Novasinergia 2021, 4(1), 151-163. https://doi.org/10.37135/ns.01.07.09 http://novasinergia.unach.edu.ec
Artículo de Revisión
Reología del yogur: efectos de las operaciones unitarias en el
procesamiento y uso de aditivos
Yogurt rheology: effects of unit operations on processing and use of additives
Rosa Mendoza *, Sebastián Guerrero , Byron Herrera-Chávez
Carrera de Agroindustrial, Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional de Chimborazo, Riobamba, Ecuador, 060150;
saguerrero@unach.edu.ec; bherrera@unach.edu.ec
* Correspondencia: remendoza.fiag@unach.edu.ec
Citación: Mendoza, R., Guerrero,
S., & Herrera-Chávez, B. (2021).
Reología del yogur: efectos de las
operaciones unitarias en el
procesamiento y uso de aditivos.
Novasinergia. 4(1). 151-163.
https://doi.org/10.37135/ns.01.07.
09
Recibido: 25 septiembre 2020
Aceptado: 23 noviembre 2020
Publicado: 01 junio 2021
Resumen: El objetivo de esta investigación es determinar los factores
que influyen en las características reológicas del yogur batido, mediante
una revisión sistemática de artículos científicos utilizando el método
PRISMA para la inclusión y exclusión de información. Para lograr
nuestro objetivo se analizaron las variables relacionadas a las
operaciones unitarias como la estandarización, pasteurización,
inoculación, batido y almacenamiento que afectan a la viscosidad del
yogur batido, estableciendo (temperaturas, tiempos y velocidades para
cada operación unitaria) basados en la información proporcionada en los
artículos consultados. Además, se analizó los aditivos que afectan a la
viscosidad del yogur tomando en cuenta las características de la muestra
analizada, el equipo utilizado y velocidades de corte, determinando que
todos estos factores afectaban significativamente la viscosidad del
yogur. El análisis realizado permite establecer que la viscosidad es
influenciada por las características físico-químicas de la leche y
operaciones unitarias presentes en el procesamiento de yogur. Los
emulsionantes y estabilizantes influyen directamente en la viscosidad
del producto final contribuyendo al aumento de la sinéresis durante el
tiempo de almacenamiento.
Novasinergia
ISSN: 2631-2654
Palabras clave: Biotecnología de alimentos, emulsificantes del yogur,
estabilizantes del yogur, ingeniería de alimentos, productos lácteos,
yogur batido, reología del yogur, tecnología de alimentos, viscosidad del
yogur.
Copyright: 2021 derechos
otorgados por los autores a
Novasinergia.
Este es un artículo de acceso abierto
distribuido bajo los términos y
condiciones de una licencia de
Creative Commons Attribution
(CC BY NC).
(http://creativecommons.org/licens
es/by/4.0/).
Abstract: This research aims to determine the factors that influence stirred
yogurt's rheological characteristics through a systematic review of scientific
articles using the PRISMA method to exclude and include information. We
analyzed the variables related to unit operations such as standardization,
pasteurization, inoculation, stirred, and storage to achieve our objective. These
variables affect stirred yogurt's viscosity, establishing (temperatures, times, and
speeds for each unit operation) based on the information provided in the articles
consulted. Also, the additives that affect the yogurt's viscosity were analyzed,
taking into account the characteristics of the sample analyzed, the equipment
used, and cutting speeds, determining that all these factors significantly affect
the viscosity of the yogurt. The analysis carried out allows establishing that the
viscosity is influenced by the physicochemical characteristics of the milk and
unit operations present in yogurt processing. Emulsifiers and stabilizers affect
the final product's viscosity and increase the syneresis during storage time.
Keywords: Dairy products, food biotechnology, food engineering, food
technology, stirred yogurt, yogurt emulsifiers, yogurt rheology, yogurt
stabilizers, yogurt viscosity.
Novasinergia 2021, 4(1), 151-163 152
1. Introducción
Actualmente se consumen leches fermentadas por sus múltiples beneficios y por sus
propiedades organolépticas agradables al consumidor, siendo el yogur uno de los alimentos lácteos
más apetecidos a nivel mundial (O’Donnell & Butler, 2002). El yogur es un fluido no newtoniano,
que presenta un adelgazamiento por cizallamiento, su viscosidad cambia cuando el gradiente de
velocidad varía y posee un comportamiento de flujo tixotrópico –depende del tiempo y esfuerzo
cortante– (Afonso & Maia, 1999).
Las propiedades reológicas del yogur son importantes en el diseño de procesos de flujo, en su control
de calidad, procesamiento y almacenamiento, y en la predicción de la consistencia del yogur
(Soukoulis, Panagiotidis, Koureli, & Tzia, 2007). Uno de los parámetros fundamentales que
caracterizan el comportamiento de flujo en alimentos semilíquidos es la viscosidad, que actualmente
se ha considerado uno de los principales atributos de calidad para determinar la aceptabilidad por
el consumidor (Wu et al., 2009). En la industria láctea el yogur al ser un material viscoelástico puede
presentar defectos en las variaciones de la viscosidad (falta de fuerza del gel) y en la separación del
suero (sinéresis), como consecuencia de un cambio en la composición química de la leche,
temperatura de incubación excesiva o heterogénea, diferentes tipos de cultivo sembrados,
temperatura de enfriamiento inadecuada y falta de cuidado en el manejo del gel (Molina, 2009).
Los problemas relacionados con alteraciones en las características físicas y sensoriales del yogurt son
más, que los originados por contaminación microbiológica (Vélez-Ruiz, Barbosa, & Peleg, 1997). El
coágulo de yogur a menudo se somete a agitación, lo que genera que sea menos viscoso o en casos
extremos, puede muestre separación de suero (Tamime, Davies, Chehade, & Mahdi, 1989). Los
estabilizantes, como la pectina o la gelatina, a menudo se agregan a la base de la leche para mejorar
o mantener las propiedades apropiadas del yogur (viscosidad/consistencia) para la prevención de
la separación del suero (Tamime, Muir, & Wszolek, 1999). El uso de estabilizantes puede ayudar a
proporcionar una consistencia más uniforme. Sin embargo, puede haber defectos de textura
relacionados con el uso de estabilizantes, incluida la estabilización excesiva (sobre estabilización)
que da como resultado un yogur elástico "gelatinoso", lo que puede generar una separación débil
del cuerpo o del suero "líquida" (Vedamuthu, 1991), lo que ocasionan un efecto negativo en las
propiedades físicas y sensoriales del producto (Guénard-Lampron, St-Gelais, Villeneuve, &
Turgéon, 2019).
El objetivo de esta investigación fue realizar una revisión bibliográfica de los factores que influyen
en las características reológicas del yogur batido, debido a que el mismo presenta un
comportamiento de flujo complejo, dependiente del esfuerzo cortante y del tiempo. La importancia
del estudio de la reología radica en que no existen parámetros estandarizados relacionados con las
temperaturas de incubación, enfriamiento, tipo de cultivo sembrado, manejo del gel y utilización de
estabilizantes que se deben aplicar en la elaboración del producto sin influir en la estructura natural
del yogur. Es importante que los productores conozcan los mecanismos involucrados en la
elaboración de yogur y el impacto de los parámetros de procesamiento en el desarrollo de los geles
para mejorar la calidad del producto.
2. Metodología
Este trabajo consistió en la búsqueda de información sobre la reología del yogur y los
efectos de las operaciones unitarias en el procesamiento del yogurt y el uso de aditivos. Se
realizó en concordancia con la metodología PRISMA (Preferred reporting items for systematic
reviews and meta-analyses) que incluye un diagrama de flujo que integra estrategias de
Novasinergia 2021, 4(1), 151-163 153
búsqueda y selección de estudios, iniciando con la identificación de estudios relevantes
hasta su selección final. La guía contiene 27 ítems y consta de 4 fases: Identificación,
Cribado, Elección e Inclusión.
2.1. Identificación
Para ampliar la búsqueda científica, se recurrió a las principales bases de datos;
Science Direct (7) y Google académico (5). Se utilizaron palabras claves mediante criterios
de búsqueda avanzada en inglés como: stirred yogurt, rheology, viscosity, stabilisers,
fermentation temperature.
2.2. Cribado
Se excluyen aquellos artículos científicos que solo estén relacionados a reología de fluidos,
que la fecha de publicación no se encuentre en el intervalo de tiempo establecido de año de
publicación 2010 hasta el año 2020, que no sean de relevancia, que describan las características
reológicas del yogur que no sea elaborado a partir de leche de bovino, aquellos que no traten sobre
la reología y proceso de elaboración de yogur batido, así como, aquellos que no contemplen en su
estructura las operaciones unitarias que se detallan en la figura 1.
Figura 1: Operaciones unitarias que influyen en la viscosidad del yogur batido. Adaptado de Lee & Lucey (2010).
2.3. Elección
Aquellos artículos que en el título o en el resumen mencione la viscosidad del yogur batido,
los factores que afectan la viscosidad, estabilizantes y su efecto en la viscosidad.
2.4. Inclusión
Se incluyeron artículos científicos originales y artículos científicos de revisión que tratan
sobre las características y propiedades reológicas del yogur batido, operaciones unitarias y su
Novasinergia 2021, 4(1), 151-163 154
influencia en la viscosidad, efecto de los estabilizantes en la viscosidad del yogur batido, en un
intervalo de tiempo de publicación del año 2010 hasta el año 2020, aquellos artículos que no se
encuentren en el intervalo de tiempo establecido, pero que estén publicados en revistas con factores
de impacto y con gran relevancia en el tema y no puedan ser excluidos. Asimismo, se incluyeron
artículos científicos de revisión que se enfoquen en la reología del yogur y en las propiedades físicas
y químicas del yogur batido.
A continuación, en la figura 2 se detalla el procedimiento de selección de artículos científicos para
este estudio mediante el diagrama del método PRISMA.
Figura 2: Diagrama método PRISMA: n = número de artículos en cada una de las etapas hasta su elegibilidad para este
estudio.
3. Resultados
En la tabla 1 se detallan los factores analizados en los artículos seleccionados que afectan a la
viscosidad del yogur batido en las operaciones unitarias durante su elaboración tales como: la
estandarización de la leche, temperatura de pasteurización, tipo de cultivo, temperatura de
incubación, pH al que finaliza el proceso de fermentación, temperatura de enfriamiento, batido y
temperatura de almacenamiento del yogur. Como se observa en la tabla 1 para la estandarización
de la leche el 86 % de los autores utilizaron leche en polvo descremada y el 14 % leche en polvo, por
otro lado, para el procesamiento de yogur batido la temperatura de pasteurización utilizada es
mayor a 80 °C, además, se evidenció que el rango de temperatura para el proceso de incubación va
de 35 - 45 °C, para el batido cada autor utiliza una metodología diferente en cuanto al equipo, tiempo
y velocidad, ocasionando problemas para la comparación de protocolos (Tabla 1).
Búsqueda en la literatura
Búsqueda de datos: Google académico y Science Direct
Sin restricción de lenguaje.
Resultados combinados de la
búsqueda (n= 735)
Artículos filtrados en base al título y
resumen
Artículos a texto completo evaluados para su elegibilidad (n=36)
Revisión de manuscritos y aplicaciones de criterios de inclusión (n=20)
Estudios incluidos en la revisión sistemática (n=12)
Excluidos (n=8)
Inclusión
Elegibilidad
Tamizaje
Identificación
Novasinergia 2021, 4(1), 151-163 155
Tabla 1: Factores que intervienen en las operaciones unitarias y afectan la viscosidad del yogur batido durante su producción
.
Tema
Autor
Estandarización
Pasteurización,
°C | min
Tipo de cultivo
Incubación,
°C
pH
Enfriamiento,
°C
Batido,
min | rpm |
°C
Almacenamiento,
°C
Simultaneous effects of total solids content,
milk base, heat treatment temperature and
sample temperature on the rheological
properties of plain stirred yogurt.
(Barretto,
Converti, &
Nogueira, 2006).
Leche descremada en polvo para
alcanzar los sólidos totales
deseables (9.3; 12;16;20 y 22.7%)
81.6 | 3
85 | 3
90 | 3
95 | 3
98.4 | 3
Streptococcus thermophilus
y Lactobacillus delbrueckii ssp.
Bulgarico
42
4.3 ±
0.3
Manual
movimientos
ascendente y
descendente
por 3 min.
Graininess and roughness of stirred yoghurt as
influenced by processing.
Küçükçetin,
Weidendorfer, &
Hinrichs, (2009)
Leche descremada en polvo,
niveles finales de sólidos totales
y proteínas
totales de 11 y 4.3%.
95 | 5
130 | 1.2
Streptococcus thermophilus y
Lactobacillus delbrueckii subsp.
Bulgaricus.
S. thermophilus,
L. delbrueckii subsp.
Bulgaricus,
L. acidophilus y Bifidobacterium
lactis.
S. thermophilus, L.acidophilus y
B,Lactis.
37
42
45
4.40
4
Manual por
1 min.
4
Effects of incubation temperature, starter
culture level and total solids content on the
rheological properties of yogurt.
Wu et al., (2009)
Leche descremada en polvo
contenía (1% grasa, 34%
proteína, 4% humedad, 52.5%
lactosa y 8.5% de cenizas)
95 | 5
Streptococcus thermophilus
y Lactobacillus delbrueckii ssp.
Bulgarico
35
45
4.6
Manual por
0.2 min
5
Rheological properties of stirred yoghurt as
affected by gel pH on stirring, storage
temperature and pH changes after stirring.
Renan et al.,
(2009)
La leche se
reconstituyó a 140 g de materia
seca por kg
90 | 10
Cepas no viscosas
(Streptococcus thermophilus
y Lactobacillus delbrueckii ssp.
Bulgarico
)
38
4.4
4.7
5.0
Procesador
de alimentos
0.1 | 300 | 4
Individual and sequential effects of stirring,
smoothing, and cooling on the rheological
properties of nonfat yogurts stirred with a
technical scale unit.
Guénard
-
Lampron
et al.,
(2019)
Leche descremada en polvo y
concentrado de proteína de
suero y lactosa para contener
14% de sólidos totales, 0% de
grasa y 4% de proteína.
94.5 | 5
Cepas no viscosas
(Streptococcus thermophilus
y Lactobacillus delbrueckii ssp.
Bulgarico
)
41
4.7
4
Mezclador
6 | 30 | 2
0
10 | 30 | 38
4
Relationship between smoothing temperature,
storage time, syneresis and
rheological
properties of stirred yogurt.
Guénard
-
Lampron,
Villeneuve, St
-
Gelais, &
Turgeon, (2020)
Leche descremada en polvo
concentrado de proteína de
suero y para obtener una mezcla
de leche con 0% de grasa, 4% de
proteína total y 14% de sólidos
totales, rehidratados.
94.5 | 5
Cepas no viscosas
(Streptococcus thermophilus
y Lactobacillus delbrueckii ssp.
Bulgarico
)
40
4.7
Mezclador
de cuchillas
10 | 30 | 10
10 | 30 | 15
10 | 30 | 20
10 | 30 | 30
10 | 30 |35
4
Studying stirred yogurt
microstructure using
optical microscopy: how smoothing
temperature and storage time affect microgel
size related to syneresis.
Gilbert, Rioux,
St-Gelais, D., &
Turgeon, (2020).
Leche descremada en polvo y
lactosa, 35% de proteína o WPI
concentrado al 98% de proteína
de suero, yogures sin grasa con
14% sólidos totales, 4% proteína
y caseína.
120 | 10
Iniciador comercial no espesado
liofilizado
(Streptococcus thermophilus
y Lactobacillus delbrueckii ssp.
Bulgarico
)
41.0 ± 0.05
4.6 ±
0.05
4
Novasinergia 2021, 4(1), 151-163 156
En la tabla 2 se detallan las variables relacionadas con la viscosidad aparente de cada uno de los
artículos tales como: equipo utilizado, temperatura de muestra, tiempo y velocidad de corte, que se
toman en consideración al realizar el análisis de viscosidad en el yogur batido. De acuerdo con la
literatura existen diferentes protocolos para analizar la viscosidad aparente del yogur batido, por lo
que resulta complicado realizar un análisis exhaustivo entre los resultados presentados en los
estudios seleccionados (Tabla 2).
Tabla 2: Factores y condiciones para el análisis de viscosidad aparente del yogur batido.
Autor
Tema
Equipo
Temperatura
de la muestra,
°C
Tiempo,
min
Velocidad
de corte,
s
-1
Wu et al.,
(2009)
Effects of incubation,
temperature, starter culture level
and total solids content on the
rheological properties of yogurt.
Reómetro (AR-2000ex,
TA Instruments Ltd)
con geometría de
placas paralelas de
aluminio.
5
20
10
(Barretto et al.,
2006)
Simultaneous effects of total
solids content, milk base, heat
treatment temperature and
sample temperature on the
rheological properties of plain
stirred yogurt.
Reómetro rotacional
(modelo Rheotest 2.1)
geometría de cilindro
coaxial.
1.6
18.4
100
Guénard-
Lampron et al.,
(2020)
Relationship between smoothing
temperature, storage time,
syneresis and rheological
properties of stirred yogurt.
Reómetro (Reómetro
physical MCR301)
4
Guénard-
Lampron et al.,
(2019)
Individual and sequential effects
of stirring, smoothing, and
cooling on the rheological
properties of nonfat yogurts
stirred with a technical scale
unit.
Reómetro (reómetro
physical MCR301) con
cilindro concéntrico.
4
0 a 100
Renan et al.,
(2009)
Rheological properties of stirred
yoghurt as affected by gel pH on
stirring, storage temperature and
pH changes after stirring.
Viscosímetro VT550
termostatizado con un
cono de acero.
4
12
20
5
64
Guénard-
Lampron et al.,
(2020)
Studying stirred yogurt
microstructure using optical
microscopy: How smoothing
temperature and storage time
affect microgel size related to
syneresis.
Reómetro (ARES-G2;
TA instruments)
equipado con una
geometría de copa y
veleta.
42
20
5
625
4. Discusión
4.1. Efecto de las operaciones unitarias en las propiedades reológicas del yogur
4.1.1. Estandarización
Barretto et al., (2006) señalaron que en los yogures formulados para contener 10 y 12 % de
sólidos no grasos (SNF) la viscosidad no fue significativamente diferente; sin embargo, la viscosidad
fue significativamente mayor para los yogures que contenían 14 % de SNF. Según Tamime et al.,
(1999) la viscosidad mejora cuando el contenido de sólidos totales de la leche aumenta de 12 a 16 %.
Por otra parte, Wu et al. (2009) lograron mayor viscosidad aparente cuando el contenido de sólidos
Novasinergia 2021, 4(1), 151-163 157
totales fue superior al 15.5%, por lo que podía mejorar la viscosidad aparente del yogur, aumentó
de 14.72 Pa a 22.72 Pa cuando el contenido total de sólidos de base de la leche se incrementó de 12.32
% a 15.68 %. Mientras que, Tamime, et al., (1999) incorporaron mayores cantidades de sólidos totales
a la leche –mediante el enriquecimiento de contenido de sólidos lácteos no grasos– para lograr un
yogur más viscoso, firme y consistente. El análisis de los datos obtenidos por los diferentes autores
consultados permite establecer como parámetro de estandarización del contenido de sólidos de la
leche bobina entre 14 y16 %, para alcanzar mayor viscosidad del yogur durante su producción.
4.1.2. Pasteurización y enfriamiento
Barretto et al., (2006) observaron que la viscosidad aparente de la leche varía de 22 a 425 mPa
al ser sometida a tratamientos térmicos que oscilaron entre 81.6 a 98.4 °C. Así, Barretto et al., (2006)
demostrando que la viscosidad aparente y la firmeza de la cuajada estaban altamente
correlacionadas con la desnaturalización de las proteínas del suero.
Sin embargo, Küçükçetin et al., (2009) identificaron que el valor del estrés de rendimiento del yogur
obtenido de la leche calentada a 95 °C durante 5 min fue un 37 % mayor que el obtenido de la leche
calentada a 130 °C durante 80 s. Según Mottar, Bassier, Joniau, & Baert (1989), a una carga de calor
más elevada (130 °C) la precipitación de a-lactoalbúmina en una micela da lugar a una reducción
hidrofobia superficial y a una superficie micelar más lisa. La pasteurización es una variable de
procesamiento importante debido a su influencia sobre las propiedades físicas y estructurales del
yogur, durante esta etapa se elimina la mayor cantidad de oxígeno disuelto, lo que ayuda al
crecimiento del cultivo iniciador. Además, las temperaturas entre los 80 y 85 °C por 30 min o 90 y 95
°C por 5 min promueven modificaciones importantes en las proteínas de la leche –caseína y
seroproteinas– (Lee & Lucey, 2010). Por tanto, los autores consultados concuerdan que la
desnaturalización parcial de las proteínas del suero tiene una importancia vital en la estabilidad del
gel del yogur.
4.1.3. Tipo de cultivo
Küçükçetin et al., (2009) obtuvieron valores del módulo de almacenamiento del yogur que
evidenciaron un aumento de aproximadamente 40 % en el yogur elaborado con un cultivo iniciador
de bajo nivel productor de exopolisacáridos, en lugar de un cultivo alto y medio nivel productor de
exopolisacárido. Así, Küçükçetin et al., (2009) demostrando que existe una relación directa entre el
número de moléculas que participan en la red tridimensional y la fuerza del gel, especulándose que
los cultivos iniciadores productores de exopolisacáridos interfieren con el número y la fuerza de los
enlaces entre las partículas de caseína. Wu et al., (2009) demostró que, al utilizarse un cultivo
iniciador de alto nivel, la viscosidad aparente del yogur era baja. Mientras que Lee & Lucey (2010)
recomiendan la utilización de un 2 a 3 % de cultivo iniciador de (Streptococcus thermophilus y
Lactobacillus delbrueckii subsp. Bulgaricus), estos cultivos son de bajo nivel productor de
exopolisacáridos, y no intervienen en la reducción del número de moléculas que generan una red
tridimensional más fuerte en el gel, mejorando la viscosidad del yogur.
4.1.4. Incubación
Barretto et al., (2006) reportaron un aumento de viscosidad en el yogurt a una temperatura
de incubación entre 35 y 39.5 °C. Por otro lado, Küçükçetin et al., (2009) observaron que existe una
relación entre el estrés de rendimiento y la temperatura de incubación a 37 °C. Sodini, Remeuf,
Haddad, & Corrieu (2004) observaron el mismo comportamiento a una temperatura entre 42 y 45
°C.
Novasinergia 2021, 4(1), 151-163 158
Por otra parte, Wu et al. (2009) reportó que la temperatura de incubación afecta la viscosidad
aparente, obteniendo mayores valores de viscosidad aparente a una temperatura de incubación más
baja. Debido a que una temperatura más baja provoca una gelificación lenta, es decir las partículas
de caseína tendrían mayor volumen y probablemente serían más deformables que a altas
temperaturas de incubación, lo que permitía que las partículas se acumulen con un mayor número
de enlaces proteína-proteína entre dos partículas diferentes. Lee & Lucey (2010) demostraron que al
utilizar temperaturas menores de incubación (40 °C) y mayor proporción de cultivo iniciador (3 - 4
%) reduce la sinéresis sobre la superficie del gel.
Lee & Lucey (2010) concluyeron que temperaturas entre los 40 y 45 °C son óptimas para el
crecimiento y desarrollo de las bacterias termófilas (Streptococcus subsp. thermophilus y Lactobacillus
delbrueckii subsp. Bulgaricus) convirtiendo la lactosa en ácido láctico, lo que reduce el pH de la leche.
Demostrando así que la temperatura en esta etapa es muy importante debido a que en esta fase del
proceso se determina la estabilidad y componentes del gel.
4.1.5. pH
Küçükçetin et al., (2009), indicaron que el pH al final del período de incubación fue similar
para los diferentes yogures, con un promedio de pH de 4.4, independientemente del tratamiento
aplicado. Los valores de pH disminuyeron significativamente en cada una de las muestras de yogur
después de haber sido almacenados a 4°C durante 15 días.
Renan et al., (2009) reportaron que la viscosidad del yogur batido a pH 4.4 es mayor que la del yogur
a pH 4.8 (Martin, Skokanova, Latrille, Beal, & Corrieu, 1998). Este resultado sugiere que variar el pH
es una forma eficiente de modificar las propiedades reológicas de los geles. Los resultados
presentados confirman que los geles agitados a pH 4.4 que surgieron a partir de geles fijos con los
valores G (módulo elástico) más altos, mostraron el mayor aumento de viscosidad y módulo elástico
después de ser agitados. Lee & Lucey (2010) recomiendan un pH < 5 debido a que el punto
isoeléctrico de la caseína (pH 4.6) conduce a una disminución de la repulsión electrostática entre las
moléculas de caseína. Además, las atracciones de caseína-caseína aumentan debido al aumento de
las interacciones de carga hidrofóbica. El pH en esta etapa es importante ya que el proceso de
acidificación define la formación de una red tridimensional, lo que genera un aumento en la
viscosidad después del batido.
4.1.6. Enfriamiento
Guénard-Lampron et al. (2019) reportaron que el enfriamiento tiene como objetivo reducir la
post acidificación del cultivo iniciador y mejorar las propiedades de textura del yogur (Lucey, 2004).
La sinéresis fue menor para el yogur enfriado con intercambiador de calor de placa. No obstante, el
tipo de sistema de enfriamiento (intercambiador de placas o tubular) utilizado no afectó los valores
de viscosidad, sin embargo, la viscosidad aparente fue mayor en las muestras enfriadas a 20 °C
que a 38 °C. Esta etapa es crítica en la producción de yogur debido a que allí se reduce la actividad
metabólica de las bacterias ácido-lácticas para evitar una mayor acidez en el producto.
4.1.7. Batido o suavizado
El batido produce un campo de grandes esfuerzos que originan la destrucción de la
estructura del gel y la modificación de las propiedades reológicas de los yogures (Zhang,
Folkenberg, Amigo, & Ipsen, 2016). Guénard-Lampron et al., (2019) reportaron que el batido a una
temperatura de 20 °C afecto en mayor medida los valores de viscosidad, sin embargo, se obtuvieron
Novasinergia 2021, 4(1), 151-163 159
valores de sinéresis más bajos para el yogur batido a 10 °C, mientras que temperaturas de batido de
10 a 30 °C aumentaron los valores de viscosidad. Una observación similar describió Mokoonlall,
Nöbel, & Hinrichs (2016) cuando se batió el yogur a una temperatura de 20 °C. La viscosidad podría
aumentar durante el enfriamiento a menor temperatura antes del suavizado y esto puede conducir
a una mayor ruptura de la red de proteínas. Gilbert et al. (2020) obtuvo los mismos resultados al
suavizar el yogur con un reómetro 42 °C dando un valor de sinéresis más alto que el yogur
suavizado a 20 °C. Diversos autores coinciden en que el batido a 20 °C es ideal para obtener yogur
de alta calidad, que se supone que incluye valores de sinéresis más bajos (Robinson, Lucey, &
Tamime, 2007), debido a que si se suaviza el yogur a una temperatura cercana a la temperatura de
incubación dañaría la estructura de la red de proteínas haciéndola más frágil (Lucey, 2004).
Por otra parte, el tamaño del micro gel también puede influir en la viscosidad del yogurt (Mokoonlall
et al., 2016), con el cizallamiento intenso y con la formación de pequeños micro geles se produce
yogur agitado con baja viscosidad (Mokoonlall et al., 2016) debido a un mayor colapso estructural
(Abu-Jdayil, Nasser, & Ghannam, 2013).
El proceso de batido modifica la estructura coloidal del gel liberando suero y la ruptura de la
estructura en frio permite que las micelas de caseína reabsorban el suero evitando la sinéresis por
ello se recomienda una temperatura de 20 °C para el proceso del batido del yogur.
4.1.8. Almacenamiento
En el estudio realizado por Guénard-Lampron et al. (2020) encontraron que en la medida
que la post acidificación aumentaba –originando la disminución del pH de 4.5 a 4.3– también
aumentaron la viscosidad, la firmeza y el tiempo de flujo. Serra, Trujillo, Guamis, & Ferragut (2009)
reportaron de manera similar aumentos en las propiedades reológicas durante el almacenamiento y
relacionaron esto con la post acidificación (valor de pH no especificado). Durante el
almacenamiento, la resistencia al flujo y la sinéresis se mantuvieron relativamente estables y no
fueron muy sensibles al tiempo de almacenamiento en comparación con las otras propiedades.
A temperaturas de almacenamiento inferiores a 10 °C se hacen[as lentas las reacciones bioquímicas
y biológicas que son resultado de la actividad metabólica de los cultivos del yogur, al reducir la
temperatura de almacenamiento a 4 °C se reduce al mínimo las reacciones, permitiendo conservar
la calidad del producto después de su fabricación. Durante las primeras 24 a 48 horas de
almacenamiento en refrigeración se observa una mejora de las características físicas del coágulo
(Tamime et al.,1999). Razones, por lo que se considera una temperatura menor para el
almacenamiento del yogur.
4.2. Efecto de los aditivos utilizados en las propiedades reológicas del yogur
4.2.1. Pectina de bajo metoxi
Everett & McLeod (2005) concluyeron que la unión de los agregados de caseína hasta 1 g de
pectina puede fortalecer la red de caseína, reduciendo así la capacidad de retención de agua, pero
no afecta la viscosidad en gran medida si la fracción de volumen no cambia. El aumento de la
concentración de pectina dio como resultado una disminución en viscosidad aparente y módulos
dinámicos y un aumento en la capacidad de retención de agua. A niveles más altos de pectina, las
unidades de flujo están cada vez más cubiertas por este polisacárido y los agregados están
parcialmente estabilizados estéricamente, lo que conduce a reducir la viscosidad y aumentar la
capacidad de retención de agua, a medida que la red de caseína comienza a perder integridad
estructural y expulsa la fase sérica. A concentraciones altas de pectina, el yogur no puede dispersarse
Novasinergia 2021, 4(1), 151-163 160
por completo, ya que no se formarían agregados micelares y no se produciría la sinéresis,
proporcionando una red más líquida como con más de 2 g pectina.
4.2.2. Carragenina
Everett & McLeod (2005) encontraron un comportamiento similar para este polisacárido
hasta con 3 g L
-1
de estabilizador. La reducción de la viscosidad aparente por los módulos dinámicos
y el aumento de la capacidad de retención de agua hasta 3 g L
-1
de carragenina pueden ocurrir por
un mecanismo de estabilización estérica parcial con agregación residual. Los agregados pueden ser
unidos por el polisacárido en concentraciones bajas, aunque esto no es concluyente a partir de los
datos de capacidad de retención de agua, que no disminuyeron hasta 1 g L
-1
de carragenina. La
unión de las micelas de caseína con las de carragenina, es posible en concentraciones inferiores o
alrededor de 1 g L
-1
a 25 °C y la floculación por agotamiento puede tener lugar en alrededor de 2 g
L
-1
a 65 °C (Langendorff, Cuvelier, Launay, & Parker, 1997).
4.2.3. Goma de guar
Everett & McLeod (2005) indicaron que a medida que la concentración de goma-guar
aumenta a 1g L
-1
, la estructura del agregado micelar se vuelve más compacta debido a la floculación
por agotamiento. La fracción de volumen resultante redujo la viscosidad aparente, provocando que
el yogur sea más líquido. Una estructura agregada más compacta tendrá una menor densidad de
enlaces cruzados agregados y, por lo tanto, menor elasticidad (van Vliet, van Dijk, Zoon, & Walstra,
1991) y un mayor nivel de sinéresis. La goma-guar puede formar una fase continua viscosa a una
concentración de 5 g L
-1
que contiene agregados micelares compactos atrapados. Esto daría como
resultado una viscosidad más alta y una capacidad de retención de agua reducida, afectando la
viscosidad del yogur.
4.3. Mediciones Reológicas.
Wu et al. (2009) concluyó que el reómetro es una herramienta excelente y conveniente en el
estudio a profundidad de la estructura del gel en productos viscosos. El uso ya sea del viscosímetro
y/o reómetro dependerá del tipo de análisis y la complejidad que se desee llevar.
Con relación a la temperatura de las muestras, Barretto et al., (2006) mencionan que la temperatura
comprendida entre 1.6 y 18.4 °C influye en las propiedades reológicas, al aumentar la temperatura
de las muestras, disminuye el índice de consistencia y aumenta el índice de comportamiento del
flujo. Mientras que Guénard-Lampron et al., (2019) no observaron diferencias significativas en la
viscosidad entre las muestras de yogur tomadas al final del proceso a temperatura de 4 °C en rangos
de velocidades de 0 a 100 s
-1
.
Sin embargo, Basiri, Haidary, Shekarforoush, & Niakousari, (2018) observaron que el cambio de
viscosidad durante el tiempo de cizallamiento en diferentes tratamientos está influenciado por el
aumento de velocidad y el tiempo de rotación del rotor (spindle) en el viscosímetro, la viscosidad
aparente disminuye en todas las muestras durante el cizallamiento durante todos los días de
evaluación.
Algunos autores no tomaron en cuenta las características de la muestra y las velocidades del rotor
como factores que influencian la viscosidad de las muestras analizadas, solo se basaron en intervalos
de velocidades de 0 a 100 s
-1
, con temperaturas comprendidas desde los 4 °C hasta los 20 °C.
Novasinergia 2021, 4(1), 151-163 161
5. Conclusiones
La viscosidad es influenciada por las características físico-químicas de la leche y operaciones
unitarias presentes en el procesamiento de yogur. Los emulsionantes y estabilizantes influyen
directamente en la viscosidad del producto final contribuyendo al aumento de la sinéresis del yogur
durante el tiempo de almacenamiento.
Investigaciones futuras para confirmar estos hallazgos se deberían realizar ya que existen pocos
trabajos en la literatura acerca de los protocolos para determinar la viscosidad del yogur, en los
cuales no se detallan con exactitud, variables como la temperatura de la muestra y rangos de
velocidades de corte.
Contribuciones de los autores
En concordancia con la taxonomía establecida internacionalmente para la asignación de
créditos a autores de artículos científicos (https://casrai.org/credit/). Los autores declaran sus aportes
en la siguiente matriz de contribuciones:
Mendoza, R
.
Guerrero, S.
Herrera, B.
Conceptualización
Análisis formal
Investigación
Metodología
Recursos
Validación
Redacción - revisión y edición
Conflictos de Interés
Los autores declaran que han leído y están de acuerdo con la versión publicada del
manuscrito.
Referencias
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