normalización y mejora de queso semiduro, tradicional y con

"NORMALIZACIÓN Y MEJORA DE QUESO
SEMIDURO, TRADICIONAL Y CON REDUCIDO
CONTENIDO EN GRASA, DE LECHE DE CABRA"
ÍNDICE
1 Introducción
Maduración de quesos
Lipasas y esterasa animales
2 Objetivos
3 Resultados y discusión
3.1 Pastas de cuajo
3.1.1. Procedimientos experimentales
3.1.2. Resultados de las experiencias con pastas de cuajo
3.2 Sistemas Modelo
3.2.1. Procedimientos experimentales
3.2.2. Resultados del estudio de los Sistemas Modelo
3.3. Quesos
3.3.1 Procedimientos experimentales
3.3.2.Estudio de quesos de cabra a escala piloto
3.3.3. Estudio de quesos semiduros de cabra artesanal e industrial
3.3.4.Estudio de quesos de cabra a escala industrial de maduración corta
Consideraciones finales
Bibliografía
2
1. INTRODUCCIÓN
La leche de cabra está adquiriendo cada día más importancia en España, sobre
todo por la aceptación de los productos elaborados fundamentalmente queso, ya
que prácticamente la totalidad de la producción de la leche de esta especie se
destina a la elaboración de queso semiduro con un periodo de maduración corto.
El queso es el producto que resulta de la coagulación (ácida, enzimática o mixta)
de la leche cruda o pasterizada y que, en general, se somete posteriormente a
maduración. Es un alimento de gran valor nutritivo, no sólo por el elevado
contenido en proteína y grasa, sino también por ser una fuente importante de
elementos minerales, principalmente calcio y fósforo (Renner, 1987).
Las distintas variedades de queso son el resultado de la composición de la leche
utilizada, sustancias añadidas, el conjunto de procesos físicos y mecánicos que
inciden en la elaboración y los factores microbiológicos y bioquímicos del período
de maduración.
El objetivo más importante en la fabricación de cualquier tipo de queso es obtener
un producto de calidad, tanto desde el punto de vista físico (textura), como desde
un punto de vista organoléptico (aroma y sabor).
MADURACIÓN DE LOS QUESOS
En el queso se produce un acúmulo de sustancias responsables del sabor y
aroma producidos por transformaciones metabólicas de los componentes
mayoritarios de la leche, es decir, lactosa, triglicéridos y caseínas.
A continuación se comenta la proteolisis y lipolisis como los procesos bioquímicos
de mayor interés en relación con el tema del proyecto.
La proteolisis es el proceso bioquímico de mayor importancia que tiene lugar
durante la maduración de la mayoría de variedades de queso. Afecta de forma
importante tanto al sabor como a la textura y modifica el pH, principalmente por la
producción de grupos amonio en etapas finales de degradación.
Los agentes responsables de la proteolisis durante la maduración del queso son:
•
•
El cuajo o sus sustitutos (quimosina, pepsina, cuajo vegetal y proteasas
microbianas). Todos los cuajos comerciales son proteasas ácidas que
muestran especificidad sobre los enlaces peptídicos adyacentes a
aminoácidos hidrofóbicos. Sólo alrededor del 6% de la quimosina añadida para
la coagulación de la leche queda retenida en la cuajada y se mantiene activa
en el queso durante las etapas iniciales de la maduración, el resto de la
enzima se pierde en el suero durante el desuerado. La proporción de
quimosina retenida aumenta marcadamente a medida que el pH disminuye.
Cuando se encuentra en solución, varios enlaces de la αs1- y β-caseína son
susceptibles a la hidrólisis por quimosina, aunque su actividad sobre esta
última es menor.
Las enzimas endógenas de la leche, principalmente la plasmina. Es una
3
•
proteasa alcalina, procedente de la sangre, que se presenta en la leche
asociada a las micelas de caseína. Aunque muestra especificidad por la
hidrólisis de la β-caseína, dando lugar a sus productos de degradación γcaseínas y proteosas peptonas, el pH de la mayoría de los quesos no es
favorable para su actividad (Farkye y Fox, 1991).
Enzimas de microorganismos presentes en la leche cruda o añadidas como
cultivo iniciador. Las bacterias lácticas que forman parte de los cultivos
iniciadores son microorganismos poco proteolíticos, aunque mediante la
acción de sus proteinasas y peptidasas son capaces de hidrolizar totalmente
las caseínas hasta aminoácidos (Visser, 1993). Otras enzimas proteolíticas
son las procedentes de la microbiota secundaria adicionada a la leche y por
último, las enzimas que proceden de bacterias que sobreviven a la
pasterización de la leche, o llegan al queso por una posible contaminación
durante la elaboración o la posterior maduración y/o conservación, tales como
lactobacilos y micrococos.
Durante la proteolisis, los compuestos nitrogenados insolubles sufren cambios a
formas solubles. En las primeras etapas, las caseínas son degradadas a péptidos
de alto peso molecular y polipéptidos de tamaño no inferior a 1400 Da, debido
principalmente a la acción proteolítica del cuajo o sus sustitutos y, en menor
medida, a las proteinasas de los microorganismos que forman parte del cultivo
iniciador y a las proteasas nativas de la leche. Posteriormente, estos péptidos y
polipéptidos de alto peso molecular son hidrolizados hasta péptidos de bajo peso
molecular y aminoácidos por la acción de las peptidasas de los microorganismos
presentes en el queso (Crow et al., 1995; Farkye et al., 1995).
La degradación proteica en el queso se determina de forma habitual por
electroforesis o por distintos índices de maduración. Uno de los más utilizados es
el contenido en nitrógeno soluble en agua o el nitrógeno soluble a pH 4.6
(nitrógeno no caseínico; NNC). En la fracción de nitógeno soluble, están incluidos
el nitrógeno proteico precipitable en ácido tricloroacético al 12%, NNC
(lactoalbúminas, lactoglobulinas, seroalbúminas, polipéptidos y oligopéptidos) y el
soluble en dicho ácido tricloroacético (nitrógeno no proteico; NNP), que incluye
péptidos de bajo peso molecular. La determinación de estas fracciones y sus
relaciones con el contenido en nitrógeno total (NT) constituyen los índices
normalmente empleados para determinar la evolución de la proteolisis durante la
maduración de los quesos.
La lipolisis es un fenómeno poco destacado en la mayoría de quesos, excepto en
quesos azules (Roquefort, Stilton, Gorgonzola, Danablue y Cabrales), en algunas
variedades españolas como Majorero e Idiazabal y en quesos italianos duros
(Romano, Parmesano y Provolone) (Fox y Guinee, 1987). En otros quesos como
Manchego, Cheddar, Edam y Gouda, la lipolisis ocurre de forma ligera.
La hidrólisis enzimática de los triglicéridos (que constituyen más del 98 % de la
grasa del queso) es la transformación bioquímica más importante que sufre la
grasa durante la maduración del queso. El resultado es la producción de ácidos
grasos libres y bajas concentraciones de monoglicéridos y diglicéridos. Los ácidos
grasos libres y otros productos formados en etapas posteriores de degradación,
como alcoholes, ésteres, aldehídos, cetonas y lactonas, son los componentes
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principales del aroma y sabor característico de cada queso.
Los ácidos grasos libres presentes en los quesos provienen, por una parte, de la
acción de las lipasas sobre los triglicéridos y, por otra, del metabolismo de los
carbohidratos y aminoácidos por las bacterias. Los ácidos grasos liberados
mediante el proceso lipolítico que contienen entre 4 y 12 átomos de carbono
poseen aromas específicos (rancio, picante, a cabra, a coco) y su intensidad
depende de la concentración y distribución entre las fases acuosa y grasa, el pH
del medio, la presencia de ciertos cationes (Na+, Ca2+) y los productos de la
degradación de proteínas (Gripon et al., 1991).
El nivel de lipolisis de un queso puede ser considerado como un índice de
maduración,
determinándose
mediante
técnicas
cromatográficas.
La
cromatografía de gases en columna capilar se utiliza de forma generalizada para
determinar el contenido en triglicéridos, ácidos grasos de triglicéridos y ácidos
grasos libres durante las distintas etapas en la maduración de un queso.
Existen pocos estudios tecnológicos dirigidos específicamente a mejorar las
condiciones de elaboración y maduración de los quesos semiduros de leche de
cabra. Una de las alternativas es acelerar la maduración mediante el aumento de
lipolisis y proteolisis, al ser estos procesos fundamentales en el desarrollo del
sabor y aroma de quesos.
Los quesos industrializados de este tipo, no madurados por mohos, presentan
niveles de lipolisis bajos (Fuente De la et al.,1993), ya que la actividad lipolítica de
las bacterias lácticas integrantes del cultivo iniciador es baja (Fox y Stepaniak,
1993).
Las tradicionales fuentes de lipasas para mejorar el aroma de quesos han sido las
pastas de cuajo procedentes de tejidos animales, especialmente glándulas
pancreáticas y tejidos pregrásticos de rumiantes lactantes. Estas pastas contienen
esterasas pregástricas y se utilizan de forma parcialmente purificada en la
elaboración de quesos duros italianos italianos (Fox y Guinee, 1987). La literatura
disponible sobre estas esterasas indica la alta especificidad sobre los ácidos grasos
de cadena corta, esterificados en la grasa de leche en la posición sn-3 del
triglicérido. La acción de estas esterasas puede dar lugar a la liberación de ácidos
de cadena corta responsables del característico sabor picante, muy apreciado en
determinados tipos de queso.
Lipasas y esterasas animales
Las lipasas y esterasas animales se obtienen generalmente de tejidos
pancreáticos porcinos y tejidos pregástricos procedentes de cabritos, corderos y
terneros (Birschbach, 1994).
Tradicionalmente, las pastas de cuajo (de cabrito y de cordero, principalmente) se
han utilizado para la producción de algunos quesos artesanales españoles, así
como algunas variedades de quesos duros italianos. Las pastas de cuajo aportan
además de las funciones de coagulación de la leche, el sistema lipolítico,
esencialmente pregástrico, necesario para el desarrollo del gusto “picante”, típico
de estos quesos. Dicho sabor picante aparece ligado principalmente a la
5
liberación de ácidos grasos de cadena corta (Rampilli y Barzaghi, 1995).
Las pastas de cuajo se preparan artesanalmente macerando los estómagos de
los rumiantes lactantes, incluido su contenido (leche coagulada). La diferencia con
los extractos de pasta de cuajo comerciales es que éstos se preparan a partir de
estómagos previamente vaciados y lavados (Fox y Guinee, 1987).
La composición enzimática de las pastas de cuajo consiste en:
- Enzimas coagulantes. Constituidas por proteasas ácidas (aspartato
proteasas; EC 3.4.23), principalmente quimosina y pepsina. La composición
enzimática varía mucho de unos cuajos a otros y depende fundamentalmente de
la especie animal, de la modalidad de preparación y del sistema de conservación.
- Enzimas lipolíticas. Es la fracción enzimática más compleja, debido a la
presencia de sistemas enzimáticos múltiples, específicos para cada especie.
Además, como se ha descrito anteriormente, la actividad lipolítica está influida por
la especificidad de la enzima hacia el sustrato y depende de la naturaleza de este
último, del tipo de triglicérido y del estado de emulsión en que se encuentra.
Las enzimas lipolíticas presentes en las pastas de cuajo se secretan durante la
lactancia en el epitelio glandular de la región pregástrica, definida como el área
que está delimitada en la parte anterior por la región sublingual y en la parte
posterior por la parte del esófago donde finaliza la faringe (Birschbach, 1992).
Posteriormente, dichas enzimas son conducidas hasta el estómago con la leche
ingerida durante la digestión, donde catalizarán la hidrólisis de los triglicéridos,
diglicéridos y monoglicéridos para dar ácidos grasos y diglicéridos, monoglicéridos
y glicerol, respectivamente. La enzima lipolítica presente en las pastas de cuajo
mejor caracterizada es la que se conoce como esterasa pregástrica. Esta enzima
muestra una gran especificidad por los ácidos grasos de cadena corta,
especialmente butanoico (esterificado en leche de cabra mayoritariamente en
posición sn-3). El óptimo de actividad de la misma se encuentra entre 32-40 ºC y
pH entre 4.8-5.5 (Fox y Stepaniak, 1993). Aunque, parece probable que las
preparaciones comerciales de la esterasa pregástrica contienen diversas enzimas
lipolíticas con pesos moleculares y movilidades electroforéticas similares, pero
con diferentes pH y temperatura óptimos (Fox y Guinee, 1987). La esterasa
procedente de diferentes especies animales produce diferentes perfiles de sabor.
En este sentido, la procedente de cabrito genera un sabor a mantequilla y
ligeramente picante, la de ternero un sabor a pimienta ligeramente picante,
mientras que la de cordero genera el sabor típico denominado “pecorino”
(Birschbach, 1992). En general, el desarrollo del aroma típico al que dan lugar las
pastas de cuajo en el queso está más relacionado con las proporciones relativas
de los ácidos grasos liberados que con la cantidad de los mismos (Rampilli y
Barzaghi, 1995). En la actualidad, algunos trabajos se están enfocando a la
inmovilización de esterasas pregástricas para la producción de concentrados
lácteos de sabor (García et al., 1995).
Barzaghi y Rampilli (1996) analizaron las características enzimáticas de pastas de
cuajo comerciales, y determinaron que la actividad coagulante de las mismas era
uniforme, a diferencia de la actividad lipolítica que variaba en función del método
utilizado para medir actividad y del sustrato empleado. Estos autores observaron
6
que no existía relación entre la actividad lipolítica medida mediante potenciometría
y el análisis cromatográfico del perfil de ácidos grasos libres liberados. El análisis
indicaba que las pastas de cuajo liberaban mayoritariamente ácidos grasos de
cadena corta.
Recientemente se han purificado total o parcialmente lipasas pregástricas tanto
de cordero (de Caro et al., 1995; Barton et al., 1996), como de cabrito (Lai et al.,
1997; Lai et al., 1998) y se han estudiado las características hidrolíticas de esta
última (Lai et al., 1997). La caracterización de estas lipasas indica que las
enzimas son de diferente naturaleza, masa molecular y pH y temperatura óptimos
(de Caro et al., 1995; Barton et al., 1996).
El empleo de pastas de cuajo en la fabricación de quesos está justificado en el
mejor sabor conseguido en los mismos respecto al obtenido con la utilización de
lipasas pregástricas purificadas (Barzaghi y Rampilli, 1996), pero presenta, sin
embargo, una serie de puntos críticos. Los principales inconvenientes son la
complejidad y variabilidad de la composición de las pastas de cuajo (que depende
sobre todo de la especie animal de la que procede, de la edad y alimentación del
animal, del modo de obtención, del sistema de conservación, etc), su baja
actividad coagulante, la imposibilidad de estandarizar la relación
coagulante/lipasa, su limitada calidad microbiológica (preparación artesanal) y la
presencia de restos de tejidos, que pueden representar una limitación en su uso.
Es indispensable, por tanto, llevar a cabo un control analítico (microbiológico y
enzimático) de estas pastas de cuajo, así como su higienización y caracterización,
con el fin de extender la aplicación de las mismas.
A la vista de los resultados positivos obtenidos en cuanto a las características
sensoriales se refiere- en un queso de cabra estudiado en nuestro laboratorio, en
el que se utilizó como coagulante pastas de cuajo con esterasas pregástricas
obtenidas de forma artesanal (Fontecha et al., 1990), la adición de este tipo de
pastas con un nivel de actividad lipolítica controlado podría ser una alternativa a
considerar para mejorar el aroma y sabor de quesos.
Para la mejora del aroma y sabor de este tipo de quesos, es necesario también
potenciar la proteolisis que ocurre en los mismos. La selección de un cultivo
iniciador con menor actividad acidificante y proteolítica y con alto potencial
peptidásico, capaz de producir compuestos del aroma, es una alternativa quizás
con mayores posibilidades que la incorporación de enzimas. En nuestro
laboratorio se ha desarrollado un cultivo iniciador específico, compuesto por
lactococos, lactobacilos y leuconostocs para la producción industrializada de
queso semiduro de cabra (Requena et al. 1992).
De todo lo anterior puede deducirse el potencial interés de estudiar la posible
mejora de un queso semiduro de leche de cabra, elaborado a partir de leche
pasterizada, mediante el empleo de pastas de cuajo con esterasas y un cultivo
iniciador específico, para llegar a un producto de características organolépticas
mejoradas y reducir el período de maduración.
Los resultados obtenidos pueden ser de utilidad para la elaboración de quesos de
cabra semiduros, elaborados a partir de leche pasterizada y en los que interese
7
acortar el período de maduración.
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2 OBJETIVOS
El objetivo principal de este trabajo es la normalización y mejora del aroma y
sabor de quesos semiduros, tradicional y con reducido contenido en grasa, de
leche de cabra mediante el aumento controlado de la proteolisis y lipolisis durante
la maduración.
Este objetivo final se pretende llevar a cabo a través de los siguientes objetivos
parciales:
-Higienización y caracterización de pastas de cuajo artesanales, con alto
contenido en esterasas pregástricas, de potencial utilización para el aumento
moderado de la lipolisis.
-Evaluación del uso de pastas de cuajo higienizadas en sistemas modelo.
- Desarrollo de procedimientos de elaboración de quesos semiduros de leche de
cabra, tradicional y con reducido contenido en grasa, que incluyan el empleo del
cultivo iniciador desarrollado en nuestro laboratorio -bacterias lácticas de elevado
potencial peptidásico y como cofermento microorganismos con baja actividad
acidificante y alta actividad peptidásica-, con el fin de potenciar la proteolisis del
queso y por otra parte de las pastas de cuajo caracterizadas, con el fin de
potenciar la lipolisis.
Los resultados obtenidos, independientemente de contribuir al conocimiento de los
mecanismos enzimáticos que regulan la maduración de los quesos, podrían
suministrar al subsector de quesos información sobre procedimientos de fabricación
de estos productos -mejorados en el aroma y sabor por la aceleración en el
desarrollo de estas características organolépticas- que respondan a requerimientos
del consumidor y que podrían contribuir a una utilización mas efectiva de nuestra
producción. Por otra parte, se producirían beneficios económicos importantes al
reducirse el tiempo de inmovilización de capital con el acortamiento del período de
maduración.
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3 RESULTADOS Y DISCUSIÓN
En esta parte se recogen los materiales y la metodología utilizados, así como los
resultados obtenidos en los tres apartados que se han abordado en el estudio:
pastas de cuajo, sistemas modelo y quesos.
3.1. PASTAS DE CUAJO
3.1.1. PROCEDIMIENTOS EXPERIMENTALES
Proceso de higienizado y caracterización de las pastas de cuajo
La complejidad y variabilidad de la composición de las pastas de cuajo, así como
su limitada calidad microbiológica (preparación artesanal) pueden representar una
limitación en su uso. Es indispensable, por tanto, llevar a cabo un control analítico
(microbiológico y enzimático) de estas pastas de cuajo, así como su higienización,
con el fin de extender la aplicación de las mismas en la elaboración de quesos.
Las pastas de cuajo artesanales, se obtuvieron a partir de estómagos de cabritos
lactantes que contenían leche coagulada y que fueron secados al sol durante dos
meses o conservados en salmuera. Con objeto de conocer el efecto del sistema
de conservación del estómago así como de la forma de extracción sobre las
características de las pastas de cuajo, se compararon dos métodos diferentes en
dos estómagos que se utilizaron para este ensayo. En el primero, el estómago en
salmuera se cortó entero en trozos y se trituró en un mortero con 100-150 mL de
agua milli-Q, posteriormente fue homogeneizado en Omni-mixer en baño de hielo
durante 2 min. hasta la obtención de una pasta homogénea que se diluyó en agua
destilada en la proporción 1:6. En el segundo, el estómago seco se vació y su
contenido fue procesado de la misma forma que se hizo con el estómago en
salmuera. Finalmente ambas fracciones fueron agitadas durante 16 h a 4ºC,
centrifugadas a 14000 g durante 20 min. a 4ºC y posteriormente filtradas, en
primer lugar mediante filtros Whatman 1 para eliminar los restos en suspensión y
seguidamente a través de filtros Millipore de 0.45 µm de diámetro mediante
filtración al vacío. En la fracción líquida obtenida se realizó recuento de
microorganismos viables totales después de incubación a 30ºC durante 72 h y se
determinó la concentración de proteína presente según el método de Lowry
utilizando el sistema Bio-Rad y empleando albúmina sérica bovina como estándar
(Lowry et al. , 1951). La fracción líquida obtenida de la pasta de cuajo fue utilizada
directamente o liofilizada y en ambos casos conservada a -20ºC para su análisis
posterior.
Determinación de actividades enzimáticas de la pasta de cuajo
Con objeto de conocer la aptitud tecnológica de la pasta de cuajo es preciso
determinar la actividad proteolítica, esterásica, lipásica y sobre todo la actividad
coagulante, para estimar la cantidad a utilizar en la elaboración.
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Medida de la actividad proteolítica
La actividad proteolítica de la pasta de cuajo se determinó utilizando azocaseína
como sustrato (Fontecha et al. 1996). La mezcla de reacción estaba formada por
0.5 mL de azocaseína (5 mg/mL) y 0.5 mL de extracto higienizado de pasta de
cuajo y se incubó a 37ºC durante 2 h con agitación. La reacción se detuvo por
adición de 0.5 mL de ácido tricloroacético al 10%. Posteriormente, se centrifugó a
10000 g durante 5 min a 4ºC y se determinaron en el sobrenadante los productos
de hidrólisis de azocaseína mediante incremento de la absorbancia a 440 nm. Los
resultados se expresaron en unidades arbitrarias, definiéndose una unidad como
el incremento de 0.001 unidades de absorbancia por min. La actividad proteolítica
específica se expresó por mg de proteína en el extracto enzimático.
Estudio de la actividad esterásica
La actividad esterásica presente en la fracción higienizada procedente de las
pastas de cuajo se determinó empleando como sustrato ß-naftil caprilato (Gobbeti
et al., 1996). La mezcla de reacción estaba constituida por 20 µL de sustrato (5
mM en metanol), 80 µL de tampón Tris-HCl (20 mM a pH 7.5) y 100 µL de
extracto higienizado de pasta de cuajo y se incubó durante 4 h a 37ºC. La
reacción se detuvo por adición de 360 µl de Fast Garnet (Sigma) (5 mg/mL en
10% de SDS) y 375 µL de tampón Tris-HCl 20 mM, pH 7.5. Tras una
centrifugación a 10000 g durante 5 min a 4ºC, se midió la absorbancia del
sobrenadante a 560 nm. Una unidad de actividad esterásica se definió como la
cantidad de enzima que libera un µmol de ß-naftol a partir del sustrato por min y
por mg de proteína. La concentración de ß-naftol se determinó a partir de una
recta de calibrado.
Estudio de la actividad lipásica
El estudio de actividad lipásica se llevó a cabo en una emulsión con tributirina
como sustrato y empleando como emulgente L-α-lecitina y caseinato sódico. La
emulsión base se preparó mediante la adición de 200 mg de L-α-lecitina y 1.2 g
de caseinato sódico a 200 mL de agua Milli-Q. La mezcla se agitó en un
homogeneizador durante 2 min; posteriormente, se adicionaron diferentes
concentraciones de tributirina que variaban en un rango entre 0 y 33 mM. La
mezcla se volvió a homogeneizar durante períodos de 2-3 min hasta la formación
de una emulsión estable. La mezcla de reacción estaba compuesta por 10 mL de
emulsión y 250 µL de extracto higienizado de pasta de cuajo. La reacción se llevó
a cabo en agitación continua a pH 6.4 y a 30 ºC durante 15 min. La actividad se
monitorizó mediante la valoración del ácido butírico liberado por acción de las
lipasas presentes en la pasta de cuajo. Para lo cual, se empleó una solución de
NaOH valorada (10 mM), en un pH-Stat con regulación de temperatura. Como
control, se registró la hidrólisis espontánea del sustrato en ausencia del enzima.
Una unidad de actividad enzimática se definió como la cantidad de enzima que
libera 1 µmol de ácido graso por min y por mg de proteína.
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Estudio de la actividad coagulante y aptitud tecnológica
Para determinar la actividad coagulante de las pastas de cuajo se empleó un
tromboelastógrafo, que mide la resistencia que presenta la leche durante la
coagulación frente a un péndulo sumergido en ella. Los resultados obtenidos se
representan en un gráfico (figura 1) que aporta las características de coagulación
de la leche y que quedan definidas por los siguientes parámetros:
•
•
•
tr: corresponde al tiempo de coagulación y mide en mm la longitud de la parte
rectilínea del trazo hasta que la apertura de los brazos de la gráfica es de 1
mm. Considerando que la velocidad del papel se fija en 2 mm/min, es posible
calcular el valor de tr en min. a partir de la distancia r en mm. Este parámetro
se identifica con la fase primaria de la coagulación.
Amax: corresponde a la distancia en mm entre los brazos de la curva alcanzada
en un tiempo prefijado. Se identifica con la consistencia de la cuajada en ese
punto.
K20: es un parámetro definido arbitrariamente como la distancia medida entre
el final del parámetro tr y el eje transversal de un trazo realizado en el punto en
que la gráfica adquiere 20 mm de amplitud. Supone una expresión de la
velocidad con que el coágulo adquiere una consistencia determinada y se
relaciona con la velocidad de coagulación.
Coagulación
tr: tiempo de coagulación
K20: velocidad de formación
del coágulo
20 mm
Amax: firmeza de la cuajada
Figura 1. Esquema de los parámetros de coagulación de la leche.
La aptitud tecnológica a la coagulación del higienizado de pasta de cuajo se llevó
a cabo empleando una leche desnatada en polvo estéril de bajo tratamiento
térmico. La leche reconstituida al 10 % con agua destilada se calentó a 30ºC
durante 30 min. A 2 mL de leche se añadieron 400 µL del extracto de la pasta de
cuajo líquido o de una disolución del extracto liofilizado, se agitó e
inmediatamente después se colocó la mezcla en el tromboelastógrafo y se dejó
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coagular a 30ºC durante 40 min.
Se definió la actividad coagulante específica como la inversa del tiempo que tarda
la pasta de cuajo en coagular 1 mL de leche por mg de proteína.
Determinación de la fuerza de cuajo
Se determinó la fuerza de coagulación de la pasta de cuajo de cabrito empleando
leche de vaca entera y desnatada pasterizada. Se calentaron 100 mL de leche a
35ºC y se añadieron 2 mL de una dilución acuosa 1:1 (v/v) del higienizado de la
pasta de cuajo. En el momento de la aparición de los primeros flóculos de caseína
se tomó el tiempo transcurrido en segundos (s) y se determinó la fuerza de cuajo
(F) por la fórmula siguiente: F= 240000 / s en caso de cuajo líquido y F= 2400000
/ s en caso de cuajo liofilizado.
Rendimiento quesero
Para determinar la influencia de la pasta de cuajo en el rendimiento quesero, se
partió de leche de vaca entera y desnatada pasterizada mantenida a 30ºC en
agitación suave. A 50 mL de leche se añadieron 2 mL de cloruro cálcico al 2%, y
se dejó la mezcla en reposo durante 10 min. Pasado este tiempo, se añadieron
0.2 mL de pasta de cuajo y se dejó coagular durante 40 min en baño de agua a
31ºC. Posteriormente, se cortó la cuajada y se dejó reposar durante 30 min. A
continuación, se centrifugó a 5000 g durante 10 min a 4ºC, determinándose el
peso de la cuajada previa separación del suero por decantación. El rendimiento
total se expresó como el porcentaje sobre el peso total de la leche de partida.
3.1.2. RESULTADOS DE LAS EXPERIENCIAS CON PASTAS DE CUAJO
Efecto del proceso de extracción
Con el objeto de recuperar mayor actividad enzimática y coagulante en las pastas
de cuajo se trató de optimizar el procedimiento de extracción y preparación de las
mismas.
En cuanto a la actividad proteolítica, se pudo observar que la obtenida en la pasta
de cuajo del estómago seccionado y recuperación de su interior es
aproximadamente cinco veces superior que en la pasta de cuajo del estómago en
salmuera cortado entero en trozos y triturado (1.25 frente a 0.25 Unidades de
Actividad). Sin embargo, la actividad esterásica de esta última es ligeramente
superior (32.9 frente a 27.6 nM ß-naftol/min/mg proteína), dado que se incluye la
carga enzimática presente también en los tejidos del estómago.
En cuanto a la actividad coagulante, se observó menor tiempo de coagulación en
la pasta de cuajo completa (0.5 min frente a 2.5 min), así como los mayores
valores de actividad coagulante específica y fuerza de cuajo, 5 veces superior.
El rendimiento quesero teórico fue similar para ambas pastas.
Dado que el objetivo de la utilización de estas pastas es incrementar la actividad
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esterásica, y aunque las diferencias no son acusadas, salvo en el tiempo de
coagulación, se considera mas apropiado utilizar el estómago completo, previo a
la higienización.
Caracterización de pastas de cuajo
Además de la determinación de las actividades enzimáticas citadas se estudió el
efecto del pH y de la temperatura sobre la actividad esterásica y lipásica así como
la especificidad de sustrato, para esta última.
La actividad esterásica del extracto higienizado de la pasta de cuajo presentó un
óptimo a pH 7.5. Las mayores actividades resultaron entre pH 7 y 7.5 y fuera de
este intervalo la actividad se redujo hasta casi el 25 % de la máxima. A pH inferior
a 5 y superior a 9 no se detectó actividad esterásica. Sin embargo, el extracto
higienizado de la pasta de cuajo presentó actividad esterásica en un amplio rango
de temperaturas. Entre 25ºC y 45ºC la actividad relativa fue superior al 50 % de la
actividad máxima determinada a una temperatura óptima de 45ºC.
En función de los resultados obtenidos de actividad esterásica a diferentes
valores de pH y temperatura, se puede estimar que la adición de los extractos
higienizados de la pasta de cuajo no contribuiría significativamente a la liberación
de ácidos grasos libres (AGL) durante la maduración del queso, ya que al pH de
maduración de los quesos (pH próximo a 5) la actividad esterásica es limitada y a
la temperatura de maduración (12ºC) se redujo la actividad hasta un 25 %. Sin
embargo, teniendo en cuenta que en el momento de adición de la pasta de cuajo,
la leche se encuentra en unas condiciones de pH y temperatura más próximas al
óptimo de actividad esterásica, la actividad de la pasta de cuajo se podría iniciar
durante la fabricación del queso. Adicionalmente, a la temperatura de maduración
del queso los triglicéridos se encuentran parcialmente cristalizados y esto hace
que disminuya la acción de las enzimas lipolíticas.
Sobre la actividad lipásica se observó que el máximo de actividad lipásica a pH
6.4 se alcanzó desde bajas concentraciones de tributirina, en concreto, a partir de
0.1 mM, donde se observó una actividad de 0.014 µmol de ácido butírico/min/mg
de proteína. Estos resultados confirman la especificidad de las enzimas lipolíticas
por ácido butírico y otros ácidos de cadena corta, contribuyendo así al desarrollo
del aroma típico de estos quesos de cabra. El ácido butírico constituye
aproximadamente el 7-8 % molar del total de ácidos grasos presentes en los
constituyentes lipídicos y alrededor del 90 % de este ácido se encuentra en leche
de cabra en la posición sn-3.
En cuanto a la especificidad de sustrato, la actividad lipásica presente en el
extracto higienizado de la pasta de cuajo presentó un comportamiento similar
frente a la grasa de leche de las especies vaca, oveja y cabra, registrándose
actividad en un amplio intervalo de temperaturas. Por ello, el estudio realizado
tendría potencial aplicación a queso elaborado a partir de leche de las tres
especies.
14
3.2 SISTEMAS MODELO
Una vez realizada la caracterización de la pasta de cuajo, se llevó a cabo el
estudio de sistemas modelo de queso de leche de cabra, elaborados utilizando
cuajo comercial y una mezcla de éste con la pasta de cuajo seleccionada.
3. 2.1. PROCEDIMIENTOS EXPERIMENTALES
Elaboración de los sistemas modelo
Se llevó a cabo en la planta piloto del Departamento de Ciencia y Tecnología de
Productos Lácteos del Instituto del Frío (C.S.I.C.). Se prepararon cuatro sistemas
modelo, dos a partir de leche entera de cabra (4,2% de grasa) y otros dos a partir
de leche semidesnatada (2,5% de grasa), con 10 L de leche en cada elaboración.
Con objeto de conocer específicamente la acción de la pasta de cuajo, los
sistemas se pasterizaron a 70ºC durante 15 min y no se utilizaron cultivos
iniciadores, empleando δ-gluco-lactona para hacer descender el pH. Para su
elaboración se empleó cuajo comercial o mezcla de pasta de cuajo y cuajo
comercial. La tabla 1 muestra los lotes de sistemas modelo elaborados.
Tabla 1. Lotes de sistemas modelo elaborados a partir de leche de cabra.
Lote
ECC
EPC/CC
DCC
DPC/CC
Leche
Entera
Entera
Semidesnatada
Semidesnatada
Cultivo iniciador
-----
Cuajo
Comercial
Comercial+Pasta de cuajo
Comercial
Comercial+Pasta de cuajo
La leche entera o semidesnatada, previamente pasterizada, se atemperó a 30ºC
en la cuba utilizada de 15 litros de capacidad, con agitación. Se bajó el pH de la
misma hasta 5.7 con una disolución de δ-gluco-lactona (1g/mL). A continuación
se añadieron 10 mL de CaCl2 al 20%, 10 mL de azida de sodio (0,1g/mL), este
última para impedir la proliferación de microorganismos. Se añadió después el
cuajo (0.015 g/L) en el caso del sistema de referencia, cuajo comercial en polvo y
en los de estudio de la pasta de cuajo, 6.3 mL de pasta de cuajo + 0.0077 g/L de
cuajo comercial. Tanto en el caso del cuajo comercial como en la pasta de cuajo
se determinó previamente la fuerza ( F=2400000 / s) y se tomó el tiempo en el
momento de la aparición de los primeros coágulos. Se calcularon las cantidades a
añadir para obtener la coagulación en unos cuarenta minutos. Posteriormente se
cortó la cuajada para tener un tamaño de grano de 1 cm y se agitó a 37ºC durante
30 min. Los quesos moldeados (de un peso aproximado de 500g) después de
salados en salmuera al 20% durante 4 h, se sometieron a maduración hasta 30
días, a 12ºC y 85% de humedad relativa (HR). Se realizan controles después de
la fabricación y a los 15 y 30 días.
Métodos de análisis de los sistemas modelo y quesos
Análisis de composición global.- Se llevaron a cabo determinaciones analíticas
de composición global (pH, sólidos totales, materia grasa, proteína total y cloruro
15
sódico) a lo largo de la maduración, por procedimientos normalizados por la
Federación Internacional de Lechería (FIL).
Determinación de las fracciones nitrogenadas.- Para estimar el grado de
proteolisis se determinaron los niveles de Nitrógeno no caseínico y Nitrógeno no
proteico.
Nitrógeno no caseínico (NNC).- Para la determinación del NNC se pesaron 40 g
de queso y se homogeneizaron con 80 mL de agua destilada a 45ºC (Kuchroo y
Fox, 1982). El homogeneizado se llevó a 200 mL añadiendo ácido acético al 20%
en cantidad suficiente hasta alcanzar un pH 4.6. A continuación, se agitó 1 h a
40ºC y se reajustó el pH a 4.6, centrifugando posteriormente a 3000 g, 10 min
para separar las caseínas precipitadas. El sobrenadante obtenido después de
centrifugar se filtró con papel Whatman 40 y 10 mL de este filtrado se utilizaron
para la determinación del NNC por el método Kjeldahl.
Nitrógeno no proteico (NNP).-A 50 mL del filtrado obtenido de NNC, se le
añadieron 120 mL de ácido tricloroacético al 20 % y se llevó hasta 200 mL con
agua destilada. La mezcla se dejó reposar a temperatura ambiente durante 1 h y
se filtró posteriormente a través de papel Whatman 40. Se utilizaron 20 mL de
este filtrado para la determinación del NNP por el método Kjeldahl.
Análisis de componentes volátiles.-El análisis de la fracción volátil se determinó
por cromatografía de gases empleando el método de espacio de cabeza (Alonso
et al. 1999).
Se homogeneizaron 10 g de queso y se mezclaron con 80 µl de solución patrón
que contenía 1.14 mg/ml del ester etílico del ácido propiónico en solución acuosa
y 10 g de sulfato sódico anhidro para retener el agua.Se prepararon disoluciones
patrón individualmente en solución acuosa y se almacenaron en viales sellados
herméticamente a -20 ºC hasta el momento de su utilización.
Se empleó un equipo de espacio de cabeza estático para el análisis de volátiles.
Las muestras se mantuvieron a 80 ºC durante 60 min antes del análisis (para
establecer un equilibrio termodinámico entre la muestra y la fase gaseosa). Las
condiciones del equipo fueron las siguientes: 5 s para presurización, equilibrio y
llenado y 2 min para inyección. Como gas portador se empleó helio a un flujo de
17.5 ml/min. Se empleó un equipo de cromatografía de gases acoplado a un
detector selectivo de masas.
Análisis de la composición en ácidos grasos libres (AGL).- Para estimar el
grado de lipolisis se determinó la composición en AGL por cromatografía de
gases, previa extracción de los lípidos del queso, siguiendo el procedimiento
descrito por Juárez et al., (1992).
La extracción de los lípidos del queso se realizó tomando 10 g de muestra que se
mezclaron con 5 mL de agua destilada. Con una varilla se formó una papilla a la
que se añadió una solución de ácido sulfúrico al 25% en metanol, en cantidad
suficiente para reducir el pH de la papilla hasta 1.5 y facilitar la conversión de los
ácidos presentes en forma de sales en ácidos libres. A continuación, se añadió 1
16
mL de una disolución en éter etílico al 0.6% (p/v) de ácido nonanoico (C9) utilizado
como patrón interno y 10 mL de éter etílico. La mezcla se homogeneizó durante 2
min en Omni-mixer, a una velocidad de 3500 rpm. El procedimiento se realizó en
un baño de hielo para evitar en lo posible la evaporación del disolvente y la
pérdida de ácidos grasos. El homogeneizado se centrifugó a 1000 g durante 5 min
a 2ºC. La fase superior (etérea) se transfirió a un tubo de ensayo y se filtró a
través de sulfato sódico anhidro (1g).
Para la derivatización de la muestra, al extracto etéreo (3 mL) se le añadieron 0.2
mL de hidróxido de tetrametil amonio en metanol al 20% como catalizador. La
mezcla se agitó durante 2 min y se dejó reposar durante 15 min. La capa superior,
que contenía los ésteres metílicos de los ácidos grasos de los triglicéridos, se
separó de la inferior, que contenía las sales de tetrametil amonio de los AGL. Esta
capa inferior, donde se encuentran las sales de tetrametil amonio, se lavó tres
veces con éter etílico y se neutralizó hasta pH 9 con una disolución de ácido
clorhídrico en metanol utilizando azul de timol al 0.1% en metanol como indicador
de cambio de pH y se inyectó en el cromatógrafo de gases. En el inyector las
sales se pirolizan a esteres metílicos.
Análisis de actividad enzimática en quesos.
Para el estudio de la actividad enzimática residual presente en las muestras de
queso se determinaron la actividad proteolítica, esterásica y lipásica. Las
determinaciones se hicieron en los quesos a los diferentes tiempos de
maduración.
Obtención del extracto enzimático.-Para la obtención del extracto enzimático se
tomaron 15 g de queso y se mezclaron con 30 ml de tampón Pipes (Sigma) 50
mM, pH 6.7, que contenía 0.86 M de NaCl y 0.1 M de CaCl2. La mezcla se
homogeneizó en Omni-mixer durante 5 min. A continuación, se incubó en
agitación a 30 ºC durante 4 h y se centrifugó a 12000 g durante 15 min a 4 ºC. Los
sobrenadantes se filtraron en primer lugar a través de filtros Whatman 40 y
posteriormente a través de filtros Millipore de 0.45 µm de tamaño de poro y se
mantuvieron a -20 ºC hasta el momento del análisis. El contenido en proteína se
determinó mediante el método de Lowry et al. (1951) utilizando el sistema para
determinación de proteína de Bio-Rad.
Ensayos enzimáticos.- Se llevó a cabo en los extractos enzimáticos de los
sistemas modelo y quesos la determinación de la actividad proteolítica frente a
azocaseína, la actividad esterásica frente a ß-naftil caprilato y la actividad lipásica
frente a tributirina, mediante procedimientos similares a los descritos en el estudio
de las pastas de cuajo. Para la determinación de la actividad proteolítica se partió
de 0.5 ml de extracto enzimático del queso, para la esterásica de 100 µl y para la
lipásica se partieron de 250 µl.
3.2.2. RESULTADOS DEL ESTUDIO DE LOS SISTEMAS MODELO
Composición global.- Los contenidos en grasa de los sistemas modelo de leche
entera al comienzo del período fueron 30.5% y los de leche desnatada del 21.5%
17
para unos contenidos en sólidos totales (ST) del 57.2 y 46.9% respectivamente.
Los niveles de proteína total en los cuatro sistemas presentaron unos valores
comparables, con un valor medio del 17.8 %.
En cuanto a niveles de proteolisis, aunque aumentaron ligeramente a lo largo del
estudio, presentaron niveles bajos como corresponde a un queso fresco,
elaborado sin cultivo iniciador. Los contenidos medios en nitrógeno soluble
(referido a nitrógeno total), en los cuatro sistemas al final del período estuvieron
en torno al 12%.
El pH en los distintos sistemas modelo, al comienzo de la maduración fué de 6.2 a
6.0 y descendió muy ligeramente hasta los 30 días.
Por tanto, los niveles tanto de las características de composición como de
proteolisis fueron comparables a los que presenta un queso fresco.
Actividades enzimáticas.- Con el fin de determinar el efecto de la pasta de cuajo
utilizada, se analizaron los niveles de actividad esterásica, lipásica y proteolítica.
En las actividades proteolítica y esterásica pudo comprobarse que los niveles al
comienzo del período fueron más altos en los sistemas elaborados con pastas de
cuajo. No obstante, los amplios intervalos de variación sobre todo en la actividad
proteolítica, no permiten concluir que estos niveles sean significativamente
superiores. Este resultado está de acuerdo con los similares índices de proteolisis
observados (contenido en nitrógeno soluble). A lo largo del período en estudio se
observaron descensos en las actividades que se pueden justificar ya que están
referidas a mg de proteína presente en el extracto soluble, que aumenta a lo largo
de la maduración.
En el caso de la actividad lipolítica se observan valores superiores en los sistemas
elaborados con pastas de cuajo durante la maduración. A partir de estos
resultados se puede esperar que los sistemas elaborados con pasta de cuajo
presenten un nivel de lipolisis más acusado, lo que se estimará mediante la
determinación de ácidos grasos libres
Compuestos volátiles.- La tabla 2 recoge los contenidos en compuestos
volátiles. En todos los sistemas estudiados el contenido total en compuestos
volátiles aumenta durante el período en estudio y aunque las cifras son superiores
en los sistemas elaborados con leche entera a los 30 días, los niveles son bajos
en todos los sistemas como corresponde a quesos en los que no se han utilizado
cultivos microbianos y no hay diferencias sensibles por el tipo de cuajo utilizado.
Los resultados obtenidos se pueden interpretar considerando que la proteolisis
secundaria, responsable en gran medida de la aparición de compuestos volátiles,
está mediatizada por la presencia de proteasas microbianas, ausentes de los
sistemas estudiados.
18
Contenido en ácidos grasos libres.- El contenido en AGL es el índice más
interesante para estimar el grado de lipolisis. Como era de esperar, a la vista de
los superiores niveles de actividad lipolítica en los sistemas elaborados con
mezcla de pasta de cuajo, los niveles de AGL en éstos son mayores y sobre todo
en aquellos con toda la grasa (tabla 3). Por otra parte, indicar que los contenidos
en los sistemas son altos, sobre todo en los elaborados con leche entera y pasta
de cuajo, si se comparan con los normalmente presentes en queso fresco.
Tabla 3.- Contenido en ácidos grasos libres (mg/kg) de los sistemas modelo elaborados
con cuajo comercial o mezcla con pasta de cuajo, a los 30 días de maduración
C4
C6
C8
C10
C10:1
C12
C14
C14:1
C15
C16
C16:1
C17
C18
C18:1
C18:2
Total
EPC/CC
30 días
362
81
244
802
39
407
721
106
53
1785
41
47
792
1833
182
7496
DPC/CC
30 días
238
137
138
452
28
263
538
34
35
1535
108
45
661
1318
168
5697
ECC
30 días
220
189
197
581
30
306
571
42
41
1571
63
39
734
1551
94
6228
ECC: Sistema de leche entera de cabra con Cuajo Comercial
19
DCC
30 días
234
176
200
631
43
300
462
22
32
1244
35
20
389
892
112
4793
EPC/CC: Sistema de leche entera de cabra con mezcla de pasta de Cuajo y cuajo comercial
DCC: Sistema de leche semidesnatada con Cuajo Comercial
DPC/CC: Sistema de leche semidesnatada con mezcla de Pasta de Cuajo y cuajo comercial
De los resultados obtenidos se puede concluir que la adición de pasta de cuajo se
puede considerar potencialmente positiva para incrementar los niveles de lipolisis
de los quesos a ensayar en la etapa siguiente.
20
3.3. QUESOS
3.3.1. PROCEDIMIENTOS EXPERIMENTALES
Se llevaron a cabo una serie de elaboraciones de queso que se indican a
continuación:
10 Elaboraciones de quesos semiduros a escala piloto (agrupados en cinco
lotes por duplicado) para ensayar la acción de la pasta de cuajo en procesos
utilizando leche entera y ligeramente desnatada, y un cultivo iniciador
específico desarrollado en el Instituto del Frío para este tipo de queso (cultivo
IFPL). Los cinco lotes se elaboraron con cuajo comercial, pasta de cuajo o
mezcla de ambos.
3 Elaboraciones de queso semiduro: 2 a nivel Artesanal, con la pasta de cuajo
seleccionada, pero en una de ellas a partir de leche pasterizada y utilizando el
cultivo IFPL específico para leche de cabra (Requena et al., 1992) y la tercera
a nivel Industrial con cuajo y cultivo comercial.
2 Elaboraciones a escala industrial empleando en ambas cultivo iniciador
comercial y pasta de cuajo en una de ellas, con objeto de observar
aisladamente el efecto de la misma.
Elaboración de los quesos de cabra a escala piloto.- Se llevaron a cabo dos
elaboraciones idénticas para cada uno de los cinco lotes de queso, variando el
contenido en grasa de la leche y el tipo de cuajo utilizado. En la tabla 4 se
muestran la identificación de los lotes elaborados.
Los lotes ECC se elaboraron con leche entera de cabra y se empleó cuajo
comercial líquido BioStar de cordero, compuesto por 93.7 % de quimosina y 6.3%
de pepsina, con una fuerza de cuajo F=1:150000. Para los lotes DCC se empleó
leche de cabra de reducido contenido en grasa y el mismo cuajo comercial. Los
lotes DPC/CC elaborados con leche de reducido contenido en grasa y mezcla de
pasta de cuajo y cuajo comercial. Los lotes EPC/CCE elaborados con la misma
mezcla de coagulantes y leche entera de cabra. Por último los lotes EPC que se
elaboraron con leche entera de cabra y se coaguló únicamente con la pasta de
cuajo de cabrito higienizada. En las 10 elaboraciones de quesos se empleó el
cultivo iniciador IFPL, preparado en las condiciones que se describen más
adelante.
La leche de cabra empleada en la elaboración de los quesos tenía un contenido
en grasa de 4.2%, se pasterizó a 76ºC durante 45 s. Parte de la leche se desnató
y se mezcló en la cuba de fermentación con leche de cabra pasterizada entera
hasta obtener leche con 3.2% de grasa, que se utilizó para la elaboración de los
quesos con contenido en grasa reducido. Cada fabricación de quesos se realizó a
partir de 30L de leche y se llevaron a cabo dos elaboraciones idénticas de cada
lote, en cada uno de los cuales se realizaron controles a cuatro niveles de
maduración, por lo que el número total de quesos fue de 40.
21
Tabla 4.- Lotes de quesos de cabra elaborados a escala piloto
Lote
ECC1
ECC2
DCC1
DCC2
DPC/CC1
DPC/CC2
EPC/CC1
EPC/CC2
EPC1
EPC2
Leche de cabra
Entera
Entera
Desnatada
Desnatada
Desnatada
Desnatada
Entera
Entera
Entera
Entera
Cuajo
Comercial (BioStar)
Comercial (BioStar)
Comercial (BioStar)
Comercial (BioStar)
Comercial+pasta de cuajo
Comercial+pasta de cuajo
Comercial+pasta de cuajo
Comercial+pasta de cuajo
Pasta de cuajo higienizada
Pasta de cuajo higienizada
Cultivo iniciador
IFPL
IFPL
IFPL
IFPL
IFPL
IFPL
IFPL
IFPL
IFPL
IFPL
ECC: Queso de leche entera de cabra con Cuajo Comercial
DCC: Queso de leche semidesnatada con Cuajo Comercial
DPC/CC: Queso de leche semidesnatada con mezcla de pasta de cuajo y cuajo comercial
EPC/CC: Queso de leche entera con mezcla de pasta de cuajo y cuajo comercial
EPC: Queso de leche entera de cabra con Pasta de Cuajo
La leche de partida se calentó a 28º C en agitación y se adicionaron 12 mL de
Cl2Ca al 54%, posteriormente tuvo lugar la adición del fermento, 300 mL de cultivo
iniciador IFPL, dejándose actuar alrededor de 30-40 min. Una vez que se alcanzó
un pH de 6.49, tuvo lugar la adición de cuajo. Para la elaboración de los lotes
ECC, se adicionaron 3.3 mL de cuajo comercial (F=1:150000). Para los lotes DCC
se adicionaron 2.03 mL del mismo cuajo comercial. En los lotes DPC/CC se
adicionó una solución de cuajo preparada a partir de una mezcla de 1.28 mL de
cuajo líquido comercial y 0.28 g de la pasta de cuajo de cabrito higienizada y
liofilizada (F=1:). En el caso de los lotes EPC/CC la solución de mezcla de los
cuajos fue de 1.64 mL de cuajo comercial y 0.21 g de pasta de cuajo. Por último
los lotes EPC se prepararon añadiendo 0.98 g de pasta de cuajo de cabrito. En
todos los lotes el punto de corte de la cuajada se alcanzó entre 30-35 min a una
temperatura de 28º C. El corte de la cuajada se realizó hasta tamaño de avellana.
La cuajada se colocó en moldes de plástico donde se comenzó el desuerado y
prensado hasta que el pH fue aproximadamente de 5.5. El salado se llevó a cabo
en salmuera (18 ºBme) durante 12 h. Los quesos elaborados para este estudio
tenían un peso medio de 1 kg y se maduraron a 11-11.5ºC y 75-78% HR. Los
análisis se realizaron a los 2, 15, 30 y 45 días de maduración.
22
Elaboración de queso semiduro, artesanal e industrial.- Para llevar a cabo
este estudio se realizaron 3 elaboraciones diferentes y se analizaron 3 quesos
para cada uno de los cuatro tiempos de maduración que comprendió el estudio,
por lo que el número total de quesos estudiados fue de 36. La tabla 5, resume los
tres lotes elaborados:
• Lote Industrial, elaborado a escala industrial con leche de cabra pasterizada,
utilizando cuajo comercial (F= 1:150000) y cultivo iniciador comercial de adición
directa a cuba.
• Lote Artesanal, elaborado a partir de leche de cabra pasterizada. Se utilizó la
pasta de cuajo de cabrito higienizada, y el cultivo iniciador IFPL específico para
queso de cabra.
• Lote Artesanal, elaborado con leche cruda de cabra y la pasta de cuajo de
cabrito higienizada.
Tabla 5. Lotes de queso semiduro de cabra elaborados
Lote
Industrial
Artesanal
Artesanal
Leche
Pasterizada
Pasterizada
Cruda
Cultivo iniciador
Comercial (Larbus)
IFPL
--
Cuajo
Comercial (Epasa)
Pasta de cuajo higienizada
Pasta de cuajo higienizada
Para la elaboración del lote Industrial se emplearon 6500 L de leche de cabra que
se pasterizaron a 72-76ºC durante 20 s. Para la elaboración de los lotes
Artesanales se emplearon 300 L de leche de cabra, que se pasterizaron a 7276ºC durante 20 s en uno de los casos. La leche se pasó a la cuba de
fermentación y cuando alcanzó 32ºC se adicionó CaCl2 (0.2 g/L) y en el caso del
lote Artesanal de leche pasterizada el cultivo iniciador para obtener un inóculo
equivalente a 107 u.f.c./mL, que se dejó actuar hasta que el pH de la leche
descendió hasta 6.5. Posteriormente, se adicionó el cuajo necesario para que la
coagulación tuviera lugar en aproximadamente 35 min, para el lote Industrial
(cuajo comercial F=1:150000) y en 1 h y 15 min. en los lotes Artesanales (1ml de
pasta de cuajo higienizada por litro de leche; F=1:10000). El corte de la cuajada
se realizó hasta tamaño de grano de avellana. Una vez cortada la cuajada, la
temperatura de la cuba se fue aumentando gradualmente hasta 36ºC a razón de
1ºC/3 min, al mismo tiempo que se agitaba para favorecer el desuerado y
agregado del grano. Las cuajadas se moldearon en moldes de 3.5 kg y se
prensaron en prensa hidráulica (lotes Artesanales) y en prensa neumática
horizontal (lote Industrial) hasta que el pH fue de 5.3-5.2. El salado se llevó a cabo
mediante inmersión en salmuera (20 ºBme) entre 10 y 13ºC durante 12 h para los
quesos de los lotes Industrial y Artesanal de leche pasterizada. El salado de los
quesos del lote Artesanal de leche cruda se realizó aplicando directamente sal en
la superficie de los quesos durante 6 h por cada lado, siguiendo el procedimiento
tradicional .
Los quesos se maduraron a temperatura ambiente y a ≈85 % de HR. Se tomaron
muestras a los 7, 15, 30 y 60 días de maduración. El peso medio de los quesos
fue de 2.6 kg.
23
Elaboración de los quesos de cabra a escala industrial.- Se elaboraron dos
lotes de quesos a partir de leche entera y empleando como cultivo iniciador uno
comercial compuesto de un 5% de microbiota mesófila y un 0.5% de microbiota
termófila. En la tabla 6 se muestran las características de los lotes y la
identificación de los mismos.
Tabla 6. Lotes de quesos de cabra elaborados a escala industrial
Lote
ECC
EPC/CC
Leche de cabra
Entera
Entera
Cultivo iniciador
Comercial
Comercial
Cuajo
Comercial
Comercial + Pasta de cuajo
Para la elaboración del lote ECC se empleó leche entera pasterizada de cabra y
cultivo iniciador comercial. Como coagulante se empleó cuajo comercial
compuesto por 100% de quimosina. Por otra parte, para el lote EPC/CC se
empleó leche entera pasterizada de cabra, cultivo iniciador comercial y como
coagulante se empleó una mezcla de cuajo comercial y pasta de cuajo de cabrito.
Para la elaboración de los quesos de cabra a escala industrial se partió de 4000 L
de leche entera de cabra en el caso del lote ECC y de 1500 L en el caso del lote
EPC/CC. La leche de cabra empleada en la elaboración de los quesos se
pasterizó a 76ºC durante 45 s. La leche de partida tenía un contenido en grasa del
4.2%.
La leche se calentó a 31.9º C en agitación, se adicionó Cl2Ca (0.2g/L) y
posteriormente tuvo lugar la adición del fermento, dejándose actuar alrededor de
30-40 min. Una vez que se alcanzó un pH de 6.5, tuvo lugar la adición de cuajo.
Para la elaboración del lote ECC se adicionaron 400 mL de cuajo comercial y en
el lote EPC/CC se adicionó una solución de cuajo preparada a partir de una de
mezcla de 80 mL del mismo cuajo comercial y 17 g de la pasta de cuajo
higienizada y liofilizada. En los dos lotes el punto de corte de la cuajada se
alcanzó entre 30-35 min. a una temperatura de 32º C. El corte de la cuajada se
realizó hasta tamaño de avellana. La cuajada se colocó en moldes de plástico
donde se comenzó el desuerado y prensado hasta que el pH fue
aproximadamente de 5.5. El salado se llevó a cabo en salmuera (18 ºBme)
durante 12 h. Los quesos elaborados para este estudio se maduraron a 11-11.5
ºC y 75-78% de HR y se analizaron dos quesos de cada lote por triplicado. Los
análisis se realizaron a los 2, 15, 30 y 45 días de maduración.
Preparación del cultivo iniciador IFPL.- Los microorganismos de la colección de
cepas del Departamento de Ciencia y Tecnología de Productos Lácteos del
Instituto del Frío (CSIC), que constituyen el cultivo iniciador IFPL, protegidos bajo
patente (Requena et al. 1993), son los siguientes:
- Lactococcus lactis ssp. lactis IFPL 359
- Lactobacillus casei ssp. casei IFPL 731
- Lactobacillus plantarum IFPL 935
- Leuconostoc mesenteroides ssp. dextranicum IFPL 709
- Leuconostoc paramesenteroides IFPL 705
24
Las diferentes cepas crecidas en leche se combinaron y se inocularon
conjuntamente al 1% en 500 mL de leche desnatada. Las proporciones de cada
una de las cepas en el inóculo eran las siguientes: 80% de L. lactis ssp. lactis
IFPL 359; 5% de L. casei ssp. casei IFPL 731; 5% de L. plantarum IFPL 935; 5%
de L. mesenteroides ssp. dextranicum IFPL 709 y 5% de L. paramesenteroides
IFPL 705. El cultivo se incubó a 22ºC durante 16 h y se mantuvo en refrigeración
hasta su utilización.
Análisis microbiológico.-Se realizaron recuentos de microorganismos viables
totales, lactococos, lactobacilos y leuconostocs, por procedimientos normalizados
por la FIL.
Análisis sensorial.- Para la realización del análisis sensorial de los quesos, se
siguieron las recomendaciones de la FIL mediante la selección de un amplio
grupo de catadores compuesto por el personal del Instituto del Frío.
Las muestras de queso se prepararon eliminando la corteza de los mismos y se
cortaron cuñas de un tamaño de aproximadamente 1 cm de espesor. Todos los
análisis se valoraron en una escala hedónica de 1 a 10. Los atributos analizados
fueron: intensidad de aroma, intensidad de sabor, sabores básicos, presencia de
otros sabores, textura y aceptabilidad general. También se valoró la posible
presencia de determinadas características en cada atributo, así como la posible
aparición de defectos en el sabor, aroma o apariencia de los quesos (sabores a
rancio, etc.).
3. 3. 2. ESTUDIO DE QUESOS DE CABRA A ESCALA PILOTO
A continuación se detallan los resultados del análisis microbiológico,
fisicoquímico, y sensorial de los quesos de cabra elaborados a escala piloto. En
esta experiencia se intenta determinar el efecto de la adición de la pasta de cuajo
de cabrito higienizada (lote EPC) o mezclada con cuajo comercial (lotes EPC/CC
y DPC/CC) frente a un queso producido con cuajo comercial (lotes ECC y DCC)
empleando en todos los lotes el cultivo iniciador específico IFPL y variando el
contenido en grasa de la leche (entera y ligeramente desnatada). Para realizar
esta experiencia, como se ha indicado, se llevaron a cabo 10 elaboraciones
formadas por 5 lotes de queso por duplicado.
Análisis microbiológico.- Los recuentos de microorganismos viables totales
descendieron lentamente a lo largo de la maduración, y resultaron ligeramente
superiores al inicio de la misma en los lotes elaborados con pasta de cuajo y
leche entera, aunque al final los resultados tendían a mantenerse entre 8.2 y 10
log u.f.c./g, sin observarse grandes diferencias entre los diferentes lotes de queso.
Los lactococos constituyeron la microbiota predominante, tanto en los quesos
elaborados con leche entera como en los de reducido contenido en grasa, y
descendieron ligeramente a lo largo de la maduración.
Los recuentos de lactobacilos y leuconostocs y la evolución de los mismos fue la
esperada y similar a la obtenida en otros quesos que emplearon en su
25
elaboración el mismo cultivo iniciador IFPL, tanto en quesos de cabra (Requena et
al., 1992) como quesos de reducido contenido en grasa de cabra (Asensio et al.,
1996) y de mezcla (Rodríguez et al., 1996).
Composición físico-química de los quesos.- El valor de pH de la leche fue de
alrededor de 6.6-6.7 en todas las elaboraciones. En general se observa una
evolución de los valores de pH similar a la encontrada en otros quesos bajos en
grasa (Bullens, 1994) y en quesos de leche entera de cabra (Fontecha et al.,
1990; Requena et al., 1992).
El contenido en ST de los quesos siguió la tendencia esperada a lo largo de la
maduración, un aumento debido a la pérdida de humedad que sufren los mismos.
Los contenidos medios en ST a los dos días fueron en los lotes de leche entera
de 54,4% y de 51,8% en los de leche semidesnatada. A diferencia de lo que suele
ocurrir en los quesos con una mayor reducción en el contenido en grasa frente a
los quesos de leche entera (Rodríguez, 1998), la pérdida de humedad en los lotes
con reducido contenido en grasa, son moderadas.
El contenido en grasa de la leche de partida, fue de 4,2 % en la leche entera y de
3,2% en la semidesnatada. El contenido en grasa de los quesos estudiados al
comienzo de la maduración fue de 28,0 y 25,5% en los quesos de leche entera y
parcialmente desnatada, respectivamente, y aumentaron durante la maduración
como consecuencia de la pérdida de humedad. Promediando los contenidos en
grasa durante la maduración la reducción media entre los lotes enteros y
parcialmente desnatados fue de un 13%.
El contenido en proteína total de los quesos fue de 21,7 y 24,1% en los
elaborados a partir de leche entera y semidesnatada, respectivamente, y aumentó
como consecuencia de la pérdida de humedad durante la maduración.
Evolución de las fracciones nitrogenadas.- Los dos índices de proteolisis
estudiados NNC(%NT) y NNP(%NT) aumentaron a lo largo de la maduración de
los quesos de todos los lotes. Desde el inicio de la maduración se observan
valores superiores en el lote elaborado con leche entera de cabra y cuajo
comercial, manteniéndose estas diferencias hasta el primer mes de maduración, y
para los valores de NNC y NNP. Pero a partir de los 30 días de maduración se
observan niveles superiores de proteolisis en los quesos elaborados con la pasta
de cuajo y que emplearon leche entera para su elaboración, pero las diferencias
no son significativas.
Los valores de NNP referidos a NT son indicativos de la proteolisis secundaria
efectuada por la actividad peptidásica de los microorganismos a partir del NNC.
Estudios previos sobre la actividad proteolítica de las cepas del cultivo iniciador
han demostrado que los lactobacilos (L. casei IFPL731 y L. plantarum IFPL935)
tienen mayor actividad peptidásica que L. lactis IFPL359 (Requena et al., 1993;
Fernández de Palencia et al., 1997). Los valores obtenidos de NNP evolucionaron
de forma similar al NNC. La evolución de los recuentos de microorganismos
viables totales y sobre todo los lactobacilos se ha indicado que fue similar en
todos los lotes, por tanto el incremento de NNC es el factor limitante en el
desarrollo de la proteolisis secundaria, es decir en la formación de NNP, al igual
26
que se observa en otros quesos elaborados con el mismo cultivo iniciador
(Requena et al., 1992)
Actividad enzimática presente en los quesos.- Los resultados obtenidos para
la actividad proteolítica muestran una mayor actividad en los lotes de leche entera
al inicio de la maduración al igual que sucedió con los contenidos en NNC y NNP.
Aunque a lo largo de la maduración se observa un descenso en la actividad
proteolítica en todos los lotes y las diferencias entre lotes no sean significativas,
se observan valores ligeramente superiores para los lotes elaborados con pasta
de cuajo y leche entera, como sucedía con las fracciones nitrogenadas.
En cuanto a la actividad esterásica específica también se observa un descenso de
la misma en todos los lotes a lo largo de la maduración, aunque a todos los
tiempos se observan valores de actividad superiores en el lote de quesos
elaborado solamente con pasta de cuajo y leche entera
Perfil de ácidos grasos libres.-. En la tabla 7 se muestran los valores medios de
los ácidos grasos libres mayoritarios a lo largo de la maduración en los lotes de
leche entera. Desde el inicio de la maduración se obtuvieron contenidos algo
superiores en AGL en los lotes que emplearon en su elaboración la pasta de
cuajo, 10.800-11.300 ppm a los 45 días y a ese período los niveles en el lote
elaborado con cuajo comercial fueron de 9.700 ppm. En cuanto al perfil de los
AGL por longitud de cadena, (corta, de C4 a C8; media, de C10 a C14 y larga de
C16 a C18), se observa un nivel superior de ácidos de cadena corta (principales
responsables del sabor picante de los quesos) en los quesos de los lotes que
empleaban pasta de cuajo a partir de los 15 días de maduración. Las enzimas
lipolíticas presentes en las pastas de cuajo se ha descrito que liberan
preferentemente ácidos de cadena corta (Barzaghi y Rampilli, 1996).
Análisis de componentes volátiles.- Para la determinación de los mismos se
identificaron 13 compuestos que se presentanen por grupos (tabla 8), 3 ácidos
(acético, butanoico y hexanoico), 4 cetonas (2-propanona, 2-pentanona, 2,3butanodiona y acetoína), 1 éster (etil éster del ácido acético), 1 aldehído (3-metil
butanal) y 4 alcoholes (etanol, 2-metil-1-propanol, 2-pentanol y 3-metil-1-butanol).
Las principales diferencias en los distintos lotes se encontraron desde un punto de
vista cuantitativo.
27
Se puede observar como a partir de los 30 días de maduración, la cantidad de
compuestos volátiles en los quesos del lote elaborado únicamente con pasta de
cuajo fue superior al determinado para el resto de los quesos. Además los
compuestos volátiles originados como resultado de la lipolisis, representados por
los ácidos grasos volátiles de cadena corta (ácidos acético, butanoico y
hexanoico), fueron en general superiores en el lote de quesos que empleaba
pasta de cuajo en su elaboración. Demostrando una vez más y como ocurría con
la determinación de ácidos grasos libres, que la pasta de cuajo provoca, a los
pocos días de maduración, el desarrollo controlado de compuestos responsables
del sabor y aroma en estos quesos.
Análisis sensorial.- La evolución de la apariencia de los quesos es similar para
todos los lotes a lo largo de la maduración. En cuanto a la intensidad de aroma se
observan valores superiores en los quesos elaborados con pasta de cuajo desde
los dos días de maduración y hasta el final de la misma. Este resultado es de
extraordinaria importancia ya que muchos de los tipos de quesos de cabra que se
comercializan en nuestro país tienen períodos cortos de maduración. Se observa
además menor desarrollo de aroma en los quesos elaborados con leche
desnatada. Por otra parte, de las valoraciones personales manifestadas como
conclusiones del análisis sensorial, el aroma más aceptado fue el detectado en
los quesos elaborados solo con pasta de cuajo y leche entera.
Por último, en cuanto a la aceptabilidad general, no se observan diferencias al
inicio de la maduración pero a los 15 días comienzan a destacar los lotes de
queso elaborados con pasta de cuajo, ya sea mezclada con cuajo comercial o no,
hasta el final de la misma.
En resumen, se observaron puntuaciones medias superiores en cuanto a
intensidad de aroma y sabor en los quesos elaborados solo con pasta de cuajo y
leche entera, a lo largo de toda la maduración. Las puntuaciones para la
28
aceptabilidad general a partir de 15 días de maduración fueron superiores para
los lotes elaborados solo con pasta de cuajo o mezcla de pasta de cuajo/cuajo
comercial y leche entera.
3.3.3. QUESOS SEMIDUROS DE CABRA ARTESANAL E INDUSTRIAL
A continuación se detallan los resultados del análisis microbiológico,
fisicoquímico, reológico y sensorial de los quesos de cabra elaborados tanto a
nivel industrial como artesanal, donde se compara el efecto de la adición de la
pasta de cuajo de cabrito higienizada (lotes Artesanales) y el empleo de un cultivo
iniciador específico para este tipo de queso elaborado con leche pasterizada,
frente a un queso producido industrialmente con cuajo y cultivo iniciador
comerciales (lote Industrial).
Análisis microbiológico.- Los recuentos de microorganismos viables totales
descendieron lentamente a lo largo de la maduración en todos los lotes de queso,
siendo al inicio de la misma mayores los resultados para los quesos del lote
Industrial con 9.17 log u.f.c./g, seguido de los Artesanales de leche pasterizada y
leche cruda, con 8.89 log u.f.c./g y 8.48 log u.f.c./g, respectivamente. Al final del
periodo de maduración, los recuentos de viables totales más bajos se detectaron
en el lote artesanal de leche pasterizada, con valores de 5.95 log u.f.c./g. El
descenso tan acusado de los recuentos de microorganismos totales en este lote
al final de la maduración probablemente fue debido a una elevada pérdida de
humedad de los quesos, como se describirá más adelante. La evolución de los
recuentos de microorganismos totales fue similar a la obtenida por Fontecha et al.
(1990) en el estudio de quesos de cabra Majorero artesanal y por Gómez et al.
(1989) en queso de cabra Majorero industrial.
Los lactococos constituyeron la microbiota mayoritaria, tanto en los quesos con
cultivo iniciador como en el lote de leche cruda, y decrecieron a lo largo de la
maduración en una unidad logarítmica en los quesos del lote Industrial y Artesanal
de leche cruda y en más de dos unidades logarítmicas en los quesos del lote
Artesanal de leche pasterizada.
Los mayores niveles de lactobacilos se registraron en el lote Artesanal de leche
pasterizada, ya que se adicionaron junto al cultivo iniciador. La procedencia de
lactobacilos en el lote Industrial, por el contrario, podría estar asociada a
contaminación de la leche procedente del ambiente y utensilios de quesería.
Composición físico-química.-El pH de los quesos no registró modificaciones
significativas durante la maduración en ninguno de los lotes estudiados, desde 4.7
a 5.0. La moderada proteolisis de los quesos (como se observará más adelante
en el estudio de las fracciones nitrogenadas) explicaría que los valores de pH se
mantuvieran bajos al final de la maduración.
El contenido en ST de los quesos de los tres lotes al inicio de la maduración varió
entre 57-59%. Los quesos del lote Artesanal de leche cruda mostraron en este
punto de maduración valores ligeramente inferiores, este resultado puede
atribuirse fundamentalmente a que el prensado efectuado en estos quesos fue
más ligero que para los otros dos lotes. Los valores de ST aumentaron a lo largo
29
de toda la maduración para los tres lotes, aunque se registraron los mayores
valores al final de la maduración en los quesos de los lotes Artesanales (del 7280%).
El contenido en proteína total (referido a ST) de los quesos estudiados fueron
similares en los tres lotes, con valores medios del 39% en los lotes Industrial y
Artesanal de leche pasterizada y del 37.5% en el lote Artesanal de leche cruda.
Los valores observados son parecidos a los obtenidos en quesos de cabra por
Fontecha et al. (1990), Martín-Hernández et al. (1992) y Requena et al. (1992).
El contenido en materia grasa, referido a ST, de los tres lotes de quesos fue de
55%, 56% y 53% para los lotes Industrial y Artesanal de leche pasterizada y leche
cruda respectivamente. Estos resultados coinciden con los observados por
Fontecha et al. (1990) y Martín-Hernández et al. (1992) en queso Majorero y
queso de oveja (Fontecha et al., 1994), y son algo superiores a los valores citados
por Fernández-Salguero et al. (1981) para otros quesos de cabra.
Fracciones nitrogenadas.- Los valores de NNC más elevados se encontraron en
los quesos del lote Industrial y aumentaron a lo largo de la maduración,
obteniéndose valores similares a los de otros quesos de cabra elaborados con
cuajo animal comercial. Por el contrario, el contenido en NNC de los quesos de
los lotes elaborados con pasta de cuajo higienizada fue inferior al de los quesos
industriales y no aumentó significativamente durante la maduración. El reducido
contenido en NNC de los quesos elaborados con la pasta de cuajo higienizada se
debe como era de esperar a una menor actividad proteilítica de las pastas de
cuajo en comparación con el cuajo comercial. Al igual que para el NNC, los
valores más altos de NNP se encontraron en los quesos del lote Industrial,
elaborado con cuajo comercial, más proteolítico.
Análisis de componentes volátiles.- Se identificaron 28 compuestos volátiles
entre los que se pueden diferenciar alcoholes (2-propanol, etanol, 2-metil-1propanol, 2-pentanol, 3-metil-1-butanol y 2-heptanol); cetonas (2-propanona, 2butanona, 3-hydroxi-2-butanona, 2-pentanona, 2,3 butanodiona, 2-heptanona y 2nonanona); aldehídos (3-metil-butanal, hexanal, heptanal); ésteres (acetato de
etilo, butanoato de etilo, hexanoato de etilo, 3-metil-butanoato de butilo y
octanoato de etilo) y ácidos grasos volátiles (ácidos acético, propanoico, 2-metilpropanoico, butanoico, 3-metil-butanoico, pentanoico y hexanoico) (Tabla 9). La
concentración (µg/100 g) de la mayoría de compuestos volátiles aumentó
gradualmente durante la maduración de los quesos de los tres lotes, a excepción
de 2,3-butanodiona (diacetilo), 3-metil-1-butanol y 3-hidroxi-2-butanona
(acetoína), que descendieron desde el principio de la maduración en los lotes
Industrial y Artesanal de leche cruda, pero que en el lote Artesanal de leche
pasterizada en el que estos 3 compuestos presentaron los valores mas altos
hasta los 30 días para después descender ligeramente. Las diferencias entre los
compuestos volátiles de los diferentes lotes de quesos fueron principalmente
cuantitativas, determinándose desde el principio de la maduración los mayores
contenidos para los lotes Artesanales.
El compuesto más abundante encontrado en los quesos de los tres lotes fue el
30
etanol, el cual se origina principalmente a partir del acetaldehído. Los
leuconostocs, y en algunas ocasiones los lactobacilos heterofermentativos
facultativos, son capaces de metabolizar lactosa por vía heterofermentativa,
dando lugar a la producción de cantidades significativas de etanol. El lote
Artesanal de leche cruda fue el que presentó las mayores concentraciones de
etanol, seguido del lote del de leche pasterizadal, que se correspondían ambos
lotes con los mayores recuentos de leuconostocs.
Los compuestos carbonílicos (cetonas y aldehídos) representan también una
fracción importante en el perfil cromatográfico de la fracción volátil que contribuye
al aroma de los quesos de cabra. Es de destacar en los tres lotes de quesos la
presencia de 2-propanona, 2-pentanona y 2-nonanona. La 2-propanona es la
cetona presente en mayor concentración en todos los quesos, generalmente se
produce a partir del ácido butanoico por oxidación, aunque puede ser
biosintetizada en la glándula mamaria y pasaría a la leche. Otras cetonas, tales
como 2,3-butanodiona y 3-hidroxi 2-butanona (sabor a leche ácida), se detectaron
también en altas concentraciones, sobre todo en los quesos del lote Artesanal de
leche pàsterizada. Ambas cetonas derivan del metabolismo de la lactosa y del
citrato y probablemente juegan un papel importante en el sabor de los quesos al
principio de la maduración, ya que descienden a lo largo de la misma.
El contenido total en AGL volátiles de cadena corta fue superior para los lotes
Artesanales que para el lote Industrial durante todas las etapas de maduración
estudiadas. Al final del estudio, el total de AGL volátiles de los quesos del lote
Industrial representaban sólo un 20% del total registrado en los lotes elaborados
con la pasta de cuajo higienizada. Los mayores niveles de lipolisis en los quesos
del lote Artesanal de leche cruda al principio de maduración, pueden estar
31
asociados a la actividad de la lipasa nativa de la leche que se ha inactivado
durante la pasterización en los otros dos lotes. El AGL presente en mayor
proporción en los quesos de los tres lotes fue el ácido butanoico, el cual constituía
al final de la maduración el 54% del total en el lote Industrial y hasta el 69% y 75%
en los quesos de los lotes Artesanal de leche cruda y pasterizada,
respectivamente. Todos los ácidos se encontraron en mayor cantidad en los
quesos de los lotes Artesanales que en los quesos del lote Industrial, debido
fundamentalmente al empleo de la pasta de cuajo cuyas enzimas favorecen la
liberación de ácidos grasos de cadena corta.
Tabla 10. Contenido total de ácidos grasos libres volátiles en los quesos de cabra a
lo largo de la maduración.
Lote
Industrial
Artesanal de leche past.
Artesanal de leche cruda
7 días
993
1757
3921
Ácidos grasos volátiles (µg/100 g)
15 días
30 días
60 días
1568
2546
4835
5502
11250
22256
5796
11079
22055
De todo lo anterior se puede concluir que la mayor concentración de compuestos
volátiles determinada en los quesos del lote Artesanal de leche pasterizada puede
atribuirse no sólo a la acción lipolítica iniciada por el empleo de la pasta de cuajo
en la elaboración del queso, sino también por la presencia de L. casei ssp. casei
IFPL731, añadido en el cultivo iniciador para la elaboración de estos quesos. La
elevada actividad peptidásica de este microorganismo (Fernández de Palencia et
al., 1997), la destacada presencia de enzimas relacionadas con el catabolismo de
aminoácidos (Amárita et al., datos no publicados) y de una importante actividad
esterásica, junto con los elevados recuentos de lactobacilos -detectados desde el
principio de la maduración de estos quesos-, indicarían que la mayor formación de
volátiles, incluidos AGL, en el lote Artesanal de leche pasterizada en comparación
con el de leche cruda, estaría causada por la actividad de L. casei ssp. casei
IFPL731. También Rodríguez et al. (1997), observaron un mayor contenido de
volátiles en quesos elaborados con el mismo cultivo iniciador IFPL que el mismo
tipo de queso elaborado con un cultivo comercial.
La combinación de todos los compuestos detectados en el perfil cromatográfico
originan las propiedades sensoriales típicas de este tipo de queso. El contenido
en componentes volátiles desde las primeras etapas de maduración fue superior
en los lotes Artesanales presentando ya a los 7 y 15 días, respectivamente,
valores superiores que el Industrial a los 30 días de maduración. Se obtiene, por
tanto, un desarrollo más rápido en la producción de volátiles por acción de la
pasta de cuajo, que permitiría la comercialización del queso antes de un mes de
maduración, en el caso del lote Artesanal de leche pasterizada.
Análisis sensorial.- En cuanto a la intensidad de aroma y sabor, las
puntuaciones fueron superiores en los lotes Artesanales en comparación con el
lote Industrial y desde el principio de la maduración. Este resultado sólo puede
atribuirse al mayor contenido en componentes volátiles de estos quesos, sobre
32
todo AGL de cadena corta (Rampilli y Barzaghi, 1995), lo que se explica
fundamentalmente por la acción de la pasta de cuajo añadida en el proceso de
elaboración y probablemente también por una microbiota más variada que incluye
microorganismos con actividad lipolítica.
De los resultados obtenidos del análisis sensorial se puede concluir que los
quesos de los lotes Artesanales se valoraron muy positivamente en cuanto a
aceptabilidad general e intensidad de sabor y aroma, debido principalmente al
desarrollo de sabor picante. La mayor intensidad de sabor desarrollada por estos
quesos se correlaciona con la adición de las pastas de cuajo higienizadas en la
elaboración de los quesos, lo cual dio lugar a la liberación de un mayor nivel de
AGL volátiles y, por lo tanto, de mayor intensidad en sabor y aroma de los quesos.
Las bajas puntuaciones en textura, que disminuyeron la aceptación de los quesos,
estaría relacionada con la escasa proteolisis en los mismos, limitada por la baja
actividad proteolítica de la pasta de cuajo.
3.3.4. QUESO DE CABRA A ESCALA INDUSTRIAL
Análisis microbiológico.- Se llevó a cabo el análisis microbiológico de los dos
lotes de quesos estudiados, lote elaborado con leche entera de cabra y cuajo
comercial y lote elaborado con leche entera de cabra y mezcla de pasta de cuajo
de cabrito y el mismo cuajo comercial empleado en la elaboración del lote
anterior. Para ambos lotes se empleó un cultivo iniciador comercial, con objeto de
estimar la posible acción aislada de la pasta de cuajo. Los recuentos de
microorganismos viables totales fueron ligeramente superiores en los quesos del
lote con cuajo comercial (aunque las diferencias fueron ligeras), mientras que se
observaron recuentos de lactococos similares en ambos lotes.
Composición global.- La evolución del pH de los quesos de ambos lotes fue la
esperada aunque se encontraron valores ligeramente superiores en los quesos
del lote con mezcla de pasta de cuajo, 5.7 y 5.8 durante la maduración frente al
intervalo 5.3-5.5 observado en los quesos del lote con cuajo comercial. Esto se
puede explicar porque los recuentos de microorganismos fueron inferiores en los
primeros.
El contenido en grasa de los dos lotes de quesos fue similar, alrededor del 50%
(referido a ST), cifra comparable a la de los cinco lotes de quesos elaborados con
leche entera de cabra descritos anteriormente.
El porcentaje de proteína referido a ST de los dos lotes de quesos a los diferentes
tiempos de maduración fue del 40%, valor también similar al obtenido para los
quesos elaborados a nivel piloto.
El porcentaje de ST evolucionó en ambos lotes entre el 58 y el 60% y el de sal,
entre 1.6% y 2.2%.
Fracciones nitrogenadas.- Tanto la proteolisis primaria como la secundaria al
inicio de la maduración fue similar para ambos lotes de quesos, sin embargo a
partir de los 30 días de maduración comienzan a observarse mayores niveles de
proteolisis en los quesos que emplearon el cuajo comercial en su elaboración, a
33
diferencia de aquellos que emplearon la mezcla cuajo comercial y pasta de cuajo.
Como era de esperar la proteolisis es superior debido al empleo de cuajo
comercial en polvo, que incluye en su composición un elevado porcentaje de
quimosina.
Actividades enzimáticas.- Los resultados obtenidos para la actividad proteolítica
igualmente muestran valores superiores de actividad en el lote elaborado con
cuajo comercial al inicio de la maduración. Dicho resultado de actividad
proteolítica se relacionan con la presencia de enzimas proteolíticas solubles en la
fracción de extracto de cuajo residual. Por otra parte, la actividad esterásica
muestra valores ligeramente superiores de actividad en el lote elaborado con
mezcla de pasta de cuajo y cuajo comercial al inicio de la maduración y un
aumento de la misma a partir de 30 días. Sin embargo, en los quesos del lote
elaborado con cuajo comercial se observa un descenso de la actividad esterásica.
Este resultado es de interés por la incidencia en los niveles de ácidos grasos
libres de interés para el desarrollo del aroma.
Composición en ácidos grasos libres.- Los resultados obtenidos en los niveles
de ácidos grasos libres (Tabla11) permiten concluir que el grado de lipolisis es
ligeramente superior en el lote elaborado con mezcla de pasta de cuajo, de
acuerdo con los datos de las elaboraciones anteriores, a los 45 días 13.600 frente
a 11.100 mg/kg .
Tabla 11. Composición de los ácidos grasos libres (mg/kg) en los quesos del lote
elaborado con cuajo comercial (ECC) y el lote elaborado con mezcla de pasta de
cuajo y cuajo comercial (EPC/CC), a los 2, 15, 30 y 45 días de maduración.
Lote ECC
Acido
Lote EPC/CC
2 días
30 días
45 días
2 días
30 días
45 días
C4
359
406
582
391
465
608
C6
266
536
414
305
437
571
C8
249
293
303
248
286
369
C10
788
876
892
746
958
1153
C12
312
311
363
288
366
461
C14
645
595
825
628
716
1005
C16
2196
1888
3035
2234
2187
3586
C18
884
710
1289
918
827
1488
C18:1
2197
1877
3210
2403
2249
4057
C18:2
207
129
208
172
215
345
Total
8103
7620
11122
8332
8706
13643
34
Análisis sensorial.- Tanto la intensidad de aroma como de sabor se iguala a los
15 días de maduración, y la aceptabilidad general es también similar para ambos
lotes de quesos. En cuanto al estudio de otras características sensoriales que
hacían referencia a atributos relacionados con la textura, se observó la aparición
de una textura ligeramente más dura, plástica, quebradiza y arenosa en los
quesos del lote con pasta de cuajo, debido a la menor proteolisis observada en
los quesos de dicho lote, que reflejó un menor ablandamiento de la masa del
queso. Los catadores detectaron un retrogusto picante a los 15 días de
maduración en estos quesos. A pesar de estos ligeros defectos de la textura del
queso, la intensidad de aroma y sabor de dichos quesos fue considerada
positivamente frente al lote con cuajo comercial.
La aceptabilidad de estos lotes se vio ligeramente disminuida respecto a la
observada en los quesos estudiados en el capítulo anterior porque el empleo del
cultivo iniciador IFPL junto con la pasta de cuajo resulta ser un complemento
adecuado para incrementar los niveles de proteolisis y el óptimo desarrollo de las
características más deseables en este tipo de queso.
35
CONSIDERACIONES FINALES
Los resultados obtenidos permiten formular las siguientes consideraciones:
•
Se ha desarrollado un procedimiento de higienización de pastas de cuajo
artesanales que permite estandarizar su utilización en la elaboración
industrializada de quesos. Este procedimiento disminuye ligeramente las
actividades proteolíticas y lipolíticas de la pasta de cuajo, pero aumenta su
aptitud tecnológica. No obstante, el rendimiento en queso y la fuerza de la
pasta de cuajo higienizada sigue presentando valores inferiores a los cuajos
comerciales.
La pasta de cuajo higienizada muestra actividad lipolítica similar frente a
grasa de leche de vaca, oveja y cabra, presentando óptimos de actividad a
valores de pH y temperatura más próximos a las condiciones de fabricación
del queso que a las de maduración.
•
Los resultados obtenidos en la utilización de pastas de cuajo en sistemas
modelo de queso dio lugar a un incremento en los niveles de lipolisis frente al
empleo de cuajo comercial.
•
La utilización de la pasta de cuajo higienizada y de un cultivo iniciador
específico en la elaboración de quesos de cabra -tradicional y con una ligera
reducción en el contenido en grasa- incide fundamentalmente en el desarrollo
de la lipolisis, que se refleja en un mayor contenido en ácidos grasos libres,
mayoritariamente de cadena corta y compuestos volátiles que incrementan de
forma apreciable el aroma y sabor de estos quesos por lo que el resultado
práctico es una disminución del tiempo de maduración.
No obstante dada la menor actividad proteolítica de la pasta de cuajo se
considera de mayor interés la utilización conjunta de una mezcla pasta de
cuajo y cuajo comercial.
36
ABREVIATURAS
NNC: Nitrógeno no caseínico
NNP: Nitrógeno no proteico
NT: Nitrógeno total
ST: Sólidos Totales
AGL: Ácidos grasos libres
IFPL: Instituto del Frío Productos Lácteos
ECC: Sistema elaborado a partir de leche entera de cabra con Cuajo Comercial
EPC: Sistem/Queso elaborado a partir de leche entera de cabra con Pasta de Cuajo
DCC: Sistema/Queso elaborado a partir de leche semidesnatada de cabra con Cuajo Comercial
DPC/CC: Queso de leche semidesnatada con mezcla de pasta de cuajo y cuajo comercial
EPC/CC: Queso de leche entera con mezcla de pasta de cuajo y cuajo comercial
AGRADECIMIENTOS
Los autores desean expresar su agradecimiento a la Fundación Alfonso Martín
Escudero por la financiación del trabajo realizado.
Asimismo, agradecen a la Quesería Rondeña las facilidades para la realización de
los lotes de queso a nivel piloto e industrial y al Cabildo Insular de Fuerteventura
por el suministro de estómagos de cabrito para la preparación de las pastas de
cuajo.
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