COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LA LECHE.
La
leche de vaca es uno de los alimentos más económicos para el ser humano, ya que
suministra proteínas con un alto valor nutritivo y es mucho más barata que los
huevos y el pescado. La importancia
alimentaria de la leche
recibe principalmente en las proteínas, el calcio y las vitaminas A, B1 y
B2.La leche es una mezcla de sustancias definidas como: lactosa, glicéridos
de ácidos grasos, caseína, albumina y sales minerales.La leche es la base principal de todos los productos
lácteos y su consumo varía de acuerdo a
cada región y a las diversas condiciones de vida que prevalecen.
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La leche es conocida universalmente y se conocen tres
estados.
1. Crema:
capa de glóbulos grasos reunidos por defectos de la gravedad.
2. La
cuajada: Caseína coagulada como consecuencia de la acción microbiana.
3. El
suero: Contiene los productos solubles y que se separan de la cuajada por el
calentamiento.
En la industria láctica la leche se define como un líquido blanco u
opalescente de color ligeramente amarillo y tiene un pH de 6.8 casi neutro. La
leche cruda (bronca) se clasifica según su contenido de grasa y proteínas,
presencia de impurezas, microorganismos y olores extraños.
¿QUE ES LA LECHE?
Desde un punto de vista químico la leche se define
como un líquido blanco opalescente, de sabor ligeramente dulce, olor
característico y color ligeramente amarillento, tiene un pH cercano a la
neutralidad (6.8) y está constituido por diversas sustancias.
En la composición de la leche influyen diversos
factores:
─ Raza
y edad de la vaca lechera.
─ Etapa
de lactancia.
─ Método
de ordeña.
─ Estado
de salud.
─ Alimentación.
─ Clima.
La leche cruda se clasifica según su contenido de
grasa y de proteínas y según la
presencia de impurezas, microorganismos y olores extraños.
En un orden de importancia de acuerdo a los porcentajes de contenidos,
los componentes de la leche son los
siguientes:
Agua:
La leche contiene aproximadamente un 87% de este
líquido y se encuentra en dos formas;
ligada y libre.
Agua ligada:
Representa más o menos un 3%, y es la que se encuentra
retenida en las substancias que no forman una solución verdadera, como es el
caso de las grasas y las proteínas; sin embargo, la mayoría de las substancias
proteínicas forman conjuntos de moléculas tan pequeñas que la mezcla tiene
aparentemente las mismas características que una solución verdadera. Este tipo
de solución se llama solución coloidal.
Agua libre:
En ella se encuentran los demás componentes en
diferentes formas de solución.
El siguiente grupo de componentes de la leche
constituyen los sólidos totales, que representa el 13% del contenido lácteo y
se divide en sólidos grasos (grasa)
aproximadamente un 3.5% y sólidos no
grasos que son cerca del 9.5%. Los S.N.G. están constituidos por:
Lactosa--------------------4.9%
Proteínas------------------3.5%
Minerales------------------0.8%
Vitaminas------------------0.2%
Enzimas--------------------0.1%
Grasa:
La grasa soluble que se encuentra en la leche es grasa
butírica; es insoluble al agua, porque se encuentran en forma de pequeñas
esferas llamados glóbulos grasos y formando una emulsión.
Una emulsión puede ser estable e inestable. La leche
cruda es una emulsión inestable de grasa en agua. Después de un cierto tiempo,
la grasa se estratifica en forma de nata.
La variabilidad de grasa butírica en la leche depende
de la raza y la alimentación de la vaca, y contribuye mucho al sabor y a las
propiedades físicas de la leche y los productos lácteos, está constituido por:
v Glicerina
y uno, dos a tres ácidos grasos; la combinación de glicerina con tres ácidos se
llama triglicéridos.
v Fosfolipidos,
que ácidos grasos fosforados, tales como lecitina, cefalina y estingomielina.
v Substancias
insaponifocables. Como carotones, tocoferol y esterol, que son precursores de
las vitaminas liposolubles. Los carotenos son los que dan a la grasa en
consecuencia a la leche el color amarillento.
Sólidos No
Grasos
Lactosa: es
el carbohidrato más importante de la leche; está formada por glucosa y
galactosa; comparada con la sacarosa, la lactosa tiene un poder adulcerante 10
veces menor que la primera y es más fácilmente digerible, se encuentran en la
solución verdadera en la leche.
Proteínas: La
leche contiene aproximadamente en un 3.5% de proteínas, la más importante es la
caseína, que se encuentra en 2.8%. Esta proteína no se encuentra en ningún
producto aparte de la leche, en donde existe en combinación con el calcio y el fosfato,
por lo cual es común que se le conozca como fosfocaseinato de calcio. Es
sensible de la acción de ácidos de sales y de enzimas; por esta razón cuando se
agria o se agrega, acido o cuajo. La Caseína se precipita o separa de la leche
y entonces se conoce como cuajada y se convierte en el principal constituyente
del queso.
Las proteínas que contiene la leche son las proteínas
del suero: lactoalbumina y lactoglobulina, su importancia consiste en que su
estructura contiene los aminoácidos que el hombre necesita para su desarrollo y
que no es capaza de sintetizar, son los aminoácidos llamados esenciales y la
leche es el único producto que los contiene en una proporción de 0.7%.
Minerales:
Los minerales más importantes que contiene la leche son; calcio, fosforo,
potasio, sodio, cloro, azufre, acido cítrico, hierro y cobre. Estos dos son
últimos se encuentran en mínimas cantidades. En el constituyente mineral es de
suma importancia para la nutrición del niño y jóvenes, ya que influyen en el
desarrollo de huesos y dientes.
Vitaminas:
Las vitaminas contenidas en la leche se dividen en liposolubles, que son las
vitaminas A, D, E, K y el porcentaje de estas depende de factores externos tales como la alimentación que se proporciona
a la vaca y las hiposolubles, cuyo contenido depende de las síntesis propia de
vitaminas en el organismo del animal (las vitaminas B y C).
Enzimas:
Las enzimas son de origen proteico y actúan como catalizadores las reacciones
químicas de la leche; las más importantes son la peroxidasa, catalasa, lipasa,
fosfatasa; esta última se destruye a 56°C, al igual que el bacilo de la
tuberculosis, por lo que se ha convertido en un factor de seguridad. Una leche
con presencia de fosfatasa indican una incorrecta pasteurización.
FACTORES QUE AFECTAN LA COMPOSICIÓN DE LA LECHE:
No todas las leches son iguales, si que presentan
ciertas variabilidad en su composición; algunas no son actas para ser
transformadas en productos lácteos. Esta
variabilidad responde a diversos factores que han sido clasificados de la
siguiente manera.
Factores
fisiológicos:
El más importante es el periodo de lactancia. En la
producción de leche se conocen 3
periodos: calostro, leche normal y periodo seco.
El periodo de calostro dura de 5 a 10 días después del parto; la mama segrega un
líquido cuya composición y aspecto físico difieren mucho de la leche es rico en
sales y en proteínas, es espeso y amarillento.
Componentes
|
Colesterol
(%)
|
Leche normal
(%)
|
Sólidos totales
|
23.9
|
12.9
|
Minerales
|
1.1
|
0.7
|
Proteínas
|
14.0
|
3.1
|
Grasa
|
6.7
|
4.0
|
Lactosa
|
2.7
|
5.0
|
En el periodo de leche normal la variación consiste en
que haya etapas en las que disminuyen en el contenido de proteínas y grasas.
En el cuadro siguiente podemos observar las
diferencias de contenido de algunos componentes en diferentes razas
RAZA
|
S.T.
|
GRASA
|
LACTOSA
|
PROTEINAS
|
Holstein
|
11.69
|
3.41
|
4.70
|
2.93
|
Suiza
|
13.19
|
4.00
|
4.90
|
3.56
|
Jersey
|
14.75
|
5.65
|
4.94
|
3.46
|
Guernsey
|
14.60
|
5.23
|
4.84
|
3.73
|
Factores
zootécnicos:
Estos se refieren tanto al manejo de la vaca como del
hato lechero; los más importantes en relación con la producción de productos
lácteos se relacionan con las características de la ordeña.
Microbiología
en la leche:
La microbiología láctea se conoce como la ciencia
encargada del estudio de los microorganismos que se alimentan y viven de la
leche; estos microorganismos afectan a la leche y a los productos lácteos de
manera positiva y negativa.
Se considera positiva o benéfica la acción de los
microorganismos que producen acidez, sabor y olor a la leche y en los productos
lácteos, y que producen también la textura y características de estos últimos.
Entre los efectos negativos de algunos microorganismos
se consideran los malos olores, fermentaciones y enfermedades. Los productores
de estos trastornos son los microorganismos patógenos.
Baterías
formadoras de gas:
Estas bacterias no solo hacen que la leche se agrie,
sino que también produzcan gas. Se clasifican como las del grupo de la
escherichia aerobacter o como las aerogemas
de colon, siendo los tipos principales de la especie escherichia coli y
la aerobacter aerogenes. Fermentan la glucosa y la lactosa formando acido
láctico y ácidos volátiles. El tipo escherichia proviene principalmente del
tracto intestinal del hombre y los animales. Este hecho establece la
importancia de mantener la leche de los establos y del estiércol de la vacas.
Estos microorganismos son siempre una inconveniencia
para los productores lecheros, pues provocan olores sumamente desagradables y a
menudo son perjudiciales para el organismo humano. La leche que contiene tales
bacterias carece de valor para la elaboración de queso, ya que desarrollan el
mal olor y el cuerpo gaseoso.
-en un tercer grupo se encuentran las bacterias
patógenas que aun cuando no se encuentran comúnmente en la leche pueden
producir serios problemas si están presentes. Las enfermedades que han sido
propagadas por la leche se clasifican de la siguiente manera:
1.- tifoidea, paratifoidea y paningitis son
enfermedades transmitidas por el hombre a través del consumo de la leche de
vacas afectadas por mastitis; este es producido por el streptucoccus agalacti.
2.- brucelosis o fiebre de malta.- esta enfermedad es
causada por el microorganismo llamado brúcela abortus, del ganado bovino. Puede
ser producido también por otras bacterias provenientes de porcinos y caprinos.
Los microorganismos que se encuentran en la leche son
los siguientes:
·
Bacterias.
·
Hongos.
·
Levaduras y mohos.
·
Virus.
·
Rickettsias.
Los diferentes grupos de bacterias son los
microorganismos lácteos más importantes; actúan sobre los carbohidratos
produciendo distintas fermentaciones. Hay dos grupos que se consideran los
principales.
Bacterias
formadoras de ácidos:
El tipo más común está representado por el
streptecoccus lactis. Estos organismos son responsables de la acidez normal de
la leche, la que se produce por la acción de las bacterias sobre la lactosa o
azúcar de la leche. La lactosa se convierte en acido láctico que provoca que la
leche se espese o cuaje y que adquiera un sabor acidulado. Aun cuando todas las
bacterias constituyen una calamidad en la industria lechera, estos organismos
productores de ácidos son indispensables para la elaboración de quesos. También
son importantes para la fabricación de crema agria o madurada y para ciertas bebidas
de leche agria.
Otras clases de bacilos formadores de ácido son: el
lactobacillus acidephilus, el lactobacillus casei y el lactobacillus
bulgaricus. La principal fuente de bacterias formadoras de ácido en la leche la
constituyen los utensilios, especialmente tratándose del streptococcus lactis.
Sobre un bastidor o marco cilíndrico y perforado de
metal, o sobre una superficie lisa y perforada. En ambos casos el filtro está
encerrado en un marco o cubierta sellado, de manera que la leche pueda pasar
por medio de esta a presión. Las telas para filtrar solo deben ser usadas una
sola vez.
Clarificación:
La depuración a través de tamices no ha resultado del
todo satisfactoria, ya que algunas basuras muy pequeñas no son retenidas por el
filtro.
Esto ha dado lugar a que actualmente, en algunas
plantas lecheras, se utilice la depuración que se conoce con el nombre de
clarificación. El clarificador opero sobre el principio de la fuerza centrifuga
que arroja el sedimento, que es más pesado que la leche, al exterior del tazón
en donde se adhiere al interior de la cubierta de este.
Homogenización:
Es un proceso por medio del cual se logra una emulsión
estable de la de la leche con la leche descremada; consiste en romper y
dispersar los glóbulos grasos y reducir su diámetro, que normalmente es de 5 a
dos micras o menos. El efecto general es que aumenta la viscosidad y tersura
del producto, además de proteger la uniformidad del sabor de la leche. La
homogenizadora consiste en una bomba de alta presión complementada con una
abertura muy pequeña y ajustable atraves de la cual salen los fluidos con alta
presión, ocasionando un marcado cambio en las propiedades físicas del producto
y produciendo una mezcla muy intima de sus ingredientes.
Conservación
de la leche por calor:
El uso del tratamiento térmico o pasteurización se
practica desde las primeras décadas de este siglo, y actualmente es el más
utilizado para el control bacteriológico de la leche y de casi todos los
productos derivados. El fin esencial de la pasteurización es la destrucción
total de las bacterias; sin embargo, no deben perderse de vista los efectos del
calor sobre las diferentes componentes de la leche y las propiedades
físicas-químicas del producto; estas modificaciones pueden ser más o menos importantes,
de acuerdo con las condiciones en que se aplique el tratamiento. Aunque el
resultado bacteriólogo es el mismo, las condiciones que reducen estas
modificaciones son:
a) Tratamiento
al abrigo del aire
b) Condiciones
de tratamiento que permiten el calentamiento más breve posible a partir de un
cierto nivel de temperatura.
Los efectos de
los 3 tipos de pasteurización son los siguientes:
1. La
pasteurización baja (66° durante 30 min.) se considera como un tratamiento
suave, de origen a pocas modificaciones; en particular el color y el sabor
pertenecen variables, y la superación de la crema no se retrasa.
Este procedimiento exige una instalación de capacidad
voluminosa, y puede provocar la multiplicación de las bacterias termófilas; es
decir, si no se toman precauciones especiales la leche pasteurizada se enriquece en gérmenes a medida que el trabajo
progrese. Solamente ´puede tratarse leche con escasa carga bacteriana. Por otra
parte, es necesario evitar la formación de espuma que favorecen la
supervivencia de los gérmenes termorresistentes: la temperatura en la espuma es
siempre un poco más baja que la leche.
2. La
pasteurización alta y rápida (72° durante 15 seg.) es actualmente la más
difundida y ha sustituido a la antigua pasteurización alta en que la leche se
calentaba a unos 85° durante un tiempo variable en aparatos abiertos. La
pasteurización alta y rápida se lleva acabo al abrigo del aire y no tiene los
inconvenientes de procedimiento antiguo.
3. La
pasteurización alta en capa muy fina, también llamada “stassanizacion”, es
también un procedimiento eficaz. La leche se extiende en una capa de menos
de 1mm. De espesor se calienta a 75-78°
durante un segundo; en este caso, los riesgos de “agarrado” y obturación del aparato
son grandes cuando se utilizan leches ligeramente acidas.
En todos los procedimientos de pasteurización, se
calienta primero la leche a temperatura deseada y se le mantiene durante el
tiempo preciso; inmediatamente se le refrigera y se conduce a local del
envasado. Deben vigilarse con la misma atención todas las partes que la
constituyen el circuito completo de la leche; en especial, deben eliminarse los
riesgos de re contaminación después de la pasteurización en el refrigerante,
las condiciones, los depósitos, la maquina llenadora, las botellas, etc.
No todas las leches pueden pasteurizarse, entre ellas:
a) Las
leches demasiadas acidas para soportar el calentamiento.
b) Las
leches muy contaminadas termorresistentes en las condiciones habituales de
pasteurización, no se conseguirá reducir el número de gérmenes por debajo de la
cifra máxima legal y será precisa calentar temperaturas más elevadas con los
riesgos que ello supone; las modificaciones que experimenta la leche serán
mayores para un resultado higiénico final dudoso.
No debe perderse de vista la existencia de diferentes
tipos de bacterias, la microflora total de la leche cruda o pasteurizada es un
dato importante y suficiente, tanto para el buen planteamiento del problema
como para su solución. Se deben considerar 3 tipos de 3 bacterias:
- Baterías
no termorresistentes.
- Bacterias
termorresistentes.
- Bacterias
de re contaminación.
Las 2 primeras se encuentran presentes en la leche
cruda.
Numerosos estudios han demostrado que no existen
ninguna relación entre la flora total de la leche suministrada por el producto
y el numero de bacterias termorresistentes que se encuentran en la leche
después de la pasteurización, y que son estas últimas las únicas que influyen
en la calidad sobre la calidad de conservación de la leche pasteurizada, si se
evita toda otra contaminación. La incubación previa de la leche cruda a 15°
antes de la pasteurización, provoca un aumento de la flora total pero no
influyen sobre el numero de bacterias termorresistentes que se encuentran en la
leche después de la pasteurización, y que son las ultimas las únicas que
influyen sobre la calidad de conservación de la leche pasteurizada, si se evita
toda otra contaminación. La incubación previa de la leche cruda a 15° antes de
la pasteurización, provoca un aumento de la flora total pero no influyen sobre
el número de bacterias que sobreviven a la pasteurización. Esto significa que
no es el número, sino el tipo de bacterias de la leche cruda el que decide la
calidad bacteriológica de la leche.
Una forma correcta de usar la pasteurización es
tomando en cuenta el germen más resistente, si sacrificamos esto significa que
hemos sacrificado todos los demás, a continuación señalamos el tiempo promedio
de muertes de algunas bacterias a una temperatura de 60° C.
- Microbacterium
tuberculosis – (20 min.)
- Brucella
abortus – (10-15 min.)
- Shigella
disentense- (10 min.)
- Salmonella
typhosa- (2 min.)
- Grynebacterium
dipterinea- (1 min.)
- Los
gérmenes de la mastitis, streptucoccus agalactea y stafilococcus aureus, se
destruyen a temperaturas menores que el Microbacterium tuberculosis, que es el
más resistente.
La pasteurización de la leche no es necesariamente no
asegura un producto de alta calidad, ya que este procedimiento, a pesar de ser
un método adecuado de conservación presenta algunos problemas de diferentes
tipos como son:
- Problemas sanitarios: La
pasteurización puede ser usada por el productor para enmascarar una leche de
baja calidad.
- Problemas nutricionales: El
tratamiento calórico en ocasiones cambias las propiedades organolépticas del
producto produciendo un sabor a cocido, también disminuye su valor nutritivo,
precipita las sales de calcio y otros minerales y destruye las enzimas de la
leche.
- Problemas en la calidad física y bacteriológica:
Disminuye la línea de crema y el volumen de crema de la leche, dificulta la
coagulación con cuajo, destruye las bacterias acido lácticas y la leche puede
tornarse pútrida, destruye las enzimas, anticuerpo y la mayoría de las formas
de vida de los productos.
- Problemas de salud pública: Si
no es embotellada y maneja cuidadosamente, el factor de seguridad se pierde,
pues la leche imperfectamente pasteurizada es tan peligrosa como la leche
cruda; las toxinas y algunos microorganismos peligrosos no sé, destruyen con la
pasteurización.
Control de
calidad de leche fluida:
Para evaluar la calidad de una leche, es necesario
tomar en cuenta diversos aspectos: en primer término, la calidad química, que
es la que se refiere a la riqueza de la leche, en sus diferentes componentes:
puede decirse en términos generales, que cuando más rica es la leche en
materias grasas, materias nitrogenadas y vitaminas es mayor su calidad química.
Otro aspecto cuanto a la calidad de la leche en su
calidad bacteriológica que se relaciona tanto con la cantidad como con la
naturaleza de los gérmenes contenidos en el producto, es muy común el pago de
la leche de acuerdo a esta calidad.
Existen,
desde luego, reacciones entre la calidad bacteriológica y la composición
química de la leche. La proliferación de las bacterias se acompaña de
modificación del médico, siendo las más importantes, en la práctica, la
descomposición de la lactosa conformación de ácidos. Esta modificación es el
principal factor de la reproducción de la calidad técnica.
Este
aspecto es, en general, el más significativo para la transformación del
producto lácteo.
Para
medir estas calidades se usan dos tipos de análisis que se clasifican en:
análisis físico y químico.
Análisis físico
Se
enmarcan en este tipo de análisis todas las pruebas con las que podemos medir
las propiedades físicas de la leche como fluido, estas son:
A) Características organolépticas.
-
Olor:
debe ser suave y característico.
Se reporta
como normal cuando no tienen ningún olor extraño.
-
Color:
debe ser ligeramente amarillento por la presencia de los carotenos de la grasa.
La leche descremada tiene color blanco producido por la caseína.
-
Sabor:
ligeramente dulce.
-
Aspecto:
opaca y limpia. Una leche que ha sido descremada presentan un aspecto muy
brillante.
Si
el líquido lácteo presenta todas estas características, se reporta como leche
con características organolépticas
generales.
B) Densidad.
La
densidad se conoce como la relación que existe entre la masa y el volumen de un
cuerpo. Un término ideal de densidad en la leche es de 1.032 gr. /1t., a una
temperatura de 15°C; esta se utiliza como factor de referencia; una temperatura
mayor de 15° se considera alta y menor de 15° se considera baja.
En
México, el rango de normalidad de la densidad en la leche es de 1.029 a 1.033
gr. /1t. Las causas que afectan la densidad son las siguientes:
Baja
densidad – por adición de H2O por altas temperaturas. Cuando las
vacas han sido alimentadas con forraje la densidad es más baja pero este fenómeno
se considera normal.
Alta
densidad- por adición de solutos, por bajas temperaturas, desarrollo, también
les favorecen los medios ácidos y los ambientes húmedos. Algunas clases de
mohos se aprovechan para la maduración de los quesos llamados de vena azul,
como el roquefort.
Virus:
Los
virus no tienen mucha importancia en la lactologia como microorganismos en sí,
a excepción del bacteriófago, que se caracteriza por que ataca algunas
bacterias eliminándolas de la leche.
Rickettsias:
Estos
microorganismos no afectan los productos lácteos; sin embargo, se mencionan por
el daño que puede producir en el hombre.
Pretratamiento de la leche:
Después
de la ordeña, la leche salida de la ubre, tiene un tiempo de autoprotección que
puede ser desde 30 minutos hasta dos horas. Después de ese tiempo, tanto la
leche destinada para consumo en forma fluida como la que se destina a la
elaboración de productos lácteos debe ser sometida a ciertos tratamientos para
su mejor aceptación en el mercado.
Depuración o filtrado:
Esta
acción fue uno de los primeros manejos que se le dio a la leche; su objetivo es
retirar todas las materias extrañas que se encuentran en el líquido. El
material del filtro generalmente lo constituye una tela de franela colocada.