENTAL. SUSTANCIAS Y REACTIVOS.

3.1

Se utilizó: • • • • • • • •

Chocho Leche entera en polvo Fermento Láctico Azúcar Fruta: Mora Agua Hielo Gelatina PROCEDIMIENTO.

3.2

3.2.1 Elaboración de Leche de Chocho. • • • • •

Pesar un kg de chocho Pelar, lavar y escaldar para evitar flora salvaje por 20 minutos a 60ºC. Licuar el chocho en relación 1:2 con agua por el lapso de 10 minutos. Filtrar y añadir 3% en peso de leche en polvo al filtrado disuelta previamente en una porción pequeña de leche. Añadir aproximadamente 50 g de gelatina disuelta en agua a la leche obtenida.

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3.2.2 Elaboración del Yogurt. • • • • • • • •

3.3

Pasteurizar a 80ºC de 5-7minutos y enfriar a 40ºC. Inocular en la leche obtenida yogurt madre previamente obtenido. Incubar de 38-42ºC y tomar alícuotas de 9ml cada 10 minutos para determinar el pH, hasta alcanzar el valor deseado. Dejar reposar por un tiempo definido y eliminar el suero formado. Enfriar lentamente el yogurt elaborado adicionando al baño térmico, hielosal, agitar constantemente. Escaldar la fruta evitando alcanzar el punto de caramelo. Dejar enfriar la fruta. Adicionar a una parte del yogurt obtenido la fruta escaldada. Realizar una encuesta de degustación [yogurt comercial (natural y de frutas) vs yogurt de chocho(natural y de frutas)],tabular los resultados(mínimo 20 personas. DIAGRAMAS.

Diagrama del Equipo chocho

Agua

Pesar

Lavar

Escaldar

Pelar

Pesar Agua

Pasteurizar T = 80°C

Enfriar T = 40°C

Filtrar

Licuar

Harina 2 o 3 cdas yogurt madre

Inocular

fruta

Incubar T=38 o 42 °C

Enfriar T=4°C

Escalar

PH = 4.2 Envasar

Diagrama de Flujo

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Refrigerar θ = 1h

7

4

DATOS EXPERIMENTALES. TABLA 5 Datos experimentales

SUSTANCIA Peso de choco Peso de chocho pelado y lavado Peso de agua requerida (1:2 chocho:agua) Total de leche filtrada Peso de leche en polvo añadida Volumen de yogurt madre a inocularse Cantidad de azúcar añadida Peso de fruta Tiempo total de fermentación

CANTIDAD 1.37kg 1.0482kg 2000kg 2030ml 0.041kg 9alícuotas 0.5201kg 0.2kg 3h

TABLA 6 Datos experimentales SUSTANCIA Peso de yogurt de chocho obtenido Volumen de yogurt de chocho obtenido

NATURAL 575g 1950ml

FRUTA 500g 1500ml

TABLA 7 Datos experimentales TIEMPO (min) 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0

pH 6.2 6.1 5.9 5.6 5.4 5.2 4.1

TABLA 8 Encuesta por persona SUSTANCIA

COLOR OLOR SABOR E B R M E B R M E B R Yogurt natural 7 13 0 0 12 8 0 0 11 9 0 Yogurt de frutas 16 4 0 0 14 6 0 0 11 8 1 Yogur de choho natural 1 19 0 0 1 19 0 0 0 20 0 Yogurt de chocho de frutas 5 15 0 0 7 13 0 0 11 9 0 Excelente :E, Bueno :B , Regular: R , Malo: M

5

CÁLCULOS. *Todos los cálculos son t=0

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ASPECTO M E B R M 0 12 7 1 0 0 13 7 0 0 0 1 20 0 0 0 0 20 0 0

8

5.1

CÁLCULO DE LOS °DORNIC °Dornic = 78*pH + 520 °Dornic = 78*6.2 + 520 °Dornic = 1003.6

5.2

Ec. 5.1-1

CÁLCULO DEL RENDIMIENTO DEL YOGURT DE CHOCHO

Re n dim iento =

Volumenyogurt Volumenleche

Ec. 5.2-1

*100

1500ml *100 2000ml Re n dim ietno = 75% Re n dim iento =

5.3

Ec. 5.2-2

GRÀFICAS. Diagrama: tiempo = f(pH)

1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0

Diagrama: tiempo = f(°Dormic) 1100

3

4

5

6

7

8

900 800 700 600 500 400 0

100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

°Dornic

pH tiempo vs pH 6

θ = 0.0019°D2 - 2.1742°D + 1049.8 r = 0.9737

1000

Tiempo (minutos)

tiempo ( minutos)

θ = -42.044pH3 + 785.8pH2 - 4872.1pH + 10021 r=1

tiempo vs ºDornic

RESULTADOS. Tabla 9 Grados Dornic T (h) 0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,11

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pH 6,2 6,1 5,9 5,6 5,4 5,2 4,6 4,0

ºDornic 1003,6 995,8 980,2 956,8 941,2 925,6 878,8 832,0

9

Tabla 10 Rendimiento Sustancia Yogurt chocho

% 96,5

Tabla 11 Resultado de Encuesta(%) Sustancia Y.Alpina natur. Y.Alpina duraz. Y.chocho natur. Y.chocho mora.

7

color E B R 35 65 0 80 20 0 5 95 0 25 75 0

M 0 0 0 0

E 60 70 5 35

olor B R M 40 0 0 30 0 0 95 0 0 65 0 0

sabor E B R 55 45 0 55 40 5 0 100 0 55 45 0

M 0 0 0 0

aspecto E B R M 60 35 5 0 65 35 0 0 5 95 0 0 0 100 0 0

OBSERVACIONES.

El color de la leche de chocho es similar al de la leche pura de vaca. El olor de la leche de chocho después de la incubación ,pierde casi totalmente el olor original de chocho y adquiere el típico olor de un yogurt comercial. Durante la incubación ,el aspecto de la leche de chocho se torna más denso y la coloración se torna ligeramente más amarillenta. Después del enfriamiento la textura del yogurt es buena e inferior comparada con la del yogurt comercial,su sabor es muy ácido. La adición de fruta reduce la acidez del yogurt porque lo tornó dulce debido a la gran cantidad de azúcar añadida a la fruta. 8

DISCUSIÓN.

Analizando la tabla 6-2 se observa que el rendimiento de yogurt obtenido a partir de la leche de chocho es muy alto,esto indica que resulta beneficioso elaborarlo en forma casera,pero,evidentemente se cometieron numerosos errores durante el procedimiento tales como:pérdida de chocho al limpiarlo,medición de masas incorrectas,adición de leche y gelatina en cantidades menores a las requeridas lo que afectó el aspecto del yogurt al final,tornándolo poco denso,no se inoculó la leche con la cantidad adecuada de yogurt madre por lo que no se llegó al pH esperado(cabe aclarar que el pH del yogurt medido fue de 3,3 demasiado ácido razón por la que se proporcionaron datos de pH medidos en períodos más prolongados). No se logró la temperatura de incubación de 42ºC ya que el baño térmico originó variaciones de temperatura pero, se alcanzó la temperatura de enfriamiento de – 4ºC esperada. Los defectos en la textura y la separación incorrecta del suero se deben a la variación de temperatura y al manejo mismo del producto.

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Una falla importante consistió en estimar aproximadamente el volumen del yogurt debido a que no se lo midió antes de la agregación de la fruta. De la encuesta realizada se nota que el yogurt natural agrada menos que el de frutas debido a su excesiva acidez y,comparando el yogurt natural comercial con el de chocho se afirma que se deberá mejorar el proceso de elaboración y controlar las temperaturas de incubación para lograr el aspecto y acidez demandadas. Respecto al yogurt de frutas ,el de chocho es agradable y podría igualar al comercial en sabor si se controlan las cantidades de componentes incorporados. 9

CONCLUSIONES.

El yogurt de leche de chocho constituye una buena alternativa para iniciar una actividad productiva ya que,el rendimiento obtenido aplicando técnicas simples de elaboración,es bastante satisfactorio. El yogurt de leche de chocho posee un alto contenido de proteínas,sin lactosa y bajo nivel de gras por lo tanto,constituye un producto de elevado valor nutritivo. El cultivo láctico o yogurt madre posee las bacterias Streptococcus Thermophilus y Lactobacillus Bulcaricus cuya función es la de dar la acidez y aroma típicos del yogurt. El enfriamiento del yogurt luego de la incubación tiene por objeto detener la excesiva acidificación debido a que las bajas temperaturas modifican el proceso enzimático natural de las bacterias nombradas. La formación del suero en el yogurt se debe principalmente a la retracción de las proteínas coaguladas por la disminución de la temperatura.Las proteínas de la leche de chocho son diferentes a las de la leche de vaca pero sus propiedades son semejantes ante el efecto térmico y bacteriano. Del gráfico T-pH se afirma que ,conforme se incrementa el tiempo de incubación , el valor del pH disminuye debido a que los microorganismos presentes producen las enzimas que acidifican el medio,pero llegarán a un punto en el que ya no bajará el valor del pH que es cuando la bacteria ha perdido toda su energía de activación. 10 APLICACIONES. La aplicabilidad que se le puede dar a la leche de chocho radica básicamente en la calidad de ésta,es decir, en su olor,sabor y aspecto,si se logran las mejores características,la leche puede emplearse en la elaboración de yogurt natural y con frutas,elaboración de leches fermentadas y modificadas e incluso ,se podría

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pensar en producir otros productos tales como mantequillas mediante procedimientos sofisticados. El consumo de leche de chocho beneficia a consumidores sensibles a la lactosa y a aquellos con bajo nivel de proteínas. 11 REFERENCIAS BIBLIOGRAFÍCAS. (1) WARNER,James, Principios de la Tecnología de Lácteos.1ª ed., Ed.AGT, 1980, p.50. (2) MEYER ,Marco, Elaboración de Productos Lácteos ,1ª ed.,Ed.Trillas ,1997, México,p.11. (3) IBID (2),p.59 (4) CIRCULO DE LECTORES, Diccionario:Pequeño Larousse ,1ª ed., Ed.Círculo de Lectores, 1988,París.,p.312 (5) CAICEDO Betty, Tesis: Estudio Bromatológico del yogurt,Quito,1985,p.19 (6) IBID (5),p.26. (7) García Mariano, “Biotecnología Alimentaria”, Limusa Noriega Editores, Primera edición, 1973, México, pg. 174. (8) KIRK Sawyer, COMPOSICION Y ANALISIS DE ALIMENTOS DE PEARSON, Primera Reimpresión, Editorial Continental S.A., México 1999, p:583 (9) CHEFTEL Jean, INTRODUCCIÓN A LA BIOQUIMICA Y TECNOLOGIA DE LOS ALIMENTOS, Editorial Acribio, Tomo I, Zaragoza España , 1976, p 50. (10) ROMERO P – Ulloa , CARACTERIZACION DE LA LECHE DE CHOCHO Y SU USO EN YOGURT. U.T.A, Ambato, 1998.

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