2007 gil -proteínas de lactosuero

INDUSTRIALIZACION DE PROTEINAS

DEL LACTOSUERO

Autor:

MAURICIO GIL ZAMORA

UNIVERSIDAD DEL VALLE

CALI – COLOMBIA

2007

GIL ZAMORA, MAURICIO PROTEÍNAS DEL LACTOSUERO

ReCiTeIA - v.7 n.2 2

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Industrialización de Proteínas del Lactosuero

Mauricio Gil Zamora

Universidad del Valle – Colombia

CONTENIDO

Lista de Tablas ................................................................................................................................ 3 Lista de Figuras ............................................................................................................................... 3 Resumen.......................................................................................................................................... 4 1 Introducción ........................................................................................................................... 4

1.1 Revisión histórica. ........................................................................................................................... 4 2 Revisión Bibliográfica / Estado del Arte ................................................................................ 6

2.1 Definiciones. ................................................................................................................................... 6 2.1.1 Lactosuero .............................................................................................................................. 6 2.1.2 -lactalbúmina ...................................................................................................................... 6 2.1.3 -lactoglobulina .................................................................................................................... 7 2.1.4 Inmunoglobulinas .................................................................................................................. 8 2.1.5 Albúmina ............................................................................................................................... 8 2.1.6 Lactoferrina ............................................................................................................................ 8

2.2 Estado del Arte ................................................................................................................................ 9 2.2.1 Avances tecnologicos para el uso de lactosueros ................................................................. 11 2.2.2 Diversificación de mercados ................................................................................................ 14

3 Operaciones unitarias ........................................................................................................... 15 3.1 Proceso Productivo ........................................................................................................................ 16

4 Produccion nacional e internacional .................................................................................... 21 4.1 Bebida ........................................................................................................................................... 21

4.1.1 Ingredientes y composición sugeridas para una bebida refrescante de alto contenido

energético, a base de lactosuero ......................................................................................................... 22 4.2 Otras opciones de uso .................................................................................................................... 23 4.3 Mercados nacionales e internacionales. ......................................................................................... 24

5 Conclusiones ........................................................................................................................ 25 6 Bibliografia .......................................................................................................................... 25

LISTA DE TABLAS

Tabla 1. Composición de un lactosuero típico 10

LISTA DE FIGURAS

Figura 1. Diagrama de flujo: Proceso productivo. 17



Industrialización de Proteínas del Lactosuero

RESUMEN

La composición proteica del lactosuero presenta diferencias notables dependiendo de la

especie considerada. Mientras no se diga otra cosa, se hará referencia a la especie bovina.

Las proteínas del lactosuero pueden ser de síntesis mamaria, como la alfa -lactalbúmina y la

alfa-lactoglobulina, que representan conjuntamente el 70% de las proteínas del lactosuero

de vaca, y la lactoferrina., o bien de transferencia sanguínea, como la albúmina y las

inmunoglobulinas. Las propiedades funcionales del lactosuero vienen dadas por las de sus

dos principales proteínas, alfa -lactalbúmina y alfa-lactoglobulina. Entre ellas destacan su

solubilidad, incluso a pH 4,5, si no se calientan, sus propiedades emulsionantes y

espumantes y su capacidad de gelificación. Se recuperan por ultrafiltración o intercambio

iónico, con secado a temperaturas lo más bajas posible para evitar su desnaturalización.

Palabras claves: Lactosuero / Proteínas / Lactalbúmina / Lactoglobulina

1 INTRODUCCIÓN

Las proteínas del lactosuero, que representan alrededor del 20% de las proteínas de la leche

de vaca, se definen como aquellas que se mantienen en solución tras precipitar las caseínas

a pH 4,6, a una temperatura de 20ºC. Esta separación entre caseína y proteínas del

lactosuero fue llevada a cabo por primera vez por Hammarsten en 1883, y todavía se utiliza

el término "caseína de Hammarsten" para designar a la precipitada de esta forma. Este

científico consideró que la proteína del lactosuero era una "globulina", es decir, el tipo de

proteína soluble en soluciones salinas pero insoluble en agua destilada. Trabajos

posteriores, especialmente de Sebelien, en 1885, demostraron que estas proteínas eran más

bien del tipo de las albúminas, solubles en agua destilada. La polémica lactalbúmina -

lactoglobulina ha dejado los nombres para las dos principales proteínas del lactosuero,

aunque las dos son realmente "albúminas".

1.1 REVISIÓN HISTÓRICA.

Hasta hace un par de décadas la producción de la industria láctea tenía como contrapartida

un derivado altamente contaminante: el lactosuero, un líquido que se separa de la leche

cuando ésta se coagula para la obtención de queso.

Este subproducto, que generalmente se desechaba, contiene un poco más del 25 % de las

proteínas de la leche, cerca del 8% de la materia grasa y aproximadamente el 95% de la

lactosa (el azúcar de la leche), por lo que resulta un inmenso desperdicio de nutrientes no

usar el lactosuero como alimento.

Las proteínas y la lactosa se transforman en contaminantes cuando el líquido es arrojado al

medioambiente sin ningún tipo de tratamiento, porque la carga de materia orgánica que



contiene permite la reproducción de microorganismos. "Pero a nivel mundial se utiliza cada

vez más este subproducto. Se recupera la lactosa por un lado y se eliminan las sales, porque

el suero tiene un contenido muy alto en sales y eso impide que se pueda utilizar para

muchas aplicaciones. Por otro lado, están las proteínas que son muy importantes desde el

punto de vista nutricional", comenta la doctora Ana Pilosof, investigadora del Laboratorio

de Tecnología de Alimentos de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales (FCEN) de la

UBA.

A partir de los años 70 en Europa y de los 80 en nuestro país se comenzaron a desarrollar

procesos de separación, concentración y secado que permiten obtener subproductos del

suero con interesantes aplicaciones en la industria alimentaria y farmacéutica.

El volumen de suero lácteo es aproximadamente 7 a 10 veces mayor que el queso

producido, dependiendo del tipo de queso. "Se calcula que en Europa se producen 75

millones de toneladas anuales de lactosuero, 27 en América del Norte y 8 en otras áreas del

mundo, lo que resulta en un total de 110 millones de toneladas. Como la concentración de

proteínas en el suero de queso es de aproximadamente 6 gramos por litro, esto equivale a

660.000 toneladas anuales de proteínas -indica Pilosof-. Por eso es importante que la

industria láctea tenga un portafolio de opciones para usar el lactosuero como base de

alimentos, preferentemente para el consumo humano, con el fin adicional de no contaminar

el medio ambiente y de recuperar, con creces, el valor monetario del lactosuero", señala la

investigadora, que en este momento dirige un proyecto de desarrollo de tecnologías para la

conservación y aprovechamiento del lactosuero. Este emprendimiento se realiza en

conjunto con la Facultad de Ingeniería de la UBA.

Actualmente se estima que en la Argentina se producen aproximadamente 450.000

toneladas de suero líquido por año, de los cuales el 62% es utilizado directamente en

alimentación animal, el 33% se transforma en derivados como lactosa, caseínas, caseinatos

y concentrados proteicos, el 4% se transforma en suero en polvo y sólo el 1% es tratado

como efluente. Las zonas de mayor producción son las provincias de Buenos Aires,

Córdoba y Santa Fe.

El suero y los concentrados proteicos son cada vez más utilizados como ingredientes

versátiles en la elaboración de alimentos, tanto para mejorar su calidad como su

funcionalidad -los efectos benéficos para la salud-. El suero en polvo, por ejemplo, puede

sustituir el agregado de leche en polvo descremada, aportando proteínas de alta calidad a

casi la mitad del costo y reduce el agregado de endulzantes que son reemplazados por la

lactosa. En la actualidad se utiliza lactosuero en la fabricación de alimentos lácteos

(helados, yogur, untables), productos cárnicos (carnes procesadas, embutidos), panificados

(bases para pasteles, galletitas, barras nutritivas), productos de confitería (chocolates,

coberturas, caramelos) y bebidas (mezclas con cacao, crema para café, bebidas para

deportistas).



2 REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA / ESTADO DEL ARTE

2.1 DEFINICIONES.

2.1.1 Lactosuero

El lactosuero puede definirse como el líquido remanente luego de separar la caseína de los

restantes componentes de la leche. Los concentrados de proteínas de lactosuero son

utilizados para suplementar o sustituir parcialmente otras proteínas en diversas

formulaciones alimenticias, dadas sus excelentes propiedades nutricionales y funcionales,

específicamente su capacidad de formar espumas.

2.1.2 -lactalbúmina

La -lactalbúmina es una proteína que se encuentra en la leche de casi todas las especies,

con la excepción de algunas focas. Su misión biológica es la síntesis de la lactosa, siendo la

estructura reguladora de una galactosil transferasa mamaria. En ausencia de -

lactalbúmina, este enzima transfiere la galactosa a los glicanos de las glicoproteínas.

La -lactalbúmina se sintetiza como respuesta a los procesos hormonales que inducen la

lactación Una vez sintetizada, la -lactalbúmina es transportada al aparato de Golgi, donde

se une a la galactosil transferasa Su acción se produce al aumentar la afinidad de la

galactosiltransferasa por la glucosa. La -lactalbúmina se secreta en la leche, junto con la

lactosa, en las vesículas secretoras producidas a partir de las membranas del aparato de

Golgi.

La -lactalbúmina es la segunda proteína en concentración en el lactosuero de vaca (entre

1 y 1,5 mg /ml), y la más abundante en el lactosuero humano.

La -lactalbúmina es una proteína formada por una sola cadena polipeptídica, de 123

aminoácidos, con un peso molecular de unos 14.200. Su estructura terciaria, muy compacta,

globular, está mantenida por cuatro puentes disulfuro, con una zona de hélice y otra de

hojas plegadas . Es una proteína ácida con un punto isoeléctrico de alrededor de 4,8. En la

vaca existen dos variantes genéticas, con distribución desigual según las razas. En las

europeas solamente existe la variante B, con arginina en la posición 10. En las indias existe

también la variante A, con glutamina en esa misma posición.

La -lactalbúmina tiene un ión calcio unido, que es imprescindible en el mantenimiento de

su estructura y de su actividad como reguladora de la galactosiltransferasa. La eliminación

del calcio produce la estructura llamada "molten globule", un estado intermedio de

desnaturalización que ha sido muy utilizado como modelo en la desnaturalización de

proteínas. Este estado, con la proteína en forma "apo", es mucho menos resistente que la

forma saturada con calcio a agentes desnaturalizantes, como el calentamiento.



Desde el punto de vista nutricional, la -lactalbúmina es importante dada la abundancia de

triptófano, 4 residuos por molécula, lo que representa un 6% en peso. La -lactalbúmina es

una de las proteínas de la leche que pueden causar alergia a este alimento. La zona más

alergénica es la situada entre la valina de la posición 42 y el glutamico de la posición.

2.1.3 -lactoglobulina

La -lactoglobulina es la proteína más abundante en el lactosuero bovino, en el que

alcanza concentraciones de 2 a 4 mg/ml, representando alrededor de la mitad de las

proteínas del lactosuero. Está presente también en la leche de otras especies, como la yegua

y la cerda, pero no se encuentra en la leche humana. Está formada por una sola cadena de

162 aminoácidos, con un peso molecular de unos 18.400. Su secuencia se conoce desde

1976.

Existen varias variantes genéticas, siendo las más comunes la llamadas A y B, que difieren

en dos aminoácidos. La variante A tiene una valina en la posición 118, y un aspártico en la

posición 64, mientras que la variante B tiene, respectivamente, alanina y glicina.

Al pH de la leche, la -lactoglobulina de los rumiantes (no así la de otras especies) se

presenta en forma de dímeros con los monómeros unidos de forma no covalente. Estos

dímeros se forman entre pH 7,5 y pH 5,2, el punto isoeléctrico de la -lactoglobulina. Por

encima de pH 7,5 y por debajo de pH 3,5, la -lactoglobulina está en forma de

monómeros, mientras que entre pH 5,2 y pH 3,5 se encuentra en forma de octámeros.

La estructura terciaria de los monómeros de la -lactoglobulina está mantenida por dos

puentes disulfuro. También existe un grupo tiol libre, el correspondiente a la cisteína que

ocupa el lugar 121 en la secuencia. Este tiol es muy importante en la asociación de la -

lactoglobulina con otras moléculas, especialmente con la -caseina. Esta asociación tiene

una gran influencia en la coagulación de la leche inducida por la quimosina. Los puentes

disulfuro son también bastante reactivos, y dan lugar a reacciones de intercambio de

sulfidrilos. La -lactoglobulina se desnaturaliza con relativa facilidad por el calor,

especialmente en ausencia de ligandos asociados.

La -lactoglobulina es capaz de interaccionar con distintas moléculas hidrofóbicas,

especialmente el retinol y los ácidos grasos. Esta propiedad, además de estar probablemente

relacionada con su función biológica, hace que tenga buenas propiedades emulsionantes. La

-lactoglobulina es la mas hidrofóbica de las del proteínas comunes del lactosuero.

facilidad por el calor, especialmente en ausencia de ligandos asociados.

La función de la -lactoglobulina no se ha establecido todavía con seguridad, aunque

probablemente, al menos en el caso de los rumiantes, se trata de una proteína transportadora

de ácidos grasos, que ejerce su función en el tubo digestivo del lactante.



2.1.4 Inmunoglobulinas

Las inmunoglobulinas son proteínas que forman parte del sistema de defensa contra

microorganismos. La estructura básica, con forma de Y está constituida por dos cadenas

ligeras y dos cadenas pesadas. Cada cadena ligera está unida a una cadena pesada por un

puente disulfuro, mientras que las dos cadenas pesadas se unen entre sí mediante dos

puentes disulfuro. Las cadenas pesadas están glicosiladas.

La actividad de defensa de las inmunoglobulinas del calostro y la leche se puede ejercer de

dos formas:

En las especies en las que la placenta no permite el paso de inmunoglobulinas, como en los

rumiantes, las inmunoglobulinas del calostro (del tipo IgG) transmiten la inmunidad pasiva

desde la madre.

En todos los casos, las inmunoglobulinas, especialmente las igA, actúan como sistema de

defensa en el tubo digestivo del lactante

En la leche de vaca, aproximadamente el 80% de la inmunoglobulinas presentes en la leche

son IgG. La concentración de estas proteínas en la leche es de entre 0,4 y 1 mg/ml, aunque

es muchísimo más elevada en el calostro

2.1.5 Albúmina

La albúmina de la leche es la misma que se encuentra en la sangre, y procede de ella. Es

una proteína relativamente grande, con una cadena formada por 528 aminoácidos. En el

lactosuero se encuentra en una concentración de alrededor de 0,4 mg/ml.

2.1.6 Lactoferrina

La lactoferrina es una proteína fijadora de hierro, emparentada estructuralmente con la

transferrina de la sangre y con la ovotransferrina del huevo. Tiene carácter básico, con un

punto isoeléctrico próximo a 9.

Es una glicoproteína que está formada por dos lóbulos, unidos por una hélice de tres

vueltas. Los dos lóbulos tienen un 37% de homología de secuencia, por lo que es probable

que proceden de una proteína antecesora de la mitad de tamaño. Como estructura

secundaria, domina la hélice alfa.

La afinidad de la lactoferrina por el hierro es muy grande, siendo la constante de afinidad

por el ión férrico del orden de 10 20, M -1. Los puntos de unión del hierro están localizados

en posiciones equivalentes en ambos lóbulos. La unión del hierro es reversible, y tiene

lugar en presencia de un ión carbonato o bicarbonato por cada ion férrico.



La lactoferrina es abundante en la leche humana, encontrándose también en

concentraciones significativas en la leche de los rumiantes y en la de yegua. En todos los

casos, la concentración es mayor en el calostro y en el periodo de secado, pero en la leche

humana se mantiene también una concentración significativamente elevada a lo largo de

toda la lactación

La lactoferrina de la leche está muy poco saturada con hierro, ya que una de sus misiones es

la protección del recién nacido mediante el secuestro del hierro, haciendo éste indisponible

para las bacterias y para la formación de radicales libres en las reacciones de oxidación. La

lactoferrina obtenida del lactosuero bovino se utiliza en algunos países, especialmente en

Japón, como ingrediente de alimentos infantiles. También se ha propuesto su utilización

como agente antimicrobiano en la protección de la carne y de productos cárnicos.

La posible utilidad de la lactoferrina como ingrediente de alimentos infantiles o para uso

farmaceútico ha hecho que el gen de la lactoferrina humana se haya clonado en Aspergillus

awamori y en un arroz transgénico.

2.2 ESTADO DEL ARTE

El lactosuero es uno de los materiales más contaminantes que existen en la industria

alimentaria. Cada 1,000 litros de lactosuero generan cerca de 35 kg de demanda biológica

de oxígeno (DBO) y cerca de 68 kg de demanda química de oxígeno (DQO). Esta fuerza

contaminante es equivalente a la de las aguas negras producidas en un día por 450 personas

(Jelen, 1979).

Más aún, no usar el lactosuero como alimento es un enorme desperdicio de nutrimentos; el

lactosuero contiene un poco más del 25 % de las proteínas de la leche, cerca del 8 % de la

materia grasa y cerca del 95 % de la lactosa. Como se mostró anteriormente, por lo menos

el 50 % en peso de los nutrimentos de la leche se quedan en el lactosuero.

Los mismos 1,000 litros de lactosuero a los que nos referimos arriba contienen más de 9 kg

de proteína de alto valor biológico, 50 kg de lactosa y 3 kg de grasa de leche. Esto es

equivalente a los requerimientos diarios de proteína de cerca de 130 personas y a los

requerimientos diarios de energía de más de 100 personas.

En términos de composición y de valor energético, los sólidos del lactosuero son

comparables a la harina de trigo (ver tabla 1). Por consiguiente, es importante que la

industria de quesería tenga un portafolio de opciones para usar el lactosuero como base de

alimentos, preferentemente para el consumo humano, con el fin adicional de no contaminar

el medio ambiente y de recuperar, con creces, el valor monetario del lactosuero.

El suero y los concentrados proteicos son cada vez más utilizados como ingredientes

versátiles en la elaboración de alimentos, tanto para mejorar su calidad como su

funcionalidad -los efectos benéficos para la salud-. El suero en polvo, por ejemplo, puede

sustituir el agregado de leche en polvo descremada, aportando proteínas de alta calidad a



casi la mitad del costo y reduce el agregado de endulzantes que son reemplazados por la

lactosa. En la actualidad se utiliza lactosuero en la fabricación de alimentos lácteos

(helados, yogur, untables), productos cárnicos (carnes procesadas, embutidos), panificados

(bases para pasteles, galletitas, barras nutritivas), productos de confitería (chocolates,

coberturas, caramelos) y bebidas (mezclas con cacao, crema para café, bebidas para

deportistas).

Tabla 1. Composición de un lactosuero típico

Detalle Cantidad

Proteínas 0.9 %

(Caseínas) 0.13 %

(Proteínas lactoséricas) 0.78 %

Grasas 0.3 %

Lactosa ~ 5.1 %

Sales y Minerales 0.5 %

Sólidos Totales 6.8 %

Contenido Energético 270 Kcal/l

Una gama de productos de alto valor agregado derivados del lactosuero son los

reemplazantes de la grasa. "Desde el punto de vista tecnológico, pueden servir para

solucionar algún requerimiento en lo que son las propiedades organolépticas y de textura de

un alimento. Pero su principal utilidad es desde el punto de vista nutricional o de la salud

del consumidor. Por ejemplo, hoy en día todos quieren consumir productos que se

denominan diet por algún motivo: porque tienen hipertensión, o diabetes, o colesterol alto o

porque no quieren engordar", ejemplifica Pilosof. Entonces, si se pretende seguir comiendo

algunos de los manjares que suelen estar proscriptos en la mayoría de las dietas, la

alternativa es recurrir a esos productos light o de bajas calorías.

"Si uno quiere formular un helado o un embutido cárneo que tenga un bajo contenido de

grasa de origen animal, principalmente tiene que reemplazar de alguna forma esa grasa, con

un ingrediente que se comporte de la misma manera pero que no aporte colesterol. Una

posibilidad, por ejemplo, es utilizar proteínas del lactosuero adecuadamente modificadas.

Nosotros estamos estudiando las condiciones de procesamiento de estas proteínas a fin de

lograr su microparticulación". Estas pequeñísimas partículas -del orden de los dos

micrones- tienen la propiedad de emular la estructura y textura de la grasa.

Numerosos componentes del lactosuero presentan efectos positivos sobre la salud -mejoran

la respuesta inmunológica, en especial en pacientes portadores de HIV, y ayudan en la

prevención de distintos tipos de cánceres-, por lo que cada vez más se estudia la forma de

incluirlos como ingredientes funcionales en alimentos. Las diferentes proteínas del

lactosuero (la beta-lactoglobulina y la alfa-lactalbúmina son las principales) originan,

mediante un proceso que se da en forma natural en el organismo y que se denomina

hidrólisis enzimática, péptidos (fracciones de la proteína original) que poseen diferentes

actividades biológicas. "En diferentes investigaciones se observó que ciertos péptidos



poseen propiedades antimicrobianas, otros tienen la capacidad para disminuir la presión

arterial, y otros, incluso, poseen actividad antitumoral -destaca Pilosof-. Este es uno de los

campos con más interés en los países del norte, ya que se busca el desarrollo de alimentos

funcionales. En Argentina aún no hay desarrollos en este tipo de aplicaciones, pero tienen

gran atractivo para la industria porque podrían producirse estos péptidos bioactivos para

comercializarlos".

La alternativa que se ha desarrollado en los últimos años es la recuperación de los

nutrientes que tiene el lactosuero, transformándolo en polvo. Para la obtención de estos

productos se requiere utilizar un proceso de membrana (distintos tipos de filtración) y luego

uno de secado.

Los equipos para transformar el lactosuero en polvo son lo suficientemente costosos como

para que sólo pueda ser rentable su utilización para quienes procesan grandes volúmenes de

leche por día (más de 300.000 litros). Sin embargo, aquellas empresas que tienen acceso a

los procesos de membrana, pero no a los de secado, pueden sacar provecho del líquido

procedente de la filtración -el mismo tiene entre 8 y 24% de sólidos, con distintas

concentraciones de proteína, dependiendo del proceso utilizado-. Pero este líquido es un

sustrato rico para el crecimiento de microorganismos contaminantes, por lo que es

necesario tratarlo adecuadamente para que pueda ser utilizado directamente en la

elaboración de alimentos.

Como los volúmenes que generalmente se producen de suero líquido son muy grandes, no

pueden ser elaborados en forma inmediata. Por eso se realizan procedimientos físicos y/o

químicos de bajo costo que permiten mantener el suero no refrigerado, sin que sufra

alteraciones microbiológicas o de otro tipo que afecten su calidad. Mediante este proceso de

estabilización se hace posible almacenar el suero líquido manteniendo sus características

originales. "Por lo tanto resulta útil desarrollar métodos simples y económicos, que

permitan estabilizar el suero o concentrado proteico líquido, para que pueda ser utilizado en

la misma empresa elaboradora, trasladado a otra empresa o utilizado para alimentación

animal manteniendo un estándar microbiológico adecuado", asevera Pilosof.

2.2.1 Avances tecnologicos para el uso de lactosueros

La leche ha sido uno de los primeros productos pecuarios utilizados por el hombre, es uno

de los alimentos más completos e incluso, uno de los primeros alimentos sometidos a

procesos fermentativos debido a la facilidad con que pueden crecer y multiplicarse

diferentes bacterias que la acidifican. Así desde la antigüedad el hombre aprendió a

elaborar leches fermentadas y luego a partir de estas, la fabricación de quesos. Hoy

constituyen uno de los sectores industriales más importantes en todo el mundo y base

esencial para la alimentación del hombre.

El complejo proteico que contiene la leche es la fuente de materias primas para elaborar

productos de mayor valor agregado y nutritivo para la salud humana y animal, usando

nuevas tecnologías de procesos (purificación de proteínas, fermentaciones) a partir de las



nuevas aplicaciones que surgen de los avances en los conocimientos de la ciencias

biológicas.

También es posible, como en el caso de los vegetales, “diseñar” un animal de tambo según

el producto que uno quiera elaborar; p. Ej. Leches con mayor contenido de caseínas, de

lactoferrina, de determinadas gammaglobulinas (o anticuerpos específicos), etc, a partir de

animales transgénicos que expresen, especial y específicamente, esas proteínas en sus

ubres; o hacer la selección genética utilizando las técnicas de diagnóstico molecular de los

embriones (o del semen) pre - implantación. Además estos animales transgénicos podrán

ser clonados de manera de tener la “fábrica” de manera constante y más económica.

Como mencionamos más arriba (3.1) se trata de usar el Conocimiento que existe o se

genera en los centros de investigación, mas el de las empresas y el de la ciencia

internacional, para generar nuevos productos y procesos o mejorar los existentes. Pero

siempre teniendo la mirada desde el mercado, y sabiendo que en ese mercado que las

empresas cubren, tienen necesidades nutricionales y de salud.

Hablamos de Conocimiento de manera de integrar allí todas las disciplinas que sean

necesarias, desde la genética molecular a la ingeniería. De esta forma la leche es un

material complejo y muy rico que utiliza a la microbiología, la genética microbiana, la

bioquímica, la química, la ingeniería de procesos, la fisicoquímica, la biología molecular, la

virología, la biotecnología, etc., para generar los posibles futuros productos.

En la Bibliografía mencionamos referencias sobre lo que ya se está haciendo en producción

o en desarrollos avanzados sobre todo en microbiología de Lactobacillus y en

Streptoccoccus, en la resistencia a fagos, en el uso de enzimas para obtener leches libres de

lactosa, etc.

A continuación mencionamos, brevemente, algunas aplicaciones y desarrollos que se están

haciendo en los países desarrollados que permiten tener nuevos productos para el mercado

de la alimentación y el de la salud, y, en ciertos casos, diversificar la producción de los

productos lácteos. En Colombia somos usuarios de algunos de estos avances; hay algunos

desarrollos que fundamentalmente se hace en los centros académicos. Un ejemplo de esto

es el Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos (I.A.T.A.) de valencia, España.

En su Depto., de Biotecnología y en el de Ciencias de la carne trabajan en relación con

empresas sobre equipos diagnósticos para la industria de la alimentación; transformación de

lactosuero en productos de mayor valor comercial; levaduras como inmunomoduladores,

etc.

2.2.1.1 selección de animales resistentes a determinadas enfermedades, especialmente

infecciosas.

La infección con E.coli enteropatógenas producen diarreas en los bovinos. Dichas bacterias

se fijan a receptores específicos en la pared intestinal del animal para luego liberar sus

toxinas que provocan la enfermedad y en algunos casos la muerte. Esos receptores están



determinados genéticamente y los animales resistentes a la infección no presentan esas

estructuras. Si bien existen medidas higiénicas y de alimentación para prevenir la

enfermedad, la posibilidad de identificar en los animales los genes de resistencia o de

sensibilidad a la enfermedad es una estrategia importante para su prevención. Esto se hace a

través de la técnica de PCR (Polymerase Chaine Reaction) y por técnicas electroforéticas

para la separación de los fragmentos de ADN.

2.2.1.2 Pruebas de paternidad.

La identificación de filiación y paternidad a través de las denominadas “técnicas de ADN”

,tanto en humanos como en animales, se ha transformado casi en una rutina.. Sin embargo

en animales todavía se siguen haciendo caracterizaciones por grupos sanguíneos o por

caracterización de fenotipos enzimáticos.

La identificación por el uso de los “microsatélites” está cambiando este panorama. Los

microsatélites son pequeños fragmentos de ADN, en general repeticiones de dos bases

(nucleótidos), siendo el número de repeticiones hereditarios que se transmiten con la

descendencia. Cada bovino posee una combinación de microsatélites propia, comparable a

los códigos de barra o a las huellas digitales. El método de la PCR es el que se usa para la

determinación de los microsatélites. De esta manera se pueden seleccionar rápidamente y

con total seguridad a progenitores con características especiales, p. Ej. altos productores

lácteos, resistentes a enfermedades, productores de alguna caseína especial, etc., y también

hacer la trazabilidad del animal.

2.2.1.3 Calidad de la leche

Se ha demostrado que las variaciones genéticas de las proteínas de la leche influyen en

mayor o menor medida en la composición y / o en las propiedades tecnológicas de la leche.

Desde los primeros años de la década del 80 se sabe de la importancia de la caseína,

especialmente del subgrupo Kappa (k), para una mejor producción de quesos.

La caseína k se presenta fundamentalmente en dos variantes, A y B; estas variantes están

determinadas genéticamente y se transmiten a la descendencia. La leche de una vaca que

contenga la variante BB presenta las siguientes ventajas para la industria quesera: a) mayor

rendimiento quesero; b) tiene propiedades especiales para fabricar el queso (coagula

rápidamente, da una cuajada firme). El diario La Nación menciona el exitoso experimento

de científicos neozelandeses publicado en la revista Nature Biotechnology On Line, que

lograron obtener vacas transgénicas (incorporaron el gen) que en su leche tienen mayor

concentración de caseína, esto facilitaría la producción de derivados lácteos, especialmente

de quesos. Expresa un 20% más de beta caseína y el doble de la kappa caseína que lo que

tienen las leches comunes. Esto marca la importancia para diseñar composición de leches

de la tecnología transgénica. Nuevamente el problema o tema de la percepción pública pasa

a ser un factor determinante y necesario encarar en cualquier política de innovación

industrial.



El uso de las técnicas de la biología molecular (similares a las mencionadas en los puntos a)

y b) permiten seleccionar el tipo de toro a utilizar en la reproducción para obtener este tipo

de caseína en la leche de las vacas hijas. La técnica es más rápida y sobre todo más precisa.

Por otro lado un mayor rendimiento quesero por vaca contribuye a reducir el número de

animales para conseguir la misma producción y disminuye la presión sobre el medio

ambiente.

2.2.1.4 Aislamiento de proteínas lácteas.

El contenido proteico de la leche oscila entre el 3% y el 3,5% y tienen distintas funciones

para el animal y para el humano en especial. Varias de ellas pueden ser aisladas y

purificadas para desarrollar productos para salud en los humanos. Lactoferrina,

Lactoperoxidasa (LPS), gammas globulinas, caseínas, lactoalbúmina.

Las gammas globulinas o inmunoglobulinas pueden ser las inespecíficas del animal o

hiperinmunes para tratamientos de enfermedades en los humanos y en los animales o

usarlas como reactivos diagnósticos.

En el fraccionamiento de las proteínas lácteas a partir de la leche o del suero lácteo permite

su utilización en alimentación y en salud humana.

2.2.2 Diversificación de mercados

2.2.2.1 Investigaciones clínicas.

Un ejemplo de las posibles aplicaciones de derivados proteicos de la leche es el realizado

por investigadores del Instituto de Tecnología de Alimentos de la Universidad de Campinas

donde demuestran que un concentrado obtenido por ultrafiltración del suero de leche reduce

las enfermedades oportunistas en niños portadores del virus de la inmunodeficiencia

humana (VIH). Están investigando cuáles son los mecanismos por los cuales aumenta la

respuesta inmune en esos pacientes por la acción del suero de leche concentrado.

2.2.2.2 Conservación de alimentos.

El uso de la Lactoperoxidasa (LPS) aislada de la leche bovina está siendo utilizado por

varias empresas para conserva alimentos, por las ventajas que presenta al ser una proteína

que consumimos constantemente y no presenta problemas de toxicidad. La FAO junto con

la OMS desarrolló un Programa internacional, Global Lactoperoxidase Programme (GLP),

en África para comprobar la eficacia de la LPS para conservar la leche en pueblos y villas

pequeñas de ese continente. Se ha redactado por la FAO el “Draft Future Strategy for the

GLP 2000 – 2001, recomendando el uso de la LPS con el agregado de tiocianato y agua

oxigenada para lograr un tiempo más extenso de conservación de la leche.



2.2.2.3 Productos para odontología y salud bucal.

Algunas empresas en Europa y en USA han desarrollado una línea de dentífricos y otros

productos para odontología a partir de algunas proteínas que aíslan y purifican a partir de la

leche o del suero lácteo resultante de la fabricación de quesos.

2.2.2.4 Tratamientos de infecciones en mucosas (infecciones intestinales).

Immucell de USA produce y comercializa su producto “First defence” constituido por

anticuerpos bovinos específicos contra E. Coli K 99 y contra Coronavirus para combatir las

diarreas de los animales. La recomiendan como suplemento al uso del calostro. Otro

producto es el DiffGAM para prevenir las diarreas por el Cl. difficile en los humanos.

Finalmente otra proteína de interés para el tratamiento de infecciones localizadas en las

mucosas de los humanos es la Lactoferrina (Lf) bovina que ya se comercializa por varias

empresas. La importancia de esta proteína para la salud en humanos a llevado a que se

hayan obtenido cabras y vacas transgénicas que producen en su leche la Lf , siendo una de

las primeras proteínas humanas producidas en animales transgénicos.

2.2.2.5 Control de contaminantes en alimentos.

La E.coli O157:H7 libera poderosas “verotoxinas” que atacan las células del intestino

humano, causando diarreas sangrantes y en un bajo porcentaje la muerte. Estos brotes se

produce en varios países del mundo, siendo Argentina uno de los que tienen mayor

prevalencia la enfermedad. Así se ha comprobado en los últimos años con contaminaciones

de carne en las hamburguesas.

Además de las técnicas moleculares e inmunoquímicas, algunas de las cuales están en el

mercado, se están desarrollando test que usan films de polímeros que se pueden utilizar en

la carne envasada o en los mostradores que cambian de color si la carne está contaminada

con la E.coli O157:H7 (14)

2.2.2.6 Control de adulteraciones.

El uso de los anticuerpos monoclonales permiten detectar específicamente

microconcentraciones de moléculas que puedan alterar los alimentos o también para

reconocer que las producciones no han sido modificadas o que pertenecen a la empresa que

está comercializando con determinada marca.

3 OPERACIONES UNITARIAS

Los procesos comúnmente utilizados para generar productos de suero son:

• Evaporación/secado: común para casi todos los productos de suero; Centrifugación:

utilizado para productos altamente puros, especialmente si se combina con pasos de lavado;



común para remover la grasa; al basarse en la diferencia de peso entre los componentes, se

logra la permanencia de los deseados y la remoción de los indeseados;

• Cristalización: se utiliza en procesos lentos y a bajas temperaturas; generalmente se

combina con otros procesos para producción o eliminación de lactosa -puede obtenerse

lactosa muy pura combinado con refinado y decantación-; • cromatografía: se logra un

producto de alto valor agregado con volúmenes relativamente bajos de entrada •

Intercambio iónico: utilizado para remover minerales y lograr proteínas puras; se basa en el

intercambio de iones (minerales) en la solución por iones en las gotas. Electrodiálisis:

permite una operación continua, y permite una eliminación de 70 a 75% de minerales;

consiste en un sistema de membranas semipermeables que permiten la migración de iones

hacia ánodos o cátodos para poder removerlos y retener las proteínas.

• Procesos que utilizan membranas: con base en separación por presión y el uso de

membranas semipermeables a bajas temperaturas; se combinan con osmosis inversa,

nanofiltración, ultrafiltración y microfiltración. En general, las proteínas del suero son

separadas de la caseína por precipitación isoeléctrica con pH 4.6 o por la acción del cuajo

usado en el proceso de fabricación de queso. El aislado de proteína de suero contiene

aproximadamente 92% de proteína y 4% de humedad. El sabor es generalmente descrito

como suave, aunque diferente del sabor de la leche debido al hecho de que la lactosa y la

grasa están presentes en el aislado en cantidades extremamente reducidas. Los productos de

suero poseen muchas propiedades funcionales diferentes que se prestan en forma natural a

múltiples aplicaciones como ingredientes para productos alimenticios.

Algunos de los sectores que utilizan productos de suero de leche actualmente incluyen:

• Lácteos: helados, yogur, productos lácteos untables, productos de queso;

• Cárnicos: carnes procesadas, embutidos, pescados;

• Panificados: bases para pasteles, galletas, glaseados, barras nutritivas, cortezas,

panqués.

• Confitería: chocolates, coberturas, rellenos, caramelos, barras de dulce;

• Bebidas: mezclas para cocoa, crema para café, bebidas para deportistas.

3.1 PROCESO PRODUCTIVO

En términos sencillos, aquí se trata básicamente de recuperar la mayor cantidad posible de

la proteína en el lactosuero y de diseñar cuidadosamente el pH y el contenido de humedad y

de calcio en el producto terminado. El mecanismo principal para la elaboración de

requesones es la desnaturalización controlada de las proteínas en el lactosuero. Sin

embargo, el reto no es trivial pues el producto debe tener ciertos atributos específicos,

sensoriales y de textura, esperados por los consumidores.

En este sentido, siguiendo la definición de Haschemeyer y Haschemeyer (1973), el término

“desnaturalización” se aplica a “cualquier proceso, que no involucre la ruptura de enlaces

peptídicos, que cause un cambio en la estructura tridimensional de una proteína, a partir de



la forma que existe en su estado “nativo”, incluyendo entre esos procesos la ruptura de

enlaces -S-S- o la modificación química de ciertos grupos en la proteína, siempre y cuando

estas alteraciones vayan acompañadas de cambios en la estructura tridimensional general”.

Claramente, dado el inmenso número de posibilidades, tanto en cuanto a mecanismos

moleculares como a sus efectos y a los enfoques metodológicos de estudio, el concepto de

desnaturalización es muy amplio y un tanto difuso. Por ejemplo, la desnaturalización puede

ser parcial o total, y en algunos casos puede ser reversible, aunque esto es también cuestión

de grado.

Figura 1. Diagrama de flujo: Proceso productivo.

Las proteínas lactoséricas se pueden desnaturalizar elevando la temperatura a un valor

suficientemente alto y generalmente ya se comienzan a ver algunos efectos entre 60 y

70oC. Por ejemplo, en el caso de la leche se ha observado que hay desnaturalización

incipiente bajo condiciones usuales de pasteurización de la leche (Dannenberg y Kessler,

1988; Lau et al., 1990). En algunas proteínas, como las lactoséricas, la desnaturalización a

altas temperaturas promueve la ruptura de enlaces -S-S- o las reacciones de intercambio -



SH/-S-S-, particularmente a valores alcalinos de pH, pero, fuera de estas reacciones que

involucran a los aminoácidos cisteína y cistina, en general el calor solamente afecta a

interacciones no covalentes. Algunas de éstas son extremadamente importantes en la

fabricación de requesones.

Lo que esto significa es que, al hablar de desnaturalización térmica en procesos de

elaboración de requesón, debemos estar atentos siempre a los posibles efectos de la

desnaturalización inducida también por los cambios usuales en pH. Estos efectos pueden

variar en un rango muy amplio, desde cambios conformacionales menores hasta la

generación de conformaciones prácticamente aleatorias. Desde luego, hay que promover los

que contribuyen a nuestros propósitos y evitar hasta donde sea posible los que tienen

consecuencias indeseables.

Como bien señalan Kilara y Harwalkar (1996), el concepto un tanto “elusivo” de

desnaturalización tiene diferentes connotaciones para técnicos y científicos de distintas

especialidades. Generalmente, el problema principal para llegar a una definición específica

o a una medición numérica que sea útil como referencia en la práctica industrial es la falta

de capacidad para reconocer e interpretar el fenómeno cuando se estudia, el enfoque

metodológico, o ambas cosas.

De cualquier forma, se trata de procesos en los que se cambia el arreglo espacial o

conformación de las cadenas de polipéptidos, a partir del arreglo típico de la proteína nativa

y hacia un arreglo más desordenado. El cambio siempre requiere energía, que puede

provenir de distintas fuentes, generalmente calor. Desde esta perspectiva, podemos

considerar a la desnaturalización más bien como un proceso físico, aunque agentes

químicos tales como algunos ácidos o algunos metales puedan causar cambios físicos en la

alineación molecular y afectar así las interacciones intermoleculares y las propiedades

funcionales.

Uno de los objetivos aquí es proporcionar sustento científico y tecnológico para estimar

cifras razonables de recuperación (factores de conversión) de las proteínas, así como de

materia grasa, lactosa y minerales, como función de la composición inicial del lactosuero,

del tratamiento térmico, de la concentración de Ca++

y del perfil de pH durante el proceso,

para fines de diseño y costeo.

Los requesones, producidos por tratamiento térmico y acidificación, en ausencia de cuajo,

no tienen un grado significativo de elasticidad, aunque pueden ser más firmes o menos

firmes, porque la estructura proteica no proviene de la acción enzimática del cuajo. Más

aún, la estructura y propiedades de la red proteica están determinadas en gran medida por la

proporción entre las concentraciones de proteínas, grasa, agua y calcio. Así, la

manipulación del tipo y cantidad de proteínas y grasas y de las condiciones de proceso

permite obtener un rango amplísimo de productos.

Las proteínas lactoséricas no reaccionan con el cuajo, son de peso molecular relativamente

bajo, y son solubles en su punto isoeléctrico (Robinson et al., 1976), por lo que es necesario



desnaturalizarlas térmicamente para precipitarlas. La agregación de estas proteínas por

calor o por combinación de calor/ácido está precedida por la desnaturalización y puede ser

seguida por coagulación y precipitación (Hill et al., 1982). Durante este proceso, la -

lactoglobulina sufre una alteración estructural en la que quedan expuestos los grupos -S-S-,

que juegan un papel central en la formación de “puentes” covalentes con otras proteínas.

Estos cambios estructurales son rápidos a valores de pH mayores de 6.7 y a temperaturas

mayores de 70oC.

Durante este proceso, hay reacciones secundarias en las que se forman estructuras

coloidales de mayor tamaño mediante la agregación no específica de los productos de la

reacción primaria. Esta reacción secundaria ya no depende de enlaces -S-S- y sus productos

se pueden involucrar en otras agregaciones no específicas, dando así un coágulo

precipitable. La coagulación de los productos secundarios ocurre en la presencia de calcio y

se ve favorecida por valores de pH cercanos a los puntos isoeléctricos de las proteínas. De

allí el término “precipitación por ácido y calor”, cuyo significado es que las proteínas

lactoséricas desnaturalizadas térmicamente se desestabilizan por la adición de ácido en la

presencia de calcio.

Según Kinsella (1985), la solubilidad de las proteínas lactoséricas desnaturalizadas es

limitada y su susceptibilidad a la precipitación térmica aumenta al aumentar la

concentración de proteína (-lactoglobulina) y al aumentar la concentración de iones Ca++.

El calentamiento del lactosuero, tal y como se realiza en la fabricación de requesones, causa

interacciones irreversibles entre las distintas proteínas y, con la participación del fosfato

coloidal, causa no sólo la activación antes mencionada de grupos tiol (-SH) en las proteínas

lactoséricas, sino también la activación de reacciones de Maillard responsables por el

oscurecimiento no enzimático (Morr, 1985).

Para obtener máximo rendimiento de requesón de lactosuero, algunos autores recomiendan

la precipitación térmica a pH ~ 4.6. Otros autores recomiendan ajustar (bajar) la acidez

titulable a valores entre 0.07 % y 0.12 %, usando álcali, a temperaturas por debajo de 65oC;

calentar hasta temperaturas entre 71 y 101oC y reajustar (subir) la acidez a valores entre

0.15 % y 0.30 %.También se ha recomendado ajustar el pH del lactosuero a valores entre

6.3 y 6.6, usando solución de NaOH; calentando luego hasta 90oC y acidificando con ácido

hasta valores de pH entre 4.95 y 5.35 para precipitar la proteína (Robinson et al., 1976). En

la práctica industrial, el lactosuero generalmente se precalienta a ~ 70oC en un

intercambiador de calor y la temperatura se eleva luego a cerca de 90oC, mediante

inyección directa de vapor.

Se puede recuperar más proteína a medida que se aumenta el tiempo de retención a 90oC

(se recomienda un mínimo de 10 minutos) y a medida que se neutraliza (sube) el pH del

lactosuero antes del tratamiento térmico. Sin embargo, es importante tomar en cuenta que,

al aumentar el pH antes del tratamiento térmico, también aumenta el contenido de

minerales en el coágulo (Robinson et al., 1976). Según este autor, parece ser que el calcio



está más bien involucrado en la precipitación de las proteínas desnaturalizadas, y no tanto

en el proceso de desnaturalización.

De acuerdo a Roeper (1970), los lactosueros que tienen un pH natural por debajo de 5.9

(lactosueros de quesos Cheddar y Mozzarella, por ejemplo), solamente requieren

calentamiento para precipitar entre el 70 % y el 80 % de la proteína recuperable. Los

lactosueros de quesos como el Gouda o el queso blanco pasteurizado, con pH por encima

de 6.0, requieren además la adición de cloruro de calcio y/o la adición de ácido para obtener

el mismo grado de recuperación.

Como describe Kosikowski (1967), cuando un requesón se fabrica correctamente, la

cuajada flota. La flotación se debe a aire atrapado en la estructura de la cuajada, por lo que

es crítico que haya un periodo de “reposo”, sin ninguna agitación, inmediatamente después

de la primera señal de precipitación. Cualquier agitación durante este periodo puede

destruir el “colchón” de aire y la cuajada no flotará como es debido. Es necesario cerrar la

válvula de vapor (inyección directa) y dejar el sistema en completo reposo por lo menos

durante 10 minutos, pudiéndose dejar activo el vapor indirecto en la chaqueta.

La precipitación de las proteínas también se puede inducir mediante la adición de

concentraciones suficientemente altas de iones calcio, sin la manipulación del pH, como se

describe más adelante al comentar el trabajo de Viana-Mosquim et al. (1993), pero según

Hill et al. (1982), con este enfoque aumenta mucho la cantidad de compuestos que se

determinan como cenizas en el queso y eso puede hacer que se aprecie un sabor amargo

indeseable.

El valor óptimo del pH para la coagulación depende del tipo de lactosuero y esto está en

parte relacionado con el pH inicial y, por consiguiente, con el contenido de calcio en los

lactosueros. La recuperación teórica máxima de proteína “cruda” (Nx6.38) a partir de

lactosuero es de 55 % a 65 % porque la fracción proteosa-peptona, que es estable al calor, y

los compuestos nitrogenados no (NNP) representan entre el 35 y el 45 % del nitrógeno en

un lactosuero típico como el proveniente de la fabricación de quesos Cheddar o Mozzarella.

Por este motivo, como afirman Hill et al. (1982), los procesos comerciales deberían

recuperar por lo menos el 50% de la proteína “cruda”; es decir, de la cifra resultante de

multiplicar el contenido de nitrógeno por 6.38.

Cuando el quesero decide añadir leche al lactosuero para elaborar requesón, es

imprescindible no añadir la leche antes de inactivar térmicamente el cuajo residual en el

lactosuero. De no hacerlo así, se corre el riesgo de que coagulen las caseínas de la leche

antes de tiempo y se pierda el lote. Para inactivar el cuajo residual en el lactosuero, un

tratamiento clásico de pasteurización (62oC - 65oC, durante 25 a 30 minutos) es suficiente,

siempre y cuando el pH del lactosuero no sea menor de 6.6 (Harper y Lee, 1975).

Si el lactosuero proveniente de la operación de quesería tiene un pH más bajo, es

importante añadir un neutralizante grado alimentario para elevar el pH a un valor no menor

de 6.6. A medida que el lactosuero sea más ácido - que tenga un pH más bajo - mayor será



la actividad residual del cuajo después del tratamiento térmico de pasteurización. La leche

se debe añadir justo después de este tratamiento de inactivación del cuajo y entonces se

puede proceder con el procedimiento escogido para la fabricación de requesón.

En síntesis, basándose en la ciencia y tecnología de formación de estas estructuras, es

posible partir de la composición, costo y textura deseadas en el requesón y, mediante

“ingeniería inversa”, diseñar los requerimientos de materias primas y las variables de

procesamiento, como por ejemplo: el rendimiento por tina, la relación entre el contenido de

Ca++ y el contenido de proteína en el sistema, el perfil de temperatura y pH, etc.

4 PRODUCCION NACIONAL E INTERNACIONAL

4.1 BEBIDA

A parte del requesón que fue objeto de investigación para determinar su proceso

productivo, se producen muchos otros productos con el lactosuero, de los cuales se

mencionaran los siguientes:

Entre los usos convencionales para las empresas pequeñas y medianas, algunos requieren

poca tecnología y volúmenes modestos (uso del lactosuero como fertilizante y uso como

complemento alimenticio para cerdos y becerros), mientras que otro requieren tecnologías

industriales convencionales y cantidades mayores (fabricación de lactosueros en polvo, de

jarabes edulcorantes concentrados para la industria alimentaria, de bebidas refrescantes,

etc.)

Las bebidas o fórmulas lácteas son bebidas nutricionales análogas de leche, ideales para

programas gubernamentales, que se pueden elaborar a base de lactosueros no salados. El

contenido de proteína de las bebidas lácteas nutricionales debería ser el mismo de la leche,

30 g/l, pero su contenido de materia grasa puede variar dentro del rango entre 1 y 33 g/l,

como lo es en las leches descremadas, semidescremadas y enteras, siendo estas

consideraciones de diseño más bien un reflejo de los propósitos y las estrategias de dichos

programas.

Si la filosofía es ofrecer a ciertos segmentos de la población (niños en edad escolar, mujeres

embarazadas, etc.) bebidas nutritivas a bajo costo, el balance de nutrimentos (grasas y

proteínas) puede provenir de fuentes de menor costo que el de sus contrapartes en la leche

fluida (grasas y/o aceites vegetales, concentrados de proteínas de lactosuero y/o de soya).

En tal caso, el bajo contenido de colesterol constituye un beneficio adicional.

Existen muchas posibles bebidas lácteas nutricionales basadas en un lactosuero típico

proveniente de la fabricación de un queso blanco pasteurizado. Para fines de costeo, se ha

asignado al lactosuero un costo de $12.00/l, a los concentrados de proteína al 80% por

$10000.00/kg, a la grasa vegetal $ 160.00/kg, a los carbohidratos $ 80.00/kg y al agua

$1.00/l.



En conclusión, con 333 a 940 litros de lactosuero de quesos blancos pasteurizados se

pueden fabricar 1,000 litros de bebidas lácteas con contenido de grasa entre 0.1 y 3.3 % y

con 3.0 % de contenido de proteína, a un costo de materia prima dentro del rango entre

$360.00/l y $380.00/l.

Este es un costo muy atractivo para los programas gubernamentales. A los costos

asignados, la grasa vegetal representa entre el 0 y el 13 % de dicho costo, los carbohidratos

representan entre el 0 y el 7 %, el lactosuero representa entre el 5 y el 16 % y el

concentrado de proteína entre el 71 y el 89 %. No se incluye aquí el costo del agua, de los

probables saborizantes ni el costo de probables aditivos vitamínicos.

Como su contraparte, la leche, estas bebidas nutricionales se pueden elaborar pasteurizadas,

saborizadas (fresa, chocolate, etc.) o no saborizadas, fortificadas (vitamina A, calcio, etc.),

o no fortificadas; con lactosa como carbohidrato principal o con gran parte (80% o más) de

la lactosa hidrolizada, usando la enzima lactasa, para consumidores intolerantes a la lactosa.

4.1.1 Ingredientes y composición sugeridas para una bebida refrescante de alto

contenido energético, a base de lactosuero

Se trata de bebidas económicas consistentes en lactosuero, agua, acidulantes, azúcares,

saborizantes, colorantes, etc., envasadas en plástico y dirigidas principalmente al segmento

de mercado de niños. Las bebidas comerciales de este tipo contienen entre cerca de 30 % y

90 % de lactosuero (Jelen et al., 1987). Son bebidas pasteurizadas y se recomienda el

envasado caliente, a temperatura no menor de la de pasteurización, bajo condiciones en las

que el ambiente en el área de envasado sea de calidad microbiológica controlada. Desde el

punto de vista comercial, pudiera ser de interés que estas bebidas estuvieran enriquecidas

con vitamina C y con calcio.

Este tipo de bebidas refrescantes se puede fabricar también a base de lactosueros residuales

desproteinizados resultantes de la elaboración de requesón. En la práctica, estos lactosueros

contienen alrededor de 0.4 % de proteína, menos de 0.1 % de grasa y un poco más de 5 %

de lactosa y minerales. Debido al alto contenido de lactosa, su poder contaminante sigue

siendo casi tan alto como el del lactosuero de quesería, por lo que sigue siendo importante

darles un uso, preferentemente que tenga valor agregado.

Una de las opciones más sencillas consiste en hacer bebidas refrescantes. El procedimiento

consiste en filtrar el lactosuero para eliminar partículas pequeñas de queso, diluirlo ~ 1:1

(una parte de lactosuero en una parte de agua purificada), añadir alrededor de 8 % de azúcar

(8 kg de azúcar por cada 100 kg de bebida), añadir jugo de alguna fruta localmente

disponible (limón de distintas variedades, naranja, toronja, maracuyá, mora, piña, mango,

etc., solos o en combinación) en cantidad de 10 % o más, pasteurizar la bebida de la manera

usual y envasarla caliente (a temperaturas no menores de 70ºC) en un recipiente de plástico

o de vidrio, previamente higienizado, que tenga tapa hermética, de preferencia a base de

rosca.



De esta manera, por cada 100 litros de lactosuero residual, se obtendrán por lo menos 250

litros de bebida refrescante. En este caso se puede considerar el uso de un conservador, en

particular si la cadena comercial no garantiza que la bebida estará siempre en refrigeración

a temperatura no mayor de 4 ºC. Puesto que el lactosuero residual tiene un pH cercano a 5.5

y los jugos son de frutas ácidas, el conservador adecuado es el benzoato de sodio y la

dosificación máxima es de 0.1 % (100 g de benzoato de sodio por cada 100 kg de bebida).

Es importante recordar que la función de un conservador es conservar una buena calidad

que ya existe, pero no la puede mejorar. En otras palabras, además de usar el conservador,

sigue siendo esencial usar buenas prácticas de manufactura (BPM).

4.2 OTRAS OPCIONES DE USO

Los “quesos” tipo Mysost son productos comerciales de origen escandinavo, que tienen las

ventajas de usar todos los sólidos del lactosuero y de que su procesamiento no requiere

grandes inversiones. Su tecnología de producción es esencialmente un proceso de

concentración de sólidos, casi idéntica a la de fabricación de dulce de leche. De hecho, los

productos tienen el color del dulce de leche, debido a las reacciones de oscurecimiento no

enzimático y pueden ser formulados con textura para cortar o para untar. La Figura 1

muestra en forma esquemática el proceso de elaboración de estos productos.

Más que ser un producto, el “queso” Mysost es una familia de productos cuya composición,

textura y color varía de acuerdo a los ingredientes, a las condiciones de proceso y al

contenido final de humedad.

El primer paso consiste en concentrar la mezcla de ingredientes a 50 % - 55 % de sólidos en

un evaporador convencional como los usados para evaporar leche o lactosuero. La

concentración final se hace en forma intermitente en marmitas o cocinadoras equipadas con

agitador, como las usadas en la industria de los dulces de leche. Para afinar la textura, el

color y el sabor a caramelo, la pasta se calienta a cerca de 110oC durante varios minutos en

un intercambiador de calor de superficie raspada tipo “Votator”, para evitar “arenosidad”

en la textura, debida a lactosa cristalizada durante el tiempo del producto en el anaquel.

Para ésto, es importante que más del 90 % de los cristales de lactosa sean menores de 50

micras (Jelen y Buchheim, 1976; Wilson, 1981).

El producto puede ser de pasta dura para cortar (~ 85 % de sólidos) o untable (~ 70 % de

sólidos), con consistencia similar a la de la mantequilla de maní (cacahuate); los productos

untables generalmente contienen cerca de 10 % de azúcar (sacarosa). Los productos

untables tienen mayor vida de anaquel que los productos de pasta dura, a pesar de tener

mayor contenido de humedad. Esto se debe a que los productos untables contienen

usualmente más de 10 % de sacarosa, la cual baja la actividad de agua del producto por

debajo de los niveles encontrados en los productos de pasta dura. La Tabla 20 muestra un

ejemplo con los ingredientes, el rendimiento, la composición y el valor energético típicos

de “quesos” Mysost de pasta dura y untable. Como es usual tratándose de productos

nuevos, el reto principal es el desarrollo de mercados. Para las industrias de quesería, se



trata de adaptar las formulaciones escandinavas al gusto de los mercados latinoamericanos,

y el producto sería una innovación. Por su bajo costo y alto valor nutrimental, esta familia

de productos tiene grandes posibilidades para programas escolares de alimentación infantil.

4.3 MERCADOS NACIONALES E INTERNACIONALES.

El costeo de los lactosueros es un juicio de valor. Algunas personas piensan que su costo

debe ser muy cercano a cero, puesto que la fabricación del queso tradicionalmente absorbe

el 100% del costo de la leche y los demás ingredientes. Sin embargo, aquí se ha adoptado el

criterio de que el lactosuero tiene valor monetario distinto de cero, tanto por el valor

intrínseco de sus componentes, como por la funcionalidad de los lactosueros y sus

derivados. Además, siempre y cuando se le dé un uso comercial al lactosuero, el

reconocimiento de que tiene valor monetario permite deducir la cifra correspondiente del

costo de la leche, haciendo que el costo de fabricación del queso sea no sólo más cercano a

la realidad, sino significativamente menor.

Aún en este caso, las cifras a usar siguen siendo juicios de valor. Por ejemplo, si se usa

como criterio el valor monetario intrínseco de los componentes del lactosuero por separado,

costearíamos la grasa de leche a $ 2000-3000/kg, la lactosa y los minerales a $ 650.0/kg y

las proteínas a un valor menor, pero cercano, al que cuestan las proteínas lactoséricas en

forma de lactosuero en polvo. Un valor razonable es $ 8000/kg.

Bajo este criterio, el valor monetario del lactosuero de quesos blancos pasteurizados sería

de $12.00 /l. En otras palabras, el lactosuero representaría cerca del 25% del valor

monetario de la leche a partir de la cual se obtuvo. Sin embargo, la funcionalidad de estos

componentes; es decir, lo que se puede hacer con ellos con un cierto valor agregado, es

menor que la funcionalidad de los mismos componentes en la leche. Por este motivo, es

prudente tomar como valor monetario, para fines de costeo del lactosuero como materia

prima, una fracción de la cifra obtenida basándose en el valor intrínseco de los

componentes por separado. Desde esta perspectiva, un valor razonable es el 50 % del valor

mencionado arriba; es decir, US $ 6.00/l.

Es posible llegar a cifras similares, basándose en factores tales como el precio, en América

Latina, del lactosuero en polvo importado o nacional de la misma composición, el costo de

transporte y procesamiento del lactosuero fluido (bombeo, almacenamiento, enfriamiento o

pasteurización, secado, etc.), o el costo de arrojar el lactosuero fluido sin tratamiento al

medio ambiente.

Tomando todo en consideración, la cifra de US $12.00/l es razonable desde los puntos de

vista comercial y tecnológico. Esta cifra es cercana al 10 % del valor comercial de la leche

fluida entera de vaca, cruda (bronca), a puerta de planta. Es importante recordar que, en

términos de peso, el lactosuero fluido de quesos blancos pasteurizados contiene el 50 % de

los sólidos de la leche.



5 CONCLUSIONES

• Las proteínas del suero ofrecen grandes posibilidades de ser usadas en la industria por

su alto poder nutricional y su amplia versatilidad.

• Quedo claro que es posible el uso de este producto en distintos campos, porque aparte

de su gran poder nutricional, también suple otras muchas necesidades del mercado.

• Conocimos que el lactosuero puede generar ganancias importantes en las empresas que

implementen procesos para su utilización o distribución, porque lo que antes significaba

merma del proceso, ahora puede representar una entrada económica.

• Se aclaran conceptos sobre la composición del lactosuero, ya que normalmente las

personas lejanas a estas industrias no conciben la importancia que puede tener esta

sustancia, tanto negativamente en el ambiente, como de gran utilidad en varios sectores

del mercado.

• Actualmente se reconoce la importancia que ha tomado en el mundo entero, el uso del

lactosuero porque su gran calidad nutritiva es proporcional al daño que causa cuando se

vierte al agua.

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