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SoyIngenieroAgroindustrial
FACULTAD DE CIENCIAS BASICAS E INGENIERIA
Sede José Celestino Mutis
Calle 14 Sur No. 14 – 23
Telefono : 3443700 Ext. 434 Fax : Ext. 438
fingenieria@unad.edu.co
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD
TECNOLOGÍA DE LACTEOS
MARGARITA GOMEZ DE ILLERA
Bogotá, octubre 12, 2005
Soy Ingeniero Agroindustrial
SAgroindustrial
soyingenieroagroindustrial
soyingenieroagroindustrial@gmail.com

Margarita Gómez de Illera 2
TABLA DE CONTENIDO
UNIDAD I Ciencia de la leche
1. Definición, composición , estructura de la leche
1.1 Definición de la leche
1.1.1 Definición legal
1.1.2 Definición dietética
1.1.3 Definición física y propiedades
1.1.4 Definición química y propiedades
1.1.5 Otras propiedades importantes en la leche
1.1.6 Fases de la leche
1.2 Propiedades físicas y químicas de los componentes de la leche
1.2.1 Lípidos
1.2.2 Proteínas
1.2.3 Carbohidratos
1.2.4 Sales y minerales
1.2.5 Vitaminas
1.2.6 Enzimas
1.3 Efectos en los tratamientos térmicos de la leche
1.4 Microbiología de la leche
1.4.1 Principales grupos de bacterias en la leche
1.4.2 Levaduras y mohos
UNIDAD II La calidad en la industria lechera
2. Aspectos generales
2.1 Aseguramiento de la calidad lechera
2.1.1 Medidas higiénicas
2.1.2 ARYCPC (HACCP)
2.1.2. 1 Calidad de la leche cruda
2.1.2.2 Estandarización de la leche
LECTURA COMPLEMENTARIA
“Algunas reflexiones sobre la calidad de la leche en colombia”
UNIDAD III Tecnología de los productos lácteos
3.1 Tratamiento de la leche para consumo directo
3.1.1 Enfriamiento
3.1.2 Almacenamiento
SAgroindustrial

3.1.3 Higienización
3.1.4 Descremado
3.1.5 Pasteurización
3.2 Leches concentradas o evaporadas
3.2.1 Descripción general
3.2.2 Proceso de elaboración de la leche evaporada
3.2.3 Defectos en la leche evaporada
3.2.4 Leche condensada azucarada
3.3 Leche en polvo
3.3.1 Proceso de fabricación de la leche en polvo
3.3.2 Defectos de la leche en polvo
3.3.3 Aspectos higiénicos
LECTURAS COMPLEMENTARIAS
A. Transferencia de calor
B. Ingeniería industrial de la leche
C. Aplicación de calor en la industria lechera
3.4 Leches fermentadas
3.4.1 Generalidades
3.4.2 Valor nutritivo
3.4.3 Características de las bacterias lácticas
3.4.4 Tipos de cultivos
3.4.5 Clasificación de los productos fermentados
3.4.6 El yogurt
3.5 Tecnología de la fabricación del queso
3.5.1 Aspectos nutricionales del queso
3.5.2 Clasificación de los quesos
3.5.3 Materias primas
3.5.4 Materias primas secundarias
3.5.5 Principios tecnológicos en la fabricación del queso
3.5.6 Tecnología de los quesos colombianos
3.5.7 Defectos de en los quesos
3.5.8 Aprovechamiento del suero lácteo
3.5.9 Equipos en la fabricación del queso
3.6 Otros productos derivados de la leche
3.6.1 La mantequilla
3.6.2 El helado
SAgroindustrial

GUIA PARA EL COMPONENTE PRÁCTICO
Práctica 1. Manejo y control de la leche cruda
1.1 Objetivos
1.2 Aspectos generales
1.3 Pruebas de plataforma
1.3.1 Toma de muestra
1.3.2 Determinación de la temperatura
1.3.3 Determinación de las características organolépticas
1.3.4 Prueba lactométrica
1.4 Pruebas de laboratorio
1.4.1 Prueba del alcohol
1.4.2 Acidez titulable
1.4.3 Determinación del pH
1.4.4 Tiempo de reducción del azul de Metileno
1.4.5 Tiempo de Reducción de la Resazurina
1.4.6 Prueba de lactofermentación
1.4.7 Determinación del contenido de grasa ( método Gerber)
INFORME
TRABAJO DE CONSULTA
BIBLIOGRAFÍA
CIBERGRAFIA
Práctica 2. Elaboración del arequipe y del manjarblanco
Objetivos
1. Fundamento teórico
2. Materiales, servicios y equipos
3. Procedimiento
PREINFORME
INFORME
TRABAJO DE CONSULTA
Práctica 3. Leches fermentadas
3.1 Producción del yogurt
3.1.1 Fundamento teórico
3.1.2 Materiales, servicios y equipos
3.1.3 Procedimiento
SAgroindustrial

PREINFORME
INFORME
TRABAJO DE CONSULTA
Práctica 4. Productos grasos. Mantequilla
4.1 Objetivos
4.1.1 Fundamento teórico
4.1.3 Procedimiento
4.1.3.1 Elaboración artesanal de la mantequilla
4.1.3.2 Elaboración industrial de la mantequilla
PREINFORME
INFORME
TRABAJO DE CONSULTA
Práctica 5. Elaboración de quesos
Objetivos
5.1 Fundamento teórico
5.1.1 Producción del queso fresco no ácido, tipo queso campesino
5.1.1.1 Descripción del queso
5.1.1.2 Materiales, servicios y equipos
5.1.1.3 Procedimiento
PREINFORME
INFORME
TRABAJO DE CONSULTA
5.1. 2 Producción de queso fresco ácido. Tipo queso doble crema
5.1.2.1 Descripción del queso
5.1.2.2 Materiales, servicios y equipos
5.1.2.3 Procedimiento
PREINFORME
INFORME
TRABAJO DE CONSULTA
5.1.3 Producción del queso pera
5.3.1 Descripción del queso
5.3.3 Procedimiento
ANEXO : Normas productos lácteos. Ministerio de Salud República de
Colombia. Resolución 02310 de 1986
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LISTA DE TABLAS
1. Composición química de la leche en diferentes especies
2. Composición lípidos saponificables y no saponificables de la leche
3. Efectos del calentamiento sobre los componentes de la leche
4. Tiempo de muerte térmica de algunas bacterias patógenas
5. Conservación de los cultivos congelados
6. Aminoácidos esenciales en la caseína
7. Valor nutricional de algunos aminoácidos
8. Clasificación de los quesos según la humedad
9. Clasificación de los principales quesos colombianos
10. Características de las dos formas de coagulación de la leche
11. Características físicoquímicas de la cuajada
12. Caracterísiticas físicoquímicas del queso campesino
13. Características físicoquímicas del queso costeño
14. Características físicoquímicas del queso antioqueño
15. Características físicoquímicas del queso doblecrema
16. Características físicoquímicas del quesillo huilense
17. Características físicoquímicas del queso pera
18. Características físicoquímicas del queso paipa
19. Defectos de los quesos
20. Utensilios y equipos de quesería
SAgroindustrial

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

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

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

OBJETIVOS DEL CURSO
General: Lograr que los estudiantes sean capaces de aplicar los principios
científicos y tecnológicos relacionados con la leche y los productos derivados
de la misma para que propongan y desarrollen proyectos que implique el
aprovechamiento de la leche como materia prima y den soluciones a problemas
específicos que se detecten en su entorno relacionados con el la producción
lechera.
Objetivos específicos:
• Comprender lo relacionado con la ciencia de la leche, teniendo en
cuenta su estructura, características físicas químicas bioquímicas y
microbiológicas.
• Conocer los diferentes efectos de los tratamientos térmicos en la leche
• Reconocer la importancia de la leche y sus productos en la alimentación
humana
• Conocer los diferentes etapas que se realizan sobre la leche para su
industrialización
• Conocer los procesos tecnológicos para la obtención de: leches
concentradas, leche en polvo, mantequilla, leches fermentadas, quesos,
y helados.
• Conocer los diferentes defectos que se presentan en cada uno de los
productos obtenidos a partir de la leche, identificar sus causas y la forma
de corregirlos o evitarlos
• Aprender los cálculos matemáticos que se requieren en cada uno de los
procesos para la estandarización de los diferentes productos
• Reconocer los principios de transferencia de calor y masa que ocurren
en los procesos para obtener los productos
• Reconocer los principios sobre el balance de materia y energía como
herramienta importante para la determinación del rendimiento del
proceso y del cálculo del costo de energía respectivamente
• Conocer los aspectos generales de la calidad en la industria
SAgroindustrial

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

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

1. DEFINICIÓN, COMPOSICIÓN, ESTRUCTURA Y PROPIEDADES DE
LA LECHE
1.1 Definición de la leche
Existe diferentes formas de definir la leche: la legal, la dietética, física y
química.
1.1.1 Definición legal
“Leche es el producto íntegro y fresco de la ordeña de una o varias vacas,
sanas, bien alimentadas y en reposo, exenta de calostro y que cumpla con las
características físicas y microbiológicas establecidas”1
La características principales que se tienen en cuenta para medir la calidad de
la leche son.: densidad, índices crioscópicos y de refracción, acidez, grasa y
sólidos no grasos, cantidad de leucocitos, gérmenes patógenos y presencia de
antisépticos, antibióticos y sustancias alcalinas.
El calostro, es el producto segregado por la glándula mamaria inmediatamente
después del parto de la vaca, es una sustancia que presenta una composición
muy diferente a la leche y contiene una cantidad de proteínas en el suero,
especialmente inmunoglobulinas que son necesarias para la nutrición del
ternero, pero que su presencia daña la calidad de la leche en la medida que se
gelifica con el calentamiento de la leche por ejemplo a uno 80 0
C, produciendo
la coagulación de la leche.
1.1.2 Definición dietética
La leche es uno de los alimentos más completo que se encuentra en la
naturaleza, por ser rica en proteínas, grasas, vitaminas y minerales, necesarias
para la nutrición humana,. La proteína de la leche, contiene una gran cantidad
de aminoácidos esenciales necesarios para el organismo humano y que no
puede sintetizar, la proteína que se encuentra en mayor proporción en la leche
es la caseína. Entre la vitaminas que contiene están: la Vitamina B12
(riboflavina) la B1
(tiamina), y las vitamina A, D, E y K liposolubles. Entre los
minerales de mayor cantidad están el calcio y el fósforo. Su contenido de grasa
se debe principalmente a los triglicéridos, es básicamente
La grasa de la leche está conformada principalmente por la combinación física
de triglicéridos y éstos a su vez están formados por un alcohol (glicerol) y 14 o
más ácidos grasos que en su mayoría son saturados excepto el ácido oleico
que es insaturado y se encuentra en mayor cantidad. La combinación de éste
ácido con el linoléico, el butírico y capróico es lo que hace que la gras de la
leche tenga un bajo punto de fusión.
1
Manual de composición y propiedades de la leche. FAO,
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1.1.3 Definición Física y sus propiedades
La leche es un líquido de color blanco opalescente característico debido a la
refracción de la luz cuando los rayos de luz incide sobre las partículas
coloidales de la leche en suspensión. Cuando es muy rica en grasa, presenta
una coloración cremosa, debido al caroteno que contiene la grasa, la leche baja
en grasa toma un color ligeramente azulado.
• El olor o aroma, de la leche fresca es ligeramente perceptible, sin
embargo la leche está ácida o contienen bacterias coniformes, adquiere
el olor característico de un establo o a estiércol de las vacas, por lo cual
se le da el nombre de “olor a vaca”
• Sabor: la leche fresca tiene un sabor medio dulce, neutro debido a la
lactosa que contiene.
Otras propiedades físicas son:
• Gravedad específica: oscila entre 1.028 – 1.034 expresada en grados
de densidad. Al determinar la densidad de la leche con el
lactodensímetro, ese valor debe ajustarse para una temperatura de
150
C, adicionando o restando el factor de corrección de 0.0002 por cada
grado centígrado leído por encima o por debajo de los 150
C.
• Densidad de la leche: esta relacionada con la combinación de sus
diferentes componentes: el agua (1.000 g/ml); la grasa (0.931g/ml);
proteína (1.346g/ml); lactosa (1.666 g/ml) minerales (5.500 g/ml) y
Sólidos no grasos (S.N.G. =1.616 g/ml).
Por lo anterior la densidad de una leche entera sería aproximadamente de
1.032 g/ml, una leche descremada de 1.036 g/ml y una leche aguada
tendría una densidad aproximada de 1.029 g/ml.
• PH (concentración de hidrogeniones). El pH es el logaritmo del
inverso de la concentración de iones de hidrógeno. Cuando la
concentración de iones de hidrógeno es de 10-1
a 10-7
, corresponde a un
pH de 1 a 7 es decir, medio ácido. Si la concentración de iones de
hidrógeno es de 10-7
a 10-14
(pH 7 a 14) el medio será alcalino (el pH =7
es neutro). Dichas variaciones depende del estado de sanidad de la
leche y de los microorganismos responsables de convertir la lactosa en
ácido láctico.
• Acidez: la leche cruda presenta una acidez titulable resultante de cuatro
reacciones, de las cuales las tres primeras corresponden a la acidez
natural de la leche cruda y la cuarta reacción corresponde a la acidez
que se va formando en la leche por acción de las bacterias
contaminantes.
SAgroindustrial

Acidez natural se debe a:
1. Acidez de la caseína anfótera, constituye cerca de 2/5 partes de la acidez
natural
2. Acidez de las sustancias minerales, del CO2 y de ácidos orgánicos
naturales, aproximadamente las 2/5 partes de la acidez natural.
3. Reacciones de los fosfatos, cerca de 1/5 parte de la acidez natura.
La determinación de la acidez de la leche es muy importante porque puede
dar lugar a determinar el grado de alteración de la leche. Regularmente una
leche fresca debe tener una acidez de 0.15 a 0.16%, valores menores
pueden indicar que es una leche proveniente de vacas con mastitis, aguada
o que contiene alguna sustancia química alcalina. Porcentajes mayores del
0.16%, indican que la leche contiene bacterias contaminantes.
• Potencial de oxidorreducción: El potencial de oxidorreducción (Eh),
mide las propiedades oxidantes (+) o reductoras (-) de una solución, el
cual se visualiza en la corriente eléctrica entre dos electrodos
sumergidos en la solución. La leche tiene un Eh (+) entre los valores de
0.20 a 0.30 voltios. El Eh de la leche se debe al contenido de: oxígeno,
sustancias reductoras naturales (reductasa aldehídica, ácido ascórbico y
tratamientos tecnológicos).
La contaminación por bacterias incrementa el poder reductor de leche, ya
que cuando las bacterias se multiplican hay un mayor consumo de oxígeno
y producción de sustancias reductoras, reduciéndose el Eh, hasta valores
negativos. Este fenómeno se utiliza para el análisis que se le hace a la
leche con azul de metileno y la resarzurina. La reducción del azul de
metileno produce el leuco azul de metileno ( incoloro) a un Eh de +0.054V y
con la reducción de la resarzurina (azul pizarra) se produce la resofurina
(rosada) y la dihidrorresofurina (incolora), a un Eh de +018 y +0.19 V, la
resarzurina, reacciona antes que el azul de metileno y detecta la presencia
de leucocitos. Mediante este método se podrá evaluar los cambios en la
calidad de la leche.
• Viscosidad. La viscosidad de la leche indica la resistencia que se opone
al fluído. La viscosidad es inversamente proporcional a la temperatura y
depende de la composición del líquido, del estado físico de las
sustancias coloidales dispersas, y del contenido de materia grasa. la
leche es más viscosa que el agua y ello se debe al contenido de grasa
en emulsión y a las proteínas que contiene en su fase coloidal. La
viscosidad de la leche oscila entre 1.7 a 2.2 centipoises, siendo la de la
leche completa de 2.2 y la de la leche descremada de 1.2. La leche
homogenizada presenta un aumento en la viscosidad, entre 1.2 a 1.4
centipoises. La viscosidad de la leche y sus productos es un dato
SAgroindustrial

importante en ingeniería para el cálculo de bombas que se requieren en
el proceso, pero también es importante en la comercialización dado que
el consumidor relaciona la viscosidad con el contenido graso de la leche.
• Punto de congelación: Es una característica importante porque permite
detectar la adición de agua en la leche. El punto de congelación de la
leche debe oscilar entre un rango de –0.5130
C a –0.565 0
C. Los
componentes que influyen en el punto de congelación de la leche son la
lactosa y las sales coloidales. El aumento de la acidez de la leche
reduce la viscosidad de la leche.
• Calor específico: Es el número de calorías necesarias para elevar en
un grado centígrado la temperatura de una unidad de peso de la leche.
Dicho valor es más alto que el del agua.
• Calor específico ( en cal / g. 0
C) de:
Leche completa....................................................... 0.93 – 094
Leche descremada.................................................. 0.94 –0.96
Suero de queso........................................................0.97
Grasa........................................................................ 0.40 –0.60
• Punto de ebullición. La ebullición de la leche se inicia a partir de los
100.170
C, pero cuando se reduce la presión del líquido, la ebullición
ocurre a una temperatura menor. Este efecto es aplicado en la
producción de leches concentradas al evaporar la leche mediante la
reducción de la presión utilizando el vacío, lográndose evaporar
parcialmente la leche a temperaturas entre los 50 a 700
C, sin causar
ningún deterioro a los componentes de la leche.
• Índice de refracción. Este valor expresa el fenómeno de desviación de
la luz cuando atraviesa el aire e incide sobre la leche. Su valor oscila
entre 1.3440 y 1.3485, siendo el resultado de la suma de los índices de
refracción individual de los solutos o fase discontinua y del agua o fase
continua de la leche. Cuando el valor de algunos de estos componentes
se altera, cambia el valor del índice de refracción. Por ejemplo si se
cambia la concentración de los solutos debido al aguado, el valor del
índice de refracción se acercará al del agua, detectándose de esta
manera el fraude.
Para la determinación del índice de refracción se utilizan instrumentos como
el refractómetro de Abbé que se utiliza para productos descremados y
leches concentradas azucaradas o refractómetros de inmersión como el
lactómetro “Bertuzzi” para medir el índice de refracción del suero obtenido
de la coagulación de la caseína.
• Propiedades ópticas: El color de la leche se debe a los efectos
combinados de la caseína, sales coloidales, pigmentes y otros
SAgroindustrial

componentes. La caseína y las sales coloidales le imparten el color
blanco y opaco de la leche, en la medida que refleja totalmente la luz.
Los pigmentos debido a los carotenos le imparte a la leche un color
ligeramente amarillento y los pigmentos de la riboflavina son los que le
dan un color amarillo – verdoso al suero producido en la elaboración del
queso.
Resumen de las propiedades físicas de la leche
Densidad de la leche completa........................... 1.032 g/ml
Densidad de la leche descremada........................ 1.036 g/ml
Densidad de la materia grasa.............................. 0.940 g/ml
Calorías por litro................................................. 700 calorias
PH....................................................................... 6.6 – 6.8
Viscosidad absoluta............................................. 1.6 –2.15
Índice de refracción 1.35
Punto de congelación......................................... -0.550
C
Calor específico.................................................. 0.93 cal /g 0
C
1.1.4 Definición química y propiedades
Es un fluido bastante complejo, formado por aproximadamente el 80 a 87.5%
de agua y el 12 a 12.5% de sólidos o materia seca total.
Agua. Es la fase continua de la leche y es el medio de transporte para sus
componentes sólidos y gaseosos. Se encuentra en dos formas, el agua libre y
el agua de enlace. El agua libre es la de mayor cantidad y en ella se mantiene
en solución la lactosa y las sales. El agua libre es la que sale en el suero de la
cuajada. El agua de enlace, es la formada por la cohesión de los diferentes
componentes no solubles, se encuentra en la superficie de estos compuestos
y no forma parte de la fase hídrica de la leche por lo cual su eliminación es
bastante difícil.
Materia seca de la leche. Está formada por los compuestos sólidos de la leche
pueden determinarse por el método directo mediante la evaporación de la fase
acuosa de la leche, o por el método indirecto, mediante la relación de la
densidad y su contenido de grasa y a partir de estos datos la cantidad de
materia seca se puede calcular mediante las siguientes fórmulas:
Richmond:
%S.T. = (0.25 x D) + (1.21 x % G) + 0.66
De donde D es la densidad de la leche y para la cual se utilizan solo los valores
decimales como enteros. Ejemplo si la densidad es de 1.033 entonces se debe
usar como D el 33.
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Queensville:
Gramos/lt S.T. = (10.6 x %G) +2.75 (D – 1000)
En este caso se utiliza el dato de la densidad D como una cifra entera o sea
1033.
Fleischmann:
%S.T. = (1.2 x%G) + 2.665 x (D – 1000) x 100
D
En este caso también la densidad D se usa como número entero, o se igual a
1033.
• Gilibaldo y Pelufo:
%S.T.= 282 (D – 1) + (%G x 1.19) de donde la densidad D es exactamente el
valor leído, para el ejemplo será 1.033.
Composición de la leche de diferentes especies
La composición de la leche varía según la especie, tanto en la proporción en
que se encuentra sus componentes como también en su estructura en algunos
casos.
Se puede decir que existen:
- Leches caseinosas. Son las que contienen un contenido mayor de caseína
que de albúmina y globulina, como la leche de vaca, oveja y cabra.
- Leches albuninosas, que tienen un contenido de albúmina y globulina
proporcional al de la caseína, como la leche de la mujer, yegua y burra.
Esta calificación tiene importancia en el sentido que las leches albuminosas
proporcionan una mayor digestibilidad para los lactantes que la leche
caseinosa como la de la vaca, por ello la necesidad de que el niño se alimente
en los primeros meses de vida con leche materna.
1.1.5 Otras características importantes de la leche
Existen diferentes factores que influyen notablemente en las características
físicas, químicas y de estructura de la leche y que determinan su variabilidad,
su complejidad y alterabilidad.
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1.1.5.1 Variabilidad
Como la leche es un producto netamente biológico es susceptible de variación
en su composición y propiedades por diferentes factores como son.
- Factores genéticos. La leche tiene diferente composición de acuerdo a la
especie o raza del mamífero que provenga, se sabe que existe cerca de
150 especies y se observa que el contenido de extracto seco varía entre el
8 y el 65%, la materia grasa entre el 1 y 19%, los carbohidratos entre el 0,1
y el 10% y las cenizas entre el 0.1 y 2.0%. Las únicas especies que se
crían especialmente para la producción de leche son los las especies de los
rumiantes (vaca, cebú, búfalo, cabra y oveja).en el cuadro 1 se presenta el
cuadro comparativo de composición de la leche según las especie. De
acuerdo a los datos que se presenta en el cuadro, se observa que la leche
de búfala y cabra, son las de mayor contenido de grasa y las de mayor
contenido de caseína son las de oveja y búfala; las de mayor contenido de
carbohidratos son las de asna y de yegua.
Con respecto a la raza se sabe que existen razas para producción de leche
y de carne, muy resistentes a condiciones climatológicas y de acuerdo a
estas diferencias de raza, se tienen diferente rendimiento de leche y de su
composición. Por ejemplo entre la Frisona (de Holanda), la Frisona en
otras zonas, la Pardo Suiza y la Jersey, esta última es la que presenta un
mayor porcentaje en extracto seco, grasa, proteína total y en lactosa.
Tabla 1: Composición media aproximada de la leche procedente de
diferentes especies (%p/p)
Origen Estracto
seco
Materia
grasa
Caseína Proteínas
del suero
Carbohidratos Cenizas
Vaca
Yegua
Asna
Cabra
Oveja
Cebú
Búfala
12.7
10.8
10.8
13.3
18.8
13.5
17.5
3.9
1.7
1.5
4.5
7.5
4.7
7.5
2.6
1.3
1.0
3.0
4.6
2.6
3.6
0.6
1.2
1.0
0.6
1.0
0.6
0.7
4.6
6.0
6.7
4.3
4.6
4.9
4.8
0.7
0.5
0.5
0.8
1.0
0.7
0.8
Fuente. CHARLES ALAIS.Ciencia de la leche y tecnología de los productos lácteos.
- Factores fisiológicos. Como la etapa y el número de lactaciones, por
ejemplo al inicio se presenta el calostro que tiene propiedades diferentes a
la de la leche normal; Las etapas de lactación es un factor relevante,
teniendo en cuenta que el número de lactaciones influye en la composición
de la leche, especialmente en la grasa, proteína, lactosa, calcio, sodio y
potasio.
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- Efectos patológicos de la vaca, en especial la mastitis, que como
consecuencia de las bacterias patógenas disminuye considerablemente el
rendimiento lechero, ocasionando un aumento en las células somáticas
especialmente leucocitos, además se aumenta la actividad enzimática. La
mastitis aunque no causa mucho problema en la producción lechera sí es
causante de grandes pérdidas en el hato ganadero.
- Factores ambientales y de manejo, como la alimentación, el clima y el
sistema de ordeño. Estos factores influye principalmente en el rendimiento
lechero pero es poco perceptible en la composición de la leches. Sin
embargo la ración alimenticia puede modificar el contenido y la composición
de grasa. Una dieta pobre en proteínas ocasiona una disminución en el
contenido proteico, pero una dieta rica en proteínas aumenta el porcentaje
de nitrógeno no proteico.
También es posible que la leche sea contaminada por sustancias extrañas
como los antibióticos, pesticidas y otras sustancias contaminantes,
ocasionando problemas en el proceso de la leche y también en la salud a los
consumidores.
Algunas variaciones importantes
Las variaciones en la composición de la leche, son importantes en la medida
que puede ocasionar problemas de índole tecnológica, entre los cuales los más
importantes se mencionan a continuación:
Variaciones en el rendimiento de los procesos de elaboración, por ejemplo el
rendimiento de la mantequilla depende del contenido graso de la leche, el del
queso del contenido de caseína y el de la leche en polvo del extracto seco sin
grasa.
La composición de los productos está relacionada directamente con la
composición de la leche, es así como en la estandarización del queso es
importante la relación entre la proteína y la grasa y en la producción de leche
en polvo se debe manejar la relación entre la proteína y la lactosa.
La cristalización de la grasa de la leche por acción del frío, depende del
contenido de grasa y afecta la dureza de la mantequilla.
La estabilidad del calor es una variable importante en la fabricación de la leche
evaporada. Se presume que la precipitación de proteínas, la composición de
sales, el contenido de inmunoglobulinas como el calostro son los causantes de
formación de depósitos en los intercambiadores de calor que ocasionan
problemas en la calidad microbiológica de la leche y en el adecuado
funcionamiento del equipo. .
La capacidad de coagulación depende de la actividad del calcio. El contenido
de aglutininas de la leche, decrece en la lactación, ocasionando variaciones en
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el desarrollo de los microorganismos presentes; el contenido de manganeso
(Mn), afecta la fermentación del ácido cítrico por causa de algunos cultivos
iniciadores.
El flavor de la leche depende de las cantidades de sales disueltas en la lactosa
que tiene que ver con el sabor salado de la leche. La actividad de la lipasa y la
auto-oxidación aumenta al avanzar la etapa de la lactación.
El color de la leche y en especial del de la mantequilla y del queso se debe a
diferentes cantidades de B-caroteno en la grasa cuya cantidad depende de los
pastos con los que se alimentan las vacas, pero también de la aptitud de la
vaca de transformar el B-Caroteno en Vitamina A. Se sabe que la leche de la
raza Jersey de las vacas contiene una grasa de pigmentación muy amarilla en
comparación con la de la leche de búfala, oveja y cabra que es casi blanca.
1.1.5.2 Complejidad
La leche es una sustancia bastante compleja debido a su composición química
en compuestos como la lactosa, glicéridos de ácidos grasos, caseínas,
albúminas entre otras y su equilibrio físico entre sus componentes. Desde el
punto de vista físico coexisten varios estados, la emulsión, suspensión y
solución. Se considera que la leche es una emulsión formada con la materia
grasa globular disuelta en una solución acuosa y cuyo especto es muy parecido
al plasma sanguíneo. La solución acuosa contiene también material proteico en
suspensión en un suero cuyo contenido principal es la lactosa y sales
minerales. Su Heterogeneidad se debe a que cuando la leche es expuesta a
temperatura ambiente se separa progresivamente en tres partes (fig 1)
La crema que es una capa de glóbulos grasos integrados por efecto de
la gravedad
La cuajada, caseína coagulada por la acción microbiana
El suero, que contiene los productos solubles y que se separa de la
cuajada, la cual se contrae a una velocidad que depende de la microflora
presente.
Fig. 1. Representación esquemática de las modificaciones de la leche a temperatura
ambiente
Leche fresca Leche descremada Cuajada Lacto- suero
(Blanco mate)
Reproducción modificada. CHARLES ALAIS. Ciencia de la leche.
Leche
(blanco
azulado)
Coágulo
(ho-
mogé-neo)
Lacto
suero
amarillo-
verdoso)
Crema
Crema
Crema
Cuajada
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1.1.5.3 Alterabilidad
Debido a las características nutricionales de la leche, se pueden desarrollar
una gran cantidad de microorganismos entre los cuales están los que producen
la fermentación de la lactosa obteniéndose el ácido láctico que conduce a la
floculación debido al componente proteico, que en términos caseros se le
denomina “leche cortada”
La leche fresca tiene un período de duración muy corto por lo que se considera
un alimento de alta perecibilidad, ello obliga a tener especiales medidas
sanitarias y de Buenas prácticas de manufactura (B.P.M.) para evitar la
proliferación de microorganismos patógenos que afecten su calidad así mismo
permitir la inactivación de enzimas, durante su procesamiento.
Modificaciones importantes de la leche. Por ser la leche un sistema
inestable, esta sujeta a sufrir cambios desde que se encuentra en la ubre,
durante el ordeño, con los cambios de temperatura y durante el proceso
tecnológico. Los principales cambios que tienen lugar en la leche son:
Cambios físicos. Por la incorporación del aire durante el ordeño, lo cual
ocasiona la incorporación de oxígeno y nitrógeno. También se pueden
deteriorar los glóbulos grasos, al dañarse su membrana, paro también
por la acción del frío los glóbulos grasos se aglutinan. Al enfriarse la
leche se produce la cristalización de la materia grasa y se puede llegar a
desestabilizar la emulsión.
Cambios químicos. Por acción del oxígeno muchos de los
componentes de la leche se oxidan actuando la luz como catalizador de
muchas reacciones que producen aromas indeseables en la leche.
Cambios bioquímicos. Debido a las enzimas que contiene la leche se
produce la lipólisis por acción de la lipasa, la proteólisis por acción de la
proteasas y la hidrólisis de los ésteres fosfóricos por la acción de las
fosfatasas.
Cambios microbiológicos. El más frecuente es la fermentación de la
lactosa con la producción de ácido láctico, acompañado de la
disminución del pH. Ciertos microorganismos también actúan sobre las
proteínas produciendo la proteólisis y sobre las grasas produciendo
lipólisis.
Cambios en el proceso. Evidentemente las operaciones tecnológicas a
que es sometida la leche producen cambios en la composición y
propiedades de la leche, de acuerdo al producto que se quiere obtener,
pero algunas veces se producen efectos indeseables tal es el caso de
un flavor poco deseable que se produce ante un tratamiento térmico
severo, debido a la desnaturalización de las proteínas.
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Los tratamientos térmicos a los cuales se somete la leche,
dependiendo de la temperatura y tiempo utilizado, producen cambios
físicos, químicos y microbiológicos. Por ejemplo en el caso de:
La pasterización lenta, donde se somete la leche a una temperatura de
72 –740
C durante 15 segundos, se destruye la mayoría de los
microorganismos y se inactivan algunas enzimas, sin embargo no se
efectúan cambios significativos en las propiedades de la leche.
La pasterización alta donde se somete la leche a temperaturas de 900
C,
durante 15 segundos destruye todas las formas vegetativas de los
microorganismos, parte de las proteínas del suero se desnaturalizan
quedando sus grupos SH- disociados.
La esterilización es un tratamiento todavía más severo donde se utiliza la
temperatura de 1180
C durante 20 minutos lográndose la destrucción de
los microorganismos, incluyendo sus esporas, se inactivan las enzimas
y se logra cambios químicos como las reacciones de pardeamiento y la
producción de ácido fórmico. Para evitar estos efectos y lograr una mejor
calidad de la leche tanto de índole microbiológica como de sus
características físicas y químicas, se utiliza el tratamiento UHT (Ultra-
High-Temperature), donde se somete la leche a una temperatura de
145o
C durante uno o dos segundos con el propósito de esterilizar la
leche, sin ocasionar mayores modificaciones químicas ni bioquímicas.
La centrifugación es una operación que se utiliza para el desnatado de
la leche, que se lleva a cabo en una desnatadora o centrifugadora de
operación continua, para producir una leche con poca cantidad de grasa
( 0.05 –0.08%).
La homogenización, donde se somete la leche a altas presiones en un
homogenizador, reduce de tamaño los glóbulos grasos de la leche. En
general todos los productos lácteos son sometidos a la homogenización.
La evaporación de la leche se realiza para eliminar parte del agua y
obtener una leche más concentrada, con características diferentes a las
de la leche fresca, con mayor cantidad de sólidos totales y un pH menor.
La fermentación mediante la cual se cultiva la leche con bacterias
lácticas, ocasiona cambios significativos en la leche, debido a que la
lactosa se convierte en ácido láctico, disminuyendo su pH y aumentando
la viscosidad de la leche.
1.1. 6 Las fases de la leche
La leche se considera como un medio homogéneo formado básicamente de
tres partes o fases:
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La emulsión del material graso en forma globular
La suspensión de la caseína ligada a sales minerales
La fase hídrica o solución como el medio general continuo
1.1.6.1 La emulsión de materia grasa
Los lípidos de la leche, los fosfolípedos y otras sustancias insaponificables,
se encuentran dispersos en forma globular en estado inestable. El grado de
dispersión de la materia grasa forma una superficie que representa
aproximadamente 80m2
en un litro de leche.
El tamaño de los glóbulos grasos varías entre 1.5 y 10 µ (1µ = 0.001
mm), esta variación se debe a factores como la raza y la etapa de
lactancia. Las leches obtenidas de vacas de raza Jersey y Guernsey
contiene los glóbulos de mayor tamaño que las leches de la raza
Holstein y Ayshire. Cuando más avanza la época de lactancia el tamaño
de los glóbulos grasos disminuyen. Este hecho tiene gran importancia en
la elaboración de productos grasos como la mantequilla, puesto que el
tiempo de batido es mayor cuando los glóbulos grasos son de menor
tamaño.
El tamaño de los glóbulos grasos disminuye en la operación de
homogenización hasta llegar a un tamaño de 0.002 mm produciéndose
una emulsión más estable.
La separación de la fase globular se debe a la diferencia de densidad
que tienen los glóbulos grasos y la del líquido en que están
emulsionados, siendo menor la densidad de los glóbulos grasos. Esta
diferencia ocasionada por la fuerza de gravedad, hace que los glóbulos
grasos asciendan y ocurra la separación de la crema. Esta fuerza es la
que actúa en el descremado por la acción centrífuga.
Para calcular la velocidad teórica en que asciende un glóbulo graso se
utiliza la fórmula de Stokes:
V = 2 r2
(dm – dl) g
9η
Donde:
v = velocidad de ascenso
r = radio del glóbulo
dm = densidad del medio
dl = densidad de la grasa
g = aceleración por la fuerza de gravedad
η = viscosidad
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Con esta fórmula se puede calcular que un glóbulo graso de 5 micrones de
diámetro ascenderá 2 mm aproximadamente en una hora. La aglutinación de
los glóbulos grasos en racimos explica la diferencia entre la velocidad de
descremado promedio calculada con la fórmula de Stokes y la velocidad real de
separación de la crema.
Las temperaturas entre 7 – 8o
C ayudan al descremado espontáneo por causa
de la aglutinación de los glóbulos grasos y temperaturas mayores de los 60 o
C
ocasionan problemas en la aglutinación porque modifica la proteína soluble, la
aglutinina, que es la que produce la agregación de los glóbulos grasos. La
acidez también influye en la aglutinación de los glóbulos grasos acelerándola al
reducir las cargas eléctricas del glóbulo graso. Por lo anterior en el descremado
se prefieren temperaturas entre32 – 35o
C por ser la más adecuada para
separar la grasa al ser mayor la diferencia entre el dm y dl y menor el
coeficiente de viscosidad.
La separación de la materia grasa de la crema mediante la operación de batido,
en la elaboración de mantequilla, se debe a la incorporación de aire en
microburbujas, que ocasionan el agrupamiento de los glóbulos grasos en la
superficie de las burbujas, comprimiéndolos a medida que aumenta el batido.
Es así como los granos de la mantequilla se separan del plasma o suero de la
mantequilla produciéndose una inversión de la emulsión inicial “grasas en agua
a “agua en grasa, específica de la mantequilla.
Cuando la leche se encuentra sin los glóbulos grasos se forma el plasma
lácteo que es un líquido donde se encuentra en emulsión los glóbulos de
grasa.
1.1.6.2 La suspensión de la caseína
Contiene el complejo de fosfocaseinato de calcio como partículas que se
denominan “micelas” las cuales tienen un movimiento browniano.
La dispersión de las micelas de caseína en la leche es bastante estable y
resistente a operaciones de concentración, congelación, secado y
reconstitución. Dicha estabilidad es de suma importancia en la industrialización
de la leche.
El complejo caseinato contiene el 8% de calcio y fósforo inorgánico,
aproximadamente, además de otras sales como los citratos. Se cree que
existe un equilibrio entre la caseína de la fase dispersa y de la fase hídrica,
pero tanto este equilibrio como la estabilidad del complejo depende de las
concentraciones de sales de las leches y del pH, observándose que las
concentraciones mayores de Ca disminuye la solubilidad del complejo de
caseinato y la reducción de Ca++
logra el efecto inverso. También se observa
que la estabilidad es máxima a un Ph de 6.6 – 6.7 y mínima a un pH de 6.7 –
6.9- .
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La leche que está desprovista de glóbulos grasos y de micelas de caseína, se
llama lactosuero y es la sustancia donde están dispersas las micelas. La
proteína del suero se encuentra en forma molecular y en forma de agregados
muy pequeños.
Se han encontrado tres clases de Caseína las caseínas Alfa (α)y Beta(β) que
son sensibles al calcio y las caseínas Kappa (Κ), insensibles al calcio. Las
células que se encuentran en mayor cantidad en la leche son los leucocitos,
representando el 0.01% del volumen de la leche procedente de vacas sanas.
1.1.6.3 La fase hídrica
El agua de la leche se encuentra en forma libre y en forma ligada, en la primera
actúa como disolvente y en la segunda nó, porque está atrapada por
sustancias insolubles. El agua ligada por la caseína cambia por efecto de la
temperatura, del pH y por la concentración de sales que la reducen
considerablemente. El efecto de las caseínas es bastante significativo en las
cuajadas descremadas o que provienen de leches pasterizadas, siendo difíciles
de desuerar. Las cuajadas grasas retienen del 12 al 15% menos de agua.
En el agua libre, la fase hídrica está formada por un grupo de sustancias
disueltas en el agua entre las cuales se encuentra aproximadamente un 6%
de proteínas, sales (fosfatos), cloruros, sulfatos y bicarbonatos de calcio,
magnesio, sodio y potasio y lactosa. En la fase hídrica se presenta en mayor
proporción las β- lactoglobulinas y las α- lactoalbúminas junto a otras
proteínas menores y enzimas. Las sales presentes están en equilibrio entre la
fase coloidal y la solución, excepto con los cloruros y sulfatos. El calcio,
magnesio, sodio y potasio están combinados con los grupos aniónicos de la
caseína.
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1.2. PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICA DE LOS COMPONENTES DE
LA LECHE.
1.2.1 Lípidos
Se clasifican en sustancias saponificables y no saponificables. Las sustancias
saponificables comprenden principalmente los triglicéridos y los fosfolípidos.
Las sustancias insaponificables comprenden loas vitaminas y carotenoides. Su
proporción en la leche se presenta en la siguiente tabla:
Tabla 2.Composición de lípidos saponificables y no saponificables en la
leche.
Lípidos Porcentaje del total
Saponificables
Triglicéridos
Diglicéridos
Monoglicéridos
Glicéridos de los ácidos cetónicos
Acidos grasos libres
Esteroles
fosfolípedos
97.0 –98.0
0.25-0.48
0.016-0.038
0.85-1.28
0.10-0.44
0.22-041
0.20-1.0
Insaponificables
Vitaminas A – D- E- K
Carotenoides 0.0007-0.0009
Fuente. FAO. Manual de composición y propiedades de la leche.
1.2.1.1 Triglicéridos. Los ácidos grasos de la leche al combinarse con un
alcohol (glicerol) forman los triglicéridos su mezcla conforman la grasa de la
leche. A manera de ejemplo un triglicérido puede estar formado por el glicerol
combinado con el ácido butírico – oleico y estéárico (ver figura 2) Los
triglicéridos constituyen cerca del 98% del contenido de los lípidos de la leche y
por lo tanto son los responsables de las características de la grasa láctea.
Estas características varían según la composición de los ácidos grasos. Existen
un número grande de triglicéridos en la leche de acuerdo a las diferentes
combinaciones de los grasos ácidos grasos que puedan ocurrir.
El ácido graso más abundante es el oleico que al combinarse con el linoléico y
los ácidos grasos de cadena más corta como el butírico y el caproico, influyen
en el bajo punto de fusión de la leche. Los ácidos grasos responsables de la
oxidación de la mantequilla son los saturados debido a su fácil reacción con el
oxígeno. Otros factores que activan la oxidación son la radiación ultravioleta,
iones de cobre, hierro y la acidez. Esto ocasiona el sabor rancio de la
mantequilla.
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Glicerol
oléico
Esteárico Butírico
Esteárico
Oleico
Figura 2. Molécula de un triglicérido.
Los ésteres de los ácidos grasos, pueden descomponerse por hidrólisis, en
ácidos grasos y en glicerol, esta hidrólisis puede ser causada por la lipasa
produciéndose el enranciamiento de la materia grasa. Esta enzima puede ser
inactivada durante la pasterización de la leche, pero cuando la lipasa es
originada por bacterias psicrotróficas, puede ocurrir la rancidez en la leche así
esté pasterizada, ya que dichas bacterias son resistentes a los tratamientos
térmicos. Por otra parte la rancidez de la leche depende de otros factores como
la alimentación del animal, ya que una mala dieta alimenticia potencia el
deterioro de la leche por rancidez.
En el caso de los quesos la lipólisis es un proceso normal debido a las lipasas
de microorganismos como las bacterias y hongos que actúan en el proceso,
aumentando el contenido de ácidos grasos libres de la leche alrededor de un
0.25 a 6%, tal es el caso de los quesos tipo Camembert y Roquefort.
Teniendo en cuenta el porcentaje de los ácidos grasos que se encuentran en la
leche se puede determinar a través de un análisis de éstos si el producto ha
sido adulterado, para lo cual se tienen como referencia los valores de las
siguientes variables:
Punto de fusión 29 –32o
C
Punto de solidificación 19 - 23 o
C
Indice de refracción 40.5 - 46 (en 40 o
C)
Índice de yodo 26 – 40.
Como ya se mencionó anteriormente la composición de la materia grasa de la
leche depende de factores como la alimentación, el estado de lactancia, entre
otros y está asociado a la variación en el punto de fusión de la grasa. En la
tabla 2 se presentan algunas de las características de la materia grasa de las
leches de diferentes especies comparada con la de otras grasa comunes.
H2 - C – O
H2 – C - O
H2 – C - O
0
C-(CH2)2—CH3
O
C –(CH2)7 – CH = CH – (CH2)7 - CH3 3CH
O
C – (CH2)16 – CH3
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1.2.1.2 Fosfolípedos o fosfátidos.
Los fosfolípidos, son grasas que contienen fósforo y aminas y son los lípidos
compuestos más abundantes en la leche. La mayoría presentan dos grupos
cargados, uno ácido y otro básico por lo tanto son bastante polares y por ende,
hidrófilos, es decir que tienen la capacidad de absorber agua y como
consecuencia de ello hincharse, sin embargo no son totalmente solubles. Por
ser agentes altamente emulsionantes, influyen en la estabilidad de la materia
grasa. Son bastante tensoactivos y se asocian con las proteínas para formar
las lipoproteínas, las cuales algunas se encuentran en la membranas de los
glóbulos grasos y otras se encuentran en el plasma de la leche formando “los
microsomas de la leche”.
En el batido de la crema para producir la mantequilla gran parte de los
fosfolípedos se quedan en el suero proporcionándole un sabor fuerte
característico.
Los fosfolípedos de la leche están constituidos por: lecitina en un 30%; cefalina
en un 45%; y esfingomielina en un 25%. Los ácidos grasos insaturados de la
lecitina y la materia grasa al oxidarse forman la trimetilamina N(CH3) que le
imparte un aroma a pescado. Este es uno de los defectos que se presentan
especialmente en la mantequilla y en la leche en polvo.
Membrana del glóbulo graso
Como ya se había explicado anteriormente los glóbulos grasos se encuentran
envueltos en una capa proteica en donde se encuentran diferentes sustancias
entre las cuales están los fosfolípedos y proteínas, dando lugar a diferentes
reacciones químicas vivas. (Ver figura 3 membrana del glóbulo graso. Pág.3.3
FAO)
Figura.3 Membrana del glóbulo graso.
La membrana del glóbulo graso se destruye parcialmente por diferentes
tratamientos que se realizan en la leche, por ejemplo, en la homogenización,
Grasa
Triglicéridos
Lipoproteína Seudocreatina
Fosfolípidos
Lipoproteínas diferentes Glicoproteínas
Fosfolípidos
Enzimas
Plasma de la leche Fosfolípidos
Aglutininas
Proteínas diferentes
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ocurre con mayor frecuencia la oxidación, produciendo un sabor metálico y la
hidrólisis, que le imparte un olor a rancio. Así mismo, ciertos tratamientos como
la incorporación de aire en el bombeo, la agitación, la formación de espuma y
variaciones de temperatura durante el almacenamiento de la leche cruda,
pueden producir la rancidez hidrolítica debido a la alteración de la lipasa que se
encuentra en la membrana.
Mediante la pasterización alta de la crema (82 –92o
C) se desnaturaliza
parcialmente las proteínas de la membrana, liberando las proteínas que
contienen cobre, contribuyendo de esta manera a mejorar las condiciones de
almacenamiento de la mantequilla producida.
1.2.2 Proteínas
Las sustancias nitrogenadas de la leche se pueden clasificar den tres grupos:
caseínas o sustancias que forman el queso propiamente, las llamadas
proteínas del suero, y las sustancias nitrogenadas no proteicas. El grupo de las
caseínas conforman del 78 al 80% de las proteínas de la leche. Las proteínas
del suero que contienen fracciones de globulina y albúmina no pueden
obtenerse en forma de queso sino como su nombre lo indican se encuentra en
el suero y constituyen el otro 20% del contenido de la leche.
Las proteínas están constituidos por cadenas de aminoácidos o más
concretamente por los ácidos L - α - amino carboxílicos. A partir de un número
de aminoácidos se forma una cadena peptídica linear, que si es corta, se llama
péptido y si es larga se denomina polipéptido, la unión de los polipéptidos
forman las proteínas. La mayoría de la proteína contiene por lo menos 100
radicales de aminoácidos.
Existen 20 aminoácidos diferentes y por lo tanto 20 tipos diferentes de cadenas
laterales, además los grupos de estas cadenas. Pueden presentar diferentes
modificaciones a continuación se presenta la estructura de un aminoácido y la
de una cadena peptídica.
Fig.4 Acido L - α
α
α
α - amino Fig 5. Cadena peptídica
Carboxílico
NH2
R1 H Rn
R-----C------CO2H NH2 ----C –CO--NH—C—CO……..NH—C--COOH
H R2
H
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1.2.2.1 Estructura de las proteínas
Las proteína de la leche tienen una estructura definida pero cuando la leche es
sometida a diferentes tratamientos esta estructura puede cambiar.
La estructura primaria está conformada por el ordenamiento de la cadena
peptídica y su estabilidad se debe al enlace peptídico o de covalencia entre los
aminoácidos de la cadena.
La estructura secundaria o espacial constituye las cadenas de aminoácidos
que se unen formando una especie de hélice, su estabilidad se debe en parte
a las uniones con los átomos de hidrógeno.
La estructura terciaria está conformada por varias cadenas replegadas sobre sí
mismas. Su estabilidad se debe a los puentes de bilsufuro existentes entre los
aminoácidos sulfurados como la cistina y las fuerzas hidrofóbicas.
La estructura cuaternaria es una unión muy frágil de monómeros o pequeñas
unidades moleculares, con enlaces poco energéticos.
La desnaturalización de las proteínas se debe a una modificación limitada de la
estructura secundaria y terciaria de las proteínas, sin rompimiento de sus
enlaces covalentes, ni separación de fragmentos lo que hace que se reagrupen
las cadenas dando lugar a una estructuración diferente de la proteína. Un
ejemplo de este se puede observar en la desnaturalización o inactivación de las
enzimas por efecto del calor y la separación o precitación de las proteínas del
suero. Ver esquema de una proteína nativa y una desnaturalizada.
Fig. 6. Proteína nativa Figura 7. Proteína
desnaturalizada
Reproducción de. FAO. Manual técnico de composición y propiedades de la leche.
.
1.2.2.2 La caseína. Este componente proteico esta conformado por diferentes
clases o tipos de caseína que se denominan con letras griegas, las más
importantes son las caseínas α
α
α
α, β
β
β
β, y γ
γ
γ
γ, así como la caseína Kappa. Las
caseínas α, β, y γ, reaccionan con el calcio formando compuestos que
precipitan produciéndose la coagulación de la leche, pero como la leche en
forma natural contiene calcio, ocurriría en cualquier momento la coagulación,
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sin embargo para que esta precipitación no suceda la caseína K que es
insensible al calcio, forma un especie de revestimiento protector en torno de las
caseínas α, β, y γ, e impiden que reaccionen con el calcio, manteniendo de
esta manera la estabilidad de la proteína de la leche.
Estructura de la caseína. Las caseínas α
α
α
α, β
β
β
β, y γ
γ
γ
γ, ocupan el centro de una
formación esferoidal, cuyo exterior está formado por la capa protectora de la
caseína K, que tiene una parte hidrófila ( que atrae y fija el agua) cargada
negativamente llamado “glucomacropéptido”, orientado hacia fuera. Debido a
ello las micelas de la caseína están en condiciones normales rodeadas por una
capa de agua que se constituye en una capa protectora. Dicha capa de agua y
la parte negativa de la caseína K son las responsables de la fina distribución de
la caseína en la leche. Por estar todas las micelas de las caseínas rodeadas de
cargas negativas y repelerse entre sí, la caseína, es decir la proteína está
permanentemente en suspensión.
Fig.8. Micela intacta de caseína rodeada de calcio.
1.2.2.3 Estabilidad de las proteínas
El sistema coloidal de las proteínas de la leche se debe a dos grandes fuerzas
que son: las cargas eléctricas y el agua de hidratación.
La principal fuerza de estabilidad de la caseína se debe a las cargas eléctricas
del radical ácido COO-
y básico (NH3) de los aminoácidos. Los cuales ayudan
a mantener separadas las micelas de la caseína. En el pH normal de la leche
las cargas negativas del aminoácido son las que predominan.
H
CH3 -- C -- (C-- H2) n --- COO-
+
NH3
Las propiedades anfóteras de los aminoácidos
H+
OH-
Ca Ca Ca
Ca Ca K
Ca Ca
α γ
β
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R-CH –COOH R—CH---COO-
R –CH—COO-
+H2 O
NH3
+
NH3
+
NH2
pH más ácido que el punto
Isoeléctrico pH 4.6 pH: 6.6 – 6.7
La caseína como sustancia coloidal asociada a un complejo de calcio y fósforo
se coagula por acción de los ácidos, el cuajo o el alcohol.
Cuando la leche se acidifica ocurre la disminución de las cargas eléctricas y
del agua de hidratación, reduciendo así mismo la capacidad de las micelas de
caseína para separarse y es cuando la leche se coagula. La caseína puede ser
coagulada por acción del ácido cuando se baja a un pH de 4.6 a 4.7. Cuando la
leche ha sufrido previamente, alguna acidificación puede ser coagulada por
acción del alcohol que en este caso actúa como deshidratante. Es en este
fenómeno, que se basa la prueba de estabilidad de la leche. Al precipitar la
caseína por acción del ácido se ocasiona su desmineralización y entonces el
calcio coloidal migra hacia la solución. Produciéndose las siguientes
reacciones:
Caseinato de calcio + 2 Ac. Láctico Caseína + lactato de calcio
(Insoluble) (Soluble)
Fosfato tricálcico + 2 Ac. Láctico Lactato de calcio + fosfato monocálcico
(Coloidal) (Soluble) (Soluble)
La lactoalbúmina y lactoglobulina permanecen en solución frente a la acción del
ácido y del cuajo debido a una fuerza estabilizadora que se debe al agua de
hidratación, sin embargo, cuando se le agrega alcohol o se somete al calor,
estas proteínas coagulan debido a su acción deshidratante. A ello se debe que
estas dos proteínas se encuentren en el suero de las leches obtenido después
de su coagulación. La caseína coagula por acción del calor a una temperaturas
de 130 a 138o
C, ligeramente acidificada pero, la lactoglobulina coagula a
temperaturas alrededor de 72o
C.
Coagulación por cuajo
La coagulación de la caseína por acción del cuajo se debe a una reacción
proteolítica parcial donde la caseína actúa como sustrato de la enzima
separando la llamada “proteasa de Hammarsten” que constituye cerca del 6%
de la caseína. Dicha reacción se puede representar así:
Fosfocaseinato de Ca +cuajo Fosfoparacaseinato de Ca + Proteasa
(soluble) (Insoluble, cuajada) (soluble)
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La coagulación de la leche por el cuajo es una acción bastante compleja donde
ocurren los siguientes fenómenos:
Hidrólisis enzimática parcial de la Kappa caseína, esta ocurre entre los
aminoácidos fenil alanina y metionina. Esta reacción puede ocurrir
también a bajas temperaturas.
Modificación de las micelas y su posible degradación por acción del
fosfato de calcio.
Enlace de micelas y formación del coágulo o fase secundaria bajo
temperaturas de 20o
C o más. La cantidad de calcio iónico que se
requiere para la coagulación es inversamente proporcional a la de
fosfato cálcico.
Sinéresis del coágulo por retracción del retículo e inicio de la separación
del suero.
Proteólisis lenta de los componentes de la caseína o fase terciaria.
La acción del cuajo depende principalmente de la temperatura y del pH. El
tiempo de coagulación se prolonga a temperaturas de 20o
C y es menor a
temperaturas entre 40 - 42 o
C. A pH superiores de 7.5 la coagulación no ocurre
pero a medida que desciende del pH 6.7 normal el tiempo de coagulación se
acorta.
El cuajo es un preparado de una enzima que contiene microfactores
proteolíticos, que en condiciones adecuadas producen la coagulación de la
caseína K (Kappa) de la leche. El cuajo o la enzima más antiguo, es la
quimosina que se utiliza en la fabricación del queso y es obtenida de los
terneros lactantes por lo que se conoce con el nombre de “cuajo de ternero” en
capítulos posteriores, sobre la elaboración del queso, se tratará más
ampliamente este tema.
1.2.3 Carbohidratos
El carbohidrato principal de la leche es la lactosa, éste es un glúcido neutro,
cuya fórmula general es (CH2O)n. También se pueden encontrar además de la
lactosa otros glúcidos como los nitrogenados entre los cuales se encuentran la
glucosamina N – acetilada, que se encuentra ligada a los glúcidos neutros y
los glúcidos ácidos como el ácido siálico, ligado a los glúcidos neutros o
nitrogenados.
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1.2.3.1 La lactosa
Representa el 97.5% de los glúcidos de la leche. Es un disacárido formado por
glucosa y galactosa. Se encuentra totalmente en solución en la fase acuosa de
la leches.
C12 H22 O11 + H2 O C6 H12 O6 + C6 H12 O6
lactosa glucosa galactosa
El poder reductor de la lactosa se debe a la presencia de un grupo aldehido
libre en la mitad de la glucosa. La lactosa reduce el reactivo de Fehling, lo cual
es una de las reacciones que permite la identificación de la lactosa..
Hidrólisis y fermentación de la lactosa. La lactosa por acción de un enzima,
la lactasa, que puede encontrarse en el intestino o producirla una bacteria,
actúa sobre la lactosa desdoblándola en galactosa y glucosa, estas por acción
de bacterias lácticas (Streptococcus, lactobacillus y leuconostoc) es fermentada
produciendo ácido láctico principalmente.
C12 H22 O11 . H2 O 4 C H 3 CHOH -COOH
En la fermentación de la lactosa, además del ácido láctico se producen
algunos compuestos aromáticos y volátiles como el acetil – metil carbinol y el
diacetilo; el ácido láctico a su vez puede ser transformado por algunas
bacterias como: el Propiobacterium Shermanii (en queso Gruyere) a ácido
propiónico, ácido acético y CO2.
3 C H 3 _-- CHOH – COOH 2C H3 - CH2 - COOH + CH3 –COOH +
H2 O + CO2
Las sustancias volátiles que se producen en la fermentación le imparte el olor
agrio a la leche.
El ácido láctico puede también transformarse en ácido butírico por acción de
las bacterias anaerobias esporuladas (Clostridium butyricum) que causa la
hinchazón tardía del queso.
2 CH2 -CHOH –COOH C H3 - CH2 - CH2 - COOH + 2 CO2 + 2 H2 O.
Solubilidad de la lactosa. Es poco soluble en agua, su máxima solubilidad es
de 16.9 gramos en 100 gramos de agua a 15o
C. Uno de los defectos de
arenosidad en las leches azucaradas y en helados se debe a que la cantidad
de la lactosa sobrepasa en nivel de saturación, formándose los cristales que se
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detectan al paladar. En la leche una concentración de volumen mayor de 3:1
producirá la cristalización espontánea de la lactosa.
Existen dos formas químicas de la lactosa: la Alfa lactosa (37%) y la Beta
lactosa (63%), la cristalización ocurre cuando se sobrepasa en contenido de la
Beta lactosa, transformándose la diferencia en alfa lactosa que es la que se
cristaliza propiamente.
Pardeamiento. El calor afecta a la lactosa a temperatura por encima de 110
o
C, Ocurriendo la pérdida de agua de la Alfa lactosa para transformarse en una
lactosa anhidra. A temperaturas superiores a los 130 o
C se produce la
caramelización, al combinarse con los compuestos nitrogenados de la leche,
este fenómeno de conoce con el nombre de “Reacción de Maillard” que se
produce principalmente en las leches esterilizadas y en los dulces de leche. En
esta reacción ocurre la destrucción de aminoácidos como la lisina y la histidina.
Dulzor de la lactosa. La lactosa tiene un poder edulcorante menor que la
sacarosa, mientras que el de la sacarosa es de 100 el de la lactosa es de 15,
siendo una ventaja muy grande para la elaboración de leches concentradas
con sabor moderadamente dulce.
Refractometría. Una propiedad física de la lactosa es su índice de refracción
cuyo valor medido en el suero de la leche varía proporcionalmente a la
concentración de la lactosa. Esta propiedad permite determinar el aguado de la
leche. De acuerdo a la lectura del refractómetro se puede determinar el
porcentaje de lactosa en el suero de la leche y si este porcentaje resulta menor
al normal, entonces se puede detectar el fraude por aguado.
1.2.4 Sales y minerales
Las sales de la leche se encuentran en dispersión iónica en una proporción
entre 0.6 - 1.0%... las que se encuentran en mayor cantidad son:
Fosfato de potasio, calcio y magnesio................ 0.33%
Cloruros de sodio y potasio................................. 0.20%
Citrato de sodio, potasio, calcio y magnesio........ 0.32%
Sulfato de potasio y sodio..................................... 0.018%
Carbonatos de potasio y sodio...............................0.025%
Entre lo minerales que contiene la leche unos están en mayor cantidad y
representan los constituyentes mayores entre los cuales están: calcio, fósforo,
potasio cloro y sodio que tienen una gran importancia nutricional y a nivel
industrial. Los minerales que se encuentran en menor cantidad o
constituyentes menores son: zinc, cobre, hierro, yodo y manganeso, estos
aunque están en menor cantidad son también importantes en la dieta
alimenticia y algunos como el cobre y el zinc actúan como catalizadores en la
reacciones de oxidación de las grasas.
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Los minerales se encuentran en la leche en una proporción entre 0.6 – 0.8%
del peso de la leche. Estos se pueden determinar mediante las cenizas
obtenidas de la incineración de la leche a temperaturas muy altas. Sin embargo
los compuestos obtenidos después de la incineración sufren una reacción de
oxidación que hace que cambien su forma química natural, lo que se
demuestra, reacción alcalina de las cenizas y en la reacción ácida de la leche.
Otro ejemplo es que el fósforo en la leche se encuentra en formas de fosfatos,
o fosfolípedos como el de la lecitina y el de la ceniza está en forma de
anhídrido fosfórico (P2O5).
Los minerales que se encuentran en mayor cantidad en las cenizas son:
K2 O................................... 25.02%
P2 O5..................................................... 24.30%
CaO......................................20.00%
Cl..........................................14.30%
Na2O................................... 10.00%
El contenido de calcio es necesario para la coagulación de la leche con el
cuajo, reacción que ocurre en la elaboración del queso.
1.2.5 Vitaminas.
La leche contiene todas las vitaminas importantes para la vida, cada una en
mayor o menor cantidad. Estas vitaminas se clasifican en:
Liposolubles como:
A............................................. (100 - 500 mg/lt)
Provitamina D3....................... (1mg/lt)
E.............................................. (500 - 1000 mg/lt)
K.............................................. (Trazas)
Hidrosolubles:
B1………................................................................... (400 - 1000mg/lt)
B2……………………………………. (800 - 300 mg/lt)
B12……… ……………………… (Trazas)
C…….. ………………………… (10 - 20 mg/lt)
Las vitaminas de la leche tienen la tendencia a destruirse debido a diferentes
factores entre los cuales los más importantes son: los tratamientos térmicos, la
acción de la luz, las oxidaciones entre otros. Las vitaminas como la Vitamina C,
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A, procarotenos, y E o tocoferol tienen un gran poder antioxidante y por lo tanto
es utilizado en la industria como agentes antioxidantes de la grasa de la leche.
Las Enzimas.
Las enzimas son sustancias orgánicas, complejas de naturaleza proteica y que
actúan como iniciadoras de reacciones químicas permaneciendo intactas
después de producir las reacciones.
Entre las enzimas existentes en la leche se encuentran:
Las hidrolasas: lipasa, fosfatasa, amilasa y lactasa
Las oxidoreductasas: peroxidasa y catalasa.
La acción de cada una de las enzimas es específica y actúan a un pH y una
temperatura óptima.
Lipasas
Esta enzima produce la hidrólisis de la grasa descomponiendo los glicéridos en
glicerol y ácidos grasos. La liberación del ácido butírico es una de las causas
del sabor rancio en la leche La lipasa nativa de la leche es termosensible y se
inactiva con la pasterización lenta a bajas temperaturas, pero la lipasa que
producen las bacterias como las Pseudomonas, Alcalígenes y Bacillus,
principalmente, son termorresistentes y solo se inactivarán sometiendo la leche
a altas temperaturas, tal es el caso de la alta pasterización.
Las lipasas están ligadas fuertemente a la caseína de la leche y se puede
extraer de la cuajada formada por el cuajo, tratándola con soluciones
tampones.
Fosfatasas
La leche dos enzimas que hidrolizan los ésteres fosfóricos, la fosfatasa
alcalina cuyo máxima actividad es a un pH de 8 y las fosfatasa ácida cuya
actividad máxima es a un pH de 4. La fosfatasa alcalina es la de mayor
importancia por su sensibilidad al calor. Esta es una metaloproteína que
contiene en su molécula Zinc (Zn) y esta ligada a la materia grasa. La
resistencia al calor de esta enzima es un poco superior a la de las bacterias
patógenas que pueden existir en la leche por lo que se usa en la industria para
el control de la pasterización de la leche, así sea la pasterización alta o lenta.
Cuando la Fosfatasa se destruye lo hacen también las bacterias patógenas. La
prueba fosfatasa consiste en valorar colorimétricamente el fenol que se libera
del fenilfosfato - disódico por la acción de la enzima.
C 6H5 –O –PO3Na2 + H2 O = C6 H5 OH + PO4 Na2 H
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Amilasa
La acción principal de esta enzima es la sacarificación del almidón cuya
reacción se puede identificar con la prueba del yodo. 100 ml de leche normal a
25o
C hidrolizan 22.5 g de almidón soluble. Si se calienta a 60 o
C por 1 hora o a
65 o
C por 30 minutos la enzima se destruye.
Lacto – peroxidasa
Fue la primera enzima que se descubrió en la leche, su contenido en la leche
representa un 0.2% del total de contenido proteico. Es una proteína hémica por
contener en su molécula un átomo de hierro. Es bastante resistente al calor
pues solo se destruye sometiéndola a 70o
C por 30 minutos o a 80 o
C por 30
segundos. Es una enzima de oxidación indirecta, porque libera el oxígeno
atómico de los peróxidos como el agua oxigenada (H2O2).
Catalasa
Esta enzima reacciona con el peróxido de hidrógeno liberando agua y oxígeno
molecular. Debido a que los leucocitos producen catalasa se utiliza para
detectar el origen de leches mastíticas ya que el volumen de oxígeno
producido es proporcional a la cantidad de leucocitos en la leche. Se
encuentran tablas que relacionan ambos factores. Sin embargo esta prueba no
se puede utilizar en leches muy contaminadas porque los resultados podrían
confundirse con el efecto producido por la catalasa de las bacterias. Así mismo
la cantidad de catalasa varía según la raza, la alimentación y el momento de
ordeño de la vaca, por lo que el uso de esta prueba ha disminuido
apreciablemente.
1.3 EFECTOS DE LOS TRATAMIENTOS TÉRMICOS EN LA LECHE
El calentamiento es el tratamiento más importante al que se somete la leche y
los productos lácteos, las variables principales son tiempo y temperatura, y se
cambian de acuerdo a diferentes propósitos tales como:
Mejorar la calidad higiénica de la leche y su conservación debido a la
dest5rucción de bacterias y enzimas a partir da la esterilización y pasterización
de la leche, de la crema, mezcla de helados, entre otros.
Eliminar el agua por concentración o desecación de la leche del lactosuero,
entre otros, obteniéndose productos con alta capacidad de conservación.
En los diferentes procesos tecnológicos, por ejemplo en la obtención de la
cuajada a temperaturas moderadas, para la fabricación de quesos de “pasta
dura”, fusión del queso con sales, preparación del aceite de mantequilla,
modificaciones de las propiedades físicas (viscosidad y color) de las leches
concentradas, entre otros.
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Sin embargo debido a la gran complejidad química y física de la leche los
tratamientos térmicos también ocasionará otras modificaciones que producen
efectos desfavorables, que se deben conocer previamente antes de iniciar
cualquier tratamiento térmico, para tomar las precauciones del caso.
Cambios en sus componentes termolábiles: Cuando la leche es sometida a
diferentes temperaturas sus componentes termolábiles como las proteínas y el
estado fisicoquímico de sus sales sufren cambios de acuerdo a la intensidad
de los tratamientos térmicos, afectando su estabilidad, pH, poder de
oxidorredución, características organolépticas y nutritivas.
Efectos sobre las proteínas. Cuando la leche se somete a unas temperatura
máxima de 85o
C por 30 minutos, las proteínas se deshidratan, efecto que es
favorable para la producción de las leches en polvo descremado en la medida
que aumenta su conservación de almacenamiento y en las leches descrmadas
y azucaradas aumenta su viscosidad.
A temperaturas de 75 o
C, por 30 minutos se producen efectos negativos sobre
el tiempo de coagulación por cuajo, efecto, que va acompañado de un sabor
desagradable a cocido, al producir la precitación de proteínas solubles de la
caseína perjudicando su acción; paralelamente, se produce la reducción del
calcio y fosfatos solubles y aumento de la acidez por descomposición de la
caseína (50%) y desfosforilización de la lactosa (30%) y alteración del equilibrio
de los fosfatos (20%) , también se disminuye su potencial de oxidorreducción y
se aumenta la hidratación de las proteínas.
El aumento de acidez como consecuencia del tratamiento térmico, da lugar a la
aparición de un color café debido principalmente a pigmentos de melanoidinas,
como resultado de las reacciones de Maillard entre el grupo aldehido de la
lactosa y las proteínas.
A continuación se presenta un cuadro donde se resume los principales efectos
del calentamiento sobre los componentes de la leche y sus consecuencias.
Tabla 3: Efectos del calentamiento sobre los componentes de la leche.
SUSTANCIAS
MODIFICADAS
MODIFICACIONES PRINCIPALES
CONSECUENCIAS
Lactosa Descomposición con formación
de
Ácidos grasos
Crecimiento de las bacterias
lácticas.
Disminución del pH.
Caramelización.
Lactosa + proteínas Reacción entre los grupos
aldehídicos y aminados
(reacción de Maillard)
Reducción del valor nutritivo
de las proteínas,
especialmente la Lisina.
Formación de compuestos
reductores y descenso del
potencial Redox, dificultando
la oxidación de las grasas.
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Oscurecimiento.
Proteínas solubles (Beta
lactoglobulina)
Aparición de grupos SH y de
compuestos sulfurados libres.
Desnaturalización e
Inactivación de aglutininas.
Sabor a “cocido”
Floculación o coagulación
Se dificulta la formación de la
crema.
Proteínas solubles y caseína Formación de amoníaco.
Formación de complejos de
caseína K y Beta –
lactoglobulina.
Alteración del sabor,
formándose la llamada “capa
de la leche”
Estabilización por
precalentamiento.
Caseína Degradación de la molécula
(desfosforilización y ruptura de
los enlaces peptídicos) y
modificación del estado
micelar de la leche.
Floculación de las
suspensiones de caseína a
alta temperatura.
Floculación y gelificación de la
leche.
Materias minerales Desplazamiento del equilibrio
Ca/P soluble Ca/P
insoluble.
Modificación de la capa
superficial de las micelas.
La estabilización por
precalentamiento.
Insolubilización de las sales de
calcio y descenso del pH.
Retraso en la coagulación por
cuajo.
Efectos en la estabilización de
las micelas.
Materia grasa Formación de lactonas por los
ácidos monoenos de cadena
corta.
Sabor desagradable en las
leches concentradas y en
polvo.
Vitaminas Destrucción de las vitaminas
B1 y C
Reducción del valor nutritivo.
Enzimas Inactivación a temperaturas
entre
60 – 100
o
C
Inactivación enzimática
particularmente de la lipasa y
proteasa.
Control de la pasterización.
Gases Pérdida de CO2 Ligero aumento del pH.
Fuente: FAO. 1981
1.4 MICROBIOLOGÍA DE LA LECHE
Debido a su composición y a sus propiedades físicas la leche es una fuente
rica en nutrientes y en energía tanto paro los mamíferos como para gran
cantidad de microorganismos, que encuentran las condiciones óptimas para
crecer en un medio como la leche. Estos microorganismos son
fundamentalmente las bacterias pero también pueden desarrollarse algunos
mohos y levaduras.
1.4.1 Principales grupos de bacterias que se encuentran en la leche.
Se pueden distinguir dos grandes categorías de bacterias de acuerdo al
método de coloración de Gram, las bacterias Gram + que se caracterizan por
necesitar más componentes nutritivos y una mayor sensibilidad a los agentes
bactericidas.
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1.4.1.1 Bacterias Gram +
Bacterias lácticas: son las que fermentan la lactosa, produciendo una
cantidad elevada de ácido láctico, pertenece a la familia de las
Lactobacteriaceae .
Micrococos. Son bacterias generalmente aerobias que no fermentan la
glucosa sino que la degradan de forma oxidante, reduciendo
ligeramente el pH . Estos no son patógenos, porque están desprovistos
de coagulasa y hemolisisna dos factores importantes de infección..
Constituyen la flora inocua que contamina la leche principalmente
después del ordeño, debido a que su crecimiento óptimo es a
temperaturas alrededor de los 37o
C por lo cual no representa problemas
con respecto a la conservación y tratamiento de la leche.
Estafilococos
Son anaerobios facultativos, y reaccionan con la glucosa, fermentándola y
produciendo una reducción del pH de la leche entre 4.3 – 4.5. las bacterias
más importante pertenece al género del Staphylococcus aureos o
estafilococcus dorado, que comprende al grupo de las bacterias que
poseen coagulasa y algunas hemolisina. Estas bacterias permiten
determinar la calidad higiénica de la leche.
Bacterias esporuladas (Bacillaceae).
Se llaman así porque forman una endospora que tiene la propiedad de resistir
temperaturas por encima de 100o
C, a diferencia de las otras bacterias, que se
destruyen por debajo de 80 o
C. Por lo tanto es un factor importante en los
procesos tecnológicos, que conducen a la obtención de productos sin adición
agentes químicos conservantes, y que pueden ser medios aptos para la
contaminación de este tipo de bacterias, por lo cual que se deben manejar la
temperatura apropiada para su conservación.
La mayoría de estas bacterias son mesófilas, o sea que su crecimiento óptimo
ocurre a una temperatura de 30 o
C. y se inhibe a temperaturas mayores de 45
o
C, pero otras son termófilas o sea que su desarrollo óptimo es a una
temperatura mayor de 60 o
C.
Algo muy importante que caracteriza a este tipo de bacterias es que no crecen
en medios que no sufren calentamiento, como el caso de la leche cruda y de
algunos productos lácteos, pro si pueden alterar productos que no han tenido el
tratamiento térmico adecuado, tal es el caso de las leches pasterizadas o
esterilizadas, quesos fundidos, quesos de pasta cocida, leches concentradas,
entre otros.
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Entre este tipo de bacterias se encuentran: el Bacillus que es una bacteria
esporulada aerobia y cuya actividad enzimática ocasiona la acidificación,
coagulación y proteólisis. El clostridium, que es anaerobia (que se desarrolla
en medios sin oxígeno), peligrosa por su producción de gas y de algunas
toxinas que causan el deterioro del alimento, ocasionando daño al consumidor
especialmente el clostridium perfringes.
Existen otras bacterias Gram +
como las del género del corynebacterium, que
no revisten especial importancia por sus actividades debido a que su
crecimiento óptimo es a una temperatura de 37 o
C. Estas bacterias se
encuentran en la leche fresca. Otras bacterias como las propiónicas que se
desarrollan en los quesos madurados de pasta dura y otras como las del
género del Brevibacterium, que crecen en materias de animales o vegetales en
descomposición. Estas no fermentan la lactosa.
1.4.1.2 Bacterias Gram –
Entrobacterias
Existe una gran cantidad de bacterias que pertenecen a esta la familia de las
Enteobacteriaceae que da lugar a infinidad de grupos, que no son tema de este
estudio. La mayoría se encuentran en el intestino de los mamíferos y su
presencia en el agua o la leche puede ser origen fecal.
Las especies más comunes en los productos lácteos son las que fermentan la
lactosa. Estas bacterias son menos abundantes que las otras bacterias Gram +
pero su importancia se analiza desde dos aspectos: el higiénico que radica en
que la mayoría son causantes de enfermedades infecciosas que pueden llegar
a ser epidémicas, tal es el caso de las salmonelas que contaminan los
productos lácteos. El tecnológico debido a que la acción bioquímica de las
enterobacterias es la fermentación de los azúcares con formación de gas
carbónico y ácido.
Entre las enterobacterias de mayor importancia están:
Escherichia Coli que es productora de Indol, de gas y ácidos orgánicos
como el láctico, acético succínico, entre otros y reduce los nitritos a
nitratos. Se diferencia de otras bacterias lácticas en que es su acción
es menos acidificante.
Cloaca, o enterobacter. Entre esta se encuentra el C.aerogenes, gran
productor de gas en los productos lácteos originando un débil
acidificación, estas no son patógenas pero algunas cepas se consideran
sospechosas.
Además de las coliformes se encuentran en la leche enterobacterias que no
fermentas las lactosa y que son especies inocuas como la Serratia y Proteus
que son proteolíticas sin embargo se pueden encontrar algunas bastantes
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peligrosas como la salmonellas (bacilo tífico) y menos común la Shigella (bacilo
disentérico)
Achromobacteriaceae. Comprende las bacterias saprofitas en su
mayoría aerobias que no fermentan los azúcares, no coagulan la leche,
aunque se vuelve alcalina. Su importancia radica en que forman parte
importante de la microflora sicrófila que crece en la leche conservada a
bajas temperaturas.
Otras bacterias Gram –
como:
Las Pseudomonas que contaminan a la leche por adición de aguas sin
tratamiento o impotables son también psicrófilas y nocivas por su acción
proteolítica y lipolítica.
La Brucella que es una bacteria patógena para el hombre y los animales
y es causante de la enfermedad de “brucelosis”.
1.4.2 Levaduras y mohos en los productos lácteos.
Levaduras.
Las que se encuentran en la leche cruda son del género Cándida llamada
también Torula lactosa y t. Cremoris, son levaduras no esporulante que
producen gas y poca cantidad de alcohol, en condiciones normales no se
encuentran en la leche pero cuando la contaminan son causa de la “leche
espumosa” En la leche también se pueden encontrar otras levaduras
esporulantes como la Sacharomyces Fragilis y S. Lactis que fermentan la
lactosa con producción de alcohol por ejemplo en el Kefir, leche fermentada
oriental . En general las levaduras pueden contaminar diferentes productos
lácteos principalmente cremas de granja, cuajadas frescas de quesería caseras
que pueden ocasionar alteraciones como las fermentaciones gaseosas y
sabores indeseables.
Algunas levaduras pueden estar presentes en los quesos de corteza húmeda
ocasionando la apariencia pegajosa de los mismos.
Mohos
Realmente no se presentan en la leche cruda y en algunos productos lácteos
solo atacan la parte superficial que está en contacto con el aire. Pero sí tiene
importancia a nivel industrial, y entre los mas importantes están:
Penicillium, como el P. Candidum que se encuentra en los quesos de
corteza blanca como el camembert y el P. glaucum var. Roqueforti en los
quesos azules.
Geotrichum candidum, que invade las cuajadas frescas. Pero la sal se
retarda su desarrollo. Tanto las levaduras como los mohos se destruyen
con la pasterización.
SAgroindustrial

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