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UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD

ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA CONTENIDO DIDCTICO DEL CURSO: 211613 - PROCESOS LACTEOS

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA PROGRAMA DE INGENIERA DE ALIMENTOS

211613 PROCESOS LACTEOS

Unidad Uno

Ciencia de la leche

CLEMENCIA ALAVA VITERI (Director Nacional)

LUCAS FERNANDO QUINTANA FUENTES Acreditador



PASTO Noviembre de 2011

ASPECTOS DE PROPIEDAD INTELECTUAL Y VERSIONAMIENTO

El presente mdulo fue diseado en el ao 2011 por la ingeniera Clemencia Alava Viteri, Docente ocasional de la UNAD, ubicada en el CEAD Pasto. La ingeniera Clemencia Alava Viteri es Ingeniera de Alimentos, especialista en Pedagoga para el Desarrollo del Aprendizaje Autnomo y termino estudios de Maestra en Gerencia para el Desarrollo de Programas para la Inocuidad de Alimentos en la Universidad para la Cooperacin Internacional de Costa Rica ubicada en San Jos de Costa Rica. Se ha desempeado como tutora de la UNAD en el programa de Ingeniera de Alimentos desde el ao 2003, directora del curso Trabajo de Grado Tecnologa de Alimentos y Decana Espejo de la Escuela de Ciencias Bsicas Tecnologa e Ingeniera para la Zona Centro Sur de la UNAD desde el ao 2008.

El presente material se ha diseado con el fin de servir de gua y acompaamiento de los estudiantes del curso Procesos Lcteos; curso, correspondiente al plan de estudios del programa de Ingeniera de Alimentos ofertado en la universidad en la Escuela de Ciencias Bsicas Tecnologa e Ingeniera desde el ao 2010.

El Magster Lucas Fernando Quintana; Docente de carrera de la UNAD adscrito al programa de Ingeniera de Alimentos en el Cead de Bucaramanga, apoy en la revisin del material contribuyendo con valiosos aportes en lo disciplinar, didctico y pedaggico; as como tambin en la revisin del estilo durante el proceso de acreditacin del presente material desarrollado en el ao 2011.



INTRODUCCIN

La industria del sector lcteo siempre ha ocupado un lugar preponderante en la economa de Colombia. En la dcada de los aos 70 e incluso hasta finalizar el siglo XX este rengln de la economa era considerada como actividad que sustentaba la economa de la zona rural del pas. Sin embargo, esta condicin ha cambiado en los ltimos aos y las grandes industrias siguen posicionndose cada vez ms en el mercado nacional e internacional; pero tambin, las pequeas y medianas empresas han ido escalando y en las plantas lecheras de todo el pas sin importar la dimensin de las mismas se llevan a cabo procesos con la implementacin de tecnologa sin dejar de lado la procura de mantener el valor alimenticio de la leche y los productos obtenidos a partir de la trasformacin de la misma con el fin de ofertar al consumidor productos de excelente calidad higinico sanitaria, sensorial y nutricional.

Una de las debilidades que trata de subsanar la universidad es la preparacin de profesionales idneos en este tema, capaces de estandarizar procesos e innovar en este campo de acuerdo a las necesidades locales y perspectivas de las empresas de este sector. Desde lo anterior, este material pretende fortalecer el proceso de aprendizaje del curso Procesos Lcteos para los estudiantes del programa de ingeniera de alimentos y para los cuales en donde este curso sea tomado como electivo de acuerdo a las expectativas de los estudiantes. El material pretende ofrecer informacin tcnico cientfica relacionada con la leche, su naturaleza, estandarizacin de procesos, maquinaria y equipo empleada en la industria lctea y dems temticas afines.

El mdulo que se presenta; consta de tres unidades de estudio. Las cuales tratan contenidos relacionados con la leche en su primera unidad y las dos siguientes con los diferentes procesos de transformacin a que es sometida la leche.

Finalmente, el mdulo presenta recursos bibliogrficos adicionales al presente material para que el estudiante haga uso de ellos y pueda profundizar un poco ms en los contenidos que se presentan, as como tomarlos como referencia en la realizacin de algunos de los captulos del trabajo de grado si fuere necesario.



INDICE DE CONTENIDO

INTRODUCCIN UNIDAD I. CIENCIA DE LA LECHE

Capitulo 1. Qumica de la leche.

Leccin 1: Importancia de la industria de la leche en el contexto nacional.

Leccin 2: obtencin de la leche

2.1. Glndula mamaria.

2.2 Produccin de leche en el animal:

Leccin 3. Composicin de la leche

3.1 Materia Grasa

3.2 Protenas.

3.3 Lactosa

3.4 Sustancias minerales

3.5 Enzimas.

3.6 Vitaminas.

Leccin 4. Propiedades fsico qumicas de la leche

4.1 Densidad

4.2 Punto de ebullicin.

4.3 Punto de Congelacin

4.4 Calor especifico

4.5 Tensin superficial.

4.6 Viscosidad



4.7 Conductividad elctrica de la leche.

4.8 ndice de refraccin de la leche

4.9 Acidez de la leche

4.10 pH

Leccin 5. Control de calidad de la leche.

Capitulo 2.Microbiologa de la leche.

Leccin 6. Bacterias.

Leccin 7. Levaduras y Mohos

Leccin 8. Fuentes de microorganismos en la leche

8.1 Ubre del animal

8.2 Equipo de ordeo

8.3 Personal manipulador

8.4 Instalaciones locativas

Leccin 9. Destruccin trmica de microorganismos

Leccin 10. Sistema antimicrobiano de la leche

Captulo 3. Propiedades reolgicas de la leche

Leccin 11. Definicin reologa

Leccin 12. Conceptos bsicos en el estudio de la reologa

12.1 Fuerza y esfuerzo

12.2 Tensin

12.3 Fluido

12.4 Deformacin y deformacin relativa

12.5 Flujo y Velocidad de Deformacin Leccin 13. Materiales slidos.



13.1 Slido de Hooke

13.2 Mdulo de rigidez

13.3 Mdulo de Young

13.4 Coeficiente de Poisson

13.5 Mdulo de compresin o volumen

13.6 Ejemplo de material slido Leccin 14. Lquidos Newtonianos y no Newtonianos

Leccin 15. Caractersticas reolgicas de la leche



LISTADO DE TABLAS

Listado de tablas pgina Tabla 1. Colombia-produccin mensual de leche 1991-2008.

Tabla 2. Composicin de la leche de varias especies de mamferos

Tabla 3. Caractersticas de las casenas.

Tabla 4. Caractersticas de las enzimas presentes en la leche.

Tabla 5. Vitaminas presentes en la leche.

Tabla 6. Pruebas control de calidad de leche

Tabla 7. Mdulos de Young. Tabla 8. Coeficientes de Poisson

Tabla 9. Dilucin acuosa y coeficiente de viscosidad de la leche

Tabla 10. Relacin entre la presin de la homogenizacin y la viscosidad de la leche

Unida dos

Tabla 11. Comportamiento del pH y la viscosidad de la leche descremada con relacin al tiempo de almacenamiento.



LISTADO DE GRFICOS Y FIGURAS Listado de figuras pgina Figura 1. Distribucin geogrfica zonas de produccin de leche en Colombia.

Figura 2. Distribucin porcentual de la leche por establecimiento. Figura 3. La ubre de la vaca. Figura 4. Como se produce la leche. Figura 5. Representacin esquemtica de la Alanina Figura 6. Concentracin de iones H y OH. Figura 7: Representacin Resistencia Trmica de los Microorganismos Figura 8: Representacin cintica de primer orden Figura 9: Curva de supervivencia de una especie microbiana sometida a calentamiento a una temperatura de TC.

Figura 10. Valores de D a diferentes tiempos (t) en un volumen dado en un medio de cultivo.

Figura 11. Curva del tiempo de reduccin trmica. Figura 12. Esfuerzo en funcin de la deformacin relativa para una muestra de goma de silicona sometida a cizallamiento simple.

Figura 13. Efecto de la cizalladura de un cubo. Figura 14. Aplicacin de una deformacin axial y lateral en el clculo del coeficiente de Poisson.

Figura 15. Diagrama de un fluido en flujo cortante simple. Figura 16. Representacin lineal de la viscosidad en un lquido newtoniano.

Figura 17. Representacin de la viscosidad en un lquido no newtoniano Figura 18. Relacin entre la temperatura y el coeficiente de viscosidad de la leche entera.



PROCESOS LACTEOS

PROTOCOLO ACADMICO

FICHA TCNICA NOMBRE DEL CURSO PROCESOS LACTEOS

PALABRAS CLAVES Leche qumica de la leche propiedades fsicas de la leche- reologa de la leche- microbiologa de la leche_ Termizacin_ Pasterizacin LTLT_ Pasterizacin HTST- transferencia de calor calentamiento enfriamiento separadoras de grasa- homogenizacin- automatizacin- leche larga duracin- leches concentradas leche en polvo cultivos lcteos acidificados- yogurt- kfir- mantequilla- productos para untar- queso- quesos duros- quesos semiduros- queso azul- queso Camembert- Queso Cottage Lacto suero Leches concentradas- leche en polvo- helado.

INSTITUCIN Universidad Nacional Abierta y a Distancia. UNAD. CIUDAD Pasto Colombia

AUTOR Clemencia Alava Viteri

AO Agosto 2011 UNIDAD ACADMICA Escuela de Ciencias Bsicas Tecnologa e

Ingeniera. ECBTI.

CAMPO DE FORMACIN Disciplinar REA DE CONOCIMIENTO Ciencias aplicadas de Ingeniera de alimentos CRDITOS ACADMICOS 3 TIPO DE CURSO Metodolgico (terico prctico) DESTINATARIOS Estudiantes formales



COMPETENCIA GENERAL DE APRENDIZAJE

Al finalizar el curso el estudiante estar en capacidad de:

Disear y estandarizar procesos para el desarrollo de productos lcteos mejorados o nuevos.

Adoptar o mejorar tecnologa de productos autctonos lcteos de mayor produccin en la regin.

Seleccionar, equipos para las diferentes operaciones en los procesos de la industria lctea.

Presentar proyectos que apunten al desarrollo de productos lcteos regionales para el mejoramiento de calidad de vida de las poblaciones de la regin.

METODOLOGA DE OFERTA A distancia y virtual FORMATO DE CIRCULACIN Ambiente Web e impreso en papel. DENOMINACIN DE UNIDADES DIDCTICAS

Unidad I. Ciencia de la leche.

Captulo1.qumica de la leche.

Leccin 1. Importancia de la industria de la leche en el contexto nacional

Leccin 2. Obtencin de la leche

Leccin 3. Composicin de la leche.

Leccin 4. Propiedades fsico qumicas de la leche.

Leccin 5. Control de calidad de la leche

Capitulo 2. Microbiologa de la leche

Leccin 6. Bacterias


Leccin 8. Fuentes de microorganismos en la leche

Leccin 9. Destruccin trmica de microorganismos

Leccin 10. Sistema antimicrobiano de la leche

Capitulo.3.Propiedades reolgicas de la leche.

Leccin 11. Definicin y conceptos bsicos en el



estudio de la reologa

Leccin 12. Definiciones bsicas en el estudio de la reologa

Leccin 13. Materiales slidos

Leccin 14. Lquidos Newtonianos y no Newtonianos

Leccin 15. Caractersticas reolgicas de la leche



UNIDAD I. CIENCIA DE LA LECHE

UNIDAD 1

Nombre de la Unidad Ciencia de la leche Introduccin La presente unidad pretende introducirnos en los principales

conceptos de leche que facilitarn la revisin de las unidades posteriores concentradas en la estandarizacin y elaboracin de diversos productos derivados de la leche. La presente unidad enfatiza los contenidos que se relacionan con la composicin de la leche, microbiologa de la leche y propiedades reolgicas de la leche; de vital importancia en cuanto a la naturaleza de la leche y el aporte en el desarrollo de procesos lcteos.

Justificacin Los conceptos que se desarrollan en la unidad son importantes porque corresponden a la naturaleza de la leche y su incidencia en el desarrollo de procesos lcteos.

Intencionalidades Formativas

Las intencionalidades formativas del presente curso estn constituidas por los propsitos, objetivos, competencias y metas de aprendizaje. Propsitos: Que los estudiantes reconozcan conceptos relacionados con las propiedades de la leche, la microbiologa que se encuentra estrechamente relacionada con la leche y su incidencia en el comportamiento de la misma y en la elaboracin de productos lcteos as como tambin conceptos relacionados con la reologa y su incidencia en la leche y sus derivados por la importancia que este concepto representa en las operaciones unitarias que se desarrollan en los procesos lcteos.

Promover en los estudiantes el espritu investigativo a travs de la resolucin de estudios de caso que lleven al anlisis y reflexin para la propuesta de soluciones al caso planteado.

Fortalecer las competencias comunicativas, actitudinales a travs del trabajo individual y grupal que promuevan la interaccin y respeto por las ideas de los dems.

Propiciar autorregulacin del proceso de aprendizaje as como auto evaluacin, coevaluacin y heteroevaluacin del proceso de aprendizaje del curso procesos lcteos.



Objetivos: Conocer la qumica de la leche y su incidencia en la estandarizacin y elaboracin de derivados lcteos.

Identificar la flora microbiana presente en la leche as como la que puede ser susceptible de estar presente por agentes externos y el efecto en las caractersticas fisicoqumicas y sensoriales de la leche fresca, procesada as como en los derivados lcteos.

Reconocer la importancia de la reologa en las operaciones unitarias que se llevan a cabo en los procesos de lcteos

Competencias:

El estudiante conceptualiza, identifica y relaciona adecuadamente los conceptos bsicos en cuanto a la ciencia de la leche y su incidencia en los procesos de lcteos.

El estudiante comprende e interpreta los conceptos adems de que argumenta y propone soluciones a las problemticas planteadas.

Metas

Al finalizar el desarrollo de la primera unidad:

El estudiante estar en la capacidad de identificar las propiedades de la leche y su incidencia en los procesos de lcteos.

El estudiante estar en capacidad de reconocer la flora microbiana presente en la leche y el efecto que esta tiene en las caractersticas de la leche fresca como en la elaboracin de productos lcteos.

El estudiante reconoce la importancia que los conceptos de reologa tienen en las operaciones unitarias de los procesos lcteos.

Denominacin de captulos

Capitulo 1.qumica de la leche.

Capitulo 2. Microbiologa de la leche.

Capitulo 3.Propiedades reolgicas de la leche.



CAPITULO 1: QUIMICA DE LA LECHE

Leccin 1. Importancia de la industria de la leche en el contexto nacional.

Antes de iniciar con el desarrollo de los contenidos relacionados con el curso de Procesos de Lcteos es importante mencionar la pertinencia de los mismos desde una breve presentacin de la produccin de leche y la importancia que el sector lcteo tiene en la economa nacional.

La agroindustria en Colombia segn el documento Conpes 2537 relativo a la poltica nacional de competitividad y productividad, identifica doce cadenas significativas, entre las que se encuentran principalmente la produccin lctea por tener regiones en donde este rengln ocupa un lugar preponderante dentro de su en la economa regional incidiendo en la nacional.

La cadena lctea se compone de dos eslabones principalmente; el primero, tiene que ver con la produccin de leche cruda y el segundo corresponde al eslabn industrial caracterizada por la produccin de productos tales como la leche: pasteurizada, ultra pasteurizada, evaporada, condensada, en polvo, maternizada, instantnea, cidas o fermentadas, crema acidificada, leches saborizadas, dulces de leche, mantequilla, y quesos. De otra parte, organizacionalmente la cadena lctea cuenta con actores de naturaleza institucional los cuales se encuentran agrupados por medio de gremios, asociaciones y cooperativas especialmente.

Por lo tanto, los productores de leche y de carne estn representados por Federacin Colombiana de Ganaderos (FEDEGAN); el cual, se encuentra conformado por comits regionales en todo el territorio de Colombia. Asociacin Nacional de Productores de Leche (ANALAC) que concentra a los productores de zonas especializadas en produccin de leche. Desde el sector productivo se tiene como principales acopiadores y procesadores de leche a la Federacin Colombiana de Cooperativas de Productores de Leche FEDECOLECHE que afilia a cooperativas como Cooperativa Lechera de Antioquia (COLANTA),Cooperativa Industrial Lechera De Colombia (CILEDCO), Cooperativa Integral Lechera del Cesar (COOLESAR), Cooperativa de Productos Lcteos de Nario (COLACTEOS). Y las pequeas y medianas empresas de este sector se encuentran reunidas en la Asociacin Colombiana de Procesadores de la Leche (ASOLECHE) y en la Asociacin de Procesadores Independientes de la Leche que agrupa a empresas del sector privado. Todos ellos cuentan con el apoyo de la Asociacin Nacional de Empresarios de Colombia (ANDI), agremiacin sin nimo de lucro que tiene como objetivo difundir y propiciar los principios polticos, econmicos y sociales de un sano sistema de libre empresa (ANDI, 2010)



Finalmente, en el ao 2004 a travs de la cadena productiva de la leche se instaur el Consejo Nacional Lcteo (CNL), entidad que tiene como propsito agrupar a los representantes del sector privado con el sector pblico para tratar diferentes temas relacionados con la actividad lechera.

Uno de los temas sobre el cual el Consejo ha avanzado significativamente es en el diseo e implementacin del Acuerdo de Competitividad Lctea, cuya finalidad es el establecimiento de polticas que permitan mejorar la calidad de la leche a travs de un sistema de incentivos que consideran apoyo y acompaamiento a productores y procesadores para lograr tales fines.

Como bien ha podido referirse la cadena de leche en su eslabn industrial presenta una serie de avances substanciales. Al respecto FEDEGAN y el Departamento Administrativo Nacional de Estadstica (DANE); establecen que la produccin lechera de Colombia tiene su asiento en cuatro regiones:

1. Regin Atlntica, (40%) conformada, en orden de importancia productiva, por los departamentos de Cesar, Magdalena, Crdoba, Atlntico, Guajira, Sucre y Bolvar. 2. Regin Occidental, (17%) conformada, en orden de importancia productiva por los departamentos de Antioquia, Caquet, Huila, Quindo, Caldas y Risaralda.

3. Regin Central, (34%) conformada por los departamentos de Cundinamarca (Sabana de Bogot), Boyac, Meta y Santanderes. 4. Regin Pacfica, (9%) conformada por los departamentos de Valle del Cauca, Nario, Cauca, y Alto Putumayo.

En la figura 1. Se muestra la distribucin geogrfica de las zonas de produccin de leche en Colombia:



Figura 1. Distribucin geogrfica zonas de produccin de leche en Colombia. Fuente: Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural de Colombia. (1999). De otra parte, la tabla 1. Muestra la produccin mensual de leche durante el perodo comprendido entre los aos 1991 2008:

Tabla 2. Colombia-produccin mensual de leche 1991-2008. Fuente: ANALAC (2008)

Segn ANALAC(2010) Colombia en el ao 2008 alcanz una cifra cercana a los 6.000.000 de litros; en la tabla 1se muestra la produccin de leche en Colombia desde el ao 2002 hasta el 2008; en ella pude observarse que, la produccin de leche ha venido aumentando de una forma constante, desplazando notablemente la economa agrcola especialmente en lo que tiene que ver con la produccin de cereales como trigo, cebada y maz, produccin en la que Colombia, hasta hace pocos aos fuera autosuficiente, pues abasteca gran parte de las necesidades nacionales. Sin embargo en este momento las exportaciones superan niveles del 75% del consumo. FENALCE (2006).



Produccin de derivados lcteos en Colombia:

En la Figura2 se observa grficamente informacin suministrada por la cadena de competitividad lctea relacionada con la distribucin porcentual de la leche en lo referente a registros industriales establecidos para tal fin.

Figura 2. Distribucin porcentual de la leche por establecimiento. Fuente: Cadena de competitividad lctea.

En la figura 2 se observa que el primer lugar lo encabeza la produccin de leche lquida pasteurizada con un 48%, le sigue el sector dedicado a la produccin de helados y postres con un 18%; encontrndose en el mismo lugar la produccin de quesos. En los ltimos lugares se ubican la fabricacin de leches cidas y de productos conservados con un 9% y 7% respectivamente.

Finalmente y despus de observar la informacin presentada en cuanto a este rengln de la economa agropecuaria se puede concluir que la produccin de leche en Colombia ha aumentado de manera progresiva en los ltimos aos permitiendo incrementar el consumo de este producto; representado, en la leche lquida pasterizada y los derivados lcteos lo que dinamiza positivamente este sector agroindustrial que sin duda mejora la calidad de vida pues se generan empleos directos e indirectos generando incremento en la productividad laboral. Desde el desempeo profesional de los Ingenieros de Alimentos se abre un camino lleno de posibilidades de desempeo en este campo ms aun cuando la economa globalizada a la cual no es ajena Colombia incita a que la calidad sea la herramienta bandera para competitividad.

Leccin 2. Obtencin de la leche

2.1. Glndula mamaria.

La glndula mamaria de la vaca o ubre est dividida en cuatro cuartos y en dos mitades de dos cuartos cada una. Fernndez (1988). A su vez, estas mitades se encuentran



separadas por un tejido fibroso elstico que acta como elemento de sostn del tejido glandular. La ubre se encuentra ubicada en la pared inferior del abdomen sujeta por los ligamentos superiores centrales, los ligamentos superiores laterales y la piel y en el interior de la ubre se concentra el tejido glandular. Desde lo anterior se tiene que la glndula mamaria est compuesta por: Ligamento suspensor central ligamento suspensor lateral tejido glandular y piel. Como se observa en la figura la siguiente figura:

Figura 3. La ubre de la vaca. Fuente: Disponible en: www.agrobit.com/Info_tecnica/Ganaderia/prod.../GA000019pr.htm. Consultado octubre 2011.

Los cuartos de la ubre se encuentran separados entre s por una membrana; por tanto, la leche producida por un cuarto no puede pasar a otro y por ende la leche producida por un cuarto se excreta nicamente a travs de su pezn.

Cada cuarto de la ubre est formada por tejido conjuntivo, tejido glandular (en donde se forma la leche) y una red de vasos sanguneos y fibras nerviosas. Se dice que el tejido glandular tiene aspecto de esponja el cual se dilata cuando hay secrecin de leche y se contrae cuando no contiene leche.

Como partes de la glndula mamaria se tienen: Alveolos, canales de la leche, cisterna de la ubre, cisterna del pezn, esfnter del pezn. Teniendo como referente las partes de la leche se presenta el ciclo de produccin de leche en la glndula mamaria:

1. En los alveolos, que presentan forma de racimos y en las clulas que tapizan las paredes de los alveolos tiene lugar la formacin de leche a partir de sustancias nutritivas que lleva la sangre al circular por los vasos sanguneos que rodean exteriormente los alveolos. De la sangre, los alveolos toman los elementos como grasas, protenas y lactosa; adems, de agua, sales minerales para formar la leche. Se dice que se necesita 500 litros de sangre para producir un litro de leche. Fernndez et al.(1988).



2. La leche formada en los alveolos se descarga en los canales de leche; los cuales son los encargados de trasportar la leche hasta la cisterna de la ubre llamado espacio hueco y tiene por funcin de acumular y almacenar la leche.

3. En la cisterna de la ubre, existe otro espacio denominado cisterna del pezn que tambin tiene la funcin de almacenar la leche aunque en menor cantidad que la cisterna de la ubre.

4. En la parte inferior del pezn se tiene un canal que est rodeado de un msculo de cierre denominado esfnter del pezn que impide que la leche gotee entre los ordeos.

Extraccin de la leche:

Para extraer la leche producida en los alveolos es necesario tener en cuenta la accin del hombre y la disposicin de la vaca. En ese sentido, se debe proveer un ambiente tranquilo para que el animal se relaje y colabore en la extraccin de la leche.

Para iniciar con el ordeo; es necesario que el ordeador de un masaje a la ubre con el fin de estimular las fibras nerviosas que llevan el mensaje al cerebro provocando la excrecin de la hormona oxitocina. Cuando esta hormona es excretada, las fibras musculares que rodean los alveolos se contraen y la leche baja a las cisternas. Se tiene que cuando el animal es estresado y tiene dolor, el organismo libera la hormona adrenalina cuyo efecto es impedir la bajada de la leche.

Lo anterior se describe en la siguiente figura:

Figura 4.Como se produce la leche. Fuente: Disponible en: www.agrobit.com/Info_tecnica/Ganaderia/prod.../GA000019pr.htm. Consultado octubre 2011.



2.2 Produccin de leche en el animal:

En el ciclo de produccin de leche en el animal se da en cuatro periodos en donde su comportamiento es diferente y se detalla a continuacin:

Periodo de lactancia: Es el perodo comprendido entre dos partos consecutivos y el animal permanece en constante produccin de leche; contando, que en los primeros das despus del parto hay secrecin de calostro cuya composicin es distinta a la de la leche y se utiliza en la alimentacin de los terneros por su alto valor nutritivo. La mxima produccin de leche se alcanza alrededor del segundo y tercer mes de lactancia.

Periodo de Ordeo: Este periodo comienza desde el sexto da aproximadamente cuando cesa la secrecin de calostro hasta el decimo mes en donde el animal; en ese caso la vaca, se encuentra en el sptimo mes de gestacin teniendo en cuenta que al tercer mes despus de transcurrido el parto, el animal es cubierto nuevamente (preado)

Periodo de mxima produccin: Como se mencion anteriormente la mxima produccin de leche se alcanza alrededor del segundo y tercer mes de lactancia.

Periodo de secado: Ocurre al final del sptimo mes de gestacin aclarando que el periodo de gestacin tiene un lapso total de tiempo de nueve (9) meses; iniciando en el tercer mes de trascurrido el parto.

La produccin de leche de una vaca en un perodo de lactancia puede presentarse en una curva de lactancia. (Fernndez, 1988).

Periodo de lactancia: Desde el parto hasta el sptimo mes de gestacin Periodo de ordeo: desde los cinco das despus del parto hasta el sptimo mes

de gestacin Mxima produccin de leche: alrededor del segundo y tercer mes de lactancia Periodo seco: entre el sptimo y noveno mes de gestacin (dos meses) Siguiente cubierta: entre el segundo y tercer mes despus del parto.

Leccin 3. Composicin de la leche.

La leche de diversos mamferos es utilizada para consumo humano y como materia prima para la elaboracin de diversos productos lcteos. Sin embargo, la leche de vaca es la ms empleada sin desconocer que se producen derivados lcteos como bebidas fermentadas y quesos a partir de leche de bfala, cabra y oveja. Es as que en pases como India, Pakistn, Egipto e Italia utilizan cantidades importantes de leche de bfala. En pases mediterrneos se usa leche de oveja para la elaboracin de quesos como el



roquefort. En el presente material se har referencia especialmente a la leche de vaca, por ser la ms empleada y la de mayor uso en Colombia.

La leche es variable en su composicin no solo de una especie a otra, sino tambin entre razas de una misma especie y entre individuos de una misma raza como puede observarse en la tabla 2. En ese sentido, la naturaleza de la leche en cierto modo explica la gran variedad de productos lcteos que pueden ser elaborados ya que pequeas diferencias existentes entre leches de especies o de razas repercuten en las propiedades y caractersticas de los productos procesados.

La leche se define como el producto de secrecin de las glndulas mamarias de las hembras mamferas, sanas, destinadas a la alimentacin de la cra. Qumicamente la leche es un lquido complejo en la que sus diversos componentes se encuentran en diferentes estados de dispersin en donde se dan efectos de unos sobre otros.

Tabla 2. Composicin de la leche de varias especies de mamferos. Fuente: ICTA, 1993. Tecnologa de elaboracin de quesos maduros. Composicin por 100gr. Vaca Cabra Oveja Bfala Extracto seco total 12.5 13.6 19.2 17.8 Materia grasa 3.5 4.3 7.5 7.5 Lactosa 4.7 4.5 4.5 4.7 Sales 0.8 0.8 1.1 0.8 Materia nitrogenada total 3.5 4.0 6.0 4.8 Lactosa 2.7 3.0 4.6 3.8

La composicin de la leche determina la calidad nutricional de la misma y el uso que se le da en la transformacin como materia prima en la elaboracin de productos lcteos. Los componentes principales son los que se encuentran en mayor concentracin; sin embargo, no quiere decir esto que sean los ms importantes pues algunas sustancias presentes en menor cantidad pueden tener un papel importante. Un ejemplo de lo anterior, es el papel de las enzimas las cuales por su rol de catalizadores influyen notablemente en las reacciones de fermentacin que se dan en la leche influyendo en algunos casos en el deterioro o cambios en el olor y sabor de los productos fermentados como en los quesos maduros.

3.1 Materia Grasa.

Los componentes grasos de la leche son en gran parte responsables del sabor, aroma y textura de los productos lcteos en especial en quesos y helados. En ese sentido, quesos elaborados con bajos porcentajes de grasa generalmente tienen una consistencia dura, su sabor es suave y el aroma no es tan predominante. Por su parte, la grasa en los helados es responsable de la palatabilidad del helado en la boca. La grasa tambin puede ser hidrolizada por enzimas como la lipasa y se da cuando la leche es transportada en condiciones inadecuadas que provocan agitacin fuerte ocasionando rancificacin lipoltica que desencadena deterioro en la leche fresca.



La materia grasa de la leche se encuentra dispersa en pequeos glbulos esfricos que tienen tendencia a reunirse formando pequeos racimos. La estructura y composicin de la materia grasa presenta algunas caractersticas contiene una proporcin relativamente alta de cidos grasos de bajo peso molecular en especial de cido butrico diferencindola de otras grasas animales.

Los glbulos grasos contienen un ncleo rodeado de una pelcula que algunos autores denominan membrana. El ncleo est compuesto por triglicridos los cuales constan de glicerina y diversos cidos grasos. Spreer (1975). La membrana est formada por varias capas; dentro de la que se destaca la capa de fosfolpidos (fosftidos) caracterizados por contener en su composicin fosforo. Los fosfolpidos son agentes emulsionantes; los cuales por un manejo inadecuado son los responsables del olor a pescado en la mantequilla y leche en polvo al producir trimetalmetina por oxidacin de los cidos grasos. Los fosfolpidos ms importantes de la leche son la lecitina, cefalina y esfingomielina. Rivera (1995)

3.2 Protenas.

Las protenas tienen especial importancia en la elaboracin del queso pues se constituyen en el elemento fundamental en su elaboracin puesto que el queso se constituye la masa coagulada de protenas insolubles de la leche por accin enzimtica o cida. Desde lo anterior se requiere de un control constante desde la factora.

Los componentes fundamentales de las protenas son los aminocidos los cuales se combinan a travs de enlaces peptdicos, puentes de disulfuro, enlaces de hidrogeno y enlaces inicos para formar polipptidos y stos protenas. Spreer et al.(1975). Los aminocidos son cidos orgnicos que llevan el grupo amino (-NH2) unido a un resto hidrocarbonado tal como se observa en la figura 3.

CH3-CH-COOH

Figura 5. Representacin esquemtica de la Alanina Fuente: Pine, S.; Hendrickson, J. 1982. Qumica orgnica. Mc Graw-Hill.

Se conocen aproximadamente cincuenta (50) aminocidos; de los cuales, nueve (9) son esenciales, que significa que el hombre no los puede sintetizar y se hace necesario consumirlos en la dieta alimenticia.

Dentro de las protenas de la leche se consideran la casena y las protenas del suero.

NH2



a) Casena: es el componente principal de la protena lctea constituyendo un 80% del total de las protenas de la leche. Revilla (1976). La casena pasa a formar parte del queso una vez que la leche es sometida a procesos tecnolgicos. Forma parte de las protenas que contiene fosfato y es especfica de la leche y precipita a un pH de 4.6. (ICTA, 1993). En la casena se distinguen cuatro tipos de cadenas polipeptdicas, llamadas casena alfa S1, alfa S2, beta y kappa. Estas cadenas polipetdicas son de inters tecnolgico pues de la composicin de estas depende en gran parte la coagulacin de la leche.

La casena alfa S1 tiene un contenido elevado de fosforo, es hidrfoba y sensible al calcio en todas las temperaturas. La casena alfa S2 se distingue de las otras casenas por su mayor sensibilidad al calcio, dbil hidrofobicidad, es estabilizada por la casena kappa en medio clcico. La casena beta es muy hidrfoba sensible al calcio a temperatura ambiente a 20C. La cual cuando se produce una ruptura enzimtica de sus enlaces peptdicos da lugar a fragmentos C terminales de la casena beta y casena kappa. Esta ltima tiene un papel preponderante pues es soluble en presencia de calcio a todas las temperaturas presentando un poder estabilizante frente al calcio; as tambin ejerce un papel de coloide protector que permite la formacin de micelas estables en presencia de calcio. En la tabla 3 se presentan las principales caractersticas de las casenas.

Tabla 3. Caractersticas de las casenas. Fuente. ICTA, 1993. Tecnologa de elaboracin de quesos maduros. Casena

Alfa S1 Casena Alfa S2

Casena Beta

Casena Kappa

Casena Gamma

Proporcin media en %

36 10 34 16 3

Aminocidos 199 207 209 169 181 Fosforo 1.10 1.23 a 1.60 0.56 0.20 0.16 Glcidos 0 0 5 0 0 Prolina 17 10 35 20 34 Sensibilidad al calcio

++ +++ + 0 -

Sensibilidad a la quimosina

+ - + +++ -

Hidrofobicidad (KJ)

4.89 4.64 5.66 5.30 -

Grupos cidos 48 49 - 45 31 18 16 Grupos Bsicos

25 33 20 17 16

+: Reaccin lenta imperceptible en el momento de la coagulacin ordinaria.

b) Protenas del suero. Las protenas del suero son protenas globulares sujetas a la desnaturalizacin por el calor que pierden solubilidad al calentar la leche. Se dice tambin que cuando el pH de la leche alcanza valores de 4.6 precipitan las casenas y el sobrenadante corresponde a las protenas del suero. Segn la clasificacin clsica se dividen en albminas y globulinas en proporcin del 18% y 4% respectivamente del total de las protenas de la leche. Spreer et al. 1975). Esas protenas se encuentran en



solucin y no forman micelas como la casena. Es as que en la elaboracin del queso, las protenas del suero se encuentran sujetas a la casena (coagulo formado cuajada); pero, son solubles se liberan en gran parte con el suero al momento del corte de la cuajada.

3.3 Lactosa.

El carbohidrato ms importante de la leche de casi todas las especies mamferas es la lactosa, encontrndose en niveles de 4.5% a 5.0%. Rivera et al.(1993). Qumicamente la lactosa es un disacrido formado por un radical de D-glucosa y otro de D-Galactosa unidos por un enlace glucosdico Beta -1,4. (Pine, 1982). Se tiene que la lactosa no es tan dulce como la sacarosa o la glucosa; en ese sentido, el poder edulcorante es seis veces menor que el de la sacarosa. Adems el sabor dulzn de la lactosa es enmascarado por la casena.

La lactosa toma importancia dentro de los procesos tecnolgicos por cuanto es el sustrato fermentador para la formacin de cido lctico; reaccin que se da en la elaboracin de bebidas fermentadas, quesos y mantequilla madurada. Otro aspecto importante para tener en cuenta en los procesos tecnolgicos es el efecto del calor sobre la lactosa. Al respecto, al calentar la leche a temperaturas prximas a 100C 150C, la lactosa empieza a caramelizarse haciendo que la leche tome un color amarillento; el cual, cuando se alcanza temperaturas de 175C pasa a color marrn. Esto se debe a que la lactosa a altas temperaturas reacciona con los grupos NH2, resultantes de la desnaturalizacin trmica de las protenas dando como resultado el color oscuro. Esta reaccin se conoce con el nombre de reaccin de Maillard y debe tenerse en cuenta en leches sometidas a altas temperaturas como esterilizacin, condensacin, evaporacin y elaboracin de dulces como el arequipe.

3.4 Sustancias minerales

Las sales son importantes desde el punto de vista nutricional y porque en la mayora de los casos son responsables del estado fsico qumico del suero lo que a su vez es factor determinante en la estabilidad de las protenas; factor que por ejemplo influye en la produccin de quesos.

Las sales de la leche contienen una gran proporcin de componentes metlicos como el potasio, sodio, calcio, hierro, cobre y cobalto entre otros y componentes no metlicos como el azufre, cloro, fosforo y yodo. Rivera et al.(1993). Estos compuestos son necesarios en las reacciones que ocurren en la leche y la cuajada como las sales de calcio y magnesio; en ese sentido, es el calcio por ejemplo el que entra a formar parte de la estructura del complejo de casena influenciado eso s por el pH y la temperatura; en donde, la cantidad de calcio interviene en el tamao de los agregados de la casena; de tal manera que la adicin de cloruro de calcio antes de la coagulacin es necesaria para mantener o incrementar el tamao micelar de la casena. De otra parte, se tiene tambin que otro macro elemento importante es el citrato; los cuales, desempean un papel importante en la formacin del aroma en la mantequilla.



En trminos generales, se tiene que los elementos que se encuentran en pequeas trazas hacen parte de las enzimas interviniendo como catalizadores en algunas reacciones qumicas que se producen en la elaboracin de los derivados lcteos como es el caso de el cobre que acelera los procesos oxidativos de la crema en la produccin de mantequilla.

Mencionar que la leche es deficiente en hierro; lo que implica que la dieta de los terneros debe suplementarse con otros alimentos que contengan hierro de lo contrario se tendrn animales anmicos.

3.5 Enzimas.

Las enzimas son protenas de alto peso molecular que contienen al menos un componente proteico. Pine et al. (1982). Estas son sintetizadas en las glndulas de los organismos y desarrollan su actividad fuera de las clulas en los lquidos orgnicos o en los tubos digestivos. Spreer et al.(1975). Se dice que las enzimas aceleran o retardan las reacciones qumicas sin que formen parte del producto final de la reaccin. En el caso de la leche, estas proceden de las clulas de la mama del metabolismo de los microorganismos. La accin de la enzima se ve fuertemente influenciada por la temperatura y el pH; en donde, cuando la temperatura es baja la actividad de las enzimas es baja sin que sean completamente inactivadas. As tambin temperaturas altas (70 85C) destruyen la actividad de las enzimas; entonces, la temperatura ideal para que acten las enzimas oscila entre 30 y 40C. (ICTA, 1993).

En la tabla 4. Se muestra las enzimas ms importantes de la leche, su accin y la importancia que tienen en los procesos tecnolgicos y manejo de la leche:

Tabla 4. Caractersticas de las enzimas presentes en la leche. Fuente: Spreer, 1975. Lactologa Industrial. Enzima Presencia y accin Importancia Peroxidasa Libera compuestos oxigenados

porque libera oxigeno atmico: H2O2 H2 + 02 Se destruye a 85C

Factor de evaluacin de calidad de pasterizacin de la leche. Presencia de esta enzima en leche pasterizada demuestra que la pasterizacin ha sido insuficiente.

Catalasa Libera oxigeno en forma molecular. 2H2O2 2H20 + 02 Su contenido es ms predominante en leche calostral y masttica. Puede ser formada por la accin de microorganismos.

Informa sobre el estado higinico de la leche. A travs de la prueba de catalasa es posible determinar si la leche proviene de ubres infectadas.



Xantinoxidasa Absorbida por la pelcula de los glbulos grasos, catalizando la oxidacin de los aldehdos.

Oxida la Xantina con azul de metileno y agua para dar cido rico.

Fosfatasa La leche contiene una parte de fosfatasa natural y otra formada por microorganismos

Fosfatasa alcalina Condiciones ptimas a pH 10 y temperatura de 37C. Se destruye entre 70 75C.

La presencia de fosfatasa alcalina demuestra que la pasterizacin ha sido insuficiente

Fosfatasa cida Condiciones ptimas a pH 4.1 Se destruye a 100C.

Generalmente resiste la pasterizacin

Lipasa Desdobla la grasa en glicerina y cidos grasos. La temperatura ptima entre 38 a 40C.

Puede producir fenmenos de descomposicin y con ello defectos en la mantequilla. Se destruye con el calor

Reductasa Se produce exclusivamente por microorganismos. Decolora el azul de metileno y es indicador de calidad microbiolgica de la leche.

Dependiendo del tiempo de decoloracin del color azul en la prueba de reductasa indica el nmero posible de microorganismos presentes en la leche.

3.6 Vitaminas.

Adems de su importancia nutricional en el queso, las vitaminas juegan un papel importante en la actividad metablica de los microorganismos presentes en la leche y derivados lcteos como el queso. La presencia de vitaminas depende de la alimentacin del ganado y por tanto la presencia de estas vitaminas en la leche es variable.

En la tabla 5. Se presenta las vitaminas ms importantes de la leche:

Tabla 5. Vitaminas presentes en la leche. Fuente: Spreer, 1975. Lactologa Industrial. Denominacin Presencia Contenido

ml/l Funcin Necesidad

es diarias del hombre en mg.

Sensibilidad

Vitaminas Liposolubles Vitamina A: Xeroftol Provitamina: Caroteno

Leche de vaca, mantequilla, queso

0.02 0.2 1-20

1 -20

Confiere el color amarillo. Su deficiencia causa ceguera

1 - 2 Sensible a los rayos ultravioleta y oxigeno atmosfrico. Resiste el



nocturna. calor Vitamina D: Calciferol Provitamina: Ergosterina

Leche de vaca, mantequilla, Leche vitaminada

0.0002 a 0.0004

Favorece crecimiento de dientes, curacin de fracturas. Su deficiencia causa raquitismo

0.01 Insensible al oxigeno y al calor

Vitaminas Hidrosolubles Vitamina B2: Lactoflavina o Riboflavina

Leche de vaca, suero, leche en polvo, suero en polvo, kfir en polvo

0.2 0.1 0.27 1 3 2 - 6 2 -11

Importante en el crecimiento de bacterias acido lcticas. Su deficiencia provoca trastornos de los rganos digestivos

2 4.5 Insensible al oxigeno y al calor

Vitamina B6: Adermina

Leche de vaca y suero

0.01 0.15 0.1

Deficiencias: Nerviosidad e insomnio

2 - 4 Sensible a la luz. Insensible al calor y a los cidos

Vitamina C: Acido ascrbico

Leche de vaca y suero

0.5 2.8 1.0

Deficiencia: cada del los dientes, cansancio y predisposicin a las infecciones

30 -100 Sensible a la luz y al calor

Leccin 4. Propiedades fsico qumicas de la leche.

Los componentes de la leche son de diverso tamao y en diferentes grados de dispersin y formas de solucin siendo verdadera, coloidal y suspensin. Al respecto, las soluciones verdaderas y coloidales son homogneas cuando se dispersan en solvente; en cambio que la suspensin sedimenta con el tiempo cuando se pone en contacto con el solvente.

En cuanto al tamao se tiene que los glbulos grasos son los de mayor tamao con una micra, seguido por la casena 100m, las albuminas con un tamao de 20m, la lactosa con 5m y las sales con un tamao de 0.1m. Revilla et al. (1975). Con respecto a la unidad de medida, se tiene que la unidad de medida micro (smbolo m), corresponde a un prefijo del sistema internacional de medida que indica un factor de 10-6



Los glbulos grasos de la leche se encuentran en la leche formando una emulsin definindose una emulsin como la dispersin de pequeas gotas de lquido en otro lquido sin que lleguen a disolverse. Spreer et al.(1975). Por su parte las protenas se encuentran en solucin coloidal; el azcar y las sales forman soluciones verdaderas; es decir que se encuentran en molculas o iones independientes. Lo anterior, es importante por los procesos tecnolgicos a los cuales es sometida la leche como para la fabricacin del queso.

4.1 Densidad

La densidad de un cuerpo corresponde a la relacin entre la masa y el volumen

Densidad = masa / volumen; Densidad = g/ml (masa en gramos, volumen en mililitros).

La densidad de la leche oscila entre 1,027 g/ml y 1,035 g/ml. Rivera. et al.(1975). Se tiene que la densidad de la leche disminuye al aumentar el contenido graso y aumenta cuando se eleva la cantidad de protena, lactosa y sustancias minerales.

La densidad depende tambin de la temperatura; en donde al aumentar la temperatura, la densidad aumenta. Al respecto, el termo lactodensmetro, instrumento que se utiliza para medir la densidad permite ajustar la lectura a la temperatura ideal de toma de densidad de la muestra que es a 15C. La toma de densidad de la leche permite determinar el extracto seco de la leche si se conoce tambin el contenido de materia grasa de la leche utilizando la formula de Fleischman y Roeder:

Extracto seco leche = 1.311 + %MG + 2,738 100 (d - 1) / d

En donde,

%MG: Porcentaje de materia grasa de la leche d: Densidad de la leche a 20C expresada en g/ml tomada con el lacto densmetro.

4.2 Punto de ebullicin.

El punto de ebullicin de la leche es ms alto que el del agua destilada. Lo anterior, por cuanto el azcar y las sales disueltas hacen que se reduzca la tensin de vapor equivalente a la atmosfrica, lo que hace que se requiera una mayor temperatura para alcanzar el punto de ebullicin. Walstra(1987).

4.3 Punto de Congelacin.



El punto de congelacin de la leche se encuentra por debajo de 0C; alcanzndose a -0,55C. Lo anterior, por cuanto la lactosa y sales disueltas permanecen sin congelar cuando el agua de la leche ya lo ha hecho; lo que hace que aumente la concentracin del extracto seco; en donde, las grasas se concentran en la parte superior y las sustancias minerales y ferro protenas lo hacen en la inferior. Desde lo anterior, es importante que no se tomen muestras de leche congeladas para realizar anlisis fisicoqumicos pues los resultados no corresponden a los obtenidos en un producto fresco.

4.4 Calor especifico.

El calor especifico se define como la energa requerida para elevar la temperatura de de una masa unitaria de una sustancia en un grado Celsius1. La leche tiene un calor especfico variable segn sea su contenido de materia grasa. Como trmino medio el calor especifico de la leche de 0.93 KJ para la leche entera; para la desnatada es de 0.68KJ. Revilla et al.(1975). Estos datos son tiles para el clculo de los balances de materia y energa en los procesos industriales.

4.5 Tensin superficial.

En la superficie de un lquido. Las fuerzas de atraccin entre las molculas no estn equilibradas. Las molculas del medio gaseoso de encima del lquido se encuentran demasiado diluidas para equilibrar las fuerzas de atraccin resultante de la capa de molculas de superficie del lquido. Estas fuerzas de atraccin tienen tendencia de oponerse a las fuerzas de atraccin de otras molculas superficiales cercanas que se encuentren en situacin similar. A este estado de tensin en la superficie de un lquido se llama tensin superficial2.

La tensin superficial del agua a 20C es de 73 dinas/cm y disminuye al aumentar la temperatura. La tensin superficial de la leche descremada a 0C es de 55 60 dinas/cm, y de la leche entera es de 53 dinas/cm. Revilla et al.(1975). La diferencia entre estos datos se debe a que la materia grasa ejerce un efecto depresivo sobre la presin superficial, que disminuye proporcionalmente a la riqueza en grasa de la nata. Dado que las sustancias en solucin aumentan la tensin superficial, se deduce que el descenso de la tensin superficial se debe a las partculas en suspensin.

Cuando hay calentamiento, agitacin y homogenizacin se da un aumento en la tensin superficial; por el contrario, la liberacin de cidos grasos en la hidrlisis de las grasas hace que disminuya el valor de la tensin superficial.

1 Garca, R. (1980). Pequea Enciclopedia Larousse. Volumen IV. Ediciones Larousse. Buenos Aires

(Argentina).

2 Ibd. 1.



4.6 Viscosidad

La viscosidad de un lquido es la resistencia a fluir debido a la friccin entre las partculas que lo componen3. En la leche, la viscosidad depende del nmero, tamao de sus partculas y temperatura. Sobre este parmetro influyen principalmente las protenas y materia grasa; lo es en menor grado la lactosa y las sales minerales.

La viscosidad de la leche entera a 20C es de 2.1 centipoise y la de la leche desnatada es de 1.8 centipoise. Revilla et al.(1975). Se tiene que el tamao y nmero de los glbulos grasos influyen sobre la viscosidad. En ese sentido, la homogenizacin aumenta la viscosidad de la leche. Este hecho se explica por el fenmeno de adsorcin a la superficie de los glbulos grasos lo que aumenta el volumen del material en suspensin.

4.7 Conductividad elctrica de la leche.

La aptitud de una sustancia para conducir electricidad es funcin del nmero de iones o de partculas cargadas que contenga4. Los iones que contribuyen en mayor parte a la conductividad son los ms mviles y ms libres. (Na+, K+, Cl-). La conductividad elctrica de la leche es del orden de 0.005 ohm^ a 25C. Revilla et al. (1975). Se tiene que la conductividad se ve influenciada por la concentracin de iones y en ese sentido, el aguado de la leche disminuye la conductividad. As tambin se tiene que la medicin de la conductividad en la leche puede ser un indicador de leche masttica por cuanto esta leches tienen un alto contenido de iones de cloro y sodio.

4.8 ndice de refraccin de la leche.

El ndice de refraccin mide la relacin entre la velocidad de la luz en el aire en un cuerpo transparente ms denso. El cambio de velocidad se manifiesta por el cambio de trayectoria de un rayo luminoso dirigido oblicuamente hacia la sustancia estudiada. El ndice de refraccin es una propiedad caracterstica y especifica de los cuerpos transparentes5. El ndice de refraccin de la leche a 20C es por trmino medio de 1.34209 siendo la del agua 1.33299. Rivera et al.(1995).

La medida del ndice de refraccin de la leche se utiliza en la tecnologa lechera para determinar el grado de concentracin de la leche en los procesos de evaporacin, 3 Ibd. 1.

4 Ibd. 1.

5 Ibd. 1.



ultrafiltracin y osmosis inversa. Tambin sirve para calcular la concentracin de azcar de la leche condensada y en algunos casos, se emplea este clculo para establecer la autenticidad de la grasa presente en la leche.

4.9 Acidez de la leche

La valoracin de la acidez en la leche es la determinacin analtica ms frecuente en la tecnologa lechera. Los cambios de acidez que se pueden producir durante los tratamientos a que es sometida la leche; se convierte en un indicador en el sentido de que la estabilidad de los componentes de la leche puede estar afectada. Es as por ejemplo, que el calentamiento origina que el fosfato tricalcico pueda precipitar produciendo un aumento en la acidez por la disociacin de radicales de fosfato tambin puede descomponer la lactosa en cidos orgnicos o neutralizar los grupos aminos de las protenas.

De otra parte, el desarrollo de las bacterias lcticas en la leche transforma la lactosa en cido lctico y esta nueva acidez se le denomina acidez desarrollada y origina la desestabilizacin de las protenas.

La acidez de la leche generalmente es expresada en porcentaje de cido lctico. Al respecto, una leche fresca tiene una acidez entre 0.14 y 0.17% de cido lctico. Rivera et al. (1975). Se tiene que los componentes naturales de la leche que contribuyen a la acidez de la leche son los fosfatos, la casena y en menor proporcin las protenas. Los citratos y el dixido de carbono.

4.10 pH.

El valor del pH permite determinar la masa de hidrogeniones presentes en la solucin; teniendo en cuenta que los iones son partculas cargadas de electricidad positiva o negativa que resultan de la desintegracin molecular de una sustancia disuelta. Spreer et al. (1975).

El pH de una solucin corresponde al logaritmo decimal negativo del valor numrico de la masa de los iones de hidrogeno que contiene dicha solucin. (Pine, 1982). La proporcin de hidrogeniones aumenta cuando se aade cido al agua y se dice que la solucin es cida; pero si se agrega una base o hidrxido, predominan los hidroxiliones y la reaccin de la solucin es alcalina. Lo anterior se observa en la figura 4.

Neutro cido Alcalino

0 7 14

Valor del pH

Iones H

Iones OH



Figura 6. Concentracin de iones H y OH. Fuente: Spreer, 1975. Lactologa Industrial

El valor del pH tiene importancia dentro de los procesos tecnolgicos de la leche puesto que se convierte en un parmetro de control en cada una de las fases de los procesos. Un ejemplo de lo anterior; se da en la elaboracin de quesos de pasta hilada en donde el valor del pH es un indicador para hilar la masa cuando este alcanza un valor de 5.2. Se tiene tambin que una leche fresca tiene un pH de 6.6; valores por encima puede ser un indicador de leches mastticas y por debajo de 6.6 leches cidas con inadecuado almacenamiento o carga microbiana indeseable elevada.

Leccin 5. Control de calidad de la leche

La calidad de la leche cruda que llega a la planta es fundamental para garantizar la calidad de los productos que se elaboran en la factora. Es as que cada planta establece criterios de calidad para la leche que ingresa a la planta y en varios pases incluyendo Colombia el pago de leche a proveedores se hace teniendo en cuenta parmetros de calidad que se establecen de acuerdo a las polticas de calidad de la compaa y a la normatividad vigente en cada pas. Para el caso de Colombia, aplica el decreto 2437 del 30 de agosto de 1983: por el cual se reglamenta parcialmente el ttulo V de la ley 9 de 1979 en cuanto a produccin, procesamiento, transporte y comercializacin de la leche. (Ministerio de Salud, 1983. Decreto 2437. Agosto 1983)

Cada planta de produccin evala la capacidad que tiene para realizar las pruebas de calidad. Sin embargo, las que generalmente se consideran determinantes para identificar si la leche que ingresa a la planta son de buena calidad o no son las siguientes:

- Pruebas organolpticas de color, olor y sabor. Este ltimo puede identificarse siempre que la prueba del sabor de la leche se haga a una leche hervida por cuanto se toma el riesgo de que el personal de recepcin de leche adquiera enfermedades de tipo zoontico como la brucelosis.

- Temperatura de llegada a la planta

- Prueba del alcohol

- Prueba de acidez

- Densidad de la leche

- Medicin del pH

- Porcentaje de materia grasa

- Determinacin del punto crioscpico



- Prueba de reductasa

- Recuento de clulas somticas

- Prueba de antibiticos

- Presencia de sustancias adulterantes en la leche

Para realizar las pruebas mencionadas anteriormente, se toma una muestra homognea del carro tanque o si la leche llega en cantinas; se toma una pequea cantidad de cada cantina para que la muestra sea representativa. Al respecto, cabe anotar que la prueba del alcohol se realiza a cada cantina y la que arroje resultados indeseables (presencia de pequeos grumos cuando se adiciona el reactivo a la leche) se retira del lote de cantinas para ser devuelta al proveedor.

En el siguiente cuadro se puede observar la finalidad de cada una de las pruebas referidas al control de leche cruda que ingresa a la planta:

Tabla 6. Pruebas control de calidad de leche. Fuente: Tomado de varios autores. Prueba Objeto Anlisis del resultado Procedimiento Examen organolptico

Inspeccionar de leche con el fin de identificar alteracin en la leche

Leche que presente sabor, olor color impropio y presenta de partculas extraas son motivo de inspeccin en el hato. Verificacin de la alimentacin del ganado pues algunas veces se ve afectado el olor y color. Tambin, condiciones de ordeo y trasporte de leche.

Inspeccin muestra de leche con los sentidos.

Prueba del Alcohol

Evaluacin cualitativa que permite identificar el grado de frescura de la leche y estabilidad de la leche en procesos de evaporacin y esterilizacin.

En leches calostrales y mastticas el alcohol acta desnaturalizando la protena provocando precipitacin de la misma. Presencia de microorganismos desarrollan conversin de lactosa en acido lctico. Lo anterior se ve reflejado con presencia de grumos en la leche.

Mezcla de partes iguales de leche y alcohol al 68% que en leches acidas presenta coagulacin de leche.

Acidez Eliminar leche acida o neutralizada que llegue a la planta.

Leches acidas no pueden ser sometidas a operaciones de higienizacin ni

Los mtodos se basan en la neutralizacin de la leche con soda castica (NaOH)



pasterizacin. Leches bsicas pueden advertir neutralizacin de la leche o leche provenientes de ganado masttico

usando como indicador una solucin de fenolftalena en alcohol. El punto final se da cuando aparece un color rosa claro que persiste 30 segundos. Se expresa en % de cido lctico, Dornic, Thorner, Soxhlet Henkel en donde lo que varia es la cantidad de muestra y la concentracin de la soda castica.

pH Determinar el valor pH leche. Con el fin de identificar leche vieja, alto recuento microbiano proveniente de ganado masttico.

pH por encima del rango ideal (6.5 6.7) pueden advertir que corresponde a leches con periodos largos de almacenamiento. Leches con pH por encima de valores ideales pueden haber sido neutralizadas.

La medicin del pH se realiza a travs de un potencimetro. Valor normal de pH de leche: 6.5 6.7

Densidad Determinar valor de densidad con el fin de establecer la calidad de los slidos totales de la leche y posible aguado de la leche.

Leches con densidad por debajo de valores normales puede indicar adicin de agua en la leche (comnmente denominado aguado) descremado de leche. Densidades altas indican posible adulteracin de leche con adicin de slidos como fculas y grasas de origen vegetal o animal.

La densidad se toma con el termo lactodensmetro a 15C y expresa la relacin entre el material slido y lquido que compone la leche. Valor normal de densidad de leche: 1.030gr/ml.

Materia Grasa Determinar contenido de materia grasa con el fin de verificar el promedio de contenido de materia grasa que tiene la ruta de leche. Tambin permite establecer la

Valores bajos de materia grasa pueden indicar deficiencias en la alimentacin del ganado. El valor de materia grasa es un factor en la cuantificacin del pago de leche.

El mtodo para determinar grasa ms utilizada es el de Gerber. (Rivera,1995)



base de clculo para el consumo de grasa en las lneas de produccin.

Punto crioscpico

Verificar el punto de congelacin de la leche

El punto crioscpico puede indicar la adicin de agua a la leche. Valores normales se consideran entre -0.53 a -0.55 Hover como mnimo. Rivera et al.(1995)

La medicin se realiza en el crioscpio que informa la temperatura de congelacin en la pantalla.

Recuento de clulas somticas

Calificar la calidad de la leche de acuerdo al contenido celular.

A la leche llegan cantidades de clulas procedentes de la sangre y de las glndulas mamarias; la mastitis o los trastornos de la secrecin pueden ser la causa de un contenido celular muy elevado. Si la cantidad de clulas supera 500.000 por ml puede pensarse en la existencia en la secrecin o de mastitis.

Se realiza a travs de contadores electrnicos de clulas.

Recuento de microorganismos (Tiempo de Reduccin del Azul de Metileno (TRAM)

Determinar indirectamente el contenido de grmenes reductores en la leche.

El contenido microbiano en la leche influye en su calidad y en el pago a proveedores. Recuentos altos de microorganismos indican deficiencias en el ordeo y trasporte de leche.

La prueba consiste en determinar el tiempo que se tarda en decolorar la leche cuando se ha adicionado azul de metileno. Se asume que entre menos tiempo tarde la leche en decolorar es mayor el contenido de microorganismos presentes; y entre ms tiempo se demore en decolorar la leche, menor es el recuento de microorganismos en la leche as es que la calidad es mejor. Tiempo en decolorar de 4 horas se considera de buena



calidad. Tiempo en decolorar menor de 1 hora se considera leche de mala calidad.

Prueba de antibiticos

Determinar presencia de antibiticos en la leche. Los de uso ms frecuente son la penicilina y estreptomicina.

En los procesos de elaboracin de bebidas fermentadas, quesos maduros y mantequilla; la leche debe ser libre de antibiticos puesto que los microorganismos fermentativos se ven frenados en presencia de antibiticos.

Tradicionalmente el anlisis consiste en poner en una placa un cultivo de grmenes y dentro de ella un papel filtro embebido en la leche a analizar. Se deja incubar y luego se realiza observacin cualitativa: si se presenta aureola alrededor del papel filtro hay inhibidores y si no se presenta aureola no hay inhibidores. En la actualidad se utilizan pruebas rpidas como test Delvotest6el cual, detecta de una manera sencilla la presencia de antibiticos en la leche.

Determinacin de protena.

Determinar el contenido de protena en la leche.

El contenido de protena es un factor que incide en el pago a proveedores por calidad de slidos totales. Tambin es determinante en la elaboracin de quesos.

Determinacin de protena por titulacin con formol y segn el mtodo Kjeldahl y el mtodo rpido con el equipo Milkotester

Presencia de sustancias adulterantes en la leche

Identificar sustancias no propias en la leche como fculas, azcar, formol, cloro, hidrxido de sodio, bicarbonato que

1. Presencia de fcula: aumenta el valor de la densidad. 2. Presencia de formol: Mejora valores de reductasa porque inhibe el crecimiento bacterial y prolonga el perodo de

1. Presencia de fcula: Determinacin con yodo. Presencia de fcula da una coloracin azul. 2. Presencia de formol: Determinacin por el

6El Kit de Delvotest es un dispositivo utilizado para la deteccin de antibiticos en leche, seguro y fcil de utilizar; adems demanda pocas manipulaciones y la lectura se hace a travs de un cambio de color en el dispositivo que indica si la leche contiene residuos de antibiticos a no. Este test se utiliza frecuentemente en los hatos y plantas cuando se tiene dudas acerca de la presencia de antibiticos en la leche por su confiabilidad, manejo y el corto tiempo que tarda en llevarse a cabo la prueba.



pueden alterar la calidad de la materia prima y producto terminado

conservacin del producto. 3. Presencia de bicarbonato o hidrxido de sodio: Neutraliza la leche para enmascarar acidez.

mtodo de LEACH.

3. Presencia de neutralizantes: identificacin con alcohol etlico al 65%; aparicin de color rosado indica presencia de neutralizantes.

CAPITULO 2. MICROBIOLOGIA DE LA LECHE.

La leche es un alimento que contiene la mayora de los componentes nutricionales como protenas, azucares, materia grasa, sales minerales y vitaminas en menor cantidad; adems, de su elevado contenido de agua; lo que hace a la leche un alimento perecedero que se convierte en un medio ideal para el crecimiento de microorganismos y con bastantes posibilidades de contaminacin debido especialmente a la inadecuada manipulacin durante el ordeo, trasporte o enfermedad que tenga la vaca lo que hace que el deterioro de la leche fresca se suceda en pocas horas y no se pueda destinar para la fabricacin de productos lcteos como bebidas fermentadas, quesos frescos, arequipe, helados entre otros ni para consumo humano.

Los microorganismos tienen diversas agrupaciones teniendo en cuenta caractersticas como: los efectos en la salud del hombre es decir, si son patgenos o no patgenos, la temperatura optima de crecimiento, las necesidades de oxigeno para su subsistencia, la acidez del medio ms favorable y los nutrientes que utilizan para su crecimiento.

En la leche se encuentran microorganismos propios de la leche no patgenos como el Streptococcus lactis y otros que pueden ser patgenos como la Brucella abortus, bacilo responsable del aborto de las vacas. En ese sentido, es importante considerar el tipo de microorganismos que se encuentren en la leche y que en algunos casos son adicionados a travs de los medios de cultivo puesto que se en la fabricacin de derivados lcteos y el consumo como de leche lquida se tiene lo siguiente:

- Los microorganismos provocan cambios deseables en las caractersticas fisicoqumicas de la leche y de los derivados lcteos cuando son utilizados como cultivo lctico en la elaboracin de quesos madurados y bebidas fermentadas.

- Una inadecuada manipulacin de la leche en el ordeo, transporte, deficiencias en la salud del animal as como tambin deficientes procesos de limpieza y desinfeccin en las factoras llevan que se contamine la leche y derivados lcteos con microorganismos patgenos o con sus toxinas que podran desencadenar enfermedades en el consumidor.



En trminos generales, los microorganismos que pueden encontrarse en la leche son bacterias, hongos, mohos, virus y bacterifagos.

Leccin 6. Bacterias.

Las Bacterias ms importantes que pueden encontrarse en la leche son las bacterias lcticas y las bacterias coliformes que pueden ser gram + y gram -. Hobbs, (1986).

Estas bacterias se encuentran presentes en la leche por el contenido elevado de nutrientes que esta posee, su forma es bacilar, cocoide u ovoide. Subsisten en pH de 4.0; pueden ser anaerobias facultativas, mes filas y termfilas. Tambin pueden ser homo fermentativas en donde producen cido lctico como producto de fermentacin y hetero fermentativas en donde producen adems de acido lctico otros cidos y gases como el propinico en quesos madurados.

Las bacterias cido lcticas ms importantes en los procesos tecnolgicos de la leche son; Lactococcus, Leuconostoc, Pediococcus, Streptococcus, Lactobacillus, Carnobacterium, Enterococcus, Vagococcus, Aerococcus, Tetragonococcus, Alloiococcus, Bifidobacterium. (ICTA, 1993). La importancia de estos microorganismos en la elaboracin de productos lcteos radica principalmente en:

*Intervienen en la viscosidad de las bebidas fermentadas y la textura de los quesos madurados y para untar. Lo cual se relaciona con el grado de acidez que alcance durante el proceso de fermentacin de la lactosa en donde la leche generalmente se coagula cuando alcanza el punto isoelctrico.

*Produccin de di acetilo principal responsable del aroma en la elaboracin de mantequilla y crema fermentada as como la acetoina en el yogur ICTA et al. (1993). As tambin intervienen en parmetros como viscosidad que cambian la textura de los productos elaborados y el sabor de los mismos; pasando, del sabor suave y dulzn de la leche al ligeramente cido o cido dependiendo de la curva de fermentacin que se trabaje en el proceso.

*Formacin de ojos en los quesos como el Edam, Gouda, Emmenthal dados por la liberacin de gases producidos por bacterias propinicas del gnero propionibacterium.

Las bacterias coliformes son anaerobias aerotolerantes, que crecen en ambientes sin oxigeno, pero la presencia de este no las inhibe. El medio debe ser ligeramente cido. Los gneros que comnmente aparecen en la leche son; Aerobacter aerogenes y Escherichiacoli, siendo estos los principales causantes de fermentaciones anormales durante los procesos de elaboracin y maduracin. Hobbs et al. (1986)

Dentro de las bacterias que pueden encontrarse en la leche de naturaleza patgena para el hombre se tiene el Mycobacterium tuberculosis, Brucella, Salmonella, Escherichia coli enteropatgeno, Lysteria monocytogenes; los cuales, son causantes de enfermedades en los humanos. Se hace necesario entonces, someter a la leche a un tratamiento trmico de pasterizacin (62C durante 30 minutos: pasterizacin baja; 72C durante 15 segundos: pasterizacin alta) antes de su consumo.Pascual (2000)



Como se mencion anteriormente, pueden darse cambios en la leche por accin de bacterias como el streptococcuslctis, streptococcus thermophilus, y lacobacillus bulgariccus propios de la leche que producen acidificacin con coagulo y presentes por malas condiciones higinicas como el streptococcus faecalis provocando agriado en la leche.

Pascual et al. (2000) sostiene que una de las alteraciones ms frecuentes en la leche cuando se tiene un almacenamiento prolongado de la leche a bajas temperaturas es la protelisis que se manifiesta con una ligera alcalinizacin y olor no propio. Al respecto, la flora involucrada corresponde a los gneros Micrococcus, Pseudomonas, Bacillus y Clostridium.Tambin observa que se puede presentar leche filante cuando hay paso de leucocitos y fibrina a la leche como consecuencia de una mastitis en el ganado y por accin microbiana directa por presencia de Micrococcus freudenreichii y micrococcus mucofaciens.

Otras manifestaciones anormales en la leche presentadas tambin por Veisseyre et al. (1980)que son causadas por presencia de bacterias se relacionan con el cambio del color. En ese sentido, una coloracin amarilla puede darse si hay presencia de las Pseudomonas synxanta; una coloracin azulada por lapresencia de Pseudomonas aeruginosa, coloracin roja provocada por la serratia marcences y una coloracin violeta cuando se tiene Chromobacterium violaceum.

Se tiene tambin que la leche puede sufrir alteraciones en el olor causadas por presencia de bacterias y en ese sentido los olores que ms predominan corresponden a olores afrutados cuando hay Pseudomonas fragi y Bacillus estenificans. Aunque no es muy frecuente pero en algunos casos se han tenido sabor a jabn y en este caso se ha detectado la presencia de Pseudomonas putida y Bacillus lactis saponacei. Veisseyre et al. (1980)


Las levaduras poseen determinadas caractersticas particulares que les permiten crecer y contaminar en alimentos de origen lcteo, entre ellas la fermentacin, produccin de enzimas proteolticas extracelulares, por ejemplo: lipasas, asimilacin de cido lctico y ctrico, crecimiento a bajas temperaturas y halo tolerancia.

En la leche la contaminacin por levaduras puede tener lugar despus de la pasteurizacin y es una contaminacin secundaria, en la cual participan las especies Cry. flavus, Cry. diffluens, Deb. hansenii y Kluyveromyces marxianus. La leche cruda refrigerada tolera el crecimiento de los grupos Cry. curvatus, G. candidum, Deb. hansenii, entre otros.

Uno de los derivados lcteos mayormente alterados por la accin de levaduras es el yogurt, debido a la adicin de frutos y saborizantes derivados de frutos. Los contaminantes de mayor incidencia son Deb. hansenii, K. marxianus, S. cerevisiae, Rho.



mucilaginosa, K. lactis, C. versatilis y P. toletana; en menor escala los gneros Rhodotorula, Soporobolomyces y Debaryomyces7.

En los quesos las levaduras participan en la maduracin metabolizando el cido lctico por lo que elevan el pH y favorecen el crecimiento de bacterias proteolticas. De forma general, la microflora es muy especfica en cada lechera y se piensa contribuye al bouquet especfico del producto. En los quesos conservados, incluso en refrigeracin, predominan especies de Cry. albidus, Cry. laurentii, Rho. minuta, Rho. glutinis, Rho. rubra; as como Deb. hansenii y Ya. lipolytica8. Debido a la cantidad de residuos que se generan en las lecheras, uno de los problemas que se le asocian es el tratamiento de estos; de ah que el uso de estos grupos contaminantes de estos sustratos para la obtencin de biomasa y compuestos de valor aadido podra ser una opcin. En los quesos las levaduras dainas actan mediante produccin de fructificaciones, sabores levaduriformes indeseables y una textura desagradable para la apariencia del producto. Entre las caractersticas fisiolgicas asociadas a los grupos de levaduras aisladas de quesos, estn: actividad ureasa, alcalizacin, fermentacin de la glucosa, crecimiento superficial, actividad esterasa y proteasa y resistencia a ciclo eximida.

Existen otros grupos de levaduras que afectan la calidad de los quesos mediante la liberacin de pigmentos pardos, entre ellas Ya. lipolytica ha sido estudiada, por ser una especie frecuente en estos alimentos, en los cuales participa en el proceso de curado yse ha demostrado que en presencia de tirosina es capaz de liberar pigmentos pardos o negros9

Leccin 8. Fuentes de microorganismos en la leche.

8.1 Ubre del animal.

La mastitis; infeccin de la ubre, puede provocar la eliminacin de microorganismos productores de intoxicaciones alimentarias como estafilococos, estreptococos hemolticos y salmonella. As tambin, la leche puede ser contaminada durante el ordeo por las heces de vacas infectadas. Se tiene que se han encontrado brotes extensos de escarlatina y de tonsilitis por estafilococos que pasan a la leche desde lesiones infectadas en la ubre y en los pezones de las vacas. Hobbs et al. (1978).

El cuerpo de la vaca mantiene una temperatura por el orden de los 35C haciendo que este se convierta en un buen reservorio de microorganismos especialmente en la ubre, flancos y cola. Es as que los procedimientos de limpieza y desinfeccin en el momento del ordeo debe ser bastante cuidadosa con el fin de prevenir contaminacin de la leche.

8.2 Equipo de ordeo 7Deakand T, Beuchat L. Citado en Orber, M. (2004). Accin perjudicial de las levaduras sobre los alimentos. p. 76- 15. 8Pereira - Das S, Potes ME, Mrinho A, Malfeito - Ferreira M, Loureiro V. Citado por Orber, M. (2004). Accin perjudicial de las levaduras sobre los alimentos. P. 55. 9Carreira A, Ferreira ML, Loureiro. Citado en Orber, M. (2004). Accin perjudicial de las levaduras sobre los alimentos. p. 372



Aunque el ordeo mecnico disminuye notablemente los riesgos de contaminacin en comparacin con el ordeo manual; las cubetas, cantinas, las maquinas de ordeo, botellones de leche y tubera de conduccin de leche deben ser sometidos a procedimientos de limpieza y desinfeccin antes y despus de cada ordeo teniendo la precaucin de utilizar agua potable para realizar estos procedimientos.

8.3 Personal manipulador

El personal manipulador puede convertirse en el medio para que se produzca una contaminacin cruzada por cuanto, el personal manipulador se encuentra en contacto directo e indirecto con la leche y el contexto en el que se desarrolla el ordeo y recibo de leche en la planta. Se tiene que puede darse el caso de que enfermedades de los hombres son transmitidas a la leche; en ese sentido, un estudio reporta que se present un brote de fiebre tifoidea en la ciudad de Boumemounth por consumo de leche cruda; en donde la contaminacin de la leche fue provocada porque uno de los granjeros que intervena en el ordeo padeca de fiebre tifoidea. Hobbs et al. (1978).

8.4 Instalaciones locativas

Las condiciones ideales que impiden o disminuyen el riesgo de contaminacin de la leche y la adquisicin de enfermedades en el ganado requieren de estrictas condiciones de limpieza y desinfeccin de las instalaciones locativas, equipo de ordeo, cantinas y dems utensilios. Para esto, es necesario que en la finca se tenga un manual de limpieza y desinfeccin que incluya actividades de limpieza y desinfeccin para ser desarrolladas permanentemente cada vez que se considere necesario. En ese sentido, es usual el diseo de los POES: Procedimientos estandarizados de sanitizacin que incluyen el que se debe hacer, como se debe hacer, cuando de debe hacer, quien es el responsable de la ejecucin y la verificacin y los materiales que se requieren para estas labores en cada etapa del ordeo. Estos manuales permiten mantener acciones como: - Mantenimiento del lugar limpio y aseado, libre de suciedad como estircol antes, durante y despus del ordeo -Utilizacin de equipos y utensilios limpios y desinfectados -Mantenimiento de un sistema de frio en la finca que garantice frenar el desarrollo de microorganismos en la leche antes de que llegue a la planta -Uso adecuado de productos de limpieza y desinfeccin -Manipulador en perfectas condiciones de salud e higinicas

Leccin 9. Destruccin trmica de microorganismos.

Uno de los inconvenientes ms grandes que afecta a los alimentos es el deterioro de los mismos cuando es atacado por microorganismos especialmente patgenos. Es as que la destruccin de estos microorganismos se ha convertido en un reto para la ingeniera de los alimentos por la capacidad de supervivencia y adaptacin que estos tienen. De all la importancia de utilizar mecanismos que permitan la destruccin total de microorganismos incluso en su forma esporulada o vegetativa tratando de que mnimamente se pierdan las caractersticas nutricionales y sensoriales de los alimentos. En ese sentido, Veisseyre et al. (1980) advierte que cuando las bacterias se someten a determinadas radiaciones



pueden perder la capacidad de multiplicarse, en cambio que si se llevan a desecacin o congelacin pueden perder las caractersticas fisiolgicas excepto la capacidad de multiplicarse una vez que las condiciones del medio lo permiten. Entonces, se habla de aquellas clulas que conservan la capacidad de multiplicarse como viables y aquellas clulas muertas como no viables.

Desde lo anterior, para destruir los microorganismos los alimentos son tratados trmicamente de manera contina como la leche en bolsa o directamente en su envase contenedor. Dentro de los tratamientos trmicos se tiene la pasterizacin y la esterilizacin en donde, las temperaturas de trabajo y los tiempos son diferentes segn el caso.

Para el caso de la destruccin de microorganismos por tratamiento trmico se tiene que para cualquier microorganismo que se encuentre en determinado medio y sea tratado trmicamente a cierta temperatura fija, la velocidad de destruccin sigue una cintica de primer orden.10 Es decir, que para un intervalo de tiempo, siempre se destruye un mismo porcentaje de cada componente o poblacin microbiana.

=

Figura 7: Representacin Resistencia Trmica de los Microorganismos Fuente: Adaptado de: Snchez, J. Introduccin a la microbiologa predictiva. Disponible en: http://www.slideshare.net/docenciaeasp/microbiologia-predictiva. Consultado: Octubre 2011.

Lo anterior se traduce en la curva de supervivencia. Al respecto se tiene que las leyes de la destruccin trmica de los microorganismos se encuentran influenciadas por los factores de temperatura y tiempo de calentamiento. La primera se expresa por la curva de supervivencia y la segunda por la curva del tiempo de reduccin trmica Veisseyre et al. 1980).

Retomando el concepto de cintica de primer orden, se tiene:

= *

Figura 8: Representacin cintica de primer orden 10

Ibarz, A; Barbosa, G. (2005). Operaciones unitarias en la Ingeniera de los Alimentos. Editorial Aedos.

Barcelona. Pg. 505.

Cintica de primer orden

*m.o *Nutrientes *Enzimas *Caractersticas Sensoriales

Alimento

Destruccin Trmica de Sistemas biolgicos (T.t)

Velocidad de destruccin

dC/dt

Cte de Velocidad de Reaccin K

Concentracin del componente C



Fuente: Adaptado de: Snchez, J. Introduccin a la microbiologa predictiva. Disponible en: http://www.slideshare.net/docenciaeasp/microbiologia-predictiva. Consultado: Octubre 2011.

Puede expresarse: dC/dt = Kt * C =

La curva de supervivencia corresponde a una cintica de primer orden; en donde, si se produce un calentamiento a una temperatura (T) durante tiempos variables (t) un cultivo de una especie microbiana que contiene un nmero determinado de microorganismos vivos C antes del inicio del calentamiento (t), la curva que representa el nmero de microorganismos supervivientes C en funcin de la duracin del calentamiento se denomina curva de supervivencia; la cual se c

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