INVESTIGACIÓN

10       INVESTIGACIÓN

10.1      CULTIVOS LACTEOS

Los cultivos lácticos están conformados por un grupo de microorganismos; los cuales, han sido seleccionados en el laboratorio y se utilizan para producir fermentación en los productos lácteos elaborados como por ejemplo en las bebidas fermentadas como yogur, kumis pero también tienen una amplia utilidad en la producción de mantequilla y especialmente en los quesos.

Las funciones de los cultivos lácticos en la elaboración de productos lácteos son:

·         Producción de ácido láctico por fermentación de la lactosa; lo que provoca un sabor ácido característico en las leche fermentadas además de producir cambios en la textura y cuerpo.

·         Inhibe el desarrollo de flora contaminante y patógena.

·         Producción de compuestos como el di acetilo y acetaldehído que le dan aroma a los productos elaborados.

·         En los quesos maduros desarrollan actividad proteolítica y lipolítica durante la maduración.

·         En bebidas como kumis y kéfir la fermentación produce alcohol

·         Contribuyen a la uniformidad en el producto final.

Se clasifican en:

10.1.1        Método de fabricación:

·         Cultivos líquidos frescos: Se presentan en forma líquida, el contenido aproximado de bacterias es del orden de 500 millones por ml. Deben mantenerse en refrigeración (2 – 4) ºC. Por la dificultad en el manejo; su uso es bastante reducido.

·         Cultivos liofilizados: Preparados mediante desecación a partir del estado de congelamiento. Tienen una humedad inferior al 2%. Son estables por varias semanas a temperatura ambiente y por varios meses a temperatura de 3 a -5ºC. El contenido de bacterias se encuentra entre los 2.000 a 3.0000 millones por gramo.

·         Cultivos congelados: Son aquellos cultivos que son sometidos a un proceso rápido de congelación a temperatura de -40 a -45ºC. Pueden ser no concentrados y concentrados. Los primeros, se pueden mantener de 3 a 8 meses a temperatura de congelación. Para su utilización es necesario descongelar y propagar el cultivo antes de su utilización. Una desventaja es el mantenimiento de la temperatura durante su transporte.

10.1.2         Según fin específico de los cultivos teniendo en cuenta el microorganismo que lo conforman :

·         Donde se requiere producción de ácido láctico: Homofermentativos.

·     Donde se requiere producción de ácido láctico y otras sustancias que dan aroma y sabor: Heterofermentativos.

Teniendo en cuanta lo anterior, hay cultivos de acuerdo a la temperatura de crecimiento en donde pueden ser Mesófilas (20 – 30ºC y Termófilos (37 – 45ºC); también de acuerdo al tipo de cultivo; ya sean de cepa simple (1 cepa), cepas múltiples (2 – 4 cepas) y cepas mixtas (mezcla de cepas y especies).

Microorganismos comúnmente utilizados en la industria láctica a través de cultivos lácticos.

Fuente: Adaptado de Almanza, F., Barrera, E. (1991). Tecnología de leches y derivados. Unisur. Santa Fe de Bogotá. (Colombia). Página 63.

Cultivo	Tipo de microorganismo		Clase de fermentación
	Genero	Especie
Mesofilos	Streptococcus	lactis cremoris diacetilactis	Homofermentativa Homofermentativa Homofermentativa
	Leuconostoc	citrovorum dextranucum	Heterofermentativa Heterofermentativa
Termófilo	Streptococcus	thermophilus	Heterofermentativa
	Lactobacillus	bulgaricus helveticus bifidus casei acidophillus	Homofermentativa Homofermentativa Homofermentativa Homofermentativa Homofermentativa
Bacterias Propiónicas	Propionibacterium	shermanii petersonii	Heterofermentativa Heterofermentativa

Ilustración 5 TIPOS DE MICROORGANISMOS

Utilización de cultivos Mesófilos y Termófilos en la industria láctea.

Fuente: Adaptado de Almanza, F., Barrera, E. (1991). Tecnología de leches y derivados. Unisur. Santa Fe de Bogotá. (Colombia). Página 65 y 66.

Especie	Características	Utilización
Streptococcus lactis cremoris Streptococcus leuconostoc	Alta producción de CO₂ Alta producción de aroma	Quesos con ojos Quesos Gouda, tilsit, Edam, manchego
Streptococcus lactis -cremoris leuconostoc	Baja producción de CO₂ Mediano aroma	Quesos feta Quesos Dambo, cottage y blandos
Streptococcus lactis-diacetylactis Streptococcus cremoris	Baja producción de CO₂ Mediano aroma	Quesos con ojos Quesos bola, cantabría y quark
Streptococcus lactis- cremoris	No produce CO₂ No produce aroma	Quesos Cheddar y chester
Streptococcus thermophilus Lactobacillus bulgaricus	Baja producción de CO₂ Mediano aroma	Yogur
Streptococcus thermophilus Lactobacillus bulgaricus Lactobacillus helveticus Lactobacillus lactis Lactobacillus casei	Baja producción de CO₂ Alta producción de aroma	Quesos duros Quesos Grana, Emmenthal, parmesano Quesos Gruyere, provolone
Lactobacillus acidophillus Lactobacillus bulgaricus	Mediana producción de CO₂ Producción de aroma	Leches acidófilas Kumis

Ilustración 6 ESPECIE DE MICROORGANISMOS

10.2      Sensibilidad al bacteriófago:

Los bacteriófagos son virus que infectan a las bacterias dentro de las cuales se reproducen. Inicialmente, el bacteriófago se une a las bacterias a través de la pared celular e inyectan su ADN. Durante la reproducción bacteriana, en vez de replicarse el ADN de la célula, se replica el ADN del bacteriófago. La sustancia nuclear produce los “caparazones” de los bacteriófagos, los cuales son rápidamente llenados con ácido nucleico. Posteriormente los virus producen un enzima que causa la lisis de las células bacterianas y los nuevos bacteriófagos son liberados. Los bacteriófagos se encuentran en cualquier lugar, pero generalmente llegan a la planta junto con la leche cruda. Afortunadamente pueden ser inactivados por medio de los tratamientos térmicos (63-88°C por 30 min.), o por el uso de desinfectantes.

10.3      Propagación de cultivos lácticos:

El manejo de cultivos en la industria lechera depende del tipo de preparación comercial que se utilice. En caso de utilizar Cultivos Liofilizados es necesario operar en tres volúmenes de cultivos: Cultivo madre, cultivo intermedio y cultivo industrial.

10.4      El cultivo madre:

 Es el cultivo puro o mezcla de especies de cultivos lácticos que es propagado en volúmenes pequeños de 100 a 500ml bajo condiciones controladas de temperatura y tiempo de incubación puesto que serán utilizados para inocular en volúmenes más grandes de leche. Esta propagación se realiza cada dos o tres días dependiendo de las necesidades de cultivos para la producción de bebidas fermentadas o quesos, utilizando como sustrato leche descremada. La elaboración de este cultivo madre puede ser:

·         Tratamiento térmico de leche descremada a temperatura de 85ºC durante 30 minutos.

·         Reducción de temperatura a la de las especificaciones del cultivo (40 – 43ºC) si es termófilo y (20 – 22ºC) para cultivos mesófilos.

·         Tomar un sobre de cultivo liofilizado de marca comercial reconocida y adicionar a la leche previamente ajustada su temperatura de trabajo.

·         Tapar y mezclar por rotación lenta de la mezcla.

·         Incubación de leche cultivada a temperatura ideas (mesófilas o termófila) hasta su coagulación y verificación de la acidez (0.75 – 0.85% ácido láctico). pH = 4.6. El tiempo requerido generalmente es de 6 horas para los m mesofilos o termófilos y de 24horas para mesófilos o termófilos.

·         Refrigeración del preparado a temperatura de (2 – 4ºC). Con el fin de frenar el crecimiento y evitar el deterioro del cultivo.

·         Réplica del cultivo madre hasta que se mantenga la viabilidad en número de microorganismos.

10.5      El cultivo intermedio

 Es aquel que se destina a aumentar la cantidad de inoculo contenido en el cultivo madre para la elaboración de productos fermentados o quesos de gran escala. En la pequeña industria este cultivo es sinónimo de cultivo industrial. La cantidad de inoculo se prepara de acuerdo a las necesidades de producción. La inoculación se hace a partir del último cultivo madre propagado. Su elaboración es la siguiente:

·         Tratar la leche descremada a 85ºC durante 30 minutos en tanque de doble camisa.

·         Reducción de temperatura a la de las especificaciones del cultivo (40 – 43ºC) si es termófilo y (20 – 22ºC) para cultivos mesófilos.

·         Adicionar el 2% del cultivo madre en relación con el volumen de la leche.

·         Mezclar y tapar.

·         Incubación de leche cultivada a temperatura ideas (mesófilas o termófila) hasta su coagulación y verificación de la acidez (0.75 – 0.85% ácido láctico). pH = 4.6. El tiempo requerido generalmente es de 6 horas para los termófilos y de 24 horas para mesofilos.

·         Refrigerar a temperatura de (2 – 4ºC). Con el fin de frenar el crecimiento y evitar el deterioro del cultivo.

10.6      El cultivo industrial

es el que se adiciona directamente a la leche destinada a un determinado producto fermentado. Su preparación se hace a partir del cultivo intermedio. El volumen que se va a preparar depende de las necesidades de producción.

 Defectos de los cultivos lácticos

·         Falta de aroma y sabor: puede darse cuando el tiempo de incubación es corto, baja temperatura de incubación, contaminación de la leche o del cultivo.

·         Exceso de acidez: Tiempo largo de incubación, alta temperatura de incubación.

·         Liberación de suero: Exceso de acidez, bajo contenido de sólidos totales, excesiva temperatura de esterilización ocasionando un desequilibrio salino el cual se corrige adicionando cloruro de calcio.