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USE OF STABILIZERS TO IMPROVE THE TEXTURE OF A FERMENTED BEVERAGE ELABORATED FROM MILK AND ACID WHEY Muchas Gracias… En la tarde de hoy les estaré presentando.

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1 USE OF STABILIZERS TO IMPROVE THE TEXTURE OF A FERMENTED BEVERAGE ELABORATED FROM MILK AND ACID WHEY
Muchas Gracias… En la tarde de hoy les estaré presentando mi investigación: “Uso de Estabilizadores para mejorar la textura de una bebida fermentada elaborada con leche y suero acido” Lurdes G. Siberio-Pérez Food Science and Technology Program May 6, 2010.

2 Agenda Introduction Objectives Materials and Methods
Results/Discussion Conclusions Recommendations Acknowledgements Agenda para la tarde de hoy: vamos a ver una introduccion, los objetivos de la investigacion, los materiales y metodos, resultados y discusion, la conslusion a la cual llegamos segun los resultados y algunas recomendaciones para futuros estudios en esta área.

3 Introduction Pszczola (2008)
Due to the decrease in the consumption of milk (Tamine, 2002; Boor, 2001) Different taste Longer shelf life Easy lactose digestibility Pszczola (2008) Sales increased at a rate of 20% Fermented or cultured dairy products Yogurt Yogurt drinks Por varios años, debido a la gran disponibilidad en el mercado de bebidas nuevas que ofrecen el mismo valor nutricional que la leche, la industria lechera observó una disminución en el consumom total de este producto. Muchas personas preferían consumir bebidas fortificadas que les proveyera el mismo valor nutricional que la leche pero que a la misma vez les proveyera otras cualidades. Debido a la disminución en el consumo de la leche, en los ultimos años tanto la industria lechera como la comunidad cientifica han unido esfuerzos para atender las exigencias y necesidades de los consumidores. Como han hecho esto? Creando productos innovadores de gran valor nutricional pero que a la misma vez les provee 1. Sabores diferentes 2. Productos con un largo de vida útil mås prolongado 3. Que tengan una facil digestibilidad de la lactosa, ya que para algunas personas esta azucar puede ser muy dañina. Y es entonces como reporto Pczola en el 2008 que las ventas en productos lácteos aumentaron a una razón de 20%, y que la mayoría de los productos consumidos provenia de la crediente categoría de productos de leche fermentados o cultivados como el yogurt, y bebidas de yogurt. Que le proveian al consumidor la cualidades mencionadas (apuntar arriba con el puntero)

4 Fermented Dairy Products
Cultured Milk (CFR ) The food produced by culturing with microorganisms. Cream Milk, partially skim, skim milk Buttermilk, whey Kefir Acidic mildly alcoholic fermented dairy beverage (Witthuhn et al., 2005). Kefir-grains Starter cultures Lactose is used by the mixed cultures to carry out the fermentation process. Qué es un producto lacteo fermentado o una leche cultivada? Segun el codigo de regulaciones federales # del FDA, la leche cultivada es un alimento producido por el cultivo con microorganismos (no patógenos) 1. Crema 2. Leche, leche descremada o partialmente descremada 3. Suero de mantequilla o suero Y el Kefir es un tipo de estas leches cultivadas (fermentadas), que en los ultimos años ha comensado comsumirse en el mundo Occidental. El kefir es una bebida acidica y levemente alcoholica que se originó en el area norte Caucasica en Rusia. Es producido por la actividad fermentativa de “granulos de kefir” que consisten de una mezcla de bacterias ácido lácticas y levaduras envueltas en una matriz de polisacáridos, que en apariencia asemejan un coliflor. La composicion de estos granulos es compleja y varía de acuerdo al lugar de origen del mismo. El kefir tambien se puede obtener mediante la fermentación con cultivos inicadores que asemejan la mezcla de bacterias y levaduras que existen en los granulos. Y es importante mencionar que fue un cultivo iniciador que se utilizó para propósitos de esta investigación. El cultivo mixto de kefir utiliza muy bien la lactosa para llevar a cabo el proceso de fermentacion y producir acido láctico. Es por esto que el suero, un desperdicio de costo insignificante y rico en lactosa puede ser utilizado como materia para la produccion de kefir.

5 Whey By-product of the manufacture of cheese 93.4% Water
Sweet whey Acid whey 93.4% Water 6.35% Total Solids Lactose Environmental problem due to biological oxygen demand (BOD) (Paraskevopoulou et al., 2003) Its disposal into rivers and onto fields promotes bacterial growth and causes oxygen depletion of water and soil (Ghaly and Ramkumar, 1999). El suero es un sub-producto de la elaboración del queso que resulta de la coagulación de la caseína con una enzima (renina) o un ácido (acetico o cítrico), que resulta en suero dulce o suero ácido respectivamente. El suero contiene un 93.4% de agua y un 6.35% de sólidos totales del cual la lactosa es uno de sus mayores compoentes. Y es este componente del suero que ha demostrado ser una problemática ambiental debido a su demana de oxígeno biológico. Que cuando se dispone en cuerpos de agua y en fincas, promueve el crecimiento de bacterias aerobicas y ocasiona una degradación del oxígeno en el suelo y agua.

6 Whey cont. Puerto Rico (2005) Further whey utilization
4 million tons of acid whey where produced (ORIL, ). Further whey utilization (Gallardo-Escamilla et al., 2005; González-Martínez et al., 2002) Manufacture of fermented beverages Use of potentially valuable nutrients Reduction of environmental pollution En el año 2005 la Oficina Reguladora de la Industria Lechera (ORIL) en Puerto Rico, reportó la producción de 4 millones de toneladas de suero ácido que resulto en desperdicios. La problemática está en que muchos productores de queso en PR y en otros países no cuentan con la tecnología para procesar el suero de manera adecuada para que no resulte en un contaminante. Y es por esto que varios investigadores han propuesto el uso del suero en la elaboracion de bebidas fermentadas. Lo cual resulta en el uso potencial de nutrientes valiosos que tiene el suero y ayuda a reducir la contaminación ambiental.

7 Whey cont. Itara-Rodríguez (2007)
“Elaboration of a Fermented Beverage From Acid Whey and Milk” Prepared different fermented beverage formulations Beverages with high proportions of whey 75% and 50% Low Viscosity Recommendation Use of stabilizers En respuesta a esas sugerencias en el 2007 Itara-Rodríguez (2007) realizó la investigación “Elaboración de una bebida fermentada de suero ácido y leche”. En esta investigación se prepararon diferentes formulaciones de bebidas fermentadas con suero ácido y leche. El recommendó el uso de proporciones bajas de suero (25%) para la elaboración de las bebidas ya que se encontró que en bebidas con proporciones altas de suero (75% y 50%) la viscosidad era baja. Y recomendó el uso de estabilizadores para mejorar la viscosidad de bebidas con altas proporciones de suero (75% y 50%). Y es a partir de esos hallazgos y sugerencias que entonces surge la investigación actual.

8 Stabilizers Polysaccharides or Hydrocolloids
Thicken and gel aqueous solutions. Modify and control the texture Control syneresis In cultured milks Control texture and whey separation (Singh and Heldman, 1993) Prevent milk proteins from sedimentation Use of stabilizers that have electrostatic interactions with milk proteins (Tamine, 2006; Ares et al., 2007) Pectin Gelatin Los estabilizadores son polisacaridos o hidrocoloides. Sus funciones principales son las de: 1. Espesar y gelatinizar las soluciones acuosas 2. Modifican y controlan la textura 3. Controlan la sineresis Y en las leches cultivadas 1. Controlan la textura y separación del suero 2. Evitan la sedimentacion de proteinas de la leche 3. Y se recomienda el uso de estabilizadores que tengan interacciones electrostaticas con las proteinas de la leche. a. Pectina b. Gelatina

9 Stabilizers cont. Pectin
Gallardo-Escamilla et al., (2007); studied the characteristics of fermented sweet whey after the addition of several stabilizers. Increased the instrumental and perceived viscosity of whey. Matched the physical viscosity of commercial fermented milk beverages. La pectina es un polisacarido que se encuentra en la pared celular de muchas plantas. Y se obtiene mediante la extraccion acuosa de cáscara de citricos y pulpa de manzana bajo condiciones acidicas (Hunt & Maynes, 1997). En el 2007, Gallardo-Escamilla y colaboradores estudiaron las características de suero dulce fermentado despues de la adición de varios estabilizadores. Y estos encontraron que la pectina aumentaba la viscosidad instrumental y percibida del suero fermentado. Y que esta igualaba la viscosidad fisica de leches fermentadas que existen comercialmente.

10 Stabilizers cont. Gelatin
Ares et al., 2007; studied the effect of the addition of gelatin and starch on the rheological and sensory textural properties of plain yogurt. Higher viscosity was observed. Higher sensory viscosity, creaminess and mouth-feel than starch when added to plain yogurt in the same concentration. La gelatina es la proteina más común del reino animal, que se obtiene de la degradación del colageno. En el 2007 Ares y colaboradores estudiaron el efecto de la adicion de gelatina y almidón en las propiedades reologicas y sensoriales del yogurt sin sabor. Encontraron que la adicion de la gelatina al aumentó la viscosidad del yogurt. Y que la gelatina demostro una viscosidad sensorial, cremosidad y una sensación en la boca mayor que el almidón cuando fueron añadidos a la misma concentración. Hasta aquí se ha presentado una pequeña introducción sobre el trasfondo de la investigacion y ahora daremos paso a presentar los objetivos.

11 Objectives Primary Objective
Improve the viscosity of two different fermented beverage formulations with the addition of stabilizers. 75% Whey / 25% Milk 50% Whey / 50% Milk Stabilizers Pectin Gelatin Objetivos: El objetivo principal: Mejorar la viscosidad de dos formulaciones diferentes de una bebida fermentada con la adicion de estabilizadores. Las formulaciones que se utilizaron fuero 1. 75% Suero / 25% Leche 2. 50% Suero / 50% Leche Y los estabilizadores utilizados 1. Pectina 2. Gelatina

12 Objectives cont. Secondary Objectives
Determine which stabilizer improves the viscosity of the fermented beverage formulations. Evaluate consumer acceptability of the fermented beverage formulations through a sensory analysis. Objetivos Secundarios Determinar que estabilizador mejora la viscosidad de las bebidas fermentadas. Evaluar la aceptabilidad de la la bebida fermentada por el consumidor realizando un panel sensorial.

13 Materials and Methods

14 Milk Processing pH Fat Content Cream - 36.63% Skim Milk - 0.19%
El Procesamiento de la Leche se llevó a cabo en las Facilidades del Colegio de Ciencias Agrícolas. La leche utlizada para la preparacion de las bebidas fermentadas se obtuvo en la subestacion experimental agrícola de la UPR en Lajas. La leche cruda se pasteurizo a 63 grados centigrados por 30 minutos. Luego se paso inmediatamente a una descremadora para obtener los componentes crema y leche descremada. Ambos la crema y la leche descremada (por separado) fueron homogenizadas utilizando un micro-homogenizador (de Microfluidics modelo HC-5000). A unas ~2,300 psi (pounds per square inch) (libras de presión por pulgada). Y se procedió a guardar la crema y la mitad de la leche descremada a temperaturas de refrigeración hasta su uso. Luego la otra mitad de la leche descremada fue calentada subsiguientemente a una temperatura de 85 grados y se le adiciono el acido acético para lograr la coagulacion de la caseina y asi poder obtener el suero ácido. El suero tambien fue homogenizado, y refrigerado. Se tomaron muestras de los 3 componentes para medidas de pH y para determinar el contenido de grasa. El pH del suero ácido fluctuaba entre 5.4 y 5.5. Y luego de la refrigeración se estandarizó con una solución de NaOH 6N al pH de la leche que fluctuaba entre dependiendo del día de muestreo. El porciento de grasa para los tres componentes fue de: (y variaba dependiendo del día de meustreo) 36.63% para la crema 0.19% para la leche descremada 0.08% para el suero ácido. pH Fat Content Cream % Skim Milk % Acid Whey %

15 Beverage Formulations
Una vez determinado el % de grasa de los tres componentes se procedio a realizar un balance de masa. El propósito de éste era que al mezclar los componentes requeridos para obtener las formulaciones deseadas, el producto final tuviese 3.2% de grasa. Se estandarizó el % de grasa para asegurarnos que todas las formulaciones tuvieran el mismo % para que este factor no influenciara en la viscosidad de los productos finales. En adición a las 2 formulaciones antes mencionadas se preparó una formulación de 0% suero y 100% leche que fue designado como control. Luego de realizar las mezclas estas fueron homogenizadas, y la verificacion del porciento de grasa se realizó mediante el método Mojonnier.

16 Beverage Formulations cont.
Una vez se obtuvieron las mezclas deseadas al % de grasa requerido entonces las formulaciones de 75/25 y 50/50 fueron divididas en tres porciones. Entonces tenemos, la 75/25, 75/25 estabilizada con Pectina al 0.2% peso/volumen denominada (75/25 P) y la 75/25 estabilizada con gelatina al 0.4% peso/volumen Y de la formulacion de 50% sueron / 50% leche tenemos las formulaciones 50/50, 50/50 estabilizado con pectina denominada 50/50 P, y 50/50 estabilizda con gelatina denominada 50/50 G. Y nuestro control. Luego se procedió a inocular las bebidas con el cultivo inicador de Kefir a una razón de 2.5g/500ml. Y se tomaron muestras iniciales para enumeracion de bacterias acido lacticas y levaduras, medidas de pH y acidez titulable. Luego se incubaron las 7 formulaciones a 25 ºC hasta que las formulaciones llegaran a un pH de ~4.4 +/- 0.2. Addition of Kefir Starter Culture (2.5g/500ml) Enumeration of Microorganisms, pH and Titratable Acidity Incubation at 25ºC until pH 4.4 ±0.2

17 Fermented Beverages Una vez detenida la fermentacion en el pH deseado, se le ralizaron los siguentes analisis a todas las formulaciones. pH - Acidez Titulable - AOAC Grasa - Método Mojonnier Solidos Totales Proteina - Kjehldahl Enueracion de microorganismos 1. LAB - MRS 2. Levaduras -PDA Y un análisis sensorial, donde se llevo a cabo la prueba Diferente al Control. A diferencia de los demas analisis, aqui solo se analizaron el control y las muestras 75/25 G, 50/50 P y 50/50 G. Las demás muestras fueron descartadas por su obvia aparencia aguada.

18 Results and Discussion
Physicochemical characteristics Fat, Total Solids and Protein Las medidas se presentan como la media de tres medidas experimentales junto a su desviación estándar.

19 Chemical Composition Fat, Total Solids, and Protein GRASA
El Porciento de Grasa - No hubo diferencias significativas (p<0.05) en el porciento de grasa de las bebidas fermentadas. SOLIDOS TOTALES (GRASA, PROTEINA, LACTOSA, MINERALES) 1. Hubo diferencias significativas (p<0.05) en el % de solidos totales de las bebidas fermentadas. El control tuvo el mayor % de ST y todas las formulaciones fueron diferentes al control. Tambien hubo diferencias entre las formulaciones. Podemos observar que las formulaciones con mayor % de Suero tuviern un % de ST menor que las formulaciones con un menor % de suero y mayor % de leche. Y no se observaron diferencias en el %ST entre las formulaciones estandarizadas con pectina o gelatina. Se calcularon los valores teóricos para el % ST de las formulaciones y estos fueron los siguientes. PROTEINA Hubo diferencias significativas (p<0.05) en el % de PROT de las bebidas fermentadas. El control tuvo el mayor % de PROT, y todas las formulaciones fueron diferentes al control. Tambien se observaron diferencias entre las formulaciones. Podemos observar que las formulaciones con mayor % de suero tuvieron un % d PROT menor que las formulaciones con menor % de suero y mayor % de leche. Tambien se puede observar que las formulaciones estandarizadas con gelatina tuvieron un % de PROT mayor en comparación con las formulaciones de su mismo % de suero. Esto era de esperarse ya que la gelatina tiene de un 98-99% de PROT y su adicion a estas bebidas aumento el porciento de proteína. Values in the same column with different letters are significantly different (Tukey test at a=0.05). Values are given as means with standard deviation value.

20 Total Solids Theoretical Yield
Los valores teoricos fueron calculados y son presentados en esta tabla. 1. Al comparar los valores teóricos con los valores experimentales se puede observar la misma tendencia donde el control tuvo el %ST mayor que las demas bebidas. Y donde las formulaciones con mayor % de suero obtuvieron menor %ST que las formulaciones con menor % de suero y mayor % de leche. Unas tendencias que eran de esperarse ya que el %ST del suero es ~50% de los ST de la leche (que es~12.41%) y a menor % de leche, menos % de ST.

21 Protein Theoretical Yield
Se calcularon los valores teoricos para comparar el % de PROT con los valore experimentales y estos aparecen en la siguiente tabla. Al comparar ambos valores se observo la misma tendencia que se menciono anteriormente donde las formulaciones con mayor % de suero obtuvieron un %PROT menor que las formulaciones con menor % de suero y mayor % de leche. Esto era de esperarse ya que el % de proteína en la leche es % y el de suero es ~1%.

22 Results and Discussion cont.
Physicochemical Characteristics cont. pH and Titratable Acidity

23 Physicochemical Characteristics cont.
pH and Titratable Acidity pH INICIAL Hubo diferencias significativas en el pH inicial de las bebidas fermentadas. El control tuvo el mayor valor de pH y todas las formulaciones fueron diferentes al control. Tambien se observaron diferencias significativas entre las formulaciones. Donde las formulaciones con mayor % de suero tuvieron un pH menor que las formulaciones con menor % de suero. Se observó que en las formulaciones con 75% suero aquelas estabilizadas con pectina y gelatina fueron significativamente diferentes a la que no contenia estabilizador. Y en las formulaciones de 50/50, aquellas que contenían estabilizador tuvieron un pH un poco más bajo que la que no contenía etabilizado pH FINAL Hubo diferencias significativas en el pH final de las formulaciones. Y estos fluctuaron entre El kefir comercial pude tener valores de pH entre 4.2 y 4.6 y aunque se observaron diferencias significativas , todas las bebidas obtuvieron valores dentro de este rango. ACIDEZ TITULABLE INICIAL Hubo diferencias significativas en el % de Acidez Titulable. La acidez fluctuo entre % expresado en términos de ácido láctico. Segun la literatura valores mayores aa 0.166% de Acido Lactico en la leche (antes de una fermentacion) se considera que es a causa de actividad microbiana no deseada y refleja una leche de baja calidad. Pero todos los valores estuvieron dentro de los límites. ACIDEZ TITULABLE FINAL No hubo diferencias significativas en la acidez titulable final. Los valores fluctuaron entre % y según la literatura el kefir comercial no debe tener menos de 0.6% de acido lactico y todas las bebidas tuvieron un % mayor que este valor. Values in the same column with different letters are significantly different (Tukey test at a=0.05). Values are given as means with standard deviation value.

24 Results and Discussion cont.
Enumeration of Microorganisms Lactic Acid Bacteria and Yeast

25 Lactic Acid Bacteria and Yeast
BACTERIAS ACIDO LACTICAS No hubo diferencias significativas en las poblaciones de bacterias acido lacticas al inicio de la fermentcion. Las poblaciones fluctuaron entre Log CFU/ml No hubo diferencias significativas en las poblaciones de bacterias acido lácticas al final de la fermentacieon. Las poblaciones fluctuaron entre 8.15 Log CFU/ml Log CFU/ml LEVADURAS No hubo diferencias significativas en la poblacion de levaduras al principio de la fermentacion. Las poblaciones fluctuaron entre LOG CFU/ml No hubo diferencias significativas en la poblacion de levaduras al final de la fermentación Las poblaciones fluctuaron entre Log CFU/ml Values in the same column with different letters are significantly different (Tukey test at a=0.05). Values are given as means with standard deviation value.

26 Lactic Acid Bacteria Enumeration of lactic-acid bacteria isolated from kefir elaborated with kefir grains from different locations. Se buscó en la literatura varios estudios sobre las poblaciones de bacterias acido lácticas y de levaduras en kefir elaboradas con los granulos y utilizando leche como sustrato para comparar a las bebidas fermentadas con el inoculo utilizado en este estudio. Y en las poblaciones de bacterias acido lacticas se encontro que el cultivo iniciador produjo ciclos LOG similares a el kefir preparado en Rusia, Africa del Sur y Taiwan. 1 S.A.-Witthuhn et al., 2004; 2 S.A. Loretan et al., 2003;1TW Kuo and Lin, 1999; 2TW Liu and Lin, 2000 * grains collected from different households +Current investigation; ++ Formulations with different whey-milk proportions

27 Yeast Enumeration of yeast isolated from kefir elaborated with kefir grains from different locations. Y en las poblaciones de levaduras se encontro que el cultivo iniciador utilizado en este estudio produjo poblaciones similares a las del kefir de Rusia. 1 S.A. Witthuhn et al., 2004; 2 S.A. Loretan et al., 20031TW Kuo and Lin, 1999; 2TW Liu and Lin, 2000 grains collected from different households +Current investigation; ++ Formulations with different whey-milk proportions

28 Results and Discussion cont.
Rheological Properties Flow Behavior Index and Consistency Index Indice de comportamiento de flujo - Indice de consistencia -

29 Flow Behavior Index and Consistency Index
n and K Hubo diferencias significativas en el indice de comportamiento de flujo de las bebidas fermentadas. La formulacion 50/50 G fue significativamente diferente al control, pero no hubo diferencias entre el control y las demas formulaciones. No hubo diferencias entre las formulaciones con mismo % de suero, ni el tipo de estabilizador utilizado dentro de estas mismas proporciones. Pero si se observó que las formulaciones con mayor % de suero tuvieron valores de n mayores que las formulaciones con menor % de suero. Todas las formulaciones tuvieorn un comportamiento pseudoplastico. INDICE DE CONSISTENCIA (K) Hubo diferencias significativas en el indice de consistencia de las formulaciones, todas fueron diferentes al control. Hubo diferencias entre las formulaciones con mismo % de suero (75%) donde se observo que K aumento con el tipo de estabilizador añadido, la gelatina tuvo un valor de k mayor. Values in the same column with different letters are significantly different (Tukey test at a=0.05). Values are given as means with standard deviation value.

30 Flow Behavior Index (n)
Flow behavior index for lactic beverages and yogurt in different studies. 50/50 G (0.297) lower n 50/50 (0.367) 50/50 P (0.365) Se busco en la literatura varios estudios realizados con bebidas lacticas fermentadas y yogurt para comparar los valores de n y K con los de este estudio. Y se encontro que el yogurt del estudio de Domagala que fue preparado con leche tuvo un n similar al de 50/50 (0.367) y al de 50/50 P (0.365).

31 Consistency Index (K) Consistency index for lactic beverages and yogurt in different studies. 75/25 P (2.62 Pa*sn) Control (3.74 Pa*sn)

32 Apparent viscosity estimates based on the Power Law Model for the beverage formulations (T=5ºC)
En esta grafica vemos los estimados de viscosidad aparente basados en el Power Law Model a 5grados centigrados. Todas las formulaciones tuvieron un comportamiento no-Newtoniano, tipo pseudoplastico. Y al compararse con el control, la formulacion de 75/25 G fue la desmostro una viscosidad mayor que las demas formulaciones.

33 Results and Discussion cont.
Sensory Analysis

34 Results and Discussion cont.
Sensory Analysis Hubo diferencias significativas entre las formulaciones. Esto demostro que los panelistas pudieron detectar diferencias entre las formulaciones probadas y el control. El control fue significativamente diferente a la formulacion 50/50 G. Pero no hubo diferencias significativas entre el control y las 75/25 G y 50/50 P. *P-value - <0.05

35 Conclusions When compared to the control
Rheology (n and K) 75/25 G showed more similarity Apparent Viscosity Curves 75/25 G showed a higher viscosity than all other formulations. The use of gelatin improved the viscosity of a fermented beverage prepared with a 75% whey proportion. Las conclusiones Cuando las formulaciones se compararon con el control, evaluando los parametros reologicos n y k, la formulacion 75/25 G desmostro mayor similitud con el control. Al observar las curvas de viscosidad aparente - la formulacion 75/25 G demostro una mayor viscosidad que las demas formulaciones. Por lo tanto el uso de gelatina mejoro la viscosidad de una bebida fermentada preparada con un 75% de suero.

36 Conclusions cont. Sensory Analysis
Panelists did not find differences between: control, 75/25 G and 50/50 P In the elaboration of the fermented beverages, whey can be used in proportions of 75% when stabilized with gelatin, and 50% when stabilized with pectin. En el analisis sensorial, Los panelistas no encontraron diferencias entre el control, 75/25 G y 50/50 P. Por lo tanto en la elaboración de bebidas fermentadas, el suero puede ser utilizado en proporciones de 75% cuando es estabilizado on gelatina y 50% cuando es estabilizado con pectina.

37 Conclusions cont. The addition of stabilizers improved the viscosity of the fermented beverage formulations. Whey can be used in higher proportions than those recommended by Itara-Rodríguez (2007). This could help reduce the amounts of whey disposed by cheese manufacturers and would help resolve the problem the dairy industry confronts today. La adicion de estabilizadores mejoro la viscosidad de las formulaciones. El suero puede ser utilizado en proporciones mas altas que aquellas recomendadas por Itara-Rodriguez en el 2007. Esto puede ayudar a reducir la cantidad de suero que se dispone por los queseros y puede ayudar a resolver la problematica que enfrenta la industria lechera.

38 Recommendations Addition of flavors and sweeteners to make the beverages more acceptable to the consumers. Microbiological analysis to determine the shelf life of the final product. Adicion de sabores y endulzantes para hacer las bebidas mas aceptables al consumidor. Llevar a cabo un analisis microbiologico para determinar el largo de vida util del producto final.

39 References Aportela-Palacios, A., Sosa-Morales, M., and J. Velez-Ruiz Rheological and Physicochemical Behavior of Fortified Yogurt, with Fiber and Calcium. Journal of Textural Studies 36: Ares, G., Concalvez, D., Perez, C., Reolon, G., Segura, N., Lema, P., and A. Gambaro Influence of gelatin and starch on the instrumental and sensory texture of stirred yogurt. International Dairy Journal 60: Boor, K ADSA Foundation Scholar Award. Fluid Dairy Product Quality and Safety: Looking to the Future. Journal of Dairy Science 84:1-11. Davis, J. and F. Macdonald Rishmond’s Dairy Chemistry. Charles Griffin and Company Ltd., London, England. Domagala, J Sensory Evaluation and Rheological Properties of Yogurts Prepared from Goat, Cow, and Sheep Milk. Electronic Journal of Polish Agricultural Universities 11:1-8 Fox, P Developments in Dairy Chemistry-Lactose and Minor Constituents, Applied Science Publishers Ltd., London, England. Gallardo-Escamilla, F., Kelly, A., and C. Delahunty a. Influence of Starter culture on Flavor and Headspace Volatile Profiles of Fermented whey and whey Produced from Fermented Milk. Journal of Dairy Science 88: Gallardo-Escamilla, F., Kelly, A., and M. Delahunty Mouthfeel and flavour of fermented whey with added hydrocolloids. International Dairy Journal 17: Ghaly A., and D. Ramkumar Controllin the pH of Acid Cheese Whey in a Two-Stage Anaerobic Digester with Sodium Hydroxide. Energy sources 21: Gonzalez-Martinez, C., Becerra, M., Chafer, M., Albors, A. Carot, J., and A. Chiralt Influence of substituting milk powder for whey powder on yogurt quality. Trends Food Science and Technology 13:

40 References cont. Itara-Rodríguez, L Elaboración de una bebida fermentada a partir de un suero ácido y leche. Thesis M.S. University of Puerto Rico, Mayaguez, P.R., 15-16, 53, pp Jennes, R., and S. Patton Principles of Dairy Chemistry. John Wiley and Sons, Inc., New York, N.Y Kuo, C., and C. Lin Taiwanese kefir grains: their growth, microbial and chemical composition of fermented milk. Australian Journal of Dairy Technology 54:19-23. Liu, R.J., and C.W. Lin Production of Kefir from Soymilk With or Without Added Glucose, Lactos, or Sucrose. Food Microbiology and Safety 65: Loretan, T., Mostert, J.F. and B.C., Viljoen Microbial flora associated with South African household kefir. South African Journal of Science 99:92-94. Oficina Reguladora de la Industria Lechera (ORIL), Departamento de Agricultura Informe Anual Estado Libre Asociado de Puerto Rico. Paraskevopoulou, A., Athanasiadis, G., Blekas, G., Koutinas, A., and M. Kanellaki Influence of polysaccharide addition on stability of cheese whey kefir-milk mixture. Food Hydrocolloids 17: Penna, A., Sivieri, D., and M. Oliveira Relation between quality and rheological properties of lactic beverages. Journal of Food Engineering 49:7-13. Pszczola, D What’s Yonder for Yogurt. Food Technology, 62:3:45-58. Singh, P., and D. Heldman Introduction to Food Engineering. Academic Press, San Diego, 52-62pp. Tamine, A Fermented Milks. Blackwell Science, Oxford, pp. Tamine, A Fermented milks: a historical food with modern applications-a review. European Journal of Clinical Nutrition. 56:S2-S15. Walstra, P. and R. Jenness Dairy Chemistry and Physics. John Wiley and Sons, New York, N.Y. Witthuhn, R., Schoeman, T., and T. Britz Isolation and characterization of the microbial population of different South African kefir grains. International Journal of Dairy Technology 57:33-37.

41 Acknowledgements God “Give thanks in all circumstances, for this is God’s will for you in Christ Jesus”. 1 Thessalonians 5:18 USDA-CREES project H-417. To all of those who in one way or another where there to help me in order for me to see a light at the end of the tunnel. To all, I’m truly grateful!

42 Questions? ? ? ? ?

43

44 Total Solids

45 Protein

46 Soluble and Colloidal Salts in Milk
Equilibrium between soluble and colloidal salts. The salt content of milk exists in a dynamic equilibrium. Any alteration in one salt, or the form in which it exists, causes a shift in the balance and/or form of other salts. The factor that shows a direct effect on processing is the change in the form of calcium in a milk product. Fox, 1985; Davis and Macdonald 1953; Jenness and Patton 1959; Wasltra and Jenness 1984 Una serie de estudios ha encontrado que el equilibrio entre sales solubles y sales coloidales es un factor muy importante en el procesamiento de productos lacteos. El contenido de sales en la leche existe en un equilibrio dinamico y cualquier alteracion en una sal, o en la forma en que existe, ocasiona un cabio en el balance y forma de otras sales. El factor que demuestra un efecto directo en el procesamiento lo es el cambio en la forma del calcio en la lehce. Y a partir de esto existen una serie de factores que influencian en el equilibrio entre sales solubles y coloidales que pueden afectar.

47 Factors Influencing the Salt Equilibrium
Addition of an acid Colloidal calcium phosphate is solubilized. Addition of an alkali Soluble calcium phosphate is precipitated in colloidal form. Addition of colloidal phosphate As colloidal calcium phosphate is added to milk, content of soluble phosphate is lowered, and pH decreases. Fox, 1985; Davis and Macdonald 1953; Jenness and Patton 1959; Wasltra and Jenness 1984 Estas son: 1. La adición de un ácido. a. Se solubiliza el calcio fosfatado coloidal. *Se le anadio el acido acetico a la leche para precipitar la caseina, que tenemos? queso (bajo en calcio) y un suero con altos contenido de calcio y con calcio fosfatado solubilizado (en la cogaulacion acida de la caseina, la mayoria del calcio se pierde del coagulo y permanece en el suero ácido). 2. Adicion de una base a. El calcio fosfatado soluble se precipita en forma coloidal. *Se estandarizó el suero con NaOH 6N al pH de la leche ~ Y lo que no sabiamos que estaba ocurriendo era que se estaba precipidando el calcio fosfatado soluble en coloidal. Adicion de fosfato colloidal A. Segun se anade calcio fosfatado coloidal a la leche , el contenido de fosfato soluble disminuye, y el pH disminuye. Un desbalance de sales. *Se anadio suero con calcio fosfatado coloidal a la leche que de por si ya tenia su balance de sales, hubo un desbalance, disminuyo el fostado soluble se precipito en coloidal y hubo una disminucion en el pH. Por ende la hipotesis es que de acuerdo con estos hallazgos cientificos las diferencias significativas encontradas en el pH inicial de las formulaciones pudo haber sido por al amuento en el fosfato de calcio coloidal cuando se mezclo suero acido estandarizado con NaOH 6N con leche fresca resultando en una disminución en el fosfato soluble y la disminución en pH.

48 3 Ca HPO Ca3(PO4)2 + 2H+ Higher levels of colloidal calcium phosphate, an overall acid reaction. Fox, 1985; Davis and Macdonald 1953; Jenness and Patton 1959; Wasltra and Jenness 1984


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