Este documento describe la sustitución parcial o total de la grasa láctea en queso Petit Suisse por un complejo coacervado de proteína de suero de leche y pectina de bajo metoxilo. Se determinaron las propiedades reológicas y la aceptabilidad sensorial de los quesos reducidos en grasa. Los resultados mostraron que los quesos con sustituciones del 25-75% de grasa tenían propiedades reológicas y aceptabilidad sensorial similares al queso completo en grasa, m

1. COMPLEJACIÓN ENTRE PROTEÍNAS DE LACTOSUERO Y PECTINA DE BAJO METOXILO PARA
SU USO COMO SUSTITUTOS DE GRASA
Lobato-Calleros, C.a, Ramírez-Santiago, C.a, Espinosa-Andrews, H. c , Vernon-Carter, E.J.b
aDepartamento de Preparatoria Agrícola, Universidad Autónoma Chapingo, Km. 38.5 Carretera México-Texcoco, 56230, Texcoco, Edo. México, México. b Departamento de Ingeniería de Procesos e Hidráulica, Universidad Autónoma
Metropolitana-Iztapalapa, San Rafael Atlixco 186, Vicentina, México DF 09340, México. cCentro de Investigación y Asistencia en Tecnología y Diseño del Estado de Jalisco, A.C. Av. Normalistas 800, Guadalajara, Jalisco, 44270, México
Actualmente un reto para los científicos y productores de alimentos es la obtención de nuevos biomateriales que
pueden utilizarse en la fabricación de alimentos con el fin de lograr cierta funcionalidad como: aumento de la
estabilidad físico-química y microbiológica, mejora de atributos de mecánico-sensoriales, protección y liberación
controlada de componentes bioactivos, y como sustitutos de grasa para la estructuración de productos bajos en
grasa. Los alimentos suelen ser sistemas complejos, multifase, multicomponentes, biopolímeros y partículas
dispersas. La estabilidad, textura, reología, y microestructura de los coloides en los alimentos depende del
estado de la agregación de las partículas, que a su vez dependen de las interacciones moleculares de los
biopolímeros (proteína-proteína, proteína-polisacárido, polisacáridos polisacáridos, etc), y en la influencia de
otros componentes como: lípidos, azúcares de bajo peso molecular, y sales simples (Dickinson y Euston, 1991). El
queso Petit-Suisse es un queso francés blando debido a su mezcla de sabor dulce y acido, está hecho de leche de
vaca pasteurizada y tiene un contenido de grasa de 18.8 % en base seca (Prudencio et al., 2008). La creciente
demanda y la popularidad de este tipo de productos han dado lugar a preocupaciones respecto a la salud de los
niños. La obesidad infantil se ha triplicado en los últimos 30 años en los EE.UU y es el resultado de un
desequilibrio calórico en niños y adolescentes que son obesos presentando riesgos importantes para sufrir
enfermedades cardiovasculares, artrosis, diabetes tipo 2, entre otras (Freedman et al., 2007). Dado lo anterior el
objetivo fue determinar las propiedades reológicas dinámicas y la aceptabilidad sensorial global de la reducción
de grasa en queso Petit Suisse, en la que la grasa láctea fue parcial o totalmente sustituida por un complejo
coacervado de aislado de proteína (WPI)-pectina de bajo metoxilo(PBM), en comparación con un queso Petit-
Suisse completo grasa.
ESTABLECIMIENTO CONDICIONES
FORMACIÓN DE COMPLEJOS WPI-PBM
Soluciones madre de WPI y PBM se ajustaron por
separado a distintos valores de pH (2.0 a 6.0) estas se
mezclaron en proporciones 1:01-08:01, manteniendo
siempre la concentración total de biopolímero de 1 %
w/w, (1 h a temperatura ambiente), seguido de 48 h de
equilibrio (4 °C), y se centrifugaron (1.350 rpm, 30 min)
Separación del complejo coacervado (WPI-PBM) de los
complejos solubles por centrifugación. La absorbancia
del sobrenadante fue medida a 400 nm. La óptima Pr/Ps
y pH en la que se produjo la coacervación compleja entre
WPI y LMP fue el punto donde el sobrenadante tendría
una turbidez mínima (absorbancia) debido a la completa
separación de fases.
Se analizó proteína por el método Kjeldahl y contenido
de humedad por secado con una balanza de humedad
(AOAC 1995). El rendimiento coacervado complejo (CC)
se calculó de acuerdo con la siguiente ecuación:
Rendimiento CC = (peso de CC en base seca/(peso total
de WPI + PBM en la dispersión)) X 100
ELABORACIÓN DE LOS TRATAMIENTOS DE
QUESO PETIT- SUISSE
Un queso completo en grasa Petit-Suisse (QCG) se preparo
como control siguiendo la metodología propuesta por
Cardarelli et al. (2008). Y cuatro quesos Petit-Suisse
reducidos en grasa se prepararon sustituyendo la crema de
leche (CL) por el CC en los siguientes porcentajes: 25%,
50%, 75%, y 100% (QRG0, QRG25, QRG50, QRG75 y QRG100).
Debido a que el pH de Petit Suisse-queso es de ~ 4,5, el CC
formado a este valor de pH se utilizó con el fin de asegurar
su estabilidad. Veinte gramos de cada mezcla CL/CC se
mezcló con la base de queso (66 g), 14 g de azúcar, 0,1 g de
colorante natural, y 0,1 g de sabor de fresa. Todos los
quesos se almacenaron inmediatamente después de la
fabricación a 4 ± 0,5 ° C para su caracterización.
Los quesos se sometieron a determinaciones de
composición química, propiedades reológicas (oscilatorias
dinámicas) y evaluación sensorial.
Análisis de Turbidez de la interacción WPI-PBM
Los perfiles mostraron tendencias similares y caracterizadas por tres regiones: (A) a valores de pH altos (> 5,0),
donde los biopolímeros coexisten sin interactuar debido a la repulsión electrostática entre la carga negativa WPI y
las cadenas de baja fusión; (B) región de pH intermedio en el que los complejos empiezan a formar a un pH crítico
(~ 4,75) por la unión de moléculas de proteína a las cadenas de polisacárido, las cuales permanecen solubles
debido a una neutralización incompleta de los restos de pectina con carga negativa y los restos de proteínas
cargadas positivamente y (C) a valores de pH relativamente bajos (≤ 4,5), donde los complejos solubles WPI-LMP
comienzan a agregarse en complejos insolubles.
Se observa además una distribución más equilibrada entre la carga positiva WPI y las moléculas con carga
negativa de PBM produciéndose una neutralización de la carga. Aunque la aparición del valor pH crítico fue
independiente de la relación Pr/Ps, los valores pH fueron dependientes de la relación Pr/Ps (Fig. 1). Un aumento
en la relación Pr/Ps, desplaza el pH hacia valores más altos, por ejemplo, para relaciones Pr/Ps de 2:1, 4:1, 6:1, y
8:1, los valores pH fueron 3.5, 4.0, 4.25 y 4.5, respectivamente.
Comportamiento reológico del coacervado WPI-LMP
CL y CC mostraron diferente comportamiento en los valores de G 'y G ". CL se caracterizo por una inflexión hacia
abajo en G 'y G ", mientras que CC se caracteriza por una inflexión hacia abajo para G', pero una inflexión hacia
arriba seguida de una inflexión hacia abajo para G" observándose un aumento en el % de deformación (Fig. 2),
ambos materiales mostraron un cruce entre G 'y G ", lo que indica que su estructura se caracteriza por un
comportamiento predominantemente viscoso.
Composición química de los quesos
El QCG presento un contenido de grasa mayor (P ≤ 0.05) que la de los QRG. El contenido de grasa en los QRG
disminuyo de 3.3 a 0.2 g por 100 g ya que la CL fue sustituida por el CC. En contraste, el contenido de proteína en
los quesos fue inversamente proporcional a su contenido de grasa. El QCG presento un menor contenido de
proteína de los QRG, con la excepción del QRG25 que no presento diferencias en el contenido de proteína. El
contenido de proteína de los QRG aumento con el grado de sustitución de CL por CC. No observaron diferencias
significativas en el contenido de humedad (Tabla 1) y en los valores de pH de los quesos, que varió desde 4.67
hasta 4.73.
Tabla 1 Composición química y la aceptabilidad global (media ± DE) de los quesos
METODOLOGÍA
Reología de los quesos
Los datos mostraron que la zona viscoelástica lineal (LVR) se produjo en el intervalo de 0.01-0.2 % de deformación
(1 Hz de frecuencia, 1 o 7 días de almacenamiento) (Fig. 3a y 3b) . Las curvas G‘ y G" contra % de deformación de
QCG y QRG mostraron tendencias similares. Después de 1 (Fig. 3a) día de almacenamiento, los quesos mostraron
valores correspondientes a la LVR G 'de la siguiente manera: RFC75> RFC50 = FFC = RFC100> RFC25 (Tabla 2). Los
valores de G " de los quesos mostraron un comportamiento similar a G‘ (Tabla 2) .
G‘ y G" a los 7 días (Fig. 3b) fueron mayores que las exhibidas a 1 día (Fig. 3a). Los aumentos en los valores de
módulos fueron dependientes de la composición del queso (Tabla 2). Los valores de G' después de 7 días variaron
como sigue: QRG75> QCG> QRG50> QRG25 QRG100, y para G": QRG75> QRG50 = QCG> QRG100 = QRG25 (Tabla 2). Es
importante mencionar que durante la elaboración del queso, al quark se le disminuye su tamaño de partícula y es
incorporado con la CL y el CC usando condiciones severas de cizallamiento. Como consecuencia de ello, hay un
reacomodamiento de la red estructural del gel durante el reposo, que influyen en las propiedades mecánicas de
los quesos. El aumento en G‘ con el tiempo de almacenamiento (G') se observo de la siguiente manera: QRG75
(4,7 kPa)> QCG (3,9 kPa)> QRG50 (2,9 kPa)> QRG25 (1,3 kPa)> QRG100 (0,5 kPa), mientras que G ": QRG75 (1,3
kPa)> QCG (1,1 kPa)> QRG50 (0,8 kPa)> QRG25 (0,3 kPa).
Tabla 2 Valores de los módulos de almacenamiento (G ') y pérdida (G ") de los quesos Petit-Suisse
(media ± DE) en la región viscoelástica lineal
Tanto G‘ (Figs. 4a y 4b) como G "(Figs. no mostradas) en el intervalo de frecuencia estudiado fueron casi lineales,
con G' mayor que G". A medida que el tiempo de almacenamiento se incrementó de 1 a 7 días, todos los quesos
sufrieron un aumento significativo en los valores de G‘ y G’’. La diferencia observada en G‘ y G“ fue
dependiente de la composición del queso. La Tabla 3 muestra los valores de G‘ y G“ a 1 Hz para los quesos a 1 y 7
días. El aumento de G' fue más bajo para QRG100 (1,1 kPa), seguido en orden ascendente por QRG25 (3,8 kPa)
<QRG75 (4,7 kPa) <QRG50 (5,3 kPa) = QCG (5,3 kPa) mientras que para G": QRG100 (0,2 kPa) <QRG25 (1,0 kPa)
<QRG75 (1,4 kPa) <QCG (1,5 kPa) <QRG50 (1,7 kPa). Estos resultados confirman la suposición, del reacomodo de la
estructura de los QRG en mayor medida que poseían un adecuado equilibrio entre la CL y CC, y que esta
reestructuración está muy próxima a la sufrida por el QCG.
Tabla 3 Valores de los módulos de almacenamiento (G ') y pérdida (G ") de los quesos (media ± SD)
determinada a 1 Hz mediante.
INTRODUCCIÓN
RESULTADOS
Figura. 1 Absorbancia de proteína de suero (WPI)-pectina de bajo metoxilo (LMP) de las dispersiones
(1% en peso) en diferentes relaciones proteína / polisacárido (Pr/Ps) en función del pH.
.
Figura. 2 barrido de amplitud de CL y de CC obtenidos a pH de 4.5, Pr/Ps de 8:1 y concentración total de
biopolímeros 1% en peso. Los valores de G '(símbolos rellenos) y G "(símbolos vacíos)
Figura. 3 Propiedades reológicas de queso Petit Suisses como función del % de deformación después de 1 día de
almacenamiento (a) y 7 días de almacenamiento (b): módulo de almacenamiento G’
Figura. 4 Las propiedades reológicas de queso Petit Suisse como una función de la frecuencia
después de 1 día (a) y 7 días (b) de almacenamiento: un módulo de almacenamiento G´
Evaluación sensorial
Los valores de aceptabilidad global de los quesos se muestran en la Tabla 1. El QCG presento la puntuación más
alta (4.4) que no fue diferente significativamente de QRG50 (4.0) y QRG75 (3.8), lo que significa que estos quesos
fueron de moderada a extremadamente me gusta. En contraste, QRG25 y QRG100 mostraron puntuaciones de
aceptabilidad global significativamente menor (3.3 y 2.8, respectivamente) en comparación con el queso QCG, lo
que significa que no eran ni le gusta ni me disgusta. Los resultados de las evaluaciones sensoriales están
íntimamente relacionados a los cambios experimentados en G' y G" con el tiempo de almacenamiento.
Se obtuvo un modelo de regresión lineal (P ≤ 0,01) que calcula las puntuaciones de aceptabilidad general de los
quesos como una función de G'y G" o que se produzca bajo una deformación o barridos de frecuencia:
Aceptabilidad global del queso = 0.88G´(Deformación) + 6.27G´(frecuencia) – 21.36G´´(frecuencia)
CONCLUSIÓN
Es posible formular quesos Petit Suisse reducidos en grasa en los que crema de leche (es decir, glóbulos de
grasa de leche) puede ser sustituido parcialmente por un coacervado complejo formulado a partir de un
asilado de proteína y pectina de bajo metoxilo, mostrando propiedades reológicas dinámicas y de
aceptabilidad global sensorial similar a la de un queso Petit Suisse completo en grasa. Requiriéndose de un
balance adecuado entre la crema de leche y el coacervado complejo para que las partículas de gel de
hidrocoloide secundarias y los glóbulos de grasa de la leche desarrollen una disposición estructural más
compacta, lo que resultara en una respuesta mecánica-sensorial similar a la del completo en grasa.
REFERENCIAS
AOAC (1995) Association of Official Analytical Chemists, 16th edn. Association of Official Analytical Chemists, Arlington
Cardarelli HR, Buriti FCA, Castro IA, Saad SMI (2008) Inulin and oligofructose improved sensory quality and increase the probiotic viable count in potentially symbiotic petit-suisse cheese. Lebensm Wiss Technol 41:1037–1046
Dickinson E, Euston SR (1991) In: Dickinson E (ed) Food polymers, gels and colloids. The Royal Society of Chemistry, Cambridge
Freedman DS, Zuguo M, Srinivasan SR, Berenson GS, Dietz WH (2007) Cardiovascular risk factors and excess adiposity among overweight children and adolescents: the Bogalusa heart study. J Pediatr 150 (1):12–17.e2
Prudencio ID, Schwinden PE, Fortes GE, Tomazi T, Bordignon-Luiz MT (2008) Petit suisse manufactured with cheese whey retentate and application of betalains and anthocyanins. Lebensm Wiss Technol 41:905–910