Lacteos y Carnicos

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biotecnología: productos lácteos y carnicos

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Diapositiva 1

PRODUCTOS CARNICOS

INTRODUCCIONEn la transformacin del musculo de los animales de abastos de alimento comestible ocurren diferentes cambios qumicos, estos se inician al momento de la matanza, en el que ocurre un cambio masivo respiratorio y cardiaco en el animal, originando cambios en el tipo de actividad metablica del musculo, inicindose en la actividad enzimtica posmortem y las reacciones de descomposicin.

ENZIMOLOGIA DE LA MADURACIN DE LA CARNE

Estructuras responsables de las caractersticas mecnicas de la carneExisten dos componentes principales en la carne, las fibras musculares y el tejido conectivo, ambos son responsables de las caractersticas mecnicas de este alimento.

CANALLos msculos estriados de los mamferos difieren en color como resultados de las fibras que lo componen, distinguindose tres tipos de estas: rojas, blancas e intermedias, variando en su estructura y el tipo de metabolismo predominante que lleva acabo en ellas. Las fibras tienen un dimetro de 10 a 100 m, corren en la mayora de los msculos a lo largo de ste y se unen en tendones a los extremos.

CONTRACCIN MUSCULARExplica la accin de la caminata y otros movimientos de los animales superiores. Se inicial con un estimulo de elctrico enviado por el cerebro que viaja por el nervio motor y se recoge en el extremo de la membrana muscular lo que produce una onda de despolarizacin (potencial de accin). Cuando los canales se enfran a temperaturas de 15C o menos antes de resolverse la rigidez cadavrica se produce una eliminacin masiva de calcio de retculo sarcoplsmico producindose un acortamiento severo, una situacin mas severa ocurre cuando se congela la carne antes de la resolucin de la rigidez.INICIO DE LA ACTIVIDAD ENZIMATICA DURANTE LA MADURACIN El debilitamiento mecnico de las miofibrillas es causado por efecto de las enzimas proteolticas activadas despus de la muerte del animal. Estas Endopeptidasas se han clasificado como no lisosomales, que tienen una actividad mxima a valores de PH cercanos a la neutralidad.Debido a la acumulacin de cido lctico, el PH se abate a valores finales de 5.5 despus de transcurridas de 6 a24 horas despus de la muerte.

La velocidad a la cual la temperatura de la canal decae es dependiente de la temperatura ambiente y del tamao de la canal, y esto a la ve afecta a la actividad enzimtica. Si la canal es sometida a un enfriamiento rpido, la actividad enzimtica es menor que si se somete a un enfriamiento lento.

TABLA N 1PROTEASAS DEL MUSCULO

CAMBIOS ESTRUCTURALES

Cuando la canal se suspende por el tendn de Aquiles a temperaturas de refrigeracin (4 a 6 C), las proteasas promueven el debilitamiento de los elementos estructurales. No tiene un conocimiento exacto del mecanismo de degradacin de los componentes, pero se sabe que en esta situacin las protenas que integran a los discos Z. se despolimerizan, las protenas que integran a los discos z ese despolimerizan, las alfa- actinina y zetanina pueden extraerse intactas.ENZIMAS INVOLUCRADAS EN LA MADURACIONLa proteinasa neutra no lisosomal mas importante es la actividad por calcio (calpaina )

CONSERVACION DE CARNE POR FERMENTACION

La fermentacin de productos crnicos ha sido mtodo tradicional que se emplea al procesar carnes utilizando microorganismos, seleccionando cepas que produzcan un sabor, olor y texturas especificas deseadas por el consumidor.La conservacin tradicional incluye dos procesos fundamentales: la fermentacin en s y un proceso de teclado a travs del cual se reduce la actividad acuosa a niveles que permiten incrementar la vida de anaquel por estos dos procesos fundamentales se obtienen alimentos muy estable que pueden ser almacenados. La actividad acuosa en un alimento, definida como la cantidad de agua disponible para reacciones qumicas o crecimiento microbiano, determina la estabilidad. La mayora de los alimentos tradicionales son el producto de una combinacin de tecnologas para la conservacin de material alimentario.

EFECTO COMBINADO DE FACTORES DE CONSERVACIN

Si un alimento pierde humedad durante el almacenamiento, su actividad acuosa disminuye y por lo tanto mejora su estabilidad asptica del alimento. En productos enlatados los factores de conservacin decrecen con el tiempo, y en consecuencia disminuye su capacidad de inhibicin microbiana durante el almacenamiento. La disminucin de la estabilidad de la carne curada enlatada se debe en parte a degradacin de nitritos en el producto lo que permite la proliferacin de microorganismosPRODUCTOS AUTOESTABLESProductos autoestables como alimentos de actividad de agua intermedia (AAI), se pueden almacenar sin refrigeracin, lo que es importante en reas industrializadas, debido al considerable ahorro de energa, y reas no industrializadas en donde no existen facilidades de refrigeracin.Ventajas:El tratamiento trmico moderado aumenta las caractersticas organolpticas y nutricionales del producto. La ausencia de refrigeracin simplifica la distribucin y ahorra energa.

PRODUCTOS AUTOESTABLES DEPENDIENTES DEL PROCESAMIENTO TERMICO

Son llamados productos procesados a tres cuartos, se almacena a un mximo de 10 C son una vida de anaquel de 6 a 8 semanas sin refrigeracin. Las condiciones del proceso son:Actividad acuosa menor o igual a 0.96EH bajo. Por medio del uso de fundas impermeables al oxigeno.PH menor a 6.5.

PRODUCTOS AUTOESTABLES DEPENDIENTES DEL PH

En productos crnicos, el PH menor a 5.3 controla el crecimiento de Staphylococus Aureus; las esporas pueden germinar a PH inferiores a ste. En los productos autoestables dependientes del PH el nmero de esporas decrece durante el almacenamiento. TABLA N2: Condiciones de procesos tpicos en la fabricacin de embutidos fermentados

EMBUTIDOS FERMENTADOSse consideran 5 tipos de embutidos:Frescos: hechos a partir de carne fresca, generalmente de cerdo. Cocida, picada, sazonada y embutida. Estos productos deben ser cocidos antes de servirse. Ejemplo: butifarras.Secos y semisecos: productos curados, secados al aire; pueden ser ahumados antes del secado; se sirven fros. Ejemplo: el peperoni.Cocidos: Curados o no, picados, sazonados, embutidos, cocidos y a veces ahumados. Ejemplo: Boloa.Frescos y ahumados: hechos a veces a partir de carne curada. Necesitan coccin antes de servirse. Ejemplo: Kielbasa.Pasteles: Curados, cocidos, no ahumados, formados en bloquesTABLA 3: Algunos productos crnicos embutidos y sus condiciones de procesado

MICRORGANISMOS INVOLUCRADOS EN LA FERMENTACIN

Aadiendo niveles suficientes de los microorganismos deseados (10 109/g) se puede inhibir el crecimiento de especies no deseables.

Los productos crnicos fermentados presentan un amplio margen de seguridad sanitaria si bien el riesgo potencial mayor es la contaminacin por Staphylococcus Aureus, fcilmente controlable con acidificacin a PH menor a 5.3.TABLA N4: Principales microorganismos utilizados en la fermentacin de carnes.

PEDIOCOCOSSon las ms utilizadas, como iniciadoras comerciales, Pediococcus cerevisae, la primera cepa identificada como productora de cido lctico en la carne esta tiene gran resistencia a la liofilizacin y es de crecimiento rpido en sus tratos crnicos.

LACTOBACILOSLa mayora de cepas comerciales son homofermentativas, produciendo principalmente cido lctico a partir de glucosa y sacarosa, heterofermentativas, como contaminantes naturales (L.buchneri y L brevis) contribuyen al sabor a travs de la produccin de cidos voltiles, alcohol y dixido de carbono

MICROCOCOS A diferencias de las bacterias lcticas como los micrococos no se adicionan por su capacidad de reducir el PH si no por su actividad en el proceso de curado, por su capacidad de producir nitratos, producir cido a partir de la glucosa en condiciones aerobias y por su capacidad de proliferacin en medios que contengan cloruros de sodio. Con el uso de mesclas de nitratos y nitritos y sales de curado se va disminuyendo el uso de micrococos.HONGOS Y LEVADURAS

En el proceso de maduracin, los hongos tienen las siguientes funciones:La cobertura de micelio regula la humedad. El control natural compensa los cambios en la humedad relativa del medio ambiente, tenindose una velocidad de secado ms uniforme en el centro. A medida que se desarrolla el hongo, la accin enzimtica sobre las grasas y proteinas influye en el aroma distintivo del producto.

Los requisitos para utilizar cepas fungales son los siguientes:No deben producir compuestos toxicos.Deben cubrir la funda del embutido de forma homognea.Deben de germinar y crecer rpidamente.Deben desarrollar un sabor especfico y constante.

FACTORES QUE AFECTAN LA FERMENTACIN DE CARNES.Dado que las bacterias lcticas actan en la fase acuosa de la carne, cualquier factor que afecte la cantidad de agua influir tambin en la actividad de estos microorganismos. El contenido de grasa, por otra parte es inversamente proporcional al contenido de carne negra y por lo tanto a la velocidad de abatimiento de PH, el glucgeno presente en el tejido magro, consecuentemente afecta al contenido de acidez en la medida que dicho tejido este en mayores proporciones.

USO DE CIDO LCTICO COMO DESCONTAMINANTE DE LA CARNE

El cido lctico existe una gran variedad de alimentos. Aun PH adecuado sus propiedades bactericida no afecta negativamente a los atributos sensoriales del alimento lo que ayudado algunos a concluir que este es adecuado para ser utilizado como descontaminante de carnes frescas reduciendo especficamente la contaminacin por enteropatogenos y extendiendo la vida de anaquel.La mayora de los cidos orgnicos son eficientes a bajos PH y su efecto especifico esta relacionado con:La capacidad de penetrar a la clula.La parte de la clula atacada.La naturaleza del ataque. Productos lcteos

INTRODUCCIONLa leche fue uno de los primeros productos pecuarios utilizados por el hombre adems uno de los primeros alimentos sometidos a procesos fermentativos debido a la facilidad con que sufre invasiones microbianas que la acidifican; de esta manera el hombre aprendi a elaborar leches fermentadas y otros productos que a partir del avance tecnolgico se han ido mejorandoLECHE PROCESOS ENZIMATICOS

La lactosa, disacrido formado por glucosa y galactosa, es prcticamente el nico carbohidrato presente en la leche, en la que se encuentra en una concentracin de 4.7% a 5.2% en la leche de vaca, 6.5% en leche humana y alrededor de 4.5% en la leche de cabra y oveja.

FORMACIN DE OLIGOSACRIDOS La enzima -galactosada es la responsable de la hidrolisis enzimtica de lactosa. La cantidad y naturaleza de los oligosacridos formados dependen del origen de la enzima as como de algunas de las condiciones en que se efecta la reaccin tales como concentracin inicial de lactosa, tiempo de reaccin, PH, temperatura y iones inorgnicos.

FUENTES DE ENZIMASolo algunas se utilizan actualmente en la produccin a gran escala de la enzima: A.niger, A. oryzae, K.lactis, k. marxianus y C. Kefyr.

HIDRLISIS POR EL CONSUMIDOR La campaa lactAid. Puso en el mercado por primera vez a disposicin de consumidor preparaciones enzimticas de K. lactis que permitirn a este hidrolizar la leche para consumo propio.Este procedimiento aunque cmodo y eficaz, limita el consumo de leche al hogar. La demostracin de que la adicin a la leche de una dosis mayor de enzima e inmediatamente antes de consumirla evitar la intolerancia, desemboco en el desarrollo de productos que pueden ser tomados en el momento de ingerir no solo leche si no cualquier otro producto que contenga lactosa.

PRODUCTOS LACTEOS ELABORADOS CON LECHE DESLACTOSADA

Incremento en el poder edulcorante.La lactosa es una azcar poco dulce; al hidrolizarse la glucosa y la galactosa por separado tienen un efecto edulcorante mayor. En la leche hidrolizada, este ligero incremento en el sabor dulce puede ser objetado por algunas personas: sin embargo se encontrado que en general es afectado e incluso resulta atractivo especial mente en nios y adolescentes.

INCREMENTO DE LA SOLUBILIDAD La lactosa es una azcar poco soluble el que tiende a cristalizar en algunos productos dndoles una textura y apariencia arenosa que disminuyen su aceptabilidad. La hidrlisis de esta y sus respectivos monosacridos aumenta considerablemente la solubilidad disminuyendo la posibilidad de cristalizacin. Estos problemas en aquellos productos con un gran contenido solido como la leche condensada y azucaradas, helados donde adems la baja temperatura disminuye aun mas la solubilidad, postres como flanes, dulce de leche de Brasil y un dulce tradicional Mexicano que consiste en leche quemada, condensada y azucarada.

SISTEMA DE LACTOPEROXIDASA

La leche contiene la enzima denominada lactoperoxidasa y el anin tiocianato. En presencia de perxido de hidrogeno la enzima transforma el tiocianato en hipotiocianito el cual es el verdadero agente antimicrobiano. El sistema de lactoperoxidasa no est permitida por la normas legales de nuestro pas. Por otra parte la OMS y FAO, as como la federacin internacional de lcteos (IDF), recomiendan el uso de perxidos de hidrgeno como una medida de preservacin de la leche en pases en va de desarrollo.

Generacin de perxido de hidrogeno a travs de la degradacin enzimtica de la lactosa.

LECHES FERMENTADAS

ALGUNOS MIOCROORGANISMOS COMNMENTE UTILIZADOS EN LA ELABORACIN DE PRODUCTOS LCTEOS FERMENTADOS

Compuestos antimicrobianos producidos por las bacterias utilizadas en leches fermentadas

YOGURT DEFINICIN Y CARACTERSTICAS GENERALESEl yogurt es un producto lcteo fermentado que resulta del crecimiento de las bacterias lcticas Lactobacillus delbrueckiiss. Bulgaricus y Streptococcus salivariuss. Thermophilus en leche. De esta fermentacin debe resultar un lquido suave y viscoso de textura firme, uniforme, con sabor caracterstico existe entre tres tipos principales de yogurt. Firme, batido y lquido. Cada uno de ellos en forma natural o adicionado con sabores o con fruta.

LOS PRODUCTOS RESULTANTES SON: En el caso de la fermentacin en el envase, un yogurt con la apariencia de un gel semislido, que puede tener colorantes y saborizantes aadidos antes de la fermentacin, e incluso fruta, la formacin del coagulo durante la elaboracin del yogurt obedece al hecho de un PH cercano a 4.6 las micelas de casena de la leche coalescen en forma de cadenas o conglomerados para formar una estructura tridimensional en cual queda atrapado el suero a PH altos (>5.4) las micelas de casena mantienen su estado nativo pero cuando el PH alcanza valores de 5.1, las partculas sufren disociaciones parciales formando subparticulas de 30 40 nm, y cuando se alcanza PH del orden de 4.8 4.3.MICROBIOLOGA DE LA FERMENTACINLactobacillus delbrueckii ss.bulgaricus es un bacilo homofermentativo grampositivo, largo, no mvil, el cual produce cido lctico, capaz de fermentar fructuosa, galactosa, glucosa y lactosa, pero no as maltosa y sacarosa, normalmente tiene su Tptima entre 40C y 43C; no es capaz de crecer a temperaturas menores de 15C. tiene habilidad de crecer a PH inferiores a 5.0, y presenta metabolismo fermentativo a un en presencia de aire en tanto, Streptococcus salivarius ss. Termophilus es una bacteria grampositiva, esfrica la cual se observa en pares o en cadenas; es homofermentativo y produce cido (+) lctico a partir de glucosa, tiene una temperatura ptima de crecimiento de 40C a 45CLa lactosa, nico carbohidrato presente en la leche en cantidades significativas, satisface los requerimientos energticos de ambas especies. La leche contiene adems, en abundancia los aminocidos indispensables para estas bacterias, aunque no es forma libre, si no formando las protenas tambin contiene las vitaminas y minerales. Ambas bacterias transforman la lactosa a cido lctico.

OTRAS LECHES FERMENTADAS

Jocoque (Buttermilk) El Buttermilk es un producto de alto consumo en el sur, se obtiene este producto del subproducto de la elaboracin en mantequilla a partir de crema fermentada el suero de mantequilla que se separa durante el batido de la crema tiene un sabor y aroma caracterstico derivado de la acidez y metabolitos producidos por la bacteria participantes en la fermentacin de la crema la leche que se utiliza, tiene por lo normal un contenido de slidos no grasosos de leche de 9% a 10% mnimo y un mximo de grasa de 0.5% se pasteuriza a 82 C y 87C durante 30 45 minutos se enfra a 21 C 24C inocula con un volumen de 0.5 1% y se fermenta a esa temperatura durante 14 a 16 horas las especies bacterianas utilizadas en fermentacin son lactococcus, lactis ss. Lactis y/o lactococcus lactis ss cremoris que son principalmente responsables de generar acidez.

LECHE ESCANDINAVASLas leches son productos muy similares al Jocoque, pero se elaboran con participacin de cepas o especies capaces de producir gomas sus caractersticas generales son: sabor cido y aroma a mantequilla por la presencia de diacetilo, y su textura es viscosa, y en ocasiones altamente viscosa, por la presencia de la goma producida por las cepas filantes. Se elabora normalmente a partir de leche de vaca pasteurizada fermentada con Lactococcus lactis ss. Lactis, Lactococcus lactis ss. Cremoris y Leuconostoc mesteroides ss. Cremoris.

Entre los ms importantes de estos productos por su consumo se encuentran el Filmjolk que se elabora con leche con 3% de grasa en Suecia y Noruega.El villi, vilia o filia es un producto elaborado en Finlandia muy similar al Filmjokl, pero con el crecimiento en la superficie del moho Geotrichum candidum, con lo cual le confiere notas de aroma particulares. El Ymer, la particularidad es que se desuera para obtener mayor concentracin de slidos en el producto.

LabnehProductos concentrados elaborados a partir de leches fermentadas tipo yogurt; de este tipo son el labneh, labne o labneh.En otro estado recibe el nombre de tan, tan o Tulum tradicionalmente se elaboran a partir de leche de vaca, cabra o borrega, la cual se fermenta para obtener el yogurt, finalmente se concentra eliminando suero por filtracin a travs de un tela u otro material poroso, la concentracin de se hace por filtracin.

YakultEs una leche fermentada originaria de Japn, se elabora a partir de leche descremada diluida, la cual fermenta con lactobacillus casei ss. Casei y bifidobacterium bifidumKFIR Y KOUMISS El kefir y el koumiss son bebidas a base de leche sometidas tanto a fermentacin lctica como alcohlica; una de sus caractersticas es la presencia de bixido de carbono producido por levaduras que las convierte en bebidas gaseosas y espumosas. QUESOS.La produccin del queso se inicia con la formacin del coagulo o cuajada de composicin fsico qumica determinada en cuanto a extracto seco, contenido en materia grasa y minerales, acidez (PH) y textura posteriormente, esta propiedad del cogulo bajo condiciones adecuadas de maduracin (salado, temperatura, humedad, aireacin), favorecen el desarrollo de microorganismos naturales inoculados y la accin de sus enzimas. Diagrama general de la elaboracin de queso.

Caractersticas del coagulo al iniciar el escurrimiento como funcin del tipo de coagulacin.

LOS MICRORGANISMOS Y SU ENZIMAS Influencia de los microorganismos.Los microorganismos intervienen de las siguiente manera en la maduracin de quesos:Produciendo compuestos de aroma y precursores.Produciendo enzimas ya sea extracelulares o intracelulares que se liberan por lisis celular.Modificando algunas condiciones internas del queso.

LAS BACTERIA LCTICASLas bacterias lcticas agrupan a las especies de los generos lactococcus, Streptococcus, Lactobacillus, Leuconostoc, Bifidobacterium y Pediococcus, que se caracterizan por producir importantes cantidades de cido lctico.Las bacterias propinicas son las responsables del sabor y textura de los quesos tipo gruyere y emmental; para lograr concentraciones apropiadas estas bacterias son inoculadas previamente al cuajado. La especie ms utilizada es propionibacterium freudenreichii subsp. Shermanii. Estas bacterias producen cidos propinico y actico y bixido de carbono a partir de lactato.

MICRORGANISMOS INDESEABLESLos microorganismos patgenos pueden llegar de la leche al ordear vacas infectadas (mastitis) o por contaminacin por aire, polvo o agua ciertos patgenos (como Staphylococcus aureus) son secretados con la leche de la vacas aparentemente sanas.El destino de estos patgenos depender de los siguientes factores:Condiciones de almacenamiento previas a la produccin de queso.Intensidad de pasteurizacin.Niveles de recontaminacin por equipos, personal, etc.Actividad de las bacterias lcticas: rapidez en la reduccin del PH, PH y cantidad de cido lctico finales.

SUERO DE LECHE

Es el lquido resultante de la coagulacin de la leche durante la elaboracin del queso. Se obtiene tras la separacin de las casenas y de la grasa constituye aproximadamente 90% del volumen de la leche y contiene la mayor parte de los compuestos hidrosolubles de esta su composicin varia dependiendo de las caractersticas de la leche y de las condiciones de la elaboracin del queso en trminos generales, podemos decir que el suero contiene: 4.9% de lactosa, 0.9% de protena cruda, 0.6% de cenizas, 0.3% de grasa, 0.2% de cido lctico y 93.1% de agua aproximadamente 70% del nitrgeno total (protena cruda), corresponden a protna verdadera PROCESOS FERMENTATIVOSEl Suero Como Medio De CultivoEl suero de queso es un excelente medio de cultivo, y es por esto que se utiliza como sustrato para la obtencin de un buen numero de productos obtenidos a travs de fermentacin. Al ser la lactosa la principal fuente de carbono, parecera que solamente pueden emplearse microorganismos capaces de utilizar este disacrido; pero no es as ya que existe la posibilidad de utilizar lactasa para hidrolizar la lactosa en sus componentes glucosa y galactosa.

PRODUCCIN DE ENZIMASLos microrganismos productores de la lactasa comercial son las levaduras Kluyveromyces marxianus, Kluyveronyces lactis y candida Kefir, los hongos Aspergillus niger A. OrizaeProtena unicelular.El suero ha sido utilizado como sustrato para la produccin de protena unicelular de diversos microorganismos, entre los cuales los mas utilizados han sido levaduras, particularmente kluyveromyces marxianus.Principales industriales para la obtencin de protena unicelular a partir de suero

OTROS PRODUCTOSOtros productos que pueden ser obtenidos de la fermentacin del suero incluyen: grasa con hongos de los gneros penicillum y Aspergillus (204) y aceite de la las levaduras Candida curvata siendo muy efectiva.