tecn lacteos

ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERA  Sede José Celestino Mutis  Calle 14 Sur No. 14 – 23  Telefono: 3443700 Ext. 457 Fax : Ext. 438  [email protected] 

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA  UNAD 

TECNOLOGÍA DE LACTEOS 

Por. 

MARGARITA GOMEZ DE ILLERA  Ingeniera de Alimentos. Especialista en Pedagogía para el desarrollo del  Prendizaje Autónomo.  [email protected] 

Versión Actualizada: Diciembre 28  de 2008.

TABLA DE CONTENIDO 

UNIDAD I Ciencia de la leche  Cap 1. Definición, composición, estructura  de la leche  Lección 1. Definición legal y dietética  lección 2.  Definición física y propiedades  Lección 3. Definición química y propiedades  Lección4.  Otras propiedades importantes en la leche  Lección 5. Fases de la leche  Capítulo 2. Propiedades físicas y químicas de los componentes de la  leche  Lección 1. Lípidos  Lección 2. Proteínas  Lección 3: Carbohidratos  Lección 4. Sales y minerales y Vitaminas y Enzimas  Lección 5:  Efectos en los tratamientos térmicos de la leche  Capítulon3: Microbiología  y Calidad de la leche  Lección 1. Principales grupos de bacterias en la leche  Lección 2. Levaduras y mohos  Lección 3. Aseguramiento de la calidad lechera: Medidas higiénicas,  ARYCPC (HACCP)  Lección 4.  Calidad de la leche cruda  Lección 5. Estandarización de la leche  LECTURA COMPLEMENTARIA  “Algunas reflexiones sobre la calidad de la leche en colombia”  UNIDAD II Tecnología de los productos lácteos: leche cruda – leche  evaporada­  leche fermentada  CAPITULO 1.  TRATAMIENTO DE LA LECHE PARA CONSUMO  DIRECTO  Lección 1.  Enfriamiento  Lección 2.  Almacenamiento  Lección 3.  Higienización  Lección 4.  Descremado  Lección 5.  Pasteurización

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CAPÍTULO 2: LECHES CONCENTRADAS O EVAPORADAS  Lección 1: Descripción general  Lección 2. Proceso de elaboración de la leche evaporada  Lección 3. Defectos en la leche evaporada  Lección 4. Leche condensada azucarada  Lección 5. Leche en polvo  CAPITULO 3.  LECHES FERMENTADAS  Lección 1. Generalidades  y Valor nutritivo  Lección 2  Características de las bacterias lácticas  Lección 3: Tipos de cultivos  Lección 4. Clasificación de los productos fermentados  Lección 5.  El yogurt  LECTURAS COMPLEMENTARIAS  A.  Transferencia de calor  B.  Ingeniería industrial de la leche  C.  Aplicación de calor en la industria lechera  UNIDAD III. Tecnología de los productos lácteos: Fabricación de quesos y  otros productos lácteos.  CAPÍTULO 1. TECNOLOGÍA DE LA FABRICACIÓN DEL QUESO  Lección 1.  Aspectos nutricionales del queso  Lección 2.  Clasificación de los quesos  Lección 3.  Materias primas  Lección 4  Materias primas secundarias  Lección 5.  Principios tecnológicos en la fabricación del queso  CAPTÍTULO 2: TECNOLOGÍA DE LOS QUESOS COLOMBIANOS  Lección 1: Quesos frescos no ácidos  Lección 2. Quesos ácidos  Lección 3: Quesos madurados  Lección 4: Defectos de los quesos  Lección 5: Aprovechamiento del suero lácteo  y  Equipos en la fabricación  del queso  CAPTÍTULO 3: OTROS PRODUCTOS DERIVADOS DE LA LECHE  Lección 1. La mantequilla  Lección 2.  El helado  Lección 3. El Arequipe y manjar blanco

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GUIA PARA EL COMPONENTE PRÁCTICO 

Práctica 1. Manejo y control de la leche cruda  Objetivos  Aspectos generales  Pruebas de plataforma  Toma de muestra  Determinación de la temperatura  Determinación de las características organolépticas  Prueba lactométrica  Pruebas de laboratorio  Prueba del alcohol  Acidez titulable  Determinación del pH  Tiempo de reducción del azul de Metileno  Tiempo de Reducción de la Resazurina  Prueba de lactofermentación  Determinación del contenido de grasa ( método Gerber)  INFORME  TRABAJO DE CONSULTA  BIBLIOGRAFÍA  CIBERGRAFIA  Práctica 2. Elaboración del arequipe y del manjarblanco  Objetivos  1.  Fundamento teórico  2.  Materiales, servicios y equipos  3.  Procedimiento  PREINFORME  INFORME  TRABAJO DE CONSULTA  Práctica 3. Leches fermentadas  Producción del yogurt  Fundamento teórico  Materiales, servicios y equipos

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Procedimiento  PREINFORME  INFORME  TRABAJO DE CONSULTA  Práctica 4. Productos grasos. Mantequilla  4.1 Objetivos  4.1.1 Fundamento teórico  4.1.2 Materiales, servicios y equipos  4.1.3 Procedimiento  4.1.3.1 Elaboración artesanal de la mantequilla  4.1.3.2 Elaboración industrial de la mantequilla  PREINFORME  INFORME  TRABAJO DE CONSULTA  Práctica 5. Elaboración de quesos  Objetivos  5.1 Fundamento teórico  5.1.1  Producción del queso fresco no ácido, tipo queso campesino  5.1.1.1 Descripción del queso  5.1.1.2  Materiales, servicios y equipos  5.1.1.3  Procedimiento  PREINFORME  INFORME  TRABAJO DE CONSULTA  5.1. 2 Producción de queso fresco ácido. Tipo queso doble crema  5.1.2.1 Descripción del queso  5.1.2.2  Materiales, servicios y equipos  5.1.2.3  Procedimiento  PREINFORME  INFORME  TRABAJO DE CONSULTA  5.1.3 Producción del queso pera  5.3.1 Descripción del queso  5.3.2  Materiales, servicios y equipos  5.3.3  Procedimiento

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ANEXO: Normas productos lácteos. Ministerio de Salud República de  Colombia. Resolución 02310 de 1986  LISTA DE TABLAS 

1.  Composición química de la leche en diferentes especies  2.  Composición lípidos saponificables y no saponificables de la leche  3.  Efectos del calentamiento sobre los componentes de la leche  4.  Tiempo de muerte térmica de algunas bacterias patógenas  5.  Conservación de los cultivos congelados  6.  Aminoácidos esenciales en la caseína  7.  Valor nutricional de algunos aminoácidos  8.  Clasificación de los quesos según la humedad  9.  Clasificación de los principales quesos colombianos  10.  Características de las dos formas de coagulación de la leche  11.  Características físicoquímicas de la cuajada  12.  Caracterísiticas físicoquímicas del queso campesino  13.  Características físicoquímicas del queso costeño  14.  Características físicoquímicas del queso antioqueño  15.  Características físicoquímicas del queso doblecrema  16.  Características físicoquímicas del quesillo huilense  17.  Características físicoquímicas del queso pera  18.  Características físicoquímicas del queso paipa  19.  Defectos de los quesos  20.  Utensilios y equipos de quesería

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LISTA DE FIGURAS 

1.  Modificación de la leche a temperatura ambiente  2.  Molécula de un triglicérido  3.  Membrana del glóbulo graso  4.  Aminoácido alfa amino carboxílico  5.  Cadena peptídico  6.  Proteína Nativa  7.  Proteína desnaturalizada  8.  Micela de caseína  9.  Circulación en un intercambiador de calor  10. Diagrama de Flujo para la elaboración de la leche evaporada  11. Proceso de estandarización de la leche  12. Elaboración de la leche condenada azucarada  13. Elaboración de la leche en polvo  14.  Diagrama de flujo para el proceso de elaboración del yogurt  15. Adición del cuajo  16. Corte de la cuajada  17.  Diagrama de liras y sistemas de corte de la cuajada  18.  Agitación de los granos de la cuajada  19.  Salazón  20.  Moldes para quesos  21.  Diagrama de prensa mecánica para quesos  22.  Cuajada  23.  Diagrama de Flujo para la elaboración de la cuajada  24.  Queso campesino  25.  Diagrama de Flujo para la elaboración del queso campesino  26.  Queso costeño  27.  Diagrama de Flujo para la elaboración del queso costeño  28.  Quesito antioqueño  29.  Diagrama de Flujo para la elaboración del quesito antioqueño  30.  Queso doble crema  31.  Diagrama de Flujo para la elaboración del queso doble crema  32.  Diagrama de Flujo para la elaboración del quesillo huilense  33.  Queso pera  34.  Diagrama de Flujo para la elaboración del queso pera  35.  Quesos madurados y queso paipa  36.  Diagrama de Flujo para la elaboración del queso paipa  37.  Diagrama de Flujo para la elaboración de la mantequilla

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INTRODUCCIÓN 

La industria lechera en Colombia, ha tenido un gran auge en el país debido a la  implantación  de  tecnología  en  la  producción  de  leche  desde  el  manejo  del  ganado lechero, el ordeño y su elaboración de leche para el consumo directo,  apareciendo  varios  tipos  de  leche  como  la  pasterizada,  la  ultrapasterizada,  leche larga vida y últimamente la leche deslactosada, cada uno de estos tipos  de  leche  presentan  sus  ventajas  con  respecto  a  su  tecnología,  sus  características físicas y químicas pero igualmente conservan  su valor nutritivo  y sus características organolépticas. Sin embargo en algunas regiones del país  todavía  se  comercializa  la  leche  sin  pasterizar,  convirtiéndose  en  un  gran  riesgo para la población que la consume.  La leche es uno de los productos de gran valor proteico pero también bastante  perecedero por  lo que  la  mayoría  de las fábricas  que  producían leche para el  consumo  directo,  hoy  en  día  transforman  la  leche  en  una  gran  variedad  de  productos  como,  las  leches  concentradas  (evaporadas  y  condensadas),  la  leche en polvo, las leches fermentadas ( yogurt, Kumis, Kefir, entre otras), una  gran  variedad  de  quesos,  y  otros  productos  como  el  helado,  el  arequipe,  el  manjar­blanco, y demás postres cuya materia prima principal es la leche.  Con  la obtención de dichos productos se puede lograr un conservación por períodos  más prolongados de la leche y contribuir a la nutrición del hombre en la medida  que aportan los mismos nutrientes de la leche y mejor aún se logra una mejor  digestibilidad de esos nutrientes.  El enfoque del presente material, es el de dar a conocer de una forma sencilla y  comprensible  los  principios  científicos  y  técnicos  que  se  involucran  en  los  procesos  de  elaboración  de  la  leche  para  consumo  directo  como  tal  y  de  los  productos obtenidos de su transformación industrial. Para lo cual se inicia con  un  capítulo  dedicado  a  describir  los  diferentes  aspectos  de  la  ciencia  de  la  leche,  que  comprende  desde  sus  características  físicas,  químicas,  y  bioquímicas.  Se  describen  las  características  de  sus  componentes  mayores,  para  que  el  estudiante  pueda  comprender  más  adelante  los  efectos  que  los  tratamientos  térmicos  ocasionan  en  los  diferentes  componentes  de  la  leche  y  las  diferentes   cambios  que  sufre  la leche en  las  etapas de la elaboración  de  los productos que se obtienen a partir de la misma.  Se sabe que actualmente existen en el país grandes industrias que se dedican  a  producir  y comercializar  la  leche pasterizada,  con sus  diferentes variedades  (baja  en  grasa,  de  larga  duración,  deslactosada,  entre  otras)  y  los  productos  derivados  de  su  transformación  industrial,  pero  dichas  fábricas  se  encuentran  concentradas principalmente en las siguientes ciudades  del país como: Bogota  (Algarra, Alpina, Colanta, Nestlé, Alquería, Parmalat, Colácteos, Proleche entre  otras);  Palmira  (  productos  lácteos  andina  Ltda.)  Medellín    (  Prolácteos  y  Colanta),  de  las  cuales  se  mencionan  las  marcas  de  mayor  consumo,  pudiéndose asegurar, que dichas empresas cuentan con gran tecnología en su

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producción  y  por  ende  ofrecen  productos  de  buena  calidad,  que  le  permite  competir en el mercado nacional e internacional.  Como  se  puede  observar  la  producción    tecnológica  de  la  leche  y  sus  productos derivados, está  bastante centralizada, pero existe una gran mayoría  de  pequeños  productores,  que  requieren  de  profesionales  que  los  asesoren  para darle a su producto la calidad óptima que se requiere, aún si contar con un  buen  desarrollo  tecnológico  y  es  el  Ingeniero  de  alimentos,  quien  debe ser  el  profesional  preparado  para  asesorar  a  los  pequeños  empresarios,  por  los  conocimientos  obtenidos  sobre  los  fundamentos  tecnológicos  de  la  industria  láctea, será quien podrá adoptar, adaptar tecnología que apunten a desarrollar  nuevos  productos  o  mejorar  los  que  actualmente  se  ofrecen  en  el  mercado.  Además de poder trabajar en cualquier industria láctea.  Por  lo  anterior  el  propósito  de  este  material  no  es  que  los  estudiantes,  aprendan  recetas  ni  procedimientos  técnicos  para  obtener  un  producto,  sino  que a través del conocimiento y comprensión de los principios de transferencia  de  masa  y  calor  que  ocurren  en  los  diferentes  procesos  tecnológicos  que  abarca la industria de la leche, de los cambios físicos y químicos que ocurren  en las diferentes etapas del proceso para obtener un determinado producto, de  los  defectos  que  pueden  ocurrir  en  los  productos  en  proceso  y  terminado,  cuando no se cumplen  con  los  parámetros adecuados;  al  terminar  su  estudio,  sean  capaces  de producir cualquier  tipo  de producto  derivado  de la  leche,  de  desarrollar  nuevos  productos  o  productos  mejorados,  con  la  calidad  exigida  tanto desde el punto de vista técnico como nutricional y microbiológico.  Este  material  abarca  el  estudio  de  los  siguientes  aspectos:  En  su  primera  unidad se dedica al estudio de la leche; la segunda unidad se trata  en forma  global la calidad en la industria lechera; en la tercera unidad, se trata todo lo  relacionado con la tecnología de los productos lácteos específicamente para: la  producción  de  leche  de  consumo  directo,  de  leches  concentradas,  leche  en  polvo,  leches  fermentadas.  Así  mismo  se  dedica  un  capítulo  a  todo  lo  relacionado  con    la  tecnología  del  queso.  Finalmente  se  dedica  otro  capítulo  específicamente a la tecnología de otros derivado de la leche.  Este  material  cuenta  además  con  una  guía  didáctica,  que  acompañará  al  estudiante  durante  el  estudio  de  los  diferentes  capítulos  a  través  de  la  propuesta  de  diferentes  actividades  de  aprendizaje  y  de    evaluación,  que  le  permitirán  obtener  una  mejor  comprensión  de  las  diferentes  temáticas  y  el  desarrollo  de  competencias  como  las  cognitivas,  comunicativas,  valorativas  y  contextuales para lograr finalmente, una formación integral a través del estudio  del  curso.  También  se  cuenta  con  la  Guía  para  el  desarrollo  del  componente  práctico, en donde se darán instrucciones precisas sobre las prácticas mínimas  a  desarrollar,  asimismo  los  análisis  mínimos  de  control  de  calidad  que  se  le  deben  hacer  a  la  materia  prima,  productos  en  proceso  y  producto  terminado,  que se pueden desarrollar en las Plantas piloto y laboratorios de la UNAD.

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OBJETIVOS DEL CURSO  General:  Lograr  que  los  estudiantes  sean  capaces  de  aplicar  los  principios  científicos  y  tecnológicos  relacionados  con  la  leche  y  los  productos  derivados  de  la  misma  para  que  propongan  y  desarrollen  proyectos  que  implique  el  aprovechamiento de la leche como materia prima y den soluciones a problemas  específicos  que  se  detecten  en  su  entorno  relacionados  con  el  la  producción  lechera.  Objetivos específicos: ·

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Comprender  lo  relacionado  con  la  ciencia  de  la  leche,  teniendo  en  cuenta  su  estructura,  características  físicas  químicas  bioquímicas    y  microbiológicas. Conocer los diferentes efectos de los tratamientos térmicos en la leche Reconocer la importancia de la leche y sus productos en la alimentación  humana Conocer  los  diferentes  etapas  que  se  realizan  sobre  la  leche  para  su  industrialización Conocer  los  procesos  tecnológicos  para  la  obtención  de:  leches  concentradas, leche en polvo, mantequilla, leches fermentadas, quesos,  y  helados. Conocer  los  diferentes  defectos  que  se  presentan  en  cada  uno  de  los  productos obtenidos a partir de la leche, identificar sus causas y la forma  de corregirlos o evitarlos Aprender  los cálculos matemáticos que se requieren en cada uno de los  procesos para la estandarización de los diferentes productos Reconocer  los  principios  de  transferencia  de  calor  y  masa  que  ocurren  en los procesos para obtener los productos Reconocer  los  principios  sobre  el  balance  de  materia  y  energía  como  herramienta  importante  para  la  determinación  del  rendimiento  del  proceso y del cálculo del costo de energía respectivamente Conocer los  aspectos generales  de la calidad en la industria

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UNIDAD I  CIENCIA DE LA LECHE  En esta primera unidad se tratará todo lo relacionado con la ciencia de la leche  desde sus propiedades físicas, químicas y microbiológicas con el propósito de  que los estudiantes comprendan los cambios físicos, químicos y organolépticos  que sufre  la  leche ante  los  diferentes  tratamientos  a que es sometida  para su  industrialización como leche para el consumo directo y como los productos que  se derivan a partir de diferentes procesos de transformación.  Objetivo general  Conocer  y  comprender  todos  los  aspectos  relacionados  con  la  ciencia  de  la  leche  desde  sus  propiedades  físicas,  químicas  y  microbiológicas,  las  características de sus componentes y los diferentes cambios físicos, químicos,  bioquímicos,  microbiológicos  que  sufre  la  leche  desde  su  obtención  como  materia  prima  (en  el  ordeño),  su  almacenamiento  y  en  los  procesos  de  industrialización.  Objetivos específicos  1.  Conocer  y  comprender las diferentes  definiciones  de  la  leche desde su  calidad nutricional, sus propiedades físicas y químicas.  2.  Conocer  y  comprender  otras  características  de  la  leche  como:  variabilidad, complejidad y alterabilidad.  3.  Conocer y comprender algunas modificaciones que sufre la leche desde  el ordeño, almacenamiento y transformación, hasta el consumo final.  4.  Conocer y comprender las diferentes fases de la leche  5.  Conocer  y  comprender  las  propiedades  físicas  y  químicas  de  los  diferentes componentes de la leche.  6.  Conocer  y  comprender  los  efectos  en  los  tratamientos  térmicos  de  la  leche  7.  Entender todo lo relacionado con la microbiología de la leche: bacterias,  mohos y levaduras.  8.  Conocer y comprender las diferentes medidas que se deben tomar para  evitar  el  crecimiento  de  microorganismos  causantes  de  alteraciones  de  la leche.

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AUTOEVALUACIÓN INICIAL 

Estimado  estudiante  antes  de  iniciar  el  estudio  de  esta  unidad,  primero  que  todo  debe  consultar  la  guía  didáctica  y    desarrollar  las  actividades  de  reconocimiento planteadas.  También  es  importante  que  usted  trate  de contestar  las  siguientes  preguntas,  para que  analice que tanto sabe del tema y que tanto necesita y debe saber.  1.  Defina con sus propias palabras ¿Qué es la leche?  2.  ¿Cuáles son las propiedades físicas y químicas de la leche?  3.  ¿Considera usted que la composición de la leche depende de la especie  de donde provenga? ¿En que componentes serían esas diferencias?  4.  ¿Cuáles  son  los  factores  que  causan  la  variabilidad  de  la  leche  en  su  composición y propiedades?  5.  ¿En qué consiste la complejidad de la leche?  6.  ¿cuáles  son  las  modificaciones  que  sufre  la  leche  desde  su  ordeño,  cambios de temperatura y durante su proceso tecnológico?  7.  ¿Describa brevemente las diferentes fases de la leche?  8.  ¿Cuáles  son  los  componentes  principales  de  la  leche?  Descríbalos  brevemente.  9.  Describa brevemente cuáles son los efectos que causan los tratamientos  térmicos sobre la leche.  10. ¿Cuáles  son  las  principales  bacterias  que  se  pueden  encontrar  en  la  leche ¿  11. ¿Cuáles son las  levaduras  y  los  mohos que se pueden  encontrar  en  la  leche o en los productos obtenidos de los procesos de industrialización?  12. ¿Qué medidas se deben tener en cuenta para evitar la contaminación de  microorganismos en la leche?

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1.  DEFINICIÓN, COMPOSICIÓN, ESTRUCTURA Y PROPIEDADES DE  LA  LECHE  LECCIÓN 1. Definición Legal y Dietética de la leche  1.1 Definición legal  “Leche  es  el  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” 1  La características principales que se tienen en cuenta para medir la calidad de  la  leche  son.:  densidad,  índices  crioscópicos  y  de  refracción,  acidez,  grasa  y  sólidos no grasos, cantidad de leucocitos, gérmenes patógenos y presencia de  antisépticos,  antibióticos y sustancias alcalinas.  El calostro, es el producto segregado por la glándula mamaria inmediatamente  después del parto de la vaca, es una sustancia que presenta una composición  muy  diferente  a  la  leche  y  contiene  una  cantidad  de  proteínas  en  el  suero,  especialmente  inmunoglobulinas  que  son  necesarias  para  la  nutrición  del  ternero, pero que su presencia daña la calidad de la leche en la medida que se  gelifica con el calentamiento de la leche por ejemplo a uno 80 0 C,  produciendo  la coagulación de la leche.  1.2Definición dietética  La  leche  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,. La proteína de la leche, contiene una gran cantidad  de  aminoácidos  esenciales  necesarios  para  el  organismo  humano  y  que  no  puede sintetizar, la proteína que se encuentra en mayor proporción en la leche  es  la  caseína.  Entre  la  vitaminas  que  contiene  están:  la  Vitamina  B 12  (riboflavina)  la  B 1  (tiamina),  y  las  vitamina  A,  D,  E  y  K  liposolubles.  Entre  los  minerales de mayor cantidad están el calcio y el fósforo. Su contenido de grasa  se debe principalmente a los triglicéridos,   es básicamente  La grasa de la leche está conformada principalmente  por la combinación física  de triglicéridos y éstos a su vez están formados por un alcohol (glicerol)  y 14 o  más  ácidos  grasos  que  en  su  mayoría  son saturados  excepto  el  ácido  oleico  que es insaturado y se encuentra en mayor  cantidad. La combinación de éste  ácido con  el  linoléico,  el  butírico  y  capróico  es  lo  que  hace  que  la  gras  de  la  leche tenga un bajo punto de fusión.  LECCION 2. Definición Física y sus propiedades 

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Manual de composición y propiedades de la leche. FAO,

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La  leche  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. ·

El  olor  o  aroma,  de  la  leche  fresca  es  ligeramente  perceptible,  sin  embargo  la leche está ácida o contienen bacterias coniformes, adquiere  el olor característico de un establo o a estiércol de las vacas, por lo cual  se le da el nombre de  “olor a vaca”

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Sabor:  la  leche  fresca  tiene  un  sabor  medio  dulce,  neutro  debido  a  la  lactosa que contiene. 

Otras propiedades físicas son: ·

Gravedad  específica:  oscila entre 1.028  –  1.034 expresada en  grados  de  densidad.  Al  determinar  la  densidad  de  la  leche  con  el  lactodensímetro,  ese  valor  debe  ajustarse  para  una  temperatura  de  15 0 C, adicionando o restando el factor de corrección de 0.0002 por cada  grado centígrado leído por encima o por debajo de los 15 0 C.

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Densidad  de  la  leche:  esta  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. ·

PH  (concentración  de  hidrogeniones).  El  pH  es  el  logaritmo  del  inverso  de  la  concentración  de  iones  de  hidrógeno.  Cuando  la  concentración de iones de hidrógeno es de 10 ­1  a 10 ­7 , corresponde a un  pH  de  1  a  7  es  decir,    medio  ácido.  Si  la  concentración  de  iones  de  hidrógeno es de 10 ­7  a 10 ­14  (pH 7 a 14) el medio será alcalino (el pH =7  es  neutro).  Dichas  variaciones  depende  del  estado  de  sanidad  de  la  leche y de los microorganismos responsables de convertir la lactosa en  ácido láctico.

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Acidez: la leche cruda presenta una acidez titulable resultante de cuatro  reacciones,  de  las  cuales  las  tres  primeras  corresponden  a  la  acidez  natural  de  la  leche  cruda  y  la  cuarta  reacción  corresponde  a  la  acidez  que  se  va  formando  en  la  leche  por  acción  de  las  bacterias  contaminantes. 

Acidez natural se debe a:

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1. Acidez de la caseína anfótera, constituye cerca de 2/5 partes de la acidez  natural  2.  Acidez  de  las  sustancias  minerales,  del  CO2  y  de  ácidos  orgánicos  naturales, aproximadamente las 2/5 partes de la acidez natural.  3. Reacciones de los fosfatos,  cerca de 1/5 parte de la acidez natura.  La determinación de la acidez de la leche es muy importante porque puede  dar lugar a determinar el grado de alteración de la leche. Regularmente una  leche  fresca  debe  tener  una  acidez  de  0.15  a  0.16%,  valores  menores  pueden indicar que es una leche proveniente de vacas con mastitis, aguada  o que contiene alguna sustancia química alcalina. Porcentajes mayores del  0.16%, indican que la leche contiene bacterias contaminantes. ·

Potencial  de  oxidorreducción:  El  potencial  de  oxidorreducción  (Eh),  mide las  propiedades oxidantes  (+)  o reductoras (­)  de  una solución,  el  cual  se  visualiza  en  la  corriente  eléctrica  entre  dos  electrodos  sumergidos en la solución. La leche tiene un Eh (+) entre los valores de  0.20 a 0.30 voltios. El Eh de la leche se debe al  contenido de: oxígeno,  sustancias reductoras naturales (reductasa aldehídica, ácido ascórbico y  tratamientos tecnológicos). 

La  contaminación  por  bacterias  incrementa  el  poder  reductor  de  leche,  ya  que cuando las bacterias se multiplican hay un mayor consumo de oxígeno  y  producción  de  sustancias  reductoras,  reduciéndose  el  Eh,  hasta  valores  negativos.  Este  fenómeno  se  utiliza  para  el  análisis  que  se  le  hace  a  la  leche  con  azul  de  metileno  y  la  resarzurina.  La  reducción  del  azul  de  metileno produce el leuco azul de metileno ( incoloro) a un Eh de +0.054V y  con  la  reducción  de  la  resarzurina  (azul  pizarra)  se  produce  la  resofurina  (rosada)  y  la  dihidrorresofurina  (incolora),  a  un  Eh  de  +018  y  +0.19  V,  la  resarzurina,  reacciona antes que el azul de metileno y  detecta la presencia  de  leucocitos.  Mediante  este  método  se  podrá  evaluar  los  cambios  en  la  calidad de la leche. ·

Viscosidad. La viscosidad de la leche indica la resistencia que se opone  al fluído. La viscosidad es inversamente proporcional a la temperatura y  depende  de  la  composición  del  líquido,  del  estado  físico  de  las  sustancias  coloidales  dispersas,  y  del  contenido  de  materia  grasa.  la  leche es más viscosa que el agua y ello se debe al contenido de grasa  en  emulsión  y  a  las  proteínas  que  contiene  en  su  fase  coloidal.  La  viscosidad de la leche oscila entre 1.7 a 2.2 centipoises, siendo la de la  leche  completa  de  2.2    y  la  de  la  leche  descremada  de  1.2.  La  leche  homogenizada  presenta  un  aumento  en  la  viscosidad,    entre  1.2  a  1.4  centipoises.  La  viscosidad  de  la  leche  y  sus  productos  es    un  dato  importante en ingeniería para el cálculo de  bombas que se requieren en  el proceso, pero también es importante en la comercialización dado que  el consumidor relaciona la viscosidad con el contenido graso de la leche.

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Punto de congelación: Es una característica importante porque permite  detectar  la  adición  de  agua  en  la  leche.  El  punto  de  congelación  de  la  leche  debe  oscilar  entre  un  rango  de  –0.513 0 C    a  –0.565  0 C.  Los  componentes que influyen en el punto de congelación de la leche son la  lactosa  y  las  sales  coloidales.  El  aumento  de  la  acidez  de  la  leche  reduce la viscosidad de la leche.

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Calor  específico:  Es  el  número  de  calorías  necesarias  para  elevar  en  un grado centígrado la temperatura de una unidad de peso de la leche.  Dicho valor es más alto que el del agua.

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Calor específico  ( en cal / g. 0 C) de:  Leche completa.......................................................  0.93 – 094  Leche descremada..................................................  0.94 –0.96  Suero de  queso........................................................0.97  Grasa........................................................................ 0.40 –0.60

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Punto  de  ebullición.  La  ebullición  de  la  leche  se  inicia  a  partir  de  los  100.17 0 C,  pero  cuando  se  reduce  la  presión  del  líquido,  la  ebullición  ocurre  a  una  temperatura  menor.  Este  efecto  es  aplicado  en    la  producción  de  leches  concentradas  al  evaporar  la  leche  mediante  la  reducción  de  la  presión  utilizando  el  vacío,  lográndose  evaporar  parcialmente  la  leche  a  temperaturas  entre  los  50  a  70 0 C,  sin  causar  ningún deterioro a los componentes de la leche.

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Índice de refracción. Este valor expresa el fenómeno de  desviación de  la  luz  cuando  atraviesa  el  aire  e  incide sobre    la  leche.  Su  valor  oscila  entre 1.3440 y 1.3485, siendo el resultado de la suma  de los índices de  refracción individual de los solutos o fase discontinua y del agua o fase  continua de la leche. Cuando el valor de algunos de estos componentes  se  altera,    cambia  el  valor  del  índice  de  refracción.    Por  ejemplo  si  se  cambia  la  concentración  de  los  solutos  debido  al  aguado,  el  valor  del  índice  de  refracción  se  acercará  al  del  agua,  detectándose  de  esta  manera el fraude. 

Para la determinación del índice de refracción se utilizan instrumentos como  el  refractómetro  de  Abbé  que  se  utiliza  para  productos  descremados  y  leches  concentradas  azucaradas  o  refractómetros  de  inmersión  como  el  lactómetro  “Bertuzzi”  para  medir  el  índice  de  refracción  del suero  obtenido  de la coagulación de la caseína. ·

Propiedades  ópticas:  El  color  de  la  leche  se  debe  a  los  efectos  combinados  de  la  caseína,  sales  coloidales,  pigmentes  y  otros  componentes.  La  caseína  y  las  sales  coloidales  le  imparten  el  color  blanco y opaco de la leche, en  la  medida que refleja totalmente la luz.  Los  pigmentos  debido  a  los  carotenos  le  imparte  a  la  leche  un    color

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ligeramente  amarillento  y  los  pigmentos de la  riboflavina son  los que  le  dan un color amarillo – verdoso al suero producido en la elaboración del  queso.  Resumen de las propiedades físicas de la leche  Densidad de la leche completa...........................  Densidad de la leche descremada........................  Densidad de la materia grasa..............................  Calorías por litro.................................................  PH.......................................................................  Viscosidad absoluta.............................................  Índice de refracción  Punto de congelación.........................................  Calor específico.................................................. 

1.032 g/ml  1.036 g/ml  0.940 g/ml  700 calorias  6.6 – 6.8  1.6 –2.15  1.35  ­0.55 0 C  0.93 cal /g 0 C 

LECCION 3.  Definición química y propiedades  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. El  agua libre es la de mayor cantidad y en ella se mantiene  en solución la lactosa y las sales. El agua libre es la que sale en el suero de la  cuajada.  El  agua  de  enlace,  es  la  formada  por  la  cohesión  de  los  diferentes  componentes  no solubles, se encuentra en la superficie de estos compuestos  y  no  forma  parte  de  la  fase  hídrica  de  la  leche  por  lo  cual  su  eliminación  es  bastante difícil.  Materia seca de la leche. Está formada por los compuestos sólidos de la leche  pueden determinarse por el método directo mediante la  evaporación de la fase  acuosa  de  la  leche,  o  por  el  método  indirecto,  mediante  la  relación  de  la  densidad  y  su  contenido  de  grasa  y  a  partir  de  estos  datos  la  cantidad  de  materia seca  se puede calcular mediante las siguientes fórmulas:  §  Richmond:  %S.T. = (0.25 x D) + (1.21 x % G) + 0.66  De donde D es la densidad de la leche y para la cual se utilizan solo los valores  decimales como enteros. Ejemplo si la densidad es de 1.033 entonces se debe  usar como D el 33.

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§  Queensville: 

Gramos/lt S.T. = (10.6 x %G) +2.75 (D – 1000)  En  este caso se  utiliza  el  dato  de  la  densidad  D  como  una  cifra  entera  o sea  1033. §  Fleischmann: 

%S.T. = (1.2 x%G) + 2.665 x (D – 1000) x 100  D  En este caso también la densidad D se usa como número entero, o se igual a  1033. ·

Gilibaldo y Pelufo: 

%S.T.= 282 (D – 1) + (%G x 1.19)  de donde  la densidad D es exactamente el  valor leído, para el ejemplo será 1.033. 

Composición de la leche de diferentes especies   La 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  albuninosas,  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.  LECCION 4. Otras características importantes de la leche  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.

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Variabilidad 

Como la leche es un producto netamente biológico es susceptible de variación  en su composición y propiedades  por diferentes factores como son.  ­  Factores genéticos.  La leche tiene diferente composición de acuerdo a la  especie  o  raza  del  mamífero    que  provenga, se sabe que  existe cerca  de  150 especies y se observa que el contenido de extracto seco varía entre el  8 y el 65%, la materia grasa entre el 1 y 19%, los carbohidratos entre el 0,1  y  el  10%  y  las  cenizas  entre  el  0.1  y  2.0%.  Las  únicas  especies  que  se  crían especialmente para la producción de leche son los las especies de los  rumiantes (vaca, cebú, búfalo, cabra y oveja).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.  Con respecto a la raza se sabe que existen razas para producción de leche  y  de  carne,  muy  resistentes  a  condiciones  climatológicas  y  de  acuerdo  a  estas diferencias de raza, se tienen diferente rendimiento de leche y de su  composición.  Por  ejemplo  entre    la    Frisona  (de  Holanda),  la  Frisona  en  otras zonas, la Pardo Suiza  y la Jersey, esta última es la que presenta un  mayor porcentaje en extracto seco, grasa, proteína total y en  lactosa.  Tabla 1: Composición media aproximada de la leche procedente de  diferentes especies     (%p/p)  Origen 

Estracto  seco 

Materia  grasa 

Caseína 

Proteínas  del suero 

Carbohidratos  Cenizas 

Vaca  Yegua  Asna  Cabra  Oveja  Cebú  Búfala 

12.7  10.8  10.8  13.3  18.8  13.5  17.5 

3.9  1.7  1.5  4.5  7.5  4.7  7.5 

2.6  1.3  1.0  3.0  4.6  2.6  3.6 

0.6  1.2  1.0  0.6  1.0  0.6  0.7 

4.6  6.0  6.7  4.3  4.6  4.9  4.8 

0.7  0.5  0.5  0.8  1.0  0.7  0.8 

Fuente. CHARLES ALAIS.Ciencia de la leche y tecnología de los productos lácteos. 

­  Factores  fisiológicos.  Como  la  etapa  y  el  número  de  lactaciones,  por  ejemplo al inicio se presenta el calostro que tiene propiedades diferentes a  la  de  la  leche  normal;    Las  etapas  de  lactación  es  un  factor  relevante,  teniendo en cuenta que el número de lactaciones influye en la composición  de  la  leche,  especialmente  en  la  grasa,  proteína,  lactosa,  calcio,  sodio  y  potasio.

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­  Efectos  patológicos  de  la  vaca,  en  especial  la  mastitis,  que  como  consecuencia  de las bacterias  patógenas  disminuye  considerablemente  el  rendimiento  lechero,  ocasionando  un  aumento  en  las  células  somáticas  especialmente  leucocitos,  además  se aumenta  la  actividad enzimática.  La  mastitis  aunque no causa mucho problema  en la  producción  lechera sí es  causante de grandes pérdidas en el hato ganadero.  ­  Factores  ambientales  y  de  manejo,    como  la  alimentación,  el  clima  y  el  sistema de ordeño. Estos factores influye principalmente en el rendimiento  lechero  pero  es  poco  perceptible  en  la  composición  de  la  leches.  Sin  embargo la ración alimenticia puede modificar el contenido y la composición  de  grasa.  Una  dieta  pobre  en  proteínas  ocasiona  una  disminución  en  el  contenido proteico, pero una dieta rica en proteínas aumenta el porcentaje  de nitrógeno no proteico.  También  es  posible  que  la  leche  sea  contaminada  por  sustancias  extrañas  como  los  antibióticos,  pesticidas  y  otras  sustancias  contaminantes,  ocasionando  problemas en  el  proceso  de la leche y  también en  la salud a  los  consumidores. 

Algunas variaciones importantes   Las variaciones en la composición de la leche, son  importantes en la medida  que puede ocasionar problemas de índole tecnológica, entre los cuales los más  importantes se mencionan a continuación:  Variaciones  en el rendimiento de los procesos de elaboración, por ejemplo el  rendimiento  de la  mantequilla  depende  del contenido graso  de la  leche,  el del  queso del contenido de caseína y el de la leche en polvo del extracto seco sin  grasa.  La  composición  de  los  productos  está  relacionada  directamente  con  la  composición  de  la  leche,  es  así  como  en  la  estandarización  del  queso  es  importante la relación entre la proteína y la  grasa y en la producción de leche  en polvo se debe manejar la relación entre la proteína y la lactosa.  La  cristalización  de  la  grasa  de  la  leche  por  acción  del  frío,  depende  del  contenido de grasa y afecta la dureza de la mantequilla.  La estabilidad del calor es una variable importante en la fabricación de la leche  evaporada.  Se  presume  que  la  precipitación  de  proteínas,  la  composición  de  sales, el contenido de inmunoglobulinas como el calostro son los causantes de  formación  de  depósitos  en  los  intercambiadores  de  calor  que  ocasionan  problemas  en  la  calidad  microbiológica  de  la  leche  y  en  el  adecuado  funcionamiento del equipo. .  La capacidad de coagulación  depende  de la  actividad  del calcio.  El contenido  de aglutininas de la leche, decrece en la lactación, ocasionando variaciones en

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el  desarrollo  de  los  microorganismos  presentes;  el  contenido  de    manganeso  (Mn),  afecta  la  fermentación  del  ácido  cítrico  por  causa  de  algunos  cultivos  iniciadores.  El flavor de la leche depende de las cantidades de sales disueltas en la lactosa  que tiene que ver con el sabor salado de la leche. La actividad de la lipasa y la  auto­oxidación aumenta al avanzar la etapa de la lactación.  El color de la leche y en especial del de la mantequilla y del queso  se debe a  diferentes cantidades de B­caroteno en la grasa cuya cantidad depende de los  pastos  con  los  que  se  alimentan  las  vacas,  pero  también  de  la  aptitud  de  la  vaca de transformar el  B­Caroteno en Vitamina A. Se sabe que la leche de la  raza Jersey de las vacas contiene una grasa de pigmentación muy amarilla en  comparación con la de la leche de búfala, oveja y cabra que es casi blanca. · Complejidad  La leche es una sustancia bastante compleja debido a su composición química  en  compuestos  como  la  lactosa,  glicéridos  de  ácidos  grasos,  caseínas,  albúminas  entre  otras  y  su  equilibrio  físico  entre  sus  componentes.  Desde  el  punto  de  vista  físico  coexisten  varios  estados,  la  emulsión,  suspensión  y  solución.  Se  considera que  la  leche  es una emulsión formada con la   materia  grasa globular disuelta en una solución acuosa y cuyo especto es muy parecido  al plasma sanguíneo. La solución acuosa contiene también material proteico en  suspensión  en  un  suero    cuyo  contenido  principal  es  la  lactosa  y  sales  minerales.  Su  Heterogeneidad se  debe  a  que  cuando  la  leche  es  expuesta  a  temperatura ambiente se separa progresivamente en tres partes (fig 1)  §  La crema que es una capa de glóbulos grasos integrados por efecto de  la gravedad  §  La cuajada, caseína coagulada por la acción microbiana  §  El  suero,  que  contiene  los  productos  solubles  y  que  se  separa  de  la  cuajada, la cual se contrae a una velocidad que depende de la microflora  presente.  Fig.  1.  Representación  esquemática  de  las  modificaciones  de  la  leche  a  temperatura  ambiente  Leche fresca                    Leche descremada          Cuajada                      Lacto­  suero  (Blanco mate)  Crema  Crema  Crema  Leche 

Coágulo  (ho­  mogé­neo) 

(blanco  azulado) 

Lacto  suero  amarillo­  verdoso) 

Cuajada

Reproducción modificada. CHARLES ALAIS. Ciencia de la leche. 

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·

Alterabilidad 

Debido  a  las  características  nutricionales  de  la  leche,  se  pueden  desarrollar  una gran cantidad de microorganismos entre los cuales están los que producen  la  fermentación  de  la  lactosa  obteniéndose  el  ácido  láctico  que  conduce  a  la  floculación  debido  al  componente  proteico,  que  en  términos  caseros  se  le  denomina “leche cortada”  La leche fresca tiene un período de duración muy corto por lo que se considera  un  alimento  de  alta  perecibilidad,  ello  obliga  a  tener  especiales  medidas  sanitarias    y  de  Buenas  prácticas  de  manufactura  (B.P.M.)  para  evitar  la  proliferación de microorganismos patógenos que afecten su calidad así mismo  permitir la inactivación de enzimas, durante su procesamiento.  Modificaciones  importantes  de  la  leche.  Por  ser  la  leche  un  sistema  inestable,  esta  sujeta  a  sufrir  cambios  desde  que  se  encuentra  en  la  ubre,  durante  el  ordeño,  con  los  cambios  de  temperatura  y  durante  el  proceso  tecnológico. Los principales cambios que tienen lugar en la leche son:  §  Cambios físicos. Por la incorporación del aire durante el ordeño, lo cual  ocasiona  la  incorporación  de  oxígeno  y  nitrógeno.  También  se  pueden  deteriorar  los  glóbulos  grasos,  al  dañarse  su  membrana,  paro  también  por  la  acción  del  frío  los  glóbulos  grasos  se  aglutinan.  Al  enfriarse  la  leche se produce la cristalización de la materia grasa y se puede llegar a  desestabilizar la emulsión.  §  Cambios  químicos.  Por  acción  del  oxígeno  muchos  de  los  componentes de la leche se oxidan actuando la luz como catalizador de  muchas reacciones que producen aromas indeseables en la leche.  §  Cambios bioquímicos. Debido a las enzimas que contiene la leche se  produce la lipólisis por acción de la lipasa, la proteólisis por acción de la  proteasas  y  la  hidrólisis  de  los  ésteres  fosfóricos  por  la  acción  de  las  fosfatasas.  §  Cambios  microbiológicos.  El  más  frecuente  es  la  fermentación  de  la  lactosa  con  la  producción  de  ácido  láctico,  acompañado  de  la  disminución  del  pH.  Ciertos  microorganismos  también  actúan  sobre  las  proteínas  produciendo  la  proteólisis  y  sobre  las  grasas  produciendo  lipólisis.  §  Cambios en el proceso. Evidentemente las operaciones tecnológicas a  que  es  sometida  la  leche  producen  cambios  en  la  composición  y  propiedades de la leche, de acuerdo al producto que se quiere obtener,  pero  algunas  veces  se  producen  efectos  indeseables  tal  es  el  caso  de  un  flavor  poco  deseable  que  se  produce  ante  un  tratamiento  térmico  severo, debido a la desnaturalización de las proteínas.

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Los  tratamientos  térmicos  a  los  cuales  se  somete  la  leche,  dependiendo  de  la  temperatura  y  tiempo  utilizado,  producen  cambios  físicos, químicos y microbiológicos. Por ejemplo en el caso de: 

La pasterización lenta, donde se somete la leche a una temperatura de  72  –74 0 C  durante  15  segundos,  se  destruye  la  mayoría  de  los  microorganismos  y  se  inactivan  algunas  enzimas,  sin  embargo  no  se  efectúan cambios significativos en las propiedades de la leche. 

La pasterización alta donde se somete la leche a temperaturas de 90 0 C,  durante  15  segundos  destruye  todas  las  formas  vegetativas  de  los  microorganismos,  parte  de  las  proteínas  del  suero  se  desnaturalizan  quedando sus grupos SH­ disociados. 

La esterilización es un tratamiento todavía más severo donde se utiliza la  temperatura de 118 0 C durante 20 minutos lográndose la destrucción de  los microorganismos,  incluyendo sus esporas, se inactivan las enzimas  y se logra cambios químicos como las reacciones de pardeamiento y  la  producción de ácido fórmico. Para evitar estos efectos y lograr una mejor  calidad  de  la  leche  tanto  de  índole  microbiológica  como  de    sus  características  físicas  y  químicas,  se  utiliza  el  tratamiento  UHT  (Ultra­  High­Temperature),  donde  se  somete  la  leche  a  una  temperatura  de  145 o C  durante  uno  o  dos  segundos  con  el  propósito  de  esterilizar  la  leche, sin ocasionar mayores modificaciones químicas ni bioquímicas.  La centrifugación es una operación que se utiliza para el desnatado de  la  leche,  que  se  lleva  a  cabo    en  una  desnatadora  o  centrifugadora  de  operación continua, para producir una leche con poca cantidad de grasa  ( 0.05 –0.08%).  La homogenización, donde se somete la leche a altas presiones en un  homogenizador,  reduce de tamaño los glóbulos grasos de la leche. En  general todos los productos lácteos son sometidos a la homogenización.  La  evaporación  de  la  leche  se  realiza  para  eliminar  parte  del  agua  y  obtener una leche más concentrada, con características diferentes a las  de la leche fresca, con mayor cantidad de sólidos totales y un pH menor.  La  fermentación  mediante  la  cual  se  cultiva  la  leche  con  bacterias  lácticas,  ocasiona  cambios  significativos  en  la  leche,  debido  a  que  la  lactosa se convierte en ácido láctico, disminuyendo su pH y aumentando  la viscosidad de la leche.  LECCION 5. Las fases de la leche  La leche se considera como un medio homogéneo formado básicamente de  tres partes o fases:

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§  La emulsión del material graso en forma globular  §  La suspensión de la caseína ligada a sales minerales  §  La fase hídrica  o solución como el medio general continuo ·

La emulsión de materia grasa 

Los lípidos de la leche, los fosfolípedos y otras sustancias insaponificables,  se encuentran dispersos en forma globular en  estado inestable. El grado de  dispersión  de  la  materia  grasa  forma  una  superficie  que  representa  aproximadamente 80m 2  en un litro de leche.  El  tamaño  de  los  glóbulos  grasos  varías  entre  1.5  y  10 m (1m =  0.001  mm),    esta  variación  se  debe  a    factores  como  la  raza    y  la  etapa  de  lactancia.  Las  leches  obtenidas  de  vacas  de    raza  Jersey  y  Guernsey  contiene  los  glóbulos  de  mayor  tamaño  que  las  leches  de  la  raza  Holstein y Ayshire. Cuando más avanza la época de lactancia el tamaño  de los glóbulos grasos disminuyen. Este hecho tiene gran importancia en  la elaboración de productos grasos como la mantequilla,  puesto que el  tiempo  de  batido  es  mayor  cuando  los  glóbulos  grasos  son  de  menor  tamaño.  El  tamaño  de  los  glóbulos  grasos  disminuye  en  la  operación  de  homogenización  hasta  llegar a  un  tamaño de  0.002 mm  produciéndose  una emulsión más estable.  La  separación  de  la  fase  globular  se  debe  a  la  diferencia  de  densidad  que  tienen  los  glóbulos  grasos  y  la  del  líquido  en  que  están  emulsionados,  siendo  menor  la  densidad  de  los  glóbulos  grasos.  Esta  diferencia ocasionada por la fuerza de gravedad, hace que los  glóbulos  grasos asciendan y ocurra la separación de la crema. Esta fuerza es la  que actúa en el descremado por la acción centrífuga.  Para  calcular  la velocidad teórica  en  que asciende  un glóbulo  graso  se  utiliza la fórmula de Stokes:  V = 2 r 2  (dm – dl) g  9h Donde:  v     = velocidad de ascenso  r     = radio del glóbulo  dm  =  densidad del medio  dl    = densidad de la grasa  g     =  aceleración por la fuerza de gravedad h = viscosidad

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Con  esta  fórmula  se  puede  calcular  que  un  glóbulo  graso  de  5  micrones  de  diámetro  ascenderá  2  mm  aproximadamente  en  una  hora.  La  aglutinación  de  los  glóbulos  grasos  en  racimos  explica  la  diferencia  entre  la  velocidad  de  descremado promedio calculada con la fórmula de Stokes y la velocidad real de  separación de la crema.  Las temperaturas entre 7 –  8 o C ayudan al descremado espontáneo por causa  de la aglutinación de los glóbulos grasos y temperaturas mayores de los 60 o C  ocasionan problemas en la aglutinación  porque modifica la proteína soluble, la  aglutinina,  que  es  la  que  produce  la  agregación  de  los    glóbulos  grasos.  La  acidez también influye en la aglutinación de los glóbulos grasos acelerándola al  reducir las cargas eléctricas del glóbulo graso. Por lo anterior en el descremado  se  prefieren  temperaturas  entre32  –  35 o C    por  ser  la  más  adecuada  para  separar  la  grasa  al  ser  mayor  la  diferencia  entre  el  dm  y  dl  y  menor  el  coeficiente de viscosidad.  La separación de la materia grasa de la crema mediante la operación de batido,  en  la  elaboración  de  mantequilla,  se  debe  a  la  incorporación  de  aire  en  microburbujas,  que  ocasionan  el  agrupamiento  de  los  glóbulos  grasos  en  la  superficie  de  las  burbujas,  comprimiéndolos  a  medida  que  aumenta  el batido.  Es así como los granos de la mantequilla se separan del plasma  o suero de la  mantequilla produciéndose una inversión de la emulsión inicial “grasas en agua  a “agua en grasa, específica de la mantequilla.  Cuando  la  leche  se  encuentra  sin  los  glóbulos  grasos  se  forma  el  plasma  lácteo  que  es  un  líquido  donde  se  encuentra  en  emulsión  los  glóbulos  de  grasa. ·

La suspensión de la  caseína 

Contiene  el  complejo  de  fosfocaseinato  de  calcio  como  partículas  que  se  denominan “micelas” las cuales tienen un movimiento browniano.  La  dispersión  de  las  micelas  de  caseína  en  la  leche  es  bastante  estable  y  resistente  a  operaciones  de  concentración,  congelación,  secado  y  reconstitución. Dicha estabilidad es de suma importancia en la industrialización  de la leche.  El  complejo  caseinato  contiene  el  8%  de  calcio  y  fósforo  inorgánico,  aproximadamente,  además  de  otras  sales  como  los  citratos.    Se  cree  que  existe  un  equilibrio  entre  la  caseína  de  la  fase  dispersa  y  de  la  fase  hídrica,  pero  tanto  este  equilibrio  como  la  estabilidad  del  complejo  depende    de  las  concentraciones  de  sales  de  las  leches  y  del  pH,  observándose  que  las  concentraciones  mayores  de  Ca  disminuye  la  solubilidad  del  complejo  de  caseinato  y  la  reducción de  Ca ++  logra  el  efecto  inverso.  También  se  observa  que la estabilidad es máxima a un Ph de 6.6 – 6.7 y mínima a un pH de 6.7 –  6.9­  .

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La leche que está desprovista de glóbulos grasos y de  micelas de caseína, se  llama  lactosuero  y  es  la  sustancia  donde  están  dispersas  las  micelas.  La  proteína del suero se encuentra en forma  molecular y en forma de agregados  muy pequeños.  Se  han  encontrado tres clases  de  Caseína  las caseínas  Alfa  (a)y Beta(b) que  son  sensibles  al  calcio  y  las  caseínas  Kappa  (K),  insensibles  al  calcio.      Las  células  que  se  encuentran  en  mayor  cantidad  en  la  leche  son  los  leucocitos,  representando el 0.01% del volumen de la leche procedente de vacas sanas. ·

La fase hídrica 

El agua de la leche se encuentra en forma libre y en forma ligada, en la primera  actúa  como  disolvente  y  en  la  segunda  nó,  porque  está  atrapada  por  sustancias  insolubles.  El  agua  ligada  por  la  caseína  cambia  por  efecto  de  la  temperatura,  del  pH  y  por  la  concentración  de  sales  que  la  reducen  considerablemente.  El  efecto  de  las  caseínas  es  bastante  significativo  en  las  cuajadas descremadas o que provienen de leches pasterizadas, siendo difíciles  de desuerar. Las cuajadas grasas retienen del 12 al 15% menos de agua.  En  el  agua  libre,  la  fase  hídrica  está  formada  por  un  grupo  de  sustancias  disueltas  en  el  agua   entre  las cuales   se  encuentra aproximadamente  un  6%  de  proteínas,  sales  (fosfatos),  cloruros,  sulfatos  y  bicarbonatos  de  calcio,  magnesio, sodio y potasio y lactosa.  En la fase hídrica se presenta en mayor  proporción  las b­  lactoglobulinas  y  las a­  lactoalbúminas    junto  a  otras  proteínas menores y enzimas. Las sales presentes están en equilibrio entre la  fase  coloidal  y  la  solución,  excepto  con  los  cloruros  y  sulfatos.  El  calcio,  magnesio,  sodio  y  potasio  están  combinados  con  los  grupos  aniónicos  de  la  caseína.

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2. PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICA DE LOS COMPONENTES DE  LA LECHE.  LECCIÓN 1. Lípidos  Se  clasifican en sustancias saponificables  y  no saponificables.  Las sustancias  saponificables  comprenden  principalmente  los  triglicéridos  y  los  fosfolípidos.  Las sustancias insaponificables comprenden  loas vitaminas y carotenoides. Su  proporción en la leche se presenta en la siguiente tabla:  Tabla  2.Composición  de  lípidos  saponificables  y  no  saponificables  en  la  leche.  Lípidos 

Porcentaje del total 

Saponificables  Triglicéridos  Diglicéridos  Monoglicéridos  Glicéridos de los ácidos cetónicos  Acidos grasos libres  Esteroles  fosfolípedos  Insaponificables  Vitaminas A – D­ E­ K  Carotenoides 

97.0 –98.0  0.25­0.48  0.016­0.038  0.85­1.28  0.10­0.44  0.22­041  0.20­1.0 

0.0007­0.0009 

Fuente. FAO. Manual de composición y propiedades de la leche.

·

Triglicéridos.  Los  ácidos  grasos  de  la  leche  al  combinarse  con  un  alcohol  (glicerol)  forman  los  triglicéridos  su  mezcla  conforman  la  grasa  de la leche. A manera de ejemplo un triglicérido puede estar formado por  el glicerol combinado con el ácido butírico – oleico y estéárico (ver figura  2)    Los  triglicéridos  constituyen  cerca  del  98%  del  contenido  de  los  lípidos  de  la  leche  y  por  lo  tanto  son  los  responsables  de  las  características  de  la  grasa  láctea.  Estas características varían según  la  composición  de  los  ácidos  grasos.  Existen  un  número  grande  de  triglicéridos en la leche de acuerdo a las diferentes combinaciones de los  grasos ácidos grasos que puedan ocurrir. 

El ácido graso más abundante es el oleico que al combinarse con el linoléico y  los ácidos grasos de cadena más corta como el butírico y  el caproico, influyen  en  el  bajo  punto  de  fusión  de  la  leche.  Los ácidos  grasos  responsables  de  la  oxidación de la mantequilla son los saturados debido a su fácil reacción con el  oxígeno.  Otros  factores  que  activan  la  oxidación  son  la  radiación  ultravioleta,  iones  de  cobre,  hierro  y  la  acidez.  Esto  ocasiona  el  sabor  rancio  de  la  mantequilla.

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H2  ­ C – O 

0  C­(CH2)2—CH3 

Glicerol 

H2  – C ­ O  H2  – C ­ O 

O  oléico  C –(CH2)7  – CH = CH – (CH2)7  ­ CH3  3CH 

Esteárico       Butírico 

O  C – (CH2)16  – CH3

Esteárico 

Oleico  Figura 2. Molécula de un triglicérido. 

Los  ésteres  de  los  ácidos  grasos,  pueden  descomponerse  por  hidrólisis,  en  ácidos  grasos  y  en  glicerol,  esta  hidrólisis  puede  ser  causada  por  la  lipasa  produciéndose  el enranciamiento  de la  materia  grasa.  Esta  enzima  puede  ser  inactivada  durante  la  pasterización  de  la  leche,  pero  cuando  la  lipasa  es  originada por bacterias psicrotróficas, puede ocurrir la rancidez en la leche así  esté  pasterizada,  ya  que  dichas  bacterias  son  resistentes  a  los  tratamientos  térmicos. Por otra parte la rancidez de la leche depende de otros factores como  la  alimentación  del  animal,  ya  que  una  mala  dieta  alimenticia  potencia  el  deterioro de la leche por rancidez.  En el caso de los quesos la lipólisis es un proceso normal debido a las lipasas  de  microorganismos  como  las  bacterias  y  hongos  que  actúan  en  el  proceso,  aumentando  el contenido  de  ácidos  grasos  libres de  la leche alrededor  de  un  0.25 a 6%, tal es el caso de los quesos tipo Camembert y Roquefort.  Teniendo en cuenta el porcentaje de los ácidos grasos que se encuentran en la  leche se  puede  determinar  a  través  de un  análisis  de  éstos  si  el  producto  ha  sido  adulterado,  para  lo  cual  se  tienen  como  referencia  los  valores  de  las  siguientes variables:  Punto de fusión 29 –32 o C  Punto de solidificación 19 ­ 23 o C  Indice de refracción 40.5 ­ 46 (en 40 o C)  Índice de yodo 26 – 40.  Como ya se mencionó anteriormente la composición de la materia grasa de la  leche depende de factores como la alimentación, el estado de lactancia, entre  otros  y  está  asociado  a  la  variación  en  el  punto  de  fusión  de  la  grasa.  En  la  tabla 2 se presentan algunas de las características de la materia grasa de las  leches de diferentes especies comparada con la de otras grasa comunes. 

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Fosfolípedos o fosfátidos. 

Los  fosfolípidos,  son  grasas  que contienen  fósforo  y  aminas  y  son  los  lípidos  compuestos  más  abundantes  en  la  leche.  La  mayoría  presentan  dos  grupos  cargados, uno ácido y otro básico por lo tanto son bastante polares y por ende,  hidrófilos,  es  decir  que  tienen  la  capacidad  de  absorber  agua  y  como  consecuencia de ello hincharse, sin embargo no son totalmente solubles.   Por  ser agentes altamente emulsionantes,  influyen en la estabilidad de la materia  grasa.  Son  bastante  tensoactivos  y  se  asocian  con  las  proteínas  para  formar  las  lipoproteínas,  las  cuales  algunas  se  encuentran  en  la  membranas  de  los  glóbulos grasos y otras se encuentran en el plasma de la leche formando “los  microsomas de la leche”.  En  el  batido  de  la  crema  para  producir  la  mantequilla  gran  parte  de  los  fosfolípedos  se  quedan  en  el  suero  proporcionándole  un  sabor  fuerte  característico.  Los fosfolípedos de la leche están constituidos por: lecitina en un 30%; cefalina  en un  45%;  y  esfingomielina  en un  25%.  Los  ácidos  grasos  insaturados  de  la  lecitina  y  la  materia  grasa  al  oxidarse  forman  la  trimetilamina  N(CH3)  que  le  imparte  un  aroma  a  pescado.  Este  es  uno  de  los  defectos  que  se  presentan  especialmente en la mantequilla y en la leche en polvo.  Membrana del glóbulo graso  Como  ya se había explicado anteriormente los glóbulos grasos se encuentran  envueltos en una capa proteica en donde se encuentran diferentes sustancias  entre  las  cuales  están  los  fosfolípedos  y  proteínas,  dando  lugar  a  diferentes  reacciones químicas vivas. (Ver figura 3 membrana del glóbulo graso. Pág.3.3  FAO)  Figura.3 Membrana del glóbulo graso.  Gr asa  Triglicéridos  Lipopr oteína 

Seudocreatina  Fosfolípidos 

Lipopr oteínas difer entes  Glicoproteínas  Fosfolípidos  Enzimas  Plasma de la leche 

Fosfolípidos  Aglutininas  Proteínas diferentes

La  membrana  del  glóbulo  graso  se  destruye  parcialmente  por  diferentes  tratamientos  que  se  realizan  en  la  leche,  por  ejemplo,  en  la  homogenización, 

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ocurre con  mayor frecuencia la oxidación, produciendo un sabor metálico y  la  hidrólisis, que le imparte un olor a rancio. Así mismo, ciertos tratamientos como  la incorporación de aire en el bombeo,  la agitación, la  formación de espuma y  variaciones  de  temperatura  durante  el  almacenamiento  de  la  leche  cruda,  pueden producir la rancidez hidrolítica debido a la alteración de la lipasa que se  encuentra en la membrana.  Mediante  la    pasterización  alta  de  la  crema  (82  –92 o C)  se  desnaturaliza  parcialmente  las  proteínas  de  la  membrana,  liberando  las  proteínas  que  contienen  cobre,  contribuyendo  de  esta  manera  a  mejorar  las  condiciones  de  almacenamiento de la mantequilla producida.  LECCION 2.  Proteínas  Las sustancias nitrogenadas de  la leche se pueden clasificar  den  tres grupos:  caseínas  o  sustancias  que  forman  el  queso  propiamente,  las  llamadas  proteínas del suero, y las sustancias nitrogenadas no proteicas. El grupo de las  caseínas conforman del 78 al 80% de las proteínas de la leche. Las proteínas  del  suero  que  contienen  fracciones  de  globulina  y  albúmina  no  pueden  obtenerse en forma de queso sino como su nombre lo indican se encuentra en  el suero y constituyen el otro 20% del contenido de la leche.  Las  proteínas  están  constituidos  por  cadenas  de  aminoácidos  o  más  concretamente por los ácidos L ­ a ­ amino carboxílicos. A partir de un número  de aminoácidos se forma una cadena peptídica linear, que si es corta, se llama  péptido  y  si  es  larga  se  denomina  polipéptido,  la  unión  de  los  polipéptidos  forman  las  proteínas.  La  mayoría  de  la  proteína  contiene  por  lo  menos  100  radicales de aminoácidos.  Existen 20 aminoácidos diferentes y por lo tanto 20 tipos diferentes de cadenas  laterales, además  los  grupos  de  estas cadenas.    Pueden presentar  diferentes  modificaciones a continuación se presenta la estructura de un aminoácido y la  de una cadena peptídica. 

Fig.4 Acido L ­ a ­ amino                Fig 5. Cadena peptídica  Carboxílico 

NH2  R1  H                             Rn  R­­­­­C­­­­­­CO2H                     NH2 ­­­­C –CO­­NH—C—CO……..NH—C­­COOH  H                                          R2  H

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Estructura de las proteínas 

Las proteína de la leche tienen una estructura definida pero cuando la leche es  sometida a diferentes tratamientos esta estructura puede cambiar.  La  estructura  primaria  está  conformada  por  el  ordenamiento  de  la  cadena  peptídica y su estabilidad se debe al enlace peptídico o de covalencia entre los  aminoácidos de la cadena.  La  estructura  secundaria  o  espacial    constituye  las  cadenas  de  aminoácidos  que se unen formando una especie de hélice, su estabilidad se debe en parte  a las uniones con los átomos de hidrógeno.  La estructura terciaria está conformada por varias cadenas replegadas sobre sí  mismas. Su estabilidad se debe a los puentes de bilsufuro existentes entre los  aminoácidos sulfurados como la cistina  y las fuerzas hidrofóbicas.  La  estructura  cuaternaria  es  una  unión  muy  frágil  de monómeros o  pequeñas  unidades moleculares, con enlaces poco energéticos.  La desnaturalización de las proteínas se debe a una modificación limitada de la  estructura  secundaria  y  terciaria  de  las  proteínas,  sin  rompimiento  de  sus  enlaces covalentes, ni separación de fragmentos lo que hace que se reagrupen  las  cadenas  dando  lugar  a  una  estructuración  diferente  de  la  proteína.  Un  ejemplo de este se puede observar en la desnaturalización o inactivación de las  enzimas por efecto del calor y la separación o precitación de las proteínas del  suero. Ver esquema de una proteína nativa y una desnaturalizada.  Fig.  6.  Proteína  nativa                                                        Figura  7.  desnaturalizada 

Proteína 

Reproducción  de.  FAO.  Manual  técnico  de  composición  y  propiedades  de  la  leche.  .

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La  caseína.  Este  componente  proteico  esta  conformado  por  diferentes  clases o tipos de caseína que se denominan con letras griegas, las más  importantes son las caseínas a, b, y g, así como la caseína Kappa. Las  caseínas a, b,  y g,  reaccionan con  el  calcio  formando  compuestos que  precipitan produciéndose la coagulación de la leche, pero como la leche  en  forma  natural  contiene  calcio,  ocurriría  en  cualquier  momento  la

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coagulación,  sin  embargo  para  que  esta  precipitación  no  suceda  la  caseína K que es insensible al calcio, forma un especie de revestimiento  protector  en  torno  de  las  caseínas a, b,  y g,  e  impiden  que  reaccionen  con el calcio, manteniendo de esta manera la estabilidad de la proteína  de la leche.  Estructura  de  la  caseína.  Las  caseínas a, b,  y g,  ocupan  el  centro  de  una  formación  esferoidal,  cuyo  exterior  está  formado  por  la  capa  protectora  de  la  caseína  K,  que  tiene  una  parte  hidrófila  (  que  atrae  y  fija  el  agua)  cargada  negativamente  llamado  “glucomacropéptido”,  orientado  hacia  fuera.  Debido  a  ello las micelas de la caseína están en condiciones normales rodeadas por una  capa de agua que se constituye en una capa protectora. Dicha capa de agua y  la parte negativa de la caseína K son las responsables de la fina distribución de  la caseína en la leche. Por estar todas las micelas de las caseínas rodeadas de  cargas  negativas  y  repelerse  entre  sí,  la  caseína,  es  decir  la  proteína  está  permanentemente en suspensión.  Fig.8.  Micela intacta de caseína rodeada de calcio. Ca                 Ca         Ca  Ca           Ca          K  a g b Ca  Ca

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Estabilidad de las proteínas 

El sistema coloidal de las proteínas de la leche se debe a dos grandes fuerzas  que son: las cargas eléctricas y el agua de hidratación.  La principal fuerza de estabilidad de la caseína se debe a las cargas eléctricas  del radical ácido COO ­  y básico (NH3) de los aminoácidos. Los cuales ayudan  a mantener separadas las micelas de la caseína. En el pH normal  de la leche  las cargas negativas del aminoácido son las que predominan.  H  CH3  ­­  C ­­ (C­­ H2) n  ­­­ COO ­  + 

NH3 

Las propiedades anfóteras de los aminoácidos  

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H +  R­CH –COOH                 R—CH­­­COO ­  NH3 + 

NH3 + 

OH ­  R –CH—COO ­  +H2  O  NH2 

pH más ácido que el punto  Isoeléctrico                             pH 4.6                                   pH: 6.6 – 6.7  La caseína como sustancia coloidal asociada a un complejo de calcio y fósforo  se coagula por acción de los ácidos, el cuajo o el alcohol.  Cuando  la  leche  se  acidifica  ocurre  la  disminución  de    las  cargas  eléctricas  y  del agua de hidratación, reduciendo así mismo la capacidad de las micelas de  caseína para separarse y es cuando la leche se coagula. La caseína puede ser  coagulada por acción del ácido cuando se baja a un pH de 4.6 a 4.7. Cuando la  leche  ha  sufrido  previamente,  alguna  acidificación  puede  ser  coagulada  por  acción  del  alcohol  que  en  este  caso  actúa  como  deshidratante.  Es  en  este  fenómeno,  que  se  basa  la  prueba  de  estabilidad  de  la  leche.  Al  precipitar  la  caseína  por  acción  del  ácido  se  ocasiona su  desmineralización  y  entonces  el  calcio  coloidal  migra  hacia  la  solución.  Produciéndose  las  siguientes  reacciones:  Caseinato de calcio + 2  Ac. Láctico                 Caseína  +  lactato de calcio  (Insoluble)       (Soluble)  Fosfato tricálcico + 2 Ac. Láctico            Lactato de calcio + fosfato monocálcico  (Coloidal)                                                          (Soluble)                      (Soluble)  La lactoalbúmina y lactoglobulina permanecen en solución frente a la acción del  ácido y  del  cuajo  debido  a  una  fuerza  estabilizadora  que se  debe  al  agua  de  hidratación,  sin  embargo,  cuando  se  le  agrega  alcohol  o  se  somete  al  calor,  estas proteínas coagulan debido a su acción deshidratante. A ello se debe que  estas dos proteínas se encuentren en el suero de las leches obtenido después  de su coagulación. La caseína coagula por acción del calor a una temperaturas  de  130  a  138 o C,  ligeramente  acidificada  pero,  la  lactoglobulina  coagula  a  temperaturas alrededor de 72 o C. 

Coagulación por cuajo   La  coagulación  de  la  caseína  por  acción  del  cuajo  se  debe  a  una  reacción  proteolítica  parcial  donde  la  caseína  actúa  como  sustrato  de  la  enzima  separando la llamada “proteasa de Hammarsten” que constituye cerca del 6%  de la caseína. Dicha reacción se puede  representar así:  Fosfocaseinato de Ca   +cuajo         Fosfoparacaseinato de Ca  +  Proteasa  (soluble)                                       (Insoluble, cuajada)                 (soluble)

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La coagulación de la leche por el cuajo es una acción bastante compleja donde  ocurren los siguientes fenómenos:  §  Hidrólisis enzimática  parcial  de la  Kappa  caseína,  esta  ocurre entre  los  aminoácidos  fenil  alanina  y  metionina.  Esta  reacción  puede  ocurrir  también a bajas temperaturas.  §  Modificación  de  las  micelas  y  su  posible  degradación  por  acción  del  fosfato de calcio.  §  Enlace  de  micelas  y  formación  del  coágulo  o  fase  secundaria  bajo  temperaturas  de  20 o C  o  más.  La  cantidad  de  calcio  iónico  que  se  requiere  para  la  coagulación  es  inversamente  proporcional  a  la  de  fosfato cálcico.  §  Sinéresis del coágulo por retracción del retículo e inicio de la separación  del suero.  §  Proteólisis lenta de los componentes de la caseína o fase terciaria.  La  acción  del  cuajo  depende  principalmente  de  la  temperatura  y  del  pH.  El  tiempo  de  coagulación  se  prolonga  a  temperaturas  de  20 o C  y  es  menor  a  temperaturas entre 40 ­ 42 o C.  A pH superiores de 7.5 la coagulación no ocurre  pero  a  medida  que  desciende  del  pH  6.7  normal  el  tiempo de  coagulación se  acorta.  El  cuajo  es  un  preparado  de  una  enzima  que  contiene  microfactores  proteolíticos,  que  en  condiciones  adecuadas  producen  la  coagulación  de  la  caseína    K  (Kappa)    de  la  leche.  El  cuajo  o  la  enzima  más  antiguo,  es  la  quimosina  que  se  utiliza  en  la  fabricación  del  queso  y  es  obtenida  de  los  terneros lactantes por lo que se conoce con el nombre de “cuajo de ternero” en  capítulos  posteriores,  sobre  la  elaboración  del  queso,  se  tratará  más  ampliamente este tema.  LECCION 3. Carbohidratos  El  carbohidrato  principal  de  la  leche  es  la  lactosa,  éste  es  un  glúcido  neutro,  cuya fórmula general es (CH2O)n.  También se pueden encontrar además de la  lactosa otros glúcidos como los nitrogenados entre los cuales se encuentran la  glucosamina  N  –  acetilada,  que  se  encuentra  ligada  a  los  glúcidos  neutros    y  los  glúcidos  ácidos  como  el  ácido  siálico,  ligado  a  los  glúcidos  neutros  o  nitrogenados.

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La lactosa 

Representa el 97.5% de los glúcidos de la leche. Es un disacárido formado por  glucosa y galactosa. Se encuentra totalmente en solución en la fase acuosa de  la leches.  C12  H22  O 11  + H2  O                                        C6  H12  O6  + C6  H12  O 6  lactosa                                                         glucosa                 galactosa  El  poder  reductor  de  la  lactosa  se  debe  a  la  presencia  de  un  grupo  aldehido  libre en la mitad de la glucosa. La lactosa reduce el reactivo de Fehling, lo cual  es una de las reacciones que permite la identificación de la lactosa..  Hidrólisis y fermentación de la lactosa.  La lactosa por acción de un enzima,  la  lactasa,  que  puede  encontrarse  en  el  intestino  o  producirla  una  bacteria,  actúa sobre la lactosa desdoblándola en galactosa y glucosa, estas por acción  de bacterias lácticas (Streptococcus, lactobacillus y leuconostoc) es fermentada  produciendo ácido láctico principalmente. 

C12  H22  O 11 . H2  O                    4 C H 3 

CHOH ­COOH 

En  la  fermentación  de  la  lactosa,  además  del  ácido    láctico  se  producen  algunos compuestos  aromáticos  y volátiles como  el  acetil  –  metil  carbinol y  el  diacetilo;  el  ácido  láctico  a  su  vez  puede  ser  transformado  por  algunas  bacterias  como:  el  Propiobacterium  Shermanii  (en  queso  Gruyere)  a  ácido  propiónico, ácido acético y CO2.  3 C H 3  _­­  CHOH – COOH 

2C H3 ­  CH2 ­  COOH + CH3  –COOH +  H2  O + CO2 

Las sustancias volátiles que se producen en la fermentación le imparte el olor  agrio a la leche.  El  ácido  láctico  puede  también  transformarse  en  ácido  butírico  por  acción  de  las  bacterias  anaerobias  esporuladas  (Clostridium  butyricum)  que  causa  la  hinchazón tardía del queso. 

2 CH2 ­CHOH –COOH                  C H3 ­  CH2 ­  CH2 ­  COOH + 2 CO2 +  2 H2  O.  Solubilidad de la lactosa. Es poco soluble en agua, su máxima solubilidad es  de  16.9  gramos  en  100  gramos  de  agua  a  15 o C.  Uno  de  los  defectos  de  arenosidad  en  las  leches  azucaradas  y en  helados se debe  a  que  la cantidad  de la lactosa sobrepasa en nivel de saturación, formándose los cristales que se

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detectan al  paladar.  En  la  leche  una  concentración  de  volumen  mayor  de  3:1  producirá la cristalización espontánea de la lactosa.  Existen  dos  formas  químicas  de  la  lactosa:  la  Alfa  lactosa  (37%)  y  la  Beta  lactosa (63%), la cristalización ocurre cuando se sobrepasa en contenido de la  Beta  lactosa,  transformándose  la  diferencia  en  alfa  lactosa  que  es  la  que  se  cristaliza propiamente.  Pardeamiento.  El  calor  afecta  a  la  lactosa  a  temperatura  por  encima  de  110  o  C, Ocurriendo la pérdida de agua de la Alfa lactosa para transformarse en una  lactosa  anhidra.  A  temperaturas  superiores  a  los  130  o C    se  produce  la  caramelización,  al  combinarse  con  los  compuestos  nitrogenados  de  la  leche,  este  fenómeno  de  conoce  con  el  nombre  de  “Reacción  de  Maillard”  que  se  produce principalmente en las leches esterilizadas y en los dulces de leche.  En  esta reacción ocurre la destrucción de aminoácidos como la lisina y la histidina.  Dulzor  de  la  lactosa.  La  lactosa  tiene  un  poder  edulcorante  menor  que  la  sacarosa, mientras que el de la sacarosa es de 100 el de la lactosa es de 15,  siendo  una  ventaja  muy  grande  para  la  elaboración  de  leches  concentradas  con sabor moderadamente  dulce.  Refractometría.  Una  propiedad  física de la lactosa  es su  índice de  refracción  cuyo  valor  medido  en  el  suero  de  la  leche  varía  proporcionalmente  a  la  concentración de la lactosa. Esta propiedad permite determinar el aguado de la  leche.  De  acuerdo  a  la  lectura  del  refractómetro  se  puede  determinar  el  porcentaje de lactosa en el suero de la leche y si este porcentaje resulta menor  al normal, entonces se puede detectar el fraude por aguado.  LECCION 4. Sales y minerales  Las  sales  de  la  leche  se  encuentran  en  dispersión  iónica  en  una  proporción  entre 0.6 ­ 1.0%... las que se encuentran en mayor cantidad son: 

Fosfato de potasio, calcio y magnesio................   0.33%  Cloruros de sodio y potasio.................................  0.20%  Citrato de sodio, potasio, calcio y magnesio........ 0.32%  Sulfato de potasio y sodio..................................... 0.018%  Carbonatos de potasio y sodio...............................0.025%  Entre  lo  minerales  que  contiene  la  leche  unos  están  en  mayor  cantidad  y  representan los constituyentes mayores entre los cuales están: calcio, fósforo,  potasio  cloro  y  sodio  que  tienen  una  gran  importancia  nutricional  y  a  nivel  industrial.  Los  minerales  que  se  encuentran  en  menor    cantidad  o  constituyentes  menores  son:  zinc,  cobre,    hierro,  yodo  y  manganeso,  estos  aunque  están  en  menor  cantidad  son  también  importantes  en  la  dieta  alimenticia y algunos como el cobre y el zinc actúan como catalizadores en la  reacciones de oxidación de las grasas.

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Los  minerales  se  encuentran  en  la  leche  en  una  proporción  entre  0.6  –  0.8%  del  peso  de  la  leche.  Estos  se  pueden  determinar  mediante  las  cenizas  obtenidas de la incineración de la leche a temperaturas muy altas. Sin embargo  los  compuestos  obtenidos  después  de  la  incineración sufren  una  reacción  de  oxidación  que  hace  que  cambien  su  forma  química  natural,  lo  que  se  demuestra, reacción alcalina de las cenizas y en la reacción ácida de  la leche.  Otro ejemplo es que el fósforo en la leche se encuentra en formas de fosfatos,  o  fosfolípedos  como  el  de  la  lecitina  y  el  de  la  ceniza  está  en  forma  de  anhídrido fosfórico (P2O5).  Los minerales que se encuentran en mayor cantidad en las cenizas son:  K2  O...................................   25.02%  P2  O5.....................................................  24.30%  CaO......................................20.00%  Cl..........................................14.30%  Na2O...................................  10.00%  El  contenido  de  calcio  es  necesario  para  la  coagulación  de  la  leche  con  el  cuajo, reacción que ocurre en la elaboración del queso.

·

Vitaminas. 

La  leche  contiene  todas  las  vitaminas  importantes  para  la  vida,  cada  una  en  mayor o menor cantidad. Estas vitaminas se clasifican en:  Liposolubles como:  A.............................................  Provitamina D3.......................  E..............................................  K.............................................. 

(100 ­ 500 mg/lt)  (1mg/lt)  (500 ­ 1000 mg/lt)  (Trazas) 

Hidrosolubles:  B1………...................................................................  B2…………………………………….  B12………  ………………………  C……..  ………………………… 

(400 ­ 1000mg/lt)  (800 ­ 300 mg/lt)  (Trazas)  (10 ­ 20 mg/lt) 

Las vitaminas  de la  leche  tienen la  tendencia  a  destruirse  debido a  diferentes  factores entre los cuales los más importantes son: los tratamientos térmicos, la  acción de la luz, las oxidaciones entre otros. Las vitaminas como la Vitamina C,

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A, procarotenos, y E o tocoferol tienen un gran poder antioxidante y por lo tanto  es utilizado en la industria como agentes antioxidantes de la grasa de la leche.  Las Enzimas.  Las enzimas son sustancias orgánicas, complejas de naturaleza proteica y que  actúan  como  iniciadoras  de  reacciones  químicas  permaneciendo  intactas  después de producir las reacciones.  Entre las enzimas existentes en la leche se encuentran:  §  Las hidrolasas: lipasa, fosfatasa, amilasa y lactasa  §  Las oxidoreductasas: peroxidasa y catalasa.  La acción de  cada  una de  las  enzimas  es  específica  y  actúan a  un pH  y  una  temperatura óptima.  Lipasas  Esta enzima produce la hidrólisis de la grasa descomponiendo los glicéridos en  glicerol  y ácidos grasos. La liberación del ácido  butírico es  una de  las causas  del sabor rancio en la leche La lipasa nativa de la leche es termosensible y se  inactiva  con  la  pasterización  lenta  a  bajas  temperaturas,  pero  la  lipasa  que  producen  las  bacterias  como  las  Pseudomonas,  Alcalígenes  y  Bacillus,  principalmente, son termorresistentes y solo se inactivarán sometiendo la leche  a altas temperaturas, tal es el caso de la alta pasterización.  Las  lipasas  están  ligadas  fuertemente  a  la  caseína  de  la  leche  y  se  puede  extraer  de  la  cuajada  formada  por  el  cuajo,  tratándola  con  soluciones  tampones.  Fosfatasas  La  leche  dos  enzimas  que  hidrolizan  los  ésteres  fosfóricos,  la  fosfatasa  alcalina  cuyo  máxima  actividad  es  a  un  pH  de  8  y    las  fosfatasa  ácida  cuya  actividad  máxima  es  a  un  pH  de  4.  La  fosfatasa  alcalina  es  la  de  mayor  importancia  por  su  sensibilidad  al  calor.  Esta  es  una  metaloproteína  que  contiene  en  su  molécula  Zinc  (Zn)  y  esta  ligada  a  la  materia  grasa.  La  resistencia  al  calor  de  esta  enzima  es  un  poco  superior  a  la  de  las  bacterias  patógenas que pueden existir en la leche por lo que se usa en la industria para  el control de la pasterización de la leche, así sea la pasterización alta o lenta.  Cuando la Fosfatasa se destruye lo hacen también las bacterias patógenas. La  prueba fosfatasa consiste  en valorar colorimétricamente  el  fenol  que se  libera  del fenilfosfato ­ disódico por la acción de la enzima.  C 6H5  –O –PO3Na2  + H2  O  =  C6  H5  OH  + PO4  Na2  H

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Amilasa  La  acción  principal  de  esta  enzima  es  la  sacarificación  del  almidón  cuya  reacción se puede identificar con la prueba del yodo. 100 ml de leche normal a  25 o C hidrolizan 22.5 g de almidón soluble. Si se calienta a 60 o C  por 1 hora o a  65 o C  por 30 minutos la enzima se destruye.  Lacto – peroxidasa  Fue la primera enzima que se descubrió en la leche, su contenido en la leche  representa un 0.2% del total de contenido proteico. Es una proteína hémica por  contener  en  su  molécula  un  átomo  de  hierro.  Es  bastante  resistente  al  calor  pues solo se destruye sometiéndola a 70 o C por 30 minutos o a 80 o C  por  30  segundos.  Es  una  enzima  de  oxidación  indirecta,  porque  libera  el  oxígeno  atómico  de los peróxidos como el agua oxigenada (H2O2).  Catalasa  Esta enzima reacciona con el peróxido de hidrógeno liberando agua y oxígeno  molecular.  Debido  a  que  los  leucocitos  producen  catalasa  se  utiliza  para  detectar  el  origen  de    leches  mastíticas    ya  que  el  volumen  de  oxígeno  producido  es  proporcional  a  la  cantidad  de  leucocitos  en  la  leche.  Se  encuentran tablas que relacionan ambos factores. Sin embargo esta prueba no  se  puede  utilizar  en  leches  muy  contaminadas  porque  los  resultados  podrían  confundirse con el efecto producido por la catalasa de las bacterias. Así mismo  la  cantidad  de catalasa  varía  según  la  raza,  la  alimentación  y  el  momento  de  ordeño  de  la  vaca,  por  lo  que  el  uso  de  esta  prueba    ha  disminuido  apreciablemente.  LECCION 5. EFECTOS DE LOS TRATAMIENTOS TÉRMICOS EN LA LECHE  El calentamiento es el tratamiento más importante al que se somete la leche y  los productos lácteos, las variables principales son tiempo y temperatura, y se  cambian de acuerdo a diferentes propósitos tales como:  Mejorar  la  calidad  higiénica  de  la  leche  y  su  conservación  debido  a  la  dest5rucción de bacterias y enzimas a partir da la esterilización y pasterización  de la leche, de la crema, mezcla de helados, entre otros.  Eliminar  el  agua  por  concentración  o  desecación  de  la  leche  del    lactosuero,  entre otros, obteniéndose productos con alta capacidad de conservación.  En  los  diferentes  procesos  tecnológicos,  por  ejemplo  en  la  obtención    de    la  cuajada  a  temperaturas  moderadas,  para  la  fabricación  de  quesos  de  “pasta  dura”,  fusión  del  queso  con  sales,  preparación  del  aceite  de  mantequilla,  modificaciones  de  las  propiedades  físicas  (viscosidad  y  color)  de  las  leches  concentradas, entre otros.

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Sin  embargo  debido  a  la  gran  complejidad  química  y  física  de  la  leche  los  tratamientos  térmicos  también  ocasionará  otras  modificaciones  que  producen  efectos  desfavorables,  que  se  deben  conocer  previamente  antes  de  iniciar  cualquier tratamiento térmico, para tomar las precauciones del caso.  Cambios  en  sus  componentes  termolábiles:  Cuando  la  leche  es  sometida  a  diferentes temperaturas sus componentes termolábiles como las proteínas y el  estado  fisicoquímico  de sus sales  sufren cambios  de acuerdo a  la  intensidad  de  los  tratamientos  térmicos,  afectando  su  estabilidad,  pH,  poder  de  oxidorredución, características organolépticas y nutritivas.  Efectos  sobre  las  proteínas.  Cuando  la  leche  se  somete  a  unas  temperatura  máxima  de  85 o  C  por  30 minutos,  las  proteínas se  deshidratan,  efecto  que  es  favorable para la producción de las leches en polvo descremado en la medida  que aumenta su conservación de almacenamiento y en las leches descrmadas  y azucaradas aumenta su viscosidad.  A temperaturas de 75 o C, por 30 minutos se producen efectos negativos sobre  el  tiempo  de  coagulación  por  cuajo,  efecto, que va  acompañado  de  un  sabor  desagradable  a  cocido,  al  producir  la  precitación  de  proteínas  solubles  de  la  caseína  perjudicando  su  acción;  paralelamente,  se  produce  la  reducción  del  calcio  y  fosfatos  solubles  y  aumento  de  la  acidez  por  descomposición  de  la  caseína (50%) y desfosforilización de la lactosa (30%) y alteración del equilibrio  de los fosfatos (20%) ,  también se disminuye su potencial de oxidorreducción y  se aumenta la hidratación de las proteínas.  El aumento de acidez como consecuencia del tratamiento térmico, da lugar a la  aparición de un color café debido principalmente a  pigmentos de melanoidinas,  como  resultado  de  las  reacciones  de  Maillard  entre  el  grupo  aldehido  de  la  lactosa y las proteínas.  A continuación se presenta un cuadro donde se resume los principales efectos  del calentamiento sobre los componentes de la leche y sus consecuencias.  Tabla 3: Efectos del calentamiento sobre los componentes de la leche.  SUSTANCIAS  MODIFICADAS  Lactosa 

MODIFICACIONES 

Lactosa + proteínas 

Reacción  entre  los  grupos  Reducción  del  valor  nutritivo  aldehídicos  y  aminados  de  las  proteínas,  (reacción de Maillard)  especialmente la Lisina.  Formación  de  compuestos  reductores  y  descenso  del  potencial  Redox,  dificultando  la oxidación de las grasas.

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PRINCIPALES  CONSECUENCIAS  Descomposición con formación  Crecimiento  de  las  bacterias  de  lácticas.  Ácidos grasos  Disminución del pH.  Caramelización. 

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Proteínas  solubles  lactoglobulina) 

(Beta  Aparición  de  grupos  SH  y  de  compuestos  sulfurados  libres.  Desnaturalización  e  Inactivación de aglutininas.  Proteínas solubles y caseína  Formación  de  amoníaco.  Formación  de  complejos  de  caseína  K  y  Beta  –  lactoglobulina. 

Caseína 

Materias minerales 

Materia grasa 

Vitaminas  Enzimas 

Gases  Fuente: FAO. 1981

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Degradación  de  la  molécula  (desfosforilización  y  ruptura  de  los  enlaces  peptídicos)  y  modificación  del  estado  micelar de la leche.  Desplazamiento del equilibrio  Ca/P  soluble            Ca/P  insoluble.  Modificación  de  la  capa  superficial de las micelas. 

Oscurecimiento.  Sabor a “cocido”  Floculación o coagulación  Se dificulta  la formación de la  crema.  Alteración  del  sabor,  formándose  la    llamada  “capa  de la leche”  Estabilización  por  precalentamiento. 

Floculación  de  las  suspensiones  de  caseína  a  alta temperatura.  Floculación y gelificación de la  leche.  La  estabilización  por  precalentamiento.  Insolubilización de las sales de  calcio y descenso del pH.  Retraso en  la coagulación por  cuajo.  Efectos  en  la  estabilización  de  las micelas.  Formación  de  lactonas  por  los  Sabor  desagradable  en  las  ácidos  monoenos  de  cadena  leches  concentradas  y  en  corta.  polvo.  Destrucción  de  las  vitaminas  Reducción del valor nutritivo.  B1  y C  Inactivación  a  temperaturas  Inactivación  enzimática  entre  particularmente  de  la  lipasa  y  60 – 100 o C  proteasa.  Control de la pasterización.  Pérdida de CO2  Ligero aumento del pH. 

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CAPÍTULO 3. MICROBIOLOGÍA  Y CALIDAD DE LA LECHE 

Debido  a  su  composición  y    a sus  propiedades  físicas  la  leche  es  una  fuente  rica  en  nutrientes  y  en  energía  tanto  paro  los  mamíferos  como  para  gran  cantidad  de  microorganismos,  que  encuentran  las  condiciones  óptimas  para  crecer  en  un  medio  como  la  leche.      Estos  microorganismos  son  fundamentalmente  las  bacterias  pero  también  pueden  desarrollarse  algunos  mohos y levaduras.  LECCION  1.  Principales  grupos  de  bacterias  que  se  encuentran  en  la  leche.  Se  pueden  distinguir  dos  grandes  categorías  de  bacterias  de  acuerdo  al  método  de coloración de  Gram,  las bacterias  Gram  +  que  se caracterizan  por  necesitar  más  componentes  nutritivos  y  una  mayor  sensibilidad  a  los  agentes  bactericidas.

·

Bacterias Gram + 

§  Bacterias  lácticas:  son  las  que  fermentan  la  lactosa,  produciendo  una  cantidad  elevada  de  ácido  láctico,  pertenece  a  la  familia  de  las  Lactobacteriaceae .  §  Micrococos. Son bacterias generalmente aerobias que no fermentan la  glucosa  sino  que  la  degradan  de  forma  oxidante,    reduciendo  ligeramente el pH . Estos no son patógenos, porque  están desprovistos  de  coagulasa  y  hemolisisna  dos  factores  importantes  de  infección..  Constituyen  la  flora  inocua  que  contamina  la  leche  principalmente  después  del  ordeño,  debido  a  que  su  crecimiento  óptimo  es  a  temperaturas alrededor de los 37 o C por lo cual no representa problemas  con respecto a la conservación y tratamiento de la leche.  §  Estafilococos  Son anaerobios facultativos, y reaccionan con la glucosa, fermentándola  y  produciendo una reducción  del pH de la leche entre 4.3 – 4.5. las bacterias  más  importante  pertenece  al  género  del    Staphylococcus  aureos  o  estafilococcus  dorado,  que  comprende  al  grupo  de    las  bacterias  que  poseen  coagulasa    y  algunas  hemolisina.  Estas  bacterias  permiten  determinar la calidad higiénica de la leche.  §  Bacterias esporuladas (Bacillaceae).

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Se llaman así porque forman una endospora que tiene la propiedad de resistir  temperaturas por encima de 100 o C, a diferencia de las otras bacterias, que se  destruyen  por  debajo  de  80  o C.  Por  lo  tanto  es  un  factor  importante  en  los  procesos tecnológicos, que conducen a la obtención  de productos sin adición  agentes  químicos  conservantes,  y  que  pueden  ser  medios  aptos  para  la  contaminación de este tipo de bacterias, por lo cual  que se deben manejar la  temperatura apropiada para su conservación.  La mayoría de estas bacterias son mesófilas, o sea que su crecimiento óptimo  ocurre a una temperatura de 30 o C.  y se inhibe a temperaturas mayores de 45  o  C,  pero  otras  son  termófilas  o  sea  que  su  desarrollo  óptimo  es  a  una  temperatura mayor de 60 o C.  Algo muy importante que caracteriza a este tipo de bacterias es que no crecen  en medios que no  sufren calentamiento, como el caso de la leche cruda y de  algunos productos lácteos, pro si pueden alterar productos que no han tenido el  tratamiento  térmico  adecuado,  tal  es  el  caso  de  las  leches  pasterizadas  o  esterilizadas,  quesos  fundidos,  quesos  de pasta  cocida,  leches concentradas,  entre otros.  Entre  este  tipo  de  bacterias  se  encuentran:  el  Bacillus  que  es  una  bacteria  esporulada  aerobia  y  cuya  actividad  enzimática  ocasiona  la  acidificación,  coagulación y proteólisis.   El clostridium, que es anaerobia (que se desarrolla  en  medios  sin  oxígeno),  peligrosa  por  su  producción  de  gas  y  de  algunas  toxinas que causan el deterioro del alimento, ocasionando daño al consumidor  especialmente el clostridium perfringes.  Existen  otras  bacterias  Gram  +  como  las del  género  del corynebacterium,  que  no  revisten  especial  importancia  por  sus  actividades  debido  a  que  su  crecimiento  óptimo  es  a  una  temperatura  de  37  o C.  Estas  bacterias  se  encuentran  en  la  leche  fresca.  Otras  bacterias  como  las  propiónicas  que  se  desarrollan  en  los  quesos  madurados  de  pasta  dura  y  otras  como  las  del  género del Brevibacterium, que crecen en materias de animales o vegetales en  descomposición. Estas no fermentan la lactosa.  Bacterias Gram –  §  Entrobacterias  Existe una  gran cantidad  de bacterias que  pertenecen  a  esta  la  familia  de las  Enteobacteriaceae que da lugar a infinidad de grupos, que no son tema de este  estudio.  La  mayoría  se  encuentran  en  el  intestino  de  los  mamíferos  y  su  presencia en el agua o la leche puede ser origen fecal.  Las especies más comunes en los productos lácteos son las que fermentan la  lactosa. Estas bacterias son menos abundantes que las otras bacterias Gram  +  pero su importancia se analiza desde dos aspectos: el higiénico que radica en  que la mayoría son causantes de enfermedades infecciosas que pueden llegar

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a  ser  epidémicas,  tal  es  el  caso  de  las  salmonelas  que  contaminan  los  productos  lácteos.  El    tecnológico  debido  a  que  la  acción  bioquímica  de  las  enterobacterias  es  la  fermentación  de  los  azúcares  con  formación  de  gas  carbónico y ácido.  Entre las enterobacterias de mayor importancia están:  §  Escherichia Coli que es productora de  Indol, de  gas y ácidos orgánicos  como  el  láctico,  acético  succínico,  entre  otros    y  reduce  los  nitritos  a  nitratos.     Se  diferencia  de otras  bacterias  lácticas  en  que  es su  acción  es  menos acidificante.  §  Cloaca,  o  enterobacter.  Entre  esta  se  encuentra  el  C.aerogenes,  gran  productor  de  gas  en  los  productos  lácteos  originando  un  débil  acidificación, estas no son patógenas pero algunas cepas se consideran  sospechosas.  Además  de  las  coliformes  se  encuentran  en  la  leche  enterobacterias  que  no  fermentas  las  lactosa  y  que  son  especies  inocuas  como  la  Serratia  y  Proteus  que  son  proteolíticas  sin  embargo  se  pueden  encontrar  algunas  bastantes  peligrosas como la salmonellas (bacilo tífico) y menos común la Shigella (bacilo  disentérico)  §  Achromobacteriaceae.  Comprende  las  bacterias  saprofitas  en  su  mayoría aerobias que no fermentan los azúcares, no coagulan la leche,  aunque  se  vuelve  alcalina.  Su  importancia  radica  en  que  forman  parte  importante de la microflora  sicrófila que crece en la leche conservada a  bajas temperaturas.  Otras bacterias Gram –  como:  §  Las  Pseudomonas que contaminan  a  la leche  por  adición de aguas sin  tratamiento o impotables son también psicrófilas y nocivas por su acción  proteolítica y lipolítica.  §  La Brucella que es una bacteria patógena para el hombre y los animales  y es causante de la enfermedad de “brucelosis”.  LECCION 2. Levaduras y mohos en los productos lácteos.  §  Levaduras.  Las  que  se  encuentran  en  la  leche  cruda  son  del  género  Cándida  llamada  también  Torula  lactosa  y  t.  Cremoris,  son  levaduras  no  esporulante  que  producen  gas  y  poca  cantidad  de  alcohol,    en  condiciones  normales  no  se  encuentran  en  la  leche  pero  cuando  la  contaminan  son  causa  de  la  “leche  espumosa”  En  la  leche  también  se  pueden  encontrar  otras  levaduras  esporulantes  como  la  Sacharomyces  Fragilis  y  S.  Lactis  que  fermentan  la

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lactosa  con  producción  de  alcohol  por  ejemplo  en  el  Kefir,  leche  fermentada  oriental  .  En  general  las  levaduras  pueden  contaminar  diferentes  productos  lácteos principalmente cremas de granja, cuajadas frescas de quesería caseras  que  pueden  ocasionar  alteraciones  como  las  fermentaciones  gaseosas  y  sabores indeseables.  Algunas  levaduras  pueden  estar  presentes  en  los  quesos  de  corteza  húmeda  ocasionando la apariencia pegajosa de los mismos.  §  Mohos  Realmente  no  se  presentan  en la  leche cruda  y en  algunos  productos  lácteos  solo  atacan la  parte superficial que está en contacto con el  aire.  Pero sí  tiene  importancia  a nivel industrial, y entre los mas importantes están:  §  Penicillium,  como  el  P.  Candidum  que  se  encuentra  en  los  quesos  de  corteza blanca como el camembert  y el P. glaucum var. Roqueforti en los  quesos azules.  §  Geotrichum  candidum,  que  invade  las  cuajadas  frescas.  Pero  la  sal    se  retarda su desarrollo. Tanto las levaduras como los  mohos se destruyen  con la pasterización.  AUTOEVALUACION FINAL 

1.  Después  de haber  estudiado  la unidad anterior,   conteste  de nuevo  las  preguntas que se plantearon en la autoevaluación inicial y  compare sus  respuestas con las iniciales. Si todavía tiene dudas, consulte de nuevo el  texto, y si no logra aclarar la duda, consulte con el tutor del curso.  2.    Lea  la  guía  didáctica  y  desarrolle  las  actividades  planteadas  para  esta  unidad. 

LECCION 3. La calidad en la industria lechera 

La siguiente parte tratará aspectos generales sobre los sistemas de calidad en  la  industria  lechera,  partiendo  del  significado  de  calidad  de  la  leche,  los  aspectos  relacionados  con  el  aseguramiento  de  la  calidad  y  sus  principios  fundamentales,  el  método  de  análisis  de  riesgos  y  control  de  puntos  críticos  que se presentan en las operaciones de almacenamiento de la leche cruda, y  finalmente lo relacionado a la estandarización de la leche

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OBJETIVO GENERAL 

Reconocer los  principios fundamentales del aseguramiento de la calidad de la  leche, del ARYCPC (HACCP)  y de la estandarización de la leche.  AUTOEVALUACIÓN INICIAL 

Estimado estudiante antes de iniciar el estudio de esta unidad, consulte la guía  didáctica y desarrolle las actividades planteadas.  Es importante que usted trate de contestar las siguientes preguntas, para que  usted mismo analice que tanto sabe del tema y que tanto necesita y debe  saber. 

1.  ¿Qué entiende usted por calidad de la leche?  2.  ¿Cuáles son los principios fundamentales del aseguramiento de la  calidad de la leche?  3.  ¿Qué entiende por el Análisis de riesgos y control de puntos críticos  en  un proceso industrial?  4.  ¿Cuáles con las condiciones necesarias para que un control de riesgos  sea eficaz y eficiente?  5.  ¿Qué aspectos se deben tener en cuenta para el control de la calidad de  la leche cruda?  6.  ¿A qué se refiere la estandarización de la leche?

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ASPECTOS GENERALES  A    partir  de  la  leche  se  pueden  obtener  una  gran  cantidad  de  productos  que  necesariamente  deben  ser  procesados  en  centrales  lecheras  o  industrias  lácteas, o en pequeñas plantas de producción a pequeña escala, que si bien no  produce  grandes  volúmenes  de  productos,  si  cumplen  las  normas  de  buenas  prácticas  de  manufactura  y  utilizan  la  tecnología  adecuada  pueden  producir  productos de tan excelente calidad que el de las grandes industrias.  Todo proceso de elaboración de un producto parte de las características de la  leche  cruda  que  es  la  principal  materia  prima,  entre  las  cuales  se  pueden  mencionar las siguientes:  La leche es líquida y homogénea o en su defecto deberá ser homogenizada de  tal  manera  que  pueda  transportarse  y  almacenarse  fácilmente  para  ser  sometidas a procesos continuos  Las condiciones de la leche pueden variar de acuerdo a su lugar de acopio, sus  condiciones  de  conservación  y  almacenamiento,  lo  que  requiere  que  se  debe  tomar  las  medidas  necesarias  para  estandarizar  la  leche  con  el  fin  de  procesarla  Por  ser  la  leche  cruda  y  sus  productos  intermedios  muy  perecederos,  se  requiere  tomar  las  medidas  de  higiene,  sanidad  y  conservación  necesarias  durante su procesamiento.  La leche cruda puede ser contaminada por bacterias patógenas que se pueden  desarrollar fácilmente deteriorando su calidad, por lo tanto se debe establecer  un control higiénico estricto y de las variables durante su procesamiento.  La leche es un medio heterogéneo cuyos componentes se pueden separar en:  nata y leche desnatada, extracto seco (leche en polvo) y agua  o en cuajada y  lactosuero,  así  mismo  puede  sufrir  muchas  transformaciones  físicas  que  dan  lugar a una gran variedad de productos.  En  la  fabricación  de varios  productos  se  puede  realizar  una  misma  operación  unitaria,  por  ejemplo,  la  transferencia  de  calor  en  el  tratamiento  térmico,  la  refrigeración la separación de la nata y la  homogenización.  Prácticamente  en  la  industrialización  de  la  leche  para  obtener  los  diferentes  productos  se  utilizan  todas  las  operaciones  unitarias,  las  cuales  se  pueden  resumir así:  Ø  Transferencia de masa:  bombeo y circulación  Ø  Transferencia  de  calor:  calentamiento  (termización,  pasterización,  esterilización) y enfriamiento (refrigeración, congelación)  Ø  Mezcla/  reducción:  agitación,  atomización  ,homogenización,  recombinación

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Ø  Separación  de  fases:  desnatado,    batido,  separación  de  la  leche  en  polvo del aire de secado  Ø  Separación  molecular:  evaporación  ,  secado  procesos  de  membrana,  cristalización  Ø  Transformación  física:  formación del gel  (  por coagulación  enzimática  o  ácida de la leche), elaboración de  helados,  proceso de la mantequilla.  Además    se  presenta  otros  tipos  de  transformaciones  como:  las  transformaciones  microbianas  y  enzimáticas,  tal  es  el  caso  de  los  productos  fermentados y de los quesos.  Todas estas operaciones requieren de un control de variables en las diferentes  etapas del proceso de elaboración de acuerdo a cada uno de los productos que  se quieren  obtener, con la calidad técnica,  nutricional  y  organoléptica   exigida  por las normas de calidad.  Así mismo en todo proceso de elaboración de los productos se debe realizar el  análisis  de  riesgos  para  implementar  un  sistema  de  calidad  que  permita  la  obtención  de  productos  inocuos    y  seguros  para  el  consumidor  es  decir  con  calidad    microbiológica  y  libre  de  todo  tipo  de  sustancia  contaminante  que  pueda atentar contra su salud.  Por lo tanto en todos los procesos   lácteos  es importante  tener en cuenta los  siguientes aspectos.  Ø  Seguridad del producto para el consumidor. La salud del consumidor  debe  primar  sobre  todo  los  demás  aspectos,  no  basta  con  obtener  un  producto  con  características  organolépticas  agradables  y  cuya  presentación sea atractiva al consumidor. Se debe tener en cuenta que  la leche es un medio de cultivo especial para el desarrollo de bacterias  patógenas,  como  ya  se  estudió  en  capítulos  anteriores  y  como  tal  se  debe  realizar  el  manejo  sanitario  y  técnico  adecuado  para  evitar  toda  contaminación de índole microbiana.  Ø  Calidad del producto. Se refiere a:  o  o  o  o  o 

Valor nutritivo  Calidad de consumo: sabor, aroma y sensación al tacto  Aspecto: color, textura  Conservación o vida útil (en almacenamiento)  Formas de uso: capacidad de  untado de:  la mantequilla o  queso  fundido,  batido de la nata, dispersión de la leche en polvo, entre  otros. 

Ø  Calidad  del  proceso:  Además  de  tener  un  manejo  adecuado  de  las  variables  del proceso  y  los  puntos críticos  de control, se  debe  tener  en  cuenta  la seguridad  del  personal que  opera en  la  planta  y del  resto del  personal  que de  alguna manera  está  próximo  a  la  misma.   También  se

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debe  tener  presente  la  conservación  del  medio  ambiente  mediante  un  manejo adecuado de los residuos y desechos de la planta. Así mismo de  la optimización de los recursos naturales como agua y energía  Ø  Costos:  considerar  los  costos  de  equipos  y  materiales,  las  materias  primas,  de los aditivos,  de  los  empaques  o envases,  de energía,  agua,  mano de obra necesaria, almacenamiento, distribución y mercado, todos  estos elementos influyen  en la calidad,  en el  rendimiento  del  proceso  y  finalmente  en  su    rentabilidad,  claro  está  sin  reducir  la  calidad  del  producto.  LECCION 3. Aseguramiento de la calidad  Es una de los temas de mayor interés hoy en día en todo proceso que tenga  que  ver  con  manipulación  de  alimentos.  Consiste  en  un  sistema  secuencial  y  organizado que involucra todas las actividades necesarias para  cumplir con las  normas de calidad propias de un producto inocuo y seguro para el consumidor,  en  esta  parte  se  tratarán  los  aspectos  más  generales,  puesto  que  este  es  un  tema que se tendría que tratar para cada uno de los productos lácteos, desde  el  mismo  tratamiento  de  la  leche  cruda,  y  que  se  contemplará  en  el  curso  respectivo  de  Gestión  de  Calidad  como  las  actividades  de  aplicación  a  diferentes procesos de la industria de alimentos.  Principios fundamentales  Calidad.  Pueden  existir  diferentes  definiciones  de calidad,  como  por  ejemplo,  “calidad es la adecuación para el uso” (J.M.Jurán) podría complementarse esta  definición  como  la  “calidad  es  la  adecuación  para  el  uso  de  un  producto  o  servicio”,  También  se  dice  que  calidad  es  un  conjunto  de  características  internas  y  externas  que  un  producto  debe  tener  para  su  uso.  Pero  estas  definiciones  darían  lugar  a  otras  interpretaciones,  puesto  que  ese  adecuado  uso dependería de los gustos o necesidades de cada consumidor  y su enfoque  sería  a  las  condiciones    en  que    se  va  a  comprar  o  utilizar  el  producto  o  el  servicio.  Pero  el  concepto  de calidad debe  ir  más  allá,  de  esas condiciones  y  por lo tanto generar  diferentes  enfoques que ahora, no son objeto de estudio.  Lo que interesa ahora es el concepto de calidad desde el punto de vista de un  alimento seguro para el consumidor.  Para  el  tecnólogo  o  Ingeniero  de  alimentos  la  calidad  de  un  producto  es  necesariamente  u  concepto  que  involucra  “la  calidad  total  de  un  alimento”  es  decir  debe  obedecer  a  diferentes  criterios  que  permitan  determinar  si  el  producto  es  apto  para  el consumo  humano,  pero por  otra  parte si cumple  con  las  normas  de  calidad  técnica,  física  y  comerciales  para  ser  atractivo  y  competitivo en el mercado.  Entonces  para  asegurar  la  calidad  de  un  producto,  además  de  establecer  los  criterios  de  control  y  de  inspeccionar  si  se  cumplen  o  no  es  necesario  determinar las medidas de control y motivar al personal que interviene en todo

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el  proceso  sobre  la  importancia  del  cumplimiento  de  todas  las  medidas  que  conllevan a la obtención de un producto de alta calidad. Por lo que actualmente  se habla de calidad integral o total.  La  calidad  total  o  integral  en  la  industria  de  la  leche  implica  la  integración  de  tres niveles:  Ø  La cadena de industrialización de la leche desde el manejo en la granja,  en la etapa del ordeño, el proceso para obtener los diferentes productos,  su  almacenamiento  transporte  y  distribución  hasta  llegar  al  consumidor  final,  en    todas  estas  etapas  se  debe  implementar  un  sistema  de  monitoreo  y  control,  que    conlleve  a  la  calidad  óptima  del    producto  terminado y por ende a la satisfacción total del consumidor.  Ø  Para el producto terminado, incluido el servicio, se debe tener en cuenta  la  presentación  del  producto  para  ofrecer    al  consumidor  y  el  uso  que  dará del mismo.  Ø  A todos los niveles del personal tanto  administrativo como el de planta  de  producción;    se  debe  fomentar  el  concepto  de  calidad  desde  el  principio lo cual comprende: definición del producto y su posicionamiento  en  el  mercado;  proceso  de  elaboración;  diseño  de  los  equipos;  especificaciones de la materia prima; logística para la distribución de los  productos y  finalmente  planificar  y  establecer  un sistema  de control,  en  donde  prime  como  regla  general  ”Es  mejor  prevenir    que  curar”  por  lo  cual  la seguridad del consumidor debe  prevalecer, sobre  cualquier  otro  aspecto de calidad del producto.  Ø  Debido  a  la  poca  viabilidad  de  controlar  cada  unidad  de  producto  obtenido  de  un  proceso  industrial  se  deben  tomas  las  siguientes  precauciones:  §  Tratamiento  de  la  leche  cruda  en  condiciones  óptimas,  para  destruir  todos  los  microorganismos  patógenos  que  se  puedan  desarrollar.  §  Evitar  la  recontaminación de  los  productos  intermedios  y  finales,  mediante la aplicación de las buenas prácticas de manufactura y  de medidas de saneamiento en las maquinarias y equipos.  §  Para  la  transformación  de  un  producto  se  deben  eliminar  previamente  todo  riesgo  de  contaminación  por  patógenos  para  ello  se  requiere  tener  en  cuenta  las  medidas  higiénicas  que  se  deben aplicar para evitar la contaminación de la leche, las cuales  se tratarán a continuación.  Medidas higiénicas para evitar la contaminación de la leche

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Las medidas higiénicas tienen el propósito de eliminar los gérmenes patógenos  e  inhibir  el  desarrollo  de  los  microorganismos  que  producen  alteraciones  indeseables en la leche o productos lácteos. Dichas medidas son: 

Protección del consumidor frente a los microorganismos patógenos.  Consiste en evitar del todo las principales causa de contaminación de la leche  cruda por patógenos y evitar el crecimiento de estos microorganismos durante  su  almacenamiento,  por  lo  cual  se  deben  tener  en  cuenta  los  siguientes  aspectos:  §  El  crecimiento  microbiano  en la  leche cruda conduce  a la  formación de  toxinas resistentes al calor.  §  Tener  en  cuenta  que  algunos  patógenos  como  los  esporulados  son  resistentes  a  tratamientos  térmicos  como  la  pasterización,    por  lo  tanto  se debe dejar un margen de seguridad en el manejo de las variables de  temperatura y tiempo.  §  Evitar  al  máximo  la  contaminación  de  la  leche  cruda  con  microorganismos  patógenos,  tanto  durante  las  operaciones  del  ordeño  como después del ordeño y después de  su tratamiento.  §  Debido a la imposibilidad de evitar cualquier tipo de contaminación de la  leche  cruda  con  microorganismos  patógenos  hoy  en  día  las  leyes  obligan  a  que  la  leche  debe  ser  sometida  a  tratamiento  térmico  tanto  para ser consumida directamente como para su industrialización, donde  debe ser sometida previamente a la pasterización.  §  El  consumo  de  loas  quesos  semiduros  tiene  menos  riesgos  que  consumir la leche cruda debido a que las bacterias lácticas hidrolizan la  lactosa  produciendo  el  ácido  láctico  que  no  es  fuente  de    carbono  utilizable  por  los  microorganismos  patógenos  además  al  descender  el  pH    y  el  potencial  de  redox  hasta  –150  V  se  convierte  en  un  medio  donde estos no pueden desarrollarse.  §  Teniendo en cuenta las medidas higiénicas y los tratamientos adoptados  para  evitar  el  crecimiento  de  los  microorganismos  que  alteran  la  leche,  conducen  a detener el crecimiento  de las  bacterias  patógenas capaces  de  producir  toxinas  resistentes  al  calor,  por  lo  que  se  puede  dar  como  seguro el consumo de la leche pasterizada. 

Medidas  contra  los  microorganismos  causantes  de  alteraciones  de  la  leche  y  de los productos lácteos  Lo  más  importante  para  evitar  la  contaminación  microbiana  es  tomar  las  medidas  preventivas  de  higiene  desde  las  operaciones  del  ordeño,  que  exige  por una parte la limpieza e higiene de las vacas, del ordeñador  si es manual y  de los equipos lecheros. Todo tratamiento debe tender a destruir las bacterias.  La refrigeración retarda el crecimiento de las bacterias de la leche y el tiempo  de  almacenamiento  de  la  leche  depende  de  la  temperatura  utilizada,  sin

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embargo  es  importante  tener  en  cuenta  que  la  refrigeración  por  sí  sola  no  mejora la calidad higiénica de la leche ni destruye las bacterias patógenas.  En la mayoría de las industrias lecheras además de refrigerar la leche  a menos  de  4 o C,  cuando  se  recibe,  se  somete  a  termización    que  consiste  en  un  tratamiento  en  el  cual  se  calienta    la  leche  a  65 o C  por  15  segundos,  de  esta  manera  se  destruyen  las  bacterias  psicrótrofas,  que  no  son  temorresistentes.  Este  tratamiento  eliminará  el  riesgo  de  aumentar  la  flora  bacteriana  a  un  número  peligroso  durante  el  almacenamiento  en  frío  antes  de  su  industrialización  y  evitará  también  el  desarrollo  de  enzimas  termorresistentes  como las lipasas y proteasas.  La  utilización  de  las  tres  medidas  al  tiempo  reducirá  considerablemente  todo  riesgo de contaminación de los productos pero además es necesario aplicar las  medidas  de  control  adecuadas  mediante  un análisis  cuidadoso  de  los  riesgos  que pueden existir en cada etapa del proceso y de un manejo adecuado de las  variables en los puntos críticos de la producción.  ARYCPC (HACCP)  Se define como el  método basado en el análisis de riesgos y control de puntos  críticos,  que  determina  cuáles  con  las  medidas  de  control  fundamentales  que  se  deben  tomar  en  un  proceso  industrial,  para  garantizar  la  seguridad  del  producto  obtenido.  Este  método  debe  aplicarse  a  cada  una  de  las  diferentes  alternativas  de productos   que se  obtienen en una  industria   y  su  principio  es  identificar los riesgos potenciales, determinar los puntos críticos en cada etapa  del proceso de producción y establecer los sistemas de control.  El método también contempla las diferentes medidas correctivas, para mejorar  un proceso,  o un producto, a través de la rectificación de variables de control  en una determinada  etapa  del  proceso una vez  identificada como  la  causante  de  los  resultados  no  esperados  sobre  la  calidad  del  producto.  Por  ejemplo  cuando después de la pasterización de un producto se observa contaminación  en  el  producto  por  algún  tipo  de  microorganismo,  ello  implica  que  se  debe  hacer  un  análisis  en  el  manejo  de  variables  como  la  temperatura  y  tiempo  e  identificar el problema para poder determinar la acción correctiva que implique  cambios en el proceso.  Todo  ARYCPC    en  un  proceso  industrial  debe  generar  un  manual  de  procedimientos  que  parte  del  diagrama  de  flujo  para  la  elaboración  del  producto,  donde  se  identifican  los  puntos  críticos  de  control  de  cada  etapa,  para estandarizar el proceso ( por ejemplo: temperatura, tiempo, pH, densidad,  viscosidad,  grados  brix,  entre  otros),  así  mismo  del  análisis  de  riesgos  y  su  posterior identificación de esas etapas en donde existe cualquier tipo de riesgo  de tipo microbiológico o contaminantes de otro tipo que afecte la seguridad del  producto para el consumidor.

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Después  de  las  actividades  anteriores  se  determinan  las  medidas  de  control  que deben adoptarse para reducir o eliminar el factor de riesgo y se establecen  los  criterios  que  permitan  establecer  los  puntos  críticos  para  montar  todo  un  sistema  de  monitoreo  cuya  esencia  es  la  frecuencia  del  control.  También  se  debe  diseñar  y  desarrollar  un  plan  de  acciones  correctivas  para  cada  uno  de  los  parámetros  que  resultaron  fuera  de  las  especificaciones  normales  y  que  afectaron la calidad y la inocuidad del producto.  Todo lo anterior conlleva a la creación de todo un sistema de aseguramiento de  la  calidad  del  producto.  Es  importante  resaltar  que  el  ARYCPC,  es  diferente  para cada industria porque obedece a los procesos que aplica el industrial en la  obtención  de  sus  productos,  de  las  características  de  sus  productos  y  de  la  misma  planta  de  producción,  que  presenta  diferentes  condiciones  externas  e  internas  de  trabajo.    En  el  caso  de  la  leche  cruda  se  tendrán  en  cuenta  los  siguientes aspectos:  LECCION 4. Calidad de la leche cruda  La  calidad  de  la  leche  comprende  toda  la  cadena  de  producción  desde  su  acopio,  transporte,  almacenamiento  y  distribución,  hasta  llegar  al  consumidor  final bien sea como leche pura o transformada en sus derivados.  Entre  los  aspectos  que  tienen  que  ver  con  la  calidad  de  la  leche  los  más  relevantes  son  la  composición  natural  de  la  leche  y  su  calidad  higiénica.  El  primer aspecto está relacionado con la cantidad de grasa y proteína de la leche  cruda,  teniendo  en  cuenta  su  composición  en  grasa  y  proteínas  se  determina  normalmente  el  precio  de  la  leche.  La  calidad  higiénica  de  la  leche  es  más  difícil de determinar en el sentido de que las medidas de control dependerá de  las  condiciones  locales  y  de  la  normalización,  pero,  de  todas  formas  debe  analizarse    muestras  de  leche  con  regularidad,  y  la  eficacia  de  este  control  dependerá de  condiciones tales como: ·

Concientización a los productores sobre los riesgos de contaminación y  de  la  medidas  preventivas  que  debe  tomar  par  producir  una  leche con  excelente  calidad.  Ello  implica  el  desarrollo  da  campañas  de  capacitación y motivación.

·

Estímulos  económicos  al  productor  de  leche  de  buena  calidad  y  a  los  productores    que    producen  leche  de  mala  calidad  higiénica  o  leche  adulterada,  sanciones  drásticas  desde  multas  hasta  cárcel  y  por  supuesto la prohibición de su mercadeo.

·

Apoyo  a  los  productores  de  leche  que  presenten  dificultades  para  elaborar  leche  de  buena  calidad  especialmente  cuando  ocurre  accidentes en alguna etapa de la cadena de producción.

·

En caso de presentarse algún problema en el proceso de producción de  la  leche,  (por  ejemplo  en  la  refrigeración),  que  redunde  en  la  mala

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calidad de la leche, el productor debe informar a la central lechera para  suspender  la  producción  de  ese  lote  de  leche.    En  otras  palabras  toda  leche  que  no  cumpla  con  la  calidad  higiénica  adecuada  debe  desecharse inmediatamente. 

Almacenamiento y transporte de la leche  El  propósito durante  las  operaciones  de almacenamiento  y  transporte  es  ante  todo  obtener  leche  cruda  de  excelente  calidad  evitando  todo  riesgos  de  contaminación tanto en lo que se refiere a microorganismos patógenos como a  otras sustancias químicas que puedan ser dañinas al hombre.  La meta final  es  minimizar  pérdidas  de  la  leche.    Para  lograr  este  propósito  se  deben  utilizar  unos equipos de fácil limpieza  y hechos de materiales adecuados a para este  tipo de producto y finalmente realizar un balance continuo sobre la composición  de  la  leche  y  un  registro  de  pérdidas  con  el  fin  de dar  la solución  oportuna  a  cualquier problema que se presente.  Las  operaciones  de  transporte  y  almacenamiento  comprenden  las  siguientes  operaciones.  Recogida y recepción de la leche  Consiste  en  que  la  leche  se  recoge  en  cantinas,  bidones  o  en  camiones  cisterna para ser transportada a la central lechera. Para este transporte de  la  leche  en  cantina,      es  refrigerada  previamente  en  la  granja  en  tanques  refrigerantes  o  se  transporta  directamente  en  las  cantinas  sin  previa  refrigeración.  Cuando  se  transporta  la  leche  en  cantinas  sin  previa  refrigeración,  la  temperatura  de  la  leche  puede  llegar  a  10 o C  o  inclusive  aumentare  a  23  o C,  según  las  condiciones  de  climatológicas  de  la  región  por  donde  es  transportada,  esta  leche  tiene  el  riesgo  de  ser  contaminada  por  bacterias  mesófilas que normalmente producen la fermentación láctica y ello dependerá  de las medidas de higiene que se tomaron donde su ordeño.  Cuando la leche  llega a la central debe ser refrigerada a menos de 6 o C   para ser almacenada  por máximo dos días.  Cuando la leche ha sido mantenida en tanques refrigerantes ( en los camiones  cisterna),  puede  ser  contaminada  por  microorganismos  psicrótrofos  y  por  lo  tanto  requiere  de  un  tratamiento  diferente  que  el  de  la  leche  transportada  en  cantinas pero de todas formas esta  leche  tendrá mejor calidad higiénica que la  que ha sido transportada en cantinas.  En  el  muelle  de  recepción  la  leche  que  ha  sido  transportada  en  el  camión  cisterna  debe ser sometida  en forma  rutinaria  a  examen  organoléptico  y  de  la  temperatura  para  que  no  se  deteriore  su  calidad  y  mantener  un  riguroso  sistema  de  limpieza  para  evitar  toda  contaminación.  Lo  ideal  es  mantener  la  leche a menos de 5 o C.

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Teniendo en cuenta las anteriores condiciones es posible conservar la calidad  de la leche antes de ser procesada en la planta.  Almacenamiento de la leche  La  leche  almacenada  generalmente  proviene  de  diferentes  lotes  con  variada  composición  y  calidad  que pueden en  un momento  dado  afectar las variables  en los procesos y  por ende la calidad de los productos finales obtenidos, pero  utilizando  silos  de  almacenamiento  de  mayores  cantidades  (aprox.  de  de  300.000  Kg.)  se  reduce  significativamente  las  variaciones  entre  los  lotes  de  leche recogida durante 1 o 2 días.  Durante el almacenamiento de la leche en silos de refrigeración pueden ocurrir  los  siguientes    riesgos  de  alteración  de  la  leche:  crecimiento  de  microorganismos  psicrótrofos,  actividad  enzimática,  cambios  químicos  y  cambios físicos.  §  Crecimiento por psicrótrofos  Cuando el número de bacterias es superior a 5 x 10 5 /ml existe el riesgo de  que  estas  bacterias  hayan  producido  enzimas  termorresistentes  como  las  lipasas y las proteasas que pueden deteriorar el producto final. Para evitar  estos efectos es necesario someter la leche a un tratamiento adecuado de  almacenamiento de la leche según el tiempo en que va a ser procesada en  la  planta.  Cuando  la  leche  va    a  ser  procesada  en  máximo  dos  días  es  suficiente con mantenerla a una temperatura menor de 4 o C, pero, cuando la  leche no se alcanza a procesar en esos días se requiere someter la leche al  tratamiento  de  termización  (65  o C  por  15  segundos)    y  su  posterior  refrigeración,  así  es  posible  conservar  la  leche  por  4  días  más  sin  que  aumente  su  carga  bacteriana  y  sin  afectar  las  enzimas  ni  aglutinas  de  la  leche.  §  Actividad enzimática  La  actividad  enzimática  de  la  lipasa,  ocurre  especialmente  en  la  leche  fresca,  también  otras  enzimas  como  las  proteasas  y  fosfatasas  ocasionan  algunos  cambios.  Para  inactivar  dichas  enzimas  se  deben  evitar  las  variaciones de temperatura entre 5 y 30 o C y los daños en la membrana de  los glóbulos grasos.  §  Cambios químicos  Ocurren  por  la  exposición  a  la  luz  lo  cual  ocasiona  sabores  extraños,  así  mismo  por  la  utilización  de aguas  contaminadas  (aguado  de  la  leche)  y  el  uso  de  desinfectantes  que  contienen  Cu  porque  catalizan  la  oxidación  de  los lípidos.

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§  Cambios físicos  Los  cambios  físicos  más comunes  son:  Separación  de  la  nata  en  la  leche  cruda  termizada o refrigerada, esto se puede evitar agitando regularmente  la  leche;  lesiones  en  los  glóbulos  grasos,  ocasionada por  las  fluctuaciones  de temperatura e incorporación del aire ocurriendo la cristalización de parte  de  la  grasa;  parte  de  la  caseína  beta  se  solubiliza  y  pasa  al  suero,  ocasionando  el  aumento  de  la  viscosidad  del  plasma  y  reduciendo  la  capacidad  de  coagulación  de  la  leche.  La  capacidad  de  coagulación  se  restablece al someter la leche a un  calentamiento temporal a temperaturas  alrededor de 50 o C o superiores.  .  LECCIÓN 5. Estandarización  Se refiere a la estandarización de la composición de un producto lácteo con el  fin  de  cumplir  las  normas  técnicas  legales  u  obtener  unas  determinadas  características  que  el  fabricante  le  quiere  dar  a  sus  productos  finales.  La  mayoría de las veces se estandariza el contenido graso y en otras ocasionas  el  contenido  de  proteínas  u  otro  componente.  La  medida  de  densidad  o  turbidez  sirve  para  determinar  el  contenido  graso  y  el  índice  de  refracción  o  densidad para determinar el extracto seco.  La estandarización de la leche básicamente consiste, en modificar la relación  materia  grasa  /  extracto  seco  magro  de  la  leches  para  obtener  la  cantidad  deseada en el producto final. Es la primera operación que se debe realizar en  todo  proceso  de  industrialización  de  la  leche.  Cuando  la  estandarización  es  discontinua  o  por  cochadas,  entonces,  la  leche  se  desnata  o    se  le  adiciona  nata dependiendo del resultado de los análisis. Cuando se hace por el método  continuo o automático,  se utiliza un aparato llamado estandarizador, que esta  provisto de dispositivos programados para realizar el muestreo, el análisis y la  corrección respectiva.  Para  interpretar  los  resultados  es  necesario  conocer  las  relaciones  entre  turbidez  y  contenido  graso  y  entre  la  densidad  y  extracto  seco,  en  la  leche  original.  También  se  utiliza  el  método  de  reflexión  infrarroja  para  analizar  el  contenido  de  agua  en  la  leche  en  polvo.  Después  de  la  estandarización  se  debe comprobar si se ha alcanzado el rango deseado.

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LECTURA COMPLEMENTARIA  Algunas Reflexiones sobre la Calidad de la Leche en Colombia  Cotrino B. Víctor D.M.V Médico Veterinario, DMV.  Director Científico LMV Ltda.  [email protected]  Gaviria. Blanca Cecilia, Bact.  Gerente LMV  [email protected] 

Contenido  ¿Por qué existe gran diferencia entre la calidad de la leche cruda  de los países industrializados y los nuestros?  ¿Cuál sería entonces la norma a proponer para la leche cruda? 

Con periodicidad, en el ámbito nacional se habla de la calidad de  la  leche  y  sus  derivados,  que  consumimos,  unas  veces  por  modificación  de  la  composición  o  el  volumen,  otras  por  la  presencia de adulterantes y las más frecuentes e importantes por  la  sanidad  e  inocuidad  para  el  consumidor.  En  todas  estas  circunstancias  se  dan  explicaciones,  se  buscan  responsables  entre  los  participantes  de  la  cadena  de  producción,  se  fijan  propósitos,  se  insinúan  nuevas  medidas,  pero  al  final  los  resultados no han aportado una solución que garantice la calidad  e inocuidad.  Cuando se trata de leche líquida los problemas de composición y  medida  son  fácilmente  controlables  pero,  para  solucionar  lo  relacionado con la inocuidad se requiere procesar leche cruda de  óptima  calidad.  En  este  concepto  de  tipo  microbiológico  se  fundamente  la  premisa  “ningún  proceso  mejora  la  calidad  de  la  leche, simplemente la conserva y prolonga en el tiempo”.  Los  países  que  hoy  ofrecen  en  el  mercado  leche  líquida  de  óptima  calidad  tienen  parámetros  para  leche cruda  del  siguiente  orden:

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Recuento de Bacterias Mesófilas