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Coordinador y Autor:

Dr. Salvio Jiménez PérezAcadémico de Número.Real Academia de Ciencias Veterinarias.

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Obtención de la leche para su tratamiento industrial . . . . . . . . . . Pág. 5

Dr. Salvio Jiménez PérezAcadémico de Número. Real Academia de Ciencias Veterinarias.

Refrigeración de leche. Química de la leche . . . . . . . . . . . . . . . . Pág. 21


Tratamientos térmicos en leche. Pasteurización . . . . . . . . . . . . . Pág. 35


Leches esterilizadas. Fundamentos de los tratamientos térmicos . Pág. 47


Controles analíticos de leches en la industria . . . . . . . . . . . . . . . Pág. 63


Obtención de la leche para su tratamiento industrial

Dr. Salvio Jiménez Pérez Académico de Número. Real Academia de Ciencias Veterinarias.

La leche procede de las hembras de abasto productoras, que son principal-

mente la vaca, la oveja y la cabra; existe también leche producida por otras

especies, pero es en cantidades insignificantes.

La leche se produce en la ubre o mama, está constituida por glándulas,

cuartos o cuarterones, que varían según la especie; son cuatro en la vaca y

dos en la oveja o en la cabra. Cada glándula está constituida por un tejido

formado por numerosos acinis o alveolos, agrupados en racimos y tapiza-

dos interiormente por células que segregan la leche. Estos acinis comuni-

can con unos finos conductos (canales excretores) de los cuales la leche

pasa a los canales colectores, más importantes, llamados canales galactó-

foros o conductos galactóforos, los cuales desembocan en una cisterna

que puede llegar a contener 300 o 400 ml de leche, denominado “seno

galactóforo”, que a su vez se prolonga por la cisterna del pezón o tetilla,

ésta se abre al exterior por un pequeño conducto o canal, cuyo orificio se

cierra por un poderoso esfínter.

Factores hormonales que regulan la producción láctea

La secreción láctea está estrechamente ligada a la actividad sexual del animal

lechero. El desarrollo de la mama tiene lugar durante la pubertad del animal

y se acentúa durante la gestación; el parto desencadena la secreción láctea.

Se sabe que todas las manifestaciones fisiológicas dependen de hormonas

presentes en la circulación sanguínea. El aumento del tamaño de la mama

debido al particular crecimiento de los acinis está en relación con la existen-

cia de la hormona foliculina, que procede del ovario y de la placenta, así como

5

la progesterona, hormona elaborada en el cuerpo amarillo o cuerpo lúteo. En

el curso de esta fase, que constituye el preludio de la secreción láctea, la foli-

culina desempeña un papel muy importante: prepara la hipófisis para la secre-

ción de una hormona galactógena, la prolactina. La instauración de la secre-

ción láctea se debe a la desaparición de la foliculina en el momento de la

expulsión de la placenta en el parto.

La presencia de esta hormona, la foliculina, inhibe la secreción de prolactina por

parte de la hipófisis (la foliculina “prepara” pero “inhibe” la secreción láctea).

El mantenimiento de la producción láctea está asegurada por la elaboración

continuada de prolactina, sin embargo, la elaboración de prolactina va disminu-

yendo gradualmente después del parto, lo que explica la disminución progresi-

va de producción de leche en el curso del periodo de lactación. Los factores hor-

monales juegan un papel fundamental en la aparición y mantenimiento de la

secreción láctea, ligados al individuo, raza, alimentación y estado de salud.

También se conoce el mecanismo de evacuación de leche, se trata de un acto

reflejo neuro-hormonal. La excitación nerviosa producida a nivel de la mama por

el masaje y la manipulación de la ubre, para la preparación del ordeño, llega a la

hipófisis, que segrega la hormona oxitocina. Esta hormona transportada por vía

sanguínea produce la contracción de los acinis provocando la eyaculación de la

leche; esta acción es breve, pues cesa al cabo de 10 minutos. Por esto es impor-

tante efectuar el ordeño con rapidez, mientras dura el efecto de la oxitocina.

El entorno de las vacas lecheras durante el ordeño debe carecer de estímulos

inhibidores de esta función, como ruidos, vibraciones, malos olores, etc., pues

entorpecen la liberación de oxitocina o la ralentizan y detienen. Por tanto, la

tranquilidad en las salas de ordeño debe ser máxima.

Obtención de la leche para su tratamiento industrial 6

Tabla 1. Composición comparada de la leche y el calostro (en gramospor litro).

Sustancias nitrogenadas

Densidad Materia seca Grasas Totales Caseínas Albúminas Globulinas Lactosa Minerales

Calostro(primerordeño). 1,060 252 50 160 30 40 80 30 12

Leche. 1,032 130 39 35 27 4,5 0,7 49 7,5

También es necesario insistir en una buena conformación de la ubre y pezo-

nes, que faciliten la adecuada evacuación de la leche por su adaptación a las

máquinas de ordeño y pezoneras. Por ello, el ganadero debe elegir bien los

animales adecuados para esta función. Estos factores gobiernan la facilidad

de ordeño y la buena calidad de la leche.

Mecanismo de elaboración de la leche en la mama

Los componentes de la leche no proceden de la sangre o de la linfa por sim-

ple filtración a través de las células que tapizan la superficie interna de los aci-

nis, pues la sangre tiene algunos componentes, como son la urea y las sales

minerales, que no existen en la leche, y otros, como la caseína, la lactosa y el

ácido cítrico, existentes en la leche que no están en la sangre.


Tabla 2. Composición comparada del plasma sanguíneo y de la lechede vaca (en gramos por kilogramo).

Elementos Plasma sanguíneo Leche

Agua. 910 880

Glúcidos. 0,5 48

Prótidos totales. 76 33,5

Holoproteínas. 76 6,5

Caseína. – 27

Lípidos totales. 4,5 38,5

Triglicéridos. 0,5 38

Colestéridos. 1,7 Trazas

Fosfolípidos. 2,3 0,4

Materias minerales.

Cenizas. 9 7

Fósforo. 0,1 1

Cálcio. 0,1 1,2

Sodio. 3,4 1

Potasio. 0,3 1,5

Cloro. 3,5 1

Ácido cítrico. Trazas 2

Por esto es necesario admitir una síntesis de estos elementos específicos pro-

ducidos en la mama, a partir de los materiales extraídos de la circulación san-

guínea. Además, de 400 litros de sangre que circulan a través de la mama sólo

producen 1 litro de leche.

Esta síntesis que tiene lugar en la ubre no se conoce todavía en su totalidad,

pero sí el aspecto histológico del proceso.


Tabla 3. Composición de las principales leches (en gramos por litro).

Materias grasas

Origen Extracto Materia Azúcares Caseína Albumina Salesseco total grasa y globulina

Mujer. 117-120 32-35 65-70 10-12 5-6 2-3

Vaca. 125-130 35-40 47-52 27-30 4-5 9-9,5

Yegua. 95-100 9-15 60-65 10-12 7-8 3-4

Asna. 95-105 10-12 60-70 8-12 7-9 4-5

Cabra. 125-145 35-50 40-50 30-32 5-7 7-9

Oveja. 170-175 55-70 43-50 45-50 8-10 9-10

165-175 68-75 48-50 32-34 7-9 10-10,5

Cuando la ubre es estimulada, la información es transmitida por vía nerviosa al hipotálamo, que asu vez la envía a la hipófisis, glándula situada en la base del cerebro. Ésta responde segregandooxitocina, que es vertida al torrente circulatorio y alcanza la mama 20 segundos más tarde (segúnWhittlestone, 1968).

Figura 1. Esquema simplificado del reflejo neurohormonal que provoca la eyección de leche.

Hipófisis

Corazón

Oxitocina en la sangre

HipotálamoMédula espinal

Nervios transmisores de lainformación al cerebro

Oxitocinahacia la mama

La emisiónde oxitocinaprovoca laeyección de leche

Estimulación de laubre por el ordeño

En el curso de la secreción láctea, las células epiteliales de los acinis aumen-

tan de tamaño, alargándose por los materiales extraídos de la sangre y de la

linfa, que riegan el tejido mamario. Estos materiales son escogidos por las

células, algunos aparecen en la leche pero en dosis diferentes a la sangre.

Otros, por el contrario, desaparecen después de haber participado en la sín-

tesis de los constituyentes específicos de la leche. Así, por ejemplo, la lacto-

sa procede de la trasformación de la glucosa de la sangre (procedente del

glucógeno), precursora de dos “osas”, glucosa y galactosa, que intervienen

en la constitución del disacárido lactosa.

Los prótidos, principalmente la caseína, son elaborados a partir de los amino-

ácidos libres del plasma o de aminoácidos procedentes de la degradación de

proteínas plasmáticas.

La grasa de la leche se sintetiza por dos procedimientos distintos, el primero

lleva consigo la absorción por la mama de los triglicéridos del plasma, acom-

pañado de una redistribución o por una sustitución de los ácidos grasos en las

moléculas de los glicéridos. Así se sintetiza el 20% de la grasa de la leche.

El segundo procedimiento es más importante, consiste en la formación de tri-

glicéridos a partir de ácidos grasos libres y de la glicerina sintetizada en la

propia glándula mamaria.

Hay que mencionar en particular el papel del ácido acético formado en el apa-

rato digestivo de los rumiantes por acción de la microflora del rumen; a partir del

acetato, por condensación, es como se elaboran en la mama los ácidos grasos

saturados de 4 a 16 átomos de carbono constitutivos de la grasa de la leche.


Figura 2. Esquema de una ubre.

Alveolo

Leche

Tras haber acumulado las materias precursoras de los constituyentes de la

leche, las células de los acinis hinchados sufren una degradación. Su parte

apical se rompe y cae, y esta parte, acompañada del agua en la cavidad de

los acinis, forma la leche.

Este mecanismo de elaboración, sin duda muy original, ha hecho decir que la

leche no es el resultado de una verdadera secreción, sino más bien se trata de

un producto “de regeneración”, pues procede de la lisis de un epitelio abun-

dante cuyas células grasas mueren y son eliminadas.


Figura 3. Estructura esquemática de la mama.

Canalesgalactóforos

Canales excretoresunidos a los acinis

Tejido

Seno o cisterna del pezónCanal del pezón

Seno galactóforoo cisterna de laglándula mamaria

Figura 4. Esquemas de la estructura de una célula mamaria y de laevolución de un acinis (según Porcher).

Porción apical quepasa a la cavidaddel acinis paraformar la leche

Estructura de una célulamamaria en vía de desarrollo

Evolución funcional de un acinis

Mitocondrias

Cavidad

Célulasmamarias

Membrana basal

Núcleo

Zona de rupturade la célula

Núcleo degenerado

Cuerpos grasos

Siempre se ha creído que la secreción láctea se producía durante el orde-

ño, esto no es exacto, la leche se acumula en la mama en el curso del tiem-

po que separa dos ordeños. Cuando la presión de la mama alcanza cierto

valor, la secreción se detiene y rápidamente empieza la reabsorción de los

constituyentes precedentemente elaborados, disminuyen la lactosa, la

caseína y la grasa, y se produce aumento de los cloruros destinados a res-

tablecer el equilibrio osmótico entre la secreción modificada, “leche rete-

nida”, y el suero sanguíneo. Esto es lo que justifica por qué debe realizar-

se un ordeño completo.

Tipos de leche

Existen tres tipos de leche:

• Leche cisternal.

• Leche alveolar.

• Leche residual.

Leche cisternal: es la leche obtenida si se introduce una cánula en el pezón

antes del ordeño; se puede comprobar cómo una cantidad de leche se eva-

cua espontáneamente, simplemente por la acción de la gravedad. La leche

así obtenida se denomina “leche cisternal” y su contenido en grasa es bajo y

representa el 20-35% del total del volumen de leche.

Leche alveolar: tras la extracción de la leche cisternal, si se estimula la ubre

mediante un masaje, aparece, de 15 a 20 segundos más tarde, un chorro cuyo

caudal aumenta rápidamente, esta es la leche alveolar, que es la contenida en

los acinis. Representa el 50-70% de la leche, con una tasa butírica más eleva-

da que la media de la composición normal de la leche.

Leche residual: es la leche que se obtiene tras inyectar intravenosamente la

hormona “oxitocina”, entonces se observa que, transcurridos de 20 a 30

segundos de la inyección, aparece una nueva evacuación de leche que cesa

rápidamente; esta operación se puede repetir de dos a tres veces con sucesi-

vas inyecciones. Esta leche se denomina residual y representa de un 10 a un

15% del total de la leche. Este tipo de leche no se obtiene con prácticas de

ordeño habituales de uso y su tasa butírica es muy elevada.


Recogida de la leche

La forma de recoger la leche es mediante el ordeño, éste no debe repercutir

en la salud del animal y debe obtenerse la leche con la máxima calidad.

El ordeño debe ser: rápido, completo e indoloro.

El operario u ordeñador debe mantener unas condiciones higiénicas adecua-

das; debe tener las manos recién lavadas y secadas correctamente y la ropa

de faena debe estar limpia, así como los recipientes y los locales de trabajo.

El animal debe ser lavado y secado en flancos, piernas y ubres, se debe suje-

tar el rabo, y la ubre, específicamente, debe de ser lavada con un desinfectan-

te suave.

El material de recogida (cubos, recipientes, maquinas de ordeño y pezoneras)

debe estar perfectamente limpio y seco.

Las mayores contaminaciones y, por tanto, disminución de la calidad de la

leche se debe a no estar los útiles de ordeño lo suficientemente limpios.

Clases de ordeño: manual y mecánico

Ordeño manual: se realiza mediante un masaje de la ubre por fricción con un

paño a 60 ºC, con esto se excita la secreción de “oxitocina” de la sangre a la

mama, esto coadyuva a la liberación de leche y reduce el tiempo de ordeño,

que debe ser de 5 a 7 minutos, máximo 10.


Figura 5. Alveolo glandular antes y después.

El ordeño debe realizarse en seco para evitar grietas, heridas, rozaduras, etc.;

para favorecerlo, puede emplearse un lubricante suave: vaselina, glicerina y

alcohol, etc.

Los primeros chorros de leche deben desecharse o se pueden emplear para

toma de muestras de control o análisis.

Las clases de ordeño manual son: pulgar, puño o pellizco.

Formas de ordeño:

1.º Transversal: en cuarterones derecho e izquierdo.

2.º Diagonal: en cuarterones anterior derecho y posterior izquierdo y con-

trarios.

3.º Lateral: en cuarterones del lado derecho y del lado izquierdo.

Al final deben apurarse las ubres para evitar restos.

Ordeño mecánico: este tipo tiende a imitar al ternero, al cordero o al cabrito

al mamar, que produce una presión con la lengua y después una aspiración.

Los elementos de una máquina de ordeño son:

• Cuatro pezoneras o manguitos de ordeño.

• Un recipiente colector.

• Una bomba de vacío.

Máquinas:

• De acción simple.

• De acción doble.

Las máquinas de ordeño u ordeñadoras de acción simple son más baratas y

constan de:

• Cuatro pezoneras de plástico o goma.

• Una serie de tubos al cántaro colector.

• Una válvula para que no se suelten durante el ordeño.

Las máquinas de doble acción producen una aspiración y una presión o masaje.


Las pezoneras son metálicas o de material rígido, con un manguito interior de

goma y con un espacio anular de la pezonera.

Características:

Deben de ser de forma que impida el agarrotamiento al final del ordeño,

tener una buena flexibilidad para una buena adaptación, dar una tensión sufi-

ciente para el masaje, ser resistentes al deterioro por las grasas y fáciles de

desmontar y limpiar.

Se llama llave de la leche el lugar donde confluyen las pezoneras al colector

y distribuyen el vacío de las pezoneras al colector.

El recipiente o colector puede ser de vidrio, de acero inoxidable o de una

aleación de aluminio.

El pulsador produce en las pezoneras presión y vacío y pueden ser de diferen-

tes tipos y formas.

La bomba de vacío produce la depresión que permite la aspiración de la

leche y el funcionamiento del pulsador. Hace vacío y emite aire comprimido

de 3-8 kg/cm2.

Los equipos de ordeño deben ser silenciosos (motor, pistones, etc.) o no emi-

tir excesivo ruido.

Las salas de ordeño pueden ser de diversas formas: paralelas, en forma de

espiga, redondas o radiales.

Funcionamiento de la sala de ordeño

• En primer lugar, se prepara y se limpia la sala de ordeño y todos sus com-

ponentes adecuadamente.

• Se recogen aparte los primeros chorros de leche para el control bien de

los componentes de la leche, bien para el estado de salud del animal.

• Se aprovecha el tiempo del ordeño para administrar el suplemento protei-

co en la alimentación del animal y, en cierto modo, condicionar el periodo

de ordeño con una sensación más agradable al animal.

• Al cabo de 6 minutos el ordeño está realizado.


• Se debe apurar las ubres al retirar las pezoneras.

• A los 4-5 minutos se ha realizado el ordeño por ordeño, lo que supon-

dría que 18-20 vacas puedan ser ordeñadas en 1 hora. Dos operarios

en una sala de ordeño mecanizada pueden atender a 90-100 vacas.

Una sala de ordeño bien mecanizada y funcional atendería a 150 vacas en

1 hora.

Mantenimiento

Un buen mantenimiento equivale a:

• Un funcionamiento adecuado.

• Una gran duración del equipo.

• Una buena calidad del producto obtenido.

Es muy importante la limpieza de todos y cada uno de los elementos que

entran en contacto con la leche, para esto es necesario un fácil montado y

desmontado de toda la maquinaria para su buena limpieza y su sustitución.

Ordeño de cabras y ovejas

Los procedimientos previos son los mismos que para las vacas, especialmen-

te la limpieza y preparación. Las máquinas de ordeño tienen los mismos prin-

cipios, varían únicamente los pulsadores, que en vez de ser mecánicos, son

electromagnéticos, para dar unas 178-180 pulsaciones por minuto. El ordeño

se realiza en 3-4 minutos.

Las cabras y ovejas deben ser fijadas en las celdas de ordeño; pueden ser

ordeñadas 200 ovejas o cabras en 1 hora. Se debe también repasar las ubres,

sino se perdería el 29% de la producción. Se puede hacer el repasado bien a

mano o bien cambiando la ordeñadora a una segunda colocación, en este

caso bajaría el ordeño a 130 cabras u ovejas por hora.

El objetivo de un buen ordeño es obtener leche con menos de 100.000 ufc/m

(unidades formadoras de colonias por minuto), es decir, del orden de 3.000 ó

4.000 ufc/m.


Esto se consigue con:

• Un buen estado de los manguitos de ordeño o pezoneras.

• Una limpieza adecuada de las instalaciones.

La limpieza correcta de las instalaciones se realiza desarmando los equipos y

limpiándolos. En las salas de ordeño, además, las máquinas tienen un progra-

ma automático de limpieza que combina productos químicos y vapor homo-

logados. En la calidad de la leche también interviene el adecuado trasiego, el

agitado de la leche, la extracción de gases de la leche y un enfriamiento con-

veniente del producto.

En la leche se producen fenómenos de proteólisis y lipólisis, que se evitan con

el ordeño a vacío. También influyen: la raza, la predisposición al ordeño mecá-

nico y el régimen alimenticio. Se pueden producir transmisiones de mamitis

por las pezoneras; el estado general de salud de los animales influye también

en la calidad. La retención de las últimas fracciones de la leche más ricas en

grasa influye en la calidad composicional de la leche.

La ordeñadora es la máquina de mayor uso en una granja dedicada a la pro-

ducción de leche, por tanto, debe tener un periodo largo de amortización o,

lo que es lo mismo, debe ser de muy buena calidad. El control de seguimien-

to de la calidad en sus diferentes fases es muy importante: en el medidor de

flujo (0,2 l/m), en las fases del ordeño y en el final del apurado, tras el cual se

interrumpe el masaje y se sueltan las pezoneras.

Calidad de la raza

Es importante para la velocidad del ordeño, para la adaptación a la ordeña-

dora y para la metodología.

• Un ordeño al día disminuye la producción de leche en vacas.

• Las ovejas y cabras, por el contrario, sólo se ordeñan una vez al día.

• Dejar de ordeñar los domingos es perjudicial.

• Las ovejas manchegas pueden dar 1 litro de leche diario durante un periodo

de lactación de 100 días.

• Las cabras murciano-granadinas pueden llegar a dar 2 litros de leche diarios.

• La calidad de la leche influye en el rendimiento leche/queso.


Recogida de la leche

Puede realizarse en cántaras o en cisternas; el personal debe ser especializa-

do, bien sea en cántaras, cisternas, contenedores o camiones cisterna.

Las funciones de este tipo de personal son clasificar y juzgar la calidad de la

leche, mediante la toma de muestras para análisis químicos y microbiológi-

cos, así como de volumen. Controlar las condiciones higiénicas del ganado y

del equipo de ordeño y limpiar el camión; supervisar el estado de las cister-

nas, el estado de las bombas, así como del equipo analítico y de toma de

muestras.

Evaluación sensorial de la leche

• En el color y apariencia: pueden aparecer grumos de grasa, debido a agi-

taciones, trasvases, violencia en el manejo, etc.

• En el sabor: pueden aparecer cambios de sabor debido a la calidad bac-

teriana y, como consecuencia, acidez.

• En cuanto al olor y sabor: puede tener olor normal y sabor dulce.

• En el olor: puede aparecer olor a forraje u otros alimentos, por ejemplo, a

heno, Clostridium, etc. Los olores se absorben por el pulmón o aparato

digestivo con los alimentos y llegan a la leche. También el olor a establo.

Sabores de origen microbiano: éstos se pueden producir por contaminación

microbiana, por refrigeración insuficiente o por prolongados periodos de

refrigeración. Se produce una proliferación microbiana fundamentalmente de

bacterias psicrótrofas; su acción lipolítica da sabores amargos, rancios o difí-

ciles de definir, por ejemplo, cartón o papel, etc.

Sabores producidos por reacciones químicas y enzimáticas dan sabores a oxi-

dado producido por la acción de metales tales como cobre o hierro, o por la

acción de la luz. Otras causas dan sabores a cartón, sabor a metálico, a sebo,

a cocido o quemado. También se produce la rancidez hidrolítica causada por

lipasas. El sabor a leche rancia, sabor a jabón que aparece al final del perio-

do de lactación, puede producirse por aire en las tuberías de conducción de

leche, por mezcla de leche refrigerada con leche recién ordeñada.


Hay olores debidos a otros orígenes, como a pintura, gasolina, insecticidas o her-

bicidas, ácido carbónico, pomadas, desinfectantes, medicamentos, balsámicos,

etc.

Análisis rápidos de leche

Son:

• Determinación del extracto seco.

• Valor de la acidez y el pH.

• Determinación de la calidad microbiana:

– Prueba de la reducción de la resazurina.

– Prueba de la reducción del azul de metileno.

• Determinación de grasas:

– Método de Gerber.

– Método de Rose-Gottlieb.

– Método de Reichert-Meissl (26-30).

– Método de Polensque (1,9-3,0).

– Método de Kirschner (19,0-26,0).

• Determinación de proteína:

– Método Kjeldahl.

– Método del Negro Amido.

– Prueba del formol.

Indicadores del estado de la leche:

• Leche normal

• Leche ácida.

• Coagulación de la leche; leche calostral o leche mamítica.


Toma de muestras para determinaciones microbiológicas, en recipientes esté-

riles, para comprobar la existencia de microorganismos: mesófilos, psicró-

trofos o termorresistentes.

Además, se comprobará la ausencia de antibióticos y pesticidas, así como

el porcentaje de grasa o determinación butirométrica; también la determi-

nación del extracto seco con picnómetro o mediante crioscopia por un

posible aguado, etc.

BibliografíaAstiasarán Anchia I. Alimentos, composición y propiedades. McGraw-Hill. 2005.

Belitz HD, Grosch W. Química de los alimentos. Ed. Acribia. 1992.

Karlson P. Biochemie, für Mediciner und Naturwissenschaftler. Georg Thieme Verlag.

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Kessler HG. Lebensmittel- und Bioverfahrenstechnik. Molkereitechnologie. Technische

Universität München-Weihnstephan. 1988.

Primo Yúfera E. Química de los alimentos. Ed. Acribia. 1998.

Veisseyre R. Lactología técnica. Ed. Acribia.1988.

Walstra P y col. Ciencia de la leche y tecnología de los productos lácteos. Ed. Acribia.

2001.


Refrigeración de leche.Química de la leche


La leche recién ordeñada se debe refrigerar a 4 ºC, antes de 4 horas y conser-

varse a esta temperatura para su procesado posterior.

En la leche recién ordeñada, si se mantiene a 25 ºC, durante 2 horas, se pro-

duce una cristalización parcial de la partícula de grasa, por lo que para evitar-

lo es necesario, como mínimo, conservarla a 10 ºC; también es necesaria una

ligera agitación de la leche para que se mantenga la emulsión.

En la leche existen diferentes tipos de caseínas y varios modelos de agru-

paciones que se producen en sus micelas con sales, como fosfato cálcico y

citrato cálcico y otros componentes minoritarios, cuya estabilidad depende

de la temperatura, siendo lo más marcado del enfriamiento la separación

21

Partícula de grasa Partícula de grasa parcialmentecristalizada por frío

Figura 1.

de las beta-caseínas, que también son separados por proteinasas, produ-

ciéndose en este caso la desnaturalización proteica de tipo enzimático a

partir de las micelas.

En este esquema se observan las diferencias producidas en las micelas de

caseína tras 2 horas de enfriamiento de la leche a la temperatura de 2 ºC; la

desnaturalización de las micelas de caseína se produce tras muchas horas de

enfriamiento (72 horas), punto útil del estudio de Kostermeyer (1974); hasta

este tiempo se produce una reacción de reversibilidad por resíntesis comple-

ta de las micelas de caseína que depende de las sales de la leche y fundamen-

talmente del fosfato cálcico.

Refrigeración de leche. Química de la leche 22

Básicamente de Schmidt DG y Payens TAJ. Surface and Colloid Science, 1976; 9:165. Slattery W,Biophys Chem 1977; 6:59. Walstra P, Dairy J Res 1979; 46:317 e Int Dairy J (en prensa).

Figura 3. Modelo esquemático de una micela de caseína.

Submicela

Fosfato cálcico

50 nm

Cadena peptídica protuberante

Figura 2. Micela de caseína en equilibrio con la submicela de caseína.

- [Ca++]

+ [Ca++]

El sistema agua/calcio/iones fosfato no es muy complicado y presenta un

estado intermedio en el sistema micelar de caseína nativa en estado de equi-

librio. Este reequilibrio presenta problemas, ya que, al recalentar a 35 ºC, se

causa un crecimiento microbiano, en estudios de las temperaturas de 4, 8, 26

y 32 ºC, en función de diferentes tiempos de conservación.

Estudiando también el paso de proteína a suero, se pudo verificar como

temperatura más idónea la de 4 ºC, que ya se conocía en la práctica pero

que no se había comprobado científicamente. También se estudió el tiem-

po de coagulación y se pudo comprobar que se producía una prolongación

del tiempo de coagulación debido a la acción del calcio y del fósforo sobre

las micelas de caseína.

Proteínas de la leche y estado de las micelas de caseína

Parte de las micelas de caseína, tras un tiempo de la leche en refrigeración,

pasan al suero. El 90% de la caseína es hidrófoba y se encuentra en la leche

gracias a la beta-caseína, que pasa al suero por acción de una sero-proteína

procedente de las micelas.

Caseínas en la leche (porcentaje):

• Caseína alfa-S-1 = 33%.

• Caseína alfa-S-2 = 11%.

• Caseína beta = 33%.

• Caseína kappa = 11%.

• Caseína gamma = 4%.

Cuando la leche ha sido enfriada, se separan la caseína beta y la gamma, por

tanto, al final de la refrigeración la determinación de caseína gamma en suero

es un parámetro que permite conocer su distribución, así como su reparto de

componentes de leche tras su conservación frigorífica.

Variaciones de estos componentes pueden ser índice del estado de las caseínas

y su contenido en sales, fundamentalmente por la intervención del calcio (en

forma de fosfato cálcico) en las micelas y la variación del valor del pH.


Sales que se encuentran en la leche:

• De calcio: 2,9%.

• De magnesio: 0,2%.

• Fosfato inorgánico: 4,4%.

• Citrato: 0,5%.

Equilibrio entre micelas y submicelas de caseína

Se producen variaciones en este equilibrio con el diferente contenido en sales

y el descenso del pH.

Equilibrio cálcico: el calcio soluble está en equilibrio con el calcio micelar, pero

con el aumento de la temperatura el calcio soluble a pH alcalino pasa a iones

calcio. El descenso de la temperatura produce un paso del calcio micelar a un

pH ácido y mediante sustancias quelantes separa el calcio soluble.

La solubilidad de la beta-caseína existe en forma de dispersión que no pro-

duce variación en las micelas.

Se produce proteólisis de la beta-caseína por la enzima plasmita, con forma-

ción de gamma-caseína y proteosa-peptona, que pasan al suero.

En componentes totales no puede variar, pero sí se produce variación en las

micelas de caseína como en sus componentes minerales y esto se manifiesta al

emplear leche refrigerada en la fabricación de queso y, como consecuencia, en

su rendimiento leche/queso. Se comprueba en la variación del tiempo de coa-

gulación, que oscila entre un 10% hasta el doble del tiempo estándar de coagu-

lación. El aumento del tiempo de coagulación está basado en el equilibrio pro-

teico; el aumento de proteína en suero a costa de las micelas de caseína.

Aumento de proteína en suero

Se solubiliza el calcio y el fósforo de las micelas a través de la disociación del

complejo citrato cálcico producido por el frío y forma un complejo insoluble de

fosfato cálcico y un aumento del pH; ni siquiera las micelas de caseína, desde

el punto de vista físico-químico, son estables. La causa es que el fosfato coloi-

dal no está en su forma más estable en forma de brusita (fosfo-octa-cálcico o


hidroxiapatita), según las condiciones. Estos fosfatos se asocian en forma de

caseínas o constituyendo un precipitado que se separa de las micelas.

Las micelas de caseína se modifican como consecuencia de las condiciones

externas, especialmente la temperatura y el pH. Algunas de estas alteraciones

son reversibles, pero otras no o son parcialmente reversibles.

Equilibrio dinámico

Se producen una serie de intercambios entre la molécula de caseína y su

entorno. Estos intercambios se consideran un equilibrio dinámico, aunque

son pseudo-equilibrios, más que equilibrios.

Los intercambios más rápidos se producen entre los componentes minerales.

Algunos de los componentes del fosfato coloidal, como el calcio, magnesio,

fosfato y citrato, también se intercambian muy deprisa (tiempo de relajación,

1 hora), mientras que la parte restante está fuertemente ligada. Las submice-

las pueden difundir hacia fuera o hacia dentro de cada micela y la situación

de equilibrio depende de factores como la temperatura, el pH y la alfa-case-

ína. La distribución de tamaños es el resultado de agregación y desintegra-

ción. Las micelas de caseína pueden romperse en unidades más pequeñas

por fuerzas mecánicas, por ejemplo, una homogenización muy intensa; los

fragmentos formados se reagregan rápidamente (tiempo de relajación de

unos pocos minutos) y vuelven a la distribución original. Esto significa que un

modelo de caseína como el que representa Boeckel (1976), en un tiempo de

expansión de 10–12, las proyecciones pilosas de las micelas son las que se mue-

ven con más rapidez; en menos de 1 segundo se producen pequeños cam-

bios en las micelas de caseína. En una escala de 1 minuto, algunas submice-

las disolvían la micela y otras se incorporaban a ella; la difusión de una submi-

cela de una micela tardaría 1 minuto.

La leche también contiene moléculas de caseína libres, pero sólo represen-

tan una parte mínima a temperatura fisiológica, a baja temperatura se pro-

duce un notable aumento; la velocidad de cambios disminuye a baja tempe-

ratura, aunque es un fenómeno reversible y en cierto grado los componen-

tes que han abandonado la micela vuelven al aumentar la temperatura; toda-

vía no se ha comprobado si la estructura nativa de la micela se recupera por

completo.


El tiempo de relajación es el tiempo necesario de reequilibrio de la desnatu-

ralización proteica cuando ésta es reversible.

Baja temperatura

Se solubiliza gran parte de la beta-caseína. Es importante señalar que la beta-

caseína se encuentra esencialmente incluida en las submicelas, la diferenciación

experimental entre los dos estados resulta difícil; la principal causa de la disolu-

ción de la beta-caseína es que las fuerzas hidrofóbicas, que son las causas que

mantienen unidas las submicelas, son más débiles a baja temperatura. Por

tanto, no sorprende que las otras caseínas también se disuelven, aunque en

menor extensión (las alfa-S-caseínas menos); como las enzimas proteolíticas

atacan mucho más fácilmente la caseína cuando está en estado de disolución a

bajas temperaturas, la plasmita ataca más rápidamente la beta-caseína.

El volumen de las micelas aumenta notablemente a baja temperatura; este

aumento se debe a la formación de otro tipo de pilosidades en las micelas; ade-

más, hay moléculas de beta-caseína que se disuelven, otras que pueden des-

prenderse y las cadenas de beta-caseína quedan entonces como proyecciones

desde la superficie de las micelas; también puede aumentar el corazón de las

micelas, así mismo se produce una desintegración limitada de micelas en otras

más pequeñas, lo que contribuye al aumento del tamaño medio.

La desintegración de las micelas por el frío puede también deberse a la diso-

lución de una parte del fosfato cálcico coloidal.

La asociación de iones calcio 2+ con la alfa-S-1-caseína disminuye al descen-

der la temperatura, igual que con las otras caseínas. La pérdida de fosfato cál-

cico coloidal reduce probablemente la atracción de las submicelas y debilita

la unión de moléculas individuales de caseína en una submicela; todos los

cambios que se producen en las micelas modifican las propiedades de la

leche, por ejemplo, la viscosidad aumenta significativamente con la refrigera-

ción, la estabilidad coloidal de las micelas es mucho mayor y, por tanto, la

leche coagula con dificultad. Para que estos cambios se realicen debe conser-

varse un mínimo de 24 horas a 4 ºC, con un calentamiento posterior, la beta-

caseína vuelve a las micelas y la cantidad de fosfato cálcico coloidal aumenta

de nuevo; calentando y enfriando (terminación) vuelve a sus propiedades ori-

ginales, pero no se sabe si las micelas vuelven a ser idénticas a las originales.


Termización de leche

Debe ser necesario o sustancial para todo tipo de leche conservada en refri-

geración que se va a procesar industrialmente. Es un calentamiento a 35-60 ºC,

también puede ser una pasteurización baja a 72 ºC, durante 15 segundos, o

también a 60 ºC, durante 30 segundos.

Adición de sales

La adición de cloruro cálcico acorta el tiempo de coagulación de la leche enfria-

da hasta un 66%. Con un tiempo de enfriamiento de 24 horas, desde un 23%, y

a partir del primer día, un 4%. La adición de 75 mg de cloruro cálcico por litro

acorta el tiempo de coagulación, pero no mejora la elasticidad del coágulo. Si

el calcio se añade en forma de hidróxido cálcico se mejora la elasticidad del

coágulo. La adición de calcio en forma de cloruro cálcico e hidróxido cálcico

mejora las propiedades del coágulo y el rendimiento leche/queso.

Premaduración, corrección del pH

Si se almacena leche en frío, es decir, a 4 ºC, se produce una ligera subida del

pH. Si se conserva la leche con un 0,1% de acidificador y se conserva una

noche a 10 ºC, puede tener un efecto positivo. El pH en la leche está entre

valores de 6,5 y 6,7 y por encima, si se trata de leche calostral, y aún mas ele-

vado si se trata de la leche de animales enfermos.

Influencia del pH, la temperatura y el tiempo

En un almacenamiento de leche a 4-8 ºC, puede haber una variación entre

0,20 y 0,25% de diferencia de pH.

Sales en la leche: el calcio y el fósforo se encuentran en la leche en equilibrio;

a baja temperatura aumenta la solubilidad de las sales de procedencia calos-

tral, para cuantificar estas sales se han hecho determinaciones en el suero y

en el permeato de leche ultrafiltrado.

El cambio en el equilibrio en las sales se produce en las primeras horas de

enfriamiento, en la práctica, se da este mismo hecho, tanto en el calcio como

en el citrato o fosfato; el calcio procedente de la molécula de caseína, como

el procedente del citrato, se solubilizan.


Después de 3 días de conservación de la leche a 4 ºC, se pierde un 5% de calcio.

El fósforo permanece constante en las primeras horas de enfriamiento, des-

pués pasa al suero, al principio sólo un 4%, después un 9% (en leche no

enfriada sólo pasa un 4%), el fósforo restante, en forma de fosfato cálcico,

se mantiene unido a la molécula de caseína con un peso molecular de

150.000 Daltons.

Proteínas de leche/moléculas de caseína

A través del enfriamiento una parte de las caseínas hidrófobas pasan al suero;

todas las fracciones de caseína, con el descenso de temperatura, pasan al

suero, dependiendo del tiempo de conservación.

• La beta-caseína, después de 72 horas a 4 ºC, se solubiliza el 40%.

• La alfa-S-caseína pasa al suero sólo en un 4% y la kappa-caseína todavía

menos.

A temperaturas de 8 y 12 ºC la solubilización es menor, a 25 ºC es aún menor,

y si se mantiene a 30 ºC no hay forma de determinar ningún tipo de solubili-

zación de caseínas.

El nitrógeno en suero en la leche es de un 0,12%, por encima de esta cantidad

se produce una coagulación débil un coágulo blando y una fuerte proteólisis en

la leche (Jiménez Pérez, 1976).

Tecnología de la leche

Rara vez se consume la leche recién obtenida. La leche ordeñada tiene una

temperatura de 38 ºC. En verano se recoge a 37 ºC y en invierno a 35 ºC, apro-

ximadamente. La leche tiene unos componentes antimicrobianos (lacteninas

etc.), que frenan la evolución de los microorganismos, pero al cabo de poco

tiempo y a estas temperaturas los microorganismos proliferan rápidamente,

por tanto, la leche necesita su refrigeración nada más obtenida para una con-

servación adecuada.

La leche es una mezcla equilibrada de proteínas, carbohidratos, grasa, sales y

otros componentes menores dispersos en agua, como emulsiones, suspen-

siones coloidales y soluciones verdaderas.


En el estado de las soluciones verdaderas se encuentra la lactosa e iones cal-

cio y minerales.

En las soluciones coloidales hay dos tipos de coloides: moléculas relativamen-

te estables, como las albúminas y globulinas, y un coloide micelar muy ines-

table formado por Ca3 (PO4)2 asociado a un complejo de caseinato cálcico. La

micela fosfocálcica es un agregado macromolecular de forma y masa variada;

en la leche recién obtenida está cargada negativamente, lo que asegura su

estabilidad por repulsión electrostática.

La fase de emulsión está formada por glóbulos de grasa rodeados por una

membrana de lipoproteína que mantiene la emulsión.

Modificaciones de la leche después de la recogida

La microflora láctea puede aumentar después de la obtención, bien por con-

taminación medioambiental, bien por una inadecuada manipulación. Si la

temperatura no es adecuada, la multiplicación es extraordinaria y conduce a

una acidificación rápida, modificándose su adecuación para procesos indus-

triales posteriores.


Ballarin, 1951.

Figura 4. Esquema de componentes de la leche en equilibrio.

FASE DE EMULSIÓN

FASE SOLUCIÓNPURA

FASE COLOIDAL

Ca3 (PO4)2

H2O

Cl Clr Na CaKMgP

Ca3 (PO4)2Sistema

Lípido

Sistema

Sistema

SistemaLactalbúminaLactoglobulina

Presió

n

osmótic

a

Membrana

Caseína

CaseínaLactosa

Grasa/Proteína

Grasa/Viscosidad

Lactosa/CloruroEquilibrio

Ca++/P---Sistema Na++/K+

Sistema

pH(Ácido/Base/Equilibrio)

Caseína/Agua/Sistema(Hidratación)

Caseína/Agua/Sistema(Concentración)

Ca++/Caseína(Sistema)

LactalbúminaLactoglobulina

Liofilo Protein

Caseína/pH(Sistema)

{

La leche recién ordeñada debe enfriarse para su conservación y para obtener

un grado óptimo para los procesos industriales posteriores. La leche recién

ordeñada se enfría a 4 ºC, y así se puede mantener durante varios días.

Los sistemas de enfriamiento dependen del tipo de explotación ganadera, la

zona de recogida y el grado de industrialización de la misma. En granjas

pequeñas se sigue utilizando el sistema de inmersión de cántaras en agua

helada. También es un medio muy frecuente el empleo de tanques de enfria-

miento, donde se mantiene la leche hasta la recogida en camiones cisterna,

de aquí pasa a centros de recogida instalados por las propias industrias o

directamente a las centrales lecheras, donde unos enfriadores de “placas”

alcanzan la temperatura de conservación, y de aquí a los “silos”, donde per-

manecen hasta su procesado.

Efectos de la refrigeración de la leche sobre la fase coloidal

La fase coloidal de la leche está compuesta por micelas de 100-200 micras, en

las que la mayor parte son caseínas (alfa, beta y kappa), asociadas a cantida-

des importantes de calcio y fosfato cálcico y, en menor cantidad, aunque con

un papel importante de cohesión, magnesio y citratos. Existe una relación

entre la carga mineral y el tamaño de la micela. Las micelas con mayor conte-

nido en sales minerales presentan mayor tamaño, son inestables y la coagula-

ción es más rápida y la cuajada más firme.

La refrigeración afecta a las caseínas en el equilibrio micelar y, por tanto, a la

micela.

Las interacciones hidrófobas juegan un papel importante en la asociación de

caseínas que participan en la formación de las submicelas. Estas interaccio-

nes, cuando baja la temperatura, se traducen en una solubilización de las

caseínas, particularmente la beta-caseína.

El contenido de caseína soluble en una leche conservada 48 horas a 4 ºC es del

15-16%, de la cual el 60% es beta-caseína. En la conservación de leche en refri-

geración se produce un aumento de la gamma-caseína y de las proteosas-

peptonas, debido al paso de la plasmina (proteasa nativa) de la fase micelar a

la fase soluble, lo que da lugar a una activación de la enzima y a la solubiliza-

ción de la beta-caseína. Este efecto es irreversible, no teniendo incidencia tec-

nológica si la leche se conserva en refrigeración menos de 48 horas; a tempe-


ratura ambiente el equilibrio mineral está a saturación. La refrigeración provo-

ca un aumento de los contenidos en calcio y fosfato inorgánico solubles pro-

cedentes de las proteínas y de las micelas. Esto está ligado al aumento del fos-

fato cálcico soluble a baja temperatura, entonces, en la leche conservada 48

horas a 4 ºC, el aumento de calcio soluble es del 10-20% y del fosfato del 8-10%.

El paso de la fase soluble de la beta-caseína y fosfato cálcico da lugar a una dis-

minución del tamaño de la micela y al aumento de su grado de hidratación en

un 35% (después de 48 horas a 4 ºC), siendo la fase coloidal más estable; estos

efectos son reversibles mediante termización.

Efectos de la leche refrigerada en la coagulación

La aptitud de la leche a la coagulación está influida por el contenido en fosfato

cálcico coloidal y el tamaño de las micelas. La refrigeración alarga el tiempo de

coagulación, los geles formados son menos firmes, más frágiles y más friables,

y el rendimiento leche/queso es menor. Hay que trabajar más la cuajada para

conseguir un queso normalizado.

Esto se puede mejorar:

• Adicionando cloruro cálcico.

• Termizando la leche.

• Acidificando la leche.

• Madurando la leche con microorganismos.

• Fortificando la leche con leche en polvo.

Adición de finos de quesería recuperados de fabricaciones anteriores

Se ha comprobando que la adición de cloruro cálcico de 0,1-0,2 g/l permite

restablecer el tiempo normal de coagulación, y los valores de coagulación y

el rendimiento leche/queso recupera los valores originales.

Mantener la leche a 30 ºC durante 1 hora también tiene un efecto corrector.

Termizado de la leche

Calentando la leche a:

• 30 ºC durante 2 horas.


• 50-60 ºC durante 30 minutos.

• 70 ºC durante 15 minutos.

Esto puede tener un efecto corrector sobre la leche refrigerada, siempre que

la leche original tenga una calidad microbiológica adecuada.

Valor del pH

Teniendo en cuenta que se favorece la coagulación al bajar el pH, acidifican-

do ligeramente se puede conseguir normalizar la leche refrigerada, pero en la

práctica esto no es eficaz.

Aumentando el contenido en proteína coagulable, bien por medio de con-

centrar leche por ultrafiltración o bien añadiendo leche en polvo, se pueden

obtener mejores rendimientos leche/queso.

Efectos de la refrigeración sobre la grasa

El glóbulo graso tiene un tamaño de 2-10 micras y está compuesto por trigli-

céridos parcialmente cristalizados, rodeados de una membrana hidrófila que

asegura la protección del glóbulo y la estabilidad de la emulsión. La cristali-

zación de los triglicéridos aumenta al disminuir la temperatura y hay una

retracción del coágulo y una deformación de la membrana.

Si el enfriamiento es rápido, los cristales formados son pequeños y no

dañan la estructura, sin embargo, si el enfriamiento es lento, es decir, tarda

más de 20 minutos, se producen cristales grandes que dañan la estructura

de la membrana; además de los daños en la membrana y de la cantidad de

enzimas existentes en la misma, hay mayor riesgo de lipólisis y mayor can-

tidad de grasa libre liberada del interior del glóbulo. Entonces se producen

pérdidas de grasa durante el batido de la misma en el proceso de fabrica-

ción de la mantequilla.

Efectos producidos por el frío en la flora microbiana

En principio, el efecto del frío detiene o frena el crecimiento y prolifera-

ción bacteriana, pero depende en gran medida de la carga microbiológica

inicial.


Sobre todo en conservaciones prolongadas que producen una reactivación

enzimática considerable, dependiendo de la carga microbiana inicial.

Congelación de leche

Se han realizado congelaciones de leche de tipo industrial dependiendo de

ciertas circunstancias. Sobre todo cuando se trata de leches de cierta estacio-

nalidad muy marcada, como puede ser en leches de oveja y cabra.

La leche es sometida previamente a los procesos de higienización adecuados,

como pueden ser: clarificación, bactofugación, normalización del contenido

graso y ultrafiltración de la leche.

En los estudios realizados (Jiménez Pérez, 1982), en la leche envasada en

bandejas de hasta 10 cm de altura y de una capacidad de 5 a 12 kg de leche,


(1) Molécula de triglicérido.

(2) Molécula de fosfátido.

(3) Molécula de euglobulina.

(4) Microsoma.

Membrana lipásica; (H2O), molécula de agua; (Cu++), ión de cobre absorbido; (Fe++), ión de hierroabsorbido.

Figura 5. Representación esquemática de la constitución de la partícula delglóbulo graso y su membrana, según King.

dependiendo de las necesidades, se produjeron congelaciones en nitróge-

no líquido a –40 ºC; posteriormente, estas “pastillas” de leche congelada se

envasaron en bolsas de plástico y se conservaron durante 6 meses, periodo

de la estacionalidad, obteniendo resultados excelentes para la fabricación

de yogur, queso o helados después de conservaciones mínimas de 10-15

días a –12 ºC y máximas de 3 a 6 meses a –30 ºC.




Stuttgart. 1972.






2001.


Tratamientos térmicos en leche. Pasteurización


Pasteur (1866-1876), en estudios sobre el vino, sin superar los 60 ºC, durante

un tiempo determinado, comprobó que se conseguía un grado de higieniza-

ción adecuado para alimentos, pero hasta 1880 no se empleó en leche; los

primeros en usarlo fueron alemanes y daneses. La pasteurización no sólo eli-

mina la flora de contaminación banal, sino también los microorganismos pató-

genos, si se emplea de forma determinada; se aplica no sólo como un méto-

do de “conservación”, sino también de higienización de alimentos.

Los objetivos son:

• Destruir una parte muy importante de la flora banal.

• Destruir todos los microorganismos patógenos.

• Alterar lo menos posible la estructura física y nutritiva de la leche, su com-

posición, sus diastasas y vitaminas.

Los progresos tecnológicos realizados los últimos 50 años en nutrición y die-

tética permiten tratar la leche por medio del proceso de pasteurización sin

alterar ni su composición ni su estructura.

La reglamentación de centrales lecheras de los años 50, sobre tratamientos de

la leche, exige la pasteurización para la leche dedicada al consumo humano.

Condiciones de pasteurización. Intensidad del tratamientotérmico

La temperatura debe ir acompañada de la duración del proceso. Las con-

diciones deben ser tales que permitan la destrucción de Mycobacterium

35

tuberculosis, Coxiella burnetti, Staphilococcus aureus, Salmonellas, Listeria

monocytogenes y Campylobacter yeyuni, principalmente, y todos los

microorganismos patógenos; también debe eliminarse una proporción

adecuada de microorganismos banales (más del 90%). La leche pasteuriza-

da que sale de una central de tratamiento de leche no debe contener más

de 30.000 unidades formadoras de colonias por mililitro (ufc/ml) en leches

comerciales. La destrucción del bacilo tuberculoso requiere un calenta-

miento de 63 ºC durante 6 minutos, 71 ºC durante 6 a 8 segundos y, como

es el térmicamente más resistente, sirve de referencia. Para aumentar el

margen de seguridad:

• 63 ºC durante 30 minutos.

• 72 ºC de 15 a 20 segundos.

La temperatura y duración del tratamiento depende del contenido inicial de

gérmenes banales: si las condiciones higiénicas de la recogida de leche no es

la adecuada, subsisten en ella gran número de gérmenes, en este caso sería

necesario aumentar la temperatura y prolongar el tratamiento, o ambas a la

vez. El empleo riguroso del tratamiento térmico presenta los siguientes incon-

venientes: si la mayoría de los microorganismos no son esporulados o termo-

rresistentes 80-85 ºC durante 20 segundos sería suficiente; si la mayoría son

esporulados y termorresistentes, un tratamiento adecuado sería 90-92 ºC

durante 30 minutos, entonces se puede entrar dentro de los límites legales

del proceso de pasteurización.

¿Se puede modificar la intensidad y duración delcalentamiento en función de la calidad bacteriológica de lasleches recogidas?

Se seleccionan esporulados y termorresistentes mediante determinaciones

indirectas previas; éstos tienen enzimas proteolíticas que producen putrefac-

ción de la leche, detectables mediante determinaciones colorimétricas.

Si la flora es acidoláctica, la que se desarrolla en la conservación de la leche,

esto hace que la leche se acidifique progresivamente, siendo los mismos gér-

menes acidolácticos los que hacen de gérmenes preventivos contra los pro-

teolíticos. La putrefacción es peligrosa en lactantes, por aparición de substan-

cias tóxicas procedentes de la descomposición de compuestos nitrogenados.

Tratamientos térmicos en leche. Pasteurización 36

La acidificación láctica, por el contrario, no es peligrosa; la otra razón en con-

tra de la elevación del tratamiento más riguroso es la modificación de la

estructura y composición de la leche: cuanto más elevada es la temperatura

de tratamiento, mayores son las modificaciones y profundidad de las altera-

ciones físicas y físico-químicas de la leche, del equilibrio de substancias nitro-

genadas, de sales y del contenido vitamínico; no todas las leches crudas pue-

den ser pasteurizadas, sólo las de calidad bacteriológica satisfactoria.

La pasteurización no es una panacea que permita transformar leches de baja

calidad en calidad superior, sólo permite conservar más tiempo la leche,

transportarla e higienizarla, si no tenía gérmenes patógenos. La leche con

unas condiciones idóneas de limpieza y apariencia puede ser peligrosa si

tiene gérmenes patógenos.

Temperatura de refrigeración

La leche pasteurizada contiene un número de microorganismos, “bacterias

lácticas termófilas”, capaces de desarrollarse entre 30 y 60 ºC. Conviene man-

tener la leche pasteurizada en esta zona de temperaturas para evitar la acidi-

ficación progresiva.

Los gérmenes termorresistentes pueden multiplicarse a temperatura ambien-

te, es por lo que se hace necesario conservar la leche a 4 ºC durante el alma-

cenamiento, transporte y comercialización, y mantenerlo hasta el momento

del consumo.

La leche pasteurizada no es estable, ni siquiera en estas condiciones, ya que

los esporos subsisten a bajas temperaturas, aunque su desarrollo es bastante

lento; es suficiente para conservar en perfectas condiciones la leche durante

la vida comercial, fecha de caducidad, etc., es lo que se llama tratamiento tec-

nológico al consumo.

Condiciones de calentamiento y enfriamiento

Se debe modificar lo menos posible la composición y estructura de la leche, es

lo más importante al elegir condiciones de calentamiento y refrigeración; es

importante que la leche en su totalidad alcance la temperatura de pasteuriza-

ción, es decir, garantizar la homogeneidad del calentamiento; una parte no tra-


tada actúa de inóculo de gérmenes, si se calienta demasiado, surgen alteracio-

nes, como son olores, sabores a quemado, a cocido, etc., se produce pérdida de

gases por calentamiento y se altera el equilibrio mineral del alimento; el oxíge-

no contenido en la leche tiene actividad sobre la destrucción de vitaminas.

Métodos de pasteurización

La pasteurización baja de realiza a 63 ºC durante 30 minutos. Es un método

lento y discontinuo, pero no modifica las propiedades de la leche, no se coagu-

lan las albúminas y globulinas y el estado de emulsión de los glóbulos grasos

permanece inalterado; este método se generalizó entre los anglosajones por la

línea de nata, o anillo graso, como percepción física de calidad, el anillo de nata

que se formaba en la parte alta de la botella y estéticamente podía reflejar cali-

dad; un posterior calentamiento impide la ascensión de la grasa. A partir de

1950 perdió interés este tipo de pasteurización, además del proceso de homo-

geneización de aplicación a partir de esos años. Leche de baja calidad requie-

re un tratamiento térmico más drástico.

Pasteurización alta: 72 ºC durante 15 segundos. Este es un método rápido y

se realiza en procesado continuo, pero modifica las propiedades de la leche:

albúminas y globulinas sufren coagulación parcial. Se puede aumentar a 80 ºC,

cuando la calidad de la leche lo requiere y aplicar el método HTST (High

Temperature Short Time), 72 ºC durante 15 segundos.

Equipo de pasteurización

Una instalación de pasteurización consta de un equipo de calentamiento, un

equipo de refrigeración y un cambiador/recuperador, que pueden estar uni-


Tabla 1. Tiempo de calentamiento de la leche.

Tratamiento ºC Duración

Termización. 68-72 ºC 1-40 seg.(sólo en fabricación de queso).Pasteurización larga. 62-65 ºC 30 min.Calentamiento corto. 71-74 ºC 40 seg.Calentamiento alto. 85 ºC –Calentamiento ultra-alto. 140-150 ºC 2-4 seg.Esterilización. 109-112 ºC 20-40 min.

dos en un bloque, pueden estar separados o ser independientes. Estos equi-

pos de calentamiento/refrigeración constan de una pared metálica que sepa-

ra el refrigerante o calefactor de la leche a tratar.

Los pasteurizadores o equipos de pasteurización se distinguen por la exten-

sión, la forma y la disposición de la superficie a través de la cual se produce

el intercambio de calor.

La cantidad de calor transmitida por la pared está en función del coeficiente

de transmisión de calor entre la pared, superficie, y la diferencia de tempera-

tura entre la leche y el fluido calefactor; el coeficiente de transmisión depen-

de, además, del grado de limpieza de la instalación. Existen investigaciones

sobre tipos de limpieza, depósitos de suciedad en equipos, nivel de toleran-

cia y la influencia de esto sobre el producto final.

Condiciones del pasteurizador

Debe garantizar la homogeneidad e intensidad del calentamiento mediante

una acción bactericida adecuada, no producir sobrecalentamiento en deter-

minadas zonas, respetar la estructura y composición de la leche, protegiéndo-

la del aire, evitando el desprendimiento de gases y la oxidación de vitaminas

una vez terminada la pasteurización. La máquina debe permitir la limpieza

completa y rápida de las superficies de contacto con la leche, por lo que se

recomienda que sean de acero inoxidable u otro material de alta calidad.

Los equipos deben ser económicos, es decir, deben tener un precio razona-

ble y un consumo bajo de energía para el volumen de leche a procesar.

El tamaño de la superficie calefactora está en función del trabajo que debe

realizar, también el rendimiento térmico satisfactorio, que depende del esta-

do de las superficies de intercambio térmico; además, deben ser fáciles de

desmontar para su limpieza y deben tener el tamaño apropiado para el traba-

jo que deben realizar.

Aparatos de pasteurización baja

Están formados por una cubeta de doble pared, que calienta la leche a 63 ºC

y se mantiene durante 30 minutos, y tiene un agitador para repartir el calor

uniformemente en todo el líquido; se debe evitar la formación de espuma

para que no se protejan los microorganismos en las burbujas.


Los aparatos de pasteurización baja trabajan de manera discontinua para

pequeñas y medianas cantidades, 100, 200 y 500 litros, en volúmenes mayores

el equipo refrigerante y el calentador están separados, y el tiempo de retención

de la leche en calentamiento y de la temperatura son variables, dependiendo

del tratamiento a aplicar de acuerdo con el tipo de leche a procesar.

Ventajas: sencillez y facilidad de limpieza.

Inconvenientes: el espacio grande que ocupa, la lentitud del trabajo a realizar

y, al desprender anhídrido carbónico, se produce oxidación de las vitaminas.

Aparatos de pasteurización alta

El funcionamiento es en régimen continuo, la leche pasa por una o dos zonas

de calentamiento. Los problemas que presenta es que, para conseguir un

calentamiento homogéneo, se debe de evitar que parte de la leche escape al

calentamiento adecuado.

Pasteurizadores tubulares

Los pasteurizadores tubulares son un haz de tubos unidos por codos, boca a

boca, donde la leche es calentada por una o dos superficies.


1. Camisa calefactora.2. Tapadera móvil.3. Agitador rotatorio.4. Soporte del agitador.5. Termómetro.

Figura 1. Cubeta de pasteurización.

Salida de la lechepasteurizada

4 2

5

3

1

Inyecciónde vapor

Purga

La leche circula a contracorriente con el agua caliente a vapor; la homogenei-

dad del calentamiento es buena, pues la leche tiene una capa de sólo 5-6 mm

de medida. El calentamiento se produce sin contacto con el aire (en vacío), la

leche no se quema, pues la temperatura no es muy elevada, sólo unos grados

por encima de la determinada para la pasteurización.

La limpieza es cómoda y en algunos equipos, y sobre todo en los modernos,

es muy sencilla y está determinada por el fabricante de la máquina, con solu-

ciones detergentes y antisépticas adecuadas a la misma.

Los pasteurizadores tubulares son más caros, pero su rendimiento es excelen-

te y el ahorro de energía es importante; se han sustituido por placas en la

actualidad. En Bélgica y Holanda se utilizan tubulares de serpentín, el pasteu-

rizador, el recuperador y el mantenimiento a temperatura se ponen concéntri-

cos, y se ahorra espacio y energía.

Pasteurizadores de placas

Consisten en una serie de placas onduladas con nerviaciones rectangulares o

circulares dispuestas en forma vertical, unidas por juntas de goma y dispues-

tas en un bastidor cuyo pie es un reservorio de agua caliente. El espacio entre


Figura 2. Fundamento de un pasteurizador de placas.

Placas onduladas

Agua calienteLeche

Pasteurizador de placas abierto.A la derecha, el mecanismo de cierre. Foto Alfa-Laval

cada dos placas, de 3 o 4 milímetros, es recorrido por leche y donde el ele-

mento calefactor es agua o vapor a baja presión que circula a contracorrien-

te. El espacio de dos placas se separa para hacer más lenta la circulación de

la leche; este espacio del equipo es la zona de “mantenimiento” de la tem-

peratura de pasteurización. Los equipos de placas son los más utilizados en la

actualidad, tienen los mismos límites de temperatura que los tubulares, ocu-

pan espacios más reducidos y la limpieza es cómoda, pudiendo trabajar hasta

20.000 litros/h.

Material de refrigeración

Después del calentamiento, la leche se refrigera, sin entrar en contacto con el

aire, en refrigeradores tubulares o de placas, cambiando el agua caliente o

vapor por agua fría o liquido refrigerante.

Los refrigerantes tienen dos secciones: la 1.ª con agua fría a 15 ºC mínimo, y

la 2.ª con líquido refrigerante 4 ºC; estos equipos son de acero inoxidable y

llevan un sistema de limpieza programado.

Recuperadores

Los recuperadores o intercambiadores de calor sirven para el ahorro de energía

y su fundamento es que la leche pasteurizada (caliente a 74 ºC), transmite parte


Figura 3. Cambiador de placas de gran débito (100.000 l/h).

Foto A.P.A.

Este aparato consta de 390 placas cuando funciona a su capacidad máxima.

de su calor a la leche cruda no procesada (fría a 14 ºC) por medio de este inter-

cambiador. La leche pasteurizada entra en el intercambiador a 74 ºC y sale a 16 ºC

y la leche cruda entra a 14 ºC y sale también del intercambiador a 62 ºC.

Este intercambio de temperaturas se produce al pasar una leche y otra a con-

tracorriente a lo largo del circuito del intercambiador de calor.

De esta manera el calentamiento de la leche cruda inicial no cuesta nada y así

se ahorra tanto en pasteurización como en mantenimiento y limpieza.

Dispositivos de seguridad

Antes de emplear un equipo, además de estar limpio y prácticamente estéril,

térmicamente debe estar esterilizado, y químicamente mediante soluciones

detergentes. Se hace circular agua hirviendo o vapor en circuito cerrado

durante 15 a 30 minutos; después de la esterilización, se pasa agua fría, y des-

pués leche, sin solución de continuidad, por tanto, hay que vigilar especial-

mente las mezclas, agua hirviendo/agua fría, leche. La leche cruda, en el cir-

cuito de pasteurización, abandona el recuperador a 40-45 ºC y alcanza el fil-

Recuperación = (62 – 14) x 100

= 80%74 – 14


Figura 4. Funcionamiento de un grupo de pasteurización moderno.

Aguamuyfría

Aguafría

Bomba de la leche

Reguladordel caudal

Válvula dedesviación

Llegada de la leche

Depósito conflotador

Termómetroregistrador de la lechecaliente

Termómetroregistrador

de la leche fría

Controlador de temperatura

Mantenimiento

Bomba

Compresor

Del controlador de la temperatura

Haciacontrolde tem-peratura manda a laválvula de desviación

Tubo capillar uniendo el

vástago al controladorde temperatura

Descompresordel vapor

Caldera devapor

Válvula

Depósito

Inyección devapor

Instalación deagua caliente

Flot

ador

Embotellar

Enfri

amie

nto

con

agua

muy

fría

Enfri

amie

nto

con

agua

fría

Recu

pera

ción

Cal

enta

mie

nto

Filtr

o

Flot

ador

Leche cruda Leche pasteurizadaAgua caliente Agua muy fría

Termómetro

Punto de control de temperaturay del tiempo de mantenimiento

Vapor. ++++

Leyenda

tro o depurador centrífugo, que, además, regula el contenido en grasa; es

enviada a la zona de pasteurización, después a la zona de mantenimiento,

luego pasa al recuperador, donde se enfría, más tarde, con agua fría o líqui-

do refrigerante, la leche sale a 4 ºC, y se envasa o embotella. Se vuelve a relle-

nar el circuito con agua, se arrastran los restos de leche y se procede a la lim-

pieza. “Todas las medidas y regulaciones se hacen automáticamente”, emple-

ándose termómetros registradores, que miden temperatura y tiempo, así

como las interrupciones, y devuelven al circuito la leche si no se ha calentado,

para ello el termómetro está a la entrada y salida del circuito. Mediante ter-

mómetros de precisión, etc., la válvula de diafragma administra vapor o agua

según se necesite, regulando de la temperatura del agua caliente; hay que

tener en cuenta la variación y temperatura y el grado de limpieza: con una

señal luminosa y un timbre de alarma se indica la variación del circuito.

Bactofugación de la leche

Se trata de eliminar los microorganismos de la leche por la fuerza centrífuga,

aprovechando la temperatura de pasteurización. Fueron unas investigaciones

de origen belga (1992), y se emplean en Bélgica, Alemania, Países Bajos y

Rusia. Trabajando con 6.000 litros mínimo a (12.250 g) se eliminan el 90% de

las células y microorganismos; a 73-75 ºC se elimina el 99,5%; con dos centrí-

fugas en serie se puede eliminar el 99,9 %. El bol de bact;fugación actúa como

tiempo de retención, para después ser refrigerado; puede funcionar poco

tiempo y elimina un 1,5% del volumen de leche con los gérmenes de desecho

en forma de “lodos”.

La vida comercial de la leche “bactofugada” es de 8-10 días a 15 ºC; este méto-

do, además de utilizarse para leche de consumo, sirve para la fabricación de

quesos: se modifican los rendimientos y la composición, con la aparición de

sedimento en el 1,5% de la leche tratada; también se aplica el tratamiento UHT

(Ultra High Temperature), 140 ºC durante unos segundos (entre 2 y 8); este

método se llama “bioterm”. El empleo del sedimento es problemático sobre

todo cuando se emplea en quesería o en el envasado de leche pasteurizada.

La leche pasteurizada se envasa en recipientes herméticos

Se envasa en vidrio, en envases desechables y en cartón o plástico, con un tra-

tamiento de esterilización previo de los envases.


Control de la pasteurización

Se debe controlar la pasteurización tanto en cuanto a gérmenes banales como

a patógenos; cuando la prueba de la fosfatasa alcalina da negativo, se puede

afirmar que la leche se ha calentado con un margen de seguridad grande. Se

realiza la determinación de gérmenes banales mediante un cultivo, si éstos son

muy elevados no se debe culpar siempre al equipo de pasteurización.

Leche pasteurizada de alta calidad

Es la denominada en algunos países Leche Certificada. Debe ser producida

y recogida en condiciones higiénicas certificadas, en establos exentos de

tuberculosis, menos de 500.000 ufc/ml, no reducir el azul de metileno en

menos de 5 horas, estar libre de impurezas a la lactofiltración y exenta de

antibióticos y antisépticos.




Stuttgart. 1972.



Kiermeier F, Lechner E. Milch und Milcherzeugnisse. Verlag Paul Perey. Berlin und

Hamburg. 1973.


Toppel A. Chemie und Physik der Milk. Fachbuch-Verlag. Leipzig. 1976.



2001.


Leches esterilizadas.Fundamentos de los tratamientos térmicos


Técnica utilizada por primera vez en Suiza, pero desarrollada en Francia en 1889.

Objetivo: “la destrucción completa de gérmenes presentes en la leche, tanto

en formas vegetativas como esporuladas”.

Debe ser una leche exenta de gérmenes susceptibles de desarrollarse o pro-

ducir alteraciones en la leche. Durante mucho tiempo se consideró la esterili-

zación un calentamiento a 115-120 ºC en autoclave de 15 a 30 segundos.

Alteraciones: color oscuro, gusto a cocido, desequilibrio proteico-mineral y

pérdida de vitaminas, como alteraciones más significativas.

Los métodos de esterilización mejoraron mucho a partir de 1950.

La leche estéril entera se considera una “conserva” y su preparación deberá

cumplir todas las precauciones de la industria conservera. Es decir, deben evi-

tarse contaminaciones, debe tener envases herméticos y debe ser leche de

buena calidad para soportar el tratamiento térmico.

Homogeneización de la leche

Esta operación tiene por objeto estabilizar la emulsión de la grasa pulverizan-

do los glóbulos hasta un diámetro de 1-2 micras, la disminución del volumen

del glóbulo rebaja su fuerza de ascensión e impide que la grasa suba. Los pri-

meros ensayos los hizo Julien, pero fue Gaulin en 1901 el que comercializó el

equipamiento para la homogeneización.

47

La leche es sometida a una presión de 150 a 350 kgf/cm2, que choca con un

tope cónico. Después vence la resistencia del tope y por laminación sale por los

laterales, disminuyendo la presión hasta 1 kgf/cm2, esto produce el estallido de

los glóbulos grasos disminuyendo e igualando su tamaño.

La homogeneización, como otros procesos tecnológicos en alimentos, debe rea-

lizarse en dos fases. En una 1.ª fase debe someterse a una presión de 200 kgf/cm2

y en una 2.ª a una presión de 5 a 35 kgf/cm2. La homogeneización en dos fases

evita que la grasa se reaglomere, hecho que se puede producir en algunos casos

cuando pasa sólo por una de las fases.

Un homogeneizador necesita una potencia de 40 a 45 caballos de vapor de

potencia, para 5.000 l/h. Antes del tratamiento la leche, debe ser fluidificada

a 70-80 ºC y este proceso produce variaciones en la leche, con un aumento

además de temperatura de 5 a 8 ºC. Al aumentar el número de glóbulos gra-

sos iniciales es insuficiente la membrana del glóbulo graso original y este

espacio se cubre con seroproteínas y caseínas, proteínas existentes en el

suero de la leche.

Leches esterilizadas. Fundamentos de los tratamientos térmicos 48

Figura 1. Principio de los homogeneizadores de válvula.

Leche desde labomba de altapresión

Válvula de muelle

Lechehomogeneizada

El tratamiento de homogeneización de la grasa de la leche presenta las siguien-

tes variaciones: se ven frenados los fenómenos de oxidación, aparecen sabores

extraños (gusto a cartón, gusto producido por la “luz”, por la sensibilidad “foto-

química” de las proteínas que recubren el glóbulo graso), se facilita la acción de

las enzimas, se enrancia más deprisa a no ser que se hayan destruido las lipasas

en el tratamiento térmico, se facilita la acción de enzimas digestivas y, por tanto,

se facilita la asimilación; también se presentan algunos inconvenientes.

Clarificación de la leche

Es una homogeneización más una depuración de la leche; es muy semejante

a una desnatadora: se separa la leche de la nata, la nata es recogida por una

turbina y es homogeneizada, y luego se vuelve a unir la nata homogeneizada

y la leche inicial; este producto nuevo se llama leche clarificada. Este proceso

se utiliza para el ajuste en grasa de leche.

Ventajas sobre la homogeneización: se necesita menor potencia, pues sólo se

trabaja un 10% del volumen, siendo sólo necesaria una potencia de 12 caba-

llos de vapor para 5.000 l/h.

Para una homogeneización rigurosa es necesario trabajar con dos equipos en

serie.

En la clarificación de la leche, sólo se necesita una temperatura de 50 ºC; esta

técnica sólo tiene 20 años de funcionamiento y se utiliza también para leches

pasteurizadas.

Técnicas de esterilización

• Leche esterilizada en botellas.

• Leche esterilizada en continuo.

Es conveniente que la esterilización vaya precedida de una pasteurización

alta. Con este método se pretende eliminar los esporulados y la población

microbiana saprófita, cuando es excesiva.

La pre-esterilización se realiza a 130-140 ºC durante 3 a 4 segundos

Después es enfriada a 70-80 ºC y se envía al homogeneizador para comple-

tar el procesado.


Esterilización en recipientes herméticos

La leche previamente pasteurizada o pre-esterilizada y envasada hermética-

mente se esteriliza en autoclaves, alimentados en discontinuo o en continuo.

En discontinuo para volúmenes no muy grandes y tratamiento prolongado en

laboratorios de microbiología.

El agitado de las botellas durante el procesado disminuye el oscurecimiento;

al aumentar la velocidad de calentamiento permite disminuir el tiempo de

calentamiento. Esto se realiza en autoclaves rotatorios o en bandejas móviles.

Estos equipos cada vez se usan menos. El calentamiento se realiza con vapor

y el enfriamiento con agua tibia o fría, también por aspersión.

Como normalmente se trabaja con grandes volúmenes de leche, se tiende a

trabajar en continuo, es mejor método tanto de trabajo como de medio de

calentamiento.


Figura 2. Esquema del esterilizador continuo de botellas Webster,Breil y Martel.

Cámara de vapor

Refrigeraciónpor aspersióna temperaturasdecrecientes

Lavado

Evacuación

Descarga

Carga

Agua

Vapor

Precalentamientopor radiadores

Cuando se trabaja en discontinuo se parte de temperaturas bajas y se calien-

ta lentamente toda la masa y la duración del proceso es larga; por el contra-

rio, en continuo se mantiene la temperatura elevada y van entrando los reci-

pientes, que alcanzan rápidamente la temperatura deseada. El proceso es

más corto.

Los autoclaves de alimentación en continuo son aparatos a presión de agua

o esterilizadores hidrostáticos. Están compuestos por una cámara de esterili-

zación a presión por vapor, en los que la primera columna es el precalentador.

La temperatura del agua aumenta desde arriba hasta abajo. La segunda

columna actúa como refrigerante y la temperatura disminuye desde arriba

hasta abajo.

Los recipientes (botellas) se colocan en una cinta transportadora. Pasan por

todo el circuito donde la leche es precalentada a 100 ºC, después se esterili-

za a 110-118 ºC y luego es enfriada.

Existen varios modelos de los tipos descritos.

Esterilización en flujo continuo

Leche UHT (Ultra High Temperature): es un tratamiento de alta temperatura a

corto tiempo. Es un progreso decisivo en la preparación de leches de larga

duración. La temperatura de calentamiento es de 135-150 ºC durante 2 a 10

segundos. Este tratamiento sólo puede hacerse en continuo y completado

con un envasado aséptico (estéril).

Los métodos UHT son dos:

• Calentamiento indirecto: por cambiadores tubulares o placas.

• Calentamiento directo: contacto directo del vapor con la leche.

También existe otro de fricción mecánica, pero no tiene aplicación industrial.

Métodos de calentamiento indirecto

Dependen de las condiciones del flujo de la leche y las condiciones de trans-

ferencia de calor. El flujo de la leche debe ser turbulento, para asegurar una

perfecta transferencia de calor. Los cambiadores de placas son mejores que

los tubulares.


En los tubulares conviene aumentar la velocidad.

Las condiciones de transferencia de calor dependen de la diferencia de tem-

peratura entre el fluido calefactor y la leche.

La velocidad de transferencia de calor aumenta también por la diferencia de

temperaturas entre el fluido calefactor y la leche. Esto se dificulta con los

depósitos de leche quemada y la suciedad.

La homogeneidad del calentamiento es muy importante en el tratamiento

UHT. Se debe crear la turbulencia suficiente para que toda la leche tenga el

mismo tratamiento.

El tiempo necesario para alcanzar la temperatura deseada también es impor-

tante. Por ejemplo, en placas necesita 18 segundos para calentar de 75 hasta

140 ºC, mientras que en tubos necesita 32 segundos.


5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80

20

40

60

80

100

120

140

160

Tem

per

atur

a (º

C)

Tratamiento UHT directo

Tiempo de tratamiento (s)

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80

20

40

60

80

100

120

140

160

Tem

per

atur

a (º

C)

Tratamiento UHT indirecto

Tiempo de tratamiento (s)

Figura 3. Comparación de los tratamientos térmicos en los procedimientosde calentamiento UHT, directo e indirecto (según Burton, 1972).

Funcionamiento de una instalación de placas

La leche se precalienta a 65-75 ºC en un recuperador, pasa a un homogeneiza-

dor y a presión entra a la esterilización a 140-145 ºC; va después a un enfriador,

donde se mantiene la presión (3 bares), y sale por otro enfriador final.

A veces, antes del calentamiento final pasa a un desaireador que además

sirve para preservar las vitaminas, al eliminar el oxígeno.

Con los cambiadores tubulares hay que trabajar a más velocidad, esto se con-

sigue metiendo más presión desde el homogeneizador con dos válvulas, una

antes del precalentamiento y otra en el circuito de enfriamiento. Con todo

esto también se favorece la homogeneización.

Métodos de calentamiento directo

En este proceso la leche y el aire caliente se mezclan, esto origina un calenta-

miento muy rápido, pero hace que la leche se diluya un 10%, por lo que se


Figura 4. Funcionamiento del esterilizador Laguilharre.

1 9 2 10 3 13

5

7 4

11

86

Llegada de la leche

Agua fría

Leche esterilizada fría

Aguamuy fría

Vapor vivo

LecheVaporAgua

La leche aspirada por la bomba 6 pasa al calentador tubular, 1. A unos 75 ºC es finamentepulverizada en el recinto 2, al pasar por el tubo 9 y la tobera 10. Allí sufre la inyección de vapor,que eleva en una fracción de segundo su temperatura a 140 ºC. La leche pasa seguidamente a lacámara de vacío, 3, por el tubo 12 y la tobera 13. Este recinto hace de refrigerador porexpansión y la leche se enfría en una fracción de segundo hasta 75 ºC. El vapor de expansión secondensa en el calentador 1 y cede así a éste su calor latente. La bomba de vacío 8 evacua elagua de condensación. La leche, extraída del recinto 3 por una bomba centrífuga, 7, es lanzadaa los refrigeradores 4 y 5 y sale estéril a una temperatura de entre 5 y 8 ºC.

12

debe producir una vaporización que elimine el vapor añadido y permita res-

tablecer el extracto seco inicial de la leche.

Inyección de vapor en leche

Procedimiento suizo denominado uperización o ultrapasteurización. Este

método persigue la destrucción de microorganismos tanto en formas vegeta-

tivas como esporuladas, sin modificar la estructura, composición y los carac-

teres organolépticos.

Consiste en inyectar vapor a alta temperatura (150 ºC) en leche precalentada

(70-80 ºC).

Suma el efecto ultrasónico a la temperatura. Funcionamiento

Después de calentar la leche a 40-50 ºC, se desgasifica o desodoriza, por

medio de un recipiente desaireador de vacío. Se precalienta a 80 ºC, en un

cambiador-recuperador y de aquí pasa al uperizador. La inyección de vapor a

13 atmósferas calienta instantáneamente el producto a 150-160 ºC.


Figura 5. Esquema del procedimiento de uperización APV.

LecheVapor a baja presiónVapor a alta presiónVapor condensadoAgua de refrigeración

8

9

6

7

510

13

11

4

3 2

1

12

1415

16

17 18

Después en una campana de expansión, refrigerada a presión inferior a la

atmosférica, el vapor pierde presión y se evapora, y la leche se pulveriza por

choque violento con las paredes, con lo que los glóbulos grasos tienen más

dificultades para ascender a la superficie del recipiente.

En la cámara de expansión se pierde el vapor de la leche, añadido en el calen-

tamiento.

Para controlar la vaporización se regula la instalación, de manera que la tem-

peratura de salida de la leche sea 2 ºC inferior al de entrada (80 ºC) en la

inyección de vapor. Así se elimina la condensación de vapor con la evapora-

ción y la materia seca permanece constante. La refrigeración se completa con

el paso a un cambiador con agua fría.

Además, hoy día, a la salida de la cámara de expansión, la leche es comprimi-

da en un homogeneizador a 300-350 bares, antes del cambiador de agua fría.

Pulverización de leche en vapor

La leche es pulverizada en una cámara, donde recibe la inyección de vapor.

Instantáneamente, por condensación de vapor, la leche alcanza 145-150 ºC.


Figura 6. Uperizador APV (8.000 PM).

Foto A.P.V.

A la derecha, el precalentador de placas. A la izquerda y detrás, la cámara de expansión.


Tabla 1. Tipos de plantas procesadoras ultra alta temperatura.

Tipo Fabricante País de origen

(A) Calentamiento indirecto

(I) Tubular Cherry Burrell EE.UU.

Nuova Frau (Sterflux) Italia

Stork (Sterideal) Países Bajos

(II) Placas Ahlborn Alemania

Alfa-Laval (Steritherm) Suecia

APV (Ultramatic) Reino Unido

Sordi Italia

(III) Combinación de APV (Ultramatic T) Reino Unido

placas y tubos Cherry Burrell EE.UU.

Schmidt Alemania

(IV) Superficie raspada Alfa-Laval Suecia

Cherry Burrell EE.UU.

Crepaco EE.UU.

Johnson Suecia

(B) Calentamiento directo

(I) Vapor-en-leche Alfa-Laval (VTIS) Suecia

(inyección) APV (Uperiser) Reino Unido

Cherry Burrell EE.UU.

Rossi & Catelli Italia

Stork (Steritwin) Países Bajos

(II) Leche-en-vapor Crepaco (Ultratherm) EE.UU.

(infusión) Laguiharre Francia

Nuova Frau-Dasi Italia/EE.UU.

Pasilac (Palarisator) Dinamarca

(C) Otros tipos

(I) Calentamiento por Actini-France Francia

resistencia eléctrica de

elementos incandescentes.

(II) Cal. de resist. eléct. de Elecster Finlandia

tubos de acero inoxidable

(III) Fricción Atad Francia

Pasa a una segunda cámara, donde se ha hecho vacío. El vapor condensado

antes, ahora se evapora al descender la temperatura a 70-75 ºC. Por último,

se refrigera mediante un cambiador con agua fría y agua helada y se envasa

asépticamente.

Condiciones del calentamiento directo

• Rápido: 140-150 ºC en 2 segundos.

• Seco y saturado (limpio y puro), “alimentario”.

• Homogeneización aséptica (sino se hacen patentes las micelas de caseína).

• Evitar el reagrupamiento de los glóbulos grasos.

Diferencias entre el método directo y el indirecto

• Directo: modificaciones mínimas, se produce la desoxigenación de la

leche y es caro.

• Indirecto: produce depósitos, la leche se altera por la transferencia de

calor y necesita un desaireador.

Envasado aséptico de leche UHT

El tratamiento a granel de la leche necesita recipientes estériles y en el llena-

do hay que evitar cualquier contaminación.

Los recipientes deben ser opacos, impermeables al agua o a gases, sin sabor

ni olor y resistentes a los pre-tratamientos térmicos, y además de fácil utiliza-

ción, de cartón termosoldable o plásticos. Se esterilizan con peróxido de


Tabla 2. Parámetros de medida del tratamiento UHT (Kessler).

– Parámetro B: MICROBIOLÓGICO.

– Parámetro C: QUÍMICO.

El valor B: es el daño causado a los microorganismos por un tratamiento a 135 ºCdurante 10,1 segundos.

El valor C: las condiciones necesarias para causar una pérdida de 3% de tiamina.

VALOR B VALOR C

UHT indirecto 1,25 0,49

UHT directo 2,18 0,30

hidrógeno, (agua oxigenada) en solución fría o caliente (80 ºC) y secado al aire

caliente (232 ºC). La esterilización se termina con óxido de etileno. El herme-

tismo del cierre debe ser verificado. Los sacos de plástico son poco costosos,

pero tienen soluciones caras. Los sacos de polietileno tienen una lámina de

aluminio forrada de polietileno y, por el otro lado, polipropileno.

Se esterilizan con alcohol a 70 ºC o con luz ultravioleta.

Las botellas de plástico moldeado se fabrican por extrusión-insuflado, con

aire estéril a 400 ºC y el cierre es de aluminio con moldeo del reborde.

Principalmente la leche UHT se envasa en cartón.


Figura 7. Esquema del funcionamiento de una instalación de envasadoaséptico en recipientes paralelepipédicos (Tetra Brik aséptico).

H

BG

C

D

E

FA

A. Rollo de cartón.B. Formación del tubo de cartón.C. Llegada de la leche.D. Soldadoras cruzadas.

E. Los recipientes adoptan la forma definitiva.F. Colocación en contenedores de transporte.G.Baño de peróxido de hidrógeno.H. Cámara estéril.

Modificaciones de las leches conservadas

• Después de 3 días a 7 ºC pierde el gusto a cocido la leche uperizada.

• Después de 21 días, la leche uperizada no cambia de sabor, mantiene un

poco a óxido.

• En la leche estéril aparece sabor a caramelización.

• En la leche uperizada conservada a 15 ºC el sabor a óxido aparece a los 15

días.

• En la leche UHT se producen agregados de grasa y proteínas.

• La leche UHT al cabo del tiempo se vuelve más viscosa-filante.

• Se puede gelificar por reactivación de las proteasas.

Control de calidad en leche estéril

Está regulado por las normas FIL/IDF, y a partir de éstas se regula por las nor-

mas nacionales de cada país y las Directivas de la UE.


Figura 8. Instalación de envasado aséptico que efectúa el moldeado, llenado ycerrado de los recipientes paralelepipédicos en ambiente aséptico(Pure-Pak aséptico).

Foto Alfa-Laval

La misma máquina puede realizar el envasado en recipientes de distinta capacidad. El cartónutilizado está revestido de aluminio y el conjunto es esterilizado en la factoría de producción, locual aumenta la seguridad del sistema.

Se verifica principalmente:

• La estabilidad físico-química.

• El análisis bacteriológico. Incubación a 30 ºC, 14 días (mesófilos).

Incubación a 55 ºC, 7 días (termófilos).

• El test del alcohol no debe dar floculación.

• La acidez titulable no debe superar 0,2 gramos de ácido láctico por litro.

• La enumeración de gérmenes viables no debe ser superior a 100 ufc/ml,

(inferior a 5 ufc/ml en 3 semanas a 31 ºC).

• Ausencia de coliformes.

Control rápido:

• Examen sensorial u organoléptico.

• Acidez.

• Prueba del alcohol.

• Test del enturbiamiento para verificar sobreprocesados.

• Test de Aschaffenburg. Existencia de proteínas en el suero desnaturalizadas.

Porvenir de la leche esterilizada

Es muy interesante en la vida actual por su:

• Valor nutritivo.

• Digestibilidad.

• Putrefacción.

• Facilidad de consumo.

Control del procesado industrial

Las técnicas analíticas actuales nos permiten un seguimiento muy minucioso

de procesado industrial, de tal modo que los parámetros analíticos reflejados

en las tablas 1 y 2 nos muestran hasta qué punto se puede determinar o cla-

sificar la leche tratada industrialmente según su tratamiento térmico.


Un ejemplo de la caracterización de leches y la posibilidad de determinar la

idoneidad del proceso está publicado desde el año 2000 y, como ejemplo,

puede servir este estudio hecho en el laboratorio.


Tabla 3. Determinación de la idoneidad del tratamiento térmico.

– Pasteurización.

– Esterilización. UHT.

a) Directo.

b) Indirecto.

- Índices de calentamiento.

• Determinación de lactosa y galactosa.

• Método de agente clarificante.

• Determinación de lactulosa.

• HMF - Hidroximetil-furfural.

• Grupos S-H libres.

• Proteínas de suero desnaturalizadas.

• Oxígeno disuelto.

• Lisina total y lisinoalanina.

• Método de la fruoroescamina (proteínas libres).

• Índice de glucosilación.

• Proteínas de suero.

Tabla 4. Reference samples of processed milk under defined industrialconditions.

Sample Industrial Type of Preheating Heatingprocess plant ºC/s ºC/s

II. Thermization. 65/10

III. Pasteurization. 85/30

IV. Direct UHT. Rossi & Catelli. 80/24 150/4

V. Indirect UHT. APV. 90/20 140/3

VI. Indirect UHT. Finnah. 90/20 140/10

VII. Sterilization in-bottle. Stort. 138/15 116/1.000

Heat-induced paramenters in industrial milk F.-J. Norales et al.

Un aspecto muy interesante es que los fabricantes de maquinaria para la

industria láctea no son muchos y casi son portadores de una calidad que se

mantiene en el sector correspondiente.


Belitz HD, Grosch W. Química de los alimentos. Acribia. 1992.


Stuttgart. 1972.



Kiermeier F, Lechner E. Milch und Milcherzeugnisse. Verlag Paul Perey. Berlin und

Hamburg. 1973.

Primo Yufera E. Química de los alimentos. Acribia. 1998.

Toppel A. Chemie und Physik der Milk. Fachbuch-Verlag. Leipzig. 1976.



2001.


Tabla 5. Mean values with standard deviations (n = 15 for each group)found for HMF, lactulose, ββ-LG, αα-LA, BSA and Fc in milk processedunder industrial conditions as described in Table I.

HMF Lactulose β-LG α-LA BSA Fcμmol/L mg/L mg/L mg/L mg/L s

Raw I. 1.0 ± 0.1 < 50 4310 ± 135 1090 ± 75 38.1 ± 1.5

Thermized II. 1.5 ± 0.1 < 50 3800 ± 60.0 988 ± 23 26.4 ± 1.6 0.18

Pasteurized III. 2.5 ± 0.7 < 50 1706 ± 225 911 ± 39 9.0 ± 1.1 1.61

UHT-D IV. 5.6 ± 0.5 120 ± 10 389 ± 34 534 ± 35 1.1 ± 0.1 13.4

UHT-I V. 8.7 ± 0.2 250 ± 15 322 ± 16 482 ± 20 < 10 29.3

UHT-I VI. 17.0 ± 2.9 456 ± 24 63.4 ± 1.5 81.8 ± 7.2 < 10 42.9

Sterilized VII. 22.0 ± 2.9 1121 ± 56 < 10 < 10 < 10 392

Heat-induced parameters in industrial milk F.-J. Morales et al.

Controles analíticos de leche en la industria


La evaluación de la calidad en los productos lácteos hace necesario un con-

trol analítico objetivo de los productos lácteos lo más desarrollado y moder-

no posible.

La creación de una importante industria láctea, que sustituye las actividades arte-

sanales de otras épocas, tiene como condicionante el control y la solución de los

problemas causados por la rápida alteración de estos productos. En primer lugar

está la atomización de la producción láctea, de menos de 10 vacas en el 55-60%

de las explotaciones ganaderas dedicadas a la industria láctea. La necesidad de

dos ordeños diarios y la necesidad de un enfriamiento de la leche en las mejores

condiciones posibles hace necesaria la existencia de unas infraestructuras de

mantenimiento y transporte adecuados. El carácter estacional, con unos picos

máximos de producción en primavera y unos mínimos en invierno, aunque con

la programación de la producción de terneros a lo largo del año y como las vacas

lecheras tienen una lactación de 300 días al año, raramente se ajustan matemáti-

camente a las necesidades de la industria, muy desarrollada en nuestro entorno.

Ajustar desfases en la producción, con la política alimentaria que demanda pro-

ductos de gran calidad y que soporte periodos de almacenamiento y distribu-

ción largos, ha hecho cambiar técnicas de trabajo ancestrales que proporciona-

ban unos productos fácilmente alterables. El mercado de la carne (terneros) y

de la leche se mantiene y se equilibra uno con el otro. Las variaciones de uno y

otro ocasiona fluctuaciones en la producción y en el abastecimiento.

La leche, en cuanto a composición y calidad, no varía mucho de un extremo

a otro, pero sí tiene oscilaciones en cuanto a demanda de los distintos pro-

ductos, dependiendo de la materia prima, esto repercute en la industria lác-

63

tea en cuanto a aprovisionamiento y, por tanto, a los productos fabricados. El

desfase en cuanto a la demanda es la primera causa de pago de la leche por

calidad de materia prima, como complemento de la cantidad.

El único modo de conseguir una mejor leche, más limpia e higiénica, es median-

te la selección cuidadosa del ganado productor, las condiciones de producción,

acondicionamiento y traslado a las industrias lácteas trasformadoras de la mate-

ria prima, única para una gran variedad y diversificación de derivados lácteos.

En la actualidad se paga la leche a los productores por su composición, esta-

do de los componentes y calidad microbiológica de los mismos.

Pago de la leche por su riqueza en grasa

Este fue uno de los primeros intentos del pago de la leche por calidad.

Es fácil de entender las razones de este procedimiento. La grasa en 1974 era

el primer componente, que alcanzaba el mayor precio (el 54% del precio de

la leche). El método rápido y fácil de determinación era el de Gerber. Este

método consiste en disolver los componentes de la leche en ácido sulfúrico

concentrado, excepto la grasa, que mediante unos tubos graduados (butiró-

metros), daba una lectura directa del porcentaje de grasa con una precisión

aproximada del 0,5% de grasa por litro de leche.

El pago que fijaba la industria venía determinado por un fijo de 34 g/l, que

tenía un precio L; si el productor entregaba 34, el precio era L. Si el productor

entregaba 30 el precio era L = 34 – 30 = 4; el precio era L – 4. Si el productor

entregaba 40 el precio era 40 – 34 = + 6; el precio de la partida era 40.

Las ventajas de este sistema eran indudables.

Los controles los verificaba la industria en la recepción y mediante inspecto-

res, que tomaban muestras aleatoriamente en cualquier momento de la

obtención de la leche.

Pago según la riqueza en grasa y proteínas

El pago de la leche por el contenido en grasa está justificado en las mante-

querías, en la leche que tiene un contenido mínimo graso por ley, y, en último

grado, en queserías.

Controles analíticos de leche en la industria 64


kg

13,7

13,2

12,7

12,2

11,7

11,2

Can

tidad

de

lech

e

J.F. M.A. M.J. J.A. S.O. N.D.

%

3,37

3,35

3,33

3,31

3,29

3,27

Prot

eína


mg %

128

127

126

125

124

123

Cal

cio


mg %

40

39

38

37

Sod

io


%

3,78

3,73

3,68

3,63

3,58

3,53

Gra

sa


%

5,00

4,97

4,94

4,91

4,88

4,85

Lact

osa


mg %

94

92

90

88

86

84

Fósf

oro


mg %

167

165

163

161

159

157

155

Pota

sio


Gráfico 1. Variación anual de la producción de leche.

El pago de la leche por proteínas en las queserías es muy importante.

Sabiendo el contenido graso de la leche y el extracto seco o su contenido en

agua es posible saber el contenido en proteína. Es verdad que existe una

correlación grasa/proteína, por especies; también hay razas que, con una tasa

butírica, pueden tener una variación de 2-4 gramos de proteína por litro.

Cada ganadería es de hecho una subpoblación particular, que se diferencia

en la relación grasa/proteína. No sólo hay diferencias mensuales en las entre-

gas, sino también variaciones de unas a otras.

A nivel de leche de mezcla hay menos diferencias, aun así puede haber 5 gra-

mos de proteína por litro, en tanques de 70.000 litros en producciones de

queserías.

Como conclusión, aunque hay una correlación positiva, cuanta más proteína

hay, más grasa hay; también existen variaciones por mezcla de una granja y raza.

Existe un método de determinación de proteína desde 1956, basado en la

fijación de colorantes de anilina. El colorante es denominado negro amido. Se

basa en añadir a un volumen de la leche (0,8 ml), una cantidad determinada

de colorante, produciéndose una fijación de colorante por las proteínas; el

contenido se determina con ayuda de una curva patrón elaborando una ciné-

tica de determinaciones entre el colorante negro amido y el método Kjeldahl,

de la Federación Internacional de Lechería (FIL/IDF, según su nomenclatura

francesa o inglesa). El método Kjeldahl es muy preciso, pues detecta 0,3 gra-

mos de proteína por litro de leche, aunque este método determina la proteí-

na total y para queserías sólo tiene interés el 75% de las proteínas, que son

las proteínas capaces de coagular la leche por medio del cuajo, el resto se eli-

minan con el suero en el desuerado o sinéresis. Se ha encontrado que la rela-

ción nitrógeno total/nitrógeno coagulable es muy constante, por lo que el

método del negro amido es muy práctico por su rapidez.

Hay un factor importante en la frecuencia de la toma de muestras y su conser-

vación hasta proceder a su análisis: como la proteína se altera más que la

grasa, se recomienda usar como estabilizante bicloruro de mercurio, mejor

que el formol o el bicromato de potasio. También hay que tener en cuenta

que la acidez altera la determinación de proteína, dando valores más bajos.

La determinación de proteína por el método del negro amido requiere perso-

nal especializado y laboratorios adecuados. La determinación del estado de


la proteína para su utilización en queserías se realiza por medio de un trom-

boelastógrafo o labtodinamograma, que nos dará la capacidad dinámica para

su rendimiento quesero, es decir, el rendimiento leche/queso, muy importan-

te hablando en términos económicos.

Pago según el grado de limpieza

La fabricación de productos de calidad requiere una leche perfectamente lim-

pia. Por esto, el grado de limpieza interviene directamente en la calidad. El

pago de leche por limpieza es por tanto una norma no muy antigua. La exten-

sión de esta norma también es una mejora importante en la calidad y mejora

general de las leches. La obtención de productos limpios exige cuidados

especiales y un material adecuado mínimo y, por tanto, es muy justo su com-

pensación; en las fábricas donde se ha aplicado esta norma han mejorado

inmediatamente la calidad de sus productos.

Métodos de apreciación de la calidad en la leche cruda

Se hacen cuatro apartados:

1. Examen de limpieza física o visual.

2. Análisis de cambio de acidez.

3. Determinación del potencial de óxido-reducción.

4. Examen bacteriológico directo.

Prueba de limpieza física

Se filtra un volumen determinado de leche a través de una membrana filtran-

te de unas dimensiones conocidas.

Es una prueba imprecisa aunque bastante útil, porque puede haber sido fil-

trada previamente por el ganadero.

Pruebas basadas en los cambios de acidez

En general, una leche sucia se acidifica rápidamente y suele tener una acidez

comprendida entre los 16 y los 20 ºD.


Leches con poca contaminación pueden tener 20 ºD, leches con mucha con-

taminación pueden tener 16 ºD, con gérmenes proteolíticos; sólo a partir de

20 ºD de acidez hay pruebas de una contaminación elevada.

La determinación en acidez en nuestro entorno es en grados Dornic. También

existe la determinación en grados Soxlet-Henkel y la acidez expresada en

ácido láctico, es decir, en gramos de ácido láctico por mililitro de leche.


Tabla 1. Comparativa de los grados Soxlet-Henkel, ácido láctico yDornic.

Grados SH Ácido láctico Grados Dpor ciento

1 0,0225 22 0,0450 43 0,0675 64 0,0900 95 0,1125 116 0,1350 137 0,1575 158 0,1800 189 0,2025 20

10 0,2250 2211 0,2475 2412 0,2700 2713 0,2925 2914 0,3150 3115 0,3375 3416 0,3600 3718 0,4050 4020 0,4500 4522 0,4950 5024 0,5400 5527 0,6075 6230 0,6750 6833 0,7425 7535 0,7875 8038 0,8550 8640 0,9000 9144 0,9900 9949 1,1025 110

Prueba del alcohol

Es una variante del test de acidez. Cuando se añade un volumen de alcohol etí-

lico de un grado alcohólico del 68% a un volumen igual de leche, se produce una

coagulación parcial de la leche si la acidez ha alcanzado los 18-20 ºD. Algunas

leches no ácidas pueden también coagular (leches camíticas). Se puede añadir

un indicador de color, como el púrpura de bromocresol, que vira del gris al

verde, al amarillo, para visualizar mejor la variación. Se mejora también esta prue-

ba si se calientan los tubos donde se realiza el análisis a 23 ºC. Esta prueba es

tanto más satisfactoria cuanto más resistente es a la coagulación.

También se puede poner leche en tubos estériles a 40 ºC, dejándola hasta 12

horas y si, al cabo de ese tiempo, no ha coagulado, es de buena calidad.

El aspecto de la cuajada puede en algunos casos indicar el tipo de microorga-

nismos coagulantes. Por ejemplo: un coágulo gelatinoso, homogéneo y de olor

agradable contiene microorganismos lácticos; un coágulo dislacerado e irregu-

lar puede ser producido por el Eschearichia coli o Aerobacter aerogenes.

Prueba de Weinzirl

Sirve para determinar microorganismos esporulados, Clostridium butyricum o

tyrobutyricum. Se toman 10 ml de leche y 2 g de parafina estéril de punto de

fusión de 50-55 ºC. Se mantiene a 80 ºC, durante 40 minutos, se enfría y se

incuba durante 24 horas a 37 ºC; si aparece gas entre la parafina solidificada

en la parte comprendida entre la leche y la parafina, indicará la presencia de

microorganismos esporulados.

Pruebas basadas en el potencial de óxido-reducción

La mayoría de los microorganismos existentes en la leche elaboran unas enzi-

mas, las reductasas, que modifican el potencial de óxido-reducción. Para

revelar esta circunstancia hay que añadir una sustancia que ponga de mani-

fiesto este hecho. La rapidez con que vire el color de la leche a analizar está

en función de la población microbiana existente y da el índice de contamina-

ción, realizándose sobre una cinética previamente elaborada. Sin embargo, si

no se realiza esta cinética no hay una correlación entre el cambio de color y la

contaminación. Por ejemplo, los microorganismos termorresistentes son

menos reductores que los contaminantes.


Dos son los colorantes más empleados:

• El test del azul de metileno o prueba de la reductasa.

• La prueba de la resazurina.

Test del azul de metileno


Tabla 2. Clasificación de las muestras de leche procedentes dedepósitos refrigerantes según el tiempo de reducción delazul de metileno a 37 ºC sin incubación previa.

Tiempo de reducción Número Media de Porcentaje con relacióndel azul de metileno muestras gérmenes totales al número total

(en miles por mililitro) de muestras

7 h. y más. 91 142 60,0

6 h. 23 755 15,2

5 h. 17 2.100 11,2

4 h. 8 2.400 5,3

3 h. 7 10.700 5,1

2 h. 4 11.200 2,6

1 h. y menos. 1 141.000 0,6

Tabla 3. Clasificación de las muestras de leche procedentes dedepósitos refrigerantes según el tiempo de reducción del azulde metileno a 37 ºC con incubación previa de 18 h a 13 ºC.

Tiempo de reducción Número Media de Porcentaje con relacióndel azul de metileno muestras gérmenes totales al número total

(en miles por mililitro) de muestras

7 h. y más. 24 27 15,9

6 h. 16 76 10,6

5 h. 17 126 11,3

4 h. 19 324 12,6

3 h. 10 590 6,6

2 h. 28 1.120 18,6

1 h. 17 1.100 11,2

Menos de 1 h. 20 6.000 13,2

Se toma 1 ml de azul de metileno en 10 ml de leche y se mantiene a tempe-

ratura ambiente durante 2 horas; cuanto antes se pierda la coloración azul,

mayor es el nivel de contaminación de la leche.

Prueba de la resazurina

Se toman 10 ml de leche y 1 ml de resazurina recién fabricada y esterilizada, y

se incuban a 37 ºC.

Las coloraciones varían:

• Resazurina = azul malva.

• Resofurina = rosa.

• Hidrorresofurina = incoloro.

Es un indicador de leches alteradas.


Tabla 5. Valoración de las leches en función de los resultados de lostest del azul de metileno y la resazurina, en periodo caluroso.

Notas Test del azul de metileno Test de la resazurinaTiempo de reducción Coloración tras 1 hora

de incubación

1 Menos de 1,30 h. 0 y 1

2 Entre 1,30 h. y 3 h. 2 y 3

3 Más de 3 h. 4 y 6

Tabla 4. Valoración de las leches en función de los resultados de lostest del azul de metileno y la resazurina, en época templada.

Notas Test del azul de metileno Test de la resazurinaTiempo de reducción Coloración tras 1 hora

de incubación

1 Menos de 2 h. 0 a 2

2 Entre 2 h. y 4 h. 3 y 4

3 Más de 4 h. 5 y 6

Recuento microbiano

La obtención de muestras se realiza por los inspectores de las industrias lác-

teas, que luego se analizarán en el laboratorio correspondiente.

Pruebas:

• En la granja.

• En el momento de recoger la leche para el transporte.

• En cuanto llega a la industria.

Todas las determinaciones a realizar tienen el mismo valor.

Clasificación de proveedores:

• A, B y C: según se hayan realizado 2, 3 o 4 tomas de muestras mensuales.

• Conclusiones: ensayo en blanco e información después de puesta en mar-

cha la norma.

Análisis:

• En leche:

– Estandarización.

– Calidad de la leche.

– Extracto seco magro.

– Grasa.

• En yogur:


– Grasa.

– Fibra.

• Queso:

– Calidad de la leche.




– Grasa.

– Tromboelastografía.

– Rendimiento quesero.

• Helados y postres lácteos:

– Overrum.

– Composición.

– Grasa, proteína, etc.

Tabla 6. Clasificación de los proveedores en función del conjunto denotas obtenidas durante los controles realizados en el mes.

Notas obtenidas en:

Cuatro controles Tres controles Dos controlesClases (1) mensuales mensuales mensuales

3 3 3 3 3 3 3 3 3

Clase A3 3 3 2 3 3 2 3 2

3 3 3 1

3 3 2 2

3 3 2 1 3 3 1 2 2

3 3 1 1 3 2 2 3 1

3 2 2 2 3 2 1

Clase B 3 2 2 1 2 2 2

3 2 1 1

2 2 2 2

2 2 2 1

3 1 1 1 3 1 1 2 1

Clase C2 2 1 1 2 2 1 1 1

2 1 1 1 2 1 1

1 1 1 1 1 1 1

(1) En el caso de leches no refrigeradas, las leches se clasifican en función de las notasobtenidas en la prueba de la reducción (del azul de metileno o resazurina). En el casode leches refrigeradas, las leches se clasifican en función de las notas obtenidas en laprueba del recuento de la flora total en medio gelificado.

{

{{

Determinación de la leche tratada térmicamente

Con el fin de una catalogación de procesos, se necesita la definición de una

serie de indicadores térmicos que cubran rangos de temperatura y tiempo

efectivo de interés tecnológico en la industria láctea, incluyendo las condicio-

nes de almacenamiento y vida comercial.

Indicadores químicos

• Degradación, desnaturalización e inactivación de componentes sensibles

al calor, por ejemplo, enzimas, vitaminas o proteínas de suero.

• Formación de sustancias nuevas debidas al procesado térmico o que ini-

cialmente estaban presentes en la materia prima en niveles muy bajos.

Inactivación enzimática

• Fosfatasa alcalina (ALP EC 3.1.3.1): es estable a temperaturas ligeramente

superiores a las requeridas para destruir microorganismos patógenos.

Sirve de control higiénico de la leche pasteurizada.

Métodos

• Standard 63 (FIL/IDF, 1971): valores de menos de 4 mg fenol/ml leche.

• Standard 82 (FIL/IDF, 1987): valores de menos de 10 mg p-nitrofenol/ml leche.

• Standard 155 (FIL/IDF, 1992): valores de menos de 500 mU/l leche.

• Lactoperoxidasa (LPO EC.1.11.1.7): test cuantitativo de Storch (1963), que

determina los límites máximos de la pasteurización.

• Gamma-glutamiltransferasa (GGTP EC.2.3.2.2): test cuantitativo de Baumrucker

(1979), aplicación paralela a la LPO.


Proceso térmico ALP LPO GGTP

Termización + + +Pasteurización

LTST – + +HTST – – –

Esterilización UHT – – –Esterilización en botella – – –

Alteraciones por tratamientos térmicos

• Alteraciones entre grupos laterales de aminoácidos (aa).

• Reacciones de degradación de cadenas laterales de aa.

• Reestructuración de grupos sulfhidrilo (-SH) y disulfuro (S-S-).

• Insolubilización de proteínas.

• Interacciones entre kappa-caseína y beta-lactoalbúmina.

• Interacciones de proteínas con lípidos.

• Interacciones de carbohidratos con proteínas.

La reacción de Maillard (RM) produce dos tipos de indicadores:

• Específicos de la RM, tales como: furosina (FUR), lisinoalanina (LAL), histi-

dinoalanina (HAL), furfurales y melanoidinas. También se produce una pér-

dida de lisina disponible.

• No específicos de la RM, tales como: galactosa/lactulosa, sustancias reduc-

toras de proteínas, desnaturalización de proteínas, digestibilidad in vitro, así

como otros ya enumerados (pH/acidez, AGL, etc.).

La determinación de galactosa sirve como índice de calentamiento para todos

los procesos incluidos entre 80 y 150 ºC y rangos de 1 a 1.000 segundos.

Según esto, puede clasificarse:

• Leche pasteurizada = menos de 0,25 mg/100 ml de leche.

• Leche UHT = entre 0,25 y 5 mg/100 ml de leche.

• Leche esterilizada = más de 50 mg/ml de leche.




Stuttgart. 1972.







2001.


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