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7/18/2019 At de Caseina Traducido

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Uso de concentrado de caseína micelar para la fabricación de yogur estilo griego: efectos

sobre las propiedades del producto y proceso

La caseína micelar es un tipo de caseína utilizada en los productos de nutrición deportiva. La

caseína es la proteína más abundante de la leche (80% de las proteínas totales), además contiene

calcio y ósoro! además de otros micronutrientes como hierro, zinc o cobre. La caseína micelar

es la orma de caseína aislada sin desnaturalizar. Las micelas de caseína son estructuras muy

delicadas "ue se obtienen mediante iltración y sin el empleo de sustancias "uímicas. #n su

composición se encuentran racciones proteicas como los $licomacropeptidos y la casomorina,

"ue son pptidos bioactivos. La caseína micelar contiene el porcenta&e más elevado de pptidos

bioactivos. #l aislado de caseína micelar suele contener entre el 8'*% de proteína y niveles

muy ba&os de $rasa y lactosa.

#l ob&etivo de este traba&o ue desarrollar y optimizar una alternativa "ue proceso de yo$ur

estilo $rie$o (+-), en el cual el nivel deseado de proteína ue alcanzado por la ortiicacióncon concentrado de caseína micelar (//) obtenida de leche de microiltración. os

preparaciones de // con '8 y 88% proteínas totales (//'8 y //88) se utilizaron para

ortiicar leche yo$ur a ,80% (peso1peso) de proteínas. +- de contenido de proteína similar

ue utilizado como el control. -o$ur leche bases ueron inoculadas con 0.0*% (peso1peso) o 234

directo 0,05% (peso1peso) establece la cultura de arrancador y ermentado hasta p6 5.'.

La tasa de acidiicación era más rápida para el +- //ortiicada "ue para el control, sin

importar el nivel de inoculación, "ue ue atribuido al mayor contenido de nitró$eno nonprotein

en la leche enri"uecida con //. /izalla constante rata reoló$icas análisis indicó un

comportamiento adel$azantes de la cizalla para todas las muestras +-, e"uipadas con el

modelo de ley de ener$ía. 4nálisis reoló$icos dinámico a '7 / mostraron una dependencia

recuencia dbil del módulo elástico (+) y módulo viscoso (+) para todas las muestras +-,

con + 9 +, lo "ue indica una estructura dbil del $el. e encontraron dierencias en la

ma$nitud de los parámetros viscoelásticos entre los * tipos de +-, con +- enri"uecida con

+ de // : + de control, lo "ue indica un $rado diverso de interacciones proteicas en los *

tipos de yo$ur. Las dierencias tambin ueron notadas en capacidad de retención de a$ua, "ue

ue menor para el //ortiicada +- en comparación con el control, atribuido al menor

contenido de proteína de suero en el anterior. 4 pesar de al$unas dierencias en las

características ísico"uímicas del producto inal en comparación con +- abricado por iltrar,

el proceso alternativo desarrollado a"uí es una alternativa viable a la tradicional +- proceso,

con beneicios ambientales y posiblemente inancieras a la industria láctea.

2;<=>?/<2>;

#l aumento de la popularidad del yo$ur estilo $rie$o (+-) en los @ltimos aAos es uno de los

eventos más notables en la producción de alimentos y ventas en la historia reciente. -o$ur estilo

$rie$o es tradicionalmente hecha por iltrar cua&ada yo$ur ermentado en una bolsa de tela para

alcanzar el nivel deseado sólidos eliminando suero ácido. #ste paso se lo$ra separar

mecánicamente el suero de la cua&ada con un separador centríu$o o iltración de membrana. La

producción de $randes cantidades de ácido suero presenta desaíos ambientales y económicos.

?na alternativa "ue proceso para +- "ue elimina el paso de eliminación del suero ácido por lo

tanto puede ser atractivo para los productores +-. 4ctualmente los procesos alternos

disponibles involucran ortiicación de la leche con concentrados de proteína de leche para

aumentar el contenido proteico del producto inal. /oncentrado de caseína micelar (//)obtenida por microiltración, un in$rediente de proteína emer$ente "ue está cosechando el



inters de la industria láctea debido a su valor nutritivo, uncionalidad y estabilidad durante el

proceso, podría ser un buen candidato para la ortiicación de la proteína de la leche yo$ur base.

#l cambio en la composición "uímica de la leche yo$ur base como resultado de la ortiicación

de la proteína se ha demostrado para inluir en las propiedades ísicas y reoló$icas del yo$ur.

3arios estudios han investi$ado los eectos de la ortiicación de la leche con concentrados de

proteína de suero de leche y los caseinatos en las propiedades ísicas del yo$ur, pero

comparativamente poco traba&o ha sido realizado para investi$ar el eecto de la ortiicación de

caseína micelar seducirla proceso y propiedades del yo$ur.

Los ob&etivos de este estudio ueron (B) desarrollar y optimizar un suplente "ue proceso para

+-, en el "ue es alcanzado el nivel deseado de proteína por ortiicación con //! y (*)

evaluar el eecto de la ortiicación de la // en las propiedades "uímicas y ísicas de +-

comparado con +- hecho mediante un proceso tradicional de iltrar.

4<#=24L 4; #<6>

ateriales

Leche descremada pasteurizada /omercial (/roCley Doods, Ein$hamton, ;-) se obtuvo de una

tienda de comestibles y se almacena a 5 7 / hasta su uso. La composición "uímica de la leche

desnatada se ensayó en el laboratorio airy >ne (2thaca, ;-), usando espectroscopía de

inrarro&o medio (4>4/ 2nternational, *000! mtodo F*.BG). Los parámetros determinados

ueronH proteínas totales de nitró$eno (<;I), proteína verdadera (I3), <, /;, $rasa, lactosa y

ceniza. La composición media de la leche se muestra en la <abla B. comercial secada por

pulverización // con 88% <;I (peso 1 peso! //88) obtenido a partir de caseína

/ompaAía 4mericana (Eurlin$ton, ;J) y se secó // con '8% <;I (peso 1 en peso! //'8),

producido por el $rupo de investi$ación de avid Earbano en la ?niversidad de /ornell (2thaca,

;ueva -orK) y obtuvo utilizando la metodolo$ía descrita en 6urt et al. (*0B0) se utilizaron para

la ortiicación de la leche descremada. La composición "uímica de //'8 y //88 se pusoa prueba en el airy >ne Laboratorio de 4nálisis de orra&e (2thaca, ;ueva -orK), utilizando la

metodolo$ía descrita por Eeliciu et al. (*0B*). ?na muestra comercial de llanura +- (/hobani

2nc., ;orCich, ;-) procedente de una tienda de comestibles se utilizó con ines de

comparación. La composición "uímica de la muestra comercial +- se muestra en la <abla *

La composición "uímica de las bases +- lácteos ortiicados con // y muestras +-

ueron probados en laboratorio airy >ne (2thaca, ;ueva -orK). ; total (<;) se determinó

utilizando el mtodo &eldahl para la leche (4>4/ 2nternational, *000! mtodo B.*0), < por

horno directa de aire orzado secado (4>4/ 2nternational, *000! mtodo 0.*0), y el

contenido de $rasa mediante el uso de o&onnier eMtracción con ter (4>4/ 2nternational,

*000! mtodo 8.0'). #l contenido de lactosa se determinó por dierencia. La composición

"uímica determinada se muestra en la <abla N.

/ultivo

?n con&unto cuba directa lioilizado (3) cultivo de yo$ur (D3 -/N80) "ue contiene

un cultivo de cepas mezcladas de la noeMopolisacáridos (#I) producir cepas de

treptococcus thermophilus y Lactobacillus bul$aricus se obtuvo de /hr. 6ansen 2nc.

(ilCauKee, O2). #l cultivo se almacenó a 80 7 / hasta su uso.

Ireparación de Eases +-

Leche descremada leche se calienta a 50 7 / en un bancotapa a$itar placa caliente

(<hermoscientiic, Oaltham, 4) antes de la preparación de las bases de la leche yo$ur

ortiicados//. Las bases yo$ur de leche ortiicada se prepararon mediante la adición de la



cantidad apropiada de //'8 o //88 para obtener mezclas con un contenido de proteína

diana de ,80%.

#ste contenido de proteína ue ele$ido para "ue coincida con el contenido promedio de proteína

de la muestra +- comercial (<abla *). Iara permitir una buena dispersión y reconstitución de

la // en la leche, el //88 +- base de leche se sometió a a$itación de alta cizalla a G.'00

rpm durante *0 min utilizando un ?ltra <urraM modelo <*' e"uipado con una herramienta de

dispersión *' ;B8 + (24, Oilmin$ton, /arolina del ;orte! auer y oraru, *0B*!. auer et

al, *0B*). #l //'8 podría dispersarse ácilmente en la leche, como se indica por la ausencia

de $rumos visibles despus de la dispersión del Ioder en la leche a temperatura ambiente (*0*'

7 /). Ior lo tanto, alta a$itación de cizallamiento no se utilizó y la base de leche "ue contiene

//'8 se a$itó durante *0 min sobre una placa de a$itación. Los +- bases lácteos

ortiicados// se almacenaron a 5 7 / durante B8 h antes de su uso para "ue haya tiempo

suiciente para la hidratación del polvo //. #sta vez rehidratación estaba en el intervalo de B'

a *N h reportado por aram et al. (*0B*) para la rehidratación del polvo de //.

Ireparación de +-

Iara preparar el control +-, la leche desnatada se calentó a 0 7 / durante ' min en un plato

caliente a$itación (<hermoscientiic) y posteriormente se enrió a 5N 7 / en un baAo de hielo.

La muestra se inoculó con 0,0*% (peso 1 peso) o 0,05% (p 1 p) de suspensión de cultivo

iniciador. ?n B0% (peso 1 peso) de suspensión de cultivo iniciador se prepara dispersando N $ de

la cultura 3 lioilizado en *F $ de leche desnatada a 5N 7 /. La cultura se mezcló a ondo en

la leche desnatada y la colocó en una incubadora a 5N 7 / (Disher /ientíico, Iittsbur$h, I4)

durante B0 minutos para aclimatarse el cultivo iniciador a la <emperatura de incubación antes de

la inoculación. espus de la inoculación, las bases de leche +- se colocaron en una

incubadora (Disher cientiic) a 5N 7 /. #l p6 de las muestras se midió +- por hora a 5N 7 /utilizando un medidor de p6 4ccumet #Mcel PL*0 (Disher cientiic) calibrada en la

<emperatura de medición antes de su uso.

/uando el p6 de las muestras +- alcanzó 5,', la ermentación ue detenido por el

enriamiento de las muestras a QB0 7 / (medido en el centro del producto) en un baAo de hielo

durante aproMimadamente N0 min. Las muestras +- ueron posteriormente sometidas a una

a$itación ba&o cizallamiento durante B0 s utilizando un mezclador de mano (modelo de serie

6erita$e *''B, unbeam 2nc., ;eosho, >). espus de eso, se cuela N00 $ de la muestra de

yo$ur usando una $asa durante B8 a *B horas a 5 7 / en un reri$erador (Disher cientiic), para

obtener tensa +- con un contenido de proteína diana de ,80% (peso 1 peso). Iara alcanzar el

contenido de proteína diana, la cantidad de suero "ue tuvo "ue ser drenada desde "ue seestableció el yo$ur utilizando un balance de masas. Las muestras de control tensas +- se

evaluaron posteriormente por su "uímica, ísica, y las propiedades reoló$icas.

Iara preparar el +- ortiicada//, //'8 y //88 +- bases leche se somete a un

tratamiento similar trmico, la inoculación, y las condiciones de incubación como la muestra de

control. 4l i$ual "ue en la muestra de control, incubación se detuvo a un p6 de 5.' y el yo$ur se

sometió a una mezcla de ba&a cizalladura durante B0 s usando una batidora de mano. Las

muestras +- //'8 y //88 ueron almacenadas a 5 7 / durante *5 h antes de realizar

"uímica, ísica, y los análisis reoló$icos.

4$ua/apacidad de retención



La capacidad de retención de a$ua (O6/) de las muestras se determinó utilizando +- una

versión modiicada del procedimiento reportado por odini et al. (*005). iez $ramos de +-

se centriu$ó a B.*'0 M$ durante B0 min a ' 7 / en una alta velocidad centríu$a reri$erada

(orvall =/'E, <hermoscientiic, 4sheville, ;/). La cantidad de suero de leche eMpulsado

durante la centriu$ación (O, $) se pesó, y O6/ calcula como si$ueH O6/ R (B0 O) 1 B0 M

B00%. La medición se llevó a cabo por duplicado para cada con&unto de rplicaseMperimentales.

4cidez

La acidez titulable (4<) de las muestras +- se determinó utilizando el procedimiento estándar

Dederación 2nternacional de Lechería (/handan y >S=ell, *00G). #l <4 se eMpresó como $ramos

de ácido láctico 1 B00 $ de muestra +-, y se obtuvo mediante titulación de $ de muestra

+-, diluyendo la muestra con B8 $ de a$ua desionizada y, a continuación titulando con 0,B ;

;a>6. 4proMimadamente 0,' ml de enoltaleína se utilizó como indicador, y la titulación se

llevó a cabo hasta "ue la primera sombra permanente de color rosa "ue duró se lo$ró más de N0s.

Resultados y discusión

#ecto de la Tuímica /ompositionon el peril de acidiicación de +-

La composición "uímica de la //'8 y //88 se muestra en la <abla B. La principal

dierencia entre estos * tipos de // ue el $rado de eliminación de la ase de suero durante la

etapa de diailtración del proceso de microiltración (auer et al., *0B* ). #s importante seAalar

"ue, despus de a&ustar las bases de leche +- a un contenido de proteína similar, //'8

+- tenía < superiores, lactosa, caseína y proteína (/;H I) al suero relación "ue hizo //

88 +- (<abla *) . #l contenido de lactosa y caseína de la base de yo$ur de leche y su /;H

relación I son variables importantes "ue inluyen en el tiempo de ermentación del yo$ur. #l

/;H relación de I de yo$ur tambin cambia durante la ermentación debido a las bacterias en

las proteasas de liberación del cultivo iniciador capaces de hidrolizar las molculas de caseína.

Los pptidos y 44 libre presente en la porción soluble de la leche ; son importantes para el

crecimiento de las bacterias iniciadoras durante la ermentación yo$ur.

?na consecuencia de la ortiicación de leche descremada con // ue un aumento en el

contenido ;I; de la base de leche +- (<abla N). #l mayor contenido de ;I; de muestras

// ortiicada +- relativos a la muestra de control sin enri"uecer, dio lu$ar a un tiempo de

ermentación li$eramente más corto (Di$ura B). La dierencia en el tiempo de ermentación ue

estadísticamente si$niicativa (I :0,0') sólo en el nivel de inoculación de 0,05%! se observó

nin$una dierencia si$niicativa en el tiempo de ermentación entre el // y //'888 +-

en el nivel de inoculación de 0,0*% o 0,05% (<abla 5). 4demás, a pesar de una dierencia

si$niicativa (I :0,0') en el contenido de lactosa entre las muestras +- ortiicados con

//'8 y //88 (<abla *), se observó "ue no dierencia si$niicativa en el tiempo de

ermentación entre las * muestras. #sto tambin apoya la conclusión de "ue la razón principal

para el tiempo de ermentación más corto en la +- ortiicada// ue el nivel más alto de

;I;.

Los parámetros de acidiicación (p6 y <4) para // '8 y //88 +- se midieron despus

de *5 h de almacenamiento a 5 7 /. #l p6 de las muestras +- al inal de ermentación antes

de almacenamiento de reri$eración era 5.'0. #l p6 de la muestra de control se midió despus

de iltrar, tal "ue su contenido de proteína similar a la de la +- ortiicada// (<abla *).Los valores de p6 inales del control y las muestras +- ortiicados// ueron no



si$niicativamente dierente (I9 0,0'), ya sea en la inoculación nivel (<abla 5). amin et al.

(*00) reportaron una pe"ueAa disminución en el p6 de yo$ur sin $rasa despus de almacenar

las muestras a 5 7 / durante *5 h, un enómeno conocido como postacidiicación. e$@n

<amime y =obinson (*00F), postacidiicación durante el almacenamiento en río se produce

principalmente como resultado de la conversión continua de lactosa en ácido láctico por

Lactobacillus bul$aricus. amin et al. (*00) encontraron "ue la postacidiicación se produ&ode orma independiente del nivel de ortiicación o los in$redientes utilizado en la base de leche

yo$ur. #sto tambin se observó en el estudio actual, donde las dierencias en la composición y

contenido de sólidos de las muestras +- tuvo poco eecto sobre el $rado de post

acidiicación. Lo hicimos, sin embar$o, encontramos una dierencia si$niicativa (I :0,0') en

los valores de <4 entre las muestras +- eMperimentales, tanto en el inal de la ermentación y

despus de almacenamiento reri$erado. #l valor <4 para el +- ortiicada// ue

si$niicativamente mayor (I :0,0') "ue la del control, en ambos niveles de inoculación (<abla

5). La muestra ortiicada con //'8 tuvo el mayor valor de <4. #sto se esperaba debido

tanto al mayor nivel ;I; y el nivel de lactosa superior en el //'8 ortiicada +- (<abla

*), lo "ue probablemente dio lu$ar a una mayor cantidad de ácido láctico en esta muestra

particular. Los pptidos en la racción de la leche ;I; e ha reportado "ue tienen un eectoestimulador sobre el crecimiento de treptococcus thermophilus y en consecuencia aumentar el

$rado de conversión de la lactosa a ácido láctico durante las primeras horas de ermentación

(hah, *00N).

O6/ de +-

#l O6/ de yo$ur es un indicador de su capacidad para retener el suero en la estructura del $el.

La capacidad de un producto de yo$ur para eMhibir separación mínima de suero de leche es un

actor importante para el Mito de venta al por menor, debido a la separación del suero aecta

ne$ativamente a la percepción del consumidor.

#studios anteriores han demostrado "ue cuando las no cepas productoras de #I se utilizancomo el cultivo iniciador, el /;H relación de I de yo$ur base de leche y < son actores

importantes "ue inluyen en la capacidad de la red de $el de yo$ur para retener el a$ua. e$@n

Iuvanenthiran et al. (*00*), la disminución de la /;H relación de I en la base de yo$ur de

leche aumenta la irmeza de los $eles de yo$ur ermentados. #n este estudio, el /entro del

Iatrimonio undial de la muestra +- tensa ue si$niicativamente mayor (I :0.0') "ue la de

las muestras ortiicadas// (<abla '), lo "ue podría atribuirse a la /; ineriorH =4<2> I

del control en comparación con el // muestras ortiicadas.

4 medida "ue el /;H relación de I de las disminuciones de yo$ur, la densidad de la red de

proteínas reticulado en la estructura del $el aumenta. #sto ayuda a reducir el tamaAo de los

poros en la estructura de red de $el, "ue por consi$uiente, obstaculiza el lu&o de lí"uido de la

estructura de $el. La combinación de altos y ba&os < /;H relación I (<abla *) para el control

+- puede haber dado lu$ar a una microestructura más densa de la red de $el de yo$ur, "ue

ayudó a inmovilizar más a$ua libre en la estructura del $el. 4demás, las proteínas de suero de

leche se sabe "ue poseen alta capacidad de retención de a$ua. #l eecto sinr$ico de un

compacto de proteínas de suero de leche de microestructura yo$ur y ayudado a aumentar la

O6/ de los $eles de yo$ur. La si$niicativamente mayor (I :0,0') O6/ de //'8 +- en

comparación con el //88 muestra (<abla ') se atribuyó principalmente a su mayor

contenido de sólidos. #l /entro del Iatrimonio undial de la //'8 +- ue similar (I9

0,0') a la de la muestra comercial +-, "ue mostró una separación mínima de suero de leche,

incluso despus de B mes de almacenamiento reri$erado.

/>;/L?2>;#



La ortiicación de la leche con // obtenido por microiltración es una alternativa

prometedora para el proceso de ma"uilla&e convencional de +- por la eliminación del suero.

/oncentrado de caseína micelar con '8% de proteína podría ser una uente adecuada de caseína

micelar para la ortiicación de la leche debido a "ue las propiedades ísicas de la +-

ortiicados con // '8 eran similares a los de +- abricado por el proceso de eliminación

de suero de leche convencional. #stos hallaz$os pueden ayudar a +- diseAo procesadorescondiciones apropiadas para los mtodos de producción alternativos de +- por //

ortiicación. #l traba&o uturo en esta área será evaluar las propiedades sensoriales y la vida @til

de la +- hechas por el proceso alternativo en comparación con el proceso tradicional de suero

de mudanza.