Documento 1046403

Coordinador:
Dr. Salvio Jiménez Pérez
Académico de Número.
Real Academia de Ciencias Veterinarias.
Autores:
Dr. Salvio Jiménez Pérez
Dr. Pablo Sarmiento Pérez
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a la Comisión
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ISBN: 978-84-694-0541-3
Leches líquidas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Pág. 5
Dr. Salvio Jiménez Pérez
Académico de Número. Real Academia de Ciencias Veterinarias.
Leches fermentadas. Yogur. Procesos de elaboración de yogur.
Aspectos microbiológicos y bioquímicos del yogur. . . . . . . . . . . Pág. 21
Dr. Salvio Jiménez Pérez
Académico de Número. Real Academia de Ciencias Veterinarias.
Queso, cuajada y requesón. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Pág. 33
Dr. Salvio Jiménez Pérez
Académico de Número. Real Academia de Ciencias Veterinarias.
Natas y mantequillas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Pág. 47
Dr. Pablo Sarmiento Pérez
Veterinario Militar. Especialista en Bromatología e Higiene de los alimentos.
Derivados lácteos. Leches infantiles. Bebidas energéticas.
Helados. Batidos. Lactosueros y caseinatos. . . . . . . . . . . . . . . . . Pág. 73
Dr. Salvio Jiménez Pérez
Académico de Número. Real Academia de Ciencias Veterinarias.
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Leches líquidas
Dr. Salvio Jiménez Pérez
Académico de Número. Real Academia de Ciencias Veterinarias.
Leche, definición
Es el producto íntegro, no alterado ni adulterado y sin calostro, procedente del
ordeño higiénico, regular, completo e ininterrumpido de las hembras domésticas, mamíferas, sanas y bien alimentadas, según el Código Alimentario
Español (2003), después de las 48 horas de la emisión de calostros.
La hembra doméstica de abasto es la vaca y si su procedencia es distinta se debe
indicar, de oveja, de cabra, de búfala, burra, yegua o camella, etc. La raza por
excelencia es la Frisona u Holstein, su periodo de lactación es de 305 días al año.
Estas vacas holandesas llegaron a América en 1621 y su producción actual puede
alcanzar los 8.000 litros/año; en España puede alcanzar 6.000 litros/año en producciones muy especializadas y bien gestionadas.
Estructura de la leche
Son tres fases diferentes unidas e interrelacionadas:
1. Una emulsión de grasa en agua (OW).
2. Una disolución coloidal de proteínas en agua.
3. Una disolución verdadera de lactosa en agua.
Componente graso
Emulsión de glóbulos grasos esféricos con un diámetro de 2 a 10 micras
según la raza. Los glóbulos grasos están rodeados por una película protectora; membrana patógena muy frágil, formada por proteínas, fosfolípidos y triglicéridos de alto punto de fusión (el 70% son ácidos grasos saturados). En la
Leches líquidas
Tabla 1. Composición de leche de vaca.
Membrana glóbulo/glóbulo graso
Agua (88%)
Grasa (3%)
Lactosa (5%)
Sust. Nitr. (3%)
Sales (1%)
Glicéridos:
Triglicéridos.. . . . . 38 mg
Diglicéridos. . . . . 0,1 mg
Monoglicéridos. . . 10 mg
Ácidos grasos. . . . . 25 mg
Esteroles. . . . . . . . 100 mg
Carotenoides. . . . . 0,4 mg
Vit. (A, D, E, K). . . . . . 2 mg
Agua. . . . . . . . . . . . 60 mg
Otros. . . . . . . . . . . . 30 mg
Agua. . . . . . . . . . . . 86 mg
Proteína. . . . . . . . . 350 mg
Lípidos:
Fosfolípidos. . . . 210 mg
Cerebrósidos. . . . . 5 mg
Gangliósidos. . . . . . 5 mg
Glicéridos neutros.. . . . +
Esteroles. . . . . . . . 15 mg
Enzimas:
Fosfatasa alcalina. . . . . +
Xantinoxidasa. . . . . . . . +
Cu. . . . . . . . . . . . . . . . 4 μg
Fe. . . . . . . . . . . . . . 100 μg
Micela caseína
Datos aproximados/kg
Energía = 273/100 ml
Densidad = 1,032 g/l
Proteínas:
Caseína. ..................20 g
Proteosa-peptona..0,4 g
Sales:
Calcio.................800 mg
Fosfato...............950 mg
Mg, K, Na, Zn. ...150 mg
Enzimas principales:
Lipoproteinlipasa.........+
Plasmina. .....................+
Agua. ...............................+
Suero
Agua. . . . . . . . . . . . . . . . .870 g
Carbohidratos:
Lactosa. . . . . . . . . . . . .46 g
Otros. . . . . . . . . . . . . .0,1 g
Minerales:
Calcio. . . . . . . . . . .370 mg
Magnesio. . . . . . . . .75 mg
Potasio. . . . . . . . .1340 mg
Sodio. . . . . . . . . . . .460 mg
Cloro. . . . . . . . . . .1060 mg
Fosfato. . . . . . . . .1080 mg
Sulfato. . . . . . . . . . .100 mg
Bicarbonato. . . . . . .100 mg
Elementos traza:
Zinc. . . . . . . . . . . . . .400 μg
Hierro. . . . . . . . . . . .100 μg
Cobre. . . . . . . . . . . . .20 μg
Ácidos orgánicos:
Citrato. . . . . . . . . . . . .1,6 g
Formiato. . . . . . . . . .40 mg
Acetato. . . . . . . . . . .30 mg
Lactato. . . . . . . . . . .30 mg
Oxalato. . . . . . . . . . .20 mg
Otros. . . . . . . . . . . . .20 mg
Gases:
Oxígeno. . . . . . . . . . .6 mg
Nitrógeno. . . . . . . . .15 mg
Lípidos:
Glicéridos neutros. . . . . . .+
Ác. grasos. . . . . . . . .15 mg
Fosfolípidos. . . . . . .110 mg
Cerebrósidos. . . . . . .10 mg
Esteroles. . . . . . . . . .15 mg
Vitaminas:
Grupo B. . . . . . . . . .200 mg
Ác. ascórbico. . . . . .20 mg
Proteínas:
Caseína. . . . . . . . . . . . . . .+
β-lactoglobulina. . . . .3,2 g
α-lactalbúmina. . . . . .1,2 g
BSA. . . . . . . . . . . . . . .0,4 g
Ig. . . . . . . . . . . . . . .750 mg
Proteosa-peptona. .250 mg
Otras. . . . . . . . . . . .400 mg
Comp. nitrogenados. no Prot.
Urea. . . . . . . . . . . . .300 mg
Péptidos. . . . . . . . .200 mg
Aminoácidos. . . . . .300 mg
Ésteres fosfóricos. . . . . .300 mg
Enzimas princip.:
Lactoperoxidasa. . . . . . . .+
Fosfatasa ácida. . . . . . . . .+
Alcohol. . . . . . . . . . . . . . . .3 mg
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Leches líquidas
membrana del glóbulo graso está el 60% de la lecitina de la leche. La disposición de las proteínas hacia la fase acuosa es la hidrófila y la hidrófoba hacia
el interior de los glicéridos, entre ambas hay una fase intermedia de proteínas
y fosfolípidos. Esta membrana es atacable por los microorganismos que alteran sus propiedades y hacen que la grasa suba a la superficie (este fenómeno
también se produce por cambios de temperatura), obteniéndose la capa de
la nata, que era la primitiva manera de desnatar la leche para fabricar la mantequilla cuando no existían las centrífugas.
Lípidos saponificables
Constituyen el 90% de de la materia grasa. Son de dos tipos:
• Lípidos simples o ternarios.
• Lípidos complejos.
Lípidos simples
Pueden ser glicéridos, cuando el alcohol es la glicerina, o estéridos, cuando
el alcohol es el esterol.
Composición en ácidos grasos
Los ácidos grasos son muy complejos; se han identificado más de 400 diferentes (saturados, insaturados, normales y ramificados), aunque sólo sean 20 los
mayoritarios, la mayor parte triglicéridos y el resto como ácidos grasos libres.
El 30% de los glicéridos son trisaturados y en el 70% restante está presente el
ácido linoleico. También hay otros ácidos grasos de número impar de átomos
de carbono, como el ácido margárico, el behénico y el lignocérico en menor
proporción.
Ácidos grasos saturados: los ácidos grasos volátiles son los responsables del
olor de la leche, los más abundantes son el palmítico y el esteárico. Los ácidos
grasos saturados son más estables a las reaciones químicas que los insaturados.
La mayor parte de los microorganismos poseen mecanismos enzimáticos que
producen la degradación de los ácidos grasos por beta-oxidación. Los mohos
producen cetonas por oxidación, se produce desaturación por mohos y bacterias, con pérdidas de átomos de hidrogeno y aparición de dobles enlaces.
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Leches líquidas
Ácidos grasos insaturados: el ácido oleico es el 70% de los ácidos grasos
insaturados. Estos ácidos varían en la leche con la alimentación. La hierba y el
forraje son ricos en ácido linoleico, que se hidrogena y se satura en el rumen
y produce ácido oleico. La grasa de la leche es más pobre en ácidos grasos
insaturados (35%), que la grasa vegetal (60%). El ácido linoleico varía poco a
lo largo del año (1,2 a 4% de los ácidos grasos totales). En la leche humana, el
ácido linoleico es más del doble (8 a 9%). Para aumentar el ácido linoleico en
vacas, se les da en la alimentación alimentos ricos en linoleico, se considera
adecuado un 6%, más provocaría gran inestabilidad en la leche.
Lípidos complejos
Son del 0,5 al 1% de los lípidos totales, principalmente lípidos fosforados y
nitrogenados, y son las lecitinas, cefalinas y fosfoesfingomielinas. Las lecitinas
son aproximadamente el 35% de los lípidos complejos, se denominan también fosfatidilcolina, tienen una parte hidrófila y una parte lipófila; esto se
denomina anfifilia. Las lecitinas estabilizan los triglicéridos en la fase acuosa y
su presencia explica la formación de espuma en la leche por agitación.
Cefalinas o fosfatidil-etanol-aminas son aproximadamente el 40% de los lípidos
complejos.
Los esfingolípidos son aproximadamente el 25% de los lípidos complejos. Las
cefalinas y los esfingolípidos tienen una mayor proporción de ácidos grasos
poliinsaturados que los hace más sensibles a las reacciones de oxidación.
La fracción grasa insaponificable es el 1% de la materia grasa total; son una
serie de constituyentes que no reaccionan con la sosa o la potasa para dar
lugar a la formación de jabones. Son componentes muy numerosos y variados:
carotenoides, tocoferoles y esteroles.
Las vitaminas liposolubles (las vitaminas A, D, E y K) también son la fracción
insaponificable.
• Carotenoide: son hidrocarburos liposolubles, colorantes amarillos y rojos,
en la leche se encuentran los isómeros alfa y beta. El isómero beta se
encuentra sólo en la leche humana y de vaca. Sus principales derivados
son la vitamina A, y en menor medida la xantofila; el escualeno es el intermediario en la biogénesis del colesterol y el licopeno.
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Leches líquidas
El carotenoide más abundante es el beta-caroteno a partir del cual por
hidrólisis se origina la vitamina A.
Los carotenos son resistentes al calor pero muy sensibles a la oxidación,
estó está muy relacionado con el componente que da el color amarillo a la
leche y a la mantequilla.
• Tocoferoles: son de estructura química compleja, recuerdan a los carotenoides, son antioxidantes naturales y son sensibles a la luz, concretamente a los rayos ultravioleta. Su cantidad varía de 0,50 a 1,25 mg por
litro de leche; en la leche humana hasta 35 mg por litro. El más importante es el alfa-tocoferol o vitamina E, es el antioxidante natural de la
grasa de la leche.
• Esteroles: son alcoholes policíclicos complejos, se encuentran en dos formas: 1) esteroles esterificados por ácidos grasos (estéridos), en cantidades
insignificantes. 2) esteroles libres: son del 0,3 al 0,4% de la grasa de la
leche; el más importante es el colesterol (0,3% de la grasa de la leche),
forma la membrana del glóbulo graso, que mantiene la estabilidad de la
grasa de la leche. También están el ergosterol y el 7-dehidrocolesterol que,
sometidos a luz ultravioleta, son precursores de la vitamina D (la vitamina
D3 tiene propiedades antirraquíticas).
Sustancias nitrogenadas de la leche
Se encuentran en una proporción del 3,4 al 3,6%; el 95% de las mismas son
caseínas y seroproteínas y el 5% son sustancias nitrogenadas no proteicas.
Caseínas
Constituyen el 78% de la proteína total, son proteínas fosforadas que constituyen la parte más característica de la leche. Se sintetizan en la glándula
mamaria.
Sus características son: se encuentran en suspensión coloidal estabilizadas
mediante cargas eléctricas, precipitan a pH 4,6 a 20 ºC, son insolubles en
medio ácido, son estables a los tratamientos térmicos, se inestabilizan a pH
bajos y presencia de cationes divalentes (anhídrido carbónico), y son pobres
en aminoácidos azufrados.
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Leches líquidas
Tabla 2. Prótidos: Sustancias nitrogenadas de la leche.
1.º Caseínas:
Micelar:
Soluble:
2.º Seroproteínas (17%):
Alfa/s (55%), beta (25%), kappa (15%), gamma (5%).
Alfa, beta, gamma.
Alfa (lacto) albúminas,
Beta (lacto) globulinas.
Proteosapeptona.
Otras proteínas: Lactoferrina,
Lactonina,
Proteína del glóbulo graso.
3.º Proteínas activas (enzimas).
Representación esquemática de las inmunoglobulinas G1, secretoria A1 y M.
Los puentes disulfuro están representados en oscuro.
Las proporciones son variables.
Cadena H
J
J
Cadena L
SC
IgG1
SIgA1
IgM
Walstra P, Jenness R. Dairy Chemistry and Physics (New York: Wiley, 1984).
Hay dos tipos de caseínas:
• Caseína micelar.
• Caseína soluble.
Caseína micelar: son complejos proteicos con un alto grado de organización
estructural, estabilizados por puentes hidrófobos de nitrógeno y de calcio.
La composición de la micela de caseína, alfa-S-caseína es el 55% es sensible
al calcio y forma sales insolubles de calcio. La beta-caseína, es el 25% su solubilidad es inversamente proporcional a la presencia de calcio y también a la
temperatura. La kappa-caseína es el 15%, es soluble en presencia de calcio,
impide que la alfa-S-caseína y la beta-caseína precipiten en su presencia. Se
encuentra asociada a los hidratos de carbono: galactosa, galactosamina y
ácido siálico (ácido N-acetilneuramínico). El cuajo, fermento lab, o la miosina,
rompen la kappa-caseína en dos complejos:
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Leches líquidas
– Glucomacropéptido (soluble).
– Kappa-paracaseína, que precipita en presencia de calcio, esto provoca
la coagulación de la alfa-caseína y la beta-caseína.
Gamma-caseína: es el 5% de las caseínas, son restos de beta-caseínas degradadas por proteinasas de la leche.
Caseína soluble: está constituida por monómeros o pequeños polímeros
solubles de caseínas. En la leche existe un equilibrio entre caseína micelar y
caseína soluble, el fenómeno de precipitación viene determinado por una
serie de factores que hacen que el equilibrio se desplace de un lado a otro.
Los monómeros presentes en la molécula de caseína (alfa, beta, kappa, etc.)
varían según raza, época del año, alimentación, estado de lactación y tamaño
de las micelas. La estructura de las micelas es porosa, no muy compacta y
poco resistente a agresiones exteriores; se encuentra en dos capas, una hidrófila hacia el exterior y otra hidrófoba en el interior y por ello es fácilmente atacada por el cuajo.
Tabla 3. Factores del equilibrio entre la caseína soluble y la caseína
micelar.
Monómero
– H, – Ca.
– H, – Ca.
+ Citrato.
+ Citrato.
+ Fosfato.
+ Fosfato.
Reducción de Ta.
de caseína
soluble
Complejo
Reducción de Ta.
de
+ H, + Ca.
caseína
Micela
Caseinato
cálcico
+ H, + Ca.
+
+ Citrato.
+ Citrato.
Fosfato cálcico
+ Fosfato.
+ Fosfato.
Aumento de Ta.
Aumento de Ta.
Seroproteínas
Constituyen el 17% de la proteína total son las albúminas y globulinas fundamentalmente, parte de ellas no se sintetizan en la glándula mamaria como es
el caso de las gammaglobulinas que proceden de la sangre. Se encuentran
disueltas en la leche y se insolubilizan a temperaturas por debajo del punto
de ebullición de la leche, son termolábiles.
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Leches líquidas
Las seroproteínas: son compactas, globulares, de peso molecular variable y
solubles a intervalos de pH, menos sensibles al ácido que las caseínas, contienen aminoácidos azufrados, que a temperaturas de pasteurización liberan
grupos sulfhidrilo (SH), se comportan como antioxidantes, que son en parte
responsables del sabor y el olor de la leche.
• Beta-globulina: es el 50% de las seroproteínas. Es un dímero y la fuente
más importante de grupos SH libres.
• Alfa-lactoalbúmina: está relacionada con el sistema enzimático que sintetiza la lactosa y posee un alto contenido en triptófano.
Tabla 4. Propiedades de algunas de las proteínas de la leche.
Propiedad
Masa molar.
Caseína αs1 Caseína αs2 Caseína β
(B)
(A)
(A) (2)
23.614
25.230
199
207
209
Fosfoserina (res./mol.).
8
11
Cisteína (res./mol.).
0
Puentes -S-S-/mol.
Hexosas (res./mol.).
Caseína κ β-Lactoglobulina α-Lactalbúmina Albúmina
(A)
(B)
(B)
sérica
18.283
14.176
66.267
169
162
123
582
5
1
0
0
0
2
0
2
5
8
35
0
1
0
–
2
4
17
0
0
0
~2,3 (2)
0 (3)
0 (4)
0
Hidrofobicidad (5) (kJ/res.).
4,9
4,7
5,6
5,1
5,1
4,7
4,3
Hélices α (% aproximado).
5-10
?
10
?
11
30
46
Residuos cargados (% mol).
34
36
23
21
30
28
34
– 0,10
– 0,07
– 0,06
– 0,02 (2)
– 0,04
– 0,02
– 0,02
Desigual
Desigual
Muy
desigual
Muy
desigual
Igual
Igual
4,1?
?
~5
4,1?
5,2
~4,3
4,7
Fuerte
++
Fuerte
++
f(T) (6)
+
Fuerte
-
Dímero
-
No
(7)
No
–
Residuos de aminoácidos/
molécula.
Carga neta/residuo.
Distribución
de la carga.
pH isoeléctrico.
Tendencia a la asociación.
Ca2+ ligado.
23.983 (1) 19.023 (1)
(1) Excluyendo los residuos carbohidratados.
(2) Valor medio.
(3) 8 en alguna variante poco frecuente.
(4) Una pequeña parte de las moléculas contiene residuos de carbohidratos.
(5) Escala de Tanford-Bigelow.
(6) Poca a menos de 5 ºC. Fuerte (formación de micelas) a 37 ºC.
(7) Une 1 mol de Ca2+ por mol; mucho calcio ligado.
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Leches líquidas
• Seroalbúmina: es igual a la sanguínea, las beta-lactoalbúminas o inmunoglobulinas (IgM, IgA 1, IgG 1 e IgG 2). Son glucoproteínas que tienen aminoácidos azufrados, tienen actividad inmunológica, son promotores de la
asociación de glóbulos grasos y poseen actividad antibacteriana en la
leche ordeñada (lacteninas).
• Proteosa-peptona: constituye el 4,1% de la seroprorteína total; es un
grupo heterogéneo de fosfo-gluco-proteínas estables al calor.
• Otras proteínas son: lactoferrina, lactotransferrina, lactolina, proteínas de
la membrana del glóbulo graso, etc.
Proteínas activas de la leche; enzimas
En la leche se encuentran numerosas enzimas propias y otras producidas por
microorganismos propios de la leche, aunque en cantidades pequeñas son
muy importantes, son sensibles al pH y a la temperatura.
Tabla 5. Principales enzimas de la leche.
Enzima
Distribución
Temperatura/
Tiempo que inactiva
Interés
tecnológico
Hidrolíticas.
Lipasa.
Leche desnatada.
63 ºC/8 min.
72 ºC/10 s.
Como factor de
rancidez.
Fosfatasa
alcalina.
Membrana del
glóbulo graso.
62 ºC/20 min.
72 ºC/15 s.
Control de
pasteurización.
Proteasa.
Caseína.
70 ºC/15 min.
80 ºC/1 min.
Factor de cuajado.
75 ºC/3 min.
80 ºC/10 s.
Control del grado de
calentamiento.
Lactoperoxidasa. Lactosuero.
75 ºC/19 min.
82 ºC/20 s.
Control del grado de
calentamiento.
Catalasa.
70 ºC/30 min.
Indicador de infección
junto con el RCT (1).
Oxidorreductores.
Xantinooxidasa.
Membrana del
globúlo graso.
Caseína y membrana
del góbulo graso.
(1) RCT = recuento de células somáticas.
Fuente: García Jiménez JM (1995).
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Leches líquidas
Propiedades:
• Lipasas y oxidasas influyen en el sabor y olor de la leche.
• Su termolabilidad hace que sirvan de patrón de su tratamiento térmico.
• Algunas enzimas de los leucocitos o bacterias sirven de indicador de calidad microbiológica.
• Sirven de patrón enzimático de identificación de especies lecheras.
• Ciertas enzimas, como peroxidasas y lisozima, tienen propiedades antibacterianas y actúan como conservadores de la leche.
Tabla 6. Contenido medio en aminoácidos de las proteínas de la leche.
Aminoácidos
% sobre
Seroproteínas (2) proteína
total
Caseínas (1)
αs-caseína β-caseína κ-caseína γ-caseína
β-lacto- α-lactoglobulina globulina
Ácido aspártico. 7,59
Treonina.
3,0
4,9
5,1
7,3
6,64
4,0
4,4
11,39
5,01
18,65
5,50
7,4
4,7
Serina.
5,8
6,8
6,09
5,5
3,58
4,76
6,0
20,9
7,8
23,2
16
17,35
8,78
22,9
17,0
19,12
5,22
12,85
1,98
23,9
11,3
Ác. glutámico
Prolina.
Glicina.
2,37
2,4
1,31
1,5
1,24
3,21
2,0
Alanina.
3,18
1,7
5,41
2,3
6,7
2,14
3,5
Cistina.
0
0
2,8
0
3,4
6,4
1,8
Valina.
5,36
10,2
5,1
10,5
6,11
4,66
7,0
Metionina.
2,44
3,4
1,0
4,1
3,16
0,95
2,5
Isoleucina.
5,16
5,5
6,14
4,4
6,76
6,80
6,5
Leucina.
8,65
11,6
6,08
12,0
15,08
11,52
10,0
Tirosina.
7,11
3,2
7,40
3,7
3,87
5,37
5,2
Finelalanina.
5,06
5,8
4,07
5,8
3,53
4,47
4,9
Triptófano.
2,13
0,83
1,05
1,2
2,62
6,0
1,4
Lisina.
8,56
6,5
5,76
6,2
11,93
11,47
7,9
Histidina.
2,7
3,1
1,67
3,7
1,63
2,85
2,7
Arginina.
3,74
3,4
4,0
1,9
2,78
1,15
3,7
(1) Porcentaje sobre el total de caseínas.
(2) Porcentaje sobre el total de seroproteínas.
14
Leches líquidas
Carbohidratos de la leche
Por su composición química son:
• Neutros: lactosa y polióxidos a base de lactosa y fructosa.
• Nitrogenados: glucosalina y galactosamina-N-acetiladas.
• Ácidos siálicos: unidos a los dos anteriores.
Los calostros de los rumiantes y humanos son más ricos en azúcares que la
leche normal (desde el parto hasta las 48 horas), además la leche humana
tiene más azúcar que los rumiantes (aproximadamente el doble).
Tabla 7. Carbohidratos de la leche.
1.º Neutros: lactosa y polióxidos.
2.º Nitrogenados: glucosamina y glucosamina N acetilada.
3.º Ácidos siálicos: (ligados).
Lactosa = Galactosa + Glucosa.
Lactosa
Compuesta de una molécula de glucosa y una de galactosa, es el componente mayoritario del extracto seco magro (ESM), 50 g por litro. Puede llegar al
5% del ESM. Es un azúcar reductor que pertenece al grupo de los diholósiGráfico 1. Estructura química de la lactosa y de la lactulosa.
LACTOSA
(Galactosa)
(Glucosa)
LACTULOSA
forma piranósica
(Galactosa)
(Fructosa)
forma furanósica
15
Leches líquidas
dos, y es uno de los componentes más estables de la leche, pero su contenido está en función de las sales. Cuantas más sales menos lactosa y viceversa.
Es un glúcido estable al ataque enzimático pero muy sensible al ataque microbiano, que produce ácido láctico. Se encuentra disuelta en agua en solución
pura en sus formas alfa y beta, anhidra e hidratada.
La forma de beta-lactosa es la que mejor se digiere pero, desde el punto de
vista comercial, la más común es la alfa-lactosa hidratada. Es diez veces
menos soluble que la glucosa y cristaliza fácilmente a temperatura ambiente.
La forma más soluble es la beta-lactosa y es menos edulcorante que el azúcar
normal.
Poder edulcorante de diferentes azúcares.
Sacarosa.
Lactosa.
Glucosa.
Fructosa.
Sacarina.
100
16
75
170
45.000
En la leche, el sabor dulce está enmascarado por la caseína. El suero de la leche
es más dulce que la leche y la cuajada menos, aun a igual cantidad de lactosa.
Lactosa y sueros. Ácido láctico
La lactosa es también el componente mayoritario de los sueros lácteos, con
un 70-75%. Hace que sea, por tanto, uno de los excipientes más importantes
en las especialidades farmacéuticas.
El ácido láctico en la leche recién ordeñada es sólo el 0,03%. El ácido láctico
es inodoro, incoloro y no es volátil.
Vitaminas en la leche
• Vitaminas solubles o hidrosolubles: son sustancias orgánicas y, a pesar de
encontrarse en cantidades pequeñas, son fundamentales en el crecimiento, mantenimiento y funcionamiento del cuerpo humano.
• Vitaminas liposolubles: A, D, E y K. Se encuentran en la fracción no saponificable de la grasa de la leche.
16
Leches líquidas
• Vitamina A: es muy variable, depende de cada época del año y de la alimentación.
• Vitamina D: se encuentran 20 UI/l y deriva del 7-dehidrocolesterol.
• Vitamina E, o alfa-tocoferol: a pesar de estar en mínimas cantidades, actúa
como antioxidante y conservador de la leche.
• Vitamina K: se encuentra entre 0,2 a 1,2 mg/l, depende su variación de la
dieta y de la flora del rumen.
En la leche desnatada se pierden las vitaminas liposolubles. La leche enriquecida, por el contrario, tiene más vitaminas que la leche normal. La leche con contenido graso vegetal pierde vitaminas de la leche, pero gana en vitamina D.
Minerales en la leche
Es un componente minoritario en la leche, con unas cantidades desde 3 a 8 g/l,
pero muy importantes por su función tecnológica en la industria y nutritiva en
alimentación. Se encuentran en formas solubles (los cloruros y el cloruro sódico)
y como fase coloidal (los fosfatos) en unas cantidades del 33% con relación al
total. El resto de los minerales están asociados a proteínas y en formaciones
órgano-fosforadas, como lecitina, nucleótidos, o como constituyentes de las
vitaminas, como es el caso de la riboflavina.
El sodio y el potasio están en forma iónica. El calcio es constante. El sodio
eleva su cantidad al final de la lactación y el potasio disminuye hacia el final
de la lactación.
Las razas lecheras tienen un contenido proteico elevado y sus cantidades en
calcio y magnesio son elevadas. El calcio y el fósforo forman un complejo de
fosfocaseinato de calcio con un equilibrio entre el calcio iónico (soluble) y el
calcio complejo, más el calcio precipitado, que tiene formas insolubles. El
calentamiento y el cuajo rompen este equilibrio.
Oligoelementos
• Yodo: se encuentra en cantidades desde 0,01 a 0,3 mg/l.
• Selenio: desde 0,1 hasta 2 ppm, pero es muy importante como coadyuvante vitamínico.
17
Leches líquidas
• Cinc: entre 3 y 6 ppm.
• Hierro: en 0,2 ppm.
• Magnesio y el plomo: en 0,05 ppm.
• Cadmio: desde 0,02 hasta 0,03 ppm.
• Mercurio: desde 0,001 hasta 1 ppm.
• Elementos biológicos.
La leche contiene siempre células y microorganismos. Las células son epiteliales de descamación, linfocitos u otros, como mononucleares lipofófagos,
células granulosas, etc.
El número de células en leche normal es desde 10.000 a 200.000/ml, como
recuento de células somáticas. Un contenido de un 20% de neutrófilos indica
mastitis. Todas las células tienen actividad enzimática. Los leucocitos fagocitan los glóbulos de grasa y las bacterias, y sobreviven al tratamiento UHT y
HTST un 33%.
Valor nutritivo
La leche es el alimento completo por excelencia, es imprescindible en los primeros días de la vida y en la última etapa se mantiene como alimento principal.
• Valor plástico: tiene proteínas de un alto valor biológico, aunque es escaso en aminoácidos azufrados; combinado con cereales (deficitarios en lisina) aporta proteínas de alta calidad.
• Valor energético: depende de la cantidad de lactosa y de materia grasa
que contenga. La lactosa promueve la proliferación de bacterias intestinales y favorece la síntesis bacteriana de biotina, vitamina B2, ácido fólico,
vitamina B6, y la fermentación láctica favorece la absorción de calcio en el
intestino. La grasa de la leche es una fuente de energía, ya que contiene
ácidos grasos saturados, ácidos grasos insaturados, así como el linoleico y
las vitaminas liposolubles A, D, E y K.
• Valor regulador: es la principal fuente de calcio imprescindible en las primeras etapas de la vida, crecimiento y desarrollo, también es importante
18
Leches líquidas
en el embarazo y la vejez por el poder de la vitamina D, que es reguladora del calcio; además tiene vitamina A, riboflavina y ácido fólico.
Clases de leche
Las distintas clases de leche según el CAE, Código alimentario español, son:
• Leche higienizada: es la leche natural sometida a un proceso tecnológico
autorizado que asegure la total destrucción de los gérmenes patógenos y
la casi totalidad de la flora banal, sin modificación sensible de su naturaleza físico-química, características biológicas y cualidades nutritivas.
• Lache certificada: Es la procedente de instalaciones ganaderas, en las que
los procesos de producción, obtención, envasado y distribución están
sometidos a un riguroso control sanitario oficial que garantice la inocuidad
y el valor nutritivo del producto.
• Leches especiales: son las procedentes de la leche natural que, mediante
ciertas operaciones, cambian o modifican su composición característica.
• Leche concentrada: son las leches higienizadas, enteras, que han sido privadas de parte de su agua de constitución hasta reducirlas a un cuarto o
un quinto de su volumen primitivo máximo.
– Leche desnatada: son las higienizadas o conservadas, privadas parcial o
totalmente de su contenido graso natural, con una modificación relativa de sus demás componentes normales.
– Leches fermentadas o acidificadas: son las modificadas por la acción
microbiana o fermentos lácticos, que son específicos para cada uno de
estos tipos de leche.
– Leches enriquecidas: son las modificadas mediante la adición de principios inmediatos, minerales o vitaminas, que reúnan las condiciones
establecidas para alimentos enriquecidos.
– Leches adicionadas de aromas y/o estimulantes: son las modificadas
mediante la adición de sustancias aromáticas y/o estimulantes autorizados.
• Leches conservadas: son las procedentes de la leche natural, manipulada
industrialmente para asegurar la duración de su aprovechamiento alimenticio por más de 30 días.
19
Leches líquidas
– Leche esterilizada: es la leche natural sometida a un proceso tecnológico tal que asegure la destrucción de los gérmenes y la inactivación de
sus formas de resistencia.
– Leche evaporada: con esta denominación se conoce la leche esterilizada, privada de una parte de su agua de constitución, hasta adquirir las
características antes mencionadas.
– Leche condensada: es la leche higienizada concentrada con azúcar, privada de parte de su agua de constitución y cuya conservación se consigue mediante la adición de sacarosa.
– Leche en polvo: es el producto seco o pulverulento que se obtiene
mediante la deshidratación de la leche natural, o de la total o parcialmente higienizada, en estado líquido antes o durante el proceso de
fabricación.
Bibliografía
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Walstra P y col. Ciencia de la leche y tecnología de los productos lácteos. Ed. Acribia.
2001.
20
21
Leches fermentadas. Yogur.
Procesos de elaboración del yogur.
Aspectos microbiológicos y bioquímicos
del yogur
Dr. Salvio Jiménez Pérez
Académico de Número. Real Academia de Ciencias Veterinarias.
El yogur es la más popular de las leches fermentadas. Se fabrica con composiciones dietéticas variadas (contenido en grasa y extracto seco) y puede ser
natural o con sustancias añadidas, como frutas, azúcar, agentes gelificantes,
emulgentes, espesantes, etc. También se fabrican bebidas y helados de
yogur. La elaboración se explicará como fundamento o patrón del resto de
leches fermentadas que tienen un proceso tecnológico similar con algunas
variantes.
Estas leches resultan del desarrollo de determinados microorganismos que
modifican los componentes normales de la leche.
La lactosa se transforma en ácido láctico o también en alcohol etílico. Las proteínas sufren peptonización que las hace más digestibles. En ocasiones se cargan de anhídrido carbónico (CO2) y se hacen espumosas.
La leche fermentada es conocida desde hace 4.000 años. Procede de los
Balcanes y de Oriente Medio. Se empezó a comercializar en 1920, gracias a
los trabajos de Metchnikoff de 1910. Su acción se realiza sobre las bacterias
intestinales, evitando la putrefacción y conduciendo la digestión a una acidificación.
En EE.UU. y Canadá se empezó a comercializar en 1940. Al principio se vendía sólo en farmacias. A partir de 1960 se introduce el yogur edulcorado de
gran aceptación infantil y, en general, para toda la población.
Leches fermentadas. Yogur. Procesos de elaboración del yogur...
Hoy en día se tiende a:
• Productos más agradables, menos ácidos.
• Aumentar las cualidades dietético-terapéuticas.
• Prolongar su vida comercial.
Las leches fermentadas como el yogur y el kéfír, además de sabores nuevos
tienen cualidades refrescantes.
El yogur, también conocido como leche cuajada búlgara, puede prepararse
con leche de cabra, oveja y burra, pero en Europa sólo es de vaca.
Es el resultado de dos bacterias lácticas:
• Lactobacillus delbrueckii spp. bulgaricus.
• Streptococcus salivarius spp. thermophillus.
Conocidos corrientemente como Lactobacillus bulgaricus y Streptococcus
thermophillus.
El Lactobacillus es un microorganismo láctico homofermentativo, que se
desarrolla a 45-50 ºC, acidificando fuertemente el medio; puede formar
hasta un 2,7% de ácido láctico en leche.
El Streptococcus se multiplica entre 37 y 40 ºC, pero también lo puede hacer
a 50 ºC. Es una especie homofermentativa, termorresistente, que sobrevive a
65 ºC durante 30 minutos. Es menos acidificante que la anterior. Puede ser
destruida por fagos termorresistentes.
Ambos microorganismos son microaerófilos y soportan bien los medios ácidos (pH 4,0-4,5). En el yogur conviven en simbiosis. Cuando se cultivan juntos
producen más ácido que independientemente.
Los lactobacilos favorecen el crecimiento de los estreptococos.
El lactobacilo es proteolítico, obtiene ciertos aminoácidos de la caseína que activan el crecimiento de los estreptococos. El aminoácido valina es uno de ellos.
Al principio, el pH de la leche es favorable a los estreptococos y entonces
éstos predominan y ponen en marcha la fermentación láctica. Después, la
acción caseolítica de los lactobacilos mantiene el crecimiento de los estreptococos, que progresivamente son reemplazados por los lactobacilos.
22
Leches fermentadas. Yogur. Procesos de elaboración del yogur...
La leche coagula cuando la acidez es 65-70 ºD (aproximadamente 0,67% de
ácido láctico y un valor de pH 4,0-4,2).
El aroma característico del yogur fue atribuido al principio casi exclusivamente al desarrollo del estreptococo, pero recientemente se insistió también en
la importancia del lactobacilo.
El acetaldehído sería uno de los principales responsables del aroma. Sin
embargo, el diacetilo y la acetoína podrían sustituir al acetaldehído cuando es
escaso y se quiere mantener su finura.
Gráfico 1. Rutas para la formación de acetaldehído.
Glucosa
Glucosa-6-fosfato
Fructosa-1, 6-difosfato
Piruvato
6-Fosfogluconato
(Alanina
(Lisina
(Serina
Xilosa-5-fosfato
Acetato
Acetil CoA
ACETALDEHÍDO
Treonina
Proceso de fabricación del yogur
Fabricación en continuo
La industria francesa fue la que empezó el proceso de fabricación en continuo, ya aplicado en otros procesos en la industria láctea.
El elemento esencial de la instalación es una cuba de siembra en la que el cultivo se encuentra siempre en la fase logarítmica de crecimiento. Esta cuba es
alimentada por leche tratada por el procedimiento UHT, generalmente.
23
Leches fermentadas. Yogur. Procesos de elaboración del yogur...
El vaciado de la cuba también es continuo gracias a una “rellenadora”
automática. Se consigue así la regularidad en la siembra gracias al volumen
de entrada de leche en la cuba. La válvula de regulación de entrada está
conectada con un pH-metro que mide constantemente la acidez del
medio.
Gráfico 2. Ejemplos de procesos de elaboración del yogur firme y el
yogur batido. El yogur firme o compacto suele fabricarse a
partir de leche concentrada (Q ≈ 1,4).
Leche
estandarizada
Homogeneización
55 ºC 20 MPa
Pasteurización alta
5 min. 85 ºC
Refrigeración
a 30-32 ºC
Refrigeración
a 45 ºC
Inoculación
2,5%
Estárter
Inoculación
0,025%
Estárter
Envasado
Incubación
16-20 h
Incubación
2,5 h
Agitación
Refrigeración
a 6 ºC
Envasado
Refrigeración
a 6 ºC
Yogur firme
Refrigeración
a 6 ºC
Envasado
Yogur batido
Las ventajas son la homogeneidad de las partidas, la economía del material y
la simplificación del trabajo.
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Leches fermentadas. Yogur. Procesos de elaboración del yogur...
Aspectos microbiológicos
La asociación durante el crecimiento de los dos microorganismos presentes
en los cultivos de yogur se conoce como simbiosis y ha sido indicada por
varios autores. Estos hechos llevaron a señalar que la interacción de los dos
microorganismos se debía a la producción de valina por el Lactobacillus.
La variación química de la leche a lo largo del año hace que ésta pueda ser
deficitaria en algunos aminoácidos y se sugiere la necesidad durante la primavera, por parte del S. thermophilus, de los siguientes aminoácidos: leucina,
lisina, cisteína, ácido aspártico, histidina y valina, mientras que durante el
otoño los aminoácidos requeridos son: glicina, isoleucina, tirosina, ácido glutámico y metionina, además de los anteriores.
Bautista y col. investigaron la teoría de la simbiosis sosteniendo que el L. bulgaricus estimula el crecimiento del S. thermophilus por liberación de glicina e
histidina al medio de cultivo. Atribuyendo más importancia a la histidina que
a la valina.
Accolas y Auclair han señalado que la estimulación de S.thermophilus por un
filtrado de cultivo de L. bulgaricus se debe a la presencia de valina, leucina,
isoleucina e histidina en el mismo.
Barcquart y col. llegaron a la conclusión de que el agotamiento de valina, histidina, ácido glutámico, triptófano, leucina e isoleucina en el medio reduce la
estimulación del S. thermophilus en un 50%.
Higashio y col. han obtenido resultados similares incluyendo también la
metionina como aminoácido estimulante. Sin embargo, el aminoácido estimulante con mucho es la valina.
Galesloot y col. investigaron la relación simbiótica inversa entre S. thermophilus y L. bulgaricus en condiciones de anaerobiosis. El primero produce un factor de crecimiento que estimula el segundo, que puede ser sustituido o al
menos ser reemplazado por ácido fórmico. También un tratamiento térmico
intenso de la leche, como esterilización o UHT, producía un compuesto que
sustituía al ácido fórmico.
Con el tratamiento aplicado para la fabricación del yogur, es decir, 85-90 ºC, el
L. bulgaricus necesita el factor estimulante producido por el S. thermophilus.
25
Leches fermentadas. Yogur. Procesos de elaboración del yogur...
El S. thermophilus, además de producir ácido fórmico en cantidades de 10-30
ppm, para estimular a los lactobacilos, también produce ácido pirúvico y CO2.
Gráfico 3. Resumen de los fenómenos de estimulación e inhibición
que se producen durante el crecimiento de las bacterias del
yogur en la leche:
, formación de ácido láctico;
,
formación de factores de crecimiento;
,
estimulación;
, inhibición.
Ácido
láctico
Péptidos pequeños
+ aminoácidos
Ácido fórmico
“< 4 mg O2 / kg”
CO2
Lactobacillus delbrueckii
ssp. bulgaricus
Streptococcus thermophilus
Leche
Driessen FM, International Dairy Federation, 1984; 179:107-15.
La temperatura de crecimiento de los microorganismos también es un factor
estimulante de producir acidez.
La temperatura de 40-45 ºC es la máxima tasa de producción de ácido. Se
recomienda una relación de 1:1 entre S. thermophilus y L. bulgaricus y un
inóculo de un 2%.
Aspectos bioquímicos
El proceso tiene muchas reacciones bioquímicas, pero se pueden simplificar
en la formación de ácido láctico.
Lactosa + Agua = Ácido Láctico
C12 H22 O11 + H2O = 4 C3 H6 O3
26
Leches fermentadas. Yogur. Procesos de elaboración del yogur...
La importancia del ácido láctico es que contribuye a la desestabilización de
las micelas de caseína mediante el paso del fosfato y el calcio de un estado
coloidal (en las micelas) a una forma soluble que se difunde en la fracción
acuosa de la leche, lo que determina una progresiva “deplección” o “agotamiento” del calcio de las micelas que conduce a la precipitación de las
caseínas a valores de pH de 4,6 a 4,7, dando lugar a la formación de un gel
que constituye el yogur. Una vez alcanzado se forma el lactato cálcico soluble
y la reacción de desestabilización puede resumirse en:
Fosfocaseinato cálcico + Ácido láctico = Caseína
+
Acetato cálcico
+
Fosfato cálcico
El ácido láctico es el responsable del sabor ácido del yogur.
Las bacterias lácticas poseen la enzima láctico-deshidrogenasa (LDH), que
cataliza la síntesis de lactato a partir del ácido pirúvico. Lactato, es decir, ácido
láctico, es una palabra procedente del latín para designar un ácido proveniente de la leche.
El ácido láctico tiene dos isómeros:
COOOH
HO
C
H
CH3
Ac. láctico L (+)
COOH
H
C
OH
CH3
Ac. láctico D (–)
El S. thermophilus produce ácido láctico L (+) y el L. bulgaricus produce ácido
láctico D (–).
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Leches fermentadas. Yogur. Procesos de elaboración del yogur...
Las bacterias lácticas poseen la enzima LDH (láctico-deshidrogenasa), que se
localiza en el citoplasma de la célula bacteriana y su actividad depende de los
microorganismos de la flora del yogur, del NAD (nicotín adenín-dinucleótido)/NADH y de su forma reducida. La primera coenzima se regenera a partir
del NADH durante la conversión del ácido pirúvico en ácido láctico. Sin
embargo, algunas cepas del S. thermophilus contienen una forma del LDH
(enzima láctico-deshidrogenasa), que es activada por la fructosa 1,6 difosfato
(FDP), siendo tales enzimas dependientes de la FDP a valores de pH fisiológicos. La reacción es prácticamente irreversible y la enzima reacciona débilmente con el ácido láctico y el NAD.
Durante la elaboración del yogur, el crecimiento del S. thermophilus es más
rápido que el L. bulgaricus, por lo que se produce en primer lugar ácido L (+)
láctico y a continuación el ácido D (–) láctico, siendo el porcentaje entre estos
isómeros indicativo de los siguientes hechos:
a) Si el yogur tiene más de un 70% de ácido L (+) láctico, indica que ha sido
inoculado un cultivo estárter con S. thermophilus principalmente, o que la
temperatura de fabricación es inferior a 40 ºC, o que ha sido refrigerado a
una acidez baja.
b) Si el yogur tiene más ácido D (–) láctico, indica:
• Que el estárter tiene más L. bulgaricus.
• Que ha sido cultivado a más de 45 ºC.
• Que ha sido refrigerado cuando la acidez es alta.
• Que ha sufrido una conservación prolongada.
• Que el estárter inoculado fue más del 3%.
El yogur contiene normalmente un 45-60% de ácido L (+) láctico y un 40-55% de
ácido D (–) láctico, pudiendo emplearse la proporción L (+)/D (–) y proponiendo como de buena calidad un cociente 2.
Compuestos responsables del aroma del yogur
Pueden agruparse en cuatro categorías:
• Ácidos no volátiles: láctico, pirúvico, oxálico o succínico.
28
Leches fermentadas. Yogur. Procesos de elaboración del yogur...
• Ácidos volátiles: fórmico, acético, propiónico o butírico.
• Compuestos con grupo carbonilo: acetaldehído, acetona, acetoína o diacetilo.
• Grupo heterogéneo de sustancias, aminoácidos u otros compuestos de
degradación de proteínas, grasa y lactosa.
Se ha llegado a la conclusión de que el aroma era básicamente el ácido láctico y otros compuestos carbonilo. Pero al observar que la presencia de “acetaldehído” era como 10 veces superior al resto, se pensó en éste como responsable significativo.
Otros responsables del aroma de yogur
a) Ácidos grasos volátiles: acético, propiónico, butírico, isovaleriánico,
caproico, caprílico y cáprico.
b) Aminoácidos: serina, ácido glutámico, prolina, valina, leucina, isoleucina y
tirosina.
c) Productos de la degradación por calor de constituyentes de la leche
(80-90 ºC de 15 a 30 minutos).
• Procedentes de la grasa:
– Ceto-ácidos: acetona, butanona, hexanona.
– Hidroxiácidos: v-valerolactona, delta-aprolactona, delta-caprilactona.
– Varios: 2-heptanona, 2-nonanona, 2-undecanona, pentano.
• Procedentes de la lactosa:
– Urfural, furfuril-alcohol, 5-metilfurfural, 2-pentilfurano.
• Procedentes de la grasa y/o lactosa:
– Alcohol bencílico, benzaldehído, metil-benzoato.
• Procedentes de las proteínas:
– Metionina, valina, fenilalanina.
d) Producidos por el L. bulgaricus-n-pentaldehído, 2-heptanona.
29
Leches fermentadas. Yogur. Procesos de elaboración del yogur...
Clasificación de las leches fermentadas
Según Walstra, se pueden clasificar las leches fermentadas por distintos criterios.
Por el tipo de fermentación
• Fermentación láctica pura.
– Cultivos iniciadores mesófilos: Lactococcus lactis spp. Cremoris Hosp.
lactis, Leuconostoc cremoris/lactis y/o Lactococcus lactis spp. Lactis biovar, diacetylactis. Productos de este tipo son: la leche acidificada, la
mazada fermentada y productos relacionados, la nata acidificada, el
ymer, el langfil y el viili.
El langfil (leche larga y filamentosa) es el típico producto fermentado viscoso y filamentoso. Se fabrica en el norte de Europa con un Leuconostoc
lactis var. cremoris, productoras de polisacáridos, que imparten al producto una gran viscosidad. La incubación a una temperatura relativamente baja (38 ºC), favorece la síntesis de polisacáridos.
El viili es un producto finlandés, se fabrica con leche pasteurizada sin
homogeneizar. Se siembra con un cultivo de productos de polisacáridos
parecido al langfil y se incuba a 18 ºC durante 18-20 horas, además se
añade el hongo Geotrichum candidum. Se separa por gravedad una
capa de nata sobre la que el moho crea un tapiz aterciopelado, hidrolizando parte de la grasa. Este efecto contribuye a que las bacterias lácticas aumenten la lipólisis. El producto se envasa heméticamente lo que
hace que el hongo consuma todo el oxígeno, y el anhídrido carbónico
formado crea una especie de vacío en el recipiente.
– Cultivos iniciadores termófilos: la flora protocooperativa de Streptococcus
thermophilus y Lactobacillus delbrueckkii ssp. Bulgaricus, que se utiliza en
la fabricación del yogur.
El cultivo puro de Lactobacillus acidophillus, que se utiliza en la fabricación de leche acidófila, o bien la compuesta por este microorganismo
y/o Bifidobacterium bifidum, que se emplea en productos tipo yogur.
Leche acidófila: se debe su existencia a sus supuestas propiedades terapéuticas. El lactobacilo no forma parte de la flora láctica y crece muy lentamente
30
Leches fermentadas. Yogur. Procesos de elaboración del yogur...
en la leche, por esta razón hay que evitar las contaminaciones durante la
fabricación de la leche acidófila. La leche esterilizada se inocula con un elevado porcentaje de estárter, se incuba a 38º C durante 18-24 horas, se refrigera a 4 ºC y se comercializa rápidamente. La razón es que el L. acidophillus,
es bastante ácido-tolerante y el contenido en ácido láctico de la leche puede
elevarse un 1-2% si no se conserva a temperatura suficientemente baja; la
leche adquiere un sabor muy fuerte y se reduce muy rápidamente el número
de microorganismos viables.
Los productos lácteos tipo yogur pueden contener L. acidophillus y/o B. bifidum y L. delbrueckii ssp. bulgaricus. Alternativamente, S. thermophilus puede
combinarse con L. acidophillus, con B. bifidum, o con ambos tipos. Los productos que se obtienen se han denominado Bioghurt, Bifidoghurt y Biogarde,
respectivamente.
• Leches fermentadas en las que se combina una fermentación láctica con
la producción de alcohol, por ejemplo, el kéfir y el kumiss.
Por el contenido graso
En este grupo tenemos: la leche acidificada, la mazada fermentada y similares, y la nata ácida.
La leche acidificada se obtiene por producción de ácido en leche entera o
desnatada sembrada con estárter e incubada a 20 ºC. Su contenido graso
varía ampliamente y también el porcentaje de ácido láctico (0,5-1,5).
La mazada fermentada se obtiene en el batido de la nata fermentada para la
fabricación de mantequilla. Los productos similares (mazada acidificada o leche
desnatada acidificada) se obtienen por acidificación a 20 ºC con un estárter aromatizante. Algunas veces, se exige que la leche tenga un contenido graso mínimo, por ejemplo, del 0,4%. La razón es que cuando el contenido graso es menor
da un flavor demasiado ácido. La leche se precalienta (20 segundos a 80-85 ºC)
para aumentar la viscosidad de la mazada fermentada. Una vez alcanzada la acidez necesaria para conseguir la viscosidad y el flavor, la leche se agita hasta que
se obtiene una textura uniforme, se desgasifica, se refrigera y se conserva a 4 ºC.
La mazada, batida o no, tiene un flavor mucho más característico que la leche
desnatada fermentada, probablemente porque contiene mayor cantidad de
componentes de la membrana de los glóbulos grasos, en especial fosfolípi-
31
Leches fermentadas. Yogur. Procesos de elaboración del yogur...
dos. Cuanto mayor es el contenido graso de la mazada mayor es el contenido en fosfolípidos. La diferencia en la composición hace que la leche desnatada fermentada sea mucho menos susceptible al desarrollo de flavores de
oxidación. El suero de mantequería batido, especialmente cuando procede
de nata con un alto porcentaje graso, desarrolla defectos de flavor y resulta
inaceptable. Para retrasar la oxidación suele añadirse vitamina C.
Actualmente la legislación española y europea añade la tecnología de pasteurización a estos productos y así existe la posibilidad de una conservación
a temperatura ambiente, hecho este que permite aún más la diversificación
de este tipo de derivados lácteos.
Bibliografía
Astiasarán Anchia I. Alimentos, composición y propiedades. McGraw-Hill. 2005.
Belitz HD, Grosch W. Química de los alimentos. Ed. Acribia. 1992.
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Walstra P y col. Ciencia de la leche y tecnología de los productos lácteos. Ed. Acribia.
2001.
32
33
Queso, cuajada y requesón
Dr. Salvio Jiménez Pérez
Académico de Número. Real Academia de Ciencias Veterinarias.
Tecnología de fabricación de cuajadas y quesos
Son productos fermentados obtenidos por la coagulación de la leche, de la
nata, de la leche desnatada o de su mezcla, y contiene como mínimo un 23%
de extracto seco.
Comprende tres fases:
• Formación del gel.
• Deshidratación parcial, sinéresis o desuerado de la cuajada.
• Maduración enzimática de la cuajada.
La coagulación y el desuerado constituyen operaciones destinadas a separar
los elementos de la leche que sufrirán la acción de las enzimas. Esto nos
empieza a dar una idea de lo variadas que pueden ser las tecnologías de
fabricación y las clases de cuajadas y quesos.
Coagulación o cuajado de la leche
Físicamente es la floculación de las micelas de caseína que forman un gel
compacto que aprisiona el líquido de dispersión, el suero. Para obtenerlo se
recurre a la acidificación láctica y al cuajo; ninguno actúa aislado, en realidad
el cuajo y el ácido láctico actúan simultáneamente. Siempre predomina uno
sobre otro; en una coagulación enzimática predomina la acción del cuajo y en
una coagulación ácida predomina la acción del ácido sobre el cuajo.
Coagulación ácida o láctica
Es la coagulación espontánea de la leche: las bacterias lácticas degradan la
lactosa para formar el ácido láctico, baja el valor del pH alterando las micelas
Queso, cuajada y requesón
de caseína y se modifica su dispersabilidad. La acidificación va acompañada de una desmineralización de las micelas. Cuando el valor del pH llega a
5,2 a una temperatura de 20 ºC, las micelas se han desestabilizado, se aglomeran y se produce un gel láctico, pero la desmineralización no es total,
para producirse tiene que llegar el pH a 4,6, que es el punto isoeléctrico de
la caseína. Precipita la caseína en forma de flóculos de caseína ácida y todo
el calcio micelar está disuelto en el suero. Dos factores regulan el gel ácido:
la temperatura y la forma de acidificación. A la temperatura de 5 ºC y valor
de pH de 4,6, la leche espesa ligeramente. A la temperatura de 20 ºC se
desestabilizan las micelas. Estos factores se emplean industrialmente en la
fabricación.
La leche refrigerada se puede coagular añadiendo ácido, bien orgánico o
inorgánico. Este fenómeno se descompone en dos fases:
• La desmineralización de las micelas y la neutralización de sus cargas eléctricas.
• La floculación, por disminución de su grado de hidratación.
Forma de acidificación
A la leche, a temperatura ambiente (20-22 ºC), se le añade ácido para que descienda el valor del pH, a 4,5; precipita la caseína, pero no se forma un gel homogéneo, para que se forme hay que producir ácido biológicamente mediante la
fermentación láctica, entonces el gel formado es homogéneo y liso.
Características del coágulo
Es firme, friable, poroso y poco contráctil, su deshidratación es difícil por la
capacidad de la caseína de retener agua. La friabilidad se opone al trabajado
mecánico de la cuajada.
Factores de la coagulación
El proceso biológico es lento y se debe acelerar industrialmente. La fermentación láctica se debe favorecer con la temperatura, con la calidad microbiológica (ufc/ml), por medio de una pasteurización previa (las bacterias lácticas
tienen una capacidad de acidificación grande) y con la ausencia de antibióticos y de antisépticos.
34
Queso, cuajada y requesón
Coagulación enzimática
Tiene lugar con la adición de cuajo a la leche, produce una proteólisis limitada de la kappa-caseína, que pierde su capacidad estabilizante con respecto a
la alfa y la beta-caseínas en presencia del coágulo. Las micelas de caseína se
agregan en flóculos y luego en fibras, que producen una red tridimensional
que engloba la lactosa y los glóbulos grasos, como una esponja.
La estructura la produce el fosfato cálcico coloidal. La caseína forma un complejo de fosfocaseínato de calcio en forma mineralizada. Los puentes de calcio y fosfato cálcico coloidal subsisten e incluso se ven reforzados por sus
componentes nativos; de este proceso depende la tecnología quesera.
Factores que intervienen:
Dosis de cuajo
Debe ser de 2.000 a 15.000 veces el volumen de la leche de la cantidad de
cuajo añadido, con una fuerza de 1/10.000.
Temperatura
Una temperatura máxima de 40 a 42 ºC; con una temperatura de 10 ºC menos,
no coagula. Con una temperatura de 10 a 20 ºC, la coagulación es muy lenta
y la leche se deteriora.
A 50 ºC, la coagulación disminuye y a 65 ºC, la leche ya no coagula.
En la primera fase de la coagulación se forma el complejo caseíno-macropéptido; no influye la temperatura. En la siguiente fase o coagulación sí influye la
temperatura: entre 50-65 ºC, se inactiva el cuajo.
Valor pH de la leche
A un pH alcalino, no actúa el cuajo; se inactiva cuando es inferior a 7, se acelera la coagulación. El pH óptimo es de 5,5, se reducen las cargas eléctricas,
lo que explica la sensibilidad al pH de esta fase de la coagulación.
A pH de 6,7, es más larga la fase de la coagulación; a pH 6,3, la coagulación se
acelera y termina antes de que la fase enzimática haya concluido. El coágulo formado a pH ácido es un coágulo mixto: mitad enzimático, mitad ácido.
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Queso, cuajada y requesón
Contenido en la leche de iones calcio
La presencia de iones calcio es necesaria para la existencia de las micelas de
caseína, que son muy sensibles al calcio cuando han sido sometidas a la acción
de éste y pueden influir en la velocidad de coagulación. En la coagulación debe
evitarse la falta de calcio. Leches pobres en calcio reaccionan lentamente a la
coagulación.
• Leches lentas al cociente Ca/N = 0,17-0,18.
• Leches normales el cociente Ca/N = 0,23-0,24.
Cuando la leche tiene un reactivo que secuestra el Ca, no coagula, por la
misma razón que calentada a 65 ºC: cuando la leche se calienta a 65-70 ºC, se
inactiva el cuajo y no coagula. Cuando se quiere acelerar la coagulación se
añade calcio en forma de cloruro cálcico o de fosfato cálcico. Así como cuando se quiere insolubilizar la leche se añade fosfato sódico.
Contenido de fosfato cálcico en leche
Tiene un papel esencial en la coagulación de la leche, sensibiliza la paracaseína a los iones calcio. Para una concentración dada de sales de calcio, el
tiempo de coagulación disminuye a medida que aumenta el fosfato cálcico
coloidal, también aumenta la firmeza del coágulo y, por tanto, el rendimiento leche/queso. Las variaciones de fosfato cálcico pueden explicar la diferencia de firmeza del coágulo obtenido por las industrias queseras en un
mismo proceso de fabricación.
Dimensión de las micelas de caseína
Se ha demostrado la correlación del tamaño de las micelas de caseína con la
diferencia de firmeza del coágulo y el tiempo de coagulación. Las micelas de
gran tamaño son más ricas en fosfato cálcico coloidal y kappa-caseína, y son
las más hidratadas.
Contenido en proteínas solubles de la leche
Las proteínas solubles son insensibles a la coagulación de la leche por el
cuajo, su presencia en cantidades elevadas va acompañada de la disminución
del contenido en caseína. Durante algún tiempo se pensó que la caseína y las
proteínas solubles formaban un complejo mixto insensible a la coagulación.
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Queso, cuajada y requesón
De las proteínas solubles, la beta-lactoglobulina, que es relativamente la más
importante, se encuentra asociada a las micelas de caseína a temperatura
ambiente. A altas temperaturas están separadas, también en algunas leches
ricas en proteína soluble tienen un valor de pH elevado. Suelen ser leches de
animales enfermos, que tienen un carácter alcalino.
Son muchos los factores que gobiernan una coagulación por cuajo, además
de los ya enumerados están:
La lipólisis
Los ácidos grasos liberados se pueden asociar a la superficie de las micelas
de caseína y modificar sus propiedades superficiales, además de contribuir a
la insolubilidad del calcio.
La alimentación la salud y la etapa de lactación
Estos tres factores pueden influir en la medida que modifican algunos componentes de la leche, así como los caracteres hereditarios ligados a la constitución de las caseínas y de sus micelas.
El conocimiento de las variantes genéticas que dependen de las alfa-S1-Acaseínas, que coagulan más lentamente que las alfa-S1-B-caseínas, además
de formar un gel menos firme. Es un hecho que depende del conjunto del sistema bioquímico que constituye la leche en sí.
Características del coágulo enzimático
Son bien conocidas del industrial quesero: el coágulo enzimático es flexible,
elástico, compacto, impermeable y contráctil. Esta última característica permite realizar un perfecto desuerado. Su carácter compacto tolera las acciones
mecánicas del trabajado de la cuajada y la salida del suero, la sinéresis. La firmeza permite su resistencia a la trasformación y la tensión es la resistencia al
corte, todo este conjunto de propiedades permite la evolución del coágulo.
Existe una relación directa entre estas características y el tiempo de coagulación y, por tanto, del rendimiento leche/queso.
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Queso, cuajada y requesón
Acidificación de la leche
Produce un aumento progresivo de la tensión del gel, hasta un valor de pH
de 4,6, que es el óptimo.
Aumento de la temperatura
A medida que se va subiendo la temperatura de la leche hasta 42 ºC aumenta la
firmeza del coágulo, que es la temperatura óptima de coagulación para acción
de la renina; a una temperatura superior, el gel formado es menos elástico.
Aumento de la concentración de fosfocaseínato de calcio
Se consigue mediante evaporación de leche, adición de leche en polvo, adición
de “finos” de quesería, etc.
Los “finos” de quesería son restos de proteínas de suero, no coaguladas, de
fabricaciones anteriores de queso.
Adición de cloruro cálcico
Se añade calcio de esta forma cuando se trabaja con leche que ha sido tratada en la industria, bien sea frío, calor, homogeneizado de la grasa, estandarización de la leche para algún tipo de fabricación, etc.
Aumento de la cantidad de cuajo
Puede dar mayor fuerza al coágulo, pero modifica las características estándar
del producto, y en un maduración prolongada aumenta la proteólisis con el
consabido cambio de sabor característico.
Disminución del contenido en grasa
Se produce un aumento de la firmeza y tensión de la cuajada y eventualmente aumento del rendimiento leche/queso.
Homogeneización de la grasa
Acelera la gelificación de la leche, pero disminuye la firmeza y la tensión del
coágulo.
Coagulación mixta
Es el resultado de la adición del cuajo acompañado de acidificación láctica.
Es la fabricación habitual de numerosos quesos.
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Queso, cuajada y requesón
Figura 1. Esquema en el que se representan los principales cambios
físicos y (bio) químicos que tienen lugar durante la
transformación de la leche en queso. Ejemplo simplificado;
la escala de tiempo no es lineal.
Escala
de
tiempo
(h)
Operaciones
de procesado
Cambios
químicos
Gelación
COAGULACIÓN
Hidrólisis
enzimática
Sinéresis
FORMACIÓN
DE LA
CUAJADA
Cambios
físicos
0
1
LACTOSUERO
Fusión
de la
cuajada
3
60
Difusión
hasta 104
Acidificación
microbiana
SEPARACIÓN
Cambios en la
composición
química
MOLDEADO
SALADO
CURADO
Maduración:
- enzimática
- microbiológica
- química
Cuajado de una leche ácida
El medio ácido favorece la ación del cuajo, disminuye la estabilidad de las
micelas y se acorta el tiempo de coagulación. Bajando el valor del pH, de 6,7
hasta 5,7, la velocidad de gelificación se multiplica por 6 o por 7.
El coágulo tiene caracteres mixtos, es decir, menos flexibilidad y contractibilidad
que un coágulo ácido y más friabilidad y firmeza que un coágulo enzimático.
Acidificación de un coágulo enzimático
Es cuando se mantiene a 25-30 ºC un gel enzimático sembrado de bacterias
lácticas. El coágulo es el substrato de una fermentación láctica y, por tanto, una
acidificación que provoca la solubilización progresiva de la armadura fosfocál-
39
Queso, cuajada y requesón
cica del gel, que pierde la firmeza originaria, se vuelve menos elástico y menos
contráctil, y se aproxima al coágulo láctico. Geles obtenidos con estas técnicas
son distintos: en el primero, la red tridimensional se ve perturbada desde el
comienzo de la acción del cuajo; en el segundo, la estructura reticular inicial
del gel persiste bastante tiempo, a pesar de la solubilidad de una parte del
esqueleto fosfocálcico. Estas diferencias se aprecian en el desuerado.
Desuerado del coágulo
El desuerado o sinéresis completa la coagulación y tiene por objeto obtener
un substrato que será sometido a la acción, según se obtenga el líquido, de
dispersión; el lactosuero se separa y la fase sólida constituye la cuajada. El
suero incumbe al 95% del agua de la leche inicial.
Mecanismo de sinéresis
El reposo del gel deja escapar espontáneamente el suero. Este fenómeno se
denomina sinéresis.
El mecanismo íntimo no se conoce, se piensa en un estrechamiento de la red,
o un estrechamiento por la creación de nuevos enlaces o por reforzamiento
de los existentes. Se trataría entonces de un fenómeno dinámico en el que se
podría intervenir. Se puede deber a dos fenómenos:
• Deshidratación de las micelas.
• Disminución de las mallas del gel.
El gel láctico deja escapar cantidades importantes de lactosuero por una disminución del grado de hidratación de las micelas. La contracción de micelas,
es decir, la sinéresis propiamente dicha es débil o nula.
Un gel enzimático poco después de su formación es casi impermeable, no hay
deshidratación rápida de las micelas, pero con el tiempo se contraen y expulsan el suero, tanto más rápido cuando se ha troceado la cuajada y se multiplican las vías de eliminación.
En un gel láctico, la estructura original se ve modificada por la eliminación de calcio y fosfato cálcico coloidal como consecuencia de la acidificación. Los minerales se encuentran en el suero en forma de lactato cálcico soluble; la desminera-
40
Queso, cuajada y requesón
lización de las micelas disminuye sus dimensiones y aumenta su dispersión incluso antes de la formación del gel, por tanto, el gel será de mallas extremadamente finas, en cuyo seno el contacto entre micelas y suero es muy extenso, por lo
que la cantidad de agua ligada, retenida por la fase sólida, es elevada y se opone
a la deshidratación por los procedimientos clásicos de desuerado.
Propiedades reológicas del coágulo láctico
Sus mallas están completamente desmineralizadas, por ser de naturaleza exclusivamente orgánica, fundamentalmente cadenas proteicas más o menos polimerizadas y estrechamente entrelazadas formando una red. Es un gel sin rigidez ni
Figura 2. Ejemplo de un proceso tradicional de elaboración de queso
Edam.
Leche
Nata
Estárter
0,3%
KNO3
0,015%
CaCl2
0,015%
Color
0,001%
Estandarización,
por ejemplo,
2,5% grasa
Pasteurización
20 s. 72 ºC
Mezclado
Pasteurización
2 min. 98 ºC
Lactosuero
separado
Nata
de suero
Queso no
madurado
Separación
Secado
Reposo
35 min. 30 ºC
Salmuera
3,5 días
Corte
15 min.
Reposo
12 horas
Cuajo
0,025%
Escurrido 1/3
del volumen
Agua
caliente
20%
Lactosuero
Escaldado
33 ºC
Agitación
40 min.
Prensado
5 h. 1 bar.
Moldeado
Escurrido
Cuajada
41
Queso, cuajada y requesón
compacidad, cuando se trabaja se desmorona rápidamente y se disuelve en
pequeñas partículas, quedando en forma de un suero turbio, difícilmente recuperable sin pérdidas de contenido, o sea, una cuajada muy húmeda; por el contrario, en un gel enzimático la situación es diferente: la estructura de la leche se
conserva, los nudos de la red están constituidos de partículas de fosfoparacaseinato de calcio, más voluminosas que las micelas de caseína, en forma de polímeros o complejos que constituyen el gel láctico, como consecuencia las mallas
del gel enzimático son mayores y una fracción importante del suero está retenido mecánicamente y puede escapar cuando es cortado. La elevada carga mineral de la red de micelas le da un carácter rígido y compacto al gel enzimático. El
carácter hidrófobo de la kappa-paracaseína puede explicar el establecimiento
de enlaces hidrofóbicos muy sólidos entre las micelas de paracaseinato cálcico;
estos enlaces confirman la rigidez del gel, al reforzarse con el tiempo, y pueden
ser el origen de la sinéresis.
La sinéresis depende de numerosos factores: la estructura del gel, las propiedades reológicas, las condiciones del desuerado, que dependen según sea
un gel láctico, enzimático o mixto. Otros factores son las acciones mecánicas
sobre la cuajada, la temperatura, la acidificación, etc.
El lavado del grano de la cuajada, según sea con agua o con salmuera, la disminución del contenido de lactosa, que depende de la cantidad de líquido de lavado, la temperatura, la velocidad de difusión y el contenido en cloruro sódico.
Prensado de la cuajada
Tiene como función terminar el desuerado y dar forma al queso. Se debe realizar durante 2 a 2 horas y media; actúa sobre el agua libre y no sobre el agua
ligada.
Desuerado de la cuajada
Según el tipo de coágulo: el gel enzimático, que se acidifica, desura mejor
y permanece su estructura; el gel láctico, al que se añade cuajo, se desmineraliza la caseína y pierde estructura. El coágulo mixto, según las fabricaciones, puede aproximar a uno o a otro, así se fabrican los quesos de pasta
blanda.
42
Queso, cuajada y requesón
Salado y desuerado
Es muy importante en la fabricación de queso la finalización del desuerado y
el proceso de salado del queso, que contribuyen a la deshidratación de la
pasta y al envejecimiento de la misma. Los intercambios de componentes
entre la masa del queso y el baño de salmuera dependen de la concentración
de sal en la salmuera y la temperatura de ésta.
Función y comportamiento de los componentes de la
leche
Lípidos. Su actitud en la coagulación es negativa: a mayor cantidad de grasa
peor coagulación y, por tanto, se necesita mayor cantidad de cuajo.
Proteínas. La cantidad de proteínas es positiva a la coagulación, el estado de
desnaturalización de las proteínas mayoritarias. La adición de caseinato
aumenta la fuerza de coagulación y, por tanto, el rendimiento leche/queso.
Minerales. El calcio, el fósforo y el magnesio tienen una acción positiva sobre
la coagulación.
Maduración de la cuajada y el queso
Se producen, en la maduración, la fermentación de la lactosa, la hidrólisis de
la grasa y la degradación de las proteínas.
Agentes de la maduración
Tiene lugar por las enzimas existentes en la cuajada: las procedentes del
cuajo, las procedentes del estárter, las existentes en la leche y también por las
externas de diversas procedencias.
Enzimas del cuajo: la enzima proteolítica (causante de la coagulación), fermento lab o renina, que actúan sobre las caseínas kappa, alfa y beta, que tienen la
máxima actividad a pH de 5-6 y con acción coadyuvante del cloruro cálcico.
Enzimas de la leche: proteasa natural de la leche, lipasas y fosfatasa ácida.
43
Queso, cuajada y requesón
Flora microbiana de la leche
Estreptococos, lactobacilos, enterococos, micrococos y estafilococos; otros
como los propionibacterium.
Levaduras: candida, sacaromices y torulopsis.
Hongos: geotrichum, penicillium, monilia, mucor y cladosporium.
Modos de actuación
La excreción al medio, mediante enzimas extracelulares, por liberación al
medio por autólisis.
Condiciones de maduración
Es necesaria la aireación para asegurar las necesidades de oxígeno, la humedad necesaria y una temperatura de 12-14 ºC para quesos azules una temperatura de 25 ºC y, para evitar el hinchamiento tardío de los quesos, una temperatura inicial de secado después de salmuera de 5 ºC.
Figura 3. Quesos.
Fabricación de queso
Suero
Separación de finos
Separación de grasa
Enfriamiento y/o
pasteurización
Almacenamiento
en tanques
44
Queso, cuajada y requesón
Contenido en sal
Un 2 a 2,5% de sal en queso, que se consigue en un baño de salmuera a un 4-5%
de cloruro sódico, a un valor de pH adecuado y una temperatura idónea, 10-12 ºC.
Es conveniente una pasteurización de la leche si el tiempo de maduración es
inferior a 2 meses.
Figura 4. Esquema detallado de un proceso de trabajo en una
quesería.
45
Queso, cuajada y requesón
Queso, cuajada y requesón. Definiciones
El queso es el producto fresco o maduro obtenido por separación del suero
(después de la coagulación de la leche natural, de la desnatada total o parcialmente), nata, suero de mantequilla o sus mezclas.
La cuajada es el producto fresco de cuajado de la leche con un mínimo o ningún tipo de desuerado. El quarg alemán es una variante de la cuajada.
El requesón es el producto obtenido de la coagulación por temperatura de
las proteínas del suero o de las caseínas no coaguladas en las fabricaciones
de algún tipo de queso.
Bibliografía
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Walstra P y col. Ciencia de la leche y tecnología de los productos lácteos. Ed. Acribia.
2001.
46
47
Natas y mantequillas
Dr. Pablo Sarmiento Pérez
Veterinario Militar. Especialista en Bromatología e Higiene de los alimentos.
Introducción
Las natas y mantequillas son productos lácteos obtenidos a partir de la grasa
de la leche.
Esta grasa es muy compleja y variable en su composición a lo largo del tiempo, lo que condiciona sus propiedades tecnológicas y nutricionales. Es el
componente de la leche más variable en calidad y cantidad, influyendo en sus
propiedades físico-químicas y, por tanto, en las tecnológicas.
La fracción grasa de la leche está emulsionada y forma pequeños glóbulos dispersos entre ella que contienen grasa en su interior y están rodeados de una capa
fosfolipídica que conforman su superficie esférica, de modo que los hace hidrófilos en su exterior e hidrófobos en su interior, lo que permite que no se unan
unos a otros y permanezcan formando una emulsión poco estable. El tamaño de
los glóbulos está comprendido generalmente entre 0,5-15 μ (1) de diámetro.
La grasa es muy sensible a los agentes físicos por su naturaleza química,
puede sufrir procesos de oxidación y lipólisis que la alteran.
Definiciones
Las natas y mantequillas son derivados lácteos, grasos, ricos en colesterol y
grasas saturadas obtenidas de la leche de vaca y de otras especies, como son
la oveja o la cabra, por ejemplo.
Nata
Es un producto graso derivado de la leche. No debemos confundirla con la
tela fina que se produce en su superficie al hervir y calentar. La verdadera
Natas y mantequillas
nata aparece cuando se deja la leche entera y no homogeneizada en reposo, como una película gruesa y untuosa flotando encima de ella, de color
blanco amarillento. Físico-químicamente es una emulsión de aceite en
agua (O/W) (oil/water), donde la fase continua es el agua y la fase dispersa
la grasa.
Algunos autores la han definido como una leche rica en grasa o como una
emulsión de grasa en leche desnatada, pobre en proteínas y lactosa.
Podemos leer en nuestra legislación (2):
“Se entiende por nata en general al producto lácteo rico en materia grasa
separado de las leches de las especies animales a que luego se alude, que
toma la forma de una emulsión del tipo grasa en agua.
La nata se elaborará con leche procedente de animales que no padezcan procesos infecciosos peligrosos para la salud pública y forzosamente habrá de
ser sometida a un tratamiento que asegure la destrucción de los gérmenes
patógenos.”
Nata en polvo
Según la legislación:
“Se entiende por nata en polvo el producto seco y polvoriento que se obtiene mediante la deshidratación de la nata pasteurizada al estado líquido, antes
o durante el proceso de fabricación.”
Nata montada (“Chantilly”)
Es la nata transformada en un coloide al introducir aire u otros gases que quedan secuestrados en ella, aumentando su volumen notablemente.
Mantequilla
Es un producto sólido, plástico, untuoso y muy graso derivado de la nata de
la leche, de color amarillento y con aroma y sabor característicos. Físico-químicamente es una emulsión de agua en aceite (W/O), donde la fase continua
es la grasa y la fase dispersa es el agua.
48
Natas y mantequillas
Historia
La mantequilla aparece en Asia, al agitar y batir la nata de la leche de oveja o
de cabra; los primeros indicios de su producción aparecen en Mesopotamia,
unos 9.000 años antes de Cristo.
En la India, alrededor del año 1.500 antes de Cristo, aparecen referencias a
la mantequilla en textos sagrados, como símbolo de pureza y ofrenda a los
dioses.
Para los clásicos, griegos y romanos, es un alimento bárbaro. En Grecia, los
griegos llaman a los tracios comedores de mantequilla. Plinio, en su historia
natural, la denomina como el alimento más refinado de los bárbaros. Es muy
apreciada por los celtas, los vikingos y los francos, en especial en Normandía
y Bretaña, y también en Holanda y Flandes.
En los países del sur de Europa se usa mucho más el aceite de oliva y la manteca de cerdo, salvo en las poblaciones judías y musulmanas donde el cerdo
está prohibido por motivos religiosos y culturales.
A partir del siglo XIX, cuando se inventó la margarina, hasta nuestros días, ésta
ha ido desplazando a la mantequilla, debido fundamentalmente a la falsa idea
que tienen los consumidores de atribuir mayores propiedades saludables a la
margarina en detrimento de la mantequilla, lo cual carece de sentido científico.
Tipos de nata y mantequilla
Tipos de nata por su composición grasa
La legislación describe distintos tipos de nata en función de su contenido
graso (según la legislación española) (3):
“Por su composición.
Según el contenido en materia grasa, expresado en porcentaje en masa de
materia grasa sobre masa del producto final, las natas se denominarán:
Doble nata: la que contenga un mínimo de materia grasa del 50%.
Nata: la que contenga un mínimo de materia grasa del 30% y menos del 50%.
49
Natas y mantequillas
Nata delgada o ligera: la que contenga un mínimo de materia grasa del 12%
y menos del 30%.
Cuando la nata contenga productos añadidos autorizados, la determinación
del porcentaje de materia grasa se efectuará sobre la parte láctea, descontando dichos añadidos.”
Contenido mínimo en materia grasa de leche, 12%.
Tipos de nata por el tratamiento térmico al que han sido
sometidos (según la legislación española) (4)
Nata pasteurizada
Se entiende por nata pasteurizada la sometida a un tratamiento térmico en
condiciones tales de temperatura y tiempo que aseguren la total destrucción
de los gérmenes patógenos y la casi totalidad de la flora banal, sin modificación sensible de su naturaleza físico-química y cualidades nutritivas.
El tratamiento térmico para la nata delgada o ligera se realizará a los mínimos de 75 °C durante 15 segundos y máximo de 80 °C, y para los demás
tipos, a los mínimos de 80 °C durante 15 segundos y máximo de 85 °C.
Es necesario conservarla en condiciones de refrigeración.
Nata esterilizada
Se entiende por nata esterilizada la sometida, en el mismo envase en que se
suministra al consumidor, a tratamiento térmico que asegure la destrucción
de los gérmenes y la inactividad de sus formas de resistencia.
• 108 °C 45 m.
• 114 °C 25 m.
• 118 °C 20 m.
Nata UHT
Se entiende por nata UHT la sometida, en circulación continua, a tratamiento
térmico que asegure la destrucción de los gérmenes y la inactivación de sus formas de resistencia, siendo posteriormente envasada en condiciones asépticas.
50
Natas y mantequillas
El tratamiento térmico se realizará a los mínimos de 132 °C durante 2
segundos.
No obstante, estas relaciones de temperatura y tiempo no excluyen otras que
demuestren ser igualmente eficaces para cumplir el apartado 8.1 de esta
norma ni otros procedimientos de esterilización previamente autorizados por
los Ministerios de Agricultura, Pesca y Alimentación y de Sanidad y Consumo.
(Según la legislación española) (5).
No es necesario conservar en condiciones de refrigeración la nata esterilizada y la nata UHT.
Tipos de nata por la temperatura de conservación
• Nata refrigerada.
• Nata congelada.
Tipos de mantequilla por sus ingredientes
• Salada: con sal, ClNa, no más del 5%.
• Dulce: sin sal añadida.
• Con otros ingredientes ajenos a la leche: hierbas aromáticas, especias.
• Ácida: se elabora a partir de nata fermentada (acidificación microbiana).
Por su contenido graso
• Ligera, Light: con menos grasa, 40-60% mg (aun así, no deja de ser un alimento con un alto contenido en grasa).
• Extra ligera: 20% mg.
Composición química y valor nutritivo (6)
Hablaremos de una composición media, dado que son muchos los factores,
directos como indirectos, que influyen en la misma: clima, época del año, alimentación del ganado, composición de la leche.
51
Natas y mantequillas
Tabla 1. Composición de la nata elaborada a partir de leches de
distinta composición grasa (7).
Grasa.
30%
35%
40%
Agua.
64%
60%
55%
Proteínas.
2,6%
2,4%
2,0%
Sólidos no grasos.
5,9%
5,4%
5,7%
La alimentación de las vacas influye en la composición de ácidos grasos de la
leche, que a su vez determinará la dureza y untuosidad de la mantequilla,
influyendo en sus propiedades tecnológicas y sensoriales (8).
Los contenidos en otros elementos también son variables: la vitamina A, está
en relación directa con el contenido en grasa de la leche, mientras que las
vitaminas hidrosolubles lo hacen en relación inversa y dependen del tratamiento térmico.
Los contenidos en vitamina A y carotenos pueden disminuir mucho si el producto está expuesto a la luz, para conservarlos deben usarse envases opacos.
Estos productos deben conservarse a corto plazo a temperaturas de refrigeración (≈ 4 ºC) si no han sido esterilizados, y a largo plazo, deben mantenerse a temperaturas de congelación; en ambos casos, al abrigo de la luz y del
aire. Así se lentificarán los procesos de oxidación y el enranciado de estos
alimentos.
Composición química de la nata
• Grasa: 48,2%.
• Agua: 36,8%.
• Extracto seco magro: 15%.
Composición química de la nata en polvo (9)
• Contenido mínimo de materia grasa de la leche (según el Codex
Alimentarius): 42% m/m; en España debe contener un mínimo de grasa
procedente de la leche del 50%.
52
Natas y mantequillas
• Contenido máximo de agua (el contenido de agua no incluye el agua de
cristalización de la lactosa): 5% m/m.
• Contenido mínimo de proteínas de la leche en el extracto seco magro de
la leche (el contenido de extracto seco magro incluye el agua de cristalización de la lactosa): 34% m/m.
Composición química de la nata ligera
• UHT.
• Energía: 144 kcal-594 kJ/100 g.
• Materia grasa: 12%.
• Proteína: 3%.
• Glúcidos: 5,8%.
Composición química de la mantequilla
• Aporte calórico: 744-770 kcal/100 g ≈ 750 kcal/100 g.
• Grasa láctea (la grasa no láctea no está permitida): 80-90%. La mayoría de
las comercializadas contienen entre un 82,5-85,5%.
– Triglicéridos: 81-82%.
– Saturados: la mayoría de las comercializadas contienen entre un 65-70%.
– Monoinsaturados: la mayoría de las comercializadas contienen entre un
27-30%.
– Poliinsaturados: la mayoría de las comercializadas contienen entre un
2,5-3,5%.
– Fosfolípidos: 0,2-1%.
– Colesterol: 220-240 mg/100 g (alto contenido).
• Vitaminas liposolubles y provitaminas: los contenidos en vitaminas liposolubles son importantes, en vitamina A sobre todo, menos en vitamina D y
menos aún en E, como regla aproximada podemos decir que están en
53
Natas y mantequillas
relación aproximada de 1/2 entre ellas a partir de la A; 100 g de mantequilla aportan aproximadamente un 50% de la cantidad diaria recomendada
(CDR) por la UE de vitamina A, de vitamina D, aproximadamente un 25%
de CDR, y de vitamina E, aproximadamente un 12% de CDR.
Dosis diaria recomendada:
– Caroteno: 3-9 ppm.
– Vitamina A: 9-30 ppm.
– Vitamina D: 0,002-0,040 ppm.
– Vitamina E: 8-40 ppm.
• Agua: 16% máximo autorizado (la mantequilla sin sal tiene más agua). La
mayoría de las comercializadas contienen entre un 13-15,5%.
– El agua está dispersa en pequeñas gotas normalmente menores de 30 μ
(10).
• Extracto seco magro: 1-2% (máximo autorizado 2%). La mayoría de las
comercializadas contienen entre un 1-1,9%.
– Proteínas: 0,70%.
– Glúcidos: 0,40%.
– Lactosa: 0,1-0,3%.
– Ácido láctico: 0,15%.
– Materias nitrogenadas: 0,2-0,8%.
– Caseína: 0,2-0,6%.
– Lactoalbúmina: 0,1-0,05%.
Trazas de:
– Proteínas de la membrana, péptidos, aminoácidos.
– Sales (Cl Na): 0,1-3%, hasta un 5% de sal está autorizado.
– Citratos: 0,02%.
– Vitamina C: 3 ppm.
– Vitamina B2: 0,8 ppm.
54
Natas y mantequillas
Composición de la mantequilla extra ligera
• Aporte calórico: 113 kcal (883 kJ).
• Grasa: 20%.
• Ácidos grasos saturados: 12,2 g.
• Ácidos grasos monoinsaturados: 6,5 g.
• Ácidos grasos poliinsaturados: 1,4 g.
• Proteínas: 0,3 g.
• Glúcidos: 8,1 g.
• Sodio: 0,20 g.
• Vitamina A: 434 μg (≈ 54% CDR), 800 μg CDR.
• Vitamina E: 1,6 mg (≈ 16% CDR), 10 mg CDR.
• Vitamina D: CDR ≈ 10mg.
Usos y valor nutritivo (11)
Mantequilla
Alimento sólido, plástico y untuoso, muy consumida y utilizada, sobre todo en
los países no mediterráneos, como grasa para cocinar, y en la elaboración de
postres y bollería por sus propiedades culinarias, sensoriales, tecnológicas y
nutritivas.
Está indicado su consumo en personas delgadas o aquellos que realizan grandes esfuerzos físicos y necesitan un gran aporte energético en poco volumen
de ración.
Está contraindicado su consumo en personas con factores de riesgo cardiovascular (hipertensos, obesos, dislipémicos, diabéticos).
Tiene un alto valor energético, es rica en colesterol y ácidos grasos, es un alimento aterogénico; sin embargo, dentro de éstos, lo es mucho menos que
55
Natas y mantequillas
otros, como el aceite de palma o el de coco, que contienen gran cantidad de
ácidos grasos con mayor poder aterogénico, como el láurico, mirístico y palmítico. Los aceites de palma y coco se usan mucho actualmente en la fabricación y elaboración de la bollería industrial por sus interesantes propiedades
tecnológicas y su bajo precio.
Los ácidos grasos y el diacetilo le confieren a la mantequilla su sabor típico;
los ácidos láurico y mirístico le proporcionan untuosidad y extensibilidad, y el
ácido butírico, típico y exclusivo de la leche de los rumiantes, puede conferirle un sabor y aroma picante cuando se separa del glicerol por acción de las
lipasas, produciéndose la rancidez de la mantequilla.
Podemos concluir, por tanto, que desde el punto de vista nutricional no debemos abusar de su consumo, pero tampoco debemos demonizarla, consumiéndola con moderación, salvo aquellas personas en que esté contraindicado su consumo.
Nata
Se usa en postres y formando parte de todo tipo de salsas. La nata montada
con N2 O como gas baja antes que la montada con aire, debe añadirse en el
momento y consumirse a continuación. Es un alimento calórico y graso, pero
con menos grasa que la mantequilla y tiene mucha más agua. Sobre todo son
ácidos grasos saturados, desaconsejados en enfermos con factores de riesgo
cardiovascular. Posee la tercera parte de proteína y la mitad de lactosa que la
leche de la que procede. Aporta vitamina A, y también D, aunque en menos
cantidad. Es fuente de calcio, pero no contiene tanto como la leche entera.
Elaboración
Las fases de normalización y desnatado son las más importantes en la tecnología del procesado de todas las clases de natas.
Nata
Fases del proceso de obtención de la nata (12, 13):
• Recepción e higienización de la leche.
• Precalentamiento.
56
Natas y mantequillas
• Normalización.
• Homogeneización.
• Neutralización.
• Desnatado.
• Higienización por calor.
• Maduración.
• Envasado.
Recepción e higienización de la leche
La leche obtenida higiénicamente, con la documentación necesaria que asegure su trazabilidad, procedente de las explotaciones lecheras certificadas, es
transportada en cisternas isotérmicas o refrigeradas a la planta de recepción
de la fábrica de elaboración de productos lácteos. Se somete a controles analíticos (temperatura, composición, acidez, estabilidad y residuos antibióticos).
La leche se filtra para eliminar cualquier suciedad que dificulte la velocidad de
separación de la grasa en las centrifugadoras, que colmatarían los filtros y
obstruirían los platos, a continuación se enfría y pasa a los depósitos de almacenamiento. Todo el proceso debe realizarse en condiciones higiénicas.
La fase grasa de la leche se debe conservar lo más íntegra posible, evitando
excesivos bombeos y cambios de temperatura.
Precalentamiento
La pasteurización de la nata, en su inicio, buscaba un efecto higiénico, posteriormente además la leche se calienta para mejorar su aroma y sabor (cuando
se va a elaborar mantequilla) y también para buscar beneficios tecnológicos
(se calienta a una temperatura de alrededor de 50 ºC para facilitar la separación de la nata por centrifugación en un separador mecánico).
El precalentamiento de la leche consigue varios efectos:
• Higiénico: destruye algunos microorganismos de la leche, lo cual disminuye su carga microbiana y estimula la germinación de los esporos, pasando
a forma vegetativa, lo que favorecerá su destrucción posterior en los procesos térmicos siguientes (UHT, pasteurización, esterilización).
57
Natas y mantequillas
• Sensoriales: mejora el aroma y el sabor.
• Tecnológicos: favorece la separación de la nata de la leche.
Normalización
Mediante esta fase del proceso conseguimos ajustar el contenido graso de la
nata entre unos determinados valores, pues la leche contiene más grasa de la
que sería deseable para la elaboración posterior de la mantequilla; el ideal
para algunos fabricantes es alrededor de un 35% de grasa.
Homogeneización
Proceso por el que los glóbulos grasos se van acercando, incluyendo micelas
de proteínas, consiguiendo de esta manera natas muy viscosas con bajo contenido graso. Se obtiene sometiendo la nata a altas presiones.
Neutralización
Procedimiento por el que se consigue eliminar el exceso de acidez. Se puede
realizar mediante métodos mecánicos o químicos. No siempre las natas o
mantequillas que tienen baja acidez son de mejor calidad, debido a la existencia de estas prácticas.
Desnatado
Se realiza en las desnatadoras. En reposo, la grasa se separa del resto de modo
espontáneo, ya que tienen distinta densidad: 0,92 g/cm3 de la grasa frente a los
1,034 g/cm3 de la leche entera. Para acelerar este proceso, se centrifuga la leche
en un equipo continuo a una velocidad comprendida entre 3.000 y 7.000 rpm.
Cuanto más caliente esté la leche, más fácil es el proceso, pues al disminuir
su viscosidad, aumenta la velocidad de separación. Sin embargo, no debemos superar los 60 ºC, temperatura a la que empieza a fundirse el glóbulo
graso, tornándose frágil.
Cuanto más tiempo centrifuguemos la leche mayor cantidad de grasa obtendremos, y cuantos más pequeños sean los glóbulos de grasa más tiempo
necesitaremos para separarlos.
En resumen, para conseguir un buen desnatado debemos atender los
siguientes factores:
58
Natas y mantequillas
• La temperatura: se deben usar temperaturas altas, incluso cercanas a las de
pasteurización. Las temperaturas bajas dificultan la operación del desnatado,
pues elevan la viscosidad de la leche y restan efectividad a la desnatadora.
• La velocidad de la desnatadora: debe ajustarse a la óptima que indique el
fabricante para cada equipo, cuanto más baja sea más tiempo precisaremos para realizar el desnatado.
• Leche filtrada y limpia: para evitar que en las centrífugas sin eliminación
automática de lodos, las leches ácidas y sucias colmaten los filtros y obstruyan los platos, dando lugar a un desnatado incompleto.
• Desnatadoras muy limpias, con eliminación automática de lodos: la limpieza
se puede realizar en circuito cerrado, con el propio sistema de la instalación,
de forma periódica y extraordinaria, extremando las condiciones de higiene.
Higienización por calor
• Pasteurización: mediante calentamiento entre 80-105 ºC, durante 10 a 50
segundos; la conservación posterior ha de ser refrigerada.
• UHT: se expone a altas temperaturas durante un corto periodo. Precisa
que la grasa sea muy estable, para lo que se pueden añadir proteínas y
carragenatos. Debe someterse previamente a pruebas de estabilidad.
Después de este proceso no se precisa conservar en refrigeración.
Maduración
En el caso de que se quiera elaborar nata ácida madurada, se añaden cultivos
iniciadores de microorganismos productores de fermentos lácteos, aromatizantes y espesantes.
Envasado
En condiciones higiénicas, pues ya no se podrá higienizar posteriormente.
Nata montada (“Chantilly”)
Es el producto que se obtiene al introducir aire o gas en la nata, lo que
aumenta considerablemente su volumen. La nata se transforma en un coloide
donde el gas queda atrapado entre el resto del producto.
59
Natas y mantequillas
Se consigue batiendo la nata a temperaturas bajas para conseguir una masa
estable y esponjosa.
Se envasa en recipientes metálicos a presión después de inyectarles óxido de
nitrógeno.
Factores que influyen en la obtención de la nata batida
1. La velocidad de batido:
La velocidad con la que se bate debe ser rápida; un batido lento agrupa y
aglutina los glóbulos grasos, lo que originará la aparición de granulaciones
duras al enfriarse.
2. La temperatura de batido:
Dependerá de manera proporcional del contenido en grasa, cuanto menos
grasa contenga más bajas serán las temperaturas que debamos utilizar.
La nata antes del batido debe estar fría, entre 4-8 ºC, durante varias horas.
Una nata que contenga 30-40% mg debe batirse a 10-12 ºC. Después del
batido debe permanecer a 2 ºC ± 2 para que se solidifiquen las paredes de
grasa que contienen el aire.
Se debe alcanzar un equilibrio entre la formación de grasa por liberación
líquida y la formación de glóbulos grasos por asociación de la grasa en
emulsión.
3. El contenido graso:
Debemos partir de una nata con un contenido en grasa comprendido entre
un 20 y un 35% para conseguir valores del 100 al 150% de capacidad de
esponjamiento de la nata batida; por encima del 35% de grasa, la capacidad de esponjamiento es menor del 100% y se producen burbujas de gas
muy pequeñas que aumentan su dureza.
4. Acidez de la nata:
Una nata ácida es más viscosa y libera más grasa líquida, se produce una
unión más rápida de los glóbulos grasos, lo que puede producir un exudado excesivo de la mantequilla posteriormente.
60
Natas y mantequillas
5. Extracto seco:
A mayor extracto seco de la nata, conseguido añadiendo sobre todo proteínas, aumenta su viscosidad, lo que produce una nata montada más estable, consistente y resistente.
Mantequilla (14, 15)
Preparación de la nata
La mantequilla se prepara a partir de nata o de leche muy grasa; un paso previo muy importante es el acondicionamiento de dichos sustratos. La mantequilla que queremos obtener ha de ser estable desde el punto de vista microbiológico, químico y físico, y con propiedades organolépticas adecuadas;
todo ello requiere partir de una leche y una nata de alta calidad.
Primero se normaliza su contenido graso, entre un 35-40% para su elaboración tradicional, o entre un 40-45% para su elaboración en sistemas de batido
continuo. Con posterioridad ajustamos la acidez, en valores de 15-20 ºD
(Dornic) de la fracción no grasa. Se neutraliza químicamente con Na (OH), o
CO3 Ca. A continuación, podemos lavar la nata añadiendo un volumen igual o
doble de agua, se centrifuga y, al eliminar el agua, arrastrará los componentes no grasos.
El siguiente paso es la pasteurización de la nata, ha de hacerse de manera
rápida para disminuir el riesgo de alteración de los lípidos, sometiéndola a
tratamientos de temperatura/tiempo entre 90-95 ºC durante 15-20 s; en caso
necesario es posible llegar hasta los 110 ºC, con ello logramos inactivar las
lipasas y formar grupos sulfhidrilos que actuarán además como antioxidantes.
Este procedimiento se realiza en cambiadores de calor de placa.
Se expone la nata a un proceso de desgasificación por vacío parcial en dos
tiempos; un primer tiempo a 70-75 ºC a 70 cm de mercurio, eliminará los gases
que podrían complicar y producir obstrucciones en los equipos de calefacción.
Un segundo desgasificado se hace después de la pasteurización a temperaturas más altas, 90-95 ºC, pero a una presión menor, 40 cm de mercurio, para eliminar el sabor a cocido de la leche calentada. Con posterioridad se enfría hasta
la temperatura de maduración.
61
Natas y mantequillas
Maduración de la nata: puede ser física o biológica; influye sobre el rendimiento y la calidad del producto. Al finalizar la pasteurización, los lípidos de
sus glóbulos grasos están en forma líquida y, mediante la maduración, se solidificarán, produciendo una cristalización de los triglicéridos, dándole consistencia a la mantequilla. La compleja composición de la grasa de la leche hace
que aumente la dificultad de esta técnica.
Dependiendo de la composición y grado de insaturación de la grasa de la
nata (conocido por la determinación del índice de yodo, volumen de grasa
insaturada), durante el periodo de maduración puede aplicarse un programa
de tiempo/temperatura a la nata para conseguir una estructura cristalina adecuada cuando ésta se solidifique al enfriarse, dando un buen grado de textura y consistencia de la mantequilla, aun en natas con alto grado de insaturación, y así evitar la consistencia grasienta de éstas.
Con la maduración se obtienen diferentes beneficios: aumenta el rendimiento, disminuye las pérdidas en la mazada (suero de mantequilla), optimiza el
flujo de la maquinaria, disminuye la humedad, lo que permite posteriores
reinyecciones y un mayor provecho en la obtención de la mantequilla.
La maduración biológica se realiza mediante siembras con microorganismos
lácticos (Streptococcus lactis, St. cremoris, Leuconostoc citrovorum y
Streptococcus diacetilactys), después de una cristalización moderada y luego se
resiembra durante el amasado. Sirve para ajustar el contenido en grasa, disminuir el pH y prolongar la conservación del producto. Además contribuye a producir el aroma típico de la mantequilla, a diacetilo; cantidades de 1,5 ppm son
aconsejables, aunque el peligro es que sean destruidas por flora contaminante.
Finalmente, la nata se almacena durante largo periodo de tiempo en silos de
gran capacidad para fijar y controlar los parámetros del batido.
Batido, lavado, desuerado y amasado
Existen dos métodos fundamentales para elaborar mantequilla:
1. Elaboración tradicional de la mantequilla en mantequeras, técnica discontinua.
Esta técnica de batido tradicional produce la inversión de la fase grasa y
acuosa lentamente, por efecto de los choques que se producen en el batido,
la nata va aumentando de volumen por incorporación de aire, los glóbulos
de grasa situados en la interfase de aire/agua se van asociando debido a las
62
Natas y mantequillas
fuerzas de tensión superficial, las membranas de los glóbulos grasos van rompiéndose por los golpes que se producen y liberan la grasa líquida que contienen, que por su carácter hidrófobo se van uniendo. La grasa de bajo punto
de fusión sale de sus glóbulos y hace de cemento. Esta grasa exudada actúa
también como un antiespumante. Cuando el efecto de los microorganismos
y la cantidad de grasa exudada son suficientes se produce un aclaramiento y
acaba la fase de inversión.
Sobre este fenómeno influye la temperatura de batido, la composición de
la grasa, la acidez y el tamaño de los glóbulos grasos.
El batido va seguido de varios lavados que favorecen la separación de la
mazada intergranular, haciendo más firmes los granos de mantequilla antes
de escurrirla. Algunos autores no abogan por el lavado de la mantequilla.
El amasado agrupa los granos de la mantequilla y forma una masa homogénea, dándole su configuración física final, influyendo en su consistencia.
Expulsa el agua sobrante y así disminuye su contenido en agua y facilita su
conservación, además de dividir y hacer más pequeñas las gotas de la fase
acuosa.
2. Elaboración de la mantequilla en batidoras, técnica continua.
Es un proceso continuo, incorporado en la industria, debido a que reduce
los costes de producción, mejora los rendimientos y aumenta la calidad de
la mantequilla.
Hace las mismas operaciones que el método tradicional pero mucho más
rápido; es trascendental para el éxito del proceso, la preparación de la
nata.
La inversión de la fase grasa y acuosa es instantánea, al contrario del método tradicional.
La nata es impulsada por una bomba positiva de caudal regulable hasta un
cilindro de batido mediante un cono eyector. El batidor del cilindro es rotatorio y está provisto de paletas que rompen los glóbulos grasos, de modo
que salga la grasa de los glóbulos. Esta grasa líquida actuará como un
cemento para aglutinar los microgramos de mantequilla que se están formando. Con posterioridad, un sistema de tornillos helicoidales lleva la
mantequilla hacia delante, desde donde sale de modo espontáneo, por
63
Natas y mantequillas
escurrido, a la sección de separación. A continuación sale por compresión
a la sección de secado.
Finalmente, se amasa al vacío, con lo que elimina el gas atrapado y redistribuye y reparte correctamente el agua por toda la fase continua. Se tritura cuidadosamente haciéndola pasar por unas placas perforadas con diámetro regulable, llega al final del mecanismo y por un conducto de salida
va al tanque de almacenamiento, previo al envasado.
Ventajas del proceso continuo
Las batidoras en continuo están siendo mejoradas continuamente: mayores
caudales, mayor eficacia y eficiencia (menor consumo energético y menor
coste), facilidad de limpieza, disminución de pérdidas de grasa con la mazada, minimización de los choques mecánicos de los granos de mantequilla,
mayor recuperación de partículas grasas durante la fase de separación, mejora del secado, disminución de la humedad hasta un 13%. En la fase de amasado se elimina mucho más aire, mejora la textura y la densidad de la mantequilla. Las operaciones de envasado son más sencillas. Produce una mantequilla más estable microbiológicamente. Existe un control informático automatizado de todo el proceso.
Todas estas mejoras redundan en la obtención de un producto de mayor calidad y estabilidad.
Salado
Puede añadirse sal (Cl Na), aditivos y especias autorizadas; estas sustancias
añadidas no sólo aportan aroma y sabor sino que también tienen efecto antimicrobiano.
Se agregan las sales durante el amasado y antes del lavado. No debe superar
el 5% de sal, que será fina, pura y seca. Durante el amasado se pierde casi un
10% de la sal añadida disuelta en la mazada.
Envasado
Se almacena en silos de gran capacidad, con el fin de conseguir un flujo lento,
regular y continuo a través de una serie de bombas; desde aquí, se conduce
la mantequilla a máquinas de envasado a través de tuberías tratadas para
impedir adherencias que interrumpan el flujo.
64
Natas y mantequillas
La mantequilla se envasa a temperatura de refrigeración y con la menor
humedad posible.
Los materiales de envasado deben ser resistentes, impermeables a las grasas,
repeler olores y sabores y proteger de la luz y la humedad, contribuyendo de
esta manera a lentificar la oxidación y la rancidez.
Almacenamiento
Se realizará en condiciones higiénicas, a una temperatura de 2 ± 2 °C. Si se va
a almacenar a largo plazo, suele hacerse a granel y en congelación, a temperaturas inferiores a –25 °C.
Microbiología de la mantequilla (16-19)
Ecología microbiana
El agua en la mantequilla está dispersa en pequeñas gotas por lo general menores de 30 μ, formando la fase dispersa; la distribución del agua y su cantidad es
un factor determinante para la estabilidad microbiológica de la mantequilla.
Los microorganismos de la mantequilla son inicialmente los existentes en la
nata y en la leche con la que se elabora.
Los gérmenes de la nata llegan a ella a través de varias fuentes:
• La propia vaca, su piel, la ubre, las heces, la orina, los fómites.
• A través del ambiente, el aire, el suelo, la sala de ordeño.
• Los alimentos del ganado, henos, ensilados.
• El personal.
• Los equipos e instalaciones, máquinas de ordeño, tanques de frío que
puedan estar contaminados.
Por todo ello, debemos extremar siempre las condiciones higiénicas en todas
estas operaciones, evitando que lleguen los gérmenes por esas vías a la leche
y a la nata.
La nata almacenada en condiciones deficientes produce ácido láctico y sufre
procesos fermentativos indeseables. Pueden además desarrollarse episodios de
proteólisis y lipólisis que generarán malos olores y sabores extraños.
65
Natas y mantequillas
El ácido láctico es responsable de la acidificación y algunos procesos fermentativos que se deben a la acción de microorganismos, como estreptococos lácticos,
lactobacilos, coliformes, levaduras y hongos, como el Geotrichum candidum.
Las bacterias aerobias gramnegativas, como Pseudomonas, Alcaligenes,
Acinetobacter, Moraxella, Achromobacter, Flavobacterium, son responsables de los procesos proteolíticos y lipolíticos.
La mantequilla y la nata, por ende, la leche, tienen su propia flora que podemos
aislar, caracterizar y de este modo obtener cepas con interés tecnológico (cultivos iniciadores). Como podemos ver en la literatura científica existen numerosos
trabajos encaminados a ello. Por ejemplo, en un estudio realizado sobre un tipo
de mantequilla tradicional del norte de África, en Jijel (Argelia), elaborada a partir de leche de oveja y llamada “Sheep´s Dhan”, se aislaron 27 cepas de bacterias de ácido láctico. Las colonias aisladas pertenecen a tres géneros:
Lactococcus, Lactobacillus y Leuconostoc. Lactobacillus plantarum fue la especie predominante. Estas cepas tienen propiedades de gran interés tecnológico.
En otro trabajo hecho por los mismos autores un año después sobre el
mismo producto aislaron 26 bacterias de ácido láctico. Las cepas pertenecen a los tres mismos géneros que en el trabajo anterior: Lactococcus,
Lactobacillus y Leuconostoc. La especie predominante fue Lactococcus lactis
ssp. diacetylactis, que tiene una buena aptitud tecnológica, de acidificación;
otras aisladas tienen actividad proteolítica y una de ellas, Leuconostoc
mesenteroides ssp. dextranicum, produce exopolisacárido.
Una vez que conocemos la ecología microbiana podemos empezar el estudio de
aquellos microorganismos que consideremos patógenos, alterantes o que tengan interés tecnológico, bien aislándolos e identificándolos a partir de estos productos o realizando análisis cuantitativos de ellos y usándolos como indicadores
de higiene o de otros microorganismos patógenos que pudieran existir.
Interacción de los procesos de elaboración de estos productos
con los microorganismos
1. Neutralización.
Reduce la acidez en las natas, elimina aromas desagradables y evita la pérdida excesiva de grasa durante el batido. Al afectar al pH, puede modificar
su flora microbiana.
66
Natas y mantequillas
2. Tratamiento térmico. Pasteurización.
Destruye todas las formas vegetativas de los gérmenes resistentes (patógenos y no patógenos), incluidos los responsables de defectos, como malos
olores y sabores. Inactiva además enzimas intrínsecas que alterarían el producto. De esta manera aumenta el tiempo de consumo de la mantequilla.
3. Batido.
Durante el batido, los microorganismos de la nata permanecen en la fase
acuosa, suero o mazada. La concentración en dicho suero es mucho mayor
que la contenida en la mantequilla elaborada a partir de éste.
Las cubas de acero inoxidable, que han sustituido a las antiguas de madera, son las responsables de la disminución de la contaminación. Los poros
de la madera actuaban como foco de flora contaminante debido a las dificultades que planteaba su limpieza y desinfección. No obstante, hoy en
día, cada vez con mayor frecuencia aparecen microorganismos indeseables
resistentes a la acción de los agentes de limpieza y desinfección, formadores de biopelículas protectoras o “biofilms”, en las conducciones y en los
depósitos, lo que aumenta el riesgo de contaminación del producto.
Por otro lado, debido a la aparición de estas formas de resistencia en estos
nuevos materiales, se tiene que aumentar la dosis o el tipo de desinfectante,
con lo que aumenta el riesgo de aparición de residuos en el producto final.
4. Lavado y amasado.
En la fase de lavado se añade sal (si se elabora mantequilla salada) y agua.
Si el agua de lavado está contaminada es menos trascendental que si lo
está el agua proveniente de la nata, debido a la distribución del agua y sal
disuelta en la mantequilla.
La etapa de amasado provoca pequeños cambios cuantitativos en la microbiota, al contrario que la dispersión del agua en forma de pequeñísimas gotas
que cambia de manera drástica el microambiente y, por ello, la microflora.
El crecimiento de los microorganismos dentro de la mantequilla se limita a
las áreas que contienen gotas grandes de agua y donde los factores como
el pH, la sal y los nutrientes son favorables.
67
Natas y mantequillas
La distribución de los microorganismos es muy irregular, pero la mayoría de
las gotas de agua son estériles.
5. Envasado.
La extrusión de la mantequilla para su envasado varía la distribución de las
microgotas de agua en el producto, lo que afectará de nuevo a la distribución de la microflora, amén de contaminaciones externas que se puedan
producir por falta de higiene en las instalaciones.
6. Cultivos iniciadores.
Se usan para mejorar o producir el aroma típico de la mantequilla, pueden
añadirse en la etapa de fermentación de la nata, a 20 ºC durante 16 horas, o
durante el proceso de batido o antes del amasado; con algunas tecnologías
de batido en continuo no se pueden añadir durante la fase de batido y amasado.
Los cultivos iniciadores en un principio eran natas, mantequillas o leches
agrias que contenían los aromas buscados, luego se usaron cultivos puros
de Streptococcus lactis o cremoris, para pasar a mezclas de éstos con
Leuconostoc cremoris. El Streptococcus lactis spp. diacetylactis se usa
mucho, pero la actividad reductasa de alguna de sus cepas, que reduce el
diacetilo a compuestos no volátiles indeseados, acetil-metil-carbinol y el
2,3 butilen-glicol, nos hace ser cautos en su elección.
La contaminación de los cultivos de los iniciadores es el auténtico peligro
para la estabilidad microbiológica del producto.
Patógenos involucrados en las toxiinfecciones alimentarias a
partir del consumo de nata y mantequilla
La nata y la mantequilla son muy estables desde el punto de vista microbiológico, debido sobre todo a sus características físico-químicas y a sus condiciones de conservación que inhiben, dificultan o cuando menos no favorecen el
desarrollo de microorganismos. Son mucho más estables que la propia leche.
La seguridad de la mantequilla y de la nata depende de la efectividad de la
pasteurización; si esta fase se lleva a cabo correctamente, ninguna gota de
agua portará microorganismos, y si, además, la mantequilla es salada, el con-
68
Natas y mantequillas
tenido en sal inhibirá el crecimiento de los gérmenes que no sean halotolerantes o halófilos que sobrevivieron al tratamiento térmico. Si la pasteurización no fuese efectiva o el equipamiento estuviera contaminado, las gotas de
agua no estériles pueden dar lugar a un desarrollo microbiano posterior,
pudiendo alterar tanto las características organolépticas del producto como
originando una contaminación del mismo con gérmenes patógenos haciéndolo peligroso para el consumidor. La contaminación después de la pasteurización correcta también es posible, pero poco probable con las técnicas utilizadas en la actualidad.
En algunos casos descritos en la literatura de intoxicaciones por Staphyloccocus
aureus, se comprobó que la falta de higiene en el procesado, operarios y equipos, unido a la reducción del contenido de sal, aumentaba el riesgo de contaminación por toxina estafilocócica y ello fue determinante. Debemos insistir
finalmente en que se debe partir siempre de un producto limpio y manejarlo en
condiciones de máxima higiene, será el mejor modo de reducir el riesgo de sufrir
una intoxicación o toxiinfección alimentaria.
Alteraciones y adulteraciones (20)
Alteraciones
Pueden ser de origen microbiano o no, las no microbianas se relacionan
con la degradación química de la grasa, la rancidez oxidativa y la rancidez
hidrolítica.
La rancidez oxidativa en la superficie es el defecto más frecuente en la mantequilla industrial fabricada por los métodos actuales de producción en continuo.
• Olores extraños en la superficie.
Este defecto conlleva la descomposición de la parte proteica de la mantequilla y se manifiesta con un olor a podrido debido al ácido isovalérico y
otros compuestos similares. La responsable es Pseudomana putrefaciens.
Se puede prevenir mediante una correcta pasteurización de la nata asociado al lavado con agua exenta de bacterias. Gran importancia tiene también la limpieza del equipo empleado en la elaboración.
69
Natas y mantequillas
• Olor a fruta.
Se asocia a la actividad de Pseudomona fragi y fluorescens. Se debe a un
proceso de descomposición graso y proteico (proteólisis y lipólisis). La
contaminación por estos microorganismos se produce después de la pasteurización a partir del agua o del equipo.
• Olor a malta.
Provocado por el 3-metil butanol producido por algunas cepas de
Streptoccocus lactis, si bien el germen se destruye en la pasteurización, el
producto responsable del aroma permanece.
• Rancidez.
Este aroma se debe a la liberación de ácido butírico en la hidrólisis de la
grasa por las lipasas; estas enzimas (lipasas) catalizadoras de este proceso
pueden estar de forma natural en la leche o ser producidas por bacterias
y mohos. Aunque las lipasas naturales de la leche se destruyen en la pasteurización, si se origina la degradación lipolítica antes de la misma, aun
destruyéndose el aroma a rancio, aparecerá en la mantequilla.
• Cambio de color.
El color negro se atribuye a Pseudomona nigrifaciens, especie muy termolábil, sensible a la pasteurización. Si aparece indica que la contaminación
se ha producido después del tratamiento térmico. El control de este
defecto requiere una limpieza extraordinaria extrema en la planta de elaboración.
La mala ventilación y la humedad hace que los mohos colonicen las
paredes y techos de las salas de batido y envasado que, unido a temperaturas elevadas, provoca que a través de las corrientes de aire y la condensación de la humedad los esporos se depositen sobre el producto
que, junto a unas malas condiciones de conservación, favorecerá el crecimiento de los mohos en la superficie de la mantequilla, originando
cambios de color. La contaminación se produce durante el envasado y
el empaquetado principalmente.
Aumento del contenido en agua con el crecimiento de microorganismos.
70
Natas y mantequillas
Adulteraciones
Está prohibido añadir sustancias extrañas, salvo Cl Na, sin exceder el límite
autorizado.
Añadir aceites y margarinas, grasas no lácteas.
Uso de aditivos no autorizados: colorantes, aromatizantes y conservantes.
Legislación de interés sobre natas y mantequillas
Orden de 12 de julio de 1983, por la que se aprueban las normas generales
de calidad para la nata y nata en polvo con destino al mercado interior.
Orden de 5 de octubre de 2001, por la que se modifica la Orden de 12 de julio
de 1983.
Real Decreto 1679/1994, de 22 de julio, por el que se establecen las condiciones sanitarias aplicables a la producción y comercialización de leche cruda,
leche tratada térmicamente y productos lácteos.
Real Decreto 1334/1999, de 31 de julio, por el que se aprueba la norma general de etiquetado, presentación y publicidad de los productos alimenticios.
Real Decreto 135/2010, de 12 de febrero, por el que se derogan disposiciones
relativas a los criterios microbiológicos de los productos alimenticios.
Bibliografía
(1) Boutonnier JL, Dunant CL. Natas, mantequillas y demás productos obtenidos a
partir de la grasa de la leche. En: Leche y productos lácteos, Vaca-cabra-oveja 2.
Los productos lácteos, transformación y tecnología. Acribia ed. Zaragoza 1993;
365-406.
(2) Orden de 12 de julio de 1983, por la que se aprueban las normas generales de calidad para la nata y nata en polvo con destino al mercado interior.
(3) Véase nota 2.
(4) Véase nota 2.
71
Natas y mantequillas
(5) Véase nota 2.
(6) Iglesias J. Leche y productos lácteos. en: Tratado de Nutrición. Nombres editores
ed. Madrid, 1999; 386-7.
(7) Mataix J. Alimentos ricos en lípidos. en: Tratado de Nutrición. Nombres editores
ed. Madrid, 1999; 388-99.
(8) González S, Duncan E, O’Keefe SF, Sumner SS, Herbein JH. Oxidation and Textural
Characteristics of Butter and Ice Cream with Modified Fatty Acid Profiles. J Dairy
Sci, 2003; 86:70-7.
(9) Codex Alimentarius. Norma del codex para las leches en polvo y la nata (crema) en
polvo. Codex estándar, 1999; 207:1-4.
(10) Muller L. A method for determining the moisture distribution in butter and a
review of applications. Aust. dairy Technol, 1952; 7:44-51.
(11) Buttrys J, Hayes S. Cream and butter. Nutrition and food science, 1987; (87):21-2.
(12) Mortensen M. The Improvement of Flavour and Keeping Quality of HandSeparator-Cream-Butter. J Dairy Sci, 1924; (7):460-7.
(13) Fouts EL. Some Factors Responsible for Variations in the Acid Numbers of the Fat
in Cream and in Commercial Butter, J Dairy Sci, 1940; 23:245-58.
(14) Véase nota 10.
(15) Véase nota 1.
(16) Idoui T, Karam NE. Lactic acid bacteria from Jijel's traditional butter: Isolation,
identification and major technological traits. Grasas y Aceites, 2008; (59):361-7.
(17) Idoui T, J Boudjerda J, Leghouchi E, Karam NE. Bacterias lácticas de "Sheep's
Dhan", una mantequilla tradicional: aislamiento, identificación y principales
aspectos tecnológicos. Grasa y Aceites, 2009; (60):177-83.
(18) ICSMF (International Comission on microbiological specifications of foods).
Grasas y Aceites en: Ecología microbiana de alimentos 2. Productos alimenticios.
Academic Press Inc. New York. Ed. 1984; 775-85.
(19) Ellner R. Cap. 2. Microbiología de la leche y de los productos lácteos en
Microbiología de la leche y de los productos lácteos. Preguntas y respuestas. Díaz
de Santos ed. Madrid, 2000; 37-68.
(20) Véase nota 17.
72
73
Derivados lácteos. Leches infantiles.
Bebidas energéticas. Helados. Batidos.
Lactosueros y caseinatos
Dr. Salvio Jiménez Pérez
Académico de Número. Real Academia de Ciencias Veterinarias.
Leches infantiles
Si no se emplea la leche materna, existe una gran variedad de fórmulas infantiles de leche disponibles para menores de 1 año, con relación a la densidad
calórica, la composición de ingredientes y nutricional, la digestibilidad, el
gusto y el coste.
Existen organizaciones internacionales, como la Academia Americana de
Pediatría, que establece pautas y criterios para la alimentación infantil normal
tomando como base la leche materna.
Existen tipos específicos de fórmulas basadas en la leche normal, fórmulas de
proteína de soja, fórmulas para bebés prematuros, fórmulas para bebés con
problemas de metabolismo, etc.
Las fórmulas basadas en la leche normal contienen leche de vaca tratada a
alta temperatura (en concentraciones reducidas), lactosa y minerales de la
leche de vaca, aceites vegetales, minerales y vitaminas. La Academia
Americana de Pediatría recomienda fórmulas enriquecidas con hierro después de los 4 meses.
Las fórmulas estándar contienen 60 kcal por 100 g y 1,35 g de proteína por
100 g. No se recomienda suplemento vitamínico adicional, que puede ser
perjudicial, dependiendo del suministro de agua. Los pediatras suelen
recomendar un suplemento de fluoruros para el desarrollo dentario y óseo
normal.
Derivados lácteos. Leches infantiles...
En condiciones ideales los niños deben alimentarse con fórmulas durante un
mínimo de 6 meses. La leche de vaca no es una dieta ideal para los bebés,
debido a que los riñones no funcionan de igual forma que los de los adultos,
además la leche de vaca tiene demasiada proteína y concretamente demasiada caseína.
Leches descremadas y bajas en grasa también son inadecuadas para usar
durante los primeros días de vida, ya que no suministran suficientes calorías y
nutrientes para un normal desarrollo.
Las ventajas de la alimentación con biberón son: que se puede ayudar a la
madre a un desarrollo adecuado de niño, la madre puede descansar durante
toda la noche y se siente, por tanto, menos limitada y aislada de otras personas o actividades.
La leche materna es el alimento más equilibrado para el desarrollo del recién
nacido y por sus características físicas asegura la protección antiinfecciosa del
lactante. Este tipo de alimentación natural requiere por parte del niño un
esfuerzo, que le protege de la sobrealimentación y le ayuda al desarrollo de
capacidades afectivas, por la interrelación madre-hijo en el acto de mamar.
Aun así, la industría alimentaria ha desarrollado grandes avances en la alimentación infantil, garantizando el correcto aporte de nutrientes que ofrecen las
leches a los niños desde los primeros días de vida, que cubrirán totalmente
sus necesidades nutricionales.
Las fórmulas infantiles son preparados que se obtienen tomando como base
la leche de vaca y modificándola para que cubra las necesidades nutritivas de
los primeros días de vida, y su composición debe ser lo más parecido a la
leche materna, aunque no todas las leches maternas son iguales ni las necesidades de los niños son las mismas, por tanto, se han establecido unas recomendaciones para la composición de las fórmulas infantiles basándose en la
composición media de la leche materna.
Así se han establecido:
1.º Leches de inicio.
2.º Leches de continuación.
3.º Leches especiales.
4.º Leches infantiles.
74
Derivados lácteos. Leches infantiles...
Figura 1. Elaboración de leches infantiles.
Leche de vaca.
Proteínas totales.
Desmineralización.
(Ca, P, Na).
Seroproteínas.
Nata.
Aceites vegetales.
Lecitinas.
Lactosa, sacarosa.
Dextrinomaltosa. Miel.
Pasteurización
Vitaminas. Minerales.
Homogeneización
Concentración
Atomización
Bolsa
Lata
Preesterilización
Esterilización
(Polvo)
Botella
8-10%
10-20%
UHT
Brik
(Líquidas)
Pérdidas en lisina
1.º Leches de inicio
Son las preparaciones destinadas a los lactantes desde el primer día de vida
hasta los 4-6 meses desde su nacimiento. Deben cubrir todas las necesidades
nutritivas para el correcto desarrollo y es la única fuente de alimentación del
bebé, como correspondería a la leche materna.
La leche de vaca se utiliza como base para su elaboración, con una serie de
modificaciones aditivas o sustractivas; se disminuye parte de la grasa láctea
por grasa vegetal, se adicionan lactosa y vitaminas. Como opción, a los fabricantes queda la adición de nucleótidos, taurina, carnitina, etc.
75
Derivados lácteos. Leches infantiles...
Las propiedades de estos nutrientes son:
• Los nucleótidos mejoran la respuesta inmune y el desarrollo intestinal.
• La carnitina colabora en el desarrollo cerebral, en la maduración del sistema nervioso central y en la composición de las membranas celulares.
• La taurina colabora en el desarrollo de la función visual y en el desarrollo
del sistema nervioso central.
• La dosificación está tipificada y estandarizada en todas las marcas, pero no
todos los niños tienen las mismas necesidades, éstas las debe señalar el
pediatra. Normalmente las leches se presentan en polvo, siendo muy
importante su correcta dosificación: medidas rasas y agua de rehidratación
adecuada o hervida y temperatura de administración correcta.
• Existen otras presentaciones que tienen la ventaja de la dosificación
correcta y su comodidad. Es necesario y obligatorio el correcto etiquetado con las especificaciones, si está enriquecida en hierro, etc., además de
la indicación nutricional y las instrucciones de preparación.
2.º Leches de continuación
Son las fórmulas infantiles destinadas a lactantes desde los 4-6 meses hasta
1-3 años. Forman parte ya de una alimentación mixta, en la que los nutrientes también son aportados por otros alimentos, que se introducen en la dieta
paulatinamente (frutas, cereales sin gluten, verduras, etc.); aunque la alimentación sea mixta, se debe mantener en la ingesta 500 ml de leche al día, se
debe mantener la sistemática de aportar nucleótidos, carnitina y taurina.
3.º Leches especiales
Son preparaciones diseñadas para cubrir las necesidades nutritivas de niños
lactantes y niños con algún tipo de trastorno fisiológico o metabólico para
absorber, digerir o metabolizar determinadas sustancias, aportan energía,
vitaminas y minerales suficientes para un desarrollo normal.
Las principales son:
a) Leches sin lactosa:
Son derivados de la leche de vaca, en los que se ha sustituido la lactosa
por otro carbohidrato. Están indicadas para lactantes o niños con defi-
76
Derivados lácteos. Leches infantiles...
ciencia en la enzima lactasa, bien por deficiencia genética o como consecuencia de una diarrea aguda o crónica (como consecuencia de una gastroenteritis). Estas fórmulas deben emplearse durante un tiempo determinado, hasta que se recupere la actividad enzimática, ya que la lactosa
tiene un efecto beneficioso en la absorción del calcio y del magnesio.
También se emplea en niños con dieta astringente hasta que se corrige.
En niños de 3-5 años se puede sustituir la leche por yogur o queso fresco, que tiene menores contenidos en lactosa sin metabolizar.
b) Fórmulas antirregurgitación (AR):
Se emplea en niños o bebés en los que el paso del alimento del estómago
a la boca es habitual, esto se llama reflujo gastroesofágico (RGE) o regurgitación, si le ocurre a niños. El RGE le ocurre al 50% de los niños de 2 meses
de edad, reduciéndose hasta el 1% en niños de 1 año, cuando ya ha madurado el aparato digestivo; no es una afección muy grave a no ser que produzca anorexia en el nño por miedo a las molestias de la regurgitación.
Estas leches infantiles son más espesas para reducir el número de reflujos. Los agentes espesantes son la harina de semillas de algarrobo o el
almidón precocido, el arroz se emplea con menos frecuencia por ser
menos efectivo.
Hay fórmulas AR de inicio y de continuación, aunque a partir de los 6
meses no suele ser un problema.
c) Fórmulas de soja:
Son leches sin lactosa en las que además se ha sustituido las proteínas de
leche de vaca por proteínas de origen vegetal procedentes de la soja.
Se recomienda enriquecerlas con hierro, calcio, cinc, metionina, L-carnitina y taurina, para completar los nutrientes esenciales. Se usa en niños de
familias vegetarianas (veganos), niños con intolerancia a la lactosa y niños
alérgicos a proteínas a la leche de vaca. Es adecuada también para niños
con diarreas prolongadas o con presencia de eccemas.
d) Fórmulas de proteínas modificadas:
Son leches con proteínas predigeridas mediante hidrólisis, que facilitan
así su digestión y su absorción en niños alérgicos a las proteínas de la
leche de vaca con problemas de absorción intestinal.
77
Derivados lácteos. Leches infantiles...
Se clasifican a su vez por el grado de hidrólisis:
1) Fórmulas hipoalergénicas o fórmulas hidrolizadas (FH):
Las proteínas han sufrido un alto grado de hidrólisis, t:enen un sabor
desagradable al comenzar el consumo, la producción de heces disminuye, con un aspecto y olor característico. Están indicadas en casos
de alergia a las proteínas de la leche de vaca o en caso de mala
absorción intestinal.
2) Fórmulas hipoantigénicas (HA):
Son leches en las que las proteínas sufren un grado menor de hidrólisis, tienen mejor sabor que las FH. Están indicadas para prevenir
reacciones alérgicas (antecedentes familiares). Muchas veces se
emplean con niños que tienen diarreas prolongadas, vómitos, cólicos
o eccemas.
3) Fórmulas para prematuros o recién nacidos de bajo peso:
Estos niños requieren unas condiciones nutricionales especiales, pues
tienen bajo peso y escasas reservas y una condición digestiva y metabólica inmadura. Contienen mezcla de grasa vegetal y animal y están
enriquecidas con hierro.
4) Fórmulas aptas en errores metabólicos:
Existen determinadas enfermedades metabólicas debidas al defecto
de funcionamiento de una enzima determinada, cuyo tratamiento es
exclusivamente dietético, dependiendo de la enzima deficitaria,
entonces se han de suprimir los nutrientes que la necesitan. Son
específicos para cada patología.
4.º Leches infantiles
Son leches para niños de 1-3 años, la materia prima procede de leche de vaca
enriquecida con vitaminas y minerales. El aporte extra de vitaminas y hierro
asegura la absorción de calcio (esencial para el crecimiento de los huesos) y
ayuda a reforzar las defensas naturales del niño. Las grasas son vegetales y
animales que aportan los ácidos grasos esenciales que contribuyen al equilibrio de la dieta; dependiendo del fabricante, el carbohidrato añadido, azúcar,
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Derivados lácteos. Leches infantiles...
sacarosa, dextrinomaltosa o miel, da un sabor dulce a la leche y aporta calorías extra.
Sirve de transición entre la leche de continuación y la leche de vaca, y casi
siempre se presenta en forma líquida.
Elaboración de fórmulas enterales
Son productos químicamente definidos, con unas características físico-químicas y biológicas que los hacen aptos para la administración a traves de sondas (también se pueden administrar por vía oral) y ofrecen una alimentación
nutricionalmente equilibrada y ajustada a necesidades concretas.
Hay dos tipos:
1. Estándar: para un organismo que no posee requerimientos especiales.
2. Especiales: para pacientes con trastornos patológicos específicos; diabetes, traumas, sepsis, fallos renal, hepático, respiratorio, inmunológico, etc.
Bebidas energéticas
Son bebidas con una base inicial de leche a las que se ha añadido algún componente apropiado para la población a la que está dirigido. Se emplean para
combatir la fatiga y el agotamiento, principalmente. Sirven para rehidratar,
estimular, recuperar minerales y no suelen tener alcohol.
Helados
Definición
Es el producto resultante de batir y congelar una mezcla, debidamente pasteurizada y homogeneizada, de leche, derivados de leche y otros productos
alimenticios.
La elaboración de helados mezclando hielo con frutas, zumos o productos
lácteos se remonta a China 2.000 años antes de Cristo. En Europa lo trajo
Marco Polo en el siglo XIII. La aristocracia, y concretamente Catalina de
79
Derivados lácteos. Leches infantiles...
Médicis, en el siglo XVI, fabricaba y consumía helados, pero la fabricación
industrial empezó en 1851, momento de extensión de la industria heladera.
En el epígrafe helados y postres helados se incluye una gran variedad de productos, que se diferencian por las cantidades de sus ingredientes.
El helado es un producto alimenticio muy importante en todos los países; en
España se consumen 18 litros de helado por habitante y año.
Postres helados bajos en calorías
Constituyen un grupo de alimentos heterogéneo, que han sido formulados
para que tengan las mismas características que los helados, pero con cantidades más bajas que las permitidas en los helados, pero para que se parezcan
a los helados necesitan un complicado sistema de estabilizantes.
El incremento de estos productos en muchos países y los diferentes envases
ha hecho que el primer lugar de venta de estos alimentos de calidad extra o
superior fuera EE.UU. con 40 días por habitante y año.
La adición de chocolate fue una aportación posterior tras una renovación
importante de la tecnología.
Los postres congelados han seguido una tendencia muy importante por la
disponibilidad de sustitutos o sucedáneos de las grasas y los edulcorantes
artificiales, lo que se ha dado en llamar productos “sanos” frente a los de calidad extra o superior.
Tecnología de fabricación
Helados básicos
Ingredientes: la fuente más adecuada de grasa y sólidos no grasos es la leche
fresca; son adecuados para el helado de leche, pero requieren una suplementación para otros tipos de helados.
La leche concentrada se utiliza con mucha frecuencia, pero produce un ligero
aroma a “leche calentada” (leche cocida).
80
Derivados lácteos. Leches infantiles...
Figura 2. Diagrama de la fabricación de helados.
•
•
•
•
•
Preparación de la mezcla:
Leche (natural, concentrada, en polvo).
Crema (o mantequilla).
Azúcar.
Estabilizantes.
Agua.
Pasteurización (cocción)
Homogeneización
Refrigeración
Maduración
Adición de
perfumes naturales y
colorantes alimentarios
Glaseado
Endurecimiento
Adición de
frutas y
avellanas
Envasado
Almacenamiento
De las fuentes de grasa como materia prima, la mejor es la nata, que imparte
buenas características al helado, casi siempre se utiliza en forma de nata congelada, pero entonces el producto final es de inferior calidad.
Coma materia prima también se utiliza mantequilla, nata dulce o grasa láctea
anhidra. También se emplean fracciones de grasa que tienen la ventaja adicional de estar asociadas con fosfolípidos. Se pueden obtener fracciones de
grasa, “hechas a la medida”, para aplicaciones específicas, utilizadas en helados especiales, como pueden ser bajos en colesterol o “Light”, helados dietéticos, etc.
La grasa aporta buena textura, un delicado aroma que además actúa sinergicamente con aromas añadidos, aunque retrase la velocidad de batido. La
grasa de la leche se emplea para obtener helados de calidad, también con
otras grasas vegetales se pueden obtener helados de buena calidad, como
aceites de coco, palma, algodón y soja bien solos o mezclados. Estos aceites
se hidrogenan parcialmente para obtener un punto de fusión de 28 a 30º C.
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Derivados lácteos. Leches infantiles...
También es necesario asegurar que toda la grasa funda a 37 ºC; para evitar la
sensación de grasa en la boca, se utilizan sustitutos de la grasa que conserven
la cremosidad o el cuerpo. Se puede sustituir el 50% de la grasa láctea por maltodextrina de menos de 5 equivalentes de dextrosa a partir del arroz (sólidos
del arroz de bajo equivalente en dextrosa).
Los sólidos no grasos se pueden obtener de varias fuentes además de la
leche, los que aporta la nata y otras grasas; en todos los casos los componentes más importantes son las proteínas, con su propiedad de retención de
agua y capacidad de emulsión.
La leche desnatada concentrada se utiliza mucho, aunque también se emplea
la leche concentrada estéril como fuente de sólidos no grasos; antiguamente
también se utilizaba leche condensada, pero tenía problemas de cristalización
de la sacarosa. Muchos fabricantes emplean leche en polvo obtenida por atomización.
La leche de un calentamiento térmico medio tiene buenas propiedades emulsionantes, espumantes y de retención de agua. La leche en polvo entera tiene
problemas de oxidación, que afecta a la calidad final del helado.
También se puede emplear suero dulce de mantequería, que mejora el batido y acentúa el aroma. La tendencia actual es el empleo de productos proteicos del lactosuero, que pueden sustituir a la leche en polvo siempre que se
tenga en cuenta el elevado contenido mineral y de lactosa.
El lactosuero con lactosa hidrolizada puede sustituir el 75% de leche en polvo
desnatada y le da un sabor dulce, el helado además tiene una textura muy
suave, muy apreciada por los consumidores.
Se emplean productos patentados como materias primas de sólidos no grasos, como mezclas de leche en polvo y a veces de caseína.
El uso de ingredientes en polvo implica su rehidratación, es necesario, por
tanto, contar con agua controlada física, química y microbiológicamente.
Los sólidos lácteos contribuyen al sabor dulce de los helados, pero aun así hay
que contar con edulcorantes dependiendo de las apetencias del consumidor
y además juega un papel importante en la textura.
El azúcar más empleado es la sacarosa, es el más barato y se puede emplear
en forma cristalina, granulada o como jarabe.
82
Derivados lácteos. Leches infantiles...
Los hidrolizados de maíz están disponibles en forma de jarabe o en polvo. Los
jarabes de maíz contienen una cantidad variable de dextrosa, maltosa y dextrinas en un 30%, combinados con sacarosa. Los jarabes de maíz mejoran el
cuerpo del helado, pero sus propiedades varían según el grado de hidrólisis
y, por tanto, de su equivalente en dextrosa. El aumento del equivalente en
dextrosa disminuye la viscosidad de la mezcla, el punto de congelación, la
desestabilización de la grasa y la firmeza del helado.
Edulcorantes más específicos derivados del almidón del maíz tienen cada
vez más aplicación en la fabricación de helados; con la utilización de dextrosa se evita el crecimiento de cristales de hielo y se suprime la cristalización de la lactosa. Como el jarabe de maíz es rico en fructosa, desciende el
punto de congelación y el helado está siempre en condiciones adecuadas
de tomarlo, directamente del congelador. El jarabe de maíz es también
adecuado como materia prima en productos dietéticos, al helado le da
cuerpo y buena textura.
Productos basados en lactosuero con lactosa hidrolizada son de fácil aplicación y baratos, sustituyendo el 50% de la sacarosa por hidrolizados del permeato del lactosuero.
En muchos países están prohibidos los edulcorantes artificiales.
Tabla 1. Ingredientes del helado y sus principales funciones.
Ingredientes
Funciones principales
Grasa.
Proporciona aroma y sabor, cuerpo, textura y suavidad
en la boca.
Sólidos lácteos no
grasos.
Proporcionan cuerpo, textura y contribuyen al sabor e
incorporación de aire.
Azúcar.
Imparte sabor dulce y mejora la textura.
Aromatizantes.
Dan los sabores no lácteos.
Colorantes.
Mejoran la apariencia y refuerzan los aromas y sabores.
Emulsionantes.
Mejoran la capacidad de batido y textura.
Estabilizantes.
Mejoran la viscosidad de la mezcla, la incorporación de
aire, la textura y las características de fusión.
Ingredientes
de valor añadido.
Proporcionan aromas y sabores adicionales y mejoran
la apariencia.
83
Derivados lácteos. Leches infantiles...
Tabla 2. Composición típica del helado y productos relacionados.
Grasa
(%)
SGNL (1)
(%)
Azúcar
(%)
Emulsionante/estabilizante
(%)
Helado:
Normal.
10
11
14
0,5
Extra.
15
10
17
0,3
Superior.
17
18,5
-
9,25
Helado de leche.
4
12
13
0,7
Sorbete.
2
4
25
0,6
Polo.
-
-
30
0,5
(1) Sólidos Grasos No Lácteos.
Tabla 3. Composición media de los helados en el Reino Unido.
Grasa mínima
(%)
SGNL (1) mínimo
(%)
Helado
5,0
7,5
Helado y frutas
5,0
7,5
7,5
2,0 (2)
ó
(1) Sólidos Grasos No Lácteos.
(2) En este caso, el contenido mínimo de grasa láctea y sólidos lácteos no grasos debe
ser del 12,5%, expresado como porcentaje sobre el producto total, incluyendo la
fruta, zumo de fruta, etc.
Excepto en helados de categoría superior, los estabilizantes se emplean para
mejorar la viscosidad de la mezcla, la incorporación de aire, el cuerpo, la textura y las propiedades fundentes del helado. Los estabilizantes aumentan la
percepción de untuosidad en el alimento y reducen los efectos de cambio de
temperatura en el procesado o shock térmico.
La cantidad y tipo de estabilizante depende de la composición de la mezcla
del helado o mix, la naturaleza de los ingredientes, parámetros de tratamiento en el proceso de fabricación y su vida útil o caducidad comercial.
Se han empleado muchas sustancias estabilizantes.
84
Derivados lácteos. Leches infantiles...
Los derivados de las algas, carragenatos y alginatos, y los derivados de la
celulosa se usan mucho; se obtiene un helado seco, de buen cuerpo y textura, pero con tendencia a separación del suero.
Los estabilizantes procedentes de las gomas se usan mucho; la goma de
“guar” da buena viscosidad y textura, y además tiene la ventaja de que se
hidrata en agua fría.
Tabla 4. Normas microbiológicas para los helados.
Federación Internacional de Lechería.
Recuento total 105/g.
Coliformes 102/g.
Ausencia de patógenos.
EEC.
(Producto entero pasteurizado).
Recuento total 105/g.
Coliformes 102/g.
(Adiciones post-pasteurización).
Recuento total 2 x 105/g.
Coliformes 2 x 102/g.
Reino Unido.
Ninguna.
EE.UU.
Recuento total 5 x 104 -105/g.
(varía según los estados).
Australia.
Recuento total 5 x 104/g.
Coliformes < 0,1/g.
Ausencia de patógenos.
Francia.
Recuento total 3 x 104/g.
Ausencia de patógenos.
Japón.
(Helado con el 3% de grasa láctea).
Recuento total 5 x 104/g.
Recuento total 1 x 104/g.
Los estabilizantes se comercializan como mezclas patentadas; estabilizantes y
emulsionantes se venden como productos integrados en mezclas estabilizadas.
Ingredientes, punto crítico: también depende del congelador a emplear y del
tipo de procesado; debe de haber un equilibrio entre sólidos totales y agua, si es
demasiado alta en sólidos totales, presenta una textura arenosa y áspera, debido
a la cristalización de la lactosa. Si es demasiado baja, presenta una estructura
vítrea, con cristales de hielo, que puede resultar insípida y con poco cuerpo.
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Preparación de la mezcla o mix
La preparación de la mezcla a pequeña escala es una operación manual, se
pasteuriza en procesado discontinuo y se asegura una buena mezcla de las
materias primas. En fabricaciones industriales se somete a tratamiento
UHT.
El pesado y mezcla después de una correcta formulación es totalmente automático, controlado por ordenador.
La dispersión de la mezcla puede presentar inconvenientes. Los tanques de
mezcla están dotados de agitadores de turbina de alta eficacia. La leche desnatada es difícil de humedecer, dispersar e hidratar por debajo de 35 ºC; la
goma “guar” no se puede mezclar sin calentar.
Tratamiento térmico
En todos los países es necesario un tratamiento térmico mínimo de pasteurización para eliminar posibles microorganismos patógenos, fundamentalmente Listeria monocytogenes.
Homogeneización/emulsión
El pasteurizador tiene incorporado un homogeneizador, no es necesaria una
homogeneización grande. Presiones bajas, de 12 a 16 megapascales (MPa). A
veces, y como en todos los procesados tecnológicos, se realiza en dos fases:
una a 15 MPa y otra a 4 MPa.
Refrigeración y maduración de la mezcla
Después del tratamiento térmico, la mezcla debe enfriarse lo más rápidamente posible a 4 ºC, en un tiempo máximo de 90 minutos. La mezcla se mantiene a 4 ºC, para la maduración de la mezcla, que consiste en la hidratación de
las proteínas, la cristalización de las grasas y la absorción de agua por parte
de los hidrocoloides añadidos; la maduración debe durar 24 horas y así se evitarán los periodos más largos para no permitir la proliferación de microorganismos psicrótrofos. A continuación se refrigera a 1-2 ºC en intercambiadores
de calor.
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Congelación
En la fabricación tradicional de helados la congelación se realiza en dos fases:
En la primera, la temperatura se reduce en condiciones de agitación para la
incorporación de aire y para obtener un producto esponjoso.
En la segunda, que es mucho más lenta, no se produce incorporación de aire a
la mezcla y tiene lugar en condiciones de reposo en cámaras o en túneles de
congelación para su endurecimiento. La congelación no es total y a bajas temperaturas de congelación queda una cantidad de agua sin congelar. La incorporación de aire al mix durante la congelación produce un aumento del volumen
de la mezcla, que se denomina “overrun”, o aumento porcentual del volumen,
y se puede expresar en volumen o en peso. El overrun es un factor importante
en la determinación de la calidad. Un helado con mucho aire, tiene menos sabor
y aroma y presenta una apariencia más seca y una textura menos consistente.
En todos los países se vende el helado en volumen, y debe ser el máximo sin
afectar la calidad.
Congeladores
Existen en el mercado dos tipos de congeladores: discontinuos y continuos.
Las cubas discontinuas (artesanales) pueden ser verticales u horizontales, pero
son de fabricación a pequeña escala, mientras que los horizontales y continuos son la base para la fabricación a escala industrial.
Las propiedades del helado son diferentes según el tipo de congelador utilizado, debido a que una congelación rápida congela el 50% del agua en
pocos segundos. Se forma un gran número de cristales pequeños, obteniendose así una suave textura.
También el aire se incorpora de diferentes maneras: en los discontinuos el aire
se incorpora por agitación en el interior a presión atmosférica; en los continuos el aire se incorpora a presión y posteriormente se expande, produciendo gran número de células de aire.
El volumen porcentual que se puede obtener en congeladores discontinuos
varía del 50% hasta el 100%, mientras que en congeladores continuos se
puede conseguir un overrun del 130%.
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Tabla 5. Ventajas y desventajas de los congelados continuos.
Ventajas.
1. El helado tiene una textura más suave debido a que se forman cristales de
hielo de pequeño tamaño.
2. La congelación rápida favorece la formación de pequeños cristales de lactosa
y son mínimos los problemas de textura “arenosa”.
3. Se necesitan menos estabilizantes porque los cristales no se forman en la
cámara de endurecimiento sino en el congelador y porque se necesita una
mezcla menos viscosa.
4. El tiempo de maduración se reduce por la menor viscosidad de la mezcla y
porque la incorporación de aire es menos dependiente de las características
de la mezcla.
5. Se necesita menor cantidad de aromatizantes porque los cristales de hielo
pequeños se funden rápidamente en la boca haciendo el sabor más
pronunciado.
6. El producto es más consistente, con menos variaciones entre los envases.
7. Se reduce la manipulación del producto, con menos riesgos de
contaminación.
8. La producción continua facilita la fabricación de helados especiales, como los
productos con el centro moldeado y las combinaciones de colores, sabores y
aromas.
Desventajas.
1. Alta inversión inicial de capital.
2. El helado se puede “encoger” después del endurecimiento (problema que
puede eliminarse modificando la fórmula de la mezcla).
3. Se necesita un estricto control para evitar el excesivo aumento porcentual de
volumen.
4. Las piezas del equipo trabajan muy ajustadas y se estropean fácilmente si no
se opera correctamente.
5. El personal de servicio y los operarios deben recibir una formación específica.
Terminado y envasado
Después del endurecido, el helado puede terminarse con un baño de chocolate u otro producto de confitería, añadiendo frutos secos triturados o no,
etc., o combinando el helado con helados de agua; posteriormente el helado
se envasa.
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Existe una gran variedad de envases:
Las pequeñas porciones se envasan para venta en láminas de papel encerado o forrado de aluminio o en envases de cartón recubiertos de plástico
(polietileno de baja densidad), pero se sustituye por los de alta densidad, con
tapa y lámina interna de aluminio. Los envases pueden tener mucha influencia en la conservación del helado durante el almacenamiento, aunque el factor más importante es la temperatura.
Almacenamiento y distribución
El helado debe mantenerse durante el almacenamiento a una temperatura
constante, pues las fluctuaciones producen migraciones y acumulación de
agua y formación de nuevos cristales en la recongelación; si el almacenamiento es largo las temperaturas deben ser de –20 a –25 ºC, pero a temperaturas superiores a –13 o –18 ºC, son aceptables en el transporte y los
lugares de venta.
Sorbetes y granizados contienen frutas ácidas, no menos de un 35%, y azúcar
entre el 17 y el 20%, tienen como acidificante el ácido cítrico, o el tartárico,
láctico, málico, ascórbico y fosforito.
Batidos
Son productos cuya composición, preparación y tecnología es similar al mix
de los helados, pero sin un proceso de congelación posterior.
Subproductos de la industria láctea. Lactosueros y
caseinatos
Son derivados de la industria láctea con un alto valor añadido; tienen una
amplia aplicación tanto en la industria alimentaria como farmacéutica y su
calidad depende de la calidad de obtención, conservación y distribución. Los
costes del equipamiento son muy elevados y la tecnología requiere una gran
especialización, pero como consecuencia de esto se consiguen unos valores
añadidos muy importantes.
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Bibliografía
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