2. COMPOSICIÓN DE LA LECHE SC
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Universidad de la República Facultad de Veterinaria Departamento de Ciencia y Tecnología de la Leche Composición de la Leche Dra. Silvana Carro [email protected] 11/08/15 1. Composición de la Leche Introducción Definición Valor nutritivo de leche • Alimento completo • Nutrientes esenciales x Distribución equilibrada • Fácil metabolización Composición de Leche LECHE AGUA 87% PROTEÍNAS 3,3% GRASA 3,6-3,8% LACTOSA 4,6% MINERALES 0,5-0,8% VITAMINAS Composición de Leche Composición (%) de la leche de diferentes especies Especies MG Sólidos Proteína Lactosa Calcio Energía* (No Grasos) (Nx6.38) (Anhidra) 8.97 1.23 6.94 0.03 73 Calorías/100g Humana 4.62 Vaca 3.50 8.65 3.25 4.60 0.115 62 Búfala 7.45 9.32 3.78 4.90 0.19 100 Caprina 4.50 8.70 3.30 4.40 0.13 71 Ovina 7.50 10.90 5.60 4.40 0.20 105 Equina Asna Camélida 1.60 1.50 4.20 8.50 8.60 8.70 2.20 2.10 3.70 6.40 6.20 4.10 0.09 0.08 - 47 46 70 Vaca Agua Búfala Cabra Oveja Camella 87.4 82.2 86.8 81.6 87.4 MG 3.9 7.5 4.5 7.5 3.7 Proteína 3.3 4.8 3.3 5.6 3.5 Lactosa 4.5 4.7 4.4 4.4 Minerales 0.9 0.8 1.0 0.9 4.6 0.8 Fuente: http://www.fao.org/ag/againfo/resources/es/f-4.html 1. Composición de Leche Introducción Estado de dispersión de los componentes de la leche Dispersión Tamaño Solvente Componentes agua Solución verdadera < 1 nm Solución coloidal 1- 10 nm albúminas, globulinas, caseína soluble, fosfato Suspensión coloidal 10-200 nm micelas de caseína, citrato cálcico Suspensión Emulsión 1 µm 10-30 µm lactosa, sales bacterias glóbulos grasos Fuente: Amiot, 1991 Composición de Leche 1. Introducción Biosíntesis Composición de Leche 2 Grasa Láctea 2.1 Definición: Sustancias insolubles en agua Largas cadenas de grupos CHs incluyendo OHs, aldehídicos, ác. grasos y derivados (glicéridos, fosfolípidos, glicolípidos). Vitaminas 2 Grasa Láctea 2.2 Clasificación Lípidos saponificables: neutros, fosfolípidos Lípidos insaponificables: pigmentos, esteroles Composición de la Leche 2 Grasa Láctea 2.2 Clasificación Lípidos complejos: cerebrósidos, gangliósidos Composición de la Leche Composición de la Leche 2 Grasa Láctea 2.3 Estructura: Glóbulo Graso: 1um 12 um Grasa cristalizada, con ≠ puntos de fusión Grasa líquida 2 Composición de la Leche Grasa Láctea 2.4 Hidrólisis enzimática vs oxidación RANCIDEZ HIDRÓLITICA O ENRACIAMIENTO Favorecida por: Homogeneización, agitación, cambios bruscos y repetidos de temperatura 2 Grasa Láctea 2.4 Composición de la Leche Oxidación OXIDACIÓN Oxidación: Caroteno (color de la leche y precursor de vitamina A) Factores: Grado de insaturación, presencia de oxígeno, catalizadores como el cobre y el hierro, acidez, luz, calor. MEDIDAS PARA EVITAR LA OXIDACIÓN Evitar que la leche tenga contacto con cobre o hierro Las reacciones se aceleran con calor, luz, acidez La liberación de grupos sulfhidrilos previenen la oxidación 2 2.4 Composición de la Leche Grasa Láctea Oxidación Formación de Radicales Libres hidroperóxidos Compuestos responsables de defectos de oxidación: aldheídos y cetonas Composición de la Leche 2 2.5 Grasa Láctea Propiedades Densidad: 0,93 a 0,95 g/ml Punto de fusión: 29 a 43ºC Insolubles en agua Solubles en éter y cloroformo Poco soluble en alcohol Índice de yodo: 25 a 45 Índice de refracción: 1.453 a 1.462 Otros índices: saponificación, de Polenske, Reichert, de Acidez. Composición de la Leche 2 Grasa Láctea 2.5 Propiedades Principales ácidos grasos en leche Ácido graso % del total de ácidos grasos Butírico Caproico Caprílico 3.0 1.3 0.8 Cáprico Laúrico Mirístico Palmítico Esteárico 1.8 2.0 7.0 25.0 7.0 Oleico Linoleico Linolénico Araquidónico 30.0 2.0 hasta hasta 4.5 2.2 2.5 3.8 5.0 11.0 29.0 3.0 40.0 3.0 1 1 Punto de fusión ºC -7,9 -1.5 +16.5 +31.4 +43.6 +53.8 +62.6 +69.3 -7,9 -5.0 -5.0 -49.5 Líquido a Temperatura ambiente Sólido a Temperatura ambiente Líquido a Temperatura ambiente Composición de la Leche 3. Glúcidos 1) Neutros: Lactosa y poliósidos libres o combinados 2) Nitrogenados: Glucosamina, Galactosamina (ligados a neutros) 3) Ácidos: siálicos Composición de la Leche 3. Glúcidos Composición de la Leche 3. Glúcidos Propiedades físico químicas y bioquímicas de Lactosa • Disacárido reductor (C12H22O11 H2O: forma α hidratada < 94°C) • Efecto de calentamiento: ausencia/presencia de grupos aminados (HMF= ácido levúlico + ácido fórmico) • Intolerancia (Hidrólisis) • Fermentación: homo-hetero Composición de la Leche • Solubilidad: Formas α y β Lactosa Solubilidad y Mutarrotación Solución de lactosa α monohidrato T= 15ºC • Cristalización Rotación óptica específica inicial Rotación óptica a las 24 hs Solubilidad inicial (g/100 ml agua) Solubilidad inicial (g/100 ml agua) 89,4º 55,4 7,3 17 Composición de Leche 3. Glúcidos % sacarosa 1.0 • Poder edulcorante: Formas α y β % lactosa 3.5 5 10 20 15 30 33 • Fuente de galactosa (tej. nervioso) • Lactosa ⇒ ↓ pH intestinal, + vit. D: ↑ absorción de calcio, fuente persistente de energía • Importancia en regulación osmótica Composición de la Leche 4. Proteínas de Leche 4.1 Definición Primaria Secundaria Terciaria Cuaternaria 5.3 Clasificación CASEÍNAS: 80% αs1 αs2 β γ κ Composición de la Leche Moléculas de proteínas a pH: 6.6 Moléculas de proteínas a pH 4.6 (pI) PROTEÍNAS DEL SUERO: 20% α lactoalbúmina β lactoglobulina Seroalbúmina Inmunoglobulinas Proteosa peptona Otras Enzimas Proteínas Menores: Proteínas de membrana del GG, lactoferrina, transferrina 4. Proteínas de Leche 4.3 Clasificación MICELA DE CASEÍNA: 30-300 nm Química y Físico-Química de la Leche 4. Proteínas de Leche 4.3 Clasificación Composición de la Leche Composición de la Leche Componentes de actividad biológica • Enzimas: 50 actividades en leche. Reacciones que catalizan en leche y subproductos. • Vitaminas: compuestos orgánicos esenciales. Ppal fuente de algs.para adultos y niños. (Excepción vit. K) • Otros 5. ENZIMA Composición de la Leche Enzimas ACCIÓN IMPORTANCIA Peroxidasa Se reduce y forma parte de LPS Tratamento térmico de leche Bacteriostático natural Lisozima [baja ] reduce metab. [alta] hidroliza pared microbiana Bacteriostático natural Catalasa Xantinoxidasa Fosfatasa Lipasa nativa Plasmina Reductasa Libera O2 Oxida xantina con azul de metileno y agua Ácida y alcalina Hidrólisis de triglicéridos inespecífico Estado higiénico de leche Absorbida por GG Informa acerca de HTST Defectos. Se destruye por calor Proteinasa Concentraciones elevadas: mastitis Microorganismos Grado de contaminación de leche 5. Enzimas Composición de la Leche Lactoperoxidasa SCN- + H2O2 = ¿OSCN - ? + H2O (hipotiocianato) O2SCN - , O3SCN 2 SCN ¯ + H2O2 + 2H¯ (SCN)2 + 2H2O (SCN)2 + H2O HOSCN + SCN ¯ + H2O HOSCN H¯ + OSCN ¯ (pK = 5,3) Sistema Antibacterial (oxidación grupos SH) Xantin-oxidasa Cataliza reducción de 2 e- a H2O2 6. Minerales Composición de la Leche • Sales inorgánicas y orgánicas, en forma iónica o no ionizada • Equilibro (estabilidad de la leche): solubles -fase coloidal • Importancia: nutricional y desde el punto de vista estructural. • Traza: Cu, Mn, Zn, Y Distribución del fósforo en varias clases de compuestos en leche bovina Lípidos 1.5% Estéres orgánicos 7% Sales inorg. en solución 33% Fosfato coloidal inorgánico 38.5% Fosfato proteico (caseína) 20% 6. Composición de la Leche Minerales Distribución porcentual de minerales: fases soluble y coloidal F. SOLUBLE F.COLOIDAL CALCIO TOTAL 33 67 CALCIO IONIZADO 100 0 CLORURO 100 0 CITRATO 94 6 MAGNESIO 67 33 FÓSFORO (TOTAL) 45 55 FÓSFORO (INORG) 54 46 POTÁSIO 93 7 SODIO 94 6 7. Composición de la Leche Vitaminas Vitaminas VACA (mg.litro) MUJER (mg.litro) RDA (mg.día) Vitamina A Vitamina D Vitamina E Tiamina (B1) Riboflavina (B2) Niacina Vitamina B6 Vitamina B12 Vitamina C 0,4 0,0006 0,98 0,44 1,75 0,94 0,64 0,0043 21,1 0,6 0,0006 6,64 0,16 0,36 1,47 0,1 0,0003 43 1,0 0,05 10 1,4 1,6 18 2,2 0,4 60 Fuente: Wlastra y Jennes, 1987 7. Vitaminas Composición de la Leche • Importancia nutritiva • Lipo e hidrosolubles • Efecto de tratamientos térmicos: C (tiamina termoestable, material inox.) • Efecto del almacenamiento: C a condiciones oxidantes, A: estable al calor, susceptible oxidación en leches en polvo, E suscep. oxidación • Efecto de la luz: riboflavina, A, E, K, ác. ascórbico, piridoxina • Color: carotenos (provitaminas A) 8. Efectos de tratamientos tecnológicos • Efecto del almacenamiento en frío • Reacciones de Maillard • Cambios que sufre la micela • Tratamiento térmico (indicadores) • Fermentación láctica • Coagulación Composición de la Leche 8. Efectos de tratamientos tecnológicos Composición de la Leche Reacciones de Maillard Grupo de reacciones entre azúcares y sustancias nitrogenadas Formación de pigmentos responsables del color oscuro Favorecidas por: metales y altas temperaturas (tiempo), aumento de pH, disminución de Aw 8. Efectos de tratamientos tecnológicos Composición de la Leche Reacciones de Maillard ¿ Cómo se manifiestan? • Amarronamiento (pigmentos) • Fluorescencia • Sabores y olores • Aumento del poder reductor (pH 6.5 o menores) • Disminución de lisina disponible Reacciones de Maillard: Fuente:Química y Física Lactológica Wlastra & Jennes, 1987 Composición de la Leche 8. Efectos de tratamientos tecnológicos Composición de la Leche Cambios que sufre la Micela • Refrigeración: Se solubiliza fosfato de calcio Se solubiliza β caseína Disminuye tamaño micelar • Acidificación: Desmineralización • Calentamiento: Disminuye calcio iónico Desnaturalización proteica Cuajadas más blandas 8. Efectos de tratamientos tecnológicos •Tratamiento térmico (indicadores) Composición de la Leche 8. Efectos tratamientos •Tratamiento térmico (indicadores) Composición de la Leche Resumen • Características de la leche como sistema: complejo, variable (variaciones interdependientes), es heterogéneo y además, presenta alterabilidad. • Composición de la leche determina: calidad nutritiva, valor como materia prima para derivados y muchas de sus propiedades Composición de la Leche BIBLIOGRAFÍA CONSULTADA Alais, Charles. Ciencia de la Leche. 1ª y 2ª Parte: 3-319. Ed. Reverté. 1985 Amiot, Jean. Ciencia y Tecnología de la Leche. Ed. Acribia. 1991 Luquet, F. Leche y Productos Lácteos Vaca-Oveja-Cabra. Vol. 1 Cap. I: Composición y Propiedades Físico Químicas: 3-93. Ed. Acribia,1993 Spreer E. Lactología Industrial. Capítulo 2: Leche Natural: Composición y propiedades de la leche: 7-26. Editorial Acribia, 1991 Tetrapak-Dairy Processing Handbook (CD), 1995. Varnam A. y J. Sutherland. Leche y Productos Lácteos. Capítulo 1: 1-34. Editorial Acribia, 1995 Wlastra, P.; Geurts, T. J.; Noomen; Jellema y Boekel. Ciencia de la leche y Tecnología de los productos lácteos. Ed. Acribia. 2001 Wlastra y Jennes. Química y física lactológica. Ed. Acribia. 1987 http://www.fao.org/ag/againfo/resources/es/f-4.html Composición de la Leche Artículos FAO/OMS Beneficios y riesgos potenciales del sistema de la lactoperoxidasa en la conservación de la leche cruda. www. fao.org/docrep/010/a0729s/a0729s00.htm FAO/OMS 2005 P. Ponce, J. Capdevilla, H.A. Alfonso, M.G. López, R. León y A. Taboada Conservación de la leche en Cuba mediante la activación del sistema lactoperoxidasa. www.fao.org/docrep/U8750T/u8750T01g.htm
