ilustración Simple de la orden de procesamiento de crema agria de fabricación.
IngredientsEdit
Cultivadas crema.
La crema agria procesada puede incluir cualquiera de los siguientes aditivos y conservantes: suero de leche DE GRADO A, almidón modificado para alimentos, fosfato de sodio, citrato de sodio, goma guar, carragenina, sulfato de calcio, sorbato de potasio y goma de algarroba.
composición Proteicaeditar
la leche se compone de aproximadamente 3.0-3.5% de proteína. Las principales proteínas en la crema son las caseínas y las proteínas de suero., De la fracción total de proteínas de la leche, las caseínas representan el 80%, mientras que las proteínas de suero de leche representan el 20%. Hay cuatro clases principales de caseínas; β-caseínas, α(S1)-caseínas, α (s2)-caseína y κ-caseínas. Estas proteínas de caseína forman una partícula coloidal multi-molecular conocida como micela de caseína. Las proteínas mencionadas tienen una afinidad para unirse con otras proteínas de caseína, o para unirse con fosfato de calcio, y esta unión es lo que forma los agregados. Las micelas de caseína son agregados de β-caseínas, α(S1)-caseínas, α (s2)-caseínas, que están recubiertos con κ-caseínas., Las proteínas se mantienen unidas por pequeños grupos de fosfato de calcio coloidal, la micela también contiene lipasa, citrato, iones menores y enzimas de plasmina, junto con suero de leche atrapado. La micela también está recubierta en partes de κ-caseínas que se conoce como la capa capilar, que tiene una densidad más baja que el núcleo de la micela. Las micelas de caseína son estructuras bastante porosas, que varían en el tamaño de 50-250 nm de diámetro y las estructuras en promedio son del 6-12% de la fracción de volumen total de la leche., La estructura es porosa para poder contener una cantidad suficiente de agua, su estructura también ayuda en la reactividad de la micela. La formación de moléculas de caseína en la micela es muy inusual debido a la gran cantidad de residuos de prolina de β-caseína (los residuos de prolina interrumpen la formación de α-hélices y β-hojas ) y porque Las κ-caseínas solo contienen un residuo de fosforilación (son glicoproteínas). El elevado número de residuos de prolina inhibe la formación de estructuras secundarias muy compactas, como las hélices α y las láminas plisadas β., Debido a que las κ-caseínas son glicoproteínas, son estables en presencia de iones de calcio, por lo que las κ-caseínas están en la capa externa de la micela para proteger parcialmente a las no glicoproteínas β-caseínas, α(S1)-caseínas, α(s2)-caseínas de precipitar en presencia de exceso de iones de calcio. Debido a la falta de una estructura secundaria o terciaria fuerte como resultado de los residuos de prolina, las micelas de caseína no son partículas sensibles al calor. Sin embargo, son sensibles al pH. Las partículas coloidales son estables al pH normal de la leche que es 6.5-6.,7, las micelas precipitarán en el punto isoeléctrico de la leche que es un pH de 4.6.
las proteínas que componen el 20% restante de la fracción de proteínas en la crema se conocen como proteínas de suero. Las proteínas de suero también se conocen ampliamente como proteínas séricas, que se utilizan cuando las proteínas de caseína se han precipitado fuera de la solución. Los dos componentes principales de las proteínas de suero en la leche son β-lactoglobulina y α-lactalbúmina. Las proteínas de suero restantes en la leche son; inmunoglobulinas, albúmina sérica bovina, y enzimas como la lisozima., Las proteínas de suero de leche son mucho más solubles en agua que las proteínas de caseína. La principal función biológica de la β-lactoglobulina en la leche es servir como una forma de transferir la vitamina A, y la principal función biológica de la α-lactalbúmina en la síntesis de lactosa. Las proteínas de suero son muy resistentes a los ácidos y enzimas proteolíticas. Sin embargo, las proteínas de suero son proteínas sensibles al calor, el calentamiento de la leche causará la desnaturalización de las proteínas de suero. La desnaturalización de estas proteínas ocurre en dos pasos., Las estructuras de β-lactoglobulina y α-lactalbúmina se despliegan, y luego el segundo paso es la agregación de las proteínas dentro de la leche. Este es uno de los principales factores que permite que las proteínas de suero tengan tan buenas propiedades emulsionantes. Las proteínas de suero nativas también son conocidas por sus buenas propiedades de batido, y en los productos lácteos como se describió anteriormente sus propiedades gelificantes. Tras la desnaturalización de las proteínas de suero, hay un aumento en la capacidad de retención de agua del producto.,
Procesamientoeditar
la fabricación de crema agria comienza con la estandarización del contenido de grasa; este paso es garantizar que la cantidad deseada o legal de grasa de leche esté presente. Como se mencionó anteriormente, la cantidad mínima de grasa de leche que debe estar presente en la crema agria es del 18%. Durante este paso en el proceso de fabricación se agregan otros ingredientes secos a la crema; por ejemplo, se agregaría suero de grado A adicional en este momento. Otro aditivo utilizado durante este paso de procesamiento son una serie de ingredientes conocidos como estabilizadores., Los estabilizadores comunes que se agregan a la crema agria son los polisacáridos y la gelatina, incluido el almidón de alimentos modificado, la goma guar y la carragenina. El razonamiento detrás de la adición de estabilizadores a los productos lácteos fermentados es proporcionar suavidad en el cuerpo y la textura del producto. Los estabilizadores también ayudan en la estructura del gel del producto y reducen la sineresis del suero. La formación de estas estructuras de gel, deja menos agua libre para la sinéresis de suero, prolongando así la vida útil. La sinéresis del suero es la pérdida de humedad por la expulsión del suero., Esta expulsión del suero puede ocurrir durante el transporte de los contenedores que contienen la crema agria, debido a la susceptibilidad al movimiento y la agitación. El siguiente paso en el proceso de fabricación es la acidificación de la crema. Los ácidos orgánicos como el ácido cítrico o el citrato de sodio se agregan a la crema antes de la homogeneización para aumentar la actividad metabólica del cultivo inicial. Para preparar la mezcla para la homogeneización, se calienta durante un corto período de tiempo.,
la homogeneización es un método de procesamiento que se utiliza para mejorar la calidad de la crema agria en lo que respecta al color, la consistencia, la estabilidad de la crema y la cremosidad de la crema cultivada. Durante la homogeneización, los glóbulos de grasa más grandes dentro de la crema se descomponen en glóbulos de menor tamaño para permitir una suspensión uniforme dentro del sistema. En este punto del proceso, los glóbulos de grasa de la leche y las proteínas de caseína no interactúan entre sí, se produce repulsión., La mezcla se homogeneiza, bajo homogeneización a alta presión por encima de 130 bar (unidad) y a una temperatura alta de 60 °C. La formación de los pequeños glóbulos (por debajo de 2 micras de tamaño) anteriormente mencionados permite reducir la formación de una capa de crema y aumenta la viscosidad del producto. También hay una reducción en la separación del suero, mejorando el color blanco de la crema agria.
después de la homogeneización de la crema, la mezcla debe someterse a pasteurización. La pasteurización es un tratamiento térmico suave de la crema, con el propósito de matar cualquier bacteria dañina en la crema., La crema homogeneizada se somete a un método de pasteurización a alta temperatura y corto tiempo (HTST). En este tipo de pasteurización, la crema se calienta a una temperatura alta de 85 °C durante treinta minutos. Este paso de procesamiento permite un medio estéril para cuando es el momento de introducir las bacterias iniciadoras.
después del proceso de pasteurización, hay un proceso de enfriamiento donde la mezcla se enfría a una temperatura de 20C. la razón por la que la mezcla se enfrió a la temperatura de 20C se debe al hecho de que esta es una temperatura ideal para la inoculación mesofílica., Después de que la crema homogeneizada se haya enfriado a 20C, se inocula con 1-2% de cultivo iniciador activo. El tipo de cultivo inicial utilizado es esencial para la producción de crema agria. El cultivo iniciador es responsable de iniciar el proceso de fermentación permitiendo que la crema homogeneizada alcance el pH de 4.5 a 4.8. Las bacterias del ácido láctico (aquí conocidas como laboratorio) fermentan lactosa a ácido láctico, son anaerobios facultativos grampositivos mesofílicos., Las cepas de laboratorio que se utilizan para permitir la fermentación de la producción de crema agria son Lactococcus lactis subsp latic o Lactococcus lactis subsp cremoris son bacterias de ácido láctico asociadas con la producción del ácido. El laboratorio que es conocido por producir los aromas en la crema agria son Lactococcus lactis ssp. lactis biovar diacetyllactis. Juntas, estas bacterias producen compuestos que bajarán el pH de la mezcla y producirán compuestos de sabor como el diacetil.
después de la inoculación del cultivo inicial, la crema se porciona en paquetes., Durante 18 horas se lleva a cabo un proceso de fermentación en el que el pH se reduce de 6,5 a 4,6. Después de la fermentación, se lleva a cabo un proceso de enfriamiento más. Después de este proceso de enfriamiento, la crema agria se envasa en sus envases finales y se envía al mercado.
cambios fisicoquímicoseditar
la crema agria también se puede freír en aceite o grasa, y se puede usar sobre platos de fideos, como en la cocina húngara
durante el proceso de pasteurización, las temperaturas se elevan más allá del punto donde todas las partículas en el sistema son estables., Cuando la crema se calienta a temperaturas superiores a 70 ° C, hay desnaturalización de las proteínas de suero. Para evitar la separación de fases provocada por el aumento del área de superficie, los glóbulos grasos se unen fácilmente con la β-lactoglobulina desnaturalizada. La adsorción de las proteínas de suero desnaturalizadas (y proteínas de suero que se unen con micelas de caseína) aumenta el número de componentes estructurales en el producto; la textura de la crema agria puede atribuirse en parte a esto., La desnaturalización de las proteínas de suero también es conocida por aumentar la fuerza de la reticulación dentro del sistema de crema, debido a la formación de polímeros de proteína de suero.
Cuando la crema se inocula con bacterias iniciadoras y las bacterias comienzan a convertir la lactosa en ácido láctico, el pH comienza a disminuir lentamente. Cuando esta disminución comienza, ocurre la disolución del fosfato de calcio, y causa una rápida caída en el pH. durante la etapa de procesamiento, la fermentación el pH se redujo de 6.5 a 4.6, esta caída en el pH provoca un cambio fisicoquímico en las micelas de caseína., Recordar las proteínas de caseína son estables al calor, pero no son estables en ciertas condiciones ácidas. Las partículas coloidales son estables en el pH normal de la leche que es 6.5-6.7, las micelas precipitarán en el punto isoeléctrico de la leche que es un pH de 4.6. A un pH de 6,5, las micelas de caseína se repelen entre sí debido a la electronegatividad de la capa externa de la micela. Durante esta caída en el pH hay una reducción en el potencial zeta, de las cargas negativas altamente netas en crema a ninguna carga neta cuando se acerca al PI., U e = ε 2 ε z f ( k a ) ) 3 η displaystyle {\displaystyle U_{E}=\left\lfloor {\frac {2\varepsilon zf(ka))}{3\eta }}\right\rfloor } la fórmula mostrada es la ecuación de Henry, donde z: potencial zeta, Ue: movilidad electroforética, ε: constante dieléctrica, η: viscosidad, y f(ka): función de Henry. Esta ecuación se utiliza para encontrar el potencial zeta, que se calcula para encontrar el potencial electrocinético en dispersiones coloidales. A través de interacciones electrostáticas las moléculas de caseína comienzan a acercarse y a agregarse., Las proteínas de caseína entran en un sistema más ordenado, atribuyendo a una fuerte formación de estructura de gel. Las proteínas de suero que fueron desnaturalizadas en las etapas de calentamiento del procesamiento, son insolubles a este pH ácido y se precipitan con caseína.
Las interacciones involucradas en la gelación y agregación de micelas de caseína son enlaces de hidrógeno, interacciones hidrofóbicas, atracciones electrostáticas y atracciones de van der Waals estas interacciones dependen en gran medida del pH, la temperatura y el tiempo., En el punto isoeléctrico, la carga superficial neta de la micela de caseína es cero y se puede esperar un mínimo de repulsión electrostática. Además, la agregación está teniendo lugar debido a las interacciones hidrofóbicas dominantes. Las diferencias en el potencial zeta de la leche pueden ser causadas por diferencias en las diferencias de fuerza iónica, que a su vez dependen de la cantidad de calcio presente en la leche. La estabilidad de la leche se debe en gran medida a la repulsión electrostática de las micelas de caseína. Estas micelas de caseína se agregaron y precipitaron cuando se acercaron a los valores absolutos de potencial zeta a pH 4.0-4.5., Cuando el tratamiento térmico y desnaturalizado, la proteína de suero de leche está cubriendo la micela de caseína, punto isoeléctrico de la micela elevada al punto isoeléctrico de β lactoglobulina (aproximadamente pH 5.3).
propiedades Reológicaseditar
La crema agria exhibe comportamientos tixotrópicos dependientes del tiempo. Los fluidos tixotrópicos reducen la viscosidad a medida que se aplica el trabajo, y cuando el producto ya no está bajo estrés, el fluido vuelve a su viscosidad anterior. La viscosidad de la crema agria a temperatura ambiente es de 100,000 cP, (para comparación: el agua tiene una viscosidad de 1 cP a 20 °C)., Las propiedades tixotrópicas exhibidas por la crema agria son las que la convierten en un producto tan versátil en la industria alimentaria.