Propiedades fisicoquímicas

Propiedades Físico Químicas
de la Leche y sus variables
desde la obtención hasta el
consumo
Dra. de los Santos
Definición
• La leche es una dispersión coloidal
compleja que contiene glóbulos grasos ,
micelas de caseína y proteínas del
lactosuero en una solución acuosa de
lactosa, minerales y otros compuestos
menores.
¿Por qué conocer estas
propiedades?
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•
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•
•
Diseño de equipos y procesos
Diseño de análisis de leche modernos
Determinar la microestructura de la leche
Dilucidar reacciones químicas complejas
Evaluar la calidad de la leche
Propiedades físico-químicas
• Las propiedades físico químicas dependen de los factores intrínsecos
composicionales y estructurales, factores extrínsecos como la temperatura
y los tratamientos post ordeño
• Algunas propiedades dependen de:
El total de los
componentes:
Densidad
Tensión
superficial
Calor
específico
De las
sustancias
disueltas:
Indice
refracción
Pto.
congelación
Los valores relativos
a la solución
verdadera pueden
considerarse
constantes
De los iones
pH
Conductibilida
d
De las
sustancias
reductoras
Potencial
redox
Algunos valores
Densidad
• No es un valor constante
• Depende de 2 factores opuestos y variables:
Concentración de elementos disueltos y en
suspensión (SNG)
Proporción de materia grasa
• Se identifica con la temperatura a la que se
hace la determinación:
• 1,030-1,033 a 15ºC
Densidad (ρ)
Depende de:
Composición, temperatura, rango del punto de fusión de los TAG que
conforman la materia grasa, del grado de hidratación de las proteínas, y
de su historia térmica
↑: Adición de sustancias, descremado, disminución de la
temperatura.
↓: Adición de agua, grasas, y aumento de la temperatura.
Valores de referencia (20ºC): 1,027-1,033 kg/m3.
Temperatura y densidad
Determinación de la densidad
Utilidad e importancia
tecnológica
Calcular el peso de la leche requerida para un proceso.
Investigar posibles adulteraciones de la leche (aguado,
adición de sólidos).
Normalizar el contenido de materia grasa.
Tensión superficial
La presencia de sustancias orgánicas en la
leche explica el descenso de la tensión
superficial
Tensión superfcial
Tensión superficial
Equilibrio ácido-básico
La capacidad buffer de la leche influye sobre muchas
propiedades físico-químicas durante el procesamiento
de la leche
 la estabilidad al calor y frente al etanol
 tiempo de coagulación de la renina
 firmeza y sinéresis de los geles formados por la
coagulación de la leche con la renina
 Cambio de pH en los quesos
 pH final del queso y los cambios durante la maduración
 La leche contiene varios grupos ácidos y básicos que
actúan como buffer en un amplio rango de pH
Principales buffers de la leche
• Fosfato soluble, fosfato de calcio coloidal,
caseína, citratos, bicarbonato.
pH y propiedades buffer de la leche
• pH a 25ºC : 6,5-6,7 (leche bovina)
• Diferencias de pH y capacidad buffer en
diferentes leches reflejan variaciones en la
composición
• pH calostral es menor, mastitis crónicas
(mayor permeabilidad células al Na y al
Cl) y al final de la lactación: 7,5 o más
pH
•
Acidez
titulable
¿Para qué sirve?
– Chequear frescura
– Controlar manufacturas de productos fermentados
• Es un indicador de calidad simple y rápido de determinar
• Mide la capacidad buffer de la leche entre el pH 6,6 y 8,4 debida
fundamentalmente a fosfatos, proteínas, citratos y CO2
• Se determina titulando con NaOH hasta el punto de terminación
dado por la fenoftaleína
pH
Acidez inicial alta
• Debido a :
– Alta concentración de proteínas u otros compuestos
buffers nativos
– La lipólisis causada por las lipasa causa una cierta
acidificación en los producto ricos en grasa
– Se puede alterar por la rapidez de la titulación debido
a la precipitación del fosfato de calcio que causa la
liberación de hidrogeniones y posterior descenso del
pH (fading of the phenophtalein end- point)
pH
pH
Acidez
Acidez
pH
Acidez
Equilibrio de óxido reducción
• La oxidación se define como la pérdida de
electrones y la reducción como la ganancia
de los mismos
• Una sustancia que causa la oxidación de otra
se llama oxidante y debe aceptar electrones
de la sustancia que oxida, que se reduce
• Una sustancia que causa la reducción de
otra se llama reductora y ella misma se
oxida durante la reacción
Determinación
• Se puede determinar la tendencia de una sustancia a
perder o aceptar electrones usando células voltaicas o
galvánicas que separan a los reactivos y causan la
transferencia de electrones a través de un cable
produciendo una corriente eléctrica.
• La célula galvánica tiene 2 medias células cada una con
un par de óxido reducción y electrodo, generalmente de
platino
Determinación
• El potencial se mide conectando las 2 medias células
por un puente de sal a través de un potenciómetro
• El potencial standard de referencia es la de la mitad de
Hidrogeno de la célula que marca el cero
• El potencial de red-ox depende de los componentes y
sus concentraciones de la otra media célula y puede
variar con el pH
• Lactato-piruvato,ascorbato y riboflavina son
componentes de la leche que influyen en el mismo
los
Factores que lo hacen variar
• Tratamiento térmico
– Disminuye con el calentamiento
– Sustancias reductora s producidas durantes
Reacc. De Maillard
– Disminuye el O2 y disminuye Eh (menor
oxidación del ác. Ascórbico y mayor retención
de sust. reductoras.
• Actividad bacteriana
Metabolismo bacteriano disminuye el oxígeno
Factores que lo hacen variar
• Contaminación con iones metálicos (Cu)
• Concentración de oxígeno
• Exposición a la luz
Potencial redox
Potencial redox
Determinan el potencial redox
Potencial redox
Potencial redox
Indice de refracción
• El índice de refracción de un medio transparente es la velocidad de
la luz en el aire en comparación del la velocidad de desplazamiento
de la luz en el medio. Cuando el rayo de luz pasa en un angulo de
la interfase entre 2 medios de distinta densidad existe un abrupto
cambio de dirección
• El índice de refracción es el cociente entre la incidencia del rayo en
el primer medio y la interfase (incidencia) y el ángulo de salida o
refracción
• Varía con la temperatura y amplitud de onda. Si se mantienen
constantes , el índice es constante y sirve para determinar la pureza
de una sustancia o mezcla de sustancias
• Depende de minerales, lactosa, proteínas del suero y caseína
Variaciones del índice de
refracción
• El aumento es proporcional a la
concentración de los solutos en un
determinado volumen
• Se usa para determinar SNG en leche y
leche condensada
Punto crioscópico
• Relacionado a la concentración de los
solutos disueltos en el agua
• Al adicionar solutos, se baja el punto de
congelación
• Factores nutricionales y medioambientales
no inciden de forma importante en el
punto crioscópico, salvo circunstancias
extremas
Variaciones y uso
• Fermentación disminuye el punto de
congelación al modificar la lactosa
• Se usa para determinar adulteraciones
• Helados
Propiedades coligativas
Propiedades coligativas
Punto de congelación
Punto de congelación
Color
Propiedades reológicas
Propiedades reológicas
Propiedades reológicas
Viscosidad
Viscosidad
Propiedades reológicas
Calor específico
Calor específico
Calor específico
Conductividad térmica
Propiedades ópticas