Definición de producto lácteo: Con la designación de alimentos lácteos (agrupando los alimentos dentro del CAA)se entiende la leche obtenida del vacuno y otros mamíferos (cabra, oveja)sus derivados o subproductos simples o elaborados destinados a la alimentación humana. La materia grasa de los productos lácteos deberá responder a las siguientes exigencias:
- La temperatura de fusión de la grasa de la leche estará entre 28 – 36 º C
- Tendrá un determinado índice de refracción
- Un determinado índice de yodo
- Un índice de Reichert- Meissl.
- Un índice de saponificación que oscila entre 218 – 235 lo cual es relativamente alto por lo tanto sus ácidos grasos son de cadena corta, bajo PM.
Análisis de la leche cuando llega a la planta
Recibida la leche, se la conserva a 5ºC y para analizarla se la lleva a 20 -25 º C, los análisis más frecuentes son:
1- Ensayo de coagulación por temperatura o con alcohol.
2- Ensayo de la reductasa ( azul de metileno)
3- Lactofiltro.
4- Materia grasa ( se mide para estandarizar la leche)
5- Contenido en proteínas ( importante si se elabora queso)
Cambios físicos en la leche
Si colocamos leche recién ordeñada en un recipiente transparente y la dejamos a temperatura ambiente durante algún tiempo, esta sufrirá una serie de cambios. Al principio tendrá su aspecto normal color blanco mate (1), pero al poco tiempo se separara una capa en la fase superior que es la crema de la leche quedando así una fase crema arriba ( es menos densa) y una fase liquida abajo ( leche descremada) (2), mas tarde se observara que la fase liquida comienza a endurecerse y forma un coagulo (3) que finalmente se contraerá para depositarse en el fondo del recipiente (4)que son las proteínas del lactosuero.
De este proceso de cambio se deduce que desde el punto de vista fisicoquímico, la leche está formada por 3 fases diferentes y por lo tanto es una dispersión alimenticia constituida por:
1- fase dispersa proteínas ( que reciben el nombre de caseínas)
2- fase en emulsión glóbulos grasos (forma en que se encuentra la grasa de la leche)
3- fase dispersante: es una solución acuosa de componentes solubles, hay una fracción de proteína que están en solución en la leche que son las proteínas del lactosuero.
Lactosa único hidrato de carbono de origen animal. Disacárido formado por una molécula beta – galactosa mas alfa – glucosa unidas a través de un enlace beta – 1,4- glicosídico.
Vitaminas hidrosolubles sales y minerales.
Como exprese anteriormente la leche fresca es de color blanco mate y que de acuerdo a los cambios físicos que sufría iba cambiando ese tono pasando a blanco azulado hasta un amarillo verdoso, que es prácticamente transparente. En términos técnicos, la leche no seria blanca sino como el agua, lo que sucede es que al ser un sistema coloidal que tiene una fase dispersa y una dispersante, las partículas que están en suspensión provocan EFECTO TINDALL ya que la luz incide en las partículas en suspensión y se dispersa la cual le da el aspecto blanco a la leche.
Sistema proteico de la leche
Se divide en 2 grandes categorías A que son proteínas en dispersión y B que son proteínas en solución.
La leche es total tiene un 3 % de proteína el 80 % de esa cantidad son caseínas y el 20 % restante (de ese 3 %) son las proteínas del lactosuero de las cuales se tienen en cuenta solo las 2 primeras.
Caseínas (80 %)
- caseína alfa-s 42 %
- caseína beta 25 %
- caseína capa 9 %
- caseína gama 4 %
Proteínas del lactosuero (20%)
- beta- lactoglobulinas 9%
- alfa – lactoalbúminas 4%
- proteasas y peptonas 4 %
- seroalbúminas 1 %
- inmunoglobulinas 2 %
Tipos de caseínas. Diferentes estructuras.
Caseína alfa-s: dentro de esta existe diferentes variantes que son la alfa-s1; alfa-s2; alfa-s3 cuyas estructuras primarias tienen los mismos aminoácidos pero varían en su ordenamiento. La caseína alfa- s1 esta formada por la unión de 199 aminoácidos, se caracteriza porque dentro de su secuencia aparece el aminoácido serina que a su vez está esterificado por grupos fosfatos lo cual hace que esta caseína sea una fosfoproteína, es decir, es una proteína conjugada o compleja.
Aparecen esterificados en el aminoácido 45 hasta el 80, en esta zona la molécula tiene 8 residuos de serina esterificados con fosfato.
Como el principal constituyente de la leche es el agua y esta proteína esta dispersa en ella o en la solución que forma la leche, estos grupos fosfatos están disociados lo cual hace que en esa zona, la caseína tenga un dominio polar debido a las cargas eléctricas y el resto de la cadena tendrá un dominio no-polar o hidrofóbico.
H3PO4 ————- H2PO4(-) + H (+)
H2PO4 (-) ————– HPO4(–) + H (+)
HPO4(–) ————— PO4(—) + H (+)
————- dominio no- polar
_________ dominio polar
El dominio polar es pequeño porque esta distribuido entre 199 aminoácidos, pero es fuertemente polar porque los grupos fosfatos están ionizados.
En la alfa s1 vimos que el dominio no- polar estaba repartido una para cada lado, en cambio en la beta este dominio es mucho mas grande y fuerte porque esta todo junto.
Supongamos que por un momento se tuvieran a todas las moléculas sueltas, lo que sucedería es que las zonas hidrofóbicas tenderían a esquivar el agua y juntarse entre ellas mientras que la zona polar tendería a juntarse con la fase acuosa.
Si se modificara la fuerza iónica de la leche por ejemplo cambiando el ph o agregándole una sal, entonces también se modificar la conformación nativa de la proteína ya que por ejemplo el agregado de cationes como Sodio o calcio neutralizaría las cargas negativas de la zona polar que por lo tanto pierde su característica de dominio polar. Por eso se dice que la caseína alfa-s es sensible a la fuerza iónica
Caseína beta: también es una fosfoproteína, la serina se eterifica con PO4(-3) en 8 posiciones pero se diferencia de la alfa s1 porque lo hace es un extremo de la cadena, cerca del grupo amino:
En el caso de la caseína beta: el cambio de Ph o agregado de sal no la afecta mucho porque en ella predominan las zonas hidrofóbicas que en cambio si se ven afectadas por un aumento de temperatura ya que esta siempre tiene mas efecto sobre las zonas hidrofóbicas que sobre las polares, para provocar una modificación en la conformación nativa de esta caseína recurrir a este método.
Caseína capa: no es una fosfoproteína (ya que tiene esterilizada una sola posición con grupo fosfato) en cambio si es una glicoproteína porque en su estructura primaria además de aminoácidos aparecen zonas en las cuales hay hidratos de carbono
La estructura es mas ordenada, hay zonas donde toma la forma beta- acodada, zonas de alfa- hélice, zonas donde prácticamente no hay estructura y como características principal una zona polar y una no polar o hidrofóbica. En este caso el dominio polar no son grupos fosfatos sino hidratos de carbono, la polaridad en ellos está dada por los HO (-) que lo constituyen y que no se disocian, por lo tanto la polaridad de la zona polar de la caseína capa es menor que la de la beta y alfa- s, además en esta proteína pueden aparecer aminoácidos con cadena lateral hidroxi lada que actúan como polares.
Formación de sub-micelas y micelas caseicas
Como consecuencia de la estructura que tiene cada una de estas caseínas, sus dominios polares tenderán a orientarse hacia la fase acuosa y las no polares a escaparle.
A raíz de esto, los tres tipos de caseínas se unen entre si a través de interacciones hidrofóbicas. En la leche el mineral que mas abunda es el calcio, por lo tanto los grupos fosfatos de la caseína alfa-s en presencia de este ión pueden formar compuestos del tipo Ca3 (PO4) 2 (-3) ;Ca(H2PO4)2 (-3); CaHPO4 o bien puede ocurrir que el grupo fosfato de una de estas caseínas se una a un Calcio y este a su vez al grupo fosfato de otra molécula de caseína-beta con lo cual se formarían puentes iones calcio a través de las partes polares y constituye otra forma de unión entre las caseínas alfa – s y la beta .
La estructura formada por la unión de las 3 caseínas se llama SUBMICELAS las cuales tienen una forma más o menos esférica constituida de la siguiente manera:
A su vez una submicela puede unirse a otra a través de enlaces puente calcio, es decir cada una se une a otra a través de sus zonas polares, una vez agrupadas forman una MICELA.
En la micela las zonas polares de los grupos PO4 (-3) quedan prácticamente todas hacia adentro.
Fundamentalmente en la superficie de la micela se tendrá la parte polar de la caseína capa rodeando a cada una de las Submicelas periféricas. Esta micela tendrá un corazón formado por las partes hidrofóbicas de todas las caseínas además de sales de Calcio que neutralizan a los grupos PO4 (-3), es decir, se tendrá calcio en forma de fosfato tricálcico (Ca3[PO4]2) que se conoce como "calcio coloidal".
Otra de las características que presenta la superficie de las micelas es que además de estar cargadas negativamente, es una superficie porosa con una alta cantidad de agua absorbida en ella, por lo tanto la fracción caseica de la leche, esta como fase dispersa en el líquido.
El líquido que rodea a las micelas es una solución que contiene minerales (calcio iónico), proteínas, lactosa y también puede hacer algo de caseínas suspendidas como moléculas aisladas. Dentro de los minerales se halla calcio disuelto que se conoce como "calcio iónico".
Normalmente en la leche (que tiene un Ph =6,6 – 6,8) hay un equilibrio físico químico entre los componentes que están en el interior de la micela y los que están en el exterior.
Básicamente el equilibrio se da entre calcio coloidal y calcio iónico de modo que si por ejemplo se sacara calcio iónico (ya sea agregando oxalato {C2O4 –}) del sistema. El calcio pasaría del interior de la micela a la solución. Pero si la micela pierde calcio coloidal se romperían los enlaces entre las moléculas y esta se desestabilizará.
Propiedades de las micelas
La fracción caseína de la leche se encuentra dispersa en el medio en forma de micelas, si analizamos que tienen esas micelas vamos a ver que tomadas individualmente presentan un % en proteína del 92 % y la relación de fracciones entre cada caseína que la constituya es al siguiente: alfa s1= 3; alfa s2 =1; beta =3; capa =1;+ 8 % constituyentes inorgánicos.
La porosidad de la superficie permite que exista un equilibrio entre los constituyentes que están en el interior de la micela y los que están en el lactosuero. La parte hidrofilita de la caseína capa que esta en la superficie hace que la micela se mantenga suspendida e impide que pueda asociarse con otras ejerciendo repulsión electrostática, manteniéndose separadas.
Las micelas desempeñan un papel muy importante en la estructura de la leche ya que esta depende de la estabilidad de las micelas, cuando la leche se corta es porque las micelas se desestabilizaron.
La estabilidad de las micelas va a depender de la fuerza iónica del medio ya que si se varia la concentración de iones los fosfatos se cargaran o descargaran, es decir , puede haber metales que reemplacen a los H+ de los grupos fosfatos, modificando la distribución de carga de esos grupos las moléculas individualmente modificaran sus interacciones hidrofóbicas.
En la figura B los grupos fosfatos al estar cargados interacción con el agua por eso la zona polar tienden a cerrarse.
En A al neutralizar los grupos (suprimo cargas) con cualquier metal la zona polar se va expandiendo.
De este modo la fuerza iónica del ½ modifica parcialmente la estructura de cada caseína y eso en su conjunto afectara la estabilidad de la micela.
Como dentro de la micela hay componentes coloidales y fuera componentes del lactosuero entre ellos existe un equilibrio químico, podemos plantear una constante aparente de equilibrio:
En condiciones normales y a temperatura ambiente, esta constante tendrá un determinado valor, es decir, una cierta concentración de estos componentes en ambas fases. Como también es función de la temperatura, cualquier modificación en la Ka afectara el estado de equilibrio entre ambos constituyentes.
Comportamiento a la temperatura
1- Enfriamiento a temperatura entre 4 -7 º C, en la leche se disocia en Submicelas y libera hasta un 50,5 % de la caseína beta en 24 horas; lo que ocurre es una disociación parcial de las micelas que liberan Submicelas la caseína sale de la fase coloidal y pasa a la fase del lactosuero. Algo similar ocurre con el calcio cuando se enfría la leche, este pasa de la fase coloidal a la parte iónica.
2- Por calentamiento el equilibrio se invierte y la caseína beta vuelve a la fase coloidal aunque no se sabe si se sitúa en las posiciones iniciales, es decir, cuando se enfría leche cruda de algún modo desestabiliza a las micelas porque sus constituyentes pasan a la fase del lactosuero, en cambio cuando se la calienta se refuerza la micela porque estos constituyentes vuelven a ingresar.
3- La estabilidad de la micela al calor esta muy ligada a la composición del ½ (ph., Calcio, otras proteínas del lactosuero) y aumenta con el aumento de la caseína capa y la disminución de fosfato de Calcio coloidal.
Efecto de las modificaciones del medio
1- Si el ph. se ajusta al PI (punto isoeléctrico) de las caseínas (4,6 como media) aumenta las atracciones electrostáticas intra e intermolecular, lo que lleva a desestabilizar la fase mineral de la micela, la caseína isoeléctrica y desmineralizada se torna insoluble. Esto es debido a que en el PI se generan cargas positivas y negativas sobre las proteínas por lo tanto al aumentar las atracciones electrostáticas , la fase mineral de la micela pierde efecto (puentes Calcio) porque la atracción de las proteínas es > por eso se insolubilizan.
2- La eliminación de Calcio por un agente acomplejante provoca modificación del medio debido a la destrucción de la micela. Si se elimina solo una parte del calcio, hay una perdida de caseína beta y aumento del tamaño de la micela. Si por ejemplo agrego EDTA para eliminar calcio, estoy destruyendo gradualmente la micela porque saco el calcio que hacia puente. La caseína beta es la primera que se solubiliza.
3- El alcohol desestabiliza la micela, sobre todo a ph. menor < 6,4 porque la deshidrata.
Todo esto es importante tenerlo en cuenta porque el comportamiento global de la leche depende de los fenómenos que ocurren sobre la micela, en todos los procesos a que es sometida, la aptitud de la leche dependerá de cómo llegue la estabilidad de las micelas de la leche que se esta recepcionando y del tratamiento en que se le va a someter.
Proteínas del Lactosuero
Dentro del sistema proteico de la leche tenemos las llamadas "proteínas del lactosuero" que son todas solubles, las más importantes son la alfa- lactoalbúminas que es la más abundante y la beta- lactoglobulinas que es la que gobierna el comportamiento del lactosuero.
Tienen una conformación nativa globular en donde las cadenas polipépticas tienen una distribución uniforme de los grupos hidrofóbicos, polares y los cargados al ph Natural de la leche lo cual hace que las moléculas puedan plegarse intramolecular adoptando una forma esférica en donde los grupos hidrofóbicos quedan hacia adentro y los polares hacia afuera.
Los grupos que están involucrados en las asociaciones intramolecular son grupos SH y S- S.
La conformación nativa que adoptan es afectada por la fuerza iónica (Ph) de la leche
De cualquier manera, por mas que se modifique el ph, en ningún momento estas proteínas se insolubilizan, solo cambian de estado. Si se tiene la leche a ph normal pero se la comienza a calentar, provoca una desnaturalización de las proteínas, se rompen los puentes s-s y las moléculas se despliegan, con esto estoy facilitando interacciones intermoleculares sobre todo hidrofóbicas. Por acción del ph las caseínas podrían provocar la coagulación, por acción de la temperatura podría desestabilizarlas pero no llego a coagularla.
Si desestabilizo las caseínas por acción de la temperatura y luego la llevo al PI o bajo el Ph, favoreciendo la asociación intermolecular y provoca la precipitación de las proteínas. Esta combinación de parámetros es para las proteínas del lactosuero.
Fase grasa de la leche – característica
Esta constituida por:
- ácidos grasos saturados: 60 – 70 %
- Ácidos grasos monoinsaturados: 25 – 30 %
- Ácidos grasos poliinsaturados: 2 – 5 %
Dentro de los ácidos grasos saturados, se caracteriza por predominar los de bajo PM como el butírico (C4); caproico (C6), caprílico (C8), cáprico (C10). Estructuralmente del 95 – 98 % son triglicéridos y el resto son fosfolípidos.
La grasa que esta en emulsión o dispersión en la leche se presenta en forma de glóbulos graso aproximadamente esféricos cuyo tamaño varia entre 2 – 10 µm, están envueltos por una membrana a la cual se asocian sistemas enzimáticas como la fosfatasa alcalina, la sulfidriloxidasa, etc. Dentro de esta membrana y en el interior del glóbulo graso se halla el 85 % del colesterol y el 60 % de los fosfolípidos de la leche.
La membrana denominada apical (recubre fase grasa) se encuentra en un estado dinámico ya que su aspecto y composición cambian al envejecer la leche.
Como los glóbulos grasos son menos densos que el agua, tienden a subir a la superficie y además a coalecer (se asocian entre si, ascienden mas rápido) este fenómeno se llama COALESCENCIA por el cual se separa la grasa de la leche y arrastra algo de proteínas.
Lactosa
Es otro de los macroconstituyentes de la leche, este disacárido esta formado por la unión de la beta – galactosa con alfa- glucosa a través de un enlace beta – 1,4- glicosídico. Como en su estructura tiene un carbono libre existen los anómeros alfa y beta que al estar la lactosa en solución permanece en equilibrio.
Propiedades de la alfa y beta lactosa.
Propiedades | alfa | beta |
rotación especifica | 89 º | 35º |
solubilidad inicial | 7 gr/100 ml | 50 gr/100 ml |
[ ] de equilibrio | 38% | 62% |
rotación especifica de equilibrio | 55 º | 55 º |
temperatura de fusión | 202ºC | 252ºC |
Tipos de leche
La leche tal cual fue ordeñada es destinada a consumo de diferentes formas:
- leche fluida.
- Leche concentrada o condensada
- Leche en polvo.
Al ser un medio de cultivo ideal para los microorganismos , fundamentalmente bacterias de todo tipo y en particular las patógenas, tanto la leche como los productos lácteos entran en la categoría de alimentos de alto riesgo ya que cualquier contaminación microbiana que sufra favorecerá la proliferación de los microorganismos unido al hecho de que muchas enfermedades que sufrió el animal pueden transmitirse a la leche ( tuberculosis, brucelosis)
Es por eso que a toda la leche que se consumirá fluida se la prohíbe vender cruda, lo correcto es que sea pasteurizada.
Leche pasteurizada: es aquella que ha siso sometida a un tratamiento térmico por debajo de los 80ºC y durante un tiempo suficiente para eliminar todas las formas vegetativas de microorganismos patógenos.
El objetivo de la pasteurización es eliminar microorganismo patógeno, por otro lado, una leche destinada a este tratamiento debe reunir las características de la leche cruda, en caso de presentar características organolépticas no aceptables no puede ir a pasteurización.
Cuando llega a la planta se le hacen una serie de pruebas como lactofiltro, reductasa, estabilidad de la coagulación, (por calor o en presencia de alcohol) en el caso de coagule muy rápido significa que se produce una separación del calcio del interior de la fase coloidal a la fase soluble que asociada a las proteínas se pegaría en las paredes del equipo por lo tanto no se puede pasteurizar.
Pasos a seguir antes de pasteurizar
1- seleccionar la leche en función de las características organolépticas y de la acidez, estabilidad a coagulación.
2- Higienizar por medios físicos y mecánicos por ejemplo pasándola por una centrifuga , si en el fondo queda como una goma ( son impurezas disueltas que tenia la leche)
3- Estandarización del contenido de materia grasa, separando mediante centrifuga la grasa de la leche que va viniendo para que toda lo que se va a procesar tenga el mismo contenidote atería grasa, se trata de uniformar.
4- Homogenización, es un paso optativo puede hacerse o no.
5- Pasteurización., calentar durante un tiempo y a una temperatura suficiente de acuerdo al sistema aprobado por la unidad sanitaria, es decir, por debajo de 80ºC hasta eliminar microorganismos patógenos; se la puede calentar a menos temperatura durante 2- 3 hs, a temperatura intermedia en menor tiempo o a menor temperatura en poco tiempo. La pasteurización clásica es a 72 – 75 ºC durante 15 – 20 seg.
¿Cómo sabemos si la pasteurización se cumplió o no?
Se sabe que en la leche están presentes en forma natural sistemas enzimáticos que por acción de la temperatura se inactivan. Una de esas enzimas es la fosfatasa alcalina, si se hace una prueba agregando a la leche un reactivo que contenga grupos PO4(-3), entonces si la enzima esta inactiva no los puede hidrolizar, por lo tanto el tratamiento fue efectivo.
¿Como sabemos si la leche fue calentada a mas de 80ºC? a través de la enzima llamada peroxidas que permanece activa por debajo de 80ºC y por encima se inactiva, por lo tanto este ensayo debe dar positivo.
En conclusión, se puede decir que la leche debe tener fosfatasa negativa y peroxidasa positiva lo cual me indica que ha sido pasteurizada dentro de los rangos establecidos.
En este tratamiento no se eliminan microorganismos termófilos por eso luego de la pasteurización se la debe enfriar a menos de 5ºC y envasarla a esta temperatura en envases herméticamente cerrados y conservarla en frío, su periodo de aptitud es de 5 días.
Leche ultrapasteurizada: aquella leche que sufre un calentamiento a 132ºC 2 seg, se elimina microorganismos patógenos y algunos termófilos, esta leche por este proceso dura de 2 a 3 días más que la pasteurizada.
Leche esterilizada UAT: es la leche que se calienta durante pocos segundos a una temperatura 130 – 150 ºC asegurando la ausencia de gérmenes patógenos, toxicogénicos y microorganismos capaces de proliferar en ella. Deberá ser envasada bajo condiciones asépticas en envases esterilizados y herméticamente cerrados. Si se calienta de golpe el equilibrio físico químico entre las micelas y el lactosuero no se restablece mas por eso primero se hace un precalentamiento a 90 º C y se la mantiene 30 – 40 min. y después se lleva hasta la temperatura alta de modo que el equilibrio se restablezca parcialmente.
Debe cumplir con las siguientes exigencias:
- presentar las características físico químicas establecidas para la leche fresca.
- No precipitar cuando se mezcla con igual volumen de alcohol 70%.
- Incubando 2 muestras de esta leche en su envase original unos 14 días a 30ºC y el otro envase 7 días a 55ºC ambos deberán responder a los siguientes parámetros: no debe tener acidez superior al 0,02 %en acido láctico con respecto a la determinada en otra muestra original sin incubación previa y por otro lado, no deben precipitar en presencia de alcohol.
Si se tienen 2 recipientes con leche y se quiere saber cual es la pasteurizada y cual la esterilizada, se las calienta y se observa el suero; si la leche es pasteurizada las proteínas del suero no se desnaturalizan por lo que este se va a enturbiar.
Si la leche es esterilizada las proteínas si están desnaturalizadas, por lo tanto cuando caliento el suero queda límpido. Cuando coagulan las caseínas en la pasteurización no me arrastra proteína del suero, en la esterilizada si porque están desnaturalizada. Si las proteínas del suero no están desnaturalizadas, no coagulan ni precipitan.
Categorías de la leche
Leche entera: contiene toda su grasa (mínimo 3%)
Leche parcialmente descremada: el contenido en grasa puede estar entre 1,5 – 2 %
Leche descremada: su tenor graso es menor al 0,3 %.
Además de estas características están otras variante como la leche vitaminada con incorporación de Vitamina A y D, la microfiltrada, las deslactosadas, con agregado de fibras, etc.
Leche concentrada y condensada: la diferencia esta en que la leche concentrada es aquella en la que se evaporo el agua hasta reducir el volumen de la leche a 1/3 de su volumen original, se le suprime una buena proporción de agua libre, se envasa herméticamente y dura mucho mas que la leche pasteurizada o la ultrapasteurizada porque se reduce aw. La condensada es lo mismo pero se le agrega entre un 35-50% de sacarosa.
En cualquiera de estas dos leches aparece un problema provocado por la lactosa:
Alfa- lactosa —————– beta- lactosa
De la alfa se tiene un 32% y de la beta un 68 %, la alfa tiene una solubilidad menor que es 7 gr % solubilidad. Cuando se evapora el agua al poco tiempo se alcanza la concentración de saturación de la alfa- lactosa que comienza a cristalizar , desplazándose el equilibrio hacia la izquierda , por lo tanto la beta se convierte en alfa y sigue cristalizando generando en cualquiera de las dos leches un defecto llamado arenosidad , al consumirlas parece como si tuvieran arena. Este defecto esta determinado por el tamaño de los cristales del azúcar que se separo.
Cuando la cristalización es lenta hay reagrupamiento en los núcleos cristalinos y se obtienen pocos cristales pero grandes. Si la cristalización es rápida el reagrupamiento de núcleos cristalinos da lugar a cristales pequeños.
Para evitar este defecto lo que se hace cuando comienza la concentración de la leche es sembrar con lactosa finamente dividida para que los cristales que se formen sean de tamaño pequeño. Las leches concentradas o condensadas también pueden ser enteras parcialmente descremada y descremadas.
Leche en polvo: sufre el proceso de deshidratación, reduciéndole al máximo la cantidad de agua libre quedando en la leche el agua vecinal y la ligada. Como tiene una aw muy baja su periodo de aptitud es mayor que en cualquiera de las otras leches, el producto final es envasado en recipientes impermeables y herméticamente cerrados ya que esta leche tiende a tener un 86 % de agua por eso no le debe penetrar humedad del ambiente.
Problemas que precipita la lactosa: en la leche fluida se tiene alfa y beta lactosa, si se las quisiera aislar o separar podemos obtener la alfa-lactosa monohidratada y la beta- lactosa anhidra que si se la expone al aire absorbe humedad y se transforma en la alfa lactosa monohidratada. El proceso de secado de la leche se hace por SPRAY en el cual la leche es enviada a un equipo en donde se transforma en gotas y paralelamente con la leche entra una corriente de aire a alta temperatura que evapora instantáneamente el agua y arrastra la leche en polvo hasta los equipos separadores.
Al hacer este proceso de deshidratación brusca de la leche no se le da tiempo a la lactosa a formar cristales. En la leche en polvo la lactosa estará amorfa (no cristalina), cuando se la disuelva en agua se transformara en la forma estable y hará grumos. Para evitar esto se hace un proceso de INSTANTANIZACION por el cual se obtiene hasta el 3% de humedad en la leche y consiste en hacer el secado por spray hasta 8- 10 %de humedad rápidamente y el resto de agua se elimina en forma mas lenta, de esta manera, se le da tiempo a que la lactosa tome agua y cristalice en la forma de alfa lactosa monohidratada que es mas estable.
Modificaciones en la leche y elaboración de pe productos lácteos.
En la leche puedo provocar
- Modificaciones de la fase grasa.
- Modificaciones de las caseínas
- Modificaciones de todo el sistema proteico
- Modificaciones de la lactosa.
Trabajando sobre la fase grasa puedo producir leche homogeneizada, en la leche entera la grasa se encuentra en forma de glóbulos grasos que con el tiempo coalecen y quedan en la superficie. La homogenización tiene como objetivo evitar la coalescencia en la leche entera, el homogeneizar trabaja a alta presión y temperatura, rompe los glóbulos grasos en un montón de gotitas al mismo tiempo también se rompen inevitablemente algunas micelas caseicas. Al romper los glóbulos se liberan los triglicéridos que estaban encerrados en el corazón del glóbulo y también fosfolípidos que estaban encerrados en la membrana. Los triglicéridos mas los fosfolípidos interacciona con las proteínas de la leche y en una fase acuosa forma una emulsión ya que las inmunoglobulinas actúan como agentes emulsionantes.
Leche homogenizada: aquella que previamente o posteriormente a su tratamiento térmico ha sido tratada de manera tal que asegure la no separación de los glóbulos de materia grasa en forma tal que por reposo de no menos de 48 hs y a temperatura próxima a 8ºC no muestre separación visible de la crema.
Se colocan en probeta graduada 250 ml de leche, se deja en reposo 48 hs /8ºC, luego se toma 100 ml de la parte superior, se mezcla y se agita, su contenido en grasa no debe diferir en mas del 5 % respecto al contenido en grasa de los 150 ml de la parte inferior.
Características de la leche entera homogeneizada.
Deseables: no tiene coalescencia, aumenta la blancura (mayor cantidad de partículas pequeñas, mayor dispersión de la luz) adquiere un sabor más suave.
No deseables: es más susceptible a sufrir lipólisis y a la rancidez oxidativa inducida por la luz ya que al romper la membrana apical los triglicéridos quedan libres.
Tiene mayor estabilidad térmica porque se genera mas interacción grasa- micela al tener todos los compuestos emulsionados.
Produce geles mas débiles que en la leche común ( porque debilita micelas )y mejora la digestibilidad porque el coagulo que se forma en el estomago es menos compacto.
Crema: se separa de la leche por centrifugación, son glóbulos grasos que arrastran algo de lactosuero y micelas caseicas, en realidad es una emulsión de grasa en agua. Se puede obtener cremas con diferente contenido graso a saber:
- crema delgada: contiene de 18 – 33,9 % grasa de leche.
- Crema común: contiene de 34 – 49,9 %
- Crema doble: contiene mas del 50 %
Si se bate una crema despacio y a baja temperatura (10.- 12ºC) esta se corta y me separa un suero, lo que sucede es que la baja temperatura le quita movilidad a la fase dispersa y se favorece la agregación y los triglicéridos sólidos empiezan a cristalizar atrapando a los triglicéridos líquidos. Si en cambio la agitación es rápida se logara una inversión de fase done la fase sólida son los cristales de grasa y la liquida las gotitas de agua atrapadas entre ellos; paso de una emulsión que era grasa en agua a una emulsión agua en grasa tolo lo que constituía la fase continua se separa, es el suero de manteca.
Características que se le piden a una manteca:
Contener no menos del 82 % de materia grasa propia de la leche.
Contener no más del 16 % agua
No contener más del 2 % de sustancias proteicas y glucídicas de la leche.
Tipos más frecuentes de manteca:
Salada: se le adiciona hasta 5 % sal común.
Dulce: se le adiciona hasta el 10 % de sacarosa.
Composición suero de manteca:
Agua | 90,83% |
Proteínas | 3,45% |
Grasa | 0,55% |
Lactosa | 4,40% |
Cenizas | 0,73% |
Acido láctico | 0,04% |
Elaboración de queso
Actuando sobre la fase proteica de la leche se puede obtener queso que es la fracción caseica de la leche coagulada. Los pasos para su elaboración son:
1- a partir de leche pasteurizada se agrega o no un estárter, y se deja incubar; se pone la leche a 30 35 ºC y permito que halla una acidificación ya sea por la flora microbiana natural de la leche o como se hace en la industria por agregado de cultivos iniciadores llamados starter que según el tipo que se agregue provocara diferente reacción química en la masa que generaran los aromas y sabores en el queso.
2- Agregado de proteasa para coagular caseínas y obtener el cuajo además con el agregado del starter se consigue que la lactosa produzca acido láctico descendiendo el ph hasta 6,2 – 6,8.
3- Cortado de cuaja y separación del suero, se deja que la masa tome forma y luego se la corta en diferentes tamaños, después se separa del suero y queda solamente la masa que son las caseínas coaguladas.
4- Calentamiento: es para acelerar la coagulación y dar una masa mas seca y dura.
5- Colocación en moldes para darle forma.
6- Prensado para facilitar la eliminación de agua: dependiendo del tipo de queso que se quiera obtener, se prensa poco, más o menos o mucho.
7- Salado con sal seca o inmersión en salmuera: modifica el sabor, actúa sobre selección de flora bacteriana y sobre la actividad enzimática e influye en la maduración. La sal elimina parte del agua por eso la cáscara queda dura..
8- Maduración: se le da un tiempo para que actúen las bacterias o los hongos sobre los componentes, para lo cual los quesos se almacenan a temperatura y humedad controladas se completa con la transformación de la lactosa, ocurren reacciones de proteólisis y lipólisis que generan aroma sabor y textura.
Coagulación.
Se puede hacer con acido o con enzimas, en cualquier de los dos casos se provoca una desestabilización de las micelas caseicas que estaban dispersas en la leche; se insolubilizan en forma de coágulos.
Coagulación ácida: se puede hacer poniendo un starter o dejando que la flora microbiana de la leche la valla acidificando, de esta forma la lactosa, se desdobla en acido láctico descendiendo el ph para que este proceso sea mas rápido se puede agregar un starter o limón o acido cítrico. Las partes polares de las submicelas que se unen por puentes de calcio y por l acidez se rompen (los puentes) porque el calcio es reemplazado por H +. Las submicelas se separan entre si, cuando se llega al PI de estas se provoca la coagulación.
Coagulación enzimática: se hace por medio del cuajo, la enzima hidroliza la parte hidrofilita de la caseína capa (que es la que esta en la superficie de la micela) atacando los enlaces peptídicos de los aminoácidos 105 – 106, se desdobla en dos : para – caseína capa y macropeptidos quedando separadas la parte hidrofilita por un lado y la hidrofóbica por el otro. Al separarse, la parte hidrofilita se solubiliza, mientras que la hidrofóbica al no tener quien la soporte se une y coagula.
El coágulo formado por vía enzimática es mas firme que el producido por vía acida porque en la vía enzimática no se le quita el calcio coloidal por lo tanto as submicelas siguen unidas y coagulan todas, como un paquete.
Elaboración del yogurt
También se lo obtiene actuando sobre la fase proteica se busca un producto que al principio es un gel generado por coagulación de todo el sistema proteico. Las proteínas del lactosuero al ser globulares son solubles y por mas que cambie la fuerza iónica del ½ no interacciona, para logara esto y formar el gel hay que destruirlas. La leche destinada a yogurt se pasteuriza a 90ºC para desnaturalizar las proteínas del lactosuero, luego se enfría, se agrega el estárter más azúcar, frutas, se deja enfriar hasta 45ºC y que fermente. Cuando se llega al ph del PI de las caseínas se forma el gel.
Autora:
Lic. Analista de Alimentos
Giménez Jorgelina
Argentina – Santa Fe
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