Las materias primas en la elaboración del queso

La materia principal para la elaboración del queso es la leche proveniente de diferentes mamíferos como la vaca, cabra, oveja y búfala, pero la más importante por su composición química, física, y nuricional, es la leche de vaca, aunque actualmente ha aumentado el procesamiento de la leche de cabra y de búfala para la elaboración de queso principalmente.

• La leche

Como ya se sabe la leche es un líquido complejo en donde sus diferentes componentes se encuentran en estado de dispersión, de los cuales depende sus propiedades y efectos causados por la interacción que existe entre estos.

En este capítulo el estudio de la leche se hará desde los aspectos relacionados con la elaboración del queso puesto que lo relacionado con su estructura, composición y propiedades físicas, químicas y microbiológicas ya se trataron con profundidad en la Unidad I.

Es importante resaltar que la elaboración del queso no depende únicamente de la composición macro de la leche con respecto a la materia grasa, la proteína, la lactosa y las cenizas, sino también de la microestructura de los componentes individuales es decir de los ácidos grasos, la caseína, las albúminas, las globulinas entre otros.

• Grasa láctea

Los componentes de la materia grasa de la leche son responsables en gran parte del aroma y sabor del queso y además de su cuerpo y textura. Por ejemplo el queso desgrasado, tiene una consistencia dura y es insípido y con un aroma muy tenue, en cambio los quesos con grasa, tienen un sabor y aroma más fuerte que los caracteriza.

La materia grasa de la leche se encuentra dispersa en forma de glóbulos esféricos conformando una emulsión de materia grasa en forma globular. El diámetro de los glóbulos difiere en tamaño según la especie y raza del animal, encontrándose que los glóbulos grasos de la leche de cabra son más pequeños que los de la vaca y en general de las razas bovinas que contienen un alto contenido de grasa.

En la materia grasa de la leche se encuentran diferentes lípidos como los neutros, los polares las sustancias insaponificables como el colesterol el dehidrocolesterol, precursor de la vitamina D, los carotenoides principalmente la vitamina A.

Los ácidos grasos que forman parte de los lípidos de la leche son de diferentes tipos y en su estructura molecular pueden contener de 4 a 20 átomos de carbono y de 0 a 4 dobles enlaces.

Cada glóbulo graso de la leche está rodeado por una membrana que consiste en una capa protectora, cuya composición y propiedades son muy diferentes a las grasas y al plasma de la leche. La actividad principal de la membrana es impedir que los glóbulos grasos floculen y se fusionen, además evita la acción enzimática sobre las grasas.

En resumen todas las interacciones entre la grasa y el plasma suceden a través de la membrana de los glóbulos grasos y por lo tanto tienen que ver con las reacciones de alteración de las grasas debido a la lipólisis y la oxidación.

La agregación de la grasa a la cuajada, está relacionada con la grasa de la leche, pero también con la composición de la grasa y de su membrana que la rodea. La composición de la grasa afecta su punto de fusión y durante el proceso se libera grasa líquida en el manejo de la cuajada, ocurriendo que los glóbulos grasos grandes fundidos internamente, sean expulsados de la cuajada con mayor facilidad que los pequeños.

La grasa pasa al suero, si la temperatura es mayor que 250C o también puede retenerse en la cuajada y dar un cuerpo más graso al queso. La grasa láctea funde a una temperatura entre 28 y 330_{C y solidifica a una temperatura entre 24}

y 190C.

Cuando los ácidos grasos se liberan en la cuajada, especialmente el ácido butírico, aparece el efecto de la rancidez, proporcionando un sabor y aroma desfavorable a la cuajada. La liberación de los ácidos grasos ocurre por la hidrólisis del glicerol causada por la acción enzimática de la lipasa, presente en la leche algunas veces pero en la mayoría de los casos proviene de los microorganismos que han contaminado la leche y que han resistido a los tratamientos térmicos suaves, como es el caso de la pasterización que ocurre a 720C por 15 segundos la cual no alcanza a destruir dichos microorganismos.

Otras causas de la liberación de los ácidos grasos es la agitación muy fuerte de la leche que ocasiona la acción de las lipasas sobre la grasa libre o debido a la excesiva acidez que ocasiona la desnaturalización de la proteína que rodea el glóbulo graso, produciendo el rompimiento de la membrana y por ende la liberación de grasa.

También es importante resaltar que la liberación de los ácidos grasos por acción de la lipasa sobre los triglicéridos, dificultan la coagulación de la leche cuando reacciona con la caseína obstaculizando los espacios que necesitan los coagulantes para la formación del cuajo.

• Proteínas de la leche

Las proteínas de la leche se clasifican básicamente en dos grupos: a) la caseína que es el grupo que contiene fosfato y precipitan a un pH de 4.6. La mayoría de la caseína de la leche se encuentra formando las micelas y formando cuatro tipo de cadenas polipeptídicas, denominadas: caseínas alfa S1, alfa S2,, Beta y kappa y b)

las proteínas del suero, que permanecen en solución a pH 4.6 y está constituido por el grupo de: alfa-lactoalbúmina, beta-lactoglobulina, inmunoglobulinas, seroalbúmina y una parte de proteasa – peptona.

Entre las proteínas del suero obtenido por la coagulación enzimática, se forma también el glicomacropéptido de caseína debido al rompimiento de la Kappa caseína, por acción de la quimosina. Las proteínas del suero están en solución y no forman coloides (micelas) como las caseínas.

La beta lactoglobulina se segrega cuando la leche se somete a calentamiento e interactúa con la Kappa caseína, ocasionando un retardo en la coagulación, obteniéndose cuajadas blandas que se demoran en perder su humedad.

En la leche las proteínas tienen una estructura específica, que se afecta por la acción de diferentes tratamientos particularmente, por la acción de los ácidos y por el calentamiento, ocurriendo la desnaturalización que ocasiona cambios en su estructura secundaria y terciaria, presentándose la reagrupación de sus moléculas y como consecuencia una disminución de la solubilidad y de su actividad. Sin embargo este efecto no sucede con las caseínas.

En la maduración de los quesos la caseína alfa S puede dividirse en péptidos menores proporcionando sabores diferentes según sea el aminoácido terminal, tal es el caso de la fenilalanina que confiere un sabor amargo. Así mismo el rompimiento de la beta caseína puede ocasionar sabores amargos a los quesos.

• Carbohidratos: la lactosa

Es el carbohidrato de mayor importancia de la leche de la mayoría de los mamíferos, y es el que se encuentra en mayor proporción (4.5 – 5.0%).

La lactosa es mucho menos dulce que otros azúcares comunes como la glucosa y sacarosa, siendo su poder edulcorante seis veces menor que el de la sacarosa. Además su dulzura en la leche se enmascara por la caseína. La gran mayoría de los microorganismos que se encuentran en la leche, metabolizan la lactosa ocurriendo una da las fermentaciones más importantes tecnológicamente como es la producción de ácido láctico. Esta actividad de las bacterias lácticas no es favorable en la leche para el consumo directo, pero sí lo es en la elaboración de algunos tipos de quesos.

La lactosa que contiene la cuajada desuerada, dependerá de varios factores como: técnica de elaboración y del contenido de humedad. En un medio húmedo, como el de la cuajada, la lactosa se transforma en ácido láctico por acción de las bacterias lácticas principalmente en los quesos frescos no madurados, ocasionando un sabor y aroma característico y una textura especial como consecuencia de la disolución de los minerales ligados a la caseína.

• Sales

Las sales de la leche son importantes tanto desde el punto de vista nutricional, como que son responsables en gran parte del estado físicoquímico del suero de la leche, por lo que influye en la estabilidad de la proteína. Las sales son muy importantes en la elaboración del queso especialmente las sales de calcio, magnesio y de los ácidos cítricos y fosfórico.

El magnesio, aunque no influye en la formación de las micelas, sí es responsable del equilibrio estable de la leche. El calcio como fosfato forma parte de la estructura del complejo de la caseína. A pesar de que el equilibrio de la leche depende del pH y de la temperatura, dos terceras partes del calcio son coloidales y una tercera parte está en solución. El calcio como tal constituye una décima parte de la cantidad total de la leche, en tanto que la mayor parte se encuentra formando complejos con el fosfato, el citrato y la caseína.

La cantidad de calcio disponible afecta el tamaño de los agregados de la caseína, por lo tanto la adición de calcio debe ser adecuada para aumentar el tamaño micelar de las caseínas. Por otra parte la dilución de la leche con agua antes de la coagulación puede disgregar las micelas en unidades más pequeñas. Los iones de calcio son más importantes en la formación del complejo que el magnesio, el potasio o el sodio.

Como se ha indicado anteriormente, el contenido del calcio en estado iónico o reactivo representa un 35% del calcio total en la leche, por lo tanto cualquier compuesto que se le adicione a la leche, que tenga la capacidad de atrapar o ligar iones de calcio, puede causar un aumento en la coagulación. La velocidad de la coagulación y la consistencia del coágulo obtenido enzimáticamente, disminuye si la leche es calentada por encima de 65oC. Cuando la leche ha sido almacenada y enfriada a 4oC debe calentarse a 35 oC y conservarse por 30 minutos a esa temperatura, para que el tiempo de coagulación sea el normal. Para un mejor efecto, se recomienda ajustar a una temperatura de 60 o_{C y mantenerla por 60}

minutos.

A pesar de la posibilidad de interacción entre los componentes individuales de la leche (grasa, proteína y sales), se debe recordar que la proteólisis y la lipólisis de los componentes de la leche, es con frecuencia la causa de disminución de las reacciones de coagulación enzimática, obteniéndose en la mayoría de los casos, cuajadas suaves.

• Enzimas

Las enzimas de la leche provienen de tres fuentes importantes: a. Las que contiene la leche en el tiempo de secreción.

b. Las de los microorganismos en el momento de su obtención (en el momento del ordeño)

c. Las de los microorganismos que contaminan la leche durante su producción.

Las principales enzimas que se encuentran en la leche normalmente son: lactoperoxidasa, ribonucleasa, la xantina-oxidasa, la catalasa, la aldolasa, la lactasa y grupos de fosfatasas, lipasas, esterasas, proteasas, amilasas, oxidasas y reductasas.

Las lipasas unidas a la membrana son diferentes de las del plasma (suero lácteo), y están irreversiblemente ligadas a la membrana del glóbulo graso. Estas mantienen inactivas en la leche hasta que son activadas por la agitación con el fin de liberar la grasa líquida, durante la homogenización en ese momento sucede la ruptura de la membrana del glóbulo graso.

La lipólisis de la leche se activa al calentar la leche fría por encima de 320C y enfriarla luego, hasta una temperatura más lejos del punto de solidificación de la grasa, ocurriendo rápidamente la rancidez de la grasa; Esto sucede generalmente, cuando se mezcla leche recién ordeñada con leche almacenada en los tanques de enfriamiento y el equipo de refrigeración no es el adecuado.

Otra operación que puede activar las enzimas proteolíticas y producir rancidez, es la aireación y agitación de la leche en los sistemas de vacío.

Algunas veces los fabricantes de queso acostumbran adicionar sal a la leche almacenada con el propósito de inhibir la acción de las lipasas, sin embargo la adición del cloruro de sodio causa problemas en la actividad del cuajo, disminuyendo su poder de coagulación, produciendo cuajadas suaves que retienen humedad.

Otros fabricantes de queso no realizan la pasterización de la leche para evitar la pérdida de lipasas que favorecen la formación de componentes necesarios que proporcionan el sabor característico de los quesos madurados, pero se debe tener en cuenta que algunas lipasas provienen de contaminantes de la leche que pueden ser las pseudomonas, los micrococos, bacilos y estreptococos y por lo tanto son lipasas que afectan la maduración de los quesos, principalmente en el sabor del producto final..

Las estearasas existen en muy pequeñas cantidades en la leche pero son responsables de algunos cambios en los lípidos, además tienen una acción importante en la maduración de los quesos. La fosfatasa es una esterasa que cataliza la hidrólisis de los fosfatos orgánicos. Esta enzima es eliminada con la pasterización, razón por la cual, es utilizada en el test de fosfatasa, para indicar su presencia o no y de acuerdo al resultado obtenido, determinar si el tratamiento térmico ha sido adecuado.

La fosfatasa ácida, se encuentra presente en la leche, es resistente al calor (hasta 96oC) pero su efecto en la producción del queso o de la cuajada no es importante. La xantina oxidasa cataliza la oxidación de los aldehidos por lo cual es importante en la obtención de las cuajadas. Esta enzima es una reductasa activa hasta los 75 u 800C reduciendo los nitratos a nitritos.

Los microorganismos contaminantes de la leche pueden dar origen a las reductasas, las cuales son transportadas a las cuajadas. La leche la contiene en diferentes cantidades y transporta oxígeno de los peróxidos, es resistente al calor hasta los 800C y se utiliza en los test para las leches que han sido sometidas a temperaturas más altas que las de una pasterización normal.

Las catalasas son enzimas que causan la descomposición del peróxido en agua y oxígeno inactivo, este peróxido era utilizado para la conservación de la leche. La leche de calostro y mastíticas contienen grandes cantidades de catalasa y por esta razón su presencia es utilizada para detectar las leches obtenidas de ubres infectadas.

Las proteasas de la leche hidrolizan los enlaces de los aminoácidos de las proteínas formando peptonas, péptidos y aminoácidos. Cantidades pequeñas de

estas sustancias en el queso, proporcionan cambios desfavorables en el sabor, el cuerpo y la textura del queso. Debido al tratamiento térmico que sufre la leche, las proteasas son destruídas lentamente. Muchas de estas enzimas precipitan en la cuajada y son importantes en la maduración del queso pero algunas se pierden en las proteínas del suero.

• Vitaminas

Las vitaminas en el queso, además de aportar al valor nutricional de la leche, influyen significativamente en la acción metabólica de los microorganismos en el queso.

Entre las vitaminas que contiene la leche las que desempeñan un papel importante en la elaboración del queso están la vitamina A y las del complejo B, la más resistente a los tratamientos es la vitamina A por ser insoluble en agua las del complejo B son solubles y bastantes lábiles por lo tanto, se reducen con los tratamientos pero quedan algunos residuos importantes, en cambio la vitamina C, se pierde gran cantidad en los tratamientos térmicos de los quesos frescos y en los quesos madurados se pierde del todo.

La vitamina A es liposoluble, es decir que se disuelve en la grasa, y a pesar de que la mayor cantidad de vitamina se queda atrapada en la materia grasa de la leche, se encuentra pequeñas cantidades en las globulinas y en las proteínas del suero. Como se dijo anteriormente la vitamina A por ser resistente a los tratamientos térmicos la cantidad que se pierde es muy poca. Tanto la vitamina A como sus provitaminas, los carotenoides tienen un gran valor nutricional.

Entre las vitaminas del complejo B se encuentran:

La Tiamina, se encuentra una parte disuelta en la leche y otra parte ligada a las proteínas, esta de destruye progresivamente debido a los tratamientos térmicos.

La Riboflavina o B2, es la que le proporciona el color amarillo verdoso al suero. Resiste tratamientos térmicos normales pero durante la maduración del queso se reduce su contenido, a pesar de que existen algunos microorganismos que contribuyen a su formación.

La Niacina, es bastante resistente a los tratamientos térmicos para la elaboración de los quesos, pero una buena cantidad queda en el suero del queso. La niacinamida actúa como coenzima en algunas reacciones que ocurren en las primeras etapas de la producción del queso, aunque se evaporan durante el proceso de maduración.

La vitamina B6, se encuentra libre en el suero de la leche, resiste a la

pasterización y desempeña un papel importante en los procesos metabólicos de los microorganismos y en las reacciones enzimáticas que causa la oxidación y la

degradación de los aminoácidos que confieren el sabor característico de los quesos.

El ácido Pantoténico, se solubiliza en el agua y también resiste un tratamiento térmico normal actúa en varias reacciones bioquímicas e interviene en las reacciones que ocurren en la maduración del queso.

El ácido Fólico y la Biotina, actúan también en las reacciones enzimáticas ocasionadas por el metabolismo de los microorganismos que se desarrollan en la maduración del queso

La vitamina B12, es la de mayor importancia por su influencia en la formación del ácido propiónico debido a la acción de ciertas bacterias, en la maduración del queso y en la formación de la corteza de los quesos como el Cammembert y en los quesos duros la vitamina se aumenta durante el desarrollo interno de las bacterias propiónicas. Esta vitamina es soluble en agua, reacciona con los ácidos, los álcalis y la luz. Es poco resistente al calor y se pierde un 10% aproximadamente durante el tratamiento térmico normal.

Otra vitamina importante es la E que evita la peroxidación de los componentes insaturados de los lípidos, por su poder antioxidativo puede formar parte en el sabor ocasionado por la grasa del queso madurado puede formar parte en el sabor ocasionado por la grasa del queso madurado.

Como se puede observar muchas de las vitaminas son importantes para el desarrollo de los microorganismos sin embargo algunos microorganismos la pueden sintetizar durante su proceso metabólico. En los quesos que contienen una gran variedad de microorganismos es necesario que la leche utilizada tenga una buena proporción de vitaminas, puesto que en la técnica lechera se requieren principalmente por dos aspectos importantes: contener las vitaminas necesarias para el desarrollo de la microflora y conservar las vitaminas para aumentar el valor nutricional del queso.

LECCION 34. Materias primas secundarias que se requieren para la