SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE “SENA” PROCESAMIENTO DE LACTEOS INSTRUCTOR: EDNA RUTH NAVARRO TORRES INGENIERA AGROINDUSTRIAL “GENERALIDADES DE LA LECHE FRESCA: FORMACIÓN Y OBTENCIÓN” 1. OBJETIVO Producir derivados lácteos según solicitud del cliente y legislación vigente. 2. DESCRIPCIÓN GENERAL 2.1 Definición: LECHE: Se entiende por leche natural el producto integro, no alterado, ni adulterado, sin calostro proveniente del ordeño higiénico regular, completo e ininterrumpido de hembras mamíferas sanas domesticas y bien alimentadas. Definición legal Es un producto íntegro y fresco de la ordeña de una o varias vacas, sanas, bien alimentadas y en reposo, exenta de calostro y que cumpla con las características físicas y microbiológicas establecidas. Definición dietética Es uno de los alimentos más completo que se encuentra en la naturaleza, por ser rica en proteínas, grasas, vitaminas y minerales, necesarias para la nutrición humana. Definición Física Es un líquido de color blanco opalescente característico debido a la refracción de la luz cuando los rayos de luz incide sobre las partículas coloidales de la leche en suspensión. Cuando es muy rica en grasa, presenta una coloración cremosa, debido al caroteno que contiene la grasa, la leche baja en grasa toma un color ligeramente azulado Definición química Es un fluido bastante complejo, formado por aproximadamente el 80 a 87.5% de agua y el 12 a 12.5% de sólidos o materia seca total. Agua: Es la fase continua de la leche y es el medio de transporte para sus componentes sólidos y gaseosos. Se encuentra en dos formas, el agua libre y el agua de enlace. Materia seca: Está formada por los compuestos sólidos de la leche. CALOSTRO: liquido amarillento, viscoso, salado y generalmente es acido (0.25 – 0.30% acidez). El termino leche por costumbre se utiliza para la vaca y para destinar las otras especies se agrega el nombre del animal de origen, leche de cabra, leche de yagua, etc. Composición de la leche Varía según la especie, tanto en la proporción en que se encuentra sus componentes como también en su estructura en algunos casos. Se puede decir que existen: - Leches caseinosas; Son las que contienen un contenido mayor de caseína que de albúmina y globulina, como la leche de vaca, oveja y cabra. - Leches albuminosas, que tienen un contenido de albúmina y globulina proporcional al de la caseína, como la leche de la mujer, yegua y burra. Esta calificación tiene importancia en el sentido que las leches albuminosas proporcionan una mayor digestibilidad para los lactantes que la leche caseinosa como la de la vaca, por ello la necesidad de que el niño se alimente en los primeros meses de vida con leche materna. Existen diferentes factores que influyen notablemente en las características físicas, químicas y de estructura de la leche y que determinan su variabilidad, su complejidad y alterabilidad. SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE “SENA” PROCESAMIENTO DE LACTEOS INSTRUCTOR: EDNA RUTH NAVARRO TORRES INGENIERA AGROINDUSTRIAL “GENERALIDADES DE LA LECHE FRESCA: FORMACIÓN Y OBTENCIÓN” En el cuadro 1 se presenta el cuadro comparativo de composición de la leche según las especie. De acuerdo a los datos que se presenta en el cuadro, se observa que la leche de búfala y cabra, son las de mayor contenido de grasa y las de mayor contenido de caseína son las de oveja y búfala; las de mayor contenido de carbohidratos son las de asna y de yegua. 2.2. Anatomía y fisiología de la ubre: La ubre de la vaca está formada por 4 cuartos de glándulas mamarias que funcionan independientemente - 2 cuartos delanteros o anteriores y 2 traseros o posteriores, la separación entre estos es por una membrana delgada. - La separación de los cuartos izquierdo y derecho lo hace un ligamento central que es semejante a una tela gruesa y une el centro de la ubre con el abdomen de la vaca. - Pezón, canal del pezón rodeado por un esfínter y la cisterna que es donde se almacena y sale leche durante el ordeño. Lóbulo Cuartos Cisterna del pezón Glándula mamaria Canal del pezón Esfínter 2.3. Secreción de la leche: La leche se forma en la ubre de la vaca, después de su primer parto. Cuando la ternera nace ya tiene la ubre rudimentaria y durante la primera gestación (primer hijo) se desarrollan en ella los tejidos mamarios. Cuando la sangre pasa por los alvéolos, las células especializadas productoras de leche toman de ella las sustancias que necesitan para elaborar la leche como las proteínas, azúcar, vitaminas y otras. A medida que se produce la leche va pasando por el conducto y se une con la producida por otros alvéolos para luego juntarse con todos los lobulillos que forman el lóbulo. Al comienzo la secreción es rápida, a medida que los espacios de almacenamiento se van llenando, esta disminuye porque la presión aumenta, la velocidad de este proceso esta controlada por 3 factores: SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE “SENA” PROCESAMIENTO DE LACTEOS INSTRUCTOR: EDNA RUTH NAVARRO TORRES INGENIERA AGROINDUSTRIAL “GENERALIDADES DE LA LECHE FRESCA: FORMACIÓN Y OBTENCIÓN” - Sistema hormonal - Factor nutricional (Alimentación) - Presión en la ubre (Entre más leche hay en los alvéolos, la secreción es más lenta). 2.4. Bajada de la leche: El principal estímulo para que la vaca suelte la leche es el masaje (sobar) de la ubre, el cual hace que la hipófisis secrete la hormona Oxitocina que viaja en la sangre de todas las partes del cuerpo, cuando la sangre llega a los alveolos lleva la oxitocina y ante su presencia las células mioepiteliales se contraen y oprimen los alveolos, haciendo salir la leche por el conducto, llegando a la cisterna del cuarto y pasa a la cisterna del pezón, para salir cuando sea presionada por el ternero, la mano del hombre o una máquina ordeñadora. La hormona oxitocina generada por la glándula hipófisis solo dura unos (5-7 minutos) y su efecto se pierde con rapidez. 2.5. El ordeño: Es la extracción de la leche en la ubre de la vaca, durante esta operación no debe haber ninguna repercusión sobre la salud del animal y su fin ha de ser la máxima cantidad de leche de excelente calidad. Existen 2 sistemas de ordeño: manual y mecánico Cualquiera de estos 2 métodos debe cumplir con los siguientes requisitos: Debe ser RAPIDO para aprovechar al máximo la hormona Oxitocina producida por el cerebro a través de la glándula pituitaria ya que su tiempo de acción es muy corto (5-7 min.). Esta hormona se transporta por la sangre desde el cerebro hasta la ubre y obliga a descargar la leche, haciéndola bajar a los depósitos o cisternas de los pezones. Debe ser COMPLETO, la materia grasa sale al final del ordeño, por esta razón es importante sacar totalmente la leche para evitar la astitas que se produce cuando el ordeño es incompleto. Debe ser INDOLORO, para que la vaca no retenga la leche. Con cualquiera de los dos sistemas de ordeño, manual o mecánico se debe tomar precauciones relacionadas con la higiene del ordeñador, del animal y del material de recolección o recepción de la leche. a. El ordeño manual: Para un buen ordeño manual se debe tener en cuenta los siguientes aspectos: Estimular la ubre por medio de masajes con un paño limpio mojado con agua tibia. Se debe ordeñar en seco para evitar lesiones de la ubre y contaminación de la leche. Sin embargo, se pueden utilizar lubricantes estériles como vaselina u otro tipo de grasa especial. Los primeros chorros de leche se deben desechar, con estos chorros por medio de un tamiz se pueden detectar casos de mastitis. Recolección individual (de cada animal) de la leche para evitar mezclar leches en malas condiciones. Ordeñar a puño, no con los dedos ni a pellizcos No demorarse más de cinco minutos con cada animal. Al finalizar el ordeño y para evitar problemas de mastitis, hay que usar soluciones llamadas sellantes de pezones, las cuales tienen propiedades desinfectantes. Llenar las cantinas. Para pasar la leche del balde a las cantinas, se coloca en la cantina un colador o lienzo limpio, a fin de evitar que la leche lleve pelos y otras impurezas gruesas. Las cantinas deben taparse inmediatamente se llenan. Enfriar o refrigerar la leche. Un método práctico para bajar la temperatura de las cantinas es pasarlas a un tanque o tina con agua corriente limpia. SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE “SENA” PROCESAMIENTO DE LACTEOS INSTRUCTOR: EDNA RUTH NAVARRO TORRES INGENIERA AGROINDUSTRIAL “GENERALIDADES DE LA LECHE FRESCA: FORMACIÓN Y OBTENCIÓN” b. El Ordeño Mecánico: Se han incrementado especialmente por la falta de mano de obra, además de la obtención higiénica de la leche, condicionada a la buena limpieza y mantenimiento de los equipos. El equipo consta de: Cuatro pezoneras, uno para cada pezón de la ubre del animal un cántaro recolector para la recepción de la leche que proviene de los pezones. una bomba de vacío que realiza la aspiración o succión. una serie de tuberías que conectan entre si las diferentes partes del equipo. Los pasos para un ordeño mecánico incluyen: El ordeñador debe lavarse las manos con agua y jabón. Lavar los pezones con agua limpia. Secar los pezones con papel absorbente preferiblemente. Colocar correctamente las pezoneras para evitar que se caigan y se llenen de estiércol. Controlar el flujo de leche Retirar las pezoneras, una vez haya terminado de salir la leche, evitar el sobreordeño porque causa daño en los pezones y en la ubre. Sellar los pezones. Con una solución sellante para evitar la entrada de microorganismos. Al terminar el ordeño, lavar las pezoneras con solución desinfectante, así mismo, se debe lavar y desinfectar bien todo el sistema de conducción y recolección con productos biodegradables. Con cualquiera de los dos sistemas es preciso tomar precauciones relacionadas con: El ordeñador: Debe gozar de buena salud para evitar la propagación de enfermedades contagiosas Se debe preparar para el ordeño con un buen lavado de manos Desinfectar las manos después del ordeño de cada animal. Vestir ropa de trabajo muy limpia (overol, gorro y peto) El animal: Limpiar los flancos, piernas y vientre Lavar la ubre y desinfectar los pezones Sujetar la cola del animal El material de recepción de la leche: Tanto los recipientes en los que se recoge la leche en el ordeño manual como los equipos utilizados en el ordeño mecánico deben estar perfectamente limpios y desinfectados. 2.6. Factores que afectan la calidad de la leche: 1. Factores Sanitarios Este aspecto se toma en cuenta desde hace mucho tiempo en las legislaciones lecheras de casi todos los países. De ahí que la definición establece que es el producto de la secreción de la glándula mamaria de una o varias vacas sanas, bien alimentadas y mantenidas. Estado de Salud del animal Higiene del ordeñador o sistema de ordeño Bajo recuento bacterial Uso del frío. 2. Factores de Composición Los componentes más importantes de la leche, desde el punto de vista nutritivo e industrial, para la fabricación de diferentes productos son: la caseina, la grasa y la lactosa. SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE “SENA” PROCESAMIENTO DE LACTEOS INSTRUCTOR: EDNA RUTH NAVARRO TORRES INGENIERA AGROINDUSTRIAL “GENERALIDADES DE LA LECHE FRESCA: FORMACIÓN Y OBTENCIÓN” Dentro de los factores que afectan la composición de la leche podemos mencionar: RAZA: La influencia de la raza es notoria en la producción y en la composición de la leche, la mayor diferencia entre razas lecheras esta en el contenido de grasa y de proteínas. Las razas especializadas en producción de leche están en su orden Holtein, Pardo Suizo, Jersey las razas que dan mayor cantidad de leche dan menor cantidad de grasa y viceversa. EDAD: Las cantidades de grasa en la leche de una vaca no varían hasta que llegue a 8 a 9 años de edad. A partir de esa edad, se disminuye gradualmente. El porcentaje de grasa es hereditario en los animales. La edad de una vaca es factor importante en el rendimiento de la leche, pues el volumen aumenta a partir del primer parto hasta el quinto o sexto, luego se estaciona o disminuye. El aumento de la leche se debe principalmente al desarrollo del animal y a su capacidad para consumir grandes cantidades de alimento. PERIODO DE CELO: Mientras las vacas no estén preñadas, los periodos de celo ocurren con intervalos de 18 a 21 días aprox, pero esto no causa ningún cambio en la composición de la leche. En algunos casos el contenido de grasa y la cantidad de leche producida pueden disminuir temporalmente por uno o dos ordeños, debido tal vez al estado nervioso y de excitación en que se encuentra el animal. La normalidad en el rendimiento y grasa aparece cuando ha pasado el periodo de celo. GESTACIÓN: Una vaca en gestación o preñez no puede producir leche con la misma facilidad que la que no lo esta. Las vacas se ordeñan durante 10 meses y se dejan descansar 2, las vacas se pueden aparear de nuevo, 2 meses después del parto... PERIODOS DE LACTANCIA: Este periodo influye en la composición como en la cantidad de leche producida, durante los 5 primeros días, después del parto la leche tiene características físicas y químicas diferentes a las normales, es un líquido más viscoso, de color amarillento y de sabor amargo al que se le denomina calostro, la cual debe darse íntegramente al ternero. TEMPERATURA DE LA ATMÓSFERA: La temperatura en la atmósfera cuando sube de los 32 °C hace que la vaca produzca menos leche, generalmente las altas temperaturas coinciden con los veranos y entonces a estos se suman la escasez de pastos, que produce por lo tanto la disminución en la producción. El clima medio hay una gran variación en el volumen de grasa que contiene la leche. La causa, es el cambio de temperatura. En clima frío o zona de temperatura baja, el contenido de grasa en la leche no es tan variable pero es inferior al producido por vacas que se hallan en clima medio y caliente. ALIMENTACIÓN: Las vacas necesitan agua en abundancia para producir leche en igual proporción. En condiciones normales. Por cada kg de leche que producen las vacas, toman de 3 a 4 litros de agua. La escasez de agua para las vacas no influye en la composición de la leche. Es recomendable que cada vaca disponga de 15 a 25 galones de agua por día. Una deficiencia en el total de los alimentos nutritivos de su ración alimenticia adelgaza a la vaca, la hace perder peso y reduce además, la producción de leche. 2.7. Características físicas de la leche: SABOR: La leche fresca normal tiene un sabor ligeramente dulce por su alto contenido de lactosa, todos los elementos, incluso las proteínas que son insípidas participan directa o indirectamente en el sabor que percibe el consumidor. El sabor de la leche al final de la lactancia es ligeramente salado, por el aumento de cloruros (sales). La leche absorbe fácilmente los sabores procedentes de los alimentos, del medio ambiente y los utensilios donde se encuentre. Algunos sabores desagradables son producidos por la leche, como el sabor a rancio (por la oxidación de la grasa) otros sabores son el sabor a cartón, a metal, a papel y a sebo y los producidos por microorganismos de la leche OLOR: La leche recién ordeñada tiene un ligero olor al medio donde es obtenida, pero posteriormente desaparece. El olor de la leche comercial es difícil percibirlo, salvo que sea ajeno a ella. SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE “SENA” PROCESAMIENTO DE LACTEOS INSTRUCTOR: EDNA RUTH NAVARRO TORRES INGENIERA AGROINDUSTRIAL “GENERALIDADES DE LA LECHE FRESCA: FORMACIÓN Y OBTENCIÓN” COLOR: la leche es un líquido blanquecino amarillento y opaco. Este color varía según el proceso a que haya sido sometida, como la pasteurización a temperaturas altas, que intensifica su blancura y opacidad, la esterilización cambia el color de la leche a blanco claro y el descremado deja un color blanco azulado. LA VISCOSIDAD: es la resistencia que opone un líquido a fluir. Aumenta con la disminución de la temperatura, el contenido graso, la homogenización, la fermentación, envejecimiento y altas temperaturas seguidas de enfriamiento. La viscosidad da en la crema una sensación de alto contenido de grasa, esto es muy importante en la comercialización ya que a mayor viscosidad parecerá más rica en grasa. LA DENSIDAD DE LA LECHE: Está relacionada con la combinación de sus diferentes componentes: el agua (1.000 g/ml); la grasa (0.931g/ml); proteína (1.346g/ml); lactosa (1.666 g/ml) minerales (5.500 g/ml) y Sólidos no grasos (S.N.G. =1.616 g/ml). Por lo anterior la densidad de una leche entera sería aproximadamente de 1.032 g/ml, una leche descremada de 1.036 g/ml y una leche aguada tendría una densidad aproximada de 1.029 g/ml. LA ACIDEZ: Es una de las características que más se tiene encuentra en el momento de la recepción de la leche para la elaboración de productos lácteos. La leche fresca debe tener un contenido de acidez de 0,14 a 0,18% de ácido láctico. PARAMETRO Densidad Calor especifico Punto de congelación Acidez titulable pH Sabor Olor Color Viscosidad VALORES 1.029 – 1.032 g/cm3 0,93°C -0,55°C 0,14 – 0,16% A. lactico 6,6 – 6,8 Dulce Inolora Blanco amarillo Normal PUNTO DE CONGELACIÓN: Inferior a la del agua debido a los componentes que están en solución (minerales, lacto proteínas hidrosolubles). Entre mas cerca esta al punto de congelación del agua indica que esta aguada o tiene otro disolvente. Se congela entre -0,513 a – 0,565 °C. PUNTO DE EBULLICIÓN: La leche hierve a 100,17°C a la presión atmosférica a nivel del mar, y va disminuyendo a medida que disminuye la presión. 2.8. Composición nutricional de la leche: La leche es una mezcla compleja de materia grasa, proteínas, lactosa, minerales, vitaminas y otros componentes, que se encuentran en medio liquido como una emulsión, una dispersión coloidal, de acuerdo con las características físico-químicas de cada uno de los componentes. La composición normal de la leche varía entre los siguientes rangos: COMPONENTE Agua Materia grasa Proteínas Lactosa Sales VALOR (%) 86-88 3-6 3,2-3,6 4,6-4,8 0,7-1,0 SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE “SENA” PROCESAMIENTO DE LACTEOS INSTRUCTOR: EDNA RUTH NAVARRO TORRES INGENIERA AGROINDUSTRIAL “GENERALIDADES DE LA LECHE FRESCA: FORMACIÓN Y OBTENCIÓN” LÍPIDOS O MATERIA GRASA: Son triglicéridos (mezcla de ácidos grasos y glicerol), insolubles en agua, sintetizados por los organismos y son fuente secundaria de energía para los seres vivos. Las grasas de la leche contribuyen con casi 352 calorías al contenido calórico de la leche entera, son el vehículo de transporte de las vitaminas liposolubles (A,D,K,E). Los lípidos lácteos facilitan la digestión de la leche y sus componentes, además imprimen suavidad y buen sabor a los derivados lácteos. Reacciones: RANCIDEZ OXIDATIVA: Es una reacción entre las enzimas que degradan los lípidos dando lugar a sabores fuertes. Ej: sabor de la mantequilla al ambiente. CARBOHIDRATOS: Son la fuente de energía básica para los seres humanos, los carbohidratos se queman durante el metabolismo para producir energía, liberando CO2. Los carbohidratos están subdivididos en: Monosacáridos (fructosa, Azúcar de las frutas), disacáridos (lactosa, Azúcar de la leche) y polisacáridos (almidones). - LACTOSA: Es el azúcar de la leche, es un disacárido formado por una molécula de glucosa y por otra de galactosa unidas entre sí. Este azúcar es esencial para producir derivados lácteos por que lo utilizan los microorganismos que por vía fermentativa, producen numerosos compuestos fundamentales para el sabor y la conservación de los productos. Reacciones: CARAMELIZACION: El calor produce la formación de sabores y de pigmentos oscuros como el caramelo. CRISTALIZACION: Se origina por el adición excesiva de azucares, presencia elevada de acidez o por cocción prolongada. PROTEINAS: Son uniones de aminoácidos, enzimas. su función principal es producir tejido corporal y sintetizar - Caseina: Es la sustancia, que representa cerca del 80% de las proteínas de la leche (26g/l). Es sintetizada por la glándula mamaria y se encuentra en la leche combinada con calcio y fosfatos en forma de caseinato de calcio. - Lactoalbumina: Esta proteína se encuentra principalmente en el suero de la leche y en el calostro. Esta proteína junto con la Lactoglobulina son denominadas Inmunoglobulinas. - Lactoglobulina: Esta proteína se encuentra en la leche en pequeñas cantidades. Es menos soluble que las otras proteínas de la leche. Coagula con el efecto del calor y con el agregado de ácido a la leche. Reacciones: PUTREFACCION: Es la ruptura anaeróbica de los aminoácidos, liberando CO2 y aminas. Liberando olores indeseables para los alimentos como la putrescina y la cadaverina. DESNATURALIZACION: Alteración de las propiedades de las propiedades de las proteínas producidas por el calentamiento, causando perdida de la solubilidad y la calidad nutricional de los alimentos. SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE “SENA” PROCESAMIENTO DE LACTEOS INSTRUCTOR: EDNA RUTH NAVARRO TORRES INGENIERA AGROINDUSTRIAL “GENERALIDADES DE LA LECHE FRESCA: FORMACIÓN Y OBTENCIÓN” MINERALES DE LA LECHE COMPONENTE Agua Calcio Fósforo Potasio Sodio Magnesio Cloro Azufre Citratos VALOR (g/L) 870 1,8 2,0 1,4 0,5 0,1 1,0 0,1 1,9 VITAMINAS: Las vitaminas son agentes esenciales para el mantenimiento de las funciones fisiológicas del organismo. Las vitaminas según su solubilidad se dividen en dos grupos: Liposolubles Hidrosolubles La leche contiene todas las vitaminas conocidas aunque algunas están presentes solo en pequeñas cantidades. Las vitaminas liposolubles (A,D, E, K) depende de la dieta del animal y varia de acuerdo con la época del año. Las hidrosolubles (B,C) se producen por acción de los microorganismos del rumen de la vaca, y por ello están sujetas a variaciones. ENZIMAS: La leche contiene una cantidad de enzimas que además de su valor digestivo, tienen importancia en la industria lechera en la elaboración de algunos productos lácteos, como también para la detección del tratamiento térmico de la leche. Algunas de las enzimas más importantes en la leche son: Lipasa: causa sabor a rancio producida por la liberación del ácido butírico. La lipasa original de la leche se destruye en la pasterización. Peroxidasa: es una enzima oxidante capaz de liberar oxigeno, se destruye a temperaturas cercanas a 80°C por eso su presencia sirve como indicador para saber si la pasteurización no ha sobrepasado la temperatura. Catalasa: Los leucocitos, células de defensa contra la infección, poseen catalasa, lo que se aprovecha para detectar leches mastiticas. Fosfatasa: se usa para conocer si la leche ha sido pasteurizada ya que se inactiva con ese tratamiento. Una leche pasteurizada debe ser fosfatasa negativa para garantizar que ha alcanzado la temperatura adecuada y que también los gérmenes patógenos han sido destruidos. AGUA: Es el vehículo de los demás componentes, en la leche de vaca constituye el 87-89%. Las razas de alta producción como la Holstein producen leche con mayor contenido de agua. Para fabricar quesos y derivados lácteos es más rentable trabajar con leches de alto contenido de sólidos, principalmente grasa y caseína. 3. BIBLIOGRAFIA: GOMEZ M.; 2005; Tecnología de lácteos; Universidad nacional abierta y a distancia; Bogota – Colombia
