Optimization of the rheological properties of probiotic yoghurts supplemented with milk proteins

Este estudo teve como objetivo otimizar as propriedades reológicas dos iogurtes probióticos suplementados com leite em pó desnatado (SMP), concentrado proteico de soro (WPC) e caseinato de sódio (Na-Cn), usando desenho experimental tipo simplex centroide, para modelagem de misturas. O estudo das interações entre os ingredientes (proteína concentrada de soro, caseinato de sódio e leite em pó) incluiu sete experimentos sendo três com os ingredientes puros, dois correspondentes a misturas binárias e um para a uma mistura ternária. Em paralelo aos sete experimentos delineados, foi realizado ensaio controle com leite não suplementado. Os leites foram fermentados a 42 °C até pH 4,5 empregando-se as culturas Streptococcus thermophilus, Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus e Bifidus lactis. A cinética de acidificação foi determinada bem como as análises físico-químicas, contagem de bactérias viáveis e características reológicas dos iogurtes. Modelos foram ajustados para os resultados (respostas cinética, contagem de bactérias viáveis e parâmetros reológicos) através de três métodos de regressão (linear, quadrático e cúbico especial) e aplicados às misturas. Os resultados deste estudo mostraram que a fortificação da base de leite com proteína concentrada de soro, caseinato de sódio e leite em pó desnatado, para o mesmo nível de teor de proteína, afetou o perfil de acidificação, a contagem de bactérias viáveis e reologia de iogurtes probióticos. Além disso, foi possível estimar o perfil de acidificação e a contagem de bactérias no leite suplementado com proteínas do leite em pó, concentrado proteico de soro e caseinato de sódio por metodologia de superfície de resposta, bem como calcular aproximadamente as propriedades viscoelásticas dos iogurtes probióticos. Pode-se ressaltar que a otimização das propriedades reológicas dos iogurtes probióticos suplementados com proteínas do leite depende da fonte de proteína utilizada. Por fim, a substituição parcial de 55% de leite em pó desnatado por concentrado proteico de soro e caseinato de sódio simultaneamente poderá reforçar as propriedades reológicas dos iogurtes probióticos, considerando a cinética de acidificação e a contagem de bactérias viáveis. Os resultados foram validados ao longo da vida de prateleira dos produtos, confirmando os valores estimados pelos modelos para a cinética de acidificação, a contagem de bactérias viáveis e as propriedades viscoelásticas, além da avaliação sensorial e da análise de microestrutura.This study aimed to optimize the rheological properties of probiotic yoghurts supplemented with skim milk powder, whey protein concentrate and sodium caseinate throughout an experimental design type centroid simplex for mixture modeling. It included seven trials: three with the pure ingredients, three corresponding to the binary mixtures and one to the ternary one. A control experiment was accomplished with non supplemented milk. Milk was fermented at 42°C until pH 4.5 by Streptococcus thermophilus, Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus, and Bifidus animalis subsp. lactis. The kinetics of acidification was followed as well as physicochemical analyses, enumeration of viable bacteria and rheological characterization of the yoghurts. Models were adjusted to the results (kinetic responses, counts of viable bacteria and rheological parameters) through three regression models (linear, quadratic and cubic special) applied to mixtures. The results showed that the addition of milk proteins affected acidification profile and counts, and enhanced rheological properties of probiotic yoghurt. The estimated results were validated during shelf-life and were confirmed by for the kinetics of acidification, bacterial counts of viable and viscoelastic properties in addition to sensory evaluation and analysis of microstructure