Curso Leche RACVE 2

Coordinador y Autor: Dr. Salvio Jiménez Pérez Académico de Número. Real Academia de Ciencias Veterinarias. Solicitada Acreditación a la Comisión de Formación Continuada de las Profesiones Sanitarias de la Comunidad de Madrid institutotomaspascual. RACVE.: 91 353 33 70. Fax: 91 353 33 73.es Coordinación editorial: Alberto Alcocer. 178. 1. 13.es • www. 28006 Madrid racve@racve. Fax: 91 350 92 18 webmasterinstituto@institutotomaspascual.º D. 3. 28036 Madrid Tel.© INSTITUTO TOMÁS PASCUAL SANZ para la nutrición y la salud P. Maestro Ripoll.es • www.racve.es Reservados todos los derechos. 28046 Madrid Tel.º de la Castellana. transmitida en ninguna forma o medio alguno.º Dcha. incluyendo las fotocopias. electrónico o mecánico. 8.: 91 703 04 97. ISBN: 978-84-693-9277-5 . sin permiso escrito del titular del copyright. grabaciones o cualquier sistema de recuperación de almacenaje de información. imc@imc-sa. Ninguna parte de esta publicación puede ser reproducida.es © Real Academia de Ciencias Veterinarias de España. . Real Academia de Ciencias Veterinarias. Controles analíticos de leches en la industria . . . Salvio Jiménez Pérez Académico de Número. Pasteurización . . . . Salvio Jiménez Pérez Académico de Número. . . . 63 Dr. . 5 Dr. . . . . . . Salvio Jiménez Pérez Académico de Número. . . 21 Dr. . Salvio Jiménez Pérez Académico de Número. . . . . . Leches esterilizadas. . . . . . . . . . Pág. . Pág. . Salvio Jiménez Pérez Académico de Número. . Pág. . Química de la leche . . . Pág. . . Real Academia de Ciencias Veterinarias. 47 Dr. Pág. . Tratamientos térmicos en leche. . . Real Academia de Ciencias Veterinarias. . . 35 Dr. .Obtención de la leche para su tratamiento industrial . . . Real Academia de Ciencias Veterinarias. Fundamentos de los tratamientos térmicos . . Refrigeración de leche. Real Academia de Ciencias Veterinarias. . . los cuales desembocan en una cisterna que puede llegar a contener 300 o 400 ml de leche. agrupados en racimos y tapiza- dos interiormente por células que segregan la leche. más importantes. ésta se abre al exterior por un pequeño conducto o canal. El desarrollo de la mama tiene lugar durante la pubertad del animal y se acentúa durante la gestación. El aumento del tamaño de la mama debido al particular crecimiento de los acinis está en relación con la existencia de la hormona foliculina. denominado “seno galactóforo”. Cada glándula está constituida por un tejido formado por numerosos acinis o alveolos. la oveja y la cabra. llamados canales galactó- foros o conductos galactóforos. cuyo orificio se cierra por un poderoso esfínter. el parto desencadena la secreción láctea. Factores hormonales que regulan la producción láctea La secreción láctea está estrechamente ligada a la actividad sexual del animal lechero. está constituida por glándulas. que varían según la especie. La leche procede de las hembras de abasto productoras. que procede del ovario y de la placenta. así como . pero es en cantidades insignificantes. Real Academia de Ciencias Veterinarias. que son principalmente la vaca. Estos acinis comuni- can con unos finos conductos (canales excretores) de los cuales la leche pasa a los canales colectores. que a su vez se prolonga por la cisterna del pezón o tetilla. existe también leche producida por otras especies. Salvio Jiménez Pérez Académico de Número. Se sabe que todas las manifestaciones fisiológicas dependen de hormonas presentes en la circulación sanguínea. son cuatro en la vaca y dos en la oveja o en la cabra. La leche se produce en la ubre o mama. 5 Obtención de la leche para su tratamiento industrial Dr. cuartos o cuarterones. la foliculina.. malos olores. alimentación y estado de salud. la elaboración de prolactina va disminuyendo gradualmente después del parto.5 0.5 El mantenimiento de la producción láctea está asegurada por la elaboración continuada de prolactina.7 49 7. lo que explica la disminución progresiva de producción de leche en el curso del periodo de lactación. Sustancias nitrogenadas Densidad Materia seca Grasas Totales Caseínas Albúminas Globulinas Lactosa Minerales Calostro (primer ordeño). Composición comparada de la leche y el calostro (en gramos por litro). llega a la hipófisis. inhibe la secreción de prolactina por parte de la hipófisis (la foliculina “prepara” pero “inhibe” la secreción láctea). pues cesa al cabo de 10 minutos. 1. hormona elaborada en el cuerpo amarillo o cuerpo lúteo. raza. La presencia de esta hormona. etc. 1. la foliculina desempeña un papel muy importante: prepara la hipófisis para la secre- ción de una hormona galactógena. la prolactina. para la preparación del ordeño. En el curso de esta fase. vibraciones. Obtención de la leche para su tratamiento industrial 6 la progesterona. Por esto es importante efectuar el ordeño con rapidez. La instauración de la secre- ción láctea se debe a la desaparición de la foliculina en el momento de la expulsión de la placenta en el parto. se trata de un acto reflejo neuro-hormonal. Por tanto. . Esta hormona transportada por vía sanguínea produce la contracción de los acinis provocando la eyaculación de la leche. ligados al individuo. que segrega la hormona oxitocina. pues entorpecen la liberación de oxitocina o la ralentizan y detienen.060 252 50 160 30 40 80 30 12 Leche. Tabla 1. Los factores hormonales juegan un papel fundamental en la aparición y mantenimiento de la secreción láctea. mientras dura el efecto de la oxitocina. El entorno de las vacas lecheras durante el ordeño debe carecer de estímulos inhibidores de esta función. También se conoce el mecanismo de evacuación de leche. sin embargo. que constituye el preludio de la secreción láctea. La excitación nerviosa producida a nivel de la mama por el masaje y la manipulación de la ubre. esta acción es breve.032 130 39 35 27 4. la tranquilidad en las salas de ordeño debe ser máxima. como ruidos. 2 Sodio. que no existen en la leche.5 48 Prótidos totales.5 Caseína. que faciliten la adecuada evacuación de la leche por su adaptación a las máquinas de ordeño y pezoneras.5 Holoproteínas.3 1. la lactosa y el ácido cítrico.3 0. 0. Trazas 2 . Obtención de la leche para su tratamiento industrial 7 También es necesario insistir en una buena conformación de la ubre y pezo- nes. Composición comparada del plasma sanguíneo y de la leche de vaca (en gramos por kilogramo). 1.5 Triglicéridos. como son la urea y las sales minerales. existentes en la leche que no están en la sangre. 910 880 Glúcidos.5 38. Tabla 2. 3. 2. 9 7 Fósforo. y otros. Cenizas. 4. 3. 0. – 27 Lípidos totales.5 Cloro.5 1 Ácido cítrico. 76 6.4 1 Potasio. pues la sangre tiene algunos componentes. 76 33. 0. el ganadero debe elegir bien los animales adecuados para esta función.5 38 Colestéridos. 0.1 1. Estos factores gobiernan la facilidad de ordeño y la buena calidad de la leche. Por ello.4 Materias minerales. 0. Mecanismo de elaboración de la leche en la mama Los componentes de la leche no proceden de la sangre o de la linfa por simple filtración a través de las células que tapizan la superficie interna de los acinis.1 1 Cálcio.7 Trazas Fosfolípidos. como la caseína. Elementos Plasma sanguíneo Leche Agua. Ésta responde segregando oxitocina. Esquema simplificado del reflejo neurohormonal que provoca la eyección de leche. Además. de 400 litros de sangre que circulan a través de la mama sólo producen 1 litro de leche. 125-130 35-40 47-52 27-30 4-5 9-9. glándula situada en la base del cerebro. que a su vez la envía a la hipófisis. Composición de las principales leches (en gramos por litro). Tabla 3. la información es transmitida por vía nerviosa al hipotálamo. 1968).5 Esta síntesis que tiene lugar en la ubre no se conoce todavía en su totalidad. pero sí el aspecto histológico del proceso. 95-100 9-15 60-65 10-12 7-8 3-4 Asna. a partir de los materiales extraídos de la circulación san- guínea. Médula espinal Hipotálamo Hipófisis Oxitocina Nervios transmisores de la hacia la mama información al cerebro La emisión Oxitocina en la sangre de oxitocina provoca la eyección de leche Corazón Estimulación de la ubre por el ordeño Cuando la ubre es estimulada. 117-120 32-35 65-70 10-12 5-6 2-3 Vaca. Figura 1. 125-145 35-50 40-50 30-32 5-7 7-9 Oveja.5 Yegua. que es vertida al torrente circulatorio y alcanza la mama 20 segundos más tarde (según Whittlestone. Materias grasas Origen Extracto Materia Azúcares Caseína Albumina Sales seco total grasa y globulina Mujer. 170-175 55-70 43-50 45-50 8-10 9-10 165-175 68-75 48-50 32-34 7-9 10-10. 95-105 10-12 60-70 8-12 7-9 4-5 Cabra. Obtención de la leche para su tratamiento industrial 8 Por esto es necesario admitir una síntesis de estos elementos específicos producidos en la mama. . Figura 2. acom- pañado de una redistribución o por una sustitución de los ácidos grasos en las moléculas de los glicéridos. las células epiteliales de los acinis aumen- tan de tamaño. Los prótidos. algunos aparecen en la leche pero en dosis diferentes a la sangre. por ejemplo. el primero lleva consigo la absorción por la mama de los triglicéridos del plasma. El segundo procedimiento es más importante. a partir del acetato. Obtención de la leche para su tratamiento industrial 9 En el curso de la secreción láctea. Hay que mencionar en particular el papel del ácido acético formado en el aparato digestivo de los rumiantes por acción de la microflora del rumen. Así. por el contrario. es como se elaboran en la mama los ácidos grasos saturados de 4 a 16 átomos de carbono constitutivos de la grasa de la leche. alargándose por los materiales extraídos de la sangre y de la linfa. que riegan el tejido mamario. principalmente la caseína. Alveolo Leche . desaparecen después de haber participado en la sín- tesis de los constituyentes específicos de la leche. Esquema de una ubre. Otros. glucosa y galactosa. por condensación. Así se sintetiza el 20% de la grasa de la leche. son elaborados a partir de los amino- ácidos libres del plasma o de aminoácidos procedentes de la degradación de proteínas plasmáticas. La grasa de la leche se sintetiza por dos procedimientos distintos. la lactosa procede de la trasformación de la glucosa de la sangre (procedente del glucógeno). precursora de dos “osas”. que intervienen en la constitución del disacárido lactosa. Estos materiales son escogidos por las células. consiste en la formación de tri- glicéridos a partir de ácidos grasos libres y de la glicerina sintetizada en la propia glándula mamaria. y esta parte. Figura 4. pues procede de la lisis de un epitelio abun- dante cuyas células grasas mueren y son eliminadas. Cuerpos grasos Porción apical que pasa a la cavidad Núcleo degenerado del acinis para formar la leche Zona de ruptura de la célula Núcleo Estructura de una célula mamaria en vía de desarrollo Mitocondrias Membrana basal Cavidad Evolución funcional de un acinis Células mamarias . ha hecho decir que la leche no es el resultado de una verdadera secreción. acompañada del agua en la cavidad de los acinis. Este mecanismo de elaboración. sino más bien se trata de un producto “de regeneración”. las células de los acinis hinchados sufren una degradación. forma la leche. Canales excretores Canales unidos a los acinis galactóforos Seno galactóforo o cisterna de la glándula mamaria Tejido Seno o cisterna del pezón Canal del pezón Tras haber acumulado las materias precursoras de los constituyentes de la leche. Estructura esquemática de la mama. Esquemas de la estructura de una célula mamaria y de la evolución de un acinis (según Porcher). sin duda muy original. Su parte apical se rompe y cae. Obtención de la leche para su tratamiento industrial 10 Figura 3. Esta leche se denomina residual y representa de un 10 a un 15% del total de la leche. “leche rete- nida”. • Leche alveolar. entonces se observa que. y se produce aumento de los cloruros destinados a restablecer el equilibrio osmótico entre la secreción modificada. la secreción se detiene y rápidamente empieza la reabsorción de los constituyentes precedentemente elaborados. Representa el 50-70% de la leche. Leche cisternal: es la leche obtenida si se introduce una cánula en el pezón antes del ordeño. esta es la leche alveolar. Leche alveolar: tras la extracción de la leche cisternal. de 15 a 20 segundos más tarde. se puede comprobar cómo una cantidad de leche se evacua espontáneamente. Cuando la presión de la mama alcanza cierto valor. transcurridos de 20 a 30 segundos de la inyección. Obtención de la leche para su tratamiento industrial 11 Siempre se ha creído que la secreción láctea se producía durante el orde- ño. La leche así obtenida se denomina “leche cisternal” y su contenido en grasa es bajo y representa el 20-35% del total del volumen de leche. si se estimula la ubre mediante un masaje. . Esto es lo que justifica por qué debe realizarse un ordeño completo. Este tipo de leche no se obtiene con prácticas de ordeño habituales de uso y su tasa butírica es muy elevada. y el suero sanguíneo. disminuyen la lactosa. que es la contenida en los acinis. Tipos de leche Existen tres tipos de leche: • Leche cisternal. aparece. aparece una nueva evacuación de leche que cesa rápidamente. un chorro cuyo caudal aumenta rápidamente. simplemente por la acción de la gravedad. esto no es exacto. la caseína y la grasa. Leche residual: es la leche que se obtiene tras inyectar intravenosamente la hormona “oxitocina”. • Leche residual. esta operación se puede repetir de dos a tres veces con sucesi- vas inyecciones. la leche se acumula en la mama en el curso del tiempo que separa dos ordeños. con una tasa butírica más elevada que la media de la composición normal de la leche. recipientes. Las mayores contaminaciones y. El animal debe ser lavado y secado en flancos. así como los recipientes y los locales de trabajo. Obtención de la leche para su tratamiento industrial 12 Figura 5. maquinas de ordeño y pezoneras) debe estar perfectamente limpio y seco. El operario u ordeñador debe mantener unas condiciones higiénicas adecuadas. esto coadyuva a la liberación de leche y reduce el tiempo de ordeño. Clases de ordeño: manual y mecánico Ordeño manual: se realiza mediante un masaje de la ubre por fricción con un paño a 60 ºC. piernas y ubres. completo e indoloro. específicamente. que debe ser de 5 a 7 minutos. disminución de la calidad de la leche se debe a no estar los útiles de ordeño lo suficientemente limpios. se debe suje- tar el rabo. debe tener las manos recién lavadas y secadas correctamente y la ropa de faena debe estar limpia. por tanto. . debe de ser lavada con un desinfectan- te suave. Alveolo glandular antes y después. máximo 10. El material de recogida (cubos. y la ubre. Recogida de la leche La forma de recoger la leche es mediante el ordeño. éste no debe repercutir en la salud del animal y debe obtenerse la leche con la máxima calidad. El ordeño debe ser: rápido. con esto se excita la secreción de “oxitocina” de la sangre a la mama. • Una válvula para que no se suelten durante el ordeño.º Transversal: en cuarterones derecho e izquierdo. Máquinas: • De acción simple. Al final deben apurarse las ubres para evitar restos. • Una serie de tubos al cántaro colector. Ordeño mecánico: este tipo tiende a imitar al ternero. • De acción doble. para favorecerlo. Los primeros chorros de leche deben desecharse o se pueden emplear para toma de muestras de control o análisis. etc. • Una bomba de vacío.º Lateral: en cuarterones del lado derecho y del lado izquierdo. glicerina y alcohol. Las máquinas de ordeño u ordeñadoras de acción simple son más baratas y constan de: • Cuatro pezoneras de plástico o goma. Las clases de ordeño manual son: pulgar. Obtención de la leche para su tratamiento industrial 13 El ordeño debe realizarse en seco para evitar grietas. Los elementos de una máquina de ordeño son: • Cuatro pezoneras o manguitos de ordeño. Formas de ordeño: 1. puede emplearse un lubricante suave: vaselina. heridas. • Un recipiente colector. que produce una presión con la lengua y después una aspiración. puño o pellizco. 2. Las máquinas de doble acción producen una aspiración y una presión o masaje. 3. rozaduras. ..º Diagonal: en cuarterones anterior derecho y posterior izquierdo y con- trarios. etc. al cordero o al cabrito al mamar. ser resistentes al deterioro por las grasas y fáciles de desmontar y limpiar. Se llama llave de la leche el lugar donde confluyen las pezoneras al colector y distribuyen el vacío de las pezoneras al colector. . • Se aprovecha el tiempo del ordeño para administrar el suplemento proteico en la alimentación del animal y. redondas o radiales. Las salas de ordeño pueden ser de diversas formas: paralelas. • Se recogen aparte los primeros chorros de leche para el control bien de los componentes de la leche. Funcionamiento de la sala de ordeño • En primer lugar. etc. de acero inoxidable o de una aleación de aluminio. El pulsador produce en las pezoneras presión y vacío y pueden ser de diferentes tipos y formas.) o no emi- tir excesivo ruido. con un manguito interior de goma y con un espacio anular de la pezonera. Los equipos de ordeño deben ser silenciosos (motor. La bomba de vacío produce la depresión que permite la aspiración de la leche y el funcionamiento del pulsador. en forma de espiga. pistones. se prepara y se limpia la sala de ordeño y todos sus componentes adecuadamente. Obtención de la leche para su tratamiento industrial 14 Las pezoneras son metálicas o de material rígido. tener una buena flexibilidad para una buena adaptación. en cierto modo. El recipiente o colector puede ser de vidrio. • Al cabo de 6 minutos el ordeño está realizado. Características: Deben de ser de forma que impida el agarrotamiento al final del ordeño. dar una tensión suficiente para el masaje. Hace vacío y emite aire comprimido de 3-8 kg/cm2. condicionar el periodo de ordeño con una sensación más agradable al animal. bien para el estado de salud del animal. Mantenimiento Un buen mantenimiento equivale a: • Un funcionamiento adecuado.000 ó 4. Se debe también repasar las ubres. • A los 4-5 minutos se ha realizado el ordeño por ordeño. para esto es necesario un fácil montado y desmontado de toda la maquinaria para su buena limpieza y su sustitución. del orden de 3. • Una buena calidad del producto obtenido. • Una gran duración del equipo.000 ufc/m. Las cabras y ovejas deben ser fijadas en las celdas de ordeño. en este caso bajaría el ordeño a 130 cabras u ovejas por hora. lo que supon- dría que 18-20 vacas puedan ser ordeñadas en 1 hora. Ordeño de cabras y ovejas Los procedimientos previos son los mismos que para las vacas. varían únicamente los pulsadores. sino se perdería el 29% de la producción. Las máquinas de ordeño tienen los mismos prin- cipios. Dos operarios en una sala de ordeño mecanizada pueden atender a 90-100 vacas. El ordeño se realiza en 3-4 minutos. El objetivo de un buen ordeño es obtener leche con menos de 100. especialmente la limpieza y preparación. Se puede hacer el repasado bien a mano o bien cambiando la ordeñadora a una segunda colocación. Es muy importante la limpieza de todos y cada uno de los elementos que entran en contacto con la leche. que en vez de ser mecánicos.000 ufc/m (unidades formadoras de colonias por minuto). Obtención de la leche para su tratamiento industrial 15 • Se debe apurar las ubres al retirar las pezoneras. pueden ser ordeñadas 200 ovejas o cabras en 1 hora. es decir. Una sala de ordeño bien mecanizada y funcional atendería a 150 vacas en 1 hora. . son electromagnéticos. para dar unas 178-180 pulsaciones por minuto. • Dejar de ordeñar los domingos es perjudicial. además. En las salas de ordeño. por tanto. • Las ovejas y cabras. sólo se ordeñan una vez al día. • La calidad de la leche influye en el rendimiento leche/queso. en las fases del ordeño y en el final del apurado. debe ser de muy buena calidad. debe tener un periodo largo de amortización o. tras el cual se interrumpe el masaje y se sueltan las pezoneras.2 l/m). • Un ordeño al día disminuye la producción de leche en vacas. las máquinas tienen un progra- ma automático de limpieza que combina productos químicos y vapor homo- logados. para la adaptación a la ordeña- dora y para la metodología. Se pueden producir transmisiones de mamitis por las pezoneras. Obtención de la leche para su tratamiento industrial 16 Esto se consigue con: • Un buen estado de los manguitos de ordeño o pezoneras. la predisposición al ordeño mecá- nico y el régimen alimenticio. También influyen: la raza. La ordeñadora es la máquina de mayor uso en una granja dedicada a la pro- ducción de leche. lo que es lo mismo. el estado general de salud de los animales influye también en la calidad. • Las ovejas manchegas pueden dar 1 litro de leche diario durante un periodo de lactación de 100 días. El control de seguimien- to de la calidad en sus diferentes fases es muy importante: en el medidor de flujo (0. La limpieza correcta de las instalaciones se realiza desarmando los equipos y limpiándolos. • Una limpieza adecuada de las instalaciones. Calidad de la raza Es importante para la velocidad del ordeño. que se evitan con el ordeño a vacío. En la leche se producen fenómenos de proteólisis y lipólisis. el agitado de la leche. . En la calidad de la leche también interviene el adecuado trasiego. La retención de las últimas fracciones de la leche más ricas en grasa influye en la calidad composicional de la leche. por el contrario. la extracción de gases de la leche y un enfriamiento conveniente del producto. • Las cabras murciano-granadinas pueden llegar a dar 2 litros de leche diarios. Evaluación sensorial de la leche • En el color y apariencia: pueden aparecer grumos de grasa. También se produce la rancidez hidrolítica causada por lipasas. . o por la acción de la luz. su acción lipolítica da sabores amargos. a heno. por mezcla de leche refrigerada con leche recién ordeñada. sabor a metálico. El sabor a leche rancia. a cocido o quemado. Se produce una proliferación microbiana fundamentalmente de bacterias psicrótrofas. debido a agi- taciones. trasvases. contenedores o camiones cisterna. Controlar las condiciones higiénicas del ganado y del equipo de ordeño y limpiar el camión. por refrigeración insuficiente o por prolongados periodos de refrigeración. así como del equipo analítico y de toma de muestras. Clostridium. • En cuanto al olor y sabor: puede tener olor normal y sabor dulce. También el olor a establo. supervisar el estado de las cisternas. bien sea en cántaras. puede producirse por aire en las tuberías de conducción de leche. Sabores producidos por reacciones químicas y enzimáticas dan sabores a oxi- dado producido por la acción de metales tales como cobre o hierro. el personal debe ser especializado. cartón o papel. rancios o difí- ciles de definir. • En el olor: puede aparecer olor a forraje u otros alimentos. por ejemplo. por ejemplo. Obtención de la leche para su tratamiento industrial 17 Recogida de la leche Puede realizarse en cántaras o en cisternas. • En el sabor: pueden aparecer cambios de sabor debido a la calidad bacteriana y. etc. como consecuencia. cisternas. Las funciones de este tipo de personal son clasificar y juzgar la calidad de la leche. así como de volumen. Los olores se absorben por el pulmón o aparato digestivo con los alimentos y llegan a la leche. el estado de las bombas. Sabores de origen microbiano: éstos se pueden producir por contaminación microbiana. Otras causas dan sabores a cartón. a sebo. mediante la toma de muestras para análisis químicos y microbiológi- cos. acidez. etc. etc. sabor a jabón que aparece al final del periodo de lactación. violencia en el manejo. • Determinación de proteína: – Método Kjeldahl. ácido carbónico. medicamentos. • Coagulación de la leche. como a pintura. – Prueba del formol. balsámicos. – Método de Kirschner (19. desinfectantes. – Método del Negro Amido. . • Valor de la acidez y el pH. pomadas. • Determinación de grasas: – Método de Gerber. gasolina. • Determinación de la calidad microbiana: – Prueba de la reducción de la resazurina. Indicadores del estado de la leche: • Leche normal • Leche ácida. etc. – Prueba de la reducción del azul de metileno. insecticidas o her- bicidas. – Método de Polensque (1. – Método de Reichert-Meissl (26-30). Obtención de la leche para su tratamiento industrial 18 Hay olores debidos a otros orígenes. Análisis rápidos de leche Son: • Determinación del extracto seco.0). leche calostral o leche mamítica.0-26. – Método de Rose-Gottlieb.0).9-3. McGraw-Hill. también la determi- nación del extracto seco con picnómetro o mediante crioscopia por un posible aguado. Alimentos. Química de los alimentos. Walstra P y col. Belitz HD. Biochemie. Stuttgart. Bibliografía Astiasarán Anchia I. Kessler HG. Grosch W. Obtención de la leche para su tratamiento industrial 19 Toma de muestras para determinaciones microbiológicas. Ed. así como el porcentaje de grasa o determinación butirométrica. Veisseyre R. 1988. para comprobar la existencia de microorganismos: mesófilos. Además. 2005. Ed. . composición y propiedades.und Bioverfahrenstechnik. psicró- trofos o termorresistentes. Molkereitechnologie. Ed. Acribia. Georg Thieme Verlag. für Mediciner und Naturwissenschaftler. en recipientes esté- riles. Karlson P. 1998. 2001. Lebensmittel. 1992.1988. Ciencia de la leche y tecnología de los productos lácteos. 1972. etc. Lactología técnica. Química de los alimentos. Technische Universität München-Weihnstephan. se comprobará la ausencia de antibióticos y pesticidas. Primo Yúfera E. Acribia. Acribia. Acribia. Ed. . La leche recién ordeñada se debe refrigerar a 4 ºC. durante 2 horas. Salvio Jiménez Pérez Académico de Número. Real Academia de Ciencias Veterinarias. como fosfato cálcico y citrato cálcico y otros componentes minoritarios. como mínimo. cuya estabilidad depende de la temperatura. por lo que para evitar- lo es necesario. si se mantiene a 25 ºC. conservarla a 10 ºC. En la leche recién ordeñada. 21 Refrigeración de leche. Partícula de grasa Partícula de grasa parcialmente cristalizada por frío En la leche existen diferentes tipos de caseínas y varios modelos de agru- paciones que se producen en sus micelas con sales. se produce una cristalización parcial de la partícula de grasa. siendo lo más marcado del enfriamiento la separación . Figura 1. antes de 4 horas y conser- varse a esta temperatura para su procesado posterior. Química de la leche Dr. también es necesaria una ligera agitación de la leche para que se mantenga la emulsión. . hasta este tiempo se produce una reacción de reversibilidad por resíntesis completa de las micelas de caseína que depende de las sales de la leche y fundamentalmente del fosfato cálcico. Figura 2.[Ca++] + [Ca++] En este esquema se observan las diferencias producidas en las micelas de caseína tras 2 horas de enfriamiento de la leche a la temperatura de 2 ºC. Refrigeración de leche. 1976. produ- ciéndose en este caso la desnaturalización proteica de tipo enzimático a partir de las micelas. Micela de caseína en equilibrio con la submicela de caseína. que también son separados por proteinasas. . Surface and Colloid Science. punto útil del estudio de Kostermeyer (1974). 9:165. 46:317 e Int Dairy J (en prensa). Biophys Chem 1977. Modelo esquemático de una micela de caseína. Submicela Cadena peptídica protuberante Fosfato cálcico 50 nm Básicamente de Schmidt DG y Payens TAJ. Figura 3. Walstra P. Slattery W. 6:59. Dairy J Res 1979. Química de la leche 22 de las beta-caseínas. la desnaturalización de las micelas de caseína se produce tras muchas horas de enfriamiento (72 horas). • Caseína gamma = 4%. • Caseína kappa = 11%. que pasa al suero por acción de una sero-proteína procedente de las micelas. Química de la leche 23 El sistema agua/calcio/iones fosfato no es muy complicado y presenta un estado intermedio en el sistema micelar de caseína nativa en estado de equilibrio. Estudiando también el paso de proteína a suero. pasan al suero. Este reequilibrio presenta problemas. El 90% de la caseína es hidrófoba y se encuentra en la leche gracias a la beta-caseína. También se estudió el tiempo de coagulación y se pudo comprobar que se producía una prolongación del tiempo de coagulación debido a la acción del calcio y del fósforo sobre las micelas de caseína. Caseínas en la leche (porcentaje): • Caseína alfa-S-1 = 33%. se causa un crecimiento microbiano. Refrigeración de leche. . al recalentar a 35 ºC. se pudo verificar como temperatura más idónea la de 4 ºC. en estudios de las temperaturas de 4. 8. Variaciones de estos componentes pueden ser índice del estado de las caseínas y su contenido en sales. 26 y 32 ºC. que ya se conocía en la práctica pero que no se había comprobado científicamente. se separan la caseína beta y la gamma. tras un tiempo de la leche en refrigeración. Proteínas de la leche y estado de las micelas de caseína Parte de las micelas de caseína. • Caseína alfa-S-2 = 11%. al final de la refrigeración la determinación de caseína gamma en suero es un parámetro que permite conocer su distribución. • Caseína beta = 33%. en función de diferentes tiempos de conservación. ya que. por tanto. así como su reparto de componentes de leche tras su conservación frigorífica. fundamentalmente por la intervención del calcio (en forma de fosfato cálcico) en las micelas y la variación del valor del pH. Cuando la leche ha sido enfriada. en su rendimiento leche/queso. La solubilidad de la beta-caseína existe en forma de dispersión que no produce variación en las micelas.2%. Refrigeración de leche. que oscila entre un 10% hasta el doble del tiempo estándar de coagu- lación.5%. Química de la leche 24 Sales que se encuentran en la leche: • De calcio: 2. El aumento del tiempo de coagulación está basado en el equilibrio proteico. Se produce proteólisis de la beta-caseína por la enzima plasmita. Equilibrio cálcico: el calcio soluble está en equilibrio con el calcio micelar. • Fosfato inorgánico: 4. el aumento de proteína en suero a costa de las micelas de caseína. pero con el aumento de la temperatura el calcio soluble a pH alcalino pasa a iones calcio. Se comprueba en la variación del tiempo de coa- gulación. En componentes totales no puede variar. Aumento de proteína en suero Se solubiliza el calcio y el fósforo de las micelas a través de la disociación del complejo citrato cálcico producido por el frío y forma un complejo insoluble de fosfato cálcico y un aumento del pH. • Citrato: 0. Equilibrio entre micelas y submicelas de caseína Se producen variaciones en este equilibrio con el diferente contenido en sales y el descenso del pH. pero sí se produce variación en las micelas de caseína como en sus componentes minerales y esto se manifiesta al emplear leche refrigerada en la fabricación de queso y. con forma- ción de gamma-caseína y proteosa-peptona. La causa es que el fosfato coloidal no está en su forma más estable en forma de brusita (fosfo-octa-cálcico o . que pasan al suero. ni siquiera las micelas de caseína. desde el punto de vista físico-químico. • De magnesio: 0. son estables. como consecuencia. El descenso de la temperatura produce un paso del calcio micelar a un pH ácido y mediante sustancias quelantes separa el calcio soluble.4%.9%. la velocidad de cambios disminuye a baja temperatura. Esto significa que un modelo de caseína como el que representa Boeckel (1976). Algunos de los componentes del fosfato coloidal. la difusión de una submicela de una micela tardaría 1 minuto. Química de la leche 25 hidroxiapatita). Refrigeración de leche. algunas submicelas disolvían la micela y otras se incorporaban a ella. . especialmente la temperatura y el pH. Algunas de estas alteraciones son reversibles. según las condiciones. Los intercambios más rápidos se producen entre los componentes minerales. Las micelas de caseína pueden romperse en unidades más pequeñas por fuerzas mecánicas. pero sólo represen- tan una parte mínima a temperatura fisiológica. La leche también contiene moléculas de caseína libres. Estos intercambios se consideran un equilibrio dinámico. también se intercambian muy deprisa (tiempo de relajación. aunque son pseudo-equilibrios. en un tiempo de expansión de 10–12. aunque es un fenómeno reversible y en cierto grado los componentes que han abandonado la micela vuelven al aumentar la temperatura. Estos fosfatos se asocian en forma de caseínas o constituyendo un precipitado que se separa de las micelas. pero otras no o son parcialmente reversibles. En una escala de 1 minuto. 1 hora). como el calcio. por ejemplo. las proyecciones pilosas de las micelas son las que se mue- ven con más rapidez. fosfato y citrato. mientras que la parte restante está fuertemente ligada. magnesio. toda- vía no se ha comprobado si la estructura nativa de la micela se recupera por completo. más que equilibrios. en menos de 1 segundo se producen pequeños cambios en las micelas de caseína. a baja temperatura se produce un notable aumento. Las submicelas pueden difundir hacia fuera o hacia dentro de cada micela y la situación de equilibrio depende de factores como la temperatura. el pH y la alfa-case- ína. Las micelas de caseína se modifican como consecuencia de las condiciones externas. una homogenización muy intensa. Equilibrio dinámico Se producen una serie de intercambios entre la molécula de caseína y su entorno. los fragmentos formados se reagregan rápidamente (tiempo de relajación de unos pocos minutos) y vuelven a la distribución original. La distribución de tamaños es el resultado de agregación y desintegra- ción. lo que contribuye al aumento del tamaño medio. El volumen de las micelas aumenta notablemente a baja temperatura. pero no se sabe si las micelas vuelven a ser idénticas a las originales. la principal causa de la disolu- ción de la beta-caseína es que las fuerzas hidrofóbicas. igual que con las otras caseínas. La pérdida de fosfato cál- cico coloidal reduce probablemente la atracción de las submicelas y debilita la unión de moléculas individuales de caseína en una submicela. la plasmita ataca más rápidamente la beta-caseína. aunque en menor extensión (las alfa-S-caseínas menos). otras que pueden des- prenderse y las cadenas de beta-caseína quedan entonces como proyecciones desde la superficie de las micelas. Química de la leche 26 El tiempo de relajación es el tiempo necesario de reequilibrio de la desnatu- ralización proteica cuando ésta es reversible. La asociación de iones calcio 2+ con la alfa-S-1-caseína disminuye al descender la temperatura. Es importante señalar que la beta- caseína se encuentra esencialmente incluida en las submicelas. no sorprende que las otras caseínas también se disuelven. todos los cambios que se producen en las micelas modifican las propiedades de la leche. calentando y enfriando (terminación) vuelve a sus propiedades originales. por ejemplo. como las enzimas proteolíticas atacan mucho más fácilmente la caseína cuando está en estado de disolución a bajas temperaturas. . la beta- caseína vuelve a las micelas y la cantidad de fosfato cálcico coloidal aumenta de nuevo. Para que estos cambios se realicen debe conser- varse un mínimo de 24 horas a 4 ºC. también puede aumentar el corazón de las micelas. ade- más. Refrigeración de leche. la leche coagula con dificultad. así mismo se produce una desintegración limitada de micelas en otras más pequeñas. La desintegración de las micelas por el frío puede también deberse a la diso- lución de una parte del fosfato cálcico coloidal. la estabilidad coloidal de las micelas es mucho mayor y. Por tanto. son más débiles a baja temperatura. por tanto. este aumento se debe a la formación de otro tipo de pilosidades en las micelas. que son las causas que mantienen unidas las submicelas. con un calentamiento posterior. la diferenciación experimental entre los dos estados resulta difícil. Baja temperatura Se solubiliza gran parte de la beta-caseína. hay moléculas de beta-caseína que se disuelven. la viscosidad aumenta significativamente con la refrigera- ción. también puede ser una pasteurización baja a 72 ºC.5 y 6. a baja temperatura aumenta la solubilidad de las sales de procedencia calostral. puede haber una variación entre 0. Si se conserva la leche con un 0. Adición de sales La adición de cloruro cálcico acorta el tiempo de coagulación de la leche enfriada hasta un 66%. y aún mas ele- vado si se trata de la leche de animales enfermos. La adición de calcio en forma de cloruro cálcico e hidróxido cálcico mejora las propiedades del coágulo y el rendimiento leche/queso. La adición de 75 mg de cloruro cálcico por litro acorta el tiempo de coagulación. Sales en la leche: el calcio y el fósforo se encuentran en la leche en equilibrio. desde un 23%. se da este mismo hecho. Con un tiempo de enfriamiento de 24 horas. o también a 60 ºC. para cuantificar estas sales se han hecho determinaciones en el suero y en el permeato de leche ultrafiltrado. un 4%.20 y 0. Es un calentamiento a 35-60 ºC.25% de diferencia de pH. pero no mejora la elasticidad del coágulo. Premaduración. el calcio procedente de la molécula de caseína. se solubilizan. El pH en la leche está entre valores de 6. si se trata de leche calostral.7 y por encima. . Química de la leche 27 Termización de leche Debe ser necesario o sustancial para todo tipo de leche conservada en refri- geración que se va a procesar industrialmente. a 4 ºC. durante 30 segundos. es decir.1% de acidificador y se conserva una noche a 10 ºC. y a partir del primer día. Refrigeración de leche. la temperatura y el tiempo En un almacenamiento de leche a 4-8 ºC. durante 15 segundos. corrección del pH Si se almacena leche en frío. Influencia del pH. Si el calcio se añade en forma de hidróxido cálcico se mejora la elasticidad del coágulo. tanto en el calcio como en el citrato o fosfato. se produce una ligera subida del pH. El cambio en el equilibrio en las sales se produce en las primeras horas de enfriamiento. en la práctica. puede tener un efecto positivo. como el procedente del citrato. al principio sólo un 4%. apro- ximadamente. el fósforo restante. pero al cabo de poco tiempo y a estas temperaturas los microorganismos proliferan rápidamente. con el descenso de temperatura. des- pués pasa al suero. 1976). sales y otros componentes menores dispersos en agua.12%. después un 9% (en leche no enfriada sólo pasa un 4%). la leche necesita su refrigeración nada más obtenida para una con- servación adecuada. El fósforo permanece constante en las primeras horas de enfriamiento. • La alfa-S-caseína pasa al suero sólo en un 4% y la kappa-caseína todavía menos. se solubiliza el 40%. El nitrógeno en suero en la leche es de un 0. La leche tiene unos componentes antimicrobianos (lacteninas etc. La leche ordeñada tiene una temperatura de 38 ºC. A temperaturas de 8 y 12 ºC la solubilización es menor. en forma de fosfato cálcico.). a 25 ºC es aún menor. dependiendo del tiempo de conservación.000 Daltons. después de 72 horas a 4 ºC. La leche es una mezcla equilibrada de proteínas. todas las fracciones de caseína. Refrigeración de leche. que frenan la evolución de los microorganismos. suspen- siones coloidales y soluciones verdaderas. Tecnología de la leche Rara vez se consume la leche recién obtenida. Química de la leche 28 Después de 3 días de conservación de la leche a 4 ºC. Proteínas de leche/moléculas de caseína A través del enfriamiento una parte de las caseínas hidrófobas pasan al suero. • La beta-caseína. se mantiene unido a la molécula de caseína con un peso molecular de 150. por tanto. se pierde un 5% de calcio. como emulsiones. grasa. pasan al suero. y si se mantiene a 30 ºC no hay forma de determinar ningún tipo de solubili- zación de caseínas. por encima de esta cantidad se produce una coagulación débil un coágulo blando y una fuerte proteólisis en la leche (Jiménez Pérez. . En verano se recoge a 37 ºC y en invierno a 35 ºC. carbohidratos. . en la leche recién obtenida está cargada negativamente. Refrigeración de leche. FASE DE EMULSIÓN Membrana Lípido Gr as a a/ FASE em G Si Visc FASE ist ra ste o SOLUCIÓN S sa m sid COLOIDAL Lactalbúmina Sis /Pr a ad PURA Lactoglobulina te ote m ín a a Ca3 (PO4)2 n ió a es tic Pr mó Lactosa os Caseína/Agua/Sistema Caseína H2O (Hidratación) Lactosa/Cloruro Ca++/P-- Caseína Na++/K+ Caseína/Agua/Sistema Equilibrio Sistema Sistema Ca3 (PO4)2 (Concentración) Cl P Clr Na Mg K Ca Lactalbúmina Sistema Lactoglobulina { pH Liofilo Protein (Ácido/Base/Equilibrio) Ca++/Caseína (Sistema) Caseína/pH (Sistema) Ballarin. En las soluciones coloidales hay dos tipos de coloides: moléculas relativamen- te estables. modificándose su adecuación para procesos industriales posteriores. Química de la leche 29 Figura 4. y un coloide micelar muy ines- table formado por Ca3 (PO4)2 asociado a un complejo de caseinato cálcico. Modificaciones de la leche después de la recogida La microflora láctea puede aumentar después de la obtención. La micela fosfocálcica es un agregado macromolecular de forma y masa variada. 1951. bien por con- taminación medioambiental. bien por una inadecuada manipulación. Esquema de componentes de la leche en equilibrio. lo que asegura su estabilidad por repulsión electrostática. la multiplicación es extraordinaria y conduce a una acidificación rápida. La fase de emulsión está formada por glóbulos de grasa rodeados por una membrana de lipoproteína que mantiene la emulsión. Si la temperatura no es adecuada. En el estado de las soluciones verdaderas se encuentra la lactosa e iones calcio y minerales. como las albúminas y globulinas. debido al paso de la plasmina (proteasa nativa) de la fase micelar a la fase soluble. asociadas a cantidades importantes de calcio y fosfato cálcico y. donde per- manecen hasta su procesado. donde unos enfriadores de “placas” alcanzan la temperatura de conservación. El contenido de caseína soluble en una leche conservada 48 horas a 4 ºC es del 15-16%. lo que da lugar a una activación de la enzima y a la solubiliza- ción de la beta-caseína. Las micelas con mayor contenido en sales minerales presentan mayor tamaño. Refrigeración de leche. a la micela. y así se puede mantener durante varios días. La leche recién ordeñada se enfría a 4 ºC. aunque con un papel importante de cohesión. la zona de recogida y el grado de industrialización de la misma. por tanto. se traducen en una solubilización de las caseínas. En la conservación de leche en refri- geración se produce un aumento de la gamma-caseína y de las proteosas- peptonas. y de aquí a los “silos”. magnesio y citratos. cuando baja la temperatura. Existe una relación entre la carga mineral y el tamaño de la micela. Estas interacciones. en las que la mayor parte son caseínas (alfa. Química de la leche 30 La leche recién ordeñada debe enfriarse para su conservación y para obtener un grado óptimo para los procesos industriales posteriores. Los sistemas de enfriamiento dependen del tipo de explotación ganadera. donde se mantiene la leche hasta la recogida en camiones cisterna. no teniendo incidencia tec- nológica si la leche se conserva en refrigeración menos de 48 horas. Efectos de la refrigeración de la leche sobre la fase coloidal La fase coloidal de la leche está compuesta por micelas de 100-200 micras. En granjas pequeñas se sigue utilizando el sistema de inmersión de cántaras en agua helada. Este efecto es irreversible. a tempe- . También es un medio muy frecuente el empleo de tanques de enfriamiento. Las interacciones hidrófobas juegan un papel importante en la asociación de caseínas que participan en la formación de las submicelas. particularmente la beta-caseína. beta y kappa). de aquí pasa a centros de recogida instalados por las propias industrias o directamente a las centrales lecheras. son inestables y la coagula- ción es más rápida y la cuajada más firme. La refrigeración afecta a las caseínas en el equilibrio micelar y. de la cual el 60% es beta-caseína. en menor cantidad. Esto está ligado al aumento del fosfato cálcico soluble a baja temperatura. La refrigeración provoca un aumento de los contenidos en calcio y fosfato inorgánico solubles procedentes de las proteínas y de las micelas. Adición de finos de quesería recuperados de fabricaciones anteriores Se ha comprobando que la adición de cloruro cálcico de 0.2 g/l permite restablecer el tiempo normal de coagulación. • Madurando la leche con microorganismos. siendo la fase coloidal más estable. Refrigeración de leche. estos efectos son reversibles mediante termización. . • Fortificando la leche con leche en polvo. y los valores de coagulación y el rendimiento leche/queso recupera los valores originales. entonces. Esto se puede mejorar: • Adicionando cloruro cálcico. Hay que trabajar más la cuajada para conseguir un queso normalizado. Mantener la leche a 30 ºC durante 1 hora también tiene un efecto corrector. Termizado de la leche Calentando la leche a: • 30 ºC durante 2 horas. Efectos de la leche refrigerada en la coagulación La aptitud de la leche a la coagulación está influida por el contenido en fosfato cálcico coloidal y el tamaño de las micelas. el aumento de calcio soluble es del 10-20% y del fosfato del 8-10%.1-0. y el rendimiento leche/queso es menor. El paso de la fase soluble de la beta-caseína y fosfato cálcico da lugar a una dis- minución del tamaño de la micela y al aumento de su grado de hidratación en un 35% (después de 48 horas a 4 ºC). Química de la leche 31 ratura ambiente el equilibrio mineral está a saturación. La refrigeración alarga el tiempo de coagulación. en la leche conservada 48 horas a 4 ºC. los geles formados son menos firmes. • Termizando la leche. más frágiles y más friables. • Acidificando la leche. acidificando ligeramente se puede conseguir normalizar la leche refrigerada. siempre que la leche original tenga una calidad microbiológica adecuada. hay mayor riesgo de lipólisis y mayor cantidad de grasa libre liberada del interior del glóbulo. Valor del pH Teniendo en cuenta que se favorece la coagulación al bajar el pH. Aumentando el contenido en proteína coagulable. Entonces se producen pérdidas de grasa durante el batido de la misma en el proceso de fabrica- ción de la mantequilla. tarda más de 20 minutos. . Refrigeración de leche. bien por medio de con- centrar leche por ultrafiltración o bien añadiendo leche en polvo. • 70 ºC durante 15 minutos. Efectos producidos por el frío en la flora microbiana En principio. Si el enfriamiento es rápido. sin embargo. se pueden obtener mejores rendimientos leche/queso. Química de la leche 32 • 50-60 ºC durante 30 minutos. además de los daños en la membrana y de la cantidad de enzimas existentes en la misma. pero depende en gran medida de la carga microbiológica inicial. los cristales formados son pequeños y no dañan la estructura. se producen cristales grandes que dañan la estructura de la membrana. pero en la práctica esto no es eficaz. si el enfriamiento es lento. es decir. rodeados de una membrana hidrófila que asegura la protección del glóbulo y la estabilidad de la emulsión. el efecto del frío detiene o frena el crecimiento y prolifera- ción bacteriana. Efectos de la refrigeración sobre la grasa El glóbulo graso tiene un tamaño de 2-10 micras y está compuesto por trigli- céridos parcialmente cristalizados. La cristali- zación de los triglicéridos aumenta al disminuir la temperatura y hay una retracción del coágulo y una deformación de la membrana. Esto puede tener un efecto corrector sobre la leche refrigerada. según King. ión de cobre absorbido. (H2O). Refrigeración de leche. normalización del contenido graso y ultrafiltración de la leche. En los estudios realizados (Jiménez Pérez. (2) Molécula de fosfátido. (1) Molécula de triglicérido. (3) Molécula de euglobulina. como puede ser en leches de oveja y cabra. (4) Microsoma. Congelación de leche Se han realizado congelaciones de leche de tipo industrial dependiendo de ciertas circunstancias. Química de la leche 33 Figura 5. Sobre todo cuando se trata de leches de cierta estacionalidad muy marcada. La leche es sometida previamente a los procesos de higienización adecuados. 1982). Membrana lipásica. (Cu++). en la leche envasada en bandejas de hasta 10 cm de altura y de una capacidad de 5 a 12 kg de leche. molécula de agua. Representación esquemática de la constitución de la partícula del glóbulo graso y su membrana. como pueden ser: clarificación. . dependiendo de la carga microbiana inicial. Sobre todo en conservaciones prolongadas que producen una reactivación enzimática considerable. (Fe++). bactofugación. ión de hierro absorbido. Karlson P. Refrigeración de leche. Ed. Acribia. Química de la leche 34 dependiendo de las necesidades. se produjeron congelaciones en nitróge- no líquido a –40 ºC. Molkereitechnologie. Biochemie. Química de los alimentos. Kessler HG. Acribia. 2005. Primo Yúfera E. Alimentos. Walstra P y col. periodo de la estacionalidad. . Stuttgart. Georg Thieme Verlag. Ed.und Bioverfahrenstechnik. McGraw-Hill. Bibliografía Astiasarán Anchia I. Ciencia de la leche y tecnología de los productos lácteos. Química de los alimentos. 1992. Acribia.1988. Technische Universität München-Weihnstephan. Lactología técnica. für Mediciner und Naturwissenschaftler. obteniendo resultados excelentes para la fabricación de yogur. Belitz HD. Ed. 1972. Lebensmittel. composición y propiedades. estas “pastillas” de leche congelada se envasaron en bolsas de plástico y se conservaron durante 6 meses. queso o helados después de conservaciones mínimas de 10-15 días a –12 ºC y máximas de 3 a 6 meses a –30 ºC. posteriormente. Veisseyre R. 1998. Ed. 1988. Grosch W. Acribia. 2001. La reglamentación de centrales lecheras de los años 50. durante un tiempo determinado. La pasteurización no sólo elimina la flora de contaminación banal. sino también los microorganismos pató- genos. Los objetivos son: • Destruir una parte muy importante de la flora banal. Salvio Jiménez Pérez Académico de Número. sino también de higienización de alimentos. • Alterar lo menos posible la estructura física y nutritiva de la leche. Los progresos tecnológicos realizados los últimos 50 años en nutrición y die- tética permiten tratar la leche por medio del proceso de pasteurización sin alterar ni su composición ni su estructura. pero hasta 1880 no se empleó en leche. sin superar los 60 ºC. Intensidad del tratamiento térmico La temperatura debe ir acompañada de la duración del proceso. en estudios sobre el vino. Real Academia de Ciencias Veterinarias. sus diastasas y vitaminas. • Destruir todos los microorganismos patógenos. Las condiciones deben ser tales que permitan la destrucción de Mycobacterium . si se emplea de forma determinada. 35 Tratamientos térmicos en leche. Pasteurización Dr. exige la pasteurización para la leche dedicada al consumo humano. los primeros en usarlo fueron alemanes y daneses. sobre tratamientos de la leche. comprobó que se conseguía un grado de higieniza- ción adecuado para alimentos. se aplica no sólo como un méto- do de “conservación”. Pasteur (1866-1876). Condiciones de pasteurización. su com- posición. si la mayoría son esporulados y termorresistentes. esto hace que la leche se acidifique progresivamente. éstos tienen enzimas proteolíticas que producen putrefac- ción de la leche. principalmente. . también debe eliminarse una proporción adecuada de microorganismos banales (más del 90%). ¿Se puede modificar la intensidad y duración del calentamiento en función de la calidad bacteriológica de las leches recogidas? Se seleccionan esporulados y termorresistentes mediante determinaciones indirectas previas. • 72 ºC de 15 a 20 segundos. Listeria monocytogenes y Campylobacter yeyuni. La leche pasteurizada que sale de una central de tratamiento de leche no debe contener más de 30. siendo los mismos gér- menes acidolácticos los que hacen de gérmenes preventivos contra los pro- teolíticos. detectables mediante determinaciones colorimétricas. en este caso sería necesario aumentar la temperatura y prolongar el tratamiento. Pasteurización 36 tuberculosis. sirve de referencia. Tratamientos térmicos en leche. La putrefacción es peligrosa en lactantes. y todos los microorganismos patógenos. Salmonellas. por aparición de substancias tóxicas procedentes de la descomposición de compuestos nitrogenados. la que se desarrolla en la conservación de la leche. un tratamiento adecuado sería 90-92 ºC durante 30 minutos. entonces se puede entrar dentro de los límites legales del proceso de pasteurización. o ambas a la vez. 71 ºC durante 6 a 8 segundos y. Si la flora es acidoláctica. Coxiella burnetti. Staphilococcus aureus. como es el térmicamente más resistente.000 unidades formadoras de colonias por mililitro (ufc/ml) en leches comerciales. Para aumentar el margen de seguridad: • 63 ºC durante 30 minutos. El empleo riguroso del tratamiento térmico presenta los siguientes inconvenientes: si la mayoría de los microorganismos no son esporulados o termorresistentes 80-85 ºC durante 20 segundos sería suficiente. La destrucción del bacilo tuberculoso requiere un calentamiento de 63 ºC durante 6 minutos. La temperatura y duración del tratamiento depende del contenido inicial de gérmenes banales: si las condiciones higiénicas de la recogida de leche no es la adecuada. subsisten en ella gran número de gérmenes. La leche pasteurizada no es estable. transportarla e higienizarla. es importante que la leche en su totalidad alcance la temperatura de pasteuriza- ción. fecha de caducidad. es suficiente para conservar en perfectas condiciones la leche durante la vida comercial.. no es peligrosa. aunque su desarrollo es bastante lento. no todas las leches crudas pueden ser pasteurizadas. La leche con unas condiciones idóneas de limpieza y apariencia puede ser peligrosa si tiene gérmenes patógenos. “bacterias lácticas termófilas”. es por lo que se hace necesario conservar la leche a 4 ºC durante el almacenamiento. sólo permite conservar más tiempo la leche. Los gérmenes termorresistentes pueden multiplicarse a temperatura ambiente. mayores son las modificaciones y profundidad de las alteraciones físicas y físico-químicas de la leche. por el contrario. es lo que se llama tratamiento tec- nológico al consumo. ni siquiera en estas condiciones. sólo las de calidad bacteriológica satisfactoria. Condiciones de calentamiento y enfriamiento Se debe modificar lo menos posible la composición y estructura de la leche. La pasteurización no es una panacea que permita transformar leches de baja calidad en calidad superior. transporte y comercialización. Tratamientos térmicos en leche. garantizar la homogeneidad del calentamiento. Conviene mantener la leche pasteurizada en esta zona de temperaturas para evitar la acidi- ficación progresiva. la otra razón en contra de la elevación del tratamiento más riguroso es la modificación de la estructura y composición de la leche: cuanto más elevada es la temperatura de tratamiento. es decir. capaces de desarrollarse entre 30 y 60 ºC. de sales y del contenido vitamínico. y mantenerlo hasta el momento del consumo. una parte no tra- . Temperatura de refrigeración La leche pasteurizada contiene un número de microorganismos. etc. si no tenía gérmenes patógenos. es lo más importante al elegir condiciones de calentamiento y refrigeración. del equilibrio de substancias nitrogenadas. ya que los esporos subsisten a bajas temperaturas. Pasteurización 37 La acidificación láctica. pero no modifica las propiedades de la leche. un equipo de refrigeración y un cambiador/recuperador. si se calienta demasiado. como percepción física de calidad. Se puede aumentar a 80 ºC. 71-74 ºC 40 seg. 62-65 ºC 30 min. Métodos de pasteurización La pasteurización baja de realiza a 63 ºC durante 30 minutos. surgen alteraciones. Leche de baja calidad requiere un tratamiento térmico más drástico.. 140-150 ºC 2-4 seg. etc. Tratamiento ºC Duración Termización. Equipo de pasteurización Una instalación de pasteurización consta de un equipo de calentamiento. Pasteurización larga. A partir de 1950 perdió interés este tipo de pasteurización. Calentamiento corto. el oxíge- no contenido en la leche tiene actividad sobre la destrucción de vitaminas. este método se generalizó entre los anglosajones por la línea de nata. un posterior calentamiento impide la ascensión de la grasa. a cocido. Tabla 1. Es un método lento y discontinuo. no se coagu- lan las albúminas y globulinas y el estado de emulsión de los glóbulos grasos permanece inalterado. cuando la calidad de la leche lo requiere y aplicar el método HTST (High Temperature Short Time). o anillo graso. se produce pérdida de gases por calentamiento y se altera el equilibrio mineral del alimento. 85 ºC – Calentamiento ultra-alto. 72 ºC durante 15 segundos. 109-112 ºC 20-40 min. sabores a quemado. Pasteurización 38 tada actúa de inóculo de gérmenes. Tratamientos térmicos en leche. Calentamiento alto. Pasteurización alta: 72 ºC durante 15 segundos. como son olores. (sólo en fabricación de queso). 68-72 ºC 1-40 seg. además del proceso de homo- geneización de aplicación a partir de esos años. el anillo de nata que se formaba en la parte alta de la botella y estéticamente podía reflejar calidad. Esterilización. pero modifica las propiedades de la leche: albúminas y globulinas sufren coagulación parcial. Tiempo de calentamiento de la leche. que pueden estar uni- . Este es un método rápido y se realiza en procesado continuo. no producir sobrecalentamiento en deter- minadas zonas. y tiene un agitador para repartir el calor uniformemente en todo el líquido. además. se debe evitar la formación de espuma para que no se protejan los microorganismos en las burbujas. Los pasteurizadores o equipos de pasteurización se distinguen por la exten- sión. Tratamientos térmicos en leche. del grado de limpieza de la instalación. deben ser fáciles de desmontar para su limpieza y deben tener el tamaño apropiado para el trabajo que deben realizar. respetar la estructura y composición de la leche. Aparatos de pasteurización baja Están formados por una cubeta de doble pared. Los equipos deben ser económicos. que calienta la leche a 63 ºC y se mantiene durante 30 minutos. El tamaño de la superficie calefactora está en función del trabajo que debe realizar. por lo que se recomienda que sean de acero inoxidable u otro material de alta calidad. además. evitando el desprendimiento de gases y la oxidación de vitaminas una vez terminada la pasteurización. deben tener un precio razona- ble y un consumo bajo de energía para el volumen de leche a procesar. también el rendimiento térmico satisfactorio. Pasteurización 39 dos en un bloque. protegiéndo- la del aire. Existen investigaciones sobre tipos de limpieza. Condiciones del pasteurizador Debe garantizar la homogeneidad e intensidad del calentamiento mediante una acción bactericida adecuada. La máquina debe permitir la limpieza completa y rápida de las superficies de contacto con la leche. nivel de toleran- cia y la influencia de esto sobre el producto final. y la diferencia de temperatura entre la leche y el fluido calefactor. superficie. el coeficiente de transmisión depende. la forma y la disposición de la superficie a través de la cual se produce el intercambio de calor. es decir. La cantidad de calor transmitida por la pared está en función del coeficiente de transmisión de calor entre la pared. pueden estar separados o ser independientes. depósitos de suciedad en equipos. Estos equipos de calentamiento/refrigeración constan de una pared metálica que separa el refrigerante o calefactor de la leche a tratar. que depende del estado de las superficies de intercambio térmico. . 5. Aparatos de pasteurización alta El funcionamiento es en régimen continuo. 200 y 500 litros. y el tiempo de retención de la leche en calentamiento y de la temperatura son variables. la leche pasa por una o dos zonas de calentamiento. . Tapadera móvil. Inconvenientes: el espacio grande que ocupa. dependiendo del tratamiento a aplicar de acuerdo con el tipo de leche a procesar. Ventajas: sencillez y facilidad de limpieza. la lentitud del trabajo a realizar y. Camisa calefactora. 4. se produce oxidación de las vitaminas. al desprender anhídrido carbónico. donde la leche es calentada por una o dos superficies. Cubeta de pasteurización. para conseguir un calentamiento homogéneo. 3. boca a boca. Pasteurización 40 Figura 1. en volúmenes mayores el equipo refrigerante y el calentador están separados. Los problemas que presenta es que. 100. Pasteurizadores tubulares Los pasteurizadores tubulares son un haz de tubos unidos por codos. Tratamientos térmicos en leche. 4 2 5 3 1 Inyección de vapor Salida de la leche pasteurizada Purga 1. Agitador rotatorio. se debe de evitar que parte de la leche escape al calentamiento adecuado. Soporte del agitador. Termómetro. Los aparatos de pasteurización baja trabajan de manera discontinua para pequeñas y medianas cantidades. 2. Pasteurización 41 La leche circula a contracorriente con el agua caliente a vapor. Los pasteurizadores tubulares son más caros. El calentamiento se produce sin contacto con el aire (en vacío). pero su rendimiento es excelen- te y el ahorro de energía es importante. sólo unos grados por encima de la determinada para la pasteurización. la leche no se quema. el mecanismo de cierre. En Bélgica y Holanda se utilizan tubulares de serpentín. es muy sencilla y está determinada por el fabricante de la máquina. Foto Alfa-Laval . pues la temperatura no es muy elevada. y sobre todo en los modernos. el recuperador y el mantenimiento a temperatura se ponen concéntri- cos. pues la leche tiene una capa de sólo 5-6 mm de medida. se han sustituido por placas en la actualidad. la homogeneidad del calentamiento es buena. y se ahorra espacio y energía. con soluciones detergentes y antisépticas adecuadas a la misma. Tratamientos térmicos en leche. unidas por juntas de goma y dispuestas en un bastidor cuyo pie es un reservorio de agua caliente. El espacio entre Figura 2. A la derecha. el pasteurizador. La limpieza es cómoda y en algunos equipos. Fundamento de un pasteurizador de placas. Placas onduladas Agua caliente Leche Pasteurizador de placas abierto. Pasteurizadores de placas Consisten en una serie de placas onduladas con nerviaciones rectangulares o circulares dispuestas en forma vertical. 000 l/h). Material de refrigeración Después del calentamiento. Pasteurización 42 cada dos placas. Recuperadores Los recuperadores o intercambiadores de calor sirven para el ahorro de energía y su fundamento es que la leche pasteurizada (caliente a 74 ºC).A. Los equipos de placas son los más utilizados en la actualidad. en refrigeradores tubulares o de placas.000 litros/h. El espacio de dos placas se separa para hacer más lenta la circulación de la leche. pudiendo trabajar hasta 20. es recorrido por leche y donde el ele- mento calefactor es agua o vapor a baja presión que circula a contracorriente.P. transmite parte . Tratamientos térmicos en leche. Foto A. Cambiador de placas de gran débito (100. estos equipos son de acero inoxidable y llevan un sistema de limpieza programado. Figura 3.ª con agua fría a 15 ºC mínimo. de 3 o 4 milímetros. Este aparato consta de 390 placas cuando funciona a su capacidad máxima. cambiando el agua caliente o vapor por agua fría o liquido refrigerante. la leche se refrigera. este espacio del equipo es la zona de “mantenimiento” de la temperatura de pasteurización. Los refrigerantes tienen dos secciones: la 1. tienen los mismos límites de temperatura que los tubulares.ª con líquido refrigerante 4 ºC. y la 2. sin entrar en contacto con el aire. ocu- pan espacios más reducidos y la limpieza es cómoda. Dispositivos de seguridad Antes de emplear un equipo. por tanto. Pasteurización 43 de su calor a la leche cruda no procesada (fría a 14 ºC) por medio de este intercambiador. Tratamientos térmicos en leche. Funcionamiento de un grupo de pasteurización moderno. sin solución de continuidad. Agua Agua Caldera de muy vapor Embotellar fría fría Flotador Hacia Compresor Descompresor Enfriamiento con agua muy fría control del vapor de tem- Enfriamiento con agua fría peratura manda a la Válvula de válvula de desviación Válvula desviación Calentamiento Termómetro Termómetro Recuperación Del controlador de la temperatura registrador registrador de la leche de la leche fría Tubo capillar uniendo el Filtro caliente Controlador de temperatura vástago al controlador de temperatura Mantenimiento Flotador Instalación de Depósito Depósito con agua caliente Regulador flotador del caudal Bomba Bomba de la leche Inyección de vapor Leyenda Leche cruda Leche pasteurizada Llegada de la leche Agua caliente Agua muy fría . Este intercambio de temperaturas se produce al pasar una leche y otra a contracorriente a lo largo del circuito del intercambiador de calor. además de estar limpio y prácticamente estéril. después de la esterilización. abandona el recuperador a 40-45 ºC y alcanza el fil- Figura 4. hay que vigilar especialmente las mezclas. en el circuito de pasteurización. Se hace circular agua hirviendo o vapor en circuito cerrado durante 15 a 30 minutos. Termómetro ++++ Vapor Punto de control de temperatura y del tiempo de mantenimiento . se pasa agua fría. La leche cruda. agua hirviendo/agua fría. leche. y des- pués leche. y químicamente mediante soluciones detergentes. La leche pasteurizada entra en el intercambiador a 74 ºC y sale a 16 ºC y la leche cruda entra a 14 ºC y sale también del intercambiador a 62 ºC. térmicamente debe estar esterilizado. (62 – 14) x 100 Recuperación = = 80% 74 – 14 De esta manera el calentamiento de la leche cruda inicial no cuesta nada y así se ahorra tanto en pasteurización como en mantenimiento y limpieza. y devuelven al circuito la leche si no se ha calentado. “Todas las medidas y regulaciones se hacen automáticamente”. que. La vida comercial de la leche “bactofugada” es de 8-10 días a 15 ºC. después a la zona de mantenimiento. además de utilizarse para leche de consumo. Países Bajos y Rusia. este méto- do. El bol de bact. más tarde. y se envasa o embotella. hay que tener en cuenta la variación y temperatura y el grado de limpieza: con una señal luminosa y un timbre de alarma se indica la variación del circuito. con un tratamiento de esterilización previo de los envases. La leche pasteurizada se envasa en recipientes herméticos Se envasa en vidrio. con dos centrí- fugas en serie se puede eliminar el 99. este método se llama “bioterm”. Fueron unas investigaciones de origen belga (1992). regulando de la temperatura del agua caliente.9 %. etc. aprovechando la temperatura de pasteurización. 140 ºC durante unos segundos (entre 2 y 8). así como las interrupciones. con la aparición de sedimento en el 1.000 litros mínimo a (12. Se vuelve a relle- nar el circuito con agua. la leche sale a 4 ºC.5% de la leche tratada. puede funcionar poco tiempo y elimina un 1. Mediante ter- mómetros de precisión. sirve para la fabricación de quesos: se modifican los rendimientos y la composición. la válvula de diafragma administra vapor o agua según se necesite. además. a 73-75 ºC se elimina el 99. Tratamientos térmicos en leche. Trabajando con 6. . en envases desechables y en cartón o plástico. también se aplica el tratamiento UHT (Ultra High Temperature). emple- ándose termómetros registradores. para después ser refrigerado. Alemania. se arrastran los restos de leche y se procede a la limpieza. para ello el termómetro está a la entrada y salida del circuito.250 g) se eliminan el 90% de las células y microorganismos. El empleo del sedimento es problemático sobre todo cuando se emplea en quesería o en el envasado de leche pasteurizada. luego pasa al recuperador. donde se enfría.. regula el contenido en grasa.5% del volumen de leche con los gérmenes de desecho en forma de “lodos”.fugación actúa como tiempo de retención. que miden temperatura y tiempo. con agua fría o líqui- do refrigerante. Pasteurización 44 tro o depurador centrífugo. Bactofugación de la leche Se trata de eliminar los microorganismos de la leche por la fuerza centrífuga.5%. y se emplean en Bélgica. es enviada a la zona de pasteurización. Lebensmittel. Fachbuch-Verlag. Milch und Milcherzeugnisse. Leche pasteurizada de alta calidad Es la denominada en algunos países Leche Certificada. Grosch W. no reducir el azul de metileno en menos de 5 horas. en establos exentos de tuberculosis.und Bioverfahrenstechnik. Lactología técnica. Molkereitechnologie. Verlag Paul Perey. Pasteurización 45 Control de la pasteurización Se debe controlar la pasteurización tanto en cuanto a gérmenes banales como a patógenos. 1998. Ed. estar libre de impurezas a la lactofiltración y exenta de antibióticos y antisépticos. . Ed. für Mediciner und Naturwissenschaftler. Ciencia de la leche y tecnología de los productos lácteos. Kessler HG. 1972. 1973. 1976. composición y propiedades.000 ufc/ml. Acribia. Química de los alimentos. Tratamientos térmicos en leche. Bibliografía Astiasarán Anchia I. Alimentos. 1992. Química de los alimentos. Debe ser producida y recogida en condiciones higiénicas certificadas. Toppel A. 2001. Stuttgart. McGraw-Hill. Berlin und Hamburg. Ed.1988. Walstra P y col. Leipzig. Kiermeier F. Biochemie. Primo Yúfera E. Chemie und Physik der Milk. Veisseyre R. Se realiza la determinación de gérmenes banales mediante un cultivo. Acribia. Karlson P. Acribia. si éstos son muy elevados no se debe culpar siempre al equipo de pasteurización. Technische Universität München-Weihnstephan. 1988. se puede afirmar que la leche se ha calentado con un margen de seguridad grande. Lechner E. cuando la prueba de la fosfatasa alcalina da negativo. Georg Thieme Verlag. Acribia. Ed. 2005. Belitz HD. menos de 500. . la disminución del volumen del glóbulo rebaja su fuerza de ascensión e impide que la grasa suba. Alteraciones: color oscuro. La leche estéril entera se considera una “conserva” y su preparación deberá cumplir todas las precauciones de la industria conservera. Objetivo: “la destrucción completa de gérmenes presentes en la leche. Durante mucho tiempo se consideró la esterili- zación un calentamiento a 115-120 ºC en autoclave de 15 a 30 segundos. Real Academia de Ciencias Veterinarias. gusto a cocido. pero fue Gaulin en 1901 el que comercializó el equipamiento para la homogeneización. debe tener envases herméticos y debe ser leche de buena calidad para soportar el tratamiento térmico. . Fundamentos de los tratamientos térmicos Dr. tanto en formas vegetativas como esporuladas”. Los métodos de esterilización mejoraron mucho a partir de 1950. Técnica utilizada por primera vez en Suiza. pero desarrollada en Francia en 1889. desequilibrio proteico-mineral y pérdida de vitaminas. Salvio Jiménez Pérez Académico de Número. Homogeneización de la leche Esta operación tiene por objeto estabilizar la emulsión de la grasa pulverizan- do los glóbulos hasta un diámetro de 1-2 micras. deben evi- tarse contaminaciones. 47 Leches esterilizadas. Debe ser una leche exenta de gérmenes susceptibles de desarrollarse o producir alteraciones en la leche. Los primeros ensayos los hizo Julien. Es decir. como alteraciones más significativas. Principio de los homogeneizadores de válvula. En una 1.000 l/h. Antes del tratamiento la leche. hecho que se puede producir en algunos casos cuando pasa sólo por una de las fases. debe ser fluidificada a 70-80 ºC y este proceso produce variaciones en la leche. Fundamentos de los tratamientos térmicos 48 La leche es sometida a una presión de 150 a 350 kgf/cm2. Leche desde la bomba de alta presión Leche homogeneizada Válvula de muelle La homogeneización. con un aumento además de temperatura de 5 a 8 ºC. disminuyendo la presión hasta 1 kgf/cm2. como otros procesos tecnológicos en alimentos.ª a una presión de 5 a 35 kgf/cm2. Después vence la resistencia del tope y por laminación sale por los laterales. La homogeneización en dos fases evita que la grasa se reaglomere. debe realizarse en dos fases. proteínas existentes en el suero de la leche. Figura 1. .ª fase debe someterse a una presión de 200 kgf/cm2 y en una 2. para 5. Leches esterilizadas. Al aumentar el número de glóbulos grasos iniciales es insuficiente la membrana del glóbulo graso original y este espacio se cubre con seroproteínas y caseínas. que choca con un tope cónico. esto produce el estallido de los glóbulos grasos disminuyendo e igualando su tamaño. Un homogeneizador necesita una potencia de 40 a 45 caballos de vapor de potencia. Para una homogeneización rigurosa es necesario trabajar con dos equipos en serie. • Leche esterilizada en continuo. Clarificación de la leche Es una homogeneización más una depuración de la leche. Fundamentos de los tratamientos térmicos 49 El tratamiento de homogeneización de la grasa de la leche presenta las siguientes variaciones: se ven frenados los fenómenos de oxidación.000 l/h. se facilita la acción de enzimas digestivas y. Con este método se pretende eliminar los esporulados y la población microbiana saprófita. esta técnica sólo tiene 20 años de funcionamiento y se utiliza también para leches pasteurizadas. gusto producido por la “luz”. La pre-esterilización se realiza a 130-140 ºC durante 3 a 4 segundos Después es enfriada a 70-80 ºC y se envía al homogeneizador para comple- tar el procesado. este producto nuevo se llama leche clarificada. Este proceso se utiliza para el ajuste en grasa de leche. siendo sólo necesaria una potencia de 12 caballos de vapor para 5. es muy semejante a una desnatadora: se separa la leche de la nata. aparecen sabores extraños (gusto a cartón. se facilita la acción de las enzimas. Es conveniente que la esterilización vaya precedida de una pasteurización alta. Ventajas sobre la homogeneización: se necesita menor potencia. Técnicas de esterilización • Leche esterilizada en botellas. la nata es recogida por una turbina y es homogeneizada. por tanto. por la sensibilidad “foto- química” de las proteínas que recubren el glóbulo graso). . Leches esterilizadas. pues sólo se trabaja un 10% del volumen. se enrancia más deprisa a no ser que se hayan destruido las lipasas en el tratamiento térmico. se facilita la asimilación. sólo se necesita una temperatura de 50 ºC. En la clarificación de la leche. y luego se vuelve a unir la nata homogeneizada y la leche inicial. cuando es excesiva. también se presentan algunos inconvenientes. Breil y Martel. Estos equipos cada vez se usan menos. Cámara de vapor Precalentamiento por radiadores Refrigeración Vapor por aspersión a temperaturas decrecientes Agua Carga Lavado Descarga Evacuación . Leches esterilizadas. Esto se realiza en autoclaves rotatorios o en bandejas móviles. El agitado de las botellas durante el procesado disminuye el oscurecimiento. Como normalmente se trabaja con grandes volúmenes de leche. también por aspersión. se tiende a trabajar en continuo. Figura 2. alimentados en discontinuo o en continuo. Fundamentos de los tratamientos térmicos 50 Esterilización en recipientes herméticos La leche previamente pasteurizada o pre-esterilizada y envasada hermética- mente se esteriliza en autoclaves. En discontinuo para volúmenes no muy grandes y tratamiento prolongado en laboratorios de microbiología. es mejor método tanto de trabajo como de medio de calentamiento. El calentamiento se realiza con vapor y el enfriamiento con agua tibia o fría. al aumentar la velocidad de calentamiento permite disminuir el tiempo de calentamiento. Esquema del esterilizador continuo de botellas Webster. para asegurar una perfecta transferencia de calor. por el contrario. en continuo se mantiene la temperatura elevada y van entrando los recipientes. • Calentamiento directo: contacto directo del vapor con la leche. Los recipientes (botellas) se colocan en una cinta transportadora. Existen varios modelos de los tipos descritos. Están compuestos por una cámara de esterili- zación a presión por vapor. pero no tiene aplicación industrial. Fundamentos de los tratamientos térmicos 51 Cuando se trabaja en discontinuo se parte de temperaturas bajas y se calienta lentamente toda la masa y la duración del proceso es larga. La segunda columna actúa como refrigerante y la temperatura disminuye desde arriba hasta abajo. Los cambiadores de placas son mejores que los tubulares. La temperatura de calentamiento es de 135-150 ºC durante 2 a 10 segundos. Leches esterilizadas. . Pasan por todo el circuito donde la leche es precalentada a 100 ºC. Este tratamiento sólo puede hacerse en continuo y completado con un envasado aséptico (estéril). Métodos de calentamiento indirecto Dependen de las condiciones del flujo de la leche y las condiciones de transferencia de calor. Los métodos UHT son dos: • Calentamiento indirecto: por cambiadores tubulares o placas. Es un progreso decisivo en la preparación de leches de larga duración. La temperatura del agua aumenta desde arriba hasta abajo. El proceso es más corto. Esterilización en flujo continuo Leche UHT (Ultra High Temperature): es un tratamiento de alta temperatura a corto tiempo. También existe otro de fricción mecánica. El flujo de la leche debe ser turbulento. en los que la primera columna es el precalentador. después se esteriliza a 110-118 ºC y luego es enfriada. que alcanzan rápidamente la temperatura deseada. Los autoclaves de alimentación en continuo son aparatos a presión de agua o esterilizadores hidrostáticos. 160 140 Tratamiento UHT directo 120 Temperatura (ºC) 100 80 60 40 20 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 Tiempo de tratamiento (s) 160 140 Tratamiento UHT indirecto 120 Temperatura (ºC) 100 80 60 40 20 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 Tiempo de tratamiento (s) En los tubulares conviene aumentar la velocidad. directo e indirecto (según Burton. La velocidad de transferencia de calor aumenta también por la diferencia de temperaturas entre el fluido calefactor y la leche. Comparación de los tratamientos térmicos en los procedimientos de calentamiento UHT. 1972). Las condiciones de transferencia de calor dependen de la diferencia de temperatura entre el fluido calefactor y la leche. mientras que en tubos necesita 32 segundos. Leches esterilizadas. Por ejemplo. . Esto se dificulta con los depósitos de leche quemada y la suciedad. Se debe crear la turbulencia suficiente para que toda la leche tenga el mismo tratamiento. La homogeneidad del calentamiento es muy importante en el tratamiento UHT. Fundamentos de los tratamientos térmicos 52 Figura 3. en placas necesita 18 segundos para calentar de 75 hasta 140 ºC. El tiempo necesario para alcanzar la temperatura deseada también es importante. Figura 4. 7. una antes del precalentamiento y otra en el circuito de enfriamiento. Fundamentos de los tratamientos térmicos 53 Funcionamiento de una instalación de placas La leche se precalienta a 65-75 ºC en un recuperador. Leches esterilizadas. A veces. La leche. extraída del recinto 3 por una bomba centrífuga. donde se mantiene la presión (3 bares). El vapor de expansión se condensa en el calentador 1 y cede así a éste su calor latente. Este recinto hace de refrigerador por expansión y la leche se enfría en una fracción de segundo hasta 75 ºC. Funcionamiento del esterilizador Laguilharre. Con todo esto también se favorece la homogeneización. que eleva en una fracción de segundo su temperatura a 140 ºC. 1. pasa a un homogeneizador y a presión entra a la esterilización a 140-145 ºC. Allí sufre la inyección de vapor. al pasar por el tubo 9 y la tobera 10. Métodos de calentamiento directo En este proceso la leche y el aire caliente se mezclan. Con los cambiadores tubulares hay que trabajar a más velocidad. 3. La bomba de vacío 8 evacua el agua de condensación. pero hace que la leche se diluya un 10%. La leche pasa seguidamente a la cámara de vacío. esto se consigue metiendo más presión desde el homogeneizador con dos válvulas. esto origina un calentamiento muy rápido. es lanzada a los refrigeradores 4 y 5 y sale estéril a una temperatura de entre 5 y 8 ºC. Leche Vapor 1 9 2 10 3 13 Agua Leche esterilizada fría 5 Agua muy fría 11 Llegada de la leche Vapor vivo Agua fría 6 8 12 7 4 La leche aspirada por la bomba 6 pasa al calentador tubular. y sale por otro enfriador final. por el tubo 12 y la tobera 13. antes del calentamiento final pasa a un desaireador que además sirve para preservar las vitaminas. A unos 75 ºC es finamente pulverizada en el recinto 2. por lo que se . al eliminar el oxígeno. va después a un enfriador. composición y los carac- teres organolépticos. Leches esterilizadas. 9 8 6 7 10 16 5 11 15 14 17 18 4 12 1 3 2 13 Leche Vapor a baja presión Vapor a alta presión Vapor condensado Agua de refrigeración Suma el efecto ultrasónico a la temperatura. Se precalienta a 80 ºC. en un cambiador-recuperador y de aquí pasa al uperizador. Inyección de vapor en leche Procedimiento suizo denominado uperización o ultrapasteurización. Este método persigue la destrucción de microorganismos tanto en formas vegetativas como esporuladas. Consiste en inyectar vapor a alta temperatura (150 ºC) en leche precalentada (70-80 ºC). por medio de un recipiente desaireador de vacío. sin modificar la estructura. . se desgasifica o desodoriza. Esquema del procedimiento de uperización APV. Figura 5. La inyección de vapor a 13 atmósferas calienta instantáneamente el producto a 150-160 ºC. Fundamentos de los tratamientos térmicos 54 debe producir una vaporización que elimine el vapor añadido y permita restablecer el extracto seco inicial de la leche. Funcionamiento Después de calentar la leche a 40-50 ºC. Para controlar la vaporización se regula la instalación. hoy día. Fundamentos de los tratamientos térmicos 55 Después en una campana de expansión. Uperizador APV (8. A la izquerda y detrás. de manera que la temperatura de salida de la leche sea 2 ºC inferior al de entrada (80 ºC) en la inyección de vapor. el vapor pierde presión y se evapora. la leche alcanza 145-150 ºC. donde recibe la inyección de vapor. el precalentador de placas. antes del cambiador de agua fría. Instantáneamente.P. y la leche se pulveriza por choque violento con las paredes. Además. a la salida de la cámara de expansión. Así se elimina la condensación de vapor con la evapora- ción y la materia seca permanece constante. . Figura 6. A la derecha.000 PM). refrigerada a presión inferior a la atmosférica. por condensación de vapor. con lo que los glóbulos grasos tienen más dificultades para ascender a la superficie del recipiente. Foto A. En la cámara de expansión se pierde el vapor de la leche. Leches esterilizadas. La refrigeración se completa con el paso a un cambiador con agua fría. la leche es comprimi- da en un homogeneizador a 300-350 bares.V. Pulverización de leche en vapor La leche es pulverizada en una cámara. añadido en el calentamiento. la cámara de expansión. eléct. Crepaco EE. (infusión) Laguiharre Francia Nuova Frau-Dasi Italia/EE. Leches esterilizadas. Rossi & Catelli Italia Stork (Steritwin) Países Bajos (II) Leche-en-vapor Crepaco (Ultratherm) EE.UU. Johnson Suecia (B) Calentamiento directo (I) Vapor-en-leche Alfa-Laval (VTIS) Suecia (inyección) APV (Uperiser) Reino Unido Cherry Burrell EE. de resist.UU. Pasilac (Palarisator) Dinamarca (C) Otros tipos (I) Calentamiento por Actini-France Francia resistencia eléctrica de elementos incandescentes.UU. Tipos de plantas procesadoras ultra alta temperatura.UU.UU.UU. Fundamentos de los tratamientos térmicos 56 Tabla 1. Schmidt Alemania (IV) Superficie raspada Alfa-Laval Suecia Cherry Burrell EE. de Elecster Finlandia tubos de acero inoxidable (III) Fricción Atad Francia . (II) Cal.UU. Nuova Frau (Sterflux) Italia Stork (Sterideal) Países Bajos (II) Placas Ahlborn Alemania Alfa-Laval (Steritherm) Suecia APV (Ultramatic) Reino Unido Sordi Italia (III) Combinación de APV (Ultramatic T) Reino Unido placas y tubos Cherry Burrell EE. Tipo Fabricante País de origen (A) Calentamiento indirecto (I) Tubular Cherry Burrell EE. Leches esterilizadas. • Evitar el reagrupamiento de los glóbulos grasos.25 0. Parámetros de medida del tratamiento UHT (Kessler). El valor C: las condiciones necesarias para causar una pérdida de 3% de tiamina.18 0.1 segundos.49 UHT directo 2. • Homogeneización aséptica (sino se hacen patentes las micelas de caseína). – Parámetro B: MICROBIOLÓGICO. VALOR B VALOR C UHT indirecto 1. de cartón termosoldable o plásticos. Por último. sin sabor ni olor y resistentes a los pre-tratamientos térmicos. – Parámetro C: QUÍMICO. se produce la desoxigenación de la leche y es caro. Fundamentos de los tratamientos térmicos 57 Pasa a una segunda cámara. Los recipientes deben ser opacos. Diferencias entre el método directo y el indirecto • Directo: modificaciones mínimas. impermeables al agua o a gases. Se esterilizan con peróxido de . la leche se altera por la transferencia de calor y necesita un desaireador. “alimentario”. y además de fácil utiliza- ción.30 Envasado aséptico de leche UHT El tratamiento a granel de la leche necesita recipientes estériles y en el llenado hay que evitar cualquier contaminación. ahora se evapora al descender la temperatura a 70-75 ºC. Tabla 2. se refrigera mediante un cambiador con agua fría y agua helada y se envasa asépticamente. El valor B: es el daño causado a los microorganismos por un tratamiento a 135 ºC durante 10. • Seco y saturado (limpio y puro). El vapor condensado antes. Condiciones del calentamiento directo • Rápido: 140-150 ºC en 2 segundos. donde se ha hecho vacío. • Indirecto: produce depósitos. pero tienen soluciones caras. H G B C D E F A A. Colocación en contenedores de transporte. La esterilización se termina con óxido de etileno. Fundamentos de los tratamientos térmicos 58 hidrógeno. Formación del tubo de cartón. Figura 7. Se esterilizan con alcohol a 70 ºC o con luz ultravioleta. Los sacos de plástico son poco costosos. H. Los recipientes adoptan la forma definitiva. Leches esterilizadas. E. C. . El herme- tismo del cierre debe ser verificado. Principalmente la leche UHT se envasa en cartón. D. por el otro lado. Soldadoras cruzadas. F. B. Esquema del funcionamiento de una instalación de envasado aséptico en recipientes paralelepipédicos (Tetra Brik aséptico). Llegada de la leche. G. con aire estéril a 400 ºC y el cierre es de aluminio con moldeo del reborde. Las botellas de plástico moldeado se fabrican por extrusión-insuflado. Rollo de cartón. polipropileno. Los sacos de polietileno tienen una lámina de aluminio forrada de polietileno y.Baño de peróxido de hidrógeno. Cámara estéril. (agua oxigenada) en solución fría o caliente (80 ºC) y secado al aire caliente (232 ºC). mantiene un poco a óxido. . Foto Alfa-Laval La misma máquina puede realizar el envasado en recipientes de distinta capacidad. • En la leche UHT se producen agregados de grasa y proteínas. llenado y cerrado de los recipientes paralelepipédicos en ambiente aséptico (Pure-Pak aséptico). Leches esterilizadas. • En la leche uperizada conservada a 15 ºC el sabor a óxido aparece a los 15 días. • Después de 21 días. Modificaciones de las leches conservadas • Después de 3 días a 7 ºC pierde el gusto a cocido la leche uperizada. Instalación de envasado aséptico que efectúa el moldeado. • La leche UHT al cabo del tiempo se vuelve más viscosa-filante. • En la leche estéril aparece sabor a caramelización. El cartón utilizado está revestido de aluminio y el conjunto es esterilizado en la factoría de producción. • Se puede gelificar por reactivación de las proteasas. lo cual aumenta la seguridad del sistema. Fundamentos de los tratamientos térmicos 59 Figura 8. Control de calidad en leche estéril Está regulado por las normas FIL/IDF. la leche uperizada no cambia de sabor. y a partir de éstas se regula por las normas nacionales de cada país y las Directivas de la UE. Control del procesado industrial Las técnicas analíticas actuales nos permiten un seguimiento muy minucioso de procesado industrial. 7 días (termófilos). • La acidez titulable no debe superar 0.2 gramos de ácido láctico por litro. • Digestibilidad. Leches esterilizadas. • Prueba del alcohol. 14 días (mesófilos). Fundamentos de los tratamientos térmicos 60 Se verifica principalmente: • La estabilidad físico-química. • El análisis bacteriológico. • Facilidad de consumo. • Putrefacción. • Acidez. Incubación a 30 ºC. (inferior a 5 ufc/ml en 3 semanas a 31 ºC). Existencia de proteínas en el suero desnaturalizadas. Porvenir de la leche esterilizada Es muy interesante en la vida actual por su: • Valor nutritivo. Incubación a 55 ºC. Control rápido: • Examen sensorial u organoléptico. . • Test del enturbiamiento para verificar sobreprocesados. • El test del alcohol no debe dar floculación. de tal modo que los parámetros analíticos reflejados en las tablas 1 y 2 nos muestran hasta qué punto se puede determinar o clasificar la leche tratada industrialmente según su tratamiento térmico. • Ausencia de coliformes. • La enumeración de gérmenes viables no debe ser superior a 100 ufc/ml. • Test de Aschaffenburg. Fundamentos de los tratamientos térmicos 61 Tabla 3. como ejemplo. UHT. – Esterilización. Pasteurization. . – Pasteurización.000 Heat-induced paramenters in industrial milk F. 90/20 140/3 VI.Índices de calentamiento. Norales et al. . a) Directo. Stort. Thermization. Sterilization in-bottle. 85/30 IV. • Proteínas de suero desnaturalizadas. • Determinación de lactulosa. • Grupos S-H libres. Leches esterilizadas. Un ejemplo de la caracterización de leches y la posibilidad de determinar la idoneidad del proceso está publicado desde el año 2000 y. Indirect UHT. • Lisina total y lisinoalanina. Reference samples of processed milk under defined industrial conditions. • Proteínas de suero. • HMF . 80/24 150/4 V. b) Indirecto. 138/15 116/1.-J. • Índice de glucosilación. Direct UHT.Hidroximetil-furfural. • Oxígeno disuelto. • Método de la fruoroescamina (proteínas libres). Tabla 4. • Método de agente clarificante. Sample Industrial Type of Preheating Heating process plant ºC/s ºC/s II. APV. puede servir este estudio hecho en el laboratorio. Rossi & Catelli. Indirect UHT. 90/20 140/10 VII. • Determinación de lactosa y galactosa. Determinación de la idoneidad del tratamiento térmico. 65/10 III. Finnah. Toppel A. Alimentos. lactulose. BSA and Fc in milk processed under industrial conditions as described in Table I. 8. 1976. 22. Milch und Milcherzeugnisse. 1998. Verlag Paul Perey.0 ± 0. β-LG. 1. 1972. HMF Lactulose β-LG α-LA BSA Fc μmol/L mg/L mg/L mg/L mg/L s Raw I. 5. 1. 17. 2005. Química de los alimentos. Biochemie.2 < 10 42.1 ± 0. Grosch W.9 Sterilized VII. composición y propiedades. Acribia. Leches esterilizadas.1 1.6 0.0 ± 1. Lebensmittel.und Bioverfahrenstechnik.1 13. 1992. Lechner E.7 < 50 1706 ± 225 911 ± 39 9. Karlson P.4 ± 1.9 456 ± 24 63. Leipzig.5 ± 0. Química de los alimentos. 2001. α-LA. Mean values with standard deviations (n = 15 for each group) found for HMF.4 ± 1. für Mediciner und Naturwissenschaftler. Ciencia de la leche y tecnología de los productos lácteos.1 ± 1.8 ± 7. Acribia. Bibliografía Astiasarán Anchia I.-J.6 ± 0.2 250 ± 15 322 ± 16 482 ± 20 < 10 29. 2. Fachbuch-Verlag.9 1121 ± 56 < 10 < 10 < 10 392 Heat-induced parameters in industrial milk F. Fundamentos de los tratamientos térmicos 62 Tabla 5. Ed. Technische Universität München-Weihnstephan.5 Thermized II.5 120 ± 10 389 ± 34 534 ± 35 1.0 988 ± 23 26.1 < 50 4310 ± 135 1090 ± 75 38. Morales et al. Chemie und Physik der Milk. Acribia. Kiermeier F. . Georg Thieme Verlag. Primo Yufera E.4 UHT-I V.1988.0 ± 2.18 Pasteurized III. Belitz HD. Veisseyre R.61 UHT-D IV. Acribia.3 UHT-I VI. Molkereitechnologie.5 ± 0.5 81.0 ± 2. Berlin und Hamburg. Kessler HG. Lactología técnica.1 < 50 3800 ± 60. Stuttgart. 1988. Un aspecto muy interesante es que los fabricantes de maquinaria para la industria láctea no son muchos y casi son portadores de una calidad que se mantiene en el sector correspondiente. Walstra P y col. 1973. McGraw-Hill.7 ± 0. Ed. 63 Controles analíticos de leche en la industria Dr. Salvio Jiménez Pérez Académico de Número. Real Academia de Ciencias Veterinarias. La evaluación de la calidad en los productos lácteos hace necesario un control analítico objetivo de los productos lácteos lo más desarrollado y moderno posible. La creación de una importante industria láctea, que sustituye las actividades arte- sanales de otras épocas, tiene como condicionante el control y la solución de los problemas causados por la rápida alteración de estos productos. En primer lugar está la atomización de la producción láctea, de menos de 10 vacas en el 55-60% de las explotaciones ganaderas dedicadas a la industria láctea. La necesidad de dos ordeños diarios y la necesidad de un enfriamiento de la leche en las mejores condiciones posibles hace necesaria la existencia de unas infraestructuras de mantenimiento y transporte adecuados. El carácter estacional, con unos picos máximos de producción en primavera y unos mínimos en invierno, aunque con la programación de la producción de terneros a lo largo del año y como las vacas lecheras tienen una lactación de 300 días al año, raramente se ajustan matemáti- camente a las necesidades de la industria, muy desarrollada en nuestro entorno. Ajustar desfases en la producción, con la política alimentaria que demanda productos de gran calidad y que soporte periodos de almacenamiento y distribu- ción largos, ha hecho cambiar técnicas de trabajo ancestrales que proporciona- ban unos productos fácilmente alterables. El mercado de la carne (terneros) y de la leche se mantiene y se equilibra uno con el otro. Las variaciones de uno y otro ocasiona fluctuaciones en la producción y en el abastecimiento. La leche, en cuanto a composición y calidad, no varía mucho de un extremo a otro, pero sí tiene oscilaciones en cuanto a demanda de los distintos productos, dependiendo de la materia prima, esto repercute en la industria lác- Controles analíticos de leche en la industria 64 tea en cuanto a aprovisionamiento y, por tanto, a los productos fabricados. El desfase en cuanto a la demanda es la primera causa de pago de la leche por calidad de materia prima, como complemento de la cantidad. El único modo de conseguir una mejor leche, más limpia e higiénica, es mediante la selección cuidadosa del ganado productor, las condiciones de producción, acondicionamiento y traslado a las industrias lácteas trasformadoras de la materia prima, única para una gran variedad y diversificación de derivados lácteos. En la actualidad se paga la leche a los productores por su composición, estado de los componentes y calidad microbiológica de los mismos. Pago de la leche por su riqueza en grasa Este fue uno de los primeros intentos del pago de la leche por calidad. Es fácil de entender las razones de este procedimiento. La grasa en 1974 era el primer componente, que alcanzaba el mayor precio (el 54% del precio de la leche). El método rápido y fácil de determinación era el de Gerber. Este método consiste en disolver los componentes de la leche en ácido sulfúrico concentrado, excepto la grasa, que mediante unos tubos graduados (butiró- metros), daba una lectura directa del porcentaje de grasa con una precisión aproximada del 0,5% de grasa por litro de leche. El pago que fijaba la industria venía determinado por un fijo de 34 g/l, que tenía un precio L; si el productor entregaba 34, el precio era L. Si el productor entregaba 30 el precio era L = 34 – 30 = 4; el precio era L – 4. Si el productor entregaba 40 el precio era 40 – 34 = + 6; el precio de la partida era 40. Las ventajas de este sistema eran indudables. Los controles los verificaba la industria en la recepción y mediante inspectores, que tomaban muestras aleatoriamente en cualquier momento de la obtención de la leche. Pago según la riqueza en grasa y proteínas El pago de la leche por el contenido en grasa está justificado en las mante- querías, en la leche que tiene un contenido mínimo graso por ley, y, en último grado, en queserías. Controles analíticos de leche en la industria 65 Gráfico 1. Variación anual de la producción de leche. kg % 13,7 3,78 13,2 3,73 Cantidad de leche Grasa 12,7 3,68 12,2 3,63 11,7 3,58 11,2 3,53 J.F. M.A. M.J. J.A. S.O. N.D. J.F. M.A. M.J. J.A. S.O. N.D. % % 3,37 5,00 3,35 4,97 Proteína 3,33 4,94 Lactosa 3,31 4,91 3,29 4,88 3,27 4,85 J.F. M.A. M.J. J.A. S.O. N.D. J.F. M.A. M.J. J.A. S.O. N.D. mg % mg % 128 94 127 92 Fósforo 126 90 Calcio 125 88 124 86 123 84 J.F. M.A. M.J. J.A. S.O. N.D. J.F. M.A. M.J. J.A. S.O. N.D. mg % mg % 40 167 165 39 163 Potasio Sodio 161 38 159 157 37 155 J.F. M.A. M.J. J.A. S.O. N.D. J.F. M.A. M.J. J.A. S.O. N.D. A nivel de leche de mezcla hay menos diferencias. La determinación del estado de . por lo que el método del negro amido es muy práctico por su rapidez. Se ha encontrado que la rela- ción nitrógeno total/nitrógeno coagulable es muy constante. Hay un factor importante en la frecuencia de la toma de muestras y su conser- vación hasta proceder a su análisis: como la proteína se altera más que la grasa. Como conclusión. que son las proteínas capaces de coagular la leche por medio del cuajo. Cada ganadería es de hecho una subpoblación particular.8 ml). También hay que tener en cuenta que la acidez altera la determinación de proteína.3 gramos de proteína por litro de leche. dando valores más bajos. Es verdad que existe una correlación grasa/proteína. El método Kjeldahl es muy preciso. el resto se eliminan con el suero en el desuerado o sinéresis. No sólo hay diferencias mensuales en las entre- gas. Se basa en añadir a un volumen de la leche (0. en tanques de 70. aun así puede haber 5 gramos de proteína por litro. cuanta más proteína hay. por especies. pueden tener una variación de 2-4 gramos de proteína por litro. Existe un método de determinación de proteína desde 1956. basado en la fijación de colorantes de anilina. con una tasa butírica. según su nomenclatura francesa o inglesa). Sabiendo el contenido graso de la leche y el extracto seco o su contenido en agua es posible saber el contenido en proteína. La determinación de proteína por el método del negro amido requiere personal especializado y laboratorios adecuados. aunque este método determina la proteí- na total y para queserías sólo tiene interés el 75% de las proteínas. de la Federación Internacional de Lechería (FIL/IDF. sino también variaciones de unas a otras. produciéndose una fijación de colorante por las proteínas. el contenido se determina con ayuda de una curva patrón elaborando una ciné- tica de determinaciones entre el colorante negro amido y el método Kjeldahl. El colorante es denominado negro amido. se recomienda usar como estabilizante bicloruro de mercurio. aunque hay una correlación positiva. también hay razas que. más grasa hay. también existen variaciones por mezcla de una granja y raza. que se diferencia en la relación grasa/proteína. pues detecta 0. Controles analíticos de leche en la industria 66 El pago de la leche por proteínas en las queserías es muy importante.000 litros en producciones de queserías. mejor que el formol o el bicromato de potasio. una cantidad determinada de colorante. 3. Es una prueba imprecisa aunque bastante útil. muy importante hablando en términos económicos. por tanto. Controles analíticos de leche en la industria 67 la proteína para su utilización en queserías se realiza por medio de un trom- boelastógrafo o labtodinamograma. Examen bacteriológico directo. el grado de limpieza interviene directamente en la calidad. Determinación del potencial de óxido-reducción. es muy justo su com- pensación. La exten- sión de esta norma también es una mejora importante en la calidad y mejora general de las leches. una leche sucia se acidifica rápidamente y suele tener una acidez comprendida entre los 16 y los 20 ºD. Examen de limpieza física o visual. el rendimiento leche/queso. que nos dará la capacidad dinámica para su rendimiento quesero. 2. Pago según el grado de limpieza La fabricación de productos de calidad requiere una leche perfectamente limpia. en las fábricas donde se ha aplicado esta norma han mejorado inmediatamente la calidad de sus productos. Métodos de apreciación de la calidad en la leche cruda Se hacen cuatro apartados: 1. porque puede haber sido fil- trada previamente por el ganadero. Por esto. 4. Pruebas basadas en los cambios de acidez En general. es decir. Prueba de limpieza física Se filtra un volumen determinado de leche a través de una membrana filtran- te de unas dimensiones conocidas. El pago de leche por limpieza es por tanto una norma no muy antigua. . Análisis de cambio de acidez. La obtención de productos limpios exige cuidados especiales y un material adecuado mínimo y. 4950 50 24 0. Tabla 1. ácido láctico y Dornic. Grados SH Ácido láctico Grados D por ciento 1 0. con gérmenes proteolíticos.1350 13 7 0. También existe la determinación en grados Soxlet-Henkel y la acidez expresada en ácido láctico. La determinación en acidez en nuestro entorno es en grados Dornic.7875 80 38 0.7425 75 35 0.9900 99 49 1.3600 37 18 0. es decir.2925 29 14 0.1025 110 .1800 18 9 0. en gramos de ácido láctico por mililitro de leche.2250 22 11 0.0675 6 4 0.3150 31 15 0.2475 24 12 0.4050 40 20 0.6750 68 33 0.0450 4 3 0. Comparativa de los grados Soxlet-Henkel.8550 86 40 0.1575 15 8 0. Controles analíticos de leche en la industria 68 Leches con poca contaminación pueden tener 20 ºD.6075 62 30 0.0900 9 5 0.2700 27 13 0.9000 91 44 0. leches con mucha con- taminación pueden tener 16 ºD.0225 2 2 0.5400 55 27 0.4500 45 22 0.2025 20 10 0.1125 11 6 0. sólo a partir de 20 ºD de acidez hay pruebas de una contaminación elevada.3375 34 16 0. Para revelar esta circunstancia hay que añadir una sustancia que ponga de mani- fiesto este hecho. Se toman 10 ml de leche y 2 g de parafina estéril de punto de fusión de 50-55 ºC. Controles analíticos de leche en la industria 69 Prueba del alcohol Es una variante del test de acidez. Por ejemplo: un coágulo gelatinoso. Algunas leches no ácidas pueden también coagular (leches camíticas). Se mejora también esta prueba si se calientan los tubos donde se realiza el análisis a 23 ºC. Pruebas basadas en el potencial de óxido-reducción La mayoría de los microorganismos existentes en la leche elaboran unas enzimas. La rapidez con que vire el color de la leche a analizar está en función de la población microbiana existente y da el índice de contamina- ción. Cuando se añade un volumen de alcohol etí- lico de un grado alcohólico del 68% a un volumen igual de leche. si no se realiza esta cinética no hay una correlación entre el cambio de color y la contaminación. al cabo de ese tiempo. para visualizar mejor la variación. El aspecto de la cuajada puede en algunos casos indicar el tipo de microorganismos coagulantes. Se mantiene a 80 ºC. que modifican el potencial de óxido-reducción. no ha coagulado. También se puede poner leche en tubos estériles a 40 ºC. Se puede añadir un indicador de color. Esta prueba es tanto más satisfactoria cuanto más resistente es a la coagulación. un coágulo dislacerado e irregu- lar puede ser producido por el Eschearichia coli o Aerobacter aerogenes. Por ejemplo. realizándose sobre una cinética previamente elaborada. dejándola hasta 12 horas y si. las reductasas. al amarillo. si aparece gas entre la parafina solidificada en la parte comprendida entre la leche y la parafina. Clostridium butyricum o tyrobutyricum. es de buena calidad. se enfría y se incuba durante 24 horas a 37 ºC. Sin embargo. durante 40 minutos. indicará la presencia de microorganismos esporulados. como el púrpura de bromocresol. se produce una coagulación parcial de la leche si la acidez ha alcanzado los 18-20 ºD. homogéneo y de olor agradable contiene microorganismos lácticos. Prueba de Weinzirl Sirve para determinar microorganismos esporulados. los microorganismos termorresistentes son menos reductores que los contaminantes. que vira del gris al verde. . 100 11. 91 142 60.2 5 h. Clasificación de las muestras de leche procedentes de depósitos refrigerantes según el tiempo de reducción del azul de metileno a 37 ºC sin incubación previa.6 2 h. Controles analíticos de leche en la industria 70 Dos son los colorantes más empleados: • El test del azul de metileno o prueba de la reductasa.000 13.400 5.2 Menos de 1 h.3 4 h. y menos.6 3 h. 10 590 6.0 6 h. 4 11.200 2.6 1 h. Clasificación de las muestras de leche procedentes de depósitos refrigerantes según el tiempo de reducción del azul de metileno a 37 ºC con incubación previa de 18 h a 13 ºC. 7 10. y más. Tiempo de reducción Número Media de Porcentaje con relación del azul de metileno muestras gérmenes totales al número total (en miles por mililitro) de muestras 7 h.3 3 h. 17 1.100 11. y más. 17 126 11.1 2 h.700 5. 16 76 10.6 5 h.120 18. 1 141.6 Tabla 3. 8 2.2 . Test del azul de metileno Tabla 2. 23 755 15.000 0. • La prueba de la resazurina. 17 2. 24 27 15.9 6 h.2 4 h. 28 1. 20 6.6 1 h. Tiempo de reducción Número Media de Porcentaje con relación del azul de metileno muestras gérmenes totales al número total (en miles por mililitro) de muestras 7 h. 19 324 12. Tabla 4. y 3 h. 3y4 3 Más de 4 h. . 0a2 2 Entre 2 h.30 h. 0y1 2 Entre 1. y 4 h. Valoración de las leches en función de los resultados de los test del azul de metileno y la resazurina. cuanto antes se pierda la coloración azul. Controles analíticos de leche en la industria 71 Se toma 1 ml de azul de metileno en 10 ml de leche y se mantiene a temperatura ambiente durante 2 horas. y se incuban a 37 ºC. 4y6 Las coloraciones varían: • Resazurina = azul malva. Es un indicador de leches alteradas. • Hidrorresofurina = incoloro. 5y6 Tabla 5. Notas Test del azul de metileno Test de la resazurina Tiempo de reducción Coloración tras 1 hora de incubación 1 Menos de 2 h. • Resofurina = rosa. Prueba de la resazurina Se toman 10 ml de leche y 1 ml de resazurina recién fabricada y esterilizada. 2y3 3 Más de 3 h. en periodo caluroso. Notas Test del azul de metileno Test de la resazurina Tiempo de reducción Coloración tras 1 hora de incubación 1 Menos de 1. Valoración de las leches en función de los resultados de los test del azul de metileno y la resazurina. mayor es el nivel de contaminación de la leche.30 h. en época templada. • En yogur: – Estandarización. – Estandarización. que luego se analizarán en el laboratorio correspondiente. B y C: según se hayan realizado 2. Pruebas: • En la granja. – Grasa. 3 o 4 tomas de muestras mensuales. – Fibra. • Queso: – Calidad de la leche. • En el momento de recoger la leche para el transporte. – Grasa. – Extracto seco magro. Clasificación de proveedores: • A. Todas las determinaciones a realizar tienen el mismo valor. • En cuanto llega a la industria. – Calidad de la leche. Análisis: • En leche: – Estandarización. Controles analíticos de leche en la industria 72 Recuento microbiano La obtención de muestras se realiza por los inspectores de las industrias lác- teas. • Conclusiones: ensayo en blanco e información después de puesta en mar- cha la norma. . Controles analíticos de leche en la industria 73 Tabla 6. – Tromboelastografía. – Rendimiento quesero. – Grasa. En el caso de leches refrigeradas. las leches se clasifican en función de las notas obtenidas en la prueba de la reducción (del azul de metileno o resazurina). – Composición. Clasificación de los proveedores en función del conjunto de notas obtenidas durante los controles realizados en el mes. proteína. Notas obtenidas en: Cuatro controles Tres controles Dos controles Clases (1) mensuales mensuales mensuales { 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 2 3 3 2 3 2 Clase A 3 3 3 1 { 3 3 2 2 3 3 2 1 3 3 1 2 2 3 3 1 1 3 2 2 3 1 3 2 2 2 3 2 1 Clase B 3 2 2 1 2 2 2 3 2 1 1 2 2 2 2 2 2 2 1 { 3 1 1 1 3 1 1 2 1 2 2 1 1 2 2 1 1 1 Clase C 2 1 1 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 (1) En el caso de leches no refrigeradas. • Helados y postres lácteos: – Overrum. las leches se clasifican en función de las notas obtenidas en la prueba del recuento de la flora total en medio gelificado. etc. . – Grasa. • Standard 155 (FIL/IDF.2): test cuantitativo de Baumrucker (1979). • Lactoperoxidasa (LPO EC. enzimas. Métodos • Standard 63 (FIL/IDF. vitaminas o proteínas de suero.3. Inactivación enzimática • Fosfatasa alcalina (ALP EC 3.11.7): test cuantitativo de Storch (1963). 1987): valores de menos de 10 mg p-nitrofenol/ml leche. • Standard 82 (FIL/IDF. se necesita la definición de una serie de indicadores térmicos que cubran rangos de temperatura y tiempo efectivo de interés tecnológico en la industria láctea. incluyendo las condiciones de almacenamiento y vida comercial.1): es estable a temperaturas ligeramente superiores a las requeridas para destruir microorganismos patógenos.2. Sirve de control higiénico de la leche pasteurizada.3. Proceso térmico ALP LPO GGTP Termización + + + Pasteurización LTST – + + HTST – – – Esterilización UHT – – – Esterilización en botella – – – .2.1. desnaturalización e inactivación de componentes sensibles al calor. 1992): valores de menos de 500 mU/l leche. 1971): valores de menos de 4 mg fenol/ml leche. que determina los límites máximos de la pasteurización. Controles analíticos de leche en la industria 74 Determinación de la leche tratada térmicamente Con el fin de una catalogación de procesos. Indicadores químicos • Degradación. aplicación paralela a la LPO. por ejemplo.1. • Formación de sustancias nuevas debidas al procesado térmico o que ini- cialmente estaban presentes en la materia prima en niveles muy bajos. • Gamma-glutamiltransferasa (GGTP EC.1. • Interacciones de carbohidratos con proteínas. Biochemie. . McGraw-Hill. digestibilidad in vitro. tales como: galactosa/lactulosa. puede clasificarse: • Leche pasteurizada = menos de 0. Bibliografía Astiasarán Anchia I. La determinación de galactosa sirve como índice de calentamiento para todos los procesos incluidos entre 80 y 150 ºC y rangos de 1 a 1.25 mg/100 ml de leche. histi- dinoalanina (HAL). Belitz HD. • Interacciones entre kappa-caseína y beta-lactoalbúmina. für Mediciner und Naturwissenschaftler. Controles analíticos de leche en la industria 75 Alteraciones por tratamientos térmicos • Alteraciones entre grupos laterales de aminoácidos (aa). etc. así como otros ya enumerados (pH/acidez. • Insolubilización de proteínas. 2005. furfurales y melanoidinas. tales como: furosina (FUR). • Leche esterilizada = más de 50 mg/ml de leche. Según esto.).000 segundos. Acribia. Karlson P. Ed. • Reestructuración de grupos sulfhidrilo (-SH) y disulfuro (S-S-). composición y propiedades. AGL.25 y 5 mg/100 ml de leche. • Interacciones de proteínas con lípidos. Grosch W. Química de los alimentos. • Leche UHT = entre 0. • Reacciones de degradación de cadenas laterales de aa. Alimentos. • No específicos de la RM. También se produce una pér- dida de lisina disponible. lisinoalanina (LAL). 1972. desnaturalización de proteínas. La reacción de Maillard (RM) produce dos tipos de indicadores: • Específicos de la RM. Stuttgart. Georg Thieme Verlag. sustancias reduc- toras de proteínas. 1992. 1998. Molkereitechnologie.1988.und Bioverfahrenstechnik. Ed. Acribia. Walstra P y col. Ed. 1988. Química de los alimentos. . Ed. Acribia. Lactología técnica. Lebensmittel. Ciencia de la leche y tecnología de los productos lácteos. 2001. Acribia. Veisseyre R. Primo Yúfera E. Technische Universität München-Weihnstephan. Controles analíticos de leche en la industria 76 Kessler HG.

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