Edición 22 América Central y Andina

Alta proteína y oportunidades para yogures bebibles

En los últimos años, la proteína ha dejado de ser de uso exclusivo del mundo deportivo y se ha convertido en uno de los macronutrientes más demandados y prometedores para una dieta saludable. A nivel global, aproximadamente el 48% de los consumidores afirman querer aumentar su ingesta de proteína, mientras que el 74% la asocia con la salud y el bienestar general1FMCG GURUS. Protein Fortification within the Dairy Sector: Trend Report – October 2025.. Además, cerca del 73% de los consumidores globales relacionan su consumo con la mejora de energía, lo que explica por qué los productos altos en proteína migraron de los gimnasios y comenzaron a llegar al consumidor en general a través de categorías con alta penetración, como es el caso de los lácteos, los snacks y los postres2FMCG GURUS. Protein Fortification within the Dairy Sector: Trend Report – October 2025..

Al elegir productos lácteos, la prioridad sigue siendo precio y sabor, pero la importancia del perfil nutricional crece: globalmente, el 34% de los consumidores afirman que el contenido de proteína, junto con las vitaminas, es un criterio importante, reforzando la percepción de beneficios naturales intrínsecos de la categoría3FMCG GURUS. Protein Fortification within the Dairy Sector: Trend Report – October 2025.. En este escenario, la combinación de proteína con probióticos es otro punto destacado, con cerca del 74% de la población global afirmando que consumiría un producto proteico que también ofreciera beneficios probióticos, lo que convierte a los lácteos fermentados en una plataforma ideal para soluciones multifuncionales4FMCG GURUS. Protein Fortification within the Dairy Sector: Trend Report – October 2025..

En América Latina, los yogures forman parte de la dieta diaria5Novonesis Global Study, LATAM 2025. y presentan una fuerte tendencia de conexión con beneficios funcionales, como saciedad, energía, inmunidad y envejecimiento saludable, alineando la sólida base de consumo de lácteos al discurso global de proteína como eje de salud.6FMCG GURUS. Protein Fortification within the Dairy Sector: Trend Report – October 2025. 7WGSN. Protein and Yogurts Trends.

En cuanto a los probióticos, el 73% de los consumidores en América Latina tiene conocimiento sobre ellos, y se observa una asociación positiva entre el nivel de conocimiento y la satisfacción de los consumidores. Esto sugiere que el conocimiento es un factor relevante en la percepción de valor de los productos de esta categoría. Ante la creciente demanda de alimentos funcionales, la combinación de alto contenido de proteína y probióticos representa una oportunidad clave para el sector lácteo, especialmente cuando se integra con estrategias de reducción de azúcar y diversificación de sabores en yogures orientados a la salud8Novonesis Global Study, LATAM 2025. .

Para atender la creciente demanda de los consumidores por productos con alto contenido de proteína y alineados a una alimentación más saludable, Novonesis lanzó globalmente Galaya® Smooth. Se trata de una solución enzimática innovadora que ofrece beneficios significativos a los productores de lácteos, reduciendo la complejidad de los procesos industriales y posibilitando la entrega de productos más indulgentes y niveles de proteína aún mayores.

La producción de yogures con alto contenido de proteína presenta desafíos significativos para la industria, especialmente en lo que respecta al balance de la formulación, al aumento del tiempo de elaboración, a la complejidad del proceso, al mayor costo debido a la composición proteica y a las pérdidas de producto que pueden darse a lo largo de la fabricación.

El equilibrio en la formulación es fundamental, ya que el enriquecimiento del contenido de proteína generalmente ocurre mediante la fortificación por concentrados proteicos en polvo y/o leche concentrada por ultrafiltración. La mezcla proteica impacta directamente en las características del producto, como: sabor, indulgencia, sensación en boca, y en las dinámicas de procesamiento.

Como la fortificación de la base ocurre antes de la fermentación, se puede observar un aumento en el tiempo del proceso. Esto sucede por los siguientes motivos:

  • en la etapa de mezcla, es necesario un período más largo para garantizar la adecuada dispersión e hidratación de las proteínas que están en polvo;
  • durante la fermentación, el tiempo se prolonga debido al efecto amortiguador de las proteínas, lo que reduce la velocidad de caída del pH;
  • en el procesamiento de la base post-fermentación, la elevada viscosidad típica de formulaciones proteicas puede generar dificultades durante el bombeo, cizallamiento y envasado, aumentando los costos operacionales.

Hasta hace poco, las alternativas para desarrollar productos más indulgentes y obtener procesos industriales más fluidos estaban prácticamente limitadas al uso de proteínas de suero microparticuladas, un recurso de costo elevado y que aún enfrenta restricciones de disponibilidad en el mercado. Sin embargo, la demanda por una solución tecnológica que atendiera los requisitos funcionales y de desempeño del proceso fue debidamente suplida. Galaya® Smooth es una excelente alternativa para mejorar formulaciones existentes y crear nuevos conceptos.

Galaya® Smooth es una proteasa que actúa rompiendo parcialmente las cadenas proteicas, originando péptidos de cadenas largas. Esta modificación controlada debilita la red de gel formada durante la fermentación, resultando en una reducción de la viscosidad, efecto que facilita el procesamiento y contribuye a productos más indulgentes, con mayor aceptación por parte de los consumidores.

Con este mecanismo, se hace posible desarrollar yogures con hasta 12% de proteína, ofreciendo al consumidor una experiencia sensorial superior. Además, el proceso también gana en flujo y eficiencia, permitiendo optimizar los costos de las mezclas proteicas y viabilizar formulaciones más robustas y tecnológicas. La reducción de costos ocurre al disminuir el porcentaje, o incluso la necesidad del uso exclusivo, de proteínas de suero microparticuladas para alcanzar altas concentraciones de proteína, considerando que presentan costo más elevado y restricciones de disponibilidad en el mercado. De esta forma, es posible obtener yogures con viscosidad fluida, sin comprometer la calidad o el desempeño del producto.

Galaya® Smooth debe ser añadida junto con el cultivo, para que su acción ocurra durante la fermentación. Después de este período, debido a las condiciones subsecuentes de pH y temperatura, la enzima no presenta actividad significativa, garantizando la estabilidad del producto durante toda su vida útil.

La combinación de Galaya® Smooth con los cultivos YoFlex® puede potencializar aún más los resultados, proporcionando ganancias adicionales de proceso, mejor textura y mayor estabilidad frente a la post-acidificación, contribuyendo a un producto más consistente y de alta calidad.

Un punto importante para mencionar es que Galaya® Smooth promueve una hidrólisis controlada, limitando la formación de péptidos de bajo peso molecular, que frecuentemente se asocian al desarrollo de amargor. Con esto, la enzima contribuye a un perfil sensorial más limpio y agradable, sin comprometer la calidad del producto.

Además, esta solución tiende a disminuir el tiempo de fermentación y no afecta negativamente la estabilización y sinéresis a lo largo de su vida útil, preservando el desempeño ya establecido en la línea.

La dosificación ideal debe ser ajustada considerando factores como: contenido proteico, composición de la mezcla, características del proceso y el perfil sensorial deseado, garantizando el mejor equilibrio entre funcionalidad, textura e indulgencia.

Más funcionalidad

Para ampliar la diferenciación de yogures con alto contenido de proteína es posible incorporar a la formulación los probióticos BB-12® y LGG®, reconocidos por sus beneficios a la salud gastrointestinal. BB-12® es la cepa de Bifidobacterium más documentada del mundo, mientras que LGG® es el probiótico con el mayor número de estudios científicos publicados, reforzando la eficacia y seguridad de su uso en alimentos destinados a la salud digestiva.

Ambos cultivos, BB-12® y LGG®, deben ser añadidos durante la etapa de fermentación, junto con el cultivo matriz de fermentación YoFlex® y la enzima Galaya® Smooth, garantizando desempeño tecnológico consistente, estabilidad y beneficios funcionales adicionales al producto.

Fuentes

1, 2, 3, 4 y 6. FMCG GURUS. Protein Fortification within the Dairy Sector: Trend Report – October 2025.
5 y 8. Novonesis Global Study, LATAM 2025.
7. WGSN. Protein and Yogurts Trends.

HA-LA BIOTEC

Autoras: Natália Góes y Fúlvia Longo
Coordinación y edición: Raquel Chiliz
Consultoría: Michael Mitsuo Saito y Lúcio Antunes
Editorial: Cia da Concepção

Este boletín es una comunicación entre empresas sobre ingredientes para bienes de consumo. No está destinado a consumidores de bienes de consumo final. Las declaraciones presentes en este documento no son evaluadas por las autoridades locales. Cualquier reclamo realizado en relación con los consumidores es responsabilidad exclusiva del comerciante del producto final. El comerciante debe realizar sus propias investigaciones legales y de adecuación para garantizar que se cumplan todos los requisitos nacionales.

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NÚMERO 21 | 2026 | AMÉRICA CENTRAL Y ANDINA

Yogurt (Parte 2) | Viabilidad y Funcionalidad de Cultivos Lácticos y Probióticos

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Células Somáticas y Plasmina | Influencia en la producción quesera y en el producto terminado

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Edición 21 Parte 2 América Central y Andina

Yogurt (Parte 2)

Viabilidad y Funcionalidad de Cultivos Lácticos y Probióticos

En la primera parte de esta edición abordamos los factores tecnológicos que influyen en la viabilidad de las bacterias de Streptococcus thermophilus y Lactobacillus bulgaricus en yogurt. En esta segunda parte, ampliaremos el análisis hacia la supervivencia de las cepas probióticas más relevantes en la actualidad, explorando su comportamiento en matrices lácteas y su papel funcional cuando son agregadas en la formulación de yogurt.

Incorporación de probióticos en el yogurt

En la actualidad, numerosos productos lácteos fermentados, como el yogurt, no solo contienen cultivos iniciadores tradicionales, sino que incorporan diversas cepas de bacterias probióticas. Estas bacterias, añadidas en el momento de iniciar la fermentación, mantienen su viabilidad y actividad biológica en el producto final, lo cual permite su potencial efecto beneficioso en el consumidor.

El término “probiótico”, derivado del griego y que significa “a favor de la vida”, se refiere a microorganismos vivos que, cuando se administran en cantidades adecuadas, confieren beneficios para la salud del huésped. Para que un microorganismo sea considerado un probiótico verdadero, debe cumplir ciertos criterios: estar vivo al momento de su ingestión, ser capaz de ejercer un efecto positivo en la salud demostrado clínicamente, y ser consumido en una dosis suficiente.

El interés científico por los probióticos ha crecido significativamente en las últimas décadas, en paralelo con el avance en el estudio de la microbiota intestinal. El cuerpo humano alberga aproximadamente 37 billones de células humanas, pero es superado en número por el microbioma humano, compuesto por cerca de 100 billones de células microbianas que representan más de 1.500 especies distintas y codifican alrededor de 10 millones de genes no humanos. La microbiota gastrointestinal constituye la mayor parte de este ecosistema microbiano y desempeña un papel crucial en la salud humana, interactuando estrechamente con el sistema inmunológico y otros procesos fisiológicos.

Diversos estudios clínicos han demostrado que los probióticos pueden contribuir a la salud gastrointestinal y al fortalecimiento de la función inmunológica. Sin embargo, sus efectos son altamente específicos a nivel de cepa, lo cual implica que no se pueden generalizar los beneficios observados en una cepa a toda la especie. Por ello, es esencial documentar las características, seguridad y eficacia de cada cepa probiótica de forma individual, como es el caso de Bifidobacterium animalis subsp. lactis (BB-12®), Lactobacillus paracasei subsp. Paracasei (L. CASEI 431®), Lactobacillus acidophilus (LA-5®) y Lactobacillus rhamnosus (LGG®) que por cierto es el probiótico más documentado y con el mayor número de estudios clínicos rigurosos a nivel mundial.

Para que un producto sea considerado realmente probiótico, debe garantizar la presencia de bacterias vivas en concentraciones efectivas (habitualmente del orden de 109 UFC por porción diaria) durante toda su vida útil. La formulación de productos como los desarrollados bajo la línea nu-trish® busca optimizar la textura, el sabor y los recuentos celulares, pero el cumplimiento de estos objetivos depende de múltiples factores interrelacionados.

A continuación, se describen los factores críticos para preservar la supervivencia de las bacterias probióticas. Cabe destacar que estos requerimientos son semejantes a los de las bacterias iniciadoras, sin embargo, existen algunos adicionales a tener en cuenta para garantizar los conteos de estos.

Factores que afectan la viabilidad de las cepas probióticas

La estabilidad de las bacterias probióticas en productos fermentados está influida por variables intrínsecas (tipo de cepa, composición del medio, metabolismo) y extrínsecas (temperatura, pH, oxígeno, empaque, almacenamiento). Entre las condiciones más determinantes se encuentran la temperatura de fermentación, el nivel de proteína de la leche y el pH final, que condiciona la supervivencia bacteriana durante la conservación.

En el caso del BB-12® (Bifidobacterium animalis subsp. lactis), su crecimiento se ve favorecido en bases lácteas con alto contenido de proteína ejerciendo un efecto tampón que retrasa la acidificación y reduce la pérdida de viabilidad, igualmente es importante tener en cuenta quesiempre se requiere que sea inoculado junto a un cultivo fermentador para el desarrollo y estabilidad del BB-12®, cuando el pH del yogurt desciende por debajo de 4,2 se observa una aceleración en la pérdida poblacional de esta cepa. Por ello, se recomienda emplear cultivos con baja post-acidificación, a fin de preservar la viabilidad del probiótico durante la vida útil del producto.

En cuanto a su estabilidad a temperatura de refrigeración (~6°C), BB-12® ha demostrado una reducción poblacional inferior a un logaritmo en un periodo de 42 días. Además, esta cepa presenta una resistencia relativa al oxígeno y mantiene su estabilidad bajo condiciones controladas, lo cual la convierte en una opción robusta para su incorporación en productos lácteos fermentados.

LGG® (Lactobacillus rhamnosus) presenta adaptabilidad térmica, con crecimiento eficiente entre 22 y 43°C y compatibilidad con la mayor parte de los cultivos fermentadores incluso soporta condiciones de pH bajo. Puede aumentar su recuento durante el almacenamiento a temperaturas elevadas, aunque tiende a disminuir ligeramente hacia el final de la vida útil. Su impacto sobre la postacidificación varía según el cultivo y la temperatura de almacenamiento siendo casi nula en condiciones típicas de refrigeración por debajo de los 13°C. Además, la producción de diacetilo contribuye a un perfil sensorial cremoso en el yogurt.

La cepa L. CASEI 431® (Lactobacillus paracasei) evidencia una alta dependencia térmica, con crecimiento óptimo entre 38–39°C, a temperaturas mayores su viabilidad disminuye. A pesar de que su crecimiento puede ser moderado, su estabilidad se mantiene durante la conservación y aporta un matiz cremoso por producción de diacetilo.

En contraste, LA-5® (Lactobacillus acidophilus) aunque es capaz de crecer durante el proceso de fermentación, presenta una alta sensibilidad al oxígeno, lo cual compromete su estabilidad. Por ello, seleccionar un material de empaque adecuado resulta crucial para preservar la viabilidad de este probiótico. Esta bacteria puede contribuir a la producción de ácido cuando se almacena a temperaturas elevadas.

Consideraciones tecnológicas y metodológicas

El desarrollo de un nuevo producto probiótico debe partir de la identificación del beneficio deseado y el grupo objetivo, seguido de la selección de la cepa con respaldo clínico y el cálculo del nivel de inoculación necesario para alcanzar la dosis efectiva. La formulación debe equilibrar la composición de la matriz láctea, las condiciones de fermentación y almacenamiento, y la elección de materiales de empaque que minimicen la exposición al oxígeno.

Asimismo, la enumeración selectiva de las cepas es fundamental para garantizar su presencia en niveles adecuados. Los métodos deben ser basados en normas IDF/ISO y otros validados para la cuantificación de las cepas de L. rhamnosus, Bifidobacterium, L. paracasei y L. acidophilus.

Referencias

  • Chr. Hansen A/S. (2024). Technical documentation of nu-trish® cultures and probiotic strains.
  • Chr. Hansen A/S. (2019). The science behind Lactobacillus rhamnosus, LGG®.
  • Journal, 19(12), 863–872. https://doi.org/10.1016/j.idairyj.2009.08.003

HA-LA BIOTEC

Autor: Wilfredo Parra
Coordinación y Edición: Raquel Chiliz
Consultoría: Natalia Goes y Michael Saito
Edición gráfica: Cia da Concepção

Este boletín es una comunicación entre empresas sobre ingredientes para bienes de consumo. No está destinado a consumidores de bienes de consumo final. Las declaraciones presentes en este documento no son evaluadas por las autoridades locales. Cualquier reclamo realizado en relación con los consumidores es responsabilidad exclusiva del comerciante del producto final. El comerciante debe realizar sus propias investigaciones legales y de adecuación para garantizar que se cumplan todos los requisitos nacionales.

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Edición 21 América Central y Andina

Yogurt (Parte 1)

Viabilidad y Funcionalidad de Cultivos Lácticos y Probióticos

El yogurt es uno de los productos fermentados más antiguos y consumidos en el mundo, con una historia que se remonta a más de 4000 años. Su origen se encuentra en las prácticas de conservación de la leche por fermentación espontánea. A lo largo del tiempo, este alimento ha evolucionado desde una preparación artesanal hasta convertirse en un producto funcional respaldado por la ciencia y regulado por las normas de cada país.

La fermentación del yogurt moderno se basa en la acción sinérgica de dos bacterias lácticas: Streptococcus thermophilus y Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus. Estas transforman la lactosa en ácido láctico y contribuyen al desarrollo de la textura, sabor y otras cualidades sensoriales del yogurt.

En formulaciones funcionales se incorporan cepas probióticas como Lactobacillus rhamnosus, Bifidobacterium, Lactobacillus paracasei y Lactobacillus acidophilus, reconocidas por sus beneficios clínicamente comprobados por numerosos estudios en la salud intestinal y el fortalecimiento del sistema inmunológico. Estas bacterias se han convertido en componentes clave para el desarrollo de productos que promueven el bienestar humano.

En este texto se expondrá el papel de estas bacterias en el yogurt, los factores que afectan su viabilidad durante la fabricación y el almacenamiento hasta su consumo.

Historia y evolución del yogurt

La fermentación de la leche es una práctica ancestral presente en diversas culturas, utilizada tanto para conservar alimentos como para mejorar su valor nutricional. En la región de Tracia (actual Bulgaria) el yogurt era considerado un alimento esencial, al que se le atribuían propiedades medicinales. A comienzos del siglo XX, el microbiólogo ruso Ilya Mechnikov, pionero en el estudio de la inmunidad celular, propuso que el consumo habitual de yogurt contribuía a la longevidad de los campesinos búlgaros. Esta observación impulsó el interés científico por los microorganismos lácticos y su impacto en la salud humana.

Con el desarrollo de la microbiología, se identificaron las bacterias responsables de la fermentación láctica: S.thermophilus y L.bulgaricus. Estas especies fueron seleccionadas por su capacidad de producir ácido láctico, mejorar la textura del producto y generar compuestos aromáticos como acetaldehído, acetoina, diacetilo, entre otros que aportan al perfil sensorial del yogurt.

Funcionalidad de las bacterias en el yogurt

El S.thermophilus es una bacteria grampositiva, termófila, homofermentativa y catalasa negativa, perteneciente al grupo de los estreptococos lácticos. Se caracteriza por fermentar lactosa y transformarla en ácido láctico, lo cual contribuye a la acidificación del medio. Gracias a su tolerancia a las condiciones iniciales de la leche como el pH neutro y la presencia de oxígeno, esta especie inicia el proceso fermentativo, generando un entorno más ácido que favorece el crecimiento de L.bulgaricus que es una bacteria grampositiva, bacilar, termófila y altamente acidificante, cuyo crecimiento óptimo ocurre a pH bajo. Esta especie descompone las proteínas de la leche, liberando péptidos y aminoácidos que estimulan el crecimiento de S.thermophilus, estableciendo una relación simbiótica entre ambas. Esta cooperación metabólica permite que ambas bacterias se beneficien mutuamente, manteniendo su actividad fermentativa.

Al final del proceso, la producción conjunta de ácido láctico por ambas especies incrementa la acidez de la leche, provocando su coagulación y dando lugar a la textura firme y las propiedades sensoriales del yogurt.

Streptococcus thermophilus

Lactobacillus bulgaricus

Aspecto legal

El Codex Alimentarius establece que el yogurt debe contener cultivos vivos, activos y en cantidades suficientes de S.thermophilus y L.bulgaricus hasta la fecha de duración mínima del producto.

En términos generales, las regulaciones vigentes en distintos países de la región coinciden en exigir una concentración mínima de 1×106 UFC/g (unidades formadoras de colonias por gramo) de bacterias lácticas viables al final de la vida útil del yogurt, con el fin de garantizar sus propiedades tecnológicas y funcionales.

Factores que afectan la viabilidad bacteriana

La viabilidad de los cultivos iniciadores en la elaboración de yogurt, específicamente S.thermophilus y L.bulgaricus, está determinada por factores intrínsecos de la materia prima y por las condiciones del proceso tecnológico. La composición de la leche, en particular la disponibilidad de azucares como la lactosa, proteínas y minerales influye directamente en el crecimiento y la actividad metabólica de estas bacterias ácido-lácticas. En el ámbito industrial, la producción de yogurt se lleva a cabo mediante una secuencia de operaciones unitarias que aseguran la calidad microbiológica, fisicoquímica y sensorial del producto final. Estas etapas comprenden la estandarización de la base láctea, tratamiento térmico, homogenización, inoculación con cultivos iniciadores, fermentación controlada, envasado, enfriamiento y almacenamiento. Cada una de estas fases representan puntos críticos que pueden afectar la supervivencia y funcionalidad de las bacterias del cultivo.

Tratamiento térmico (pasteurización)

Durante el ordeño y las primeras fases de recolección, la leche puede adquirir una carga microbiana nativa que debe ser eliminada para evitar competencia con las bacterias del cultivo láctico. Para ello, se aplica un tratamiento térmico de pasteurización aproximadamente a 95°C durante 5 minutos. Este proceso reduce significativamente la población microbiana indeseada, permitiendo que S. thermophilus y L.bulgaricus se desarrollen de manera eficiente en la fermentación.

Concentración e inoculación del cultivo

Durante la etapa de incubación, es esencial que el cultivo láctico presente una alta concentración de bacterias viables al momento de la inoculación. Esta densidad inicial cumple varias funciones clave:

  • Garantiza el cumplimiento del conteo mínimo requerido de S.thermophilus y L.bulgaricus (1×106 UFC/g) al final de la vida útil del producto.
  • Favorece el crecimiento eficiente de las cepas seleccionadas, lo que contribuye a una fermentación más controlada y efectiva.
  • Reduce el riesgo de proliferación de microorganismos no deseados, que podrían alterar las propiedades sensoriales y microbiológicas del yogurt.
  • Fortalece la resistencia frente a la acción de los bacteriófagos durante el proceso de fermentación, reduciendo su incidencia y favoreciendo un desarrollo estable.

Por lo tanto, es fundamental que el proveedor de cultivos asegure una concentración bacteriana adecuada para el proceso, idealmente superior a 1×1010 UFC/g, ya que en la actualidad diferentes marcas comerciales manejan concentraciones 100 veces menores lo cual compromete la eficacia del proceso, dejándolo vulnerable a factores externos y dificultando el cumplimiento de las funciones previamente descritas. Esta disminución podría afectar negativamente la fermentación, la estabilidad microbiológica, las características sensoriales y la calidad final del yogurt.

Temperatura y tiempo de fermentación

La fermentación del yogurt requiere condiciones térmicas estrictamente controladas. La temperatura óptima se sitúa entre 38°C y 43°C, rango en el cual las bacterias lácticas desarrollan su actividad metabólica de forma eficiente. Temperaturas superiores pueden inhibir su crecimiento, mientras que valores inferiores ralentizan el proceso fermentativo, afectando la velocidad de acidificación y las características organolépticas del producto.

El tiempo de fermentación constituye un parámetro crítico, periodos excesivamente prolongados pueden provocar sobreacidificación, lo cual compromete la textura del yogurt y reduce la viabilidad de las bacterias beneficiosas. Por tanto, es esencial establecer un equilibrio preciso entre temperatura y duración para obtener un producto con propiedades microbiológicas y sensoriales óptimas.

Presencia de bacteriófagos

Los bacteriófagos son virus especializados en infectar bacterias, y constituyen una amenaza crítica en la producción industrial de yogurt. Su presencia en las plantas de procesamiento puede provocar una disminución significativa en la concentración de bacterias lácticas viables, afectando directamente parámetros clave del proceso fermentativo como la velocidad de acidificación, la textura, el perfil sensorial y la estabilidad microbiológica del producto final.

En particular, S.thermophilus ha demostrado una mayor sensibilidad fágica, siendo blanco frecuente de fagos con alta virulencia. Esta susceptibilidad compromete su capacidad de producción de ácido láctico, lo cual repercute negativamente en el desarrollo de L.bulgaricus, cuyo metabolismo depende parcialmente de los metabolitos generados por S. thermophilus. Aunque L.bulgaricus presenta una menor incidencia de infección fágica, su viabilidad puede verse afectada indirectamente por la pérdida de equilibrio en la simbiosis metabólica entre ambas especies.

La interrupción de la simbiosis bacteriana puede generar productos con sobreacidificación, textura irregular o pérdida de sabor. Por eso, es crucial monitorear la presencia de fagos y aplicar protocolos de limpieza y desinfección para preservar la calidad del yogurt.

Viabilidad durante el almacenamiento

La temperatura de almacenamiento es un factor crítico para la viabilidad de las bacterias lácticas presentes en el yogurt durante su vida útil. Mantener el producto a temperaturas de refrigeración cercanas a los 4°C es esencial no solo para conservar sus propiedades organolépticas y fisicoquímicas, sino también para asegurar la supervivencia del S.thermophilus y L.bulgaricus.

Ambas especies presentan distintos niveles de tolerancia al estrés térmico, no obstante, en general el L.bulgaricus es más sensible a temperaturas elevadas que S.thermophilus, lo que se traduce en una reducción más pronunciada de su población cuando el yogurt se almacena a 10°C. Sin embargo, la tasa de supervivencia también depende de factores intrínsecos como la cepa específica utilizada, ya que algunas variantes muestran mayor resistencia a condiciones térmicas adversas.

Para mitigar la pérdida inevitable de bacterias durante el almacenamiento, es fundamental iniciar el proceso con una alta concentración bacteriana en la inoculación del cultivo (>1×1010 UFC/g). La selección de cepas robustas y una elevada carga bacteriana permiten alcanzar los conteos mínimos requeridos al final de la vida útil del yogurt, incluso bajo condiciones subóptimas.

Finalmente, el control estricto de la cadena de frío a lo largo de toda la distribución y comercialización es indispensable para preservar la viabilidad de los microorganismos y garantizar la calidad del yogurt.

Un aspecto importante que se observa en las gráficas a la izquierda es que, generalmente, la población inicial de L.bulgaricus es menor en comparación con S.thermophilus.

Esta diferencia no es aleatoria y, en muchos casos, se busca intencionadamente, ya que L.bulgaricus es responsable de la postacidificación del yogurt, lo cual puede generar un exceso de acidez que afecta negativamente la percepción sensorial del producto. Además, a valores de pH inferiores a 4.5, L.bulgaricus puede seguir acidificando el medio, debido a su tolerancia a niveles bajos de pH.

En esta primera parte se presentaron los diferentes factores que pueden influir en la viabilidad de las bacterias lácticas S.thermophilus y L.bulgaricus y los cuales deben ser cuidadosamente controlados para garantizar la calidad y características en el yogurt. En la segunda parte de esta edición, profundizaremos en la estabilidad de las bacterias probióticas, ampliando el análisis hacia cepas con beneficios clínicos y su comportamiento en matrices lácteas.

Referencias

FAO/OMS. (2003). Codex Alimentarius: Fermented milks (CODEX STAN 243-2003).

Tamime, A. Y., & Robinson, R. K. (2007). Yoghurt: Science and technology (3rd ed.). Woodhead Publishing.

Hamann, W.T., & Marth, E.H. (1984). Survival of Streptococcus thermophilus and Lactobacillus bulgaricus in commercial and experimental yogurts. Journal of Food Protection, 47(10), 781–786

HA-LA BIOTEC

Autor: Wilfredo Parra
Coordinación y Edición: Raquel Chiliz
Consultoría: Natalia Goes y Michael Saito
Edición gráfica: Cia da Concepção

Este boletín es una comunicación entre empresas sobre ingredientes para bienes de consumo. No está destinado a consumidores de bienes de consumo final. Las declaraciones presentes en este documento no son evaluadas por las autoridades locales. Cualquier reclamo realizado en relación con los consumidores es responsabilidad exclusiva del comerciante del producto final. El comerciante debe realizar sus propias investigaciones legales y de adecuación para garantizar que se cumplan todos los requisitos nacionales.

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Edición 20 América Central y Andina

Células Somáticas y Plasmina

Influencia en la producción quesera y en el producto terminado

Actualmente, el desarrollo del conocimiento y la tecnificación de la industria láctea han permitido que tanto los productores como los procesadores comprendan mejor las diferentes variables que afectan la calidad de la leche, así como las implicaciones en proceso que conllevan las variaciones naturales de esta materia prima.

Se ha prestado especial atención a parámetros como la calidad microbiológica, composición, presencia de residuos químicos y adulteración con sueros o cualquier tipo de sustancia química que intente enmascarar el deterioro normal y natural de la leche. No obstante, existe un parámetro de vital importancia en la productividad quesera y calidad del producto terminado que no es cotidianamente supervisado: las células somáticas.

En este artículo se abordará una introducción a las células somáticas en la leche, sus efectos en la productividad de la industria quesera y, finalmente, los defectos que se pueden generar por su presencia.

Las células somáticas

Las células somáticas (CS) son una variedad de células que están presentes naturalmente en la leche en valores inferiores a 100 x 103 células/mL de leche. Sin embargo, no se trata de un solo tipo de célula, sino de un conjunto de células.

Si bien las células somáticas (CS) ocurren naturalmente en la leche, factores como la etapa de lactación, estrés, una nutrición pobre, número de lactaciones y presencia de infección en la ubre, generan un aumento en el conteo de células somáticas (CCS).  De hecho, es la presencia de infección, ya sea mastitis clínica o subclínica, el motivo más usual por el que existe un aumento de CCS en la leche, esto en consecuencia de la migración de PMN de la sangre a la ubre para combatir la infección y reparar el tejido dañado.

Rango promedio de CCS y composición

Por lo general se considera que existe una infección desde un CCS de 200 x 103 llegando incluso a niveles de 5.000 x 103. En un escenario normal de un animal saludable y en etapa intermedia de lactación las células epiteliales corresponderían al 40-60% de las CS y los MØ y PMN el 33%. Por otro lado, en un contexto de enfermedad, las células PMN se vuelven dominantes en la proporción de CS llegando a componer el 40–70% del total, dependiendo del patógeno que genera la mastitis, recalcando así su función de eliminar bacterias patógenas presentes en la ubre.

Consecuencias en la productividad

La importancia de interiorizar el concepto de células somáticas como parámetro de calidad de la leche es que se ha logrado correlacionar la presencia de estas células con efectos negativos en la productividad de las plantas queseras y también con el desarrollo de defectos en quesos a lo largo de su vida útil. Por ejemplo, en la ilustración 2 se puede observar el efecto que tiene el aumento progresivo del conteo de células somáticas en el rendimiento de la producción de queso Cheddar. Se evidencia que sobre un CCS superior a 100 x 103 habrá una subsecuente pérdida de rendimiento en el proceso de quesería, en el caso del estudio ilustrado, un aumento de 100 x 103 a 600 x 103 genera una pérdida de rendimiento del 6%.

Esta pérdida de rendimiento se ve acompañada y explicada por un incremento en el tiempo de coagulación, reducción en la firmeza final (Ilustración 3) y velocidad de agregación de la cuajada, generando más pérdida de finos en el proceso. También se ha evidenciado que un alto conteo de células somáticas está relacionado con una reducción en sólidos en la leche (grasa, lactosa y caseína), reducción en la recuperación de proteína en el proceso de coagulación y una disminución en el porcentaje de caseína. Consecuentemente, se presenta un incremento en la cantidad de proteína de suero y nitrógeno no proteico en la leche.

La razón por la cual las células somáticas generan este efecto se debe a un fenómeno conocido como proteólisis, es decir, la hidrólisis de las caseínas ya sea primaria (durante la etapa de coagulación) o secundaria (durante la maduración y vida útil del queso). En la presencia de un alto CCS se presenta hidrólisis de las caseínas.

Relación entre CS y la plasmina

¿Por qué las células somáticas tienen este efecto? ¿Qué es lo que realmente genera la pérdida de rendimiento o ablandamiento prematuro de los quesos?

La respuesta, es que este tipo de células provienen de la sangre, cuando el sistema inmune detecta una infección en la ubre se activan los mecanismos de defensa y los fagocitos – especialmente PMN, junto con los linfocitos permean a las estructuras productoras de leche. No obstante, junto con estas células, otros componentes del plasma sanguíneo también pueden atravesar la barrera epitelial mamaria comprometida. Entre ellos destaca la plasmina, una enzima altamente proteolítica capaz de degradar las caseínas. Su presencia en la leche afecta directamente los procesos de coagulación y maduración del queso, comprometiendo el rendimiento, la textura y la calidad final del producto.

Tipos de células somáticas (CS)

Vista a microscopio de los 4 tipos principales de células somáticas en la leche bovina (International Organization for Standarization, 2008)

ILUSTRACIÓN 2
Recuento de células somáticas en el rendimiento de queso Cheddar

ILUSTRACIÓN 3
Firmeza de corte de la cuajada

Sistema de activación de la plasmina

La plasmina es la principal enzima proteasa endógena, proveniente del torrente sanguíneo del animal y su función principal es romper los coágulos en la sangre, sin embargo, no es claro qué función posee en la leche. Más allá de encontrarse de manera individual, la plasmina ingresa a la leche en forma de su precursor inactivo, el plasminógeno. Ambos hacen parte de un complejo sistema que cuenta con activadores e inhibidores.

Al ser una proteasa, la plasmina hidroliza proteínas en la leche, específicamente la caseína. No obstante, la caseína está compuesta de 4 tipos diferentes moléculas: α-s1, α-s2, β y κ caseína. La plasmina por su parte posee alta afinidad por las caseínas tipo β y luego las α-s2. La molécula β es hidrolizada a γ caseína y pequeños péptidos, mientras que la fracción α-s2 es degradada a 14 péptidos diferentes, de los cuales 3 generalmente producen sabores amargos en el queso.

TABLA 1

Componentes del sistema de plasmina en la leche bovina

Efectos de la plasmina en la producción quesera

La presencia de células somáticas es un reflejo de la presencia de plasmina en la leche, en este sentido, los efectos proteolíticos de los altos CCS corresponden a la actividad de la plasmina y no a las células somáticas en sí. Siguiendo esta lógica, se establece que la presencia de plasmina en la leche genera propiedades de coagulación pobres, y si bien no afecta los tiempos de coagulación, sí afecta la velocidad de aumento de firmeza (velocidad de agregación) y firmeza final de la cuajada, al encontrarse parte de la β-caseína hidrolizada habrá pérdidas de fracciones de caseína en el suero.

Adicionalmente, disminuyen las interacciones entre las proteínas durante la coagulación, generando una red débil que se reflejará en una sinéresis deficiente, una estructura de la cuajada blanda incapaz de soportar estrés mecánico (corte y agitación) y consecuentemente habrá pérdida de finos en el suero, altos contenidos de humedad en el queso – que no podrá ser retenida durante la vida útil del queso por falta de estructura en la red proteica -, y pérdida de rendimiento en la producción.

Efectos en el producto terminado

La acción de la plasmina no finaliza en la elaboración del queso, esta persiste durante la vida útil, pues se resalta que se encuentra anclada a la caseína inclusive después de la coagulación. La actividad remanente de plasmina en el producto terminado genera ablandamiento durante la vida útil del queso, también hay producción de péptidos que, con la falta de bacterias o enzimas capaces de degradarlos en compuestos aromáticos, se verá reflejado en sabores amargos. La ilustración 4 evidencia cómo un CCS alto, paralelo a concentración alta de plasmina, genera una degradación superior de la caseína a lo largo de la vida útil de un queso cottage versus la elaboración con una leche con conteos de células somáticas bajo. Esta degradación de caseína es justamente la responsable del ablandamiento y sinéresis del producto terminado, pues se pierde estructura de la red proteica y no hay suficiente proteína intacta para retener humedad o brindar firmeza al queso. Estas dos consecuencias se verán reflejadas especialmente en aquellos quesos con un pH alto (6,2 – 6,7), como por ejemplo el queso fresco ya sea quesito antioqueño, cuajada, queso campesino o frescal donde los sabores amargos y ablandamiento prematuro son indeseables.

Mecanismos de transporte de los componentes del sistema de plasmina

Para entender cómo las condiciones de proceso afectarán la concentración de estos componentes en la leche, es necesario entender en qué fase se encuentran. Por un lado, los inhibidores de activadores de plasminógeno y los inhibidores de plasmina se encuentran únicamente en la fase sérica, mientras que la plasmina, el plasminógeno y los activadores de plasminógeno en su mayoría están asociados a las micelas de caseína (inclusive después de la coagulación) o a las células somáticas, de aquí la relación directa entre CCS y la presencia de plasmina en la leche.

Al haber activadores de plasminógeno anclados en las CS y caseínas se hidrolizará el plasminógeno en plasmina, aumentando la actividad proteolítica ejercida por la plasmina. Es importante tener en cuenta también que además del anclaje a las células somáticas, los leucocitos contienen activadores que pueden ser secretados. A su vez los neutrófilos, directamente, producen activadores de plasminógeno.

Factores que afectan la actividad de la plasmina

Durante el procesamiento de lácteos habrá diferentes parámetros y procesos que afectan la actividad de la plasmina que pueden fomentar o dificultar la proteólisis generada por la enzima, teniendo en cuenta especialmente que la temperatura ideal de la plasmina es de 37°C y pH óptimo entre 7,5 y 8.

La temperatura es el factor principal afectando la actividad de la plasmina en la leche y quesos. La plasmina, el plasminógeno y los activadores son resistentes al tratamiento térmico de pasteurización (75°C – 15 segundos), e incluso a procesos térmicos de UHT. Aunque se ha reportado un descenso entre 17 y 10% de concentración de plasmina después de pasteurizar, la actividad proteolítica evidencia un aumento entre el 24 y el 40%. Pero ¿por qué si hay un descenso inicial en la enzima proteolítica aumenta la actividad proteolítica? Los inhibidores de plasmina e inhibidores de activadores de plasminógeno no son resistentes a tratamiento térmico, disminuyendo estos últimos su actividad entre un 30 y 50%, lo que genera una posterior activación del plasminógeno por parte de los activadores aún activos. Consecuentemente, un aumento de la conversión de plasminógeno a plasmina y así incrementando la actividad proteolítica en la leche.

No solamente la temperatura de pasteurización tiene un efecto en la actividad de plasmina, también las temperaturas de producción como por ejemplo durante la etapa de cocción y maduración del grano en quesería. En un estudio se encontró que entre mayor sea la temperatura de cocción mayor será la actividad residual de la plasmina en producto terminado. Este fenómeno es explicado por la conversión de plasminógeno a plasmina durante el proceso de producción y por la inactivación de los inhibidores a altas temperaturas. En contraparte, los activadores de plasminógeno, plasminógeno y plasmina son inactivados únicamente en una baja proporción, adicionalmente, éstos se mantienen anclados a la caseína del producto terminado, aumentando la proteólisis en vida útil, que se refleja como ablandamiento y maduración de los quesos.

La temperatura a la que se almacena la leche también representa un elemento a considerar en la evaluación de la actividad proteolítica de la plasmina. Esta enzima, al igual que los activadores de plasminógeno, permanece activa a temperaturas cotidianas de almacenamiento de la leche (4 – 6°C), la velocidad con la que hidroliza la proteína es 20 veces menor que en su temperatura óptima.

Sin embargo, en estos rangos de temperatura surge un agravante y es la disociación de la plasmina de la caseína y la disociación de β-caseína de la micela fruto de la solubilización de calcio coloidal y debilitamiento de las interacciones hidrofóbicas en la caseína. En consecuencia, se ve facilitado el anclaje de la plasmina a la β-caseína, que es su principal substrato, para así generar un mayor efecto de proteólisis en la caseína.

Un ejemplo claro de este efecto en la leche se encuentra en la ilustración 5, donde se demuestra cómo aún a temperaturas de refrigeración 6°C o 0,5°C se evidencia proteólisis a lo largo de 61 días de almacenamiento y se ve agravada a medida que aumenta la concentración de células somáticas en la leche, y consecuentemente el contenido de plasmina.

El siguiente factor determinante en la actividad de la plasmina es el pH de la leche, esta enzima será estable en un rango de pH entre 6,6 y 4,8, no obstante, valores inferiores a 4,6 la plasmina que antes estaba ligada a la caseína se desliga de esta proteína y pasa a formar parte de la fase sérica, disminuyendo su actividad proteolítica en el producto terminado a lo largo de la vida útil.

A su vez, esto genera que los sueros ácidos posean una mayor actividad de plasmina residual que podría llegar a tener efectos negativos (proteólisis) en productos elaborados con este suero.

Finalmente, los tratamientos de filtración con membrana modificarán la actividad proteolítica causada por la plasmina en los derivados lácteos. Cuando se lleva a cabo un proceso de ultrafiltración (UF), se concentran tanto las caseínas como las proteínas séricas nativas, estas últimas son capaces de inhibir la acción de la plasmina, generando un retraso en la actividad proteolítica de la plasmina. Durante el proceso UF se inactivan los activadores de plasminógeno, ralentizando la activación del plasminógeno y reforzando el efecto de proteólisis reducida. Por otro lado, un proceso de microfiltración únicamente concentrará caseína a la que se encuentran ligadas la plasmina, el plasminógeno y los activadores de plasminógeno, consecuentemente habrá una mayor transformación de plasminógeno a plasmina durante la vida útil del producto y se evidenciará un aumento en la actividad proteolítica de la plasmina.

El conteo de células somáticas y la actividad de plasmina están directamente relacionadas, la capacidad de la plasmina de hidrolizar fracciones de la micela de caseína la hace responsable de la disminución en rendimiento hasta de más del 6% y problemas relacionados con la proteólisis de los quesos como el ablandamiento, sabores amargos y apelmazamiento en quesos tajados o rayados, generando pérdida en el valor de marca.

Se resalta la importancia no sólo de conocer sino también de controlar la cantidad de células somáticas de la leche con la que se realizará el proceso de quesería, al final, esta materia prima representa cerca del 80% del costo de producción del queso, tornándose relevante preservar los sólidos de la materia prima y sacar el máximo provecho posible. Este cuidado viene no sólo del procesamiento, calidad de ingredientes y tecnología de elaboración, principalmente viene de la calidad de la leche al momento de recepción ligado a la calidad de caseína que se recibe, caseína que puede presentar afectación por la hidrólisis de la plasmina, especialmente en las regiones donde las prácticas de ordeño y recolección de leche son deficientes y las condiciones existentes promueven la conversión de plasminógeno en plasmina.

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ILUSTRACIÓN 4
Nitrógeno soluble en queso cottage según CCS

Efecto sobre el contenido de nitrógeno soluble en queso cottage almacenado a 40C y elaborado a partir de leche con CCS bajo y alto. Las pendientes de la regresión defieren (P < 0,05).

ILUSTRACIÓN 5
Proteólisis media de leches

Proteólisis media de leches con diferentes contenidos de células somáticas, con 61 días de almacenamiento a 6°C () y 0,5°C (♦).

HA-LA BIOTEC

Autor: David Sebastian Santamaria
Coordinación y Edición: Raquel Chiliz
Consultoría: Tiago Silva y Michael Mitsuo Saito
Edición gráfica: Cia da Concepção

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