Practica #4
Elaboración de Yogurt a través de un lactobacilo

El yogurt es un producto lacteo obtenido mediante la fermentación bacteriana de la leche. La elaboración de los productos lacteos fermentados es una de las industrias mas importantes. Las leches fermentadas son productos acidificados por medio de un proceso de fermentación, como consecuencia de la acidificación por las bacterias lacteas, las proteínas de la leche se coagulan. Luego estas proteínas pueden disociarse separandose es aminoacidos. Por esta razón; las leches fermentadas se digieren mejor que los productos no fermentados

Químicamente, la acidez proporcionada por el acido lactico hace que se formen pequeños coagulos de caseína (proteína de la leche), lo que da al yogur su textura especial. 

En la practica realizada, elaboramos yogurt a partir de un lactobacilo, como muestra de las aplicaciones que tiene la biotecnología en nuestra vida cotidiana.
El lactobacilo es un tipo de bacteria. Hay muchas especies diferentes de lactobacilos. Estas son bacterias que viven normalmente en nuestros sistemas digestivo, urinario y genital sin causar enfermedades.

Algunas personas usan el lactobacilo para problemas generales de la digestión; para el síndrome del colon irritable; para los cólicos de los bebés, para la enfermedad de Crohn; para la inflamación del colon y para un problema intestinal grave llamado enterocolitis necrotizante que puede ocurrir en los bebés prematuros. El lactobacilo también se usa para lainfección por el Helicobacter pylori, el tipo de bacteria que produce úlceras y también se usa para otros tipos de infecciones incluyendo las infecciones del tracto urinario, las infecciones vaginales por levaduras y para la prevención de las infecciones respiratorias en los niños que asisten a guarderías infantiles.

Las bacterias Lactobacillus bulgaricus y Streptococcus thermophilus, responsables de la fermentación de la leche.








Introducción
En la elaboración de yogurt, tenemos presentes los siguientes objetivos.


Determinar el comportamiento de la fermentación
Entender el proceso que se lleva a cabo en la elaboración
Comprender las aplicaciones que tiene la biotecnología en nuestra vida.
Distinguir el comportamiento de las bacterias benéficas


La biotecnología se refiere a toda aplicación tecnológica que utilice sistemas biológicos y organismos vivos o sus derivados para la creación o modificación de productos o procesos para usos específicos.
El objetivo fundamental de la biotecnología de alimentos es la investigación acerca de los procesos de elaboración de productos alimenticios mediante la utilización de organismos vivos o procesos biológicos o enzimaticos, así como la obtención de alimentos genéticamente modificados mediante técnicas biotecnológicas. 

La fermentación es la transformación de una sustancia organica (generalmente un carbohidrato) en otra utilizable, producida mediante un proceso metabólico por microorganismos o por enzimas que provocanreacciones de oxidación-reducción, de las cuales el organismo productor deriva la energía suficiente para su metabolismo. las fermentaciones pueden ser anaeróbicas, si se producen fuera del contacto con el aire, o aeróbicas, que sólo tienen lugar en presencia de oxígeno.

Una de las fermentaciones mas comunes es la fermentación lactica en la elaboración de quesos y yogurts.
La fermentación del  yogurt es la fermentación de leche con microorganismos acidificantes, como lactobacilos.

En procesos como la producción de cerveza, vino, queso y yogurt implican el uso de bacterias o levaduras con el fin de convertir un producto natural como leche o jugo de uvas, en un producto de fermentación mas apetecible como el yogurt o el vino.




Diseño del experimento
Para la elaboración de yogurt en laboratorio, se tomaron en cuenta los siguientes materiales como indispensables:
Leche entera
La leche es fuente de calcio, el porcentaje de grasa varía entre un 4.8% - 2.8% este tenor graso a través de la homogenización dispersa en forma pareja la grasa de la leche. Es decir, si tiene mucha grasa se le quita y se deriva para la elaboración de manteca ó crema.
La leche entera puede ser sometida a procedimientos de higienización por calor. Procesos de ultra alta temperatura (UAT ó UHT), que consisten en llevar la leche homogenizada a temperaturas de 130° a 150°C durante 2 a 4 segundos, permiten higienizarla de forma apropiada y de manera que estas puedan llegar en forma segura al consumidor.
Las lechespueden ser modificadas en su contenido graso.
Aporte nutricional de la leche
Calorías
59 a 65 kcal

Agua
87% al 89%
Carbohidratos
4.8 a 5 gr.



Proteínas
3 a 3.1 gr.



Grasas
3 a 3.1 gr



Minerales
Sodio
30 mg.

Fósforo
90 mg
Potasio
142 mg.

Cloro
105 mg
Calcio
125 mg.

Magnesio
8 mg
Hierro
0.2 mg.

Azufre
30 mg
Cobre
0.03 mg.



En cuanto a las vitaminas, la leche contiene tanto del tipo hidrosolubles como liposolubles, en cantidades que no representan un gran aporte. Dentro las vitaminas que mas se destacan estan presentes la riboflavina y la vitamina A. La industria lechera ha tratado de suplir estas carencias expendiendo leches enriquecidas por agregado de nutrientes.

Por su alto contenido de agua, la leche es un alimento propenso a alteraciones y desarrollo microbiano, por eso siempre debe conservarse refrigerada y se debe respetar su fecha de vencimiento.






Leche en polvo
La leche en polvo forma parte de ser uno de los primeros candidatos a ser alimentos funcionales y por esta razón se le suelen añadir vitaminas A y D3. La leche en polvo puede contener hasta un maximo de un 4% de materia grasa (la mayoría de la leche en polvo se elabora a partir de leche descremada), siendo un tercio aproximadamente de su peso de proteína. La leche en polvo se considera extremadamente digestible, contiene un elevado contenido en calcio. Así por 100 g de leche entera en polvo se obtienen 909 mg de calcio frente a los 118 mg que seobtienen por la misma cantidad de leche entera.


Yogur natural
El yogurt es considerado un alimento fundamental para la salud, debido a que es un producto del grupo probiótico, los cuales contienen varias colonias de microorganismos vivos que influyen positivamente en nuestro organismo. La palabra probiótico proviene del griego y significa 'por la vida'. Esto se refiere a que son alimentos de cultivos puros, mezclas de microorganismos viables y activos los cuales, al ser consumidos por el hombre o los animales, aportan efectos realmente benéficos, mejorando principalmente la salud de la flora intestinal.

MATERIAL
1 Un litro de leche entera o parcialmente descremada.
2 Una olla o pocillo.
3 Una parrilla.
4 Leche en polvo.
5 Yogur natural fresco, de preferencia de producción local.
6 Un termómetro
7 Un envase de vidrio.






























1 Mezclar la leche fresca con dos cucharadas de leche en polvo.
2 Se coloca la leche en una olla, y se pone a calentar la mezcla hasta que llegue a una temperatura de 85-90° C, hay que mantener esta temperatura durante 5 minutos, es importante que la leche no hierva.
3 Después dejar enfriar la leche hasta 40-45 °C, es importante realizar todo este proceso para evitar que queden bacterias vivas que puedan estropear el yogurt.
4 Cuando la leche esta tibia, se pone en un recipiente de vidrio o de barro (que no sea metalico) y se le agregan dos cucharadas de yogurt natural (preferiblemente desnatado) yse remueve bien para que se disuelva, procurando que la temperatura no cambie.
5 Se tapa el recipiente con una tapa o con un paño o toalla limpia y se deja reposar durante 6 o 7 horas, manteniendo la misma temperatura y evitando que se enfríe, por lo general se coloca dentro del horno.
6 Pasado este tiempo la leche debe haber coagulado de forma homogénea. De no ser así, si la leche esta poco coagulada y su sabor es ligeramente acido es que le falta reposar un poco mas. Se vuelve a tapar bien y se deja reposar un par de horas mas.
7 Cuando el yogurt esta listo, desprende un suave aroma lactico típico; entonces se pone en la nevera y ya esta listo.




Resultados y Analisis
En la elaboración de yogurt se presentó el proceso de fermentación.
La fermentación lactica es una ruta metabólica anaeróbica que ocurre en el citosol de la célula, en la cual se oxida parcialmente la glucosa para obtener energía y donde el producto de desecho es el acido lactico. Este proceso lo realizan muchas bacterias  (llamadas bacterias lacticas), hongos, algunos protozoos y muchos tejidos animales; en efecto, la fermentación lactica también se verifica en el tejido muscular cuando, a causa de una intensa actividad motora, no se produce una aportación adecuada de oxígeno que permita el desarrollo de la respiración aeróbica. Cuando el acido lactico se acumula en las células musculares produce síntomas asociados con la fatiga muscular. Algunas células, como los eritrocitos, carecen de mitocondrias de maneraque se ven obligadas a obtener energía por medio de la fermentación lactica; por el contrario, el parénquima muere rapidamente ya que no fermenta, y su única fuente de energía es la respiración aeróbica.
Las fermentaciones son procesos de respiración anaerobia realizados por ciertas bacterias y levaduras. En ellos, el aceptor de H + y electrones cedidos por una molécula organica no es el oxígeno sino otra molécula. Dependiendo de cual sea esta molécula se obtendran distintos productos finales. En el caso de la fermentación lactica, la molécula aceptora es el acido pirúvico y el producto resultante es el acido lactico. Esta fermentación se emplea en la industria alimentaria para obtener derivados lacteos como el yogur. El yogur es un producto producido por la fermentación natural de la leche. A escala industrial se realiza la fermentación añadiendo a la leche dosis del 3-4 % de una asociación de dos cepas bacterianas.
El yogur se hace fermentando la leche con bacterias compatibles, principalmente Lactobacillus bulgaricus y Estreptococo thermophilus. El yogurt fermentado fue inventado probablemente, por tribus balcanicas hace miles de años. El yogur era solo un alimento de Europa Oriental hasta los años 1900s, cuando el biólogo Mechnikov creó la teoría de que esas bacterias lactobacillus del yogur eran responsables de la longevidad de las personas de Bulgaria. La leche azucarada o lactosa son fermentadas por estas bacterias y se forma el acido lactico el cual da origen a la formación de lacuajada. El acido también restringe el crecimiento de bacterias que causan descomposición del alimento. Durante la fermentación del yogur, se generan algunos sabores, que le dan especial característica.

Las bacterias acido-lacticas constituyen un vasto conjunto de microorganismos benignos, dotados de propiedades similares, que fabrican acido lactico como producto final del proceso de fermentación.
La acción de estas bacterias desencadena un proceso microbiano por el cual la lactosa (el azúcar de la leche) se transforma en acido lactico. A medida que el acido se acumula, la estructura de las proteínas de la leche va modificandose (van cuajando), y lo mismo ocurre con la textura del producto. Existen otras variables, como la temperatura y la composición de la leche, que influyen en las cualidades particulares de los distintos productos resultantes. Las bacterias acido-lacticas se han empleado para fermentar o crear cultivos de alimentos, durante al menos cuatro milenios. Su uso mas corriente se ha aplicado en todo el mundo a los productos lacteos fermentados, como el yogurt, el queso, la mantequilla y la crema de leche, entre otros. Su importancia, se debe ante todo, a sus propiedades para preservar y mejorar la salud.
El yogur es una leche fermentada, es decir: una leche en la que se han introducido unas bacterias (cepas o fermentos) que convertiran los azúcares de la leche (lactosa) en acido lactico. Este proceso produce una acidificación y hace que las proteínas de la leche coagulen,dando al yogur su textura característica. En el caso del yogur estas bacterias son dos (definidas legalmente): Streptococcus thermophilus y Lactobacillus bulgaricus.
Él yogurt hace la leche mas digestiva y así, encontraremos personas que no pudiendo tolerar la leche de vaca, pueden comerse un yogurt tranquilamente, sin que les afecte. El yogurt es una buena fuente de calcio, magnesio y fósforo que son los minerales mas importantes para nuestros huesos. Lo curioso es que estos minerales estan en mayor cantidad en el yogurt que en la leche. Es como si los microorganismos que fermentan la leche para convertirla en yogurt ademas de hacerla mas digestiva nos aumentan la cantidad de algunos minerales.
El yogurt disminuye la proporción de colesterol que contiene la leche antes de la fermentación. Por cada 100 gr. de yogurt obtenemos 180 mg de calcio, 17 de magnesio, 240 de potasio y 7140 mg de fósforo.

Conclusión
Las bacterias acido-lacticas constituyen un vasto conjunto de microorganismos benignos, dotados de propiedades similares que fabrican acido lactico como producto final del proceso de fermentación. Se encuentran en grandes cantidades en la naturaleza así como en nuestro aparato digestivo.

La acción de estas bacterias desencadena un proceso microbiano por el cual la lactosa (el azúcar de la leche) se transforma en acido lactico. A medida que el acido se acumula, la estructura de las proteínas de la leche va modificandose (van cuajando), y lo mismo ocurre con la textura del producto. Claroesta que existen otras variables como la temperatura y la composición de la leche, que influyan en cualidades particulares de los distintos productos resultantes.

La presencia del acido lactico, producido durante la fermentación lactica es responsable del sabor amargo, y de mejorar la estabilidad y seguridad microbiológica del alimento. Este acido lactico fermentado es responsable del sabor amargo de productos lacteos como el queso, yogurt y el kéfir. El acido lactico fermentado también da el sabor amargo para fermentar vegetales, tales como los tradicionales pikles, y sauerkraut. El azúcar en las coles son convertidas en acido lactico y usado como preservante.
Gracias al proceso de la fermentación lactica, fue uno de los alimentos mas importantes en el siglo SS principalmente en Europa. Es uno de los alimentos que ayudan a la incrementación de defensas del cuerpo, y los efectos positivos que causan en la flora intestinal.
La transformación de glucosa en lactato suele ser el proceso de fermentación mas común. Se lleva a cabo en varios microorganismos anaerobios y en el músculo animal durante periodos de actividad extenuante (baja disponibilidad de oxigeno). La fermentación lactica consiste en una sola reacción adelante del piruvato donde se forma el compuesto de tres carbonos, el lactato. Esta reacción de oxido reducción que cataliza la enzima lactato deshidrogenasa comprende la transferencia de dos electrones de la coenzima NADH al grupo ceto del piruvato para formar lactato.