LICENCIATURA EN CIENCIA Y TECNOLOGÍA DE LOS ALIMENTOS QUÍMICA Í DE LOS ALIMENTOS ALIMENTOS LÁCTEOS Dra Roxana Verdini Dra. [email protected] 2019 LA LECHE La producción de leche comenzó hace mas de 6000 años. El hombre en todas las altitudes y latitudes ha domesticado animales herbívoros para satisfacer necesidades tales como leche, carne, vestimenta, etc. El animal productor de leche mas difundido mundialmente di l t es la l vaca. Sin embargo otros animales son de gran importancia local como por ejemplo, cabra, oveja, búfala. búfala LA LECHE La definición de la leche se puede abordar desde múltiples puntos de vista: D Desde d ell punto t de d vista i t de d la l calidad lid d de d la l leche, l h en el Primer Congreso Internacional para la Represión de Fraudes, Fraudes realizado en Ginebra en 1908, se la definió como el producto íntegro, no adulterado ni alterado y sin calostro, calostro procedente del ordeño higiénico, regular, completo e ininterrumpido de las hembras domésticas sanas y bien alimentadas. LA LECHE La definición de la leche se puede abordar desde múltiples puntos de vista: D Desde la d ell punto t de d vista i t biológico, bi ló i l leche l h es ell producto de la secreción de las glándulas de las hembras que a tal fin tienen las hembras mamíferas, cuya función natural es alimentar al recién nacido. nacido Desde el punto de vista fisicoquímico, la leche es una emulsión de glóbulos grasos dispersos en una suspensión acuosa. La leche contiene agua, lactosa, proteínas vitaminas y minerales. p grasa, LA LECHE La leche contiene agua, lactosa, grasa, proteínas vitaminas y minerales. i l Las sustancias presentes en la leche se encuentran en: Emulsión: lípidos y vitaminas liposolubles. Suspensión coloidal: caseínas ligadas a sales minerales. Solución coloidal: proteínas del suero. Solución verdadera: lactosa, lactosa vitaminas hidrosolubles, hidrosolubles sales, etc. LA LECHE La disposición de las diferentes sustancias de la leche se puede observar b all microscopio: i i A escasos aumentos la leche se observa como un líquido uniforme y turbio. turbio Al aumentar la resolución se observan las glóbulos grasos de tamaño variable flotando en un líquido turbio. turbio Cuando el aumento se incrementa se observan las micelas de caseína en el suero. suero LA LECHE F Fuente: t Dairy D i Processing P i Handbook H db k LA LECHE F Fuente: t Dairy D i Processing P i Handbook H db k LA LECHE La composición química de la leche ampliamente según la especie de mamífero. varía Las variaciones dependen de los requerimientos nutricionales del mamífero y de la velocidad del desarrollo. D Dentro t d una misma de i especie, i l composición la i ió puede variar con la alimentación o la época del año. La leche de otoño y de invierno es más rica en primavera grasas que la de verano y primavera. a leche ec e obte obtenida da a la a mañana a a a es más ás rica ca e en g grasa asa La que la de la tarde. LA LECHE En general el contenido de proteínas de la leche de una especie, en general, es mayor cuanto mas rápido sea el desarrollo de la misma. El niño duplica su peso en 180 días y el contenido de proteínas de la leche materna es de 1 23% 1,23%. El ternero duplica su peso en 50 días y el contenido de proteínas de la leche de vaca es de 3,25%. El cordero duplica su peso en 16 días y el contenido de proteínas de la leche es de 5,60%. LA LECHE Composición p de las distintas leches: LA LECHE A pesar de que aproximadamente el 87% esté constituido por agua, agua la leche es un producto de gran complejidad química y física. El agua constituye el medio en el cuál se encuentran disueltos o suspendidos los restantes componentes de l leche. la l h Una pequeña parte del agua se encuentra ligada a las proteínas. La lactosa es el disacárido característico de la leche encontrándose sólo trazas de los otros azúcares. Los principales triglicéridos. lípidos de la leche Las L proteínas t í mayoritarias it i son las l caseínas. í son los LA LECHE Composición típica promedio de leche de vaca: Componente Porcentaje Total Agua 87.0 Lactosa 4.9 Grasa 3.7 Parcial T i li é id Triglicéridos 98 Fosfolípidos, esteroles, carotenoides, 2 vitaminas liposolubles (A, D, E y K) y ácidos grasos libres Proteínas 3.5 80 C í Caseínas Lactoalbúmina, lactoglobulina, albúmina 20 del suero e inmunoglobulinas Minerales 0.7 LÍPIDOS DE LA LECHE La grasa mayoritaria es una mezcla de triglicéridos que le imparte a la leche y a los productos derivados ricos en grasa, una textura característica. t í ti El resto de la g grasa de la leche está constituida p por fosfolípidos (lecitina, esfingomielina, cefalina), esteroles, carotenoides, vitaminas liposolubles (A, D, E y K) y trazas de ácidos grasos libres. Los ácidos grasos constituyentes de los triglicéridos son 2/3 de saturados y 1/3 insaturados. á id grasos insaturados i t d (mono ( li) de d los l L Los ácidos y poli) cuales el linoleico (esencial) existe en la leche de mujer en mayor proporción que en la de vaca. vaca LÍPIDOS DE LA LECHE La presencia de ácidos grasos de cadena corta se debe a la absorción que de ellos hacen los rumiantes gracias a la metabolización que las bacterias del sobre alimentos b t i d l rumen realizan li b los l li t que el animal ingiere. La membrana que rodea a los glóbulos grasos tiene la misma composición que la membrana plasmática de las células mamarias, es muy rica en lípidos polares mono y diglicéridos, ácidos grasos libres, esteroles, fosfolípidos (estos últimos son en un 90% lecitina y esfingomielina). La membrana también posee glucolípidos, parte del colesterol,, carotenos y vitamina A. LÍPIDOS DE LA LECHE El color blanco de la leche está dado por la refringencia a la luz que recae sobre una emulsión formada por pequeñas gotas de grasa envueltas en una película de lecitina, nadando en agua que posee sales en solución y también de el coloide proteico que perfecciona aún más la estabilidad de las gotas de grasa. Esta alta complejidad de las partículas de grasa explica p su llamativo comportamiento. p Forma una perfecta emulsión que aunque a veces parezca desaparecer por sobrenadar en los recipientes de leche, basta agitar para comprobar que se dispersa nuevamente. nuevamente LÍPIDOS DE LA LECHE El desnatado espontáneo se ve acelerado por calentamiento a 80°C y por disminución del pH. Los tratamientos térmicos o mecánicos que afectan a la membrana provocan la desemulsificación. P Por ejemplo j l ell batido b tid significa i ifi la l introducción i t d ió de moléculas de aire que absorben proteínas y glóbulos de grasa. grasa La compresión mecánica ocasiona rotura de las membranas dando lugar a la formación de una fase continua y a la expulsión de líquido. El frío p produce retracción del contenido globular. LÍPIDOS DE LA LECHE La grasa de la leche se encuentra en un estado de sobrefusión, esto significa que existe en estado líquido a temperaturas en las cuales debería estar en estado sólido (el punto de fusión promedio es de 30 ºC). Para tener una perfecta distribución de la grasa se procede a la homogeneización: p g consiste en hacer pasar la leche a gran presión a través de membranas de poros microscópicos que otorgan diámetros grasa menores a los glóbulos de grasa. La materia grasa de la leche está expuesta a alteraciones lt i como lipólisis li óli i y oxidación. id ió LIPÓLISIS DE LA LECHE La lipólisis la ocasionan la lipasa natural de la leche y las lipasas bacterianas. La cantidad de ácidos grasos liberados por la lipólisis nunca es muy grande porque la acción de la lipasa se inhibe por su presencia y por el descenso de pH. Algunos ácidos grasos tienen olores tan intensos que aún a escasas concentraciones resultan perceptibles. perceptibles Los especialistas en lácteos suelen llamar enranciamiento a la alteración debida a la lipólisis y sabor a “a sebo” al resultado de la oxidación. LIPÓLISIS DE LA LECHE La lipasa natural proviene de la sangre y pasa a la leche. Es termosensible, termosensible siendo inactivada por los tratamientos de la leche a 60º C durante 15 minutos, o 74 74º C durante 15 segundos. Es sensible a la luz en presencia de catalizadores. Esta lipasa natural está siempre presente en la leche en cantidad suficiente para provocar en 24-48 horas daños organolépticos. En condiciones normales se mantiene inactiva, ya que no puede alcanzar la materia grasa que está concentrada en los g glóbulos g grasos y p protegida g de la influencia exterior por la membrana protectora. LIPÓLISIS DE LA LECHE Existen dos tipos de mecanismos que pueden hacer actuar esta lipasa: la lipolisis espontánea, espontánea la lipolisis inducida. LIPÓLISIS DE LA LECHE Los mecanismos de la lipolisis espontánea están ligados al animal: individuo, período de lactación, alimentación. Sólo se manifiestan en la leche de un escaso número de animales y únicamente si fue refrigerada. Consiste en la fijación de una lipasa endógena sobre la membrana de los glóbulos grasos durante en enfriamiento. enfriamiento Si esta leche se diluye con cuatro a cinco partes de leche no sujeta a lipólisis espontánea desaparece el efecto, por esta razón están protegidas las leches d grandes de d mezclas. l LIPÓLISIS DE LA LECHE La lipolisis inducida puede afectar a cualquier leche y se produce cuando hay deterioro de la membrana del glóbulo graso, permitiéndose de esta forma al enzima alcanzar el sustrato. Los principales factores que favorecen esta lipolisis son: factores mecánicos, mecánicos choques térmicos. Los ciclos de temperatura: enfriamientocalentamiento-enfriamiento calentamiento enfriamiento favorecen la lipólisis. La velocidad de lipólisis es máxima a 10ºC. LIPÓLISIS DE LA LECHE Los choques térmicos aparecen cuando se añaden importantes cantidades de leche caliente sobre leche fría en cortos períodos de tiempo: fenómeno atribuible a un mal diseño de la instalación de ordeño o a una rutina de ordeño inapropiada. Los factores mecánicos contribuyen a aumentar la interface grasa- agua facilitando el contacto lipasaglóbulos grasos y puede ser que modifiquen la orientación de los triglicéridos en la superficie de los glóbulos glóbulos. La lipólisis inducida está favorecida por la agitación, h homogeneización, i ió formación f ió de d espuma, etc. t LIPÓLISIS DE LA LECHE Los factores mecánicos se pueden producir en: la instalación de ordeño, ell interior i t i del d l tanque t refrigerante. fi t Los p problemas causados en la instalación de ordeño suelen deberse a un equipo mal diseñado o mal montado, al incorrecto reglaje de la máquina, a una rutina de ordeño inadecuada (entradas de aire anormales al colocar o retirar las pezoneras) o a la presencia de piezas gastadas o defectuosas. LIPÓLISIS DE LA LECHE Las entradas de aire y las turbulencias en las máquinas de ordeño responsables de la formación de espuma, son una de las principales causas de lipólisis. Pueden deberse a conducciones con diámetros insuficientes, codos , elevaciones, caídas excesivas, reducciones intermedias,, bombeos inadecuados), ), Por ejemplo la Norma ISO 5707, relativa a la construcción y funcionamiento de instalaciones de ordeño, modificó el método de cálculo del diámetro de las conducciones de leche con el objetivo de conseguir que el flujo de leche se realice en régimen laminar. laminar LIPÓLISIS DE LA LECHE Las agresiones mecánicas sobre la estructura de la membrana del glóbulo graso causadas en el tanque refrigerante se originan por: excesivo batimiento del agitador, por el fuerte impacto de la leche al caer en el interior del tanque. Estas circunstancias también airearán en demasía la leche facilitando la oxidación de los ácidos grasos libres generados en la lipolisis. LIPÓLISIS DE LA LECHE Las lipasas microbianas son aquellas secretadas después del ordeño por parte de la flora microbiana de la leche, en particular por las bacterias psicrótrofas. Son esencialmente de origen extracelular y tienen una mayor relevancia a causa de su considerable termorresistencia y aunque q los microorganismos causantes se destruyan fácilmente p por la p pasteurización e incluso p por tratamientos térmicos menos severos, como la termización, las enzimas persisten y su acción prosigue después del tratamiento térmico. LIPÓLISIS DE LA LECHE Para la prevención de la lipolisis microbiana hay que tener en cuenta, en primer lugar, que todos los factores que faciliten la existencia y crecimiento de bacterias psicrótrofas en la leche cruda, productoras de lipasa, aumentan las posibilidades de lipolisis. Como la presencia de un número apreciable de psicrótrofos en la leche cruda es una indicación de p falta de higiene en la producción de leche en la granja, g j es necesaria una cuidadosa limpieza p y desinfección de todos los utensilios lecheros, tuberías y tanques, con el fin de mantener tan bajo como sea posible el número de estas bacterias en la leche. OXIDACIÓN DE LA LECHE La oxidación actúa sobre todos los dobles enlaces de los ácidos grasos no saturados de los fosfolípidos de las membranas de los glóbulos grasos. Varía según la estación y la alimentación del animal: las leches de invierno son más sensibles que las de verano. Está E tá favorecida f id por metales t l como Cu C e Fe. F La homogeneización y tratamientos térmicos fuertes protegen parcialmente a los lípidos de la oxidación. La lipólisis y antagonismo: la oxidación manifiestan cierto las condiciones que favorecen a la primera son desfavorables para la segunda y viceversa. PROTEINAS DE LA LECHE Las proteínas de la leche son las caseínas, las proteínas del suero s ero (lactoalbúmina, (lactoalbúmina lactoglobulinas, lactoglob linas albúmina del suero e inmunoglobulinas) y otras. Proporciones de las principales proteínas de la leche desnatada PROTEINAS DE LA LECHE La última clasificación de las proteínas de la leche prop esta por la American Dairy propuesta Dair Science Association® en su seta revisión del año 2004. Nomenclatura desgrasada genéticas g/L en leche variantes PM PROTEINAS DE LA LECHE Las proteínas de la leche son muy ricas en aminoácidos indispensables, indispensables especialmente lisina y triptofano. El aminoácido limitante es la metionina. Las caseínas son un grupo heterogéneo de proteínas que se encuentran en la leche en forma de micelas. Forman un sistema coloidal de gran estabilidad, sólo sensible a disminuciones de pH considerables y a determinadas enzimas que las precipitan y coagulan coagulan. PROTEINAS DE LA LECHE Cuando se coagulan las caseínas quedan en solución las otras proteínas conjuntamente con lactosa y sales minerales para constituir lo que se llama lactosuero. ll l Las micelas desempeñan p un p papel p muy y importante p en la estructura de la leche ya que esta depende de la estabilidad de la misma, cuando la leche se corta es porque las micelas se desestabilizaron. Otras proteínas incluyen gran número de enzimas de acciones muy diversas y de las cuales merecen mencionarse algunas por su valor en procesos tecnológicos y en pruebas bromatológicas. ENZIMAS DE LA LECHE FOSFATASAS ácida y alcalina, se destruyen a 63 65ºC y pueden servir de indicadores de correcta pasteurización de la leche. PEROXIDASAS se destruyen d t a 85ºC. 85ºC Su S presencia i depende del tipo de pasteurización aplicada. CATALASAS puede revelar la existencia de gran cantidad de elementos celulares, normalmente hasta 100000/ l y que la 100000/ml l misma i h sido ha id obtenida bt id de d un animal i l enfermo. REDUCTASAS cuyo aumento hace prever la existencia de una abundante cantidad de bacterias en la leche. La prueba de reducción del azul de metileno permite establecer de forma semicuantitativa, según el tiempo que lleve la decoloración, decoloración el grado de desarrollo de flora microbiana. PROTEINAS DE LA LECHE Las micelas de caseína de la leche son partículas groseramente esféricas, con diámetros de hasta 600 nm. Sin embargo, aproximadamente la mitad de la caseína total se encuentra en forma de micelas con diámetros entre 130 y 250 nm y el resto se encuentra netamente dividido con micelas por arriba y por debajo de este margen de diámetros. La leche tiene alrededor de 1015 micelas p por litro. Una micela típica contiene 104-105 moléculas de caseína caseína. Hay numerosas teorías sobre la conformación de las micelas de caseína. caseína PROTEINAS DE LA LECHE Durante muchos años, los químicos han intentado describir la disposición estructural de las moléculas de caseína en el seno de la micela. Aunque aún permanecen sin resolverse muchos detalles de la estructura de la micela de caseína. Hoy en día lo más ampliamente aceptado es el modelo del concepto de submicelas que fue propuesto en 1975 por Slattery y Evard posteriormente reformado p por Schmidt y Holt. Las submicelas son agregados más o menos -CN β-CN, β-CN y κesféricos de 25-30 moléculas de αs-CN, CN. PROTEINAS DE LA LECHE La asociación de moléculas de caseína, para formar submicelas, depende de las características de los tres tipos de caseína. Las cadenas polipeptídicas de todas ellas presentan un predominio de aminoácidos polares en su extremo N-terminal. En las regiones hidrofílicas de las αs-CN CN y β-CN β CN se encuentran restos de fosfoserina que los responsables de las uniones a los iones calcio y de los enlaces cruzados entre submicelas vía las cadenas de los agrupamientos denominados fosfato cálcico coloidal. PROTEINAS DE LA LECHE No todas las micelas tienen el mismo contenido de κ-CN. La κκ-CN CN no tiene restos fosfatos, fosfatos pero en el extremo polar C-terminal contiene, en lugar de uno o más restos de treonina, una molécula de un TRISACÁRIDO, que asegura el carácter hidrofílico de la región g C-terminal. Se cree que las cadenas polipeptídicas de los tres tipos de caseínas adoptan una estructura terciaria (es decir, el plegamiento) que le confiere el marcado carácter anfifílico a las moléculas lo que origina que se produzcan asociaciones de las mismas de un modo similar a la de los lípidos polares. polares PROTEINAS DE LA LECHE PROTEINAS DE LA LECHE PROTEINAS DE LA LECHE PROTEÓLISIS DE LA LECHE La proteólisis puede ser debida a la acción de una de las proteasas t naturales t l d la de l leche, l h la l proteasa t alcalina l li o plasmina. Sin embargo, las consecuencias tecnológicas más graves se deben a la acción de las proteasas de las b t i psicrótrofas, bacterias i ót f cuyos efectos f t se manifiestan ifi t en las leches refrigeradas, incluso con niveles de población relativamente moderados. moderados El pH óptimo es 7,8 y la temperatura a la que su actividad es máxima es de 40-50ºC, 40 50ºC aunque estas proteasas siguen activas a pH y a temperatura bajos. t t bilid d se sitúa itú en 150ºC durante d t 10 L La termoestabilidad segundos, lo que hace que se hallen presentes en las leches pasterizadas y ultrapasteurizadas y UHT, UHT con los problemas que ello implica. PROTEÓLISIS DE LA LECHE La producción de proteasas es más importante a bajas t temperaturas t que a altas. lt Proporcionan una menor estabilidad térmica a la leche, produciendo una coagulación a lo largo del tratamiento. Dan lugar g a la degradación g de las caseínas,, lo q que implica pérdidas en el rendimiento en la fabricación de quesos y un aumento de la cantidad de nitrógeno presente en el lactosuero. Producen una modificación de las características gustativas, al perder frescura la leche, así como una aparición de sabores amargos y pútridos, e incluso gusto “ i ” cuando d se alcanzan l l di ill d a “sucio” los diez millones de gérmenes. GLÚCIDOS DE LA LECHE Se han detectado cantidades muy pequeñas de glucosa por lo que su presencia no implica mayor valor nutricional. El glúcido por excelencia de la leche es la lactosa que se sintetiza en la glándula mamaria. Es un disacárido de sabor relativamente poco dulce, poco soluble y q p que p posee un g grupo p reductor. Su poder endulzante es de 1/6 el de la sacarosa. La leche de vaca contiene aproximadamente 4,9 g/dL de lactosa mientras que la de mujer contiene 7 g/dL. /dL GLÚCIDOS DE LA LECHE La lactosa tiene un papel importante en los productos lácteos ya que es el sustrato de fermentación para las bacterias lácticas que la hidrolizan a glucosa y galactosa y transforman esas hexosas en ácido láctico. GLÚCIDOS DE LA LECHE La lactosa tiene también un importante papel nutricional sobre todo en los niños pequeños y nutricional, también en los lactantes, en quienes constituye la única fuente energética. energética Si bien en la leche humana existe lactosa en concentraciones t i mayores que en la l de d vaca, se manifiestan algunos inconvenientes comunes en la población bl ió adulta d lt (en ( algunos l pueblos bl en particular), ti l ) que hacen difícil su digestión. Normalmente la hidrólisis de la lactosa se produce en el yeyuno merced a la lactasa que la hidroliza en glucosa y galactosa. GLÚCIDOS DE LA LECHE La cantidad de lactasa es abundante en el lactante, pero a medida que el ser humano crece y en especial si no toma leche comienza a desaparecer. Esto ha sugerido que se trataría de un fenómeno inducido. Los estudios epidemiológicos han mostrado que los pueblos q p que mejor j toleran la ingestión g de lactosa son los nórdicos, mientras que pueblos africanos que no usan leche en su alimentación habitual no la toleran en su mayoría. Es común consignar entre 10 y 15% de personas adultas que no toleran la leche por las razones antedichas en poblaciones como la nuestra. GLÚCIDOS DE LA LECHE L La ausencia i de d lactasa l t t bié puede también d ser congénita; forma grave si es total, que trae grandes t t trastornos en ell lactante. l t t También puede haber formas de menor gravedad manifestadas como cuadros diarreicos. La industria láctea ha puesto en el mercado leches en las cuales se ha hidrolizado previamente la lactosa hasta en un 80% volviéndolas de ese modo tolerables (líquidas y en polvo). GLÚCIDOS DE LA LECHE Desde el punto de vista tecnológico la lactosa, además de ser sustrato de fermentaciones origina algunos inconvenientes como ser la cristalización en leches concentradas y cremas heladas; además su higroscopicidad se manifiesta en la leche en polvo. polvo El fenómeno de cristalización se puede evitar sembrando b d microcristales i i t l de d sacarosa. El grupo carbonilo es susceptible de producir condensación de Maillard con los grupos aminos libres de algunos aminoácidos que integran las proteínas, como por ejemplo la lisina. Este hecho ocasiona disminución de disponibilidad de este aminoácido esencial. la MINERALES DE LA LECHE La leche es una buena muestra de parte de los elementos circulantes en la sangre del animal del que proviene. La glándula mamaria los sintetiza o concentra dando lugar a un producto que cubra las necesidades id d de d su especie i en su etapa t d mayor de desarrollo y crecimiento extrauterinos. De esa forma hay minerales presentes como muestra de una labor de concentración en mayor o menor escala según esas necesidades y en otros de acuerdo con vestigios que circulan en la sangre materna aportados por las características de lo consumido. MINERALES DE LA LECHE El contenido total de minerales de la leche vacuna es de unos 0,7 0 7 g/dL. g/dL Los minerales en su mayoría están como sales: ácido cítrico 0,2-0,4%, sales solubles como NaCl; KCl; fosfato monopotásico, monomagnésico, monocálcico y tricálcico. tricálcico Los cloruros de sodio y de potasio están totalmente ionizados, mientras que los fosfatos de calcio, magnesio y citratos se encuentran una parte en f forma soluble l bl y otra t en forma f d complejos de l j coloidales en equilibrio, lábil con el complejo caseína. í MINERALES DE LA LECHE Unos 2/3 del contenido de calcio de la leche adoptan una configuración coloidal dispersa y sólo 1/10 se encuentra ionizado. El equilibrio entre el calcio iónico y las formas ligadas o en complejos desempeña un papel i importante t t en la l estabilidad t bilid d física fí i de d los l productos d t lácteos elaborados. Las elevadas temperaturas desplazan el equilibrio hacia la formación de complejos, disminuyendo la concentración de las especies iónicas y aumenta la estabilidad de las caseínas. Pueden presentarse trazas de muchos otros elementos, que reflejan, las características del alimento consumido por los animales. VITAMINAS DE LA LECHE La leche fresca, recién ordeñada, contiene la mayoría de las vitaminas, vitaminas aun cuando algunas de ellas están en concentraciones muy bajas, insuficientes para satisfacer las necesidades diarias del hombre. L Los diversos di t t i t tratamientos a los l que se le l somete t inducen fuertes pérdidas de las más t termosensibles, ibl principalmente i i l t las l hidrosolubles. hid l bl Las vitaminas liposolubles A, D, E y K se encuentran interaccionando con los glóbulos de grasa, principalmente en la membrana La vitamina A se presenta en mucho mayor proporción que las otras tres. Su contenido en la leche depende de la dieta de la vaca. VITAMINAS DE LA LECHE tiamina B1, riboflavina B2, niacina B3, ácido pantoténico B5, priridoxina B6, biotina B7, cobalamina B12 VITAMINAS DE LA LECHE tiamina B1,, riboflavina B2 VITAMINAS DE LA LECHE En el suero se localizan las hidrosolubles, tales como riboflavina, riboflavina B6, B6 B12, B12 C, C biotina, biotina niacina, niacina tiamina, folatos y ácido pantoténico; sus concentraciones no dependen tanto de la dieta de la vaca y permanecen más o menos constantes. A pesar de d que la l niacina i i se encuentra t en baja b j concentración, la leche es una buena fuente de esta vitamina it i por su alto lt contenido t id de d triptófano, t i tóf precursor de ésta en el cuerpo humano. La microflora intestinal de la vaca sintetiza varias vitaminas del grupo B y la K, y una alta proporción se absorbe a través de la pared intestinal y luego se incorpora a la leche. VITAMINAS DE LA LECHE La vitamina C y la riboflavina son fotosensibles, y las altas temperaturas las dañan tanto a ellas como a la tiamina, mientras que el oxígeno afecta al ácido fólico. fólico La vitamina A, y en menor grado la B6, son sensibles ibl a la l luz l fluorescente. fl t Los daños ocasionados p por los efectos de la luz se han minimizado al reemplazar el vidrio por empaques de cartón. En la leche descremada se añaden vitaminas A, D y E ya que se pierden al quitar la grasa. E, grasa PRODUCCIÓN PRIMARIA LA LECHE Grandes cambios se han producido en la producción de leche desde que el hombre comenzó la crianza del ganado vacuno. En la actualidad la producción anual de leche promedio es de 6000 litros por cabeza, seis veces mas que la l vaca primitiva. i iti Algunas g razas p pueden rendir hasta 14000 litros p por año por cabeza. PRODUCCIÓN PRIMARIA LA LECHE La recolección de la leche en algunas granjas pequeñas aun se realiza en forma manual. manual Habitualmente el ordeñe manual lo realizan siempre los mismos operadores. La p primera secreción de leche se descarta p por su elevado contenido de bacterias. PRODUCCIÓN PRIMARIA LA LECHE Además una inspección visual de la primera secreción de leche le permite al recolector detectar cambios indicativos de alguna enfermedad de la vaca. vaca El ordeñe manual se realiza de a dos cuartos di diagonales l opuestos. t La leche es recolectada en cubos y volcada en recipientes de 30-50 litros que son almacenado a baja temperatura. PRODUCCIÓN PRIMARIA LA LECHE La recolección de la leche en tambos medianos y grande se realiza en forma mecánica. mecánica PRODUCCIÓN PRIMARIA LA LECHE Bomba de vacío (1) de una cañería de vació (2), de un tanque de enfriamiento (3) y de un sistema de cañería para la leche (4). PRODUCCIÓN PRIMARIA LA LECHE La leche abandona la ubre a una temperatura de 37C. 37C Existe en la leche una flora habitual que acompaña desde los canales galactóforos y otra casual o agregada de naturaleza muy variada. Los microorganismos responsables de la contaminación de la leche están la ubre de la vaca, en las manos del ordeñador, en las partículas de polvo, por ello la leche debe filtrarse antes de ser refrigerada. Por ello es imposible obtener una leche absolutamente libre de bacterias y es necesaria la refrigeración de la leche. PRODUCCIÓN PRIMARIA LA LECHE En la figura podemos observar el efecto de la temperatura sobre el desarrollo microbiano en la leche. PRODUCCIÓN PRIMARIA LA LECHE Se utilizan enfriadores de aspersión o de inmersión para enfriar los cántaros metálicos. El enfriado por aspersión rocía agua enfriada sobre el exterior de los cántaros. Los enfriadores de inmersión son serpentines por los que circula agua fía que se colocan dentro de los cántaros o puede utilizarse para enfriar la leche contenida en tanques. tanques También existen sistemas de ordeñe que incluyen equipos i d refrigeración. de fi ió PRODUCCIÓN PRIMARIA LA LECHE Tanque de expansión con equipo de refrigeración PRODUCCIÓN PRIMARIA LA LECHE Enfriador de inmersión para cántaro PRODUCCIÓN PRIMARIA LA LECHE Enfriador de inmersión para cántaros y tanques de transporte PRODUCCIÓN PRIMARIA LA LECHE Sistema de ordeñe mecánico con equipo de refrigeración PRODUCCIÓN PRIMARIA LA LECHE PRODUCCIÓN PRIMARIA LA LECHE Es importante una adecuada limpieza y sanitización debido a que la contaminación microbiana de la leche puede deberse en gran medida a la contaminación de los equipos. Cuando se practique el ordeñe manual los utensillos p a mano con cepillos p y detergentes g se deben limpiar adecuados. Las instalaciones de ordeñe mecánico usualmente vienen equipadas con sistemas de limpieza automática. automática RECOLECCIÓN DE LA LECHE La leche debe ser llevada del tambo al centro de recepción y procesamiento. Este proceso se realiza empleando diferentes recipientes. p La leche debe ser enfriada a temperaturas por debajo de 4 4°C C inmediatamente después del ordeñe y debe mantenerse a esa temperatura durante el transporte. transporte Si se corta la cadena de frio los microorganismos presentes t en la l leche l h comenzarán á a multiplicarse lti li afectando la calidad del producto. RECOLECCIÓN DE LA LECHE La leche recolectada en recipientes de 30 a 50 litros es transportada en camiones RECOLECCIÓN DE LA LECHE Los recipientes deben protegerse del sol mediante una cubierta y son aptos sólo para distancias cortas RECOLECCIÓN DE LA LECHE El transporte a mayores distancias debe realizarse en camiones tanque refrigerados CALIDAD DE LA LECHE Los os factores acto es que influyen uye sob sobre e la a ca calidad dad de la a leche son fundamentalmente: Selección del ganado: que influirá sobre el rendimiento global en leche, la calidad y cantidad de proteínas y el contenido graso. graso Alimentación del ganado: tendrá incidencia sobre ell sabor b y ell contenido id en proteínas. í La alimentación p puede aportar p residuos de productos antiparasitarios y elementos radiactivos. También puede surgir una contaminación eventual de la leche por antibióticos y hormonas de crecimiento. CALIDAD DE LA LECHE Higiene: factor esencial para la calidad de la leche. El ordeñe manual o mecánico debe observar el máximo de precauciones para la limpieza y p desinfección de las ubres, manos de operadores e instrumentos. Después del ordeñe la leche debe enfriarse lo más rápidamente posible. Se S debería d b í mantener t l temperatura la t t por debajo d b j de 5ºC ya que las bacterias psicrófilas cuya ti id d proteolítica t líti y lipásica li á i es grande d tienen ti actividad su máximo de actividad y desarrollo en aproximadamente 10ºC. 10ºC CALIDAD DE LA LECHE La leche que proviene de animales enfermos, que contiene antibióticos o sedimentos no debe ser aceptada t d en ell establecimiento t bl i i t receptor. t Trazas de antibióticos en la leche p pueden ser perjudiciales para la elaboración de productos que son acidificados por la adición de bacterias tales como el yogur y el queso. Algunos análisis se realizan en el sitio de producción, pero la mayor parte son realizados en el centro de recepción. Los resultados de muchos de estos ensayos están relacionados con el precio pagado por la leche. leche CALIDAD DE LA LECHE La leche que presenta características de aroma y sabor diferentes de la leche normal recibe una paga menor. Si los desvíos son muy y importantes p la leche debe ser rechazada. Se deben inspeccionar los recipientes en los que se transporta la leche. Cuando C d se transporta t t en cántaros á t se debe d b analizar li la presencia de sedimentos. Se toma una del fondo del cántaro con una pipeta y se pasa por un filtro. CALIDAD DE LA LECHE La presencia de impurezas implicas una deducción en el precio de la leche. El contenido de bacterias de la leche es una medida g de la calidad higiénica. Existen indicadores que cambian de color debido al metabolismo bacteriano a una velocidad relacionada con el número de bacteria presentes. Estos E t i di d indicadores permite it la l realización li ió de d un test t t rápido de screening. El recuento de bacterias puede realizarse mediante contadores de partículas (Coulter, etc.). CALIDAD DE LA LECHE El contenido de proteínas en un criterio importante para el precio de la leche. El contenido de proteínas se determina mediante provistos de sensores infrarrojos. j instrumentos p El contenido de grasas se analiza por diversos métodos entre los cuales el método de Gerber es uno de los mas familiares. En E algunos l establecimientos t bl i i t se mide id ell punto t de d congelación de la leche para determinar si ha sido dil id con agua. diluida El punto de congelación aumenta por el agregado de agua. ALMACENAMIENTO DE LA LECHE CRUDA Un U leve l aumento t de d la l temperatura t t d durante t ell transporte es inevitable, es por ello que es necesario enfriar f i la l leche l h a temperatura t t por debajo d b j de d 4°C empleando intercambiadores de calor de placas antes de su almacenamiento en tanques silo. silo La leche cruda es usualmente almacenada en tanques silo con capacidades que oscilan entre los 25 000 litros y los 150 000 litros. Los tanques de mayor tamaño se ubican al aire libre por ello están construidos con doble p p pared. ALMACENAMIENTO DE LA LECHE CRUDA La pared interior es de acero inoxidable pulido en su lado interno y la pared externa es usualmente una lámina metálica soldada de acero inoxidable. TRATAMIENTOS TÉRMICOS DE LA LECHE Los tratamientos térmicos intensos aplicados p a la leche pueden ser favorables desde el punto de vista microbiológico pero desfavorables para la apariencia, el sabor y los valores nutritivos. La elección tiempo temperatura es una optimización tiempo-temperatura entre los efectos sobre los microorganismos y la calidad de la leche. TRATAMIENTOS TÉRMICOS DE LA LECHE La p principales p combinaciones tiempo-temperatura p p para los proceso más utilizados en al industria lechera son: termización, pasteurización t i ió baja, b j p pasteurización alta, ultrapasteurización, esterilización. TRATAMIENTOS TÉRMICOS DE LA LECHE La p principales p combinaciones tiempo-temperatura p p para los proceso más utilizados en al industria lechera son: TERMIZACIÓN En muchos establecimientos de gran tamaño la leche no puede pasteurizarse y procesarse inmediatamente después de su recepción. La leche es almacenada en los tanques q silo y el enfriamiento de la leche cruda puede no ser suficiente. En estos casos se aplica un calentamiento leve por debajo de las temperaturas de pasteurización denominado termización. S ú ell CAA la l termización t i ió es ell proceso térmico té i Según que no inactiva la fosfatasa alcalina. PASTEURIZACIÓN El Código g Alimentario Argentino g Capítulo VIII define por pasteurización al tratamiento térmico que asegure la inactivación de la fosfatasa alcalina (AOAC 1990 15º Ed., 979.13). En alimentos poco ácidos, como la leche, la pasteurización consigue la destrucción de la flora patógena p g y una reducción de la banal o alterante consiguiendo un producto de calidad similar a la leche cruda, pero de corta duración y que se debe conservar refrigerado. Es un proceso térmico relativamente suave donde y consigue una prolongación moderada de la vida útil del alimento a cambio de una buena conservación del valor nutritivo. PASTEURIZACIÓN Es importante conocer cual es el organismo patógeno más resistente en el alimento, ya que si ese microrganismo está destruido, destruido se asegura también la destrucción de los demás. En E l la l h leche: M Mycobacterium b t i t b tuberculosis l i más á conocido como bacilo de Koch (tuberculosis), Salmonella typhi t phi y paratyphi parat phi (tifus), (tif s) Brucella Br cella melitensis (fiebre de Malta), y Streptococcus y Staphylococcus (de la mastitis bovina). bovina) PASTEURIZACIÓN La mayor parte de estos gérmenes no producen alteraciones lt i en la l leche l h y son destruidos d t id por un tratamiento térmico ligero que deja un producto más hi ié i higiénico y que se estropearía t í por la l acción ió de d la l flora banal (lactobacilos) mucho antes de resultar peligroso a la salud humana. humana De los patógenos mencionados, el mas resistente es el de la tuberculosis. Posteriormente se detectó que Coxiella burnetii (una bacteria patógena intracelular causante de la fiebre Q) era el microorganismo g mas termoresistente de la leche. PASTEURIZACIÓN El Codex Alimentarius (CAC/RCP 57-2004) define por pasteurización t i ió a: una medida de control microbicida q que utiliza calor con el objetivo de reducir la cantidad de microorganismos patógenos de cualquier tipo que puedan estar presentes en la leche y los productos lácteos líquidos a un nivel en el que no entrañen ningún peligro significativo para la salud, las condiciones de la pasteurización están concebidas p para destruir efectivamente los organismos Mycobacterium tuberculosis y Coxiella burnetti. PASTEURIZACIÓN El tratamiento se diseña para destruir estos microorganismos i i ya que sii son destruidos, d t id se asegura también la destrucción de los demás, puesto t que son más á débiles. débil El tratamiento de pasteurización no introduce cambios fisicoquímicos sobre la grasa de la leche. Sin embargo se producen pequeñas alteraciones en la lactosa, desnaturalización de las proteínas del suero (de intensidad variable según el tipo de tratamiento); precipitación parcial de sales minerales yp pérdidas de magnitud g variable en las vitaminas. PASTEURIZACIÓN LTH ((low temperature p holding) g) o baja: pasteurización p Fue el primer método de pasteurización, pasteurización aunque la industria alimenticia lo ha ido renovando por otros sistemas más eficaces. eficaces Es un sistema discontinuo adecuado cuando se pretende volúmenes pequeños (100t d pasterizar t i lú ñ (100 500 litros). Se utilizan tiempos largos (aprox. 30 minutos) y temperaturas bajas (62-68ºC). Se lleva a cabo en tanques de doble pared provistos de un agitador y termómetro. termómetro PASTEURIZACIÓN LTH ((low temperature p holding) g) o baja: pasteurización p Por la doble pared circula el fluido calefactor y el refrigerante. PASTEURIZACIÓN LTH ((low temperature p holding) g) o baja: pasteurización p actualmente en desuso, desuso en estas condiciones se producían pérdidas considerables de vitaminas hidrosolubles, liberación de sulfihidrilos provenientes de aminoácidos azufrados dado lugar i á id f d d d que tiene ti l desnaturalización parcial de las proteínas del l t lactosuero. PASTEURIZACIÓN HTST (high temperature pasteurización alta: short time) o La HTST se realiza en sistemas de flujo continuo con cambiadores de calor ((tubulares o de placas). PASTEURIZACIÓN HTST (high temperature pasteurización alta: short time) o Se utilizan temperaturas elevadas (72-75 ºC) y tiempos p cortos ((15-20 segundos). g ) PASTEURIZACIÓN En los casos de temperaturas superiores a 64 64ºC C se utilizan intercambiadores de calor de tipo placa en los que entra en contacto con la superficie caliente una fina lámina de leche. A partir de los 65ºC hay desnaturalización total de las proteínas del suero y por encima de 80ºC hay interacciones entre la y la i t i t l beta b t lactoglobulina l t l b li l caseína kappa de las micelas con formación de agregados. d Se atribuye y este fenómeno a la intervención de uniones puente disulfuro. PASTEURIZACIÓN Los efectos del calor son más o menos intensos según el pH natural de la leche. El calentamiento de la leche ocasiona una disminución del pH, así como una pérdida de Ca y Mg, aumentando el nivel del fosfatotricálcico coloidal. Estos fenómenos tienen importancia en sensibilidad de las micelas de caseína al calor. la ULTRAPASTEURIZACIÓN Según el CAA Se entiende por Leche Ultrapasteurizada a la leche, homogeneizada o no, que ha sido sometida durante por lo menos 2 segundos a una temperatura mínima de 138°C mediante un proceso térmico de flujo continuo, inmediatamente enfriada a menos de no aséptica en d 5°C y envasada d en forma f é ti envases estériles y herméticamente cerrados. Las condiciones de tratamiento térmico son similares a las q que discutiremos p para la esterilización la diferencia radica principalmente en el p proceso de envasado. ESTERILIZACIÓN La esterilización es un método de estabilización cuyo fundamento es provocar una elevación de la temperatura que produce la destrucción de los agentes de deterioro, enzimas y especialmente microrganismos. g A diferencia de la pasteurización, la esterilización es un proceso térmico por objetivo té i enérgico é i que tiene ti bj ti la “destrucción total de los microrganismos” presentes t en ell alimento li t tratado. t t d La “destrucción total de los microrganismos” no es g un término totalmente exacto sino que se define la probabilidad de q p que q queden microrganismos g vivos. ESTERILIZACIÓN Se denominan temperature). procesos UHT (ultra high Se emplean temperaturas elevadas y su severidad es varios órdenes superiores a la pasteurización. Comparada con la pasteurización, la esterilización produce alimentos con tiempos de vida muy superiores, que llegan a muchos meses incluso a años. A veces la calidad organoléptica de los productos esterilizados puede ser inferior a la de los productos pasteurizados. ESTERILIZACIÓN La p preservación de los nutrientes no se cuida tanto en la pasteurización media o baja porque este procedimiento, p p por su naturaleza suave no es tan destructivo paras los nutrientes. El diseño de la esterilización presenta características diferenciales con la pasteurización. No sino N es solo l calentar l t más á durante d t mas tiempo, ti i además preservar los nutrientes. Consiste en un calentamiento muy rápido (casi instantáneo) hasta temperaturas muy altas (135-150 C) a las que se mantiene durante un tiempo muy corto (2-5 segundos). ESTERILIZACIÓN Los procesos que consiguen los niveles de destrucción de microorganismos deseados en leche, a la vez que limitan la destrucción de, por ejemplo, lisina al 1 % o tiamina al 3%, se consiguen operando por encima de 126°C con tiempos inferiores a 50 segundos. d Es mucho más seguro g operar p en el centro de la sombreada. Por ejemplo, ejemplo un proceso a 144 144°C C durante 4 segundos destruye holgadamente los gérmenes diana y se sitúa muy por debajo del 3% de destrucción de tiamina. ESTERILIZACIÓN ESTERILIZACIÓN Existen dos modalidades de p procesos UHT: Procesos indirectos: el calentamiento se realiza mediante cambiadores de calor tubulares o de placas y no existe contacto entre el fluido calefactor (vapor de agua) y el alimento. alimento Procesos directos: se realiza una inyección de vapor de d agua en ell alimento li t (método ( ét d de d inyección) o en la inyección del alimento en vapor de d agua (método ( ét d de d difusión). dif ió ) ESTERILIZACIÓN Procesos indirectos ESTERILIZACIÓN Procesos indirectos ESTERILIZACIÓN Procesos directos ESTERILIZACIÓN Procesos batch en contendor ESTERILIZACIÓN Procesos continuos en contendor ESTERILIZACIÓN Procesos continuos en contendor HOMOGENIZACIÓN La homogeneización consiste en hacer pasar la leche bajo presión elevada (150 –250 250 kg/cm2) a través de orificios o válvulas muy estrechas. El tamaño t ñ de d los l glóbulos lób l grasos se reduce d aproximadamente a un quinto del tamaño original, quedando de unas 0,8 0 8 μm. μm HOMOGENIZACIÓN El proceso se efectúa a una temperatura de aproximadamente 70 º C. C También se destruyen parcialmente las micelas de caseína í y los l f fragmentos t suelen l adherirse dh i a la l superficie de los glóbulos grasos. Estos dos fenómenos estabilizan la emulsión retardando la decantación y la coalescencia. La homogeneización también mejora la consistencia de la leche, aumenta su blancura y hace a los lípidos más digestibles, porque las lipasas digestivas penetran pe e a mejor ejo e en u una ae emulsión u s ó más ás fina. a Por esta razón, la leche homogeneizada es muy sensible a las lipasas endógenas de la leche. leche HOMOGENIZACIÓN Se considera que la homogeneización también mejora la digestibilidad de las caseínas porque hace a la cuajada estomacal menos compacta. ESTANDARIZACIÓN ESTANDARIZACIÓN CONCENTRACIÓN La concentración de la leche previamente pasteurizada y homogeneizada se realiza por evaporación a presión reducida a temperaturas de 50 - 60 60º C. Se emplean intercambiadores de calor del tipo película fina, fina en caída o de superficie rascada, rascada que aseguran un cambio térmico rápido. CONCENTRACIÓN CONCENTRACIÓN El producto final tiene un contenido de materia seca unas 3 veces mayor que el producto inicial. inicial Su conservación se asegura por esterilización (leche concentrada t d sin i azúcar) ú ) o bien bi por adición di ió de d azúcar (leche concentrada azucarada, leche condensada). condensada) La esterilización ocasiona un fuerte aumento de la viscosidad debido a la agregación de micelas de caseína y puede conducir a la formación de grumos o gelificación. Este s e inconveniente co e e e se e evita a po por medio ed o de u un pe período odo de reposo en cámaras a 90º C y por adición de g estabilizantes como citrato de sodio,, fosfato agentes ácido de sodio y cloruro de calcio. CONCENTRACIÓN La esterilización se realiza o bien en autoclaves horizontales giratorios o en autoclaves horizontales automáticas. Los L procedimientos di i t d alta de lt temperatura t t - tiempo ti corto aumentan la inestabilidad física y dan una leche concentrada muy blanca, blanca es decir sin caramelizar ligeramente y sin “gusto a cocida” no es muy apreciada por los consumidores. consumidores La conservación por adición de azúcar se logra por medio de un jarabe de sacarosa añadido a la leche en el evaporador. CONCENTRACIÓN El producto final contiene alrededor de un 25% de agua y 30% de materia seca de leche, leche su contenido final en sacarosa es de 44 al 46%. A causa de d su elevado l d contenido t id de d sacarosa, cristaliza una parte de lactosa, hay que evitar la formación de grandes cristales, cristales por lo que se acelera la cristalización agitando la masa y mediante la “siembra” siembra en forma de polvo muy fino de lactosa cristalizada. Las leches concentradas esterilizadas y las concentradas con azúcar están sujetas a alteraciones, lt i d durante t ell almacenamiento l i t tales t l como el pardeamiento no enzimático. DESHIDRATACIÓN La producción de leche en polvo se hace a partir de leche pasteurizada y concentrada hasta un 40 40-50% 50% de materia seca. La L concentración t ió va precedida did de d un calentamiento l t i t que estabiliza las proteínas y además inactiva las lipasas. lipasas La deshidratación hasta un contenido de agua de 3 4% se realiza con secadores de cilindro o mejor aún con secadores por pulverización de los llamados “atomizadores”. Esto sop proceso oceso es más ás cos costoso oso y co con d dificultades cu ades pe pero o da un producto de mejor calidad. DESHIDRATACIÓN DESHIDRATACIÓN DESHIDRATACIÓN DESHIDRATACIÓN El secado sobre cilindros provoca un acusado pardeamiento no enzimático, enzimático que motiva un descenso importante en la calidad nutricional y organoléptica de las proteínas. La reacción de Maillard entre los grupos carbonilo de la lactosa y los aminos de la lisina provoca una disminución en la digestibilidad de las proteínas así como descenso en la lisina también se producen agregados de micelas. Para mejorar la solubilidad de las leche en polvo se procede después del secado a una operación ll llamada d “i t t “instantaneización”, i ió ” que consiste i t en rehumidificar ligeramente el polvo mediante vapor y secarlo l nuevamente. t DESHIDRATACIÓN Este tratamiento transforma, en parte, la lactosa amorfa en cristales, cristales que son más solubles y menos higroscópicos; también se evita el apelotonado. DESHIDRATACIÓN La leche deshidratada está sujeta a los riesgos del pardeamiento no enzimático durante el almacenamiento. Si la l leche l h no fue f d descremada, d la l oxidación id ió de d los l lípidos también puede causar alteraciones. La oxidación se acelera considerablemente por presencia de hierro y más aún cobre, en dosis tan pequeñas como ug/kg. Para una conservación óptima la leche debería presentar una humedad inferior al 4%, estar al abrigo ab go de la a luz u y bajo a atmósfera ós e a de nitrógeno óge o o a al vacío y a temperatura inferior a 10º C. El cambio de la atmósfera de envasado sólo resulta eficaz si va precedido de una fuerte desaireación. CREMA DE LECHE Actualmente la separación p se efectúa centrifugación por medio de desnatadoras. por p Con este método la separación no tiene lugar siempre en régimen laminar sino frecuentemente en régimen turbulento. turbulento Para limitar la turbulencia, que dificulta la separación de en ell tambor d los l glóbulos lób l grasos, se disponen di t b o bol rotatorio de la desnatadora, una serie de discos o platos l t troncocónicos. t ó i Estos son más eficaces cuanto menor sea la distancia que los separa. CREMA DE LECHE CREMA DE LECHE El calentamiento acentúa la desnatadora al fluidificar la leche. eficacia de la La crema recibida puede ser muy ácida lo que ocasiona riesgo de espesar y coagular en la pasteurización con lo que en parte se quema y pasteurización, confiere al resto gusto a cocido. Para evitar este inconveniente la crema se P it t i i t l neutraliza con se efectúa con CaO o Ca(OH)2; MgO o Mg(OH) M (OH)2 ; NaOH. N OH También puede realizarse con reactivos menos alcalinos como carbonato o bicarbonato de sodio. CREMA DE LECHE Antes de ser p pasteurizada se ajusta j el contenido de grasa de la crema ya sea que se comercialice como tal o sea destinada a la obtención de manteca. Se hace mediante descremada. descremada el agregado de leche La crema de leche se produce habitualmente por un proceso llamado ll d Scania. S i El p proceso incluye y calentamiento de la leche entera entre 62 y 64 C, separación y estandarización del contenido de grasa de la crema hasta el valor requerido, pasteurización y enfriamiento en un intercambiador de calor para luego finalizar con la maduración en tanque. CREMA DE LECHE Debido al alto contenido de g grasa de la crema de leche existen numerosos problemas operativos. Uno de los desafíos mas importante es evitar la turbulencia y la fricción durante la cristalización de la grasa. grasa La grasa en los glóbulos está en estado líquido a elevadas temperaturas y los glóbulos de l d t t l lób l d grasa parecen no afectarse a temperaturas por encima de 40C. 40C Sin embargo, cuando se produce el enfriamiento comienzan a cristalizar. CREMA DE LECHE CREMA DE LECHE La g grasa cristalizada es mas sensible a las turbulencias. El mayor problema es que si se producen turbulencias cuando los glóbulos están parcialmente cristalizados se forman clusters y el producto final queda defectuoso con menor capacidad de batido y mayor lipólisis. lipólisis Por ello la crema no debe ser agitada mientras se ll llena ell tanque t d procesamiento, de i t asíí se evitan it l las turbulencias. La agitación y el enfriamiento comienzan aproximadamente dos horas después de que el tanque es llenado. CREMA DE LECHE QUESO El queso surgió en la antigüedad como una forma de preservación de los nutrientes de la leche. En la actualidad, el queso es un alimento universal que se produce en casi todas las regiones del u do a pa partir de leche ec e de d diversas e sas espec especies es de mundo mamíferos. La diversidad de procedimientos de elaboración ha dado origen a más de mil variedades de quesos. La elaboración de queso es esencialmente un proceso de deshidratación donde la grasa y las í d la l leche l h se concentran t h t 10 veces caseínas de hasta mientras que las proteínas del suero, la lactosa y las sales l solubles l bl se eliminan li i con ell suero. QUESO La elaboración del queso consiste en etapas durante las cuales se producen múltiples transformaciones bioquímicas y físicas, que si son controladas adecuadamente, conducen a un producto con características de color, textura, aroma y sabor que son propias i de d cada d variedad i d d de d queso. Si bien los q quesos tradicionales tienen alto contenido de grasa son una fuente importante de proteínas así como también de calcio y fósforo. QUESO Queso Q Agua g (g) Proteínas (g) Grasa (g) Brie 48.6 19.3 26.9 Camembert 50.7 20.9 23.1 Cheedar 36 0 36.0 25 5 25.5 34 4 34.4 Emmental 35.7 28.7 29.7 Feta 56.5 15.6 20.2 Gouda 40.1 24.0 31.0 Mozzarella 49.8 25.1 21.0 Parmesano 18 4 18.4 39 4 39.4 32 7 32.7 Roquefort 41.3 19.7 32.9 QUESO Si bien existen protocolos de elaboración característicos para cada variedad de queso, las etapas principales son: selección y pre-tratamiento de la leche, acidificación, acidificación coagulación, desuerado, moldeado, ld d prensado, salado, maduración. d ió QUESO Selección y pre-tratamiento de la leche La elaboración del queso comienza con la elección de leche de alta calidad microbiológica y química. La leche cruda se utiliza en la elaboración de algunos quesos artesanales, sin embargo, la mayoría de la leche empleada en la elaboración de queso en la actualidad es pasteurizada para mejorar su calidad microbiológica. microbiológica Además, la pasteurización permite elaborar un d calidad lid d más á uniforme. if queso de QUESO Acidificación El primer paso en la elaboración de la mayoría de las variedades de queso es el progresivo desarrollo de la acidez durante las primeras 24 s hs. Sin embargo, en algunas variedades se extiende a las primeras etapas de la maduración. maduración En la actualidad, la acidificación se produce por el agregado de un cultivo de fermento a la leche pasteurizada. QUESO Acidificación Los fermentos son bacterias productoras de ácido láctico seleccionadas, las más usadas son Lactococcus lactis subesp lactis, Lactococcus ac s subesp cremoris, c e o s, Streptococcus S ep ococcus lactis thermophilus y Lactobacillus spp. Estas dos últimas se usan solas o combinadas, combinadas principalmente en quesos que son sometidos a elevadas temperaturas durante alguna de las etapas de su elaboración. L acidificación idifi ió es una etapa t l l La clave en la elaboración del queso debido a que la actividad d l coagulante del l t y la l sinéresis i é i dependen d d d l pH del H alcanzado. QUESO Coagulación La coagulación es un paso muy importante de la elaboración del queso durante la cual se produce la precipitación de las proteínas de la leche para o a u un ge gel que a atrapa apa la ag grasa. asa formar La mayoría de los quesos se producen por coagulación enzimática, enzimática mientras que algunas variedades de quesos se producen por coagulación ácida o por un efecto combinado de acidificación y calentamiento. l t l d ti El coagulante empleado contiene mayoritariamente quimosina y habitualmente se conoce como cuajo. j QUESO Coagulación La coagulación enzimática de la leche se produce en dos etapas. La primera etapa enzimática de glicomacropéptidos. involucra la formación para kapa caseína para-kapa-caseína y La kapa-caseína es hidrolizada durante la primera fase por acción de la quimosina, siendo el sitio de ruptura el enlace Phe(105)Met(106). QUESO Coagulación Cabe destacar que la secuencia aminoacídica cercana a dicho enlace es la responsable de la susceptibilidad a la hidrólisis por la quimosina. La segunda etapa involucra la precipitación de las micelas de caseína en presencia de calcio a temperaturas mayores de 20 C. C La hidrólisis de la kapa-caseína reduce la estabilidad de las micelas y cuando el 85% de la kapa-caseína ha sido hidrolizada, las i l i ió micelas comienzan su agregación para formar el coágulo. QUESO Desuerado, moldeado y prensado El gel formado es muy estable, por lo cual para que se produzca la liberación del suero o sinéresis, es necesario cortar el coágulo. La composición final del queso está relacionada con la duración de la sinéresis. La cuajada se coloca en moldes y en algunos casos se coloca en una prensa antes del salado. QUESO Desuerado, moldeado y prensado QUESO Salado El ingreso de sal durante el salado es un proceso lento. Por lo tanto, teniendo en cuenta los tiempos de salado empleados en la industria, industria se observa un perfil no uniforme de la concentración de sal al finalizar dicho proceso. proceso La sal contribuye al sabor del queso, aporta NaCl a la dieta, controla la actividad microbiana, regula la actividad de varias enzimas y controla l bi d l t í los cambios que se producen en las proteínas del queso durante la maduración. QUESO Salado Existen tres métodos principales de salado: adición di ió de d cristales i t l de d sall a los l gránulos á l que forman la cuajada, aplicación de cristales de sal directamente sobre la superficie del queso inmersión en salmuera luego del moldeado. Este E t último últi método ét d es ell más á frecuentemente f t t usado. Durante el proceso de salado el NaCl difunde desde la salmuera hacia la matriz acuosa del queso y el agua difunde hacia afuera del queso. QUESO Salado QUESO Maduración Si bien algunos quesos se consumen sin madurar la mayoría son madurados por algún tiempo que varía de semanas a más de dos a os años. QUESO Maduración Durante la maduración del queso se producen la mayoría de las transformaciones químicas y físicas que son las responsables de las cualidades cua dades o organolépticas ga o ép cas de del queso queso. Uno de los procesos que ocurre durante la maduración es la difusión de la sal. sal Debido a que durante el salado por inmersión no se alcanza un valor de concentración de sal uniforme, el NaCl continúa difundiendo durante la d ió hasta h t alcanzar l di h valor. l maduración dicho QUESO Maduración El tiempo que transcurre hasta que se alcanza un valor uniforme varía según las características particulares de cada queso. Entre los procesos bioquímicos más relevantes que se producen durante la maduración del queso se encuentran la hidrólisis de la lactosa, lactosa la transformación de las grasas en ácidos grasos libres y la hidrólisis de las caseínas. caseínas Si la maduración se prolonga mas allá de lo t bl id para cada d variedad i d d de d queso, la l establecido proteólisis y la lipólisis continúan, produciéndose alteraciones lt i no deseadas d d en los l parámetros á t característicos. QUESO Maduración Numerosas proteasas intervienen en la degradación de las caseínas, siendo importantes la enzima del coagulante residual, las proteasas a as de la a leche ec e (e (en caso de no o se ser nativas inactivadas por la pasteurización) y las proteasas microbianas. Esta diversidad de proteasas y la contribución relativa de cada una en el proceso de degradación de las caseínas así como la alta mismas permiten obtener especificidad de las mismas, una gran variedad de quesos de diferente textura y flavour (aroma y sabor). QUESO Maduración La temperatura y el tiempo de tiempo de maduración actúan como reguladores de las transformaciones químicas y físicas, contribuyendo co buye do también a b é a las as ca características ac e s cas de del producto final. MANTECA Es un producto graso obtenido exclusivamente por el batido y amasadode la crema pasteurizada derivada exclusivamente de la leche. La materia grasa de la manteca deberá estar compuesta co pues a e exclusivamente c us a e e de g grasa asa láctea. ác ea La fabricación de la manteca comprende dos fases principales: la separación de la crema (descremado o desnatado) o nata, la crema en manteca, a ttransformación a s o ac ó de la a c e a e a teca, proceso que incluye distintas operaciones, la más importante p de las cuales es el batido. MANTECA La crema ya pasteurizada se somete a la maduración, proceso en el cual se desarrollan los aromas característicos de la manteca debidos a fermentaciones por microorganismos como Leuconostoc citrovorum y paracitrovorum que son productores d t d diacetilo. de di til Para q que se p produzca este compuesto p es necesario cultivar los microorganismos mencionados en medio ácido, para ello se los asocia con Streptococcus lactis y cremoris. aroma La adición de ácido cítrico puede acentuar el aroma. La producción de diacetilo y de acetoína es un f ó fenómeno f fugaz. MANTECA A veces en menos de 24 horas desaparecen estos productos por reducción de la acetoína a 2,3 butilenglicol que carece de sabor y aroma. El mantenimiento del cultivo en frío y la elección de cepas co con menor e o pode poder reductor educ o retarda e a da es esta a reacción. Para la maduración es necesario colocar la crema en condiciones favorables para el desarrollo de las bacterias lácticas. lácticas Para ello, una crema de 35 - 40% de grasa se i b con un 3 a 5% de d un cultivo lti siembra puro que contenga los microorganismos productores de di diacetilo til y una acidez id entre t 85 -90º 90º D. D MANTECA La maduración por lo general se opera a unos 14 16º C durante unas 15 horas. Pero la temperatura regula la cristalización de la grasa y en algunos casos es necesario modificar las pautas pau as e en función u c ó de la a co composición pos c ó e en triglicéridos g cé dos de la crema, que depende de la región y la estación del año. Terminada la maduración se procede al batido, operación que tiene por objeto transformar la crema (emulsión de grasa en una fase acuosa) en grasa) manteca (emulsión de agua en una fase grasa). MANTECA Actualmente se admite que en la manteca existe una fase continua de grasa libre, líquida a temperatura ambiente, rica en oleína, en la cual están dispersos los glóbulos grasos más o menos intactos, cristalizables a temperatura ambiente por su alto lt contenido t id en glicéridos li é id d punto de t de d fusión f ió elevado y por otra parte gotitas de agua (mazada o suero de d mantequería t í más á o menos diluida dil id por ell agua de lavado). La expulsión de la grasa libre y el reparto en su seno de las gotas de suero emulsionado se puede lograr de dos maneras: por refrigeración o por agitación enérgica. MANTECA El sistema más empleado desde hace siglos se basa en la agitación moderada de la crema refrigerada en un recipiente conocido con el nombre de batidora y se opera a una temperatura de 12-13º C. La crema se presenta como un montón de granos del tamaño de g granos de trigo g nadando en el suero. La crema se ha transformado en manteca y se procede a la evacuación del suero o mazada. mazada El lavado que se efectúa a continuación sustituye las t d suero emulsionadas l i d l manteca t gotas de en la por agua pura. MANTECA En el lavado se acentúa la pérdida de los compuestos reductores formados durante la maduración y que contribuirían a prevenir la oxidación durante el almacenamiento. La a ope operación ac ó de a amasado asado facilita ac a la a so soldadura dadu a de los os granos y la pulverización de la fase acuosa en el seno de la grasa. g Tiene mayor importancia en la conservación de la manteca que el lavado, lavado ya que impide el crecimiento microbiano al disminuir el volumen de las gotas de agua agua. MANTECA Esta operación se lleva a cabo en la misma batidora-amasadora, por el choque de las masas de manteca entre sí y contra las paredes del equipo que rota lentamente y permite el exudado del suero. En es esta a ope operación ac ó se fija ja e el co contenido e do de agua a 16%. La manteca presenta también un 3 -6% 6% de aire. aire Con el objeto de asegurar aún más su conservación se puede agregar hasta un 5% de cloruro de sodio y hasta 10% de sacarosa. Algunos autores (Veisseyre), afirman que con un salado al 2 o 3% se asegura g perfectamente la p conservación sin alterar demasiado el sabor. PRODUCTOS LÁCTEOS FERMENTADOS El nombre g genérico de leche fermentada deriva de la leche inoculada con un starter que convierte la lactosa a ácido láctico La conversión de lactosa en ácido láctico tiene un efecto preservador en la leche. leche El bajo pH de las leches fermentadas inhibe el desarrollo bacterias putrefactivas y de d ll de d las l b t i t f ti d otros t microorganismos causantes del deterioro alargando asíí la l vida id útil de d la l leche. l h Sin embargo estas leches ácidas son una medio óptimo para el desarrollo de levaduras y hongos que infectan el producto y causan un deterioro en su calidad. PRODUCTOS LÁCTEOS FERMENTADOS El yyogur g tiene características según g la región, g , mientras que en algunas áreas el yogur se consume q viscoso en otras se consume como como un líquido un gel suave. El yogur se consume además saborizado, saborizado con trozos o puré de frutas, etc. El agregado d hidrocoloides, consistencias. i t i de estabilizantes, en generall d t bili t permite obtener distintas PRODUCTOS LÁCTEOS FERMENTADOS Esquema de elaboración de algunos tipos de yogur PRODUCTOS LÁCTEOS FERMENTADOS Esquema de elaboración de algunos tipos de yogur Bibli Bibliografía fí Badui Dergal, g , S. Química de los Alimentos. Editorial Pearson. Mejico,2006. Bylund Gösta. Gösta Dairy Processing Handbook. Handbook Ed. Ed Tetra Pak Processing Systems, Suecia, 1995. Ordoñez Pereda, JA. Tecnología de los alimentos. Vol I y II. Ed. Síntesis, España, 1998. Salinas Rolando. Alimentos y Nutrición. g aplicada p a la salud. Ed. El Ateneo, Bromatología Argentina, 2000. Codex Alimentarius (CAC/RCP www.codexalimentarius.org. 57-2004) 57-2004).
