Composición química de la leche

La composición química global de la leche se resume en la tabla 1. Las cantidades de los distintos componentes pueden variar considerablemente entre distintas razas de vacas, e incluso entre distintos individuos de la misma raza. Por lo tanto, los datos cuantitativos indicados en la tabla son solo aproximados. La composición exacta de una muestra de leche sólo puede conocerse mediante su análisis específico. Cuantitativamente, el agua es el componente más importante. Los restantes componentes de la leche constituyen lo que se conoce como el extracto total seco, que alcanza cifras entre el 12,1 y el 13%.

Para describir la composición de la leche también se utiliza el término extracto seco magro, con el fin de expresar el contenido total de la leche en sólidos exceptuando la grasa, situándose generalmente en valores próximos al 9%.

GIL (2010).

Cuadro 2: COMPOSICIÓN QUÍMICA GLOBAL DE LA LECHE.

Componente Valor medio (g/100 ml) Intervalo (g/100 ml)

Agua 87 85 - 90 Proteínas 3,2 2,9 - 4 Grasa 3,7 2,5 - 5 Lactosa 4,8 4 - 5,5 Sales Minerales 0,9 0,7 - 1 Fuente: GIL (2010).

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2.1.2.3.1.1 Agua

Alrededor del 90%. Se puede encontrar como agua libre, que actúa como disolvente de sales y lactosa, y como agua ligada a proteínas y fosfolípidos de grasas. CARAVACA et. al. (2005)

El agua es el componente mayoritario de la leche, oscilando su valor entre el 83 - 89%. En la leche se halla en dos formas; libre y ligada. CHAMORRO y

LOSADA (2002).

2.1.2.3.1.2 Proteínas

En la leche se distinguen dos grupos de compuestos nitrogenados; las proteínas y las sustancias no proteicas conocidas como nitrógeno no proteico (NNP), las cuales representan alrededor del 95 y 5%, respectivamente, del total de compuestos nitrogenados de la leche.

Las proteínas de la leche se diferencian de los constituyentes del NNP por el tamaño de sus moléculas, que están compuestas por uniones complejas de aminoácidos que forman estructuras de pesos moleculares desde 12.000 hasta los 380kD. Dentro de las proteínas se distinguen las caseínas y las proteínas del lactosuero:

✓ Caseínas: Constituyen el 80% de las proteínas totales de la leche de vaca y se encuentran en suspensión, formando parte de unas estructuras conocidas como micelas de caseína.

✓ Proteínas del lactosuero: Suponen el 20% del total de las proteínas y presentan una gran afinidad por el agua, estando solubilizadas en ella. GIL

14 La mayor parte del nitrógeno de la leche se encuentra en la forma de proteína. Los bloques que construyen a todas las proteínas son los aminoácidos. Existen 20 aminoácidos que se encuentran comúnmente en las proteínas.

La concentración de proteína en la leche varía de 3.0 a 4.0% (30-40 gramos por litro). El porcentaje varía con la raza de la vaca y en relación con la cantidad de grasa en la leche. INFOAGRO (2011)

2.1.2.3.1.3 Grasa

La grasa es un componente muy importante de la leche por sus implicaciones tecnológicas (fabricación de natas, mantequillas, etc.) y nutricionales. Ha de recordarse que la leche y la nata son ejemplos de emulsiones de grasas en agua. La leche posee 30 - 40g/l de materia grasa, por lo que constituye el segundo componente mayoritario, tras la lactosa. Comúnmente, a los lípidos de la leche se los denomina "grasa" de la leche, ya que se comportan como sólido a temperatura ambiente.

2.1.2.3.1.3.1 Composición y estructura

La materia grasa de la leche está constituida por lípidos y por una fracción insaponificable:

✓ Lípidos (99%): Constituidos en un 98% por triglicéridos junto a lípidos simples, como monoglicéridos y diglicéridos, y ésteres de colesterol. También existen pequeñas cantidades de lípidos complejos, como fosfolípidos, y más concretamente las lecitinas, que actúan como emulgentes naturales.

✓ Fracción insaponificable (1%): Agrupa aquellas sustancias que no reaccionan con el NAOH o el KOH para dar jabones.

15 Entre ellas destacan el colesterol, las vitaminas liposolubles (principalmente A y D) y pigmentos como carotenoides y xantófilas.

La materia grasa se encuentra en la leche en forma de pequeños glóbulos esféricos emulsionados en el suero de la leche. GIL (2010).

2.1.2.3.1.4 Lactosa

La lactosa es un hidrato de carbono que sólo se encuentra en la leche. En la vaca, la cantidad de lactosa aumenta a lo largo del ciclo de lactación, siendo su valor medio 28 - 30g/l en el calostro y de 45 - 50 g/l en la leche madura. La lactosa, pues, es el componente mayoritario de la materia seca de la leche.

La lactosa tiene una serie de propiedades que repercuten en las características químicas y organolépticas de la leche:

✓ Tiene un sabor dulce débil (su poder edulcorante es seis veces menor que el de la sacarosa). En la leche, este sabor dulce está enmascarado por la caseína, de forma que el suero tiene un sabor dulce más acusado.

✓ Es sensible al calor, de forma que el fenómeno de pardeamineto de la leche tras el calentamiento se debe a la reacción entre la lactosa y los grupos amino de las proteínas (reacción de Maillard) o a la caramelización de las moléculas de lactosa. Es necesario recordar que el pardeamiento excesivo supone una disminución del valor nutritivo de las proteínas.

✓ La lactosa es un azúcar que puede ser fermentado por determinadas bacterias para producir ácido láctico. Éste origina una disminución de pH indispensable para lograr la coagulación en la elaboración de leches fermentadas y quesos frescos. GIL (2010).

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2.1.2.3.1.5 Minerales y sales de la leche

La leche contiene alrededor del 1% de sustancias minerales. La leche contiene sales disueltas como en estado coloidal formando compuestos con la caseína. La mayoría de las sales son inorgánicas (p. ej., fosfatos), aunque también las hay de origen orgánico (citratos). Estas sales están constituidas por cationes metálicos y aniones orgánicos e inorgánicos.

En la composición en minerales de la leche se puede distinguir entre macroelementos y oligoelementos:

✓ Macroelementos: Las sales mayoritarias de la leche están constituidas por cloruros, fosfatos y citratos de potasio, calcio, sodio y magnesio.

✓ Oligoelementos: La presencia de determinados oligoelementos depende básicamente de la alimentación, y no del medio ambiente. GIL (2010).

2.1.2.3.1.6 Vitaminas de la leche

Las vitaminas son sustancias orgánicas esenciales para el desarrollo de la vida y deben ser aportadas por los alimentos en cantidades suficientes. La leche figura entre los alimentos que contienen la variedad más completa de vitaminas, si bien algunas de ellas están presentes en cantidades pequeñas o despreciables. De todas formas, la leche es una buena fuente de vitaminas. La tabla " muestra las cantidades de las diferentes vitaminas aportadas por 100 ml de leche.

Es importante destacar que las vitaminas hidrosolubles de la leche (vitaminas del grupo B, vitamina C, etc.) se encuentran en la fase acuosa (suero), mientras qua las liposolubles (A, D, E y K) s encuentran en la materia grasa. Este hecho tiene repercusiones en el tipo de leche que se consume. Así las

17 leches semidesnatadas o desnatadas tienen disminuida parcial o casi totalmente la materia grasa y, como consecuencia, tienen disminuidas las vitaminas liposolubles en la misma proporción. Si se desea que éstas mantengan la misma proporción de vitaminas liposolubles la leche entera, se deben adicionar. GIL (2010).

Cuadro 3: COMPOSICIÓN MEDIA EN VITAMINAS DE LA LECHE ENTERA.

Vitamina Leche (g/100 ml) Vitamina A (μg) 56 Vitamina D (μg) 0,03 Vitamina E (mg) 0,09 Tiamina (mg) 0,03 Riboflavina (mg) 0,2 Vitamina B6 (mg) 0,06 Vitamina B12 (μg) 0,4 Equivalencia de niacina (mg) 0,8 Folatos (μg) 6 Vitamina C (mg) 1 Fuente: GIL (2010). 2.1.2.4 Lactosuero

En la fabricación del queso, el suero es el líquido residual que resulta de la coagulación de la caseína de la leche por la acción del cuajo.

El lactosuero es muy rico en lactosa, por lo que no puede ser utilizado en grandes cantidades en la fabricación de helados, ya que la lactosa al cristalizar les daría una textura arenosa. MADRID y CENZANO (2003)

El lactosuero contiene principalmente lactosa, proteínas como sustancias de importante valor nutritivo, minerales, vitaminas y grasa. La lactosa es el principal componente nutritivo (4,5 %), proteína (0,8%), y lípidos (0,5%).

18 Los productos del suero, incluyendo la lactosa, mejoran la textura, realzan el sabor y color, emulsifican y estabilizan, mejora la calidad de los productos alimenticios. PARRA (2009)

2.1.2.4.1 Generalidades

El lactosuero es la parte líquida que queda después de separar la cuajada, al elaborar el queso. También se puede definir como el líquido resultante de la coagulación enzimática de la leche en la fabricación del queso, tras la separación de la caseína y la grasa, Warner (1979), citado por CAMACHO

(2009).

Sus características corresponden a un líquido fluido, de color verdoso amarillento, turbio, de sabor fresco, débilmente dulce, de carácter ácido, con un contenido de sólidos totales del 4 al 6%. Presenta viscosidad de 1,14 centipoise, muy cercana a la del agua y una densidad de 1,025 g/ml. El valor energético del lactosuero tiene valores similares a los de la harina de trigo de alrededor de 357 kcal/100 g, lo que le hace un alimento con mucho potencial, Inda (2000) citado por CAMACHO (2009).

El lactosuero es el líquido resultante de la coagulación de la leche en la fabricación de quesos y mantequilla, cuando se produce la separación del complejo grasa-caseína del medio acuoso. Este representa aproximadamente el 90 % del volumen de la leche y posee como componentes la mayor parte de sus proteínas y compuestos solubles en agua los que le aportan un elevado valor nutritivo.

Por tanto, el desecho o subutilización del lactosuero representa un gran desperdicio de nutrientes pues este contiene más del 25 % de las proteínas de la leche, cerca del 8 % de su materia grasa y aproximadamente el 95 % de la lactosa. Esto significa que aproximadamente el 50 % en peso de los nutrientes

19 de la leche se quedan en el suero lácteo; Dubbin, (2005); Engler (2003); Inda (2000) citado por BATISTA (2009)

Por sus propiedades funcionales y nutricionales, el lactosuero y los concentrados con un alto contenido proteico obtenidos a partir de él se utilizan para enriquecer diversos alimentos ya que contienen una proporción importante de aminoácidos esenciales; Muñi y col. (2005); Faría y col. (2003) citado por

BATISTA (2009)

Basados en el valor nutricional del lactosuero, un número de usos comerciales se han obtenido como etanol, ácidos orgánicos, bebidas no alcohólicas bebidas fermentadas, biomasa, concentrados, aislados e hidrolizados de proteína, películas comestibles, medio de soporte para encapsular sustancias, producción de xantana, enzimas, separación de la lactosa para fines endulzantes en alimentos entre otras aplicaciones. PARRA (2009)

2.1.2.4.2 Composición del lactosuero

La lactosa representa el 82 % de los sólidos totales del suero.

Los compuestos nitrogenados constituyen algo menos del 1 % del suero, de estos la mitad son proteínas de muy alto valor nutritivo, que se clasifican en albúminas, globulinas y una fracción denominada proteosa-peptona.

La proteína en los lactosueros incluye la fracción denominada glucomacropéptido, que constituye aproximadamente el 4 % de la caseína total y que pasa al lactosuero debido a la acción enzimática del cuajo o renina sobre la k-caseína. Esta fracción representa cerca del 13 % de la proteína total en un lactosuero típico, El-Zahar y col. (2005) citado por BATISTA (2009)

20 Nutrimentos U Cantidad en 100 gramos Lactosuero dulce Lactosuero ácido Agua g 93,12 93,4 Energía kJ 109 101 Proteína (Nx6,38) g 0,90 0,80 Grasa g 0,30 0,10 Carbohidratos g 5,14 5,10 Minerales Sales minerales g 0,60 0,60 Calcio mg 51,00 103,00 Magnesio mg 8,00 10,00 Fósforo mg 46,00 78,00 Potasio mg 161,00 143,00 Sodio mg 54,00 48,00 Vitaminas

Ácido ascórbico (Vit. C) mg 0,10 0,60

Riboflavina (Vit. B2) mg 0,14 0,14

Ácido pantoténico mg 0,38 0,38

Piridoxina (Vit. B6) mg 0,03 0,04

Ácido fólico mcg 1,00 2,00

Cianocobalamina (Vit. B12) mcg 0,28 0,18

Fuente: Paz (2000) e Inda (2000), citado por BATISTA (2009)

El valor nutricional de las proteínas del lactosuero está dado por la α- lactoalbumina y la β-lactoglobulina, que constituyen el 80 % de las proteínas presentes en él.

Las proteínas del suero lácteo, representan un 17 % del total de las proteínas de la leche, poseen mayor cantidad de aminoácidos esenciales, por lo que su valor biológico es de 1,0; superior al 0,8 de la caseína; comparándolos con el valor biológico de 1,0 de la proteína del huevo, también lo supera porque presenta excepcional contenido en lisina y triptόfano lo que le concede un valor nutritivo muy alto.

La grasa saturada y colesterol contenido es mínimo (no más de 0,3%).

Está constituida fundamentalmente por fosfolίpidos. BATISTA (2009)

21 Los minerales se encuentran en concentraciones de alrededor de 0,7%, constituyendo microelementos, encontrándose en mayor cantidad: calcio, sodio, potasio, magnesio, fósforo, cloruros, fosfatos, citratos, sulfatos y bicarbonatos; Smith y col. (2001) citado por BATISTA (2009) y en menor proporción: zinc, hierro, cobre y cobalto; Muñoz (2003); Smith y Burrington (2001) citado por BATISTA (2009)

El suero posee un elevado contenido de las vitaminas hidrosolubles de la leche, (Vit. B y C); Muñoz (2003) citado por BATISTA (2009) en tanto las liposolubles debido al bajo contenido en grasa en el mismo están prácticamente ausentes. Gillies 1974 citado por BATISTA (2009).

2.1.2.4.2.1 Lactosuero dulce

El suero dulce, obtenido por adición de cuajo, contiene poco calcio, ya que se produce por el desdoblamiento del complejo caseína-calcio. CUARTAS (2005).

Está basado en la coagulación por la renina a pH ligeramente ácido (6,5). Jelen 2003, citado por GUZMÁN y APAZA (2010).

2.1.2.4.2.2 Lactosuero ácido

En el caso del suero obtenido por acidificación, el ácido láctico se convierte en lactato cálcico que aparece en el suero. CUARTAS (2005).

Resulta del proceso de fermentación o adición de ácidos orgánicos o ácidos minerales para coagular la caseína. Jelen 2003, citado por GUZMÁN y

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2.1.2.5 Leche en polvo

La leche en polvo se obtiene a partir de leche cruda por eliminación de casi toda su agua de constitución, pasando de un 86 – 86,5% de humedad inicial hasta sólo un 2,5 – 5,0%. Antes del proceso de secado la leche debe haber sido higienizada y pasteurizada.

Antes del proceso de secado la leche debe haber sido higienizada y pasteurizada. También se procede a su estandarización en cuanto al contenido en grasa, distinguiéndose:

✓ Leche entera en polvo: que es la que ha sido secada con su grasa, debiendo tener un mínimo del 24 - 26%, según legislaciones.

✓ Leche desnatada en polvo, que es la que ha sido desnatada antes del secado final, no debiendo tener más del 1,2 - 1,5% de grasa.

La leche en polvo utilizada en la fabricación de helados debe ser de color uniforme, blanco o cremoso claro, carente de color amarillo o pardo, característico de un producto que ha sido sometido a un calentamiento excesivo. El olor y el sabor de la leche en polvo debe ser fresco y puro, antes y después de su reconstitución. MADRID y CENZANO (2003). La tabla 3 nos da la composición de ambos tipos de leche en polvo.

Cuadro 5: COMPOSICIÓN DE LECHES EN POLVO ENTERA Y DESNATADA

EN %

Leche en polvo entera Leche en polvo desnatada

Grasa 24 – 26 1,2 – 1,5

Agua 2,5 – 5,0 2,5 – 5

Proteínas 26 – 28 35

Lactosa 32 – 36 52

Minerales 5 – 6 8

23 Debe reunir también las siguientes características:

✓ Ausencia de conservadores y neutralizantes.

✓ La acidez máxima será del 1,45% expresada en ácido láctico para la leche en polvo entera y de 1,85% como máximo para la leche en polvo desnatada.

✓ La acidez de la grasa será como máximo del 2% en peso de la grasa y vendrá expresada en ácido oleico.

✓ Ausencia de impurezas microscópicas.

✓ Menos de 100.000 colonias de gérmenes por gramo de leche en polvo.

✓ Ausencia de Coliformes en 0,1 gramos de leche en polvo. MADRID Y

CENZANO (2003).

2.1.2.6 Azúcar

Son los componentes incongelables y por lo tanto “opuestos” al proceso de congelamiento. Como consecuencia de ello a medida que se agregan más azúcares al agua, disminuye la temperatura de congelamiento de la mezcla agua – azúcares.

Los azúcares actúan frenando el congelamiento. Además de acuerdo a su origen, accionan como modificadores del proceso de congelamiento en sí.

El azúcar conocido como común, obtenido de la caña de azúcar o de remolacha y técnicamente denominado sacarosa, presenta condiciones de cristalización en solución con el agua muy diferentes a las, que ofrece por

24 ejemplo, la dextrosa (o azúcar de maíz) o la lactosa (azúcar propio de la leche).

Mientras tanto podemos definir que podrá obtenerse una consistencia adecuada y uniforme en los helados cuando las soluciones a congelar se encuentres con valores de azúcares totales mínimos de un 21% en relación al agua presente, dependiendo lógicamente el porcentaje justo de los valores de los otros ingredientes que participan en la mezcla y en cierta medida lo modifican como ocurre con la materia grasa, los sólidos no grasos y los estabilizantes.

Es importante también reiterar y ampliar lo expresado acerca de las proporciones de azúcares totales en relación con el agua. Para ello deberse en cuenta que:

✓ Un exceso o una falta de agua o azúcar, producirá inevitablemente defectos de distintas características en el helado final. MEDIÑA (2006).

La cantidad de azúcar que se utiliza va a influir sobre la disminución del punto de congelación, la suavidad del producto, la resistencia a la descongelación, en la sensación de derretimiento y la suavidad del helado. COLQUICHAGUA

(2008).