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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ FACULTAD DE CIENCIAS APLICADAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL

REACCIÓN CATALÍTICA DE LA ENZIMA EN LA ELABORACIÓN DEL QUESO CATEDRA: Biotecnología CATEDRATICO: Ing. COCHACHI POMA, William INTEGRANTES: ARANDA USCAMAYTA, Daniela CAMARGO YARASCA, Rosario CALDERON HUAMAN, Carlos ESPINOZA HUAMAN, Betzabe Norma GUILLERMO ORTEGA, Moisés MONTALVO TORRES, Jhordy PECHO CHAGUA, Deysi

I.

INTRODUCCION

El queso es un alimento con alto contenido de proteínas y de consumo muy difundido en el mundo. Además de contener proteínas de buena calidad, estas contribuyen a la disposición del calcio y por lo general tiene menos problemas digestivos que otros productos lácteos. La operación más importante en la fabricación de quesos es la coagulación de la casina de la leche, que luego se trata para convertirla en queso. Se puede coagular la caseína mediante la adición de ácido o enzima (cuajo). El cuajo se utiliza en la fabricación de queso para coagular parcialmente las proteínas lácteas. Para evitar la solubilizacion de la caseína y asegurar un buen rendimiento quesero y la obtención de un queso perfectamente aromatizado, se requiere que la actividad proteolítica sea baja. Las reacciones químicas se realizan en los seres vivos a gran velocidad, en condiciones muy moderadas de temperatura, pH, presión, etc., gracias a la existencia

de

catalizadores

denominados

enzimas.

Las

enzimas

se

caracterizan por su notable eficiencia y su extraordinaria especificidad. La gran mayoría de las enzimas son proteínas, también existe ARN con actividad catalítica (ribozimas). Algunas enzimas son proteínas simples y otras, proteínas conjugadas asociadas con otra molécula no proteica, de pequeño tamaño, la coenzima o cofactor. Objetivos: -

Observar la acción enzimática de los diferentes cuajos en la coagulación

-

de las proteínas lácteas. Evaluar la acción del cuajo bajo condiciones de temperatura variada. Determinar la calidad de la leche para la elaboración del queso.

II.

REVISION BIBLIOGRAFICA

II.1. CUAJO Indica que durante siglo se ha utilizado en quesería cuajo animal, es decir, el enzima reina del cuarto estomago de los rumiantes lactantes. Las dificultades de aprovisionamiento a nivel mundial de cuajo, junto con el aumento de precio de las preparaciones comerciales del enzima, han favorecido el desarrollo de otras enzimas coagulantes, tanto de origen animal (pepsinas bovinas y porcinas), como el origen microbiano (proteasas fúngicas, etc.) o vegetal (flores de cynara cardunculus, etc.) Gonzales M, (2002), II.2. DEFINICIÓN DE CUAJO Y COAGULANTE LACTEO Se define al cuajo como el producto obtenido exclusivamente de los cuajares de rumiantes y cuyo componente activo está constituido por quimosina y pepsina. ferrandini, E. (2006). Mientras la coagulación láctea se define, como aquellas preparaciones de las proteínas de origen animal, vegetal o microbiano capaces de provocar la desestabilización de la micela de caseína con formación de un gel lácteo, en las condiciones habituales empleadas durante la elaboración

del

queso.

con

frecuencia,

los

coagulantes

lácteos

reemplazan el uso del cuajo debido principalmente a causas estacionales y a la escasez de abomasos de animales lechales. los coagulantes lácteos obtenidos de los animales no rumiantes, de origen vegetal y microbiano, cuando se utilizan en la elaboración de quesos, producen en los mismos

características textuales, aromas y sabores totalmente

diferente en relación de aquellos quesos

elaborados

en las mismas

condiciones con cuajo de terreno. Por ejemplo: o

La pepsina de cerdo se utiliza en algunos países mediterráneos y proporciona cuajadas amargas, aunque con consistencias muy diferentes a las obtenidas con cuajo de terreno.

o

La pepsina de pollo es la menos utilizada, siendo empleada con

mucha frecuencia en Israel y la replublica checa. II.3. FUNCIONES DEL CUAJO Quijano J. (2010), indica que el cuajo es una enzima proteolítica secretada por la mucosa gástrica del cuarto estomago(cuajar) de los rumiantes, terneros, cabritos y corderos antes del destete. esta secreción

se produce en forma de un percusor inactivo, la pro- renina que en medio neutro no tiene actividad enzimática, pero ha sido bien estudiado. después del destete disminuye la producción de quimosina y la producción

de

pepsina

se

incrementa

en

este

momento

muy

rápidamente y pasa a ser el componente mayoritario. La propiedad proteolítica del enzima, que es secretado en forma de un precursor

inactivo,

se

ve

considerablemente

aumentada

como

consecuencia de una hidrólisis parcial que tiene lugar en el medio acido del estómago. Se reporta que en el cuajo su componente activo y puro, es la quimosina, solo se conoce desde hace unas cuantas décadas. La acción de la quimosina, solo se conoce desde hace unas cuantas décadas. La acción de la quimosina es bien conocida por la industria láctea. actúa directamente en un punto delimitado de la caseína con calcio. Al alterar dichas moléculas se inicia la formación de un gel que atrapa la mayoría de los componentes solidos de la leche; este gel se contrae poco a poco ayudado por la acidificación previa de la leche por medio de bacterias acido lácticas, y al contraerse va expulsando suero. Al cotar el gel en cubitos, se logra separar entre un 50 y un 90% del contenido inicial del suero de la leche. además, señala que la efectividad del cuajo esta en formación de la temperatura, la concentración del sustrato (la leche), concentración de calcio, y la acidez. las temperaturas usuales de coagulación pueden variar entre los 28°C y los 41°C, aunque lo más usual es de una de 35°C, según el tipo de queso se pueden mezclar de la leche con una acidez que puede variar entre los 0,18% de acidez titulable hasta los 0,46%. II.4. TIPOS DE CUAJOS El cuajo es la denominación habitual para los productos que coagulan la leche. se diferencias mediante el objetivo natural, microbiano, genético o vegetal, teniendo así los siguientes tipos de cuajos: o cuajo de cabra. es cuajo natural extraído exclusivamente del o

estómago de cabritos cuajo de oveja. es el cuajo natural extraído exclusivamente del

o

estómago de los corderos. cuajo de ternero. es el cuajo natural extraído exclusivamente del estómago de terneros, la demanda de carne de ternera determina la

disponibilidad o

de

estómagos.

ningún

ternero

es

codificado

únicamente para obtener su estómago. cuajo en pastillas. estas pastillas se fabrican a partir de cuajo en polvo y normalmente están dosificadas para 20 litros de leche. es el

o

producto ideal. cuajo en polvo. es la forma más pura del cuajo, producida a partir de un

cuajo

liquido

mediante

un

proceso

especial

y

secado

posteriormente. con 1,5 a 2,5 gramos se pueden coagular 100 litros o

de leche. cuajo genético. con el desarrollo de la ingeniería genética surgió la posibilidad de usar genes de terneros para modificar algunas bacterias, hongos, o levaduras para la producción de quimosina. la quimosina producida mediante enzimas genéticamente modificadas fue la primera enzima artificial registrada y permitida por la FDA (agencia de alimentos y medicamentos) de EEUU. Hoy en día el cuajo genético más utilizado es el producido por el hongo aspergillus Níger. los problemas de destrucción de aflatoxinas o de genes resistentes a los antibióticos parecen estar resueltos. la producción de queso mediante cuajo genético es similar a la producción con cuajo natural. el cuajo genético solo contiene uno de los tipos de quimosina conocidos- el tipo a o el tipo b. algunos de los tipos de Quimosina Que se encuentran en el cuajo genético no existen en el cuajo natural. esta es la razón por la que por medio de análisis especiales puede determinarse qué tipo de coagulante ha sido utilizado en la producción. A menudo una mezcla de quimosina genética y pepsinas naturales es utilizada Para imitar la complejidad del cuajo natural y obtener resultados similares en coagulación y desarrolló de sabores y aromas. los llamados cuajos genéticos son propios para una dieta vegetariana en caso que se utilicen productos animales durante la producción en el fermentador. Cuajo liquido: es el producto para la venta después de su extracción del estómago tras la activación y

o

purificación. cuajo microbiano: algunos mohos como el mucor miehei son capaces de producir enzimas proteolíticas de estos mohos se produce en un fermentador y están especialmente concentrados y purificados para evitar la contaminación con sustancias nocivas que producen a lo largo del proceso de crecimiento.

o

cuajo microbiano: algunos mohos como el mucor miehei son capaces de producir enzimas proteolíticas. estos mohos se producen en fermentados y están especialmente concentrados y purificados para evitar la comunicación con sustancias nocivas que se producen a lo largo del proceso de crecimiento del moho. el sabor y aroma de quesos producidos con cuajos microbianos suelen ser amargos especialmente si se requiere una maduración larga. los llamados cuajos microbianos son propicios para una dieta vegetariana si no se han utilizado productos animales en el fermentador para la

o

producción. cuajo natural: cualquier forma de cuajo proveniente del estómago de

o

algunos animales. cuajo orgánico: es la denominación de cuajo para la producción de queso orgánico certificado por la unión europea y otros organismos locales. En el cuadro recoge los diferentes tipos de cuajo y coagulantes lácteos empleados en la elaboración de quesos con sus principales características, ventajas y desventajas a tener en cuenta para su elección. Ferrandini. E, (2006) Figura 1. CARACTERÍSTICAS DE LOS CUAJOS Y COAGULANTES LÁCTEOS

Quijano. J.

(2010)

indica

debido al

aumento

en

la

demanda de

cuajos se

han desarrollado técnicas para la utilización de enzimas provenientes de microorganismos y vegetal. II.5.

CARACTERÍSTICAS FÍSICO QUÍMICAS Y MICROBIOLÓGICAS DEL

QUESO FRESCO El queso es un alimento con alto valor nutritivo derivado principalmente de su elevado contenido de grasa, proteínas, calcio, fosforo y vitaminas liposolubles. (Batro, P., 2010). En el mundo hay una gran variedad de quesos, que gozan de más o menos tradición o renombre. Cada tipo de queso se diferencia de los otros tipos en su composición, y propiedades físico químicas, que redundan en una variabilidad sensorial, incluso dentro del mismo tipo de queso se observan diferencias entre plantas elaboradoras y también dentro de la misma planta, entre lotes de fabricación, según Caro, I. y Col. (2000). El queso fresco carece de corteza, al igual que el proceso de prensado es leve, posee un aroma característico y un elevado contenido de humedad, se altera con facilidad, por lo que es necesario consérvalo bajo refrigeración, su consumo se realiza en pocos días ya que no es

elaborado para pasar por el proceso de maduración. (Dávila, María E., 2006) También se menciona que es el producto que se encuentra al alcance del consumidor luego del periodo de fabricación, de forma inmediata, sin que se permita que el queso sufra procesos de transformación en sus componentes; tan solo se limita al proceso de desuerado y en ciertas ocasiones al salado. (Villegas, A., 2012) Las principales causas de variabilidad para Durán, F. (2002) en las propiedades de los quesos se pueden atribuir a diferencias o variaciones en 1. 2. 3.

estas tres categorías: Composición de la leche de partida. Proceso del trabajo de la cuajada (coagulación, desuerado). Etapas de maduración o almacenamiento.

A este respecto hay que tener en cuenta que, entre las variables implicadas, pertenezcan a la categoría que sea, se presentan en la mayoría de los casos. Interrelaciones con las variables cronológicamente posteriores. Por ejemplo, una diferente composición de la leche puede significar un comportamiento distinto, bien sea de la cuajada durante su trabajo en la tina, como del queso durante la maduración. (Scott, R. y Col., 2002) II.5.1.

Influencia de la composición de la leche y otras materias primas sobre las propiedades del queso La leche es un supra sistema biológico

muy

complejo,

intrínsecamente inestable, con sistemas dentro de otros sistemas, siendo todos ellos importantes para optimizar los rendimientos y la calidad en quesería. Por ejemplo, dentro del sistema leche se encuentra el subsistema proteínas; dentro de éste se encuentra el subsistema caseínas y dentro de éste último se encuentran las distintas caseínas. ( Klostermeyer y Reimerdes, 1997). El queso está compuesto básicamente por agua, proteínas y casi exclusivamente caseína/paracaseína, minerales asociados a las proteínas principalmente fosfatos y citratos de calcio, grasa y agua, a la que están asociados los componentes sólidos del suero, lactosa, sales solubles, nitrógeno no proteico, proteínas del suero. A mayor cantidad de humedad en un queso, mayor cantidad de sólidos de suero, de forma proporcionalmente similar a la que se observa en el suero. (Maubois y Mocquot, 2000).

La comprensión de los mecanismos de reparto de los distintos componentes de la leche en queso, suero u otros flujos de salida, constituye la base teórica, para poder interpretar en qué medida la composición de la leche afecta a la composición del queso. (Van der Berg, M., 1993). En general, casi la totalidad de las caseínas presentes en la leche quedan retenidas en el queso en forma de matriz proteica. Su recuperación depende fundamentalmente de la pérdida de finos en el suero. Respecto a los iones más abundantes en la leche, una gran parte del calcio, fosforo y citrato, así como una pequeña fracción del sodio y potasio se ligan a la matriz caseínica durante la coagulación (Schmidt, D.G., 1986). La recuperación de la grasa de la leche está en torno al 90%, aunque si la relación grasa/caseína de la leche llegara a desequilibrarse disminuiría

(valores

mayores

sensiblemente,

con

a la

1.5), grasa

la se

recuperación retienen

los

componentes liposolubles como ciertas vitaminas, aromas y pigmentos. (Durán, F., 2002). Finalmente, en la fase acuosa de la cuajada (retenida en la matriz proteica) se encuentran disueltos los sólidos del suero. La cantidad de estos sólidos depende de la cantidad de humedad del queso. (Reinheimer y Zalazar, 2006). Por lo tanto, es de esperar que una leche con mayor relación grasa/caseína proporcione un queso de la misma calidad, que un queso con mayor humedad tenga más lactosa o productos derivados o de más proteínas del suero y minerales solubles, o que las características de la grasa en la leche sean similares a las del queso, al menos del queso recién elaborado. (Van der Berg, M., 1993). La energía, proteína, grasa, cantidad de fibra, minerales, vitaminas y otros nutrientes de la dieta de los animales influye no solo en la cantidad, sino también en la composición de la leche que producen. Por otra parte, es tema de estudio el efecto del tipo de grasa ingerida sobre la calidad grasa de la leche y por lo tanto del queso (Secchiari, P. y Col., 2003), así, por ejemplo, se ha observado que la alimentación del ganado con hierba o pastoreo genera una grasa más insaturada y más amarilla (con más pigmentos) que la alimentación en estabilización y con ensilado (Elgersma, A. y Col., 2004).

II.5.2.

Influencia del proceso de trabajo de la cuajada sobre la composición y propiedades físico químicas del queso Las operaciones que se llevan a cabo para la obtención de la cuajada, entendida como queso recién elaborado, que de forma general son: estandarización de la materia prima, tratamiento térmico de la leche, adición de diversos aditivos, coagulación, corte de la cuajada, agitación desuerado, salado y prensado.

 Tratamiento térmico de la leche El tratamiento térmico que se dé o no a la leche tendrá repercusiones importantes sobre el queso. Este efecto no se debe tanto a la modificación de la composición de la leche, sino al efecto que tiene sobre las enzimas y los microorganismos presentes en ella. Estos agentes biológicos serán responsables de procesos fermentativos, principalmente de acidificación de la cuajada, así como, la actividad proteolítica, lipolítica y otra actividad diversa de la cual se generan sustancias volátiles responsables el aroma. La aparición de ojos redondos en la pasta del queso se debe también a la formación de gas por parte de los microorganismos. (Walstra, J. y Col., 2001). En la leche no pasteurizada crece la microbiología autóctona o nativa presente en la misma, pudiendo haber un riesgo de crecimiento de bacterias no deseadas que pueden alterar y perjudicar las propiedades del queso o producir enfermedades, especialmente

cuando

la

leche

se

obtiene

con

malas

condiciones higiénicas. (Villegas, A., 2012).  Coagulación La coagulación de la leche normalmente tiene lugar por acción enzimática de la leche más o menos acidificada, aunque también se obtienen algunos quesos por coagulación ácida exclusivamente. Las características de la cuajada y del queso son diferentes de acuerdo al pH de la leche en el momento de la adición del cuajo. También varía en función del tipo de cuajo utilizado, según sea quimosina, mezcla de quimosina y pepsina, cuajo microbiano o vegetal, el queso experimenta más o menos proteólisis

y

esta

puede

ser

más

o

menos

específica,

ocasionando en el queso diferencias en textura y sabor,

especialmente marcadas cuando se utiliza cuajo vegetal, según Veisseyre, R. (1998).  Salado El salado de los quesos se puede llevar a cabo por diversos procedimientos, salado de los granos de la cuajada en la tina, salado en seco frotando o echando sal en la superficie de los quesos o salado en salmuera. La cantidad de sal influye no solo en el sabor de los quesos sino también en su capacidad de conservación, la sal disminuye la actividad del agua.  Lácteos y Enfermedades transmitidas por alimentos Los alimentos elaborados y los lácteos están entre los primeros productos involucrados en denuncias de ETAS en nuestro país. Le siguen, en menor proporción, frutas y verduras, agua o bebidas y más atrás en la lista figuran aves y derivados y carnes y embutidos. En cuanto al lugar de consumo de los alimentos implicados un poco más del 70 por ciento de los casos se detectaron en domicilios, seguido de salones o restoranes y luego en lugares de trabajo (Kippes, R., 2003). Para producir ETAS, las bacterias deben estar presentes en grandes cantidades. Su presencia y multiplicación en los alimentos, así como la posibilidad de producir toxinas, depende del tipo de alimento y de la temperatura ambiente según Velandia, A. (2010). Pese a las mejoras tecnológicas introducidas, en la actualidad los productos lácteos siguen siendo causa de brotes de toxiinfecciones alimentarias (TIA), aunque en una proporción muy baja en comparación a otros alimentos. El perfil de los agentes patógenos implicados en estos brotes, además, ha cambiado sustancialmente debido en buena parte a los cambios introducidos. Aunque la valoración de los datos epidemiológicos debe hacerse siempre con cautela, los resultados obtenidos ponen de relieve que Salmonella spp y Staphylococcus aureus son los principales agentes patógenos implicados en los brotes de TIA ocurridos en estos países. Otros agentes patógenos presentan una incidencia mucho menor, destacando Listeria monocytogenes (serotipos 4b, ½a, ½b y 3a) y Escherichia coli (enterotoxigénicas y

enterohemorrágicas, principalmente del serotipo O157). (OMS, 1998). Listeria monocytogenes es uno de los microorganismos más problemáticos

en

cuanto

a

las

contaminaciones

post-

tratamiento en muchos productos lácteos como el queso fresco o poco madurado. Su elevada resistencia ambiental y su carácter psicrótrofo contribuyen en gran medida a ello, aunque una de las principales fuentes de contaminación es la propia leche. Por ello es esencial aplicar un correcto plan de limpieza y desinfección, así como la realización periódica de controles ambientales y de superficies. (MItchel, J.M. y Col., 1998).  Otros peligros presentes en los productos lácteos Existen otros agentes patógenos que aunque no han sido relacionados directamente con brotes de ETAS por consumo de productos lácteos, su presencia en éstos ha sido demostrada por diferentes estudios, por lo que este riesgo debería ser también considerado al realizar el análisis de peligros para la implantación del programa de Análisis de Peligros y Puntos Críticos

de

Control

(APPCC)

por

parte

de

las

industria

(Saguéscerpta, A., 2004). Otros riesgos potenciales son los virus, aunque no existen muchos datos sobre el papel de productos lácteos en su transmisión. Debemos considerar no obstante que el ganado vacuno puede ser portador de algunos tipos de virus entéricos, como Rotavirus o Norovirus, que pueden contaminar la leche durante el ordeño si las condiciones higiénicas no son las adecuadas. Pero estos y otros virus, incluyendo el de la Hepatitis A, pueden llegar a los productos lácteos a partir de manipuladores infectados si no se siguen unas buenas prácticas de fabricación. El control de la materia prima (calidad microbiológica global), la pasteurización, y la utilización de cultivos iniciadores serían los principales puntos de control. No obstante, evitar totalmente su formación es difícil.  Producción de queso fresco Se denomina, proceso productivo transformación

de

unos

elementos

al

procedimiento

determinados

en

de un

producto específico, transformación que se efectúa mediante

una

actividad

humana

determinada,

utilizando

para

ello

determinados instrumentos de trabajo, máquinas, herramientas, instalaciones. (Batro, P., 2010). El queso fresco, es el producto sin madurar, obtenido por separación del suero después de la coagulación de la leche cruda o reconstituida, pasteurizada, entera o parcialmente descremada, o una mezcla de algunos de estos productos, y se elabora mediante la aplicación de los siguientes tratamientos: por coagulación de la leche pasterizada, integral o parcialmente descremada, constituido esencialmente por caseína de la leche en forma de gel más o menos deshidratado, que retiene un % de la materia de grasa, según el caso, un poco de lactosa en forma de ácido láctico y una fracción variable de sustancias minerales, según Villegas, A. (2012). El queso fresco se caracteriza por ser un producto poco fermentado, aunque ligeramente ácido (pH alrededor de 5,3), muy líquido (actividad del agua de 0,9), con un bajo porcentaje de sal (menor al 3%) y con un potencial de óxido-reducción electronegativo

(ausencia

de

oxígeno).

Estas

condiciones

permiten el desarrollo de muchos microorganismos propios de la leche y de contaminación ambiental. (Rodriguez, J., 2012). El queso para Dubach, J. (1980) es una conserva obtenida, por la coagulación de la leche y por la acidificación y deshidratación de la cuajada, Es una concentración de los sólidos de la leche con la adición de: • Cuajo para obtener la coagulación de la leche • Fermentos bacterianos para la acidificación de la cuajada • Sal de cocina al gusto del consumidor • Cloruro de Calcio para mejorar la disposición de la coagulación

III.

III.1. -

Insumo: Leche fresca (6 L) cuajo químico (pastilla) cuajo animal

III.2. -

Materiales: Balanza Olla Cocina Cuchillo Mesa Filtro o lienzo Colador Brix metro Densímetro pH metro Probeta Termómetro Vaso de precipitación

MATERIALES Y METODOS

III.3. Metodología - Verificar la cantidad de leche a emplear

-

Colar la leche si es fresca Realizar los análisis siguientes: pH, densidad, °Brix, temperatura. Pasteurizar a 72 °C por 15´ Enfriar hasta la temperatura de 30, 32 y 35 °C. Adicionar la cantidad necesaria de cuajo (químico y animal) en los dos

-

baldes que contienen la leche. Remover la mezcla durante 2´. Tapar el recipiente y dejar coagular. Retirar el suero obtenido y prense la cuajada, hasta que ya no tenga

-

suero. Llevar a pesar el coagulo que se obtuvo dependiendo del tipo de cuajo que se añade; puede ser del cuajo químico (pastilla) y animal.

SELECCIÓN DE LA LECHE La calidad de la cuajada depende en gran parte de las condiciones que presente la leche empleada. Los factores que se deben tener en cuenta al seleccionar la leche son:    

La presencia de bacterias perjudiciales Presencia de sustancias inhibidoras para las bacterias Olor y sabor de la leche Presencia de impurezas

FILTRADO DE LA LECHE El filtrado de la leche para preparar cuajada se puede hacer con filtros metálicos o con lienzos bien limpios y desinfectados. Al filtrar la leche se eliminan las impurezas más gruesas que ella lleva consigo y a cuajada será de mejor calidad higiénica. PASTERIZACIÓN DE LA LECHE La leche para elaborar cuajada se debe pasterizar 63° C durante 30 minutos o a 72° C durante 15 segundos. La finalidad de la pasterización es obtener una cuajada con un sabor más puro y con la menor cantidad de microorganismos indeseables. Así mismo, aumentar su poder de conservación. La leche que proviene de un solo hato no necesita ser pasterizada, siempre y cuando se tenga un estricto control de higiene en el ordeño y sanidad de los animales, la que procede de hatos diferentes, si se debe pasterizar para obtener productos de calidad constante y sin ningún peligro para la salud del consumidor.

Los efectos de la Pasterización:  Matar las bacterias perjudiciales como: * El grupo Coliaerógenes, que es el que más perjudica las queserías causando el defecto de hinchazón temprana y sabores amargos.

Estas bacterias mueren calentando la leche a las temperaturas y tiempos siguientes: 60° C por 60 minutos. 65° C por 4 minutos 68° C por 1 minuto. 72° C por 12 minutos. Los clostrídos: Estas bacterias causan hinchazón tardía en el queso cuando están en número relativamente grande. (Si están en forma esporulada. sobreviven a la pasterización). *Formadores de ácido propiónico: son los que causan hinchazón tardía, formándose huecos grandes en el queso. Mueren con la pasterización

(cuando

ésta

queda

bien

hecha),

pero

pueden

sobrevivir cuando es insuficiente.  Inactivar as enzimas * Lipasas: este grupo de enzimas desdoblan la grasa y son muy importantes para la producción de sabor y aroma picante en el queso. La pasterización las destruye siendo ésta la causa de que el queso hecho con leche pasterizada tenga sabor menos picante. *Xantino—oxidasa: Esta enzima actúa sobre el nitrato que se agrega a la leche (en el caso de los quesos madurados) y ayuda a combatir el defecto de hinchazón tardía. Se destruyen con una pasterización intensa.  Precipitar algunas proteínas: (La albúmina y globulina)

Por esta razón el rendimiento de la cuajada y el queso hechos a partir de leche pasterizada es superior al de la leche cruda. La precipitación es mayor a medida que el calentamiento es más intenso y así se perjudica la calidad de los productos.  Precipitación del calcio: El calcio junto con el cuajo causa la coagulación de la leche. Al precipitarse

una

parte

de

calcio,

ésta

no

cuaja

bien.

Para

contrarrestar este defecto se agrega cloruro de calcio a la leche pasterizada antes de cuajarla. (15-30 gr por cada 100 litros de leche).

 Cambios

en las

características de la cuajada: La cuajada de leche pasterizada cambia de características en el sentido de que se endurece más lentamente, escurre más despacio el suero y los pedacitos de cuajada se cierran rápido al aplicar agua caliente. Además, ésta es más suave y se pega menos que la cuajada de leche cruda.

CUAJADO

DE

LECHE La

coagulación

es

un

LA

fenómeno

que consiste en la precipitación en grumos de las micelas de caseína, las cuales se unen y forman un gel (parecido a la gelatina), compacto que se encuentra aprisionado en el suero.

A. Principios de la Coagulación La coagulación de la leche se puede efectuar por ácidos por cuajo o mezclando los dos anteriores.  Coagulación por ácidos (láctica): Este tipo de coagulación es la que se observa cuando se abandona a su suerte una leche recogida en forma adecuada. Las bacterias lácticas degradan la lactosa para formar ácido láctico, que aumenta a acidez (baja el pH) de la leche provocando la alteración de las micelas de caseína. La acidificación

va

siempre

acompañada

de

una

desmineralización de las micelas. (Pérdida del calcio). La leche empieza a coagularse a un pH de 5.2 o menos, cuando la proteína empieza a precipitarse y las micelas se desestabilizan, empiezan a aglomerarse y forman un gel láctico. La formación del gel láctico está regulada por la temperatura y el modo de acidificación. - Temperatura: La dispersión de las micelas varía con la temperatura. A bajas temperaturas (inferiores a 5° C) la floculación de la caseína no se produce a pH: 4.6 solamente se observa un espesamiento de la leche. Si en este estado se calienta a 20° C se provoca la desestabilización de las micelas.

-

Modo de Al agregar a

acidificación: la leche una

cantidad

suficiente de

ácido diluido,

para que el

pH de la leche baje a 4.6, se observa un precipitado de grumos de caseína, pero no la formación de un gel. Para ello es necesario hacer producir el ácido dentro de la leche manteniéndola en reposo. Así, se emplea a fermentación láctica que conduce a la formación de un gel liso y homogéneo, con un volumen igual al ocupado inicialmente por la leche. Se pueden usar también ácidos orgánicos como cítrico y acético, pero generalmente se usa ácido láctico. La cuajada obtenida en la coagulación ácida o láctica, es frágil, porosa, poco elástica y granulosa, hay que tratarla con mucho cuidado, razón por la cual a veces se agregan pequeñas

cantidades

de

cuajo,

para

conseguir

una

coagulación mixta (por cuajo y por ácido).  Coagulación por cuajo o enzimática: Esta coagulación se observa cuando se añade a la leche tibia una cantidad suficiente de cuajo. Este mecanismo provoca un rompimiento de la caseína, con lo cual pierde sus propiedades estabilizantes, en presencia de calcio. Las micelas de caseína forman una red la cual retiene en su interior el lacto suero y los glóbulos grasos. En el desarrollo de la coagulación de la leche por acción del cuajo intervienen varios factores:  La dosis (cantidad de cuajo).  La temperatura.  La acidez de la leche.  Contenido de fosfato de calcio en la leche.  Tamaño de las micelas de caseína.  Contenido de fosfato de calcio en la leche.  Cantidad de proteínas solubles en la leche.

a. La dosis de cuajo La velocidad de coagulación es proporcional a la dosis o cantidad de cuajo utilizada. b. La temperatura: La velocidad de coagulación es máxima a 40- 42° C, por debajo de 10° C la coagulación no se lleva a cabo. Entre 10-20° C es muy lenta. Entre 20 y 40-42° C se acelera progresivamente y disminuye a partir de 50° C. A temperaturas superiores a 65° C no hay coagulación debido a la inactivación térmica del enzima. c. La acidez de la leche: La acidez de la leche actúa favorablemente activando la eficiencia del cuajo. Por esto, entre más alta sea la acidez de la leche, más rápidamente se coagula dando una cuajada más consistente y firme. d. Contenido de calcio en la leche: La presencia de calcio es necesaria para a existencia de las micelas de caseína. Estas micelas son muy sensibles al calcio cuando son sometidas a la acción del cuajo. Por lo tanto, las mínimas modificaciones del contenido de calcio en la leche influyen en la velocidad de coagulación. Entre más calcio haya en la leche más rápido se coagulará.

Existe

una

relación

estrecha

entre

el

tiempo

de

coagulación y el tamaño de las micelas de caseína. Entre más grandes sean las micelas el tiempo de coagulación es menor. e. Contenido de fosfato de calcio en la leche: El tiempo de coagulación disminuye a medida que el contenido de fosfato de calcio coloidal aumenta. El calcio f.

coloidal es aquel ligado a la caseína. Contenido de proteínas solubles en la leche: La albúmina y la globulina que son las proteínas solubles de la leche no son sensibles a la acción del cuajo. Su presencia en cantidades elevadas va acompañada de una disminución del contenido de caseína, y por lo tanto se presentan dificultades para la coagulación.

No toda la leche cuaja con igual facilidad, la proveniente de vacas al principio de la lactancia cuaja más fácil que la de vacas que ya se van a secar, la leche pasterizada más difícilmente que la cruda. Leche mezclada con agua no cuaja bien y la almacenada bajo refrigeración cuaja lentamente, al igual que la de vacas con mastitis. Un coágulo enzimático tiene las siguientes características: es elástico, flexible, compacto, impermeable y contráctil. La propiedad de ser contráctil permite efectuar el desuerado. Su carácter compacto permite la contracción del coágulo y la salida del suero. Esta propiedad también influye en la firmeza del coágulo.  Coagulación mixta La coagulación mixta es el resultado de la acción conjunta del cuajo y la acidificación láctica. La obtención de un gel mixto puede lograrse por adición de cuajo a una leche ácida o por acidificación de un gel enzimático (obtenido agregando cuajo).

El medio ácido favorece la acción del cuajo, además, la estabilidad de las micelas de caseína disminuye y el tiempo de coagulación se reduce considerablemente. El medio ácido favorece

la acción

del cuajo, además, el láctico y el

enzimático, menos flexibilidad y contractibilidad que el láctico y mayor firmeza que el enzimático. Cuando un coágulo enzimático (obtenido por cuajo) se acidifica, pierde su firmeza, se vuelve menos elástico y contráctil y con ello se acerca a los caracteres del coágulo láctico. El medio ácido favorece la acción del cuajo, además, la estabilidad de las micelas de caseína disminuye y el tiempo de coagulación se reduce considerablemente.

El medio ácido favorece la acción del cuajo, además, el láctico y el enzimático, menos flexibilidad y contractibilidad que el láctico y mayor firmeza que el enzimático. Cuando un coágulo enzimático (obtenido por cuajo) se acidifica, pierde su firmeza, se vuelve menos elástico y contráctil y con ello se acerca a los caracteres del coágulo láctico.

IV.

RESULTADOS Y DISCUSIONES

IV.1. RESULTADOS Producción de queso con dos enzimas diferentes:  Coagulantes Microbianos La enzima desestabilizada, denominada “Tipo TL”, elaborada por oxidación de la enzima nativa es termolábil, de mayor dependencia al pH y menos proteolítica que tipo L.  Análisis de la leche trabajada (muestra 250 ml.) °Brix: 9 Densidad: 0.3

PH: 6.5 Temperatura: 15°C  Análisis del suero resultante de la producción de queso. °Brix: 6.1 Densidad: 1.3 PH: 6.4 Temperatura: 18 °C  Peso Peso Peso Peso  Peso Peso

y distribución inicial de la leche. inicial de la leche: 5.750 ml. de la leche para el cuajo en pastilla: 250 ml. de la leche para el cuajo en polvo: 250 ml. del queso y suero final. del queso o sustrato catalizado de la leche para el cuajo en

polvo: 850 gr. Peso del sustrato no catalizado de la leche para el cuajo en polvo 1350 ml. Peso del queso o sustrato catalizado de la leche para el cuajo en la pastilla: no catalizado. Peso del sustrato no catalizado de la leche para el cuajo en polvo: no catalizado. Los coagulantes empleados en la práctica de elaboración de queso con distintos coagulantes fueron de origen fúngico y químico, por ello los resultados fueron el siguiente: Coagulante A proteasas químico (polvo). Los resultados de estos fueron efectivos con la cantidad y temperatura establecida según normas técnicas. Este cuajado resulto exitoso por la eficacia del coagulante utilizado. Coagulante B proteasas fúngicas (pastillas). Los resultados de estos fueron desfavorables puesto que en este caso a una cantidad y temperatura establecida no se dio la coagulación de la misma leche utilizada. Esto por motivos múltiples del coagulante ya sea fecha de vencimiento, utilización de normas actuales en cuanto a cantidades, calidad de la leche, etc. IV.2. DISCUSIONES.

El cuajo se aplica una vez que la temperatura de la leche se fija en 3032°C. Se aplican 10 mL de cuajo fuerza 1:10,000 por cada 100 litros de leche; se agita brevemente la leche para distribuirlo bien y se deja reposar. Para determinar el momento óptimo de cuajado se introduce un cuchillo en la cuajada; si el cuchillo sale totalmente limpio, la cuajada está lista para cortarse. Normalmente el tiempo de cuajado varía entre 15 y 35 minutos, dependiendo, entre otros factores, del tipo de cuajo y del volumen de leche. Andrés A. Ortiz 1995 La leche calentada hasta 33‐34º C se le agrega los aditivos (Cuajo líquido y cultivos lácticos mesófilos) y se agita para lograr una distribución homogénea de los aditivos. Esta operación es realizada en un tiempo aproximado de 10‐15 minutos.La mezcla inoculada coagula totalmente a 33‐34° C durante un periodo de 30‐40 minutos. Silva, S. Y colaboradores. 1998 La coagulación enzimática se produce cuando se añade cuajo a la leche. Durante siglos se ha utilizado en quesería cuajo animal, es decir, el enzima renina extraída del cuarto estómago de los rumiantes lactantes. Las dificultades de aprovisionamiento a nivel mundial de cuajo, junto con el aumento de precio de las preparaciones comerciales del enzima, han favorecido el desarrollo de otros enzimas coagulantes, tanto de origen animal (pepsinas bovina y porcina), como de origen microbiano (proteasas fúngicas, etc.) o vegetal (flores de Cynara cardunculus, etc.). E1 cuajo es un enzima proteolítico que actúa desestabilizando a la caseína, lo que da lugar a la formación de un «gel» o coágulo que engloba al suero y los glóbulos grasos en su interior. En los quesos frescos, de coagulación fundamentalmente láctica, se utilizan pequeñas cantidades de cuajo y se opera a temperaturas bajas (15-20° C) R para evitar la actividad óptima del enzima. Corazón de María, 28002. Caliente la leche hasta 71ºC Agitando continuamente para no tener defectos en la cuajada evite que la leche sobrepase esta temperatura. Cuando alcance los 71ºC retírela del fuego pásela a una alberca con agua fría limpia. Cuando llegue a 40ºC Agregue la solución de cloruro de calcio necesario. Alfa-laval (1990). Se agrega entre 7 y 10 cc de cuajo líquido por cada 100 litros de leche o bien 2 pastillas para 100 litros (siga las instrucciones del fabricante). Se agita la leche durante un minuto para disolver el cuajo y luego se deja en reposo para que se produzca el cuajado, lo cual toma de 20 a 30 minutos a una temperatura de 38-39 °C. Santos Moreno, A. Manual de Elaboración

de Productos Lácteos. Universidad Autónoma Chapingo, Depto Ingeniería Agroindustrial. Mayo 2001.

V.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

V.1. Conclusiones  El cuajo es una sustancia presente en el abomaso de loa mamíferos rumiantes. Contiene principalmente la enzima llamada rennina, pero este producto es escaso en el mundo y es muy costoso, por lo que los investigadores han buscado sustitutos como la pastilla que es un 

cuajo químico. Los tiempos de coagulación dependen mucho de la hora que se le agrega el cuajo a la leche, y también al poder del cuajo, en este caso la práctica, nos dio que la muestra mejor cuajada fue el que contiene el cuajo en menor tiempo, porque el que contiene el cuajo de pastilla



no coaguló rápido. En el comportamiento productivo de los cuajos, se registraron en el macerado de la leche, obteniendo la cuajada con el cuajo artificial



(polvo). La enzima cuajo en pastilla, no realizo en proceso de la cuajada, porque adicionaron en mayor cantidad.

V.2.

Recomendaciones Realizar la determinación de la totalidad de cuajo, para 2.5 litros, tanto del cuajo en pastilla y el cuajo en polvo.

Al momento de adicionar los cuajos en la leche, se homogeniza. Determinar el tiempo de cuajada, con los distintos cuajos, en polvo y pastilla.

VI.

REFERNCIA BIBLIOGRÁFICA

 BONILLA, José. “Manual Didáctico sobre métodos analíticos para el Control de Calidad en la Leche y sus Productos”. Universidad Técnica Particular de Loja. Loja- Ecuador. 1994.  CAMERON, Fox. ALLAN Brian. “Ciencia de los Alimentos, Nutrición y Salud”. México. Editorial LIMUSA. 1998.  CRISPINO, Georgia. “Componentes Químicos y Microbiológicos de la Leche”.

PROGRAMA

ESPOCH

ITALIA.

Facultad

de

Ingeniería

Zootécnica. 1990.  INEN Norma Técnica Ecuatoriana. Leche Cruda, Requisitos INEN NTE 9; 2002. Tercera Revisión.  Swaisgood, H.E. (1996). Characteristics of milk. En O. Fennema, Food chemistry, 3ª ed. (pp. 842-878. New York: Marcel Dekker Inc.  INEN Norma Técnica Ecuatoriana. Leche Cruda, Requisitos INEN NTE 9;2002. Tercera Revisión.

 &INEN Norma Técnica Ecuatoriana. Leche Pasteurizada, Requisitos INEN NTE 10;2003. Tercera Revisión.  LARRAÑAGA, CARBALLO, et, al. “Control e Higiene de los Alimentos”. Editorial. Mc Graw Hill. Madrid España 1999.  REVILLA AURELIO. Tecnología de la leche. 3° Edición. 1996.  SCHNEIDER KARL /ARROYO MANUEL. Tratado Práctico de los análisis de leche. Pág.17

VII.

ANEXO