monografia microbiologia industrial
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1. INTRODUCCIÓN
La Microbiología Industrial puede definirse diciendo que es la parte de la Microbiología que
se ocupa de las aplicaciones industriales de los microorganismos. Desde otro punto de
vista puede decirse también que los procesos de la Microbiología Industrial constituyen
aquellos procesos industriales catalíticos basados en el uso de microorganismos.
Las áreas de aplicación de la Microbiología industrial son muy variadas y de ellas surge la
importancia y el impacto que tiene esta disciplina en la actualidad. Las áreas principales
son: salud, alimentos, producción vegetal y animal, insumos industriales, minería y
servicios.
En primer lugar se debe destacar la importancia de la Microbiología Industrial en el
mantenimiento de la salud y tratamiento de enfermedades, fundamentalmente por su
aplicación en la producción de compuestos de actividad farmacológica y vacunas.
Los microorganismos que sintetizan productos útiles para el hombre representan, como
máximo, unos pocos centenares de especies de entre las más de 100000 descritas en la
Naturaleza. Los pocos que se han encontrado con utilidad industrial son apreciados por
elaborar alguna sustancia que no se puede obtener de manera fácil o barata por otros
métodos.
Características de los microorganismos de interés biotecnológico.
Producir una sustancia (efecto) de interés.
Estar disponible en cultivo puro.
Ser genéticamente estable.
Ser fenéticamente (similitud) estable.
Crecer en cultivos a gran escala.
Crecer y producir la sustancia (efecto) deseada rápidamente.
Crecer en un medio y en condiciones de cultivo rentables económicamente.
No debe ser patógeno para el hombre, animales o plantas.
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Facilidad de separar las células microbianas del medio de cultivo; la centrifugación
es dificultosa o cara a gran escala.
Los requisitos para el crecimiento microbiano incluyen factores físicos y químicos. Entre
los factores físicos tenemos la temperatura, el pH y la presión osmótica. Los factores
químicos necesarios para el crecimiento bacterial son diversos elementos constitutivos de
las células.
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2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Las aplicaciones de los microorganismos datan de tiempo inmemorial. El hombre hizo uso
de ellos sin saber que éstos existían desde que inventó o descubrió al azar la manera de
hacer cerveza, vinagre, vino o pan. La cerveza era conocida antes del 6000 A.c. por
sumerios y babilonios, y en el antiguo Egipto existía ya verdadera producción en 1700
A.c.; el vinagre se producía desde antes de esa fecha y el vino es también muy antiguo, ya
que existe evidencia de su producción antes del 2000 A.c. en Egipto y China, y finalmente
el pan se conoce desde 4000 A.c. aproximadamente.
Se puede afirmar que hasta comienzos del siglo XX existe muy poco o ningún control de
los procedimientos utilizados para la elaboración de esos productos o alimentos. En un
análisis cronológico se pueden fijar 4 grandes etapas en el desarrollo de la Microbiología
Industrial: 1) hasta 1900; 2) 1900-1945; 3) 1945-1979 y 4) 1979 hasta el presente, y
considerar el comienzo del siglo como el inicio de cierto control en los procesos de
utilización de cultivos puros.
A partir de 1900 comienza la etapa de producción de una serie de productos nuevos que
se suman a los conocidos desde la más remota antigüedad, y que sonla levadura de
cerveza, glicerol, ácido láctico, acetona butanol y etanol.
Hasta el 1945 poco se esperaba del futuro de la Microbiología Industrial, ya que solamente
unos pocos productos eran fabricados con microorganismos, y además varios de esos
productos podían obtenerse por otras vías, ya más convenientes por razones económicas,
como etanol, ácido láctico o acetona butanol.
Con el advenimiento de la penicilina en 1945 y la necesidad de su producción, se produce
un impacto formidable sobre los procedimientos microbiológicos, ya que se plantea el
desafío de la producción en gran escala en condiciones de mucho mayor control y con
necesidad de operaciones más complejas para la separación y purificación de los
productos. Como consecuencia de los avances logrados en esos desarrollos se produce
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en pocos años la aparición de un gran número de nuevos productos, como otros
antibióticos, aminoácidos, esteroides, enzimas, biomasa aplicada a la alimentación animal
y humana (proteínas unicelulares), nucleótidos, etc.
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3. MARCO CONTEXTUAL
3.1 Temporal
La investigación se realizó a partir del 15 de febrero hasta junio del 2011.
3.2 Espacial
El estudio se realizó en la Universidad Evangelica Boliviana en la materia de Microbiologia
Industrial.
3.3 Sustantivo
El trabajo se realizó con la elaboración de queso, a partir de la aplicación de
microorganismos indusriales, mediante la enzima de la planta del higo (Fisina).
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4. JUSTIFICACIÓN
Los microorganismos pueden ser considerados en términos generales con dos criterios
que son antagónicos. Uno corresponde a las actividades útiles que tienen algunos para
obtener bienes o servicios y otro completamente distinto corresponde a los efectos
perjudiciales que ocasionan que están generalmente asociados a la producción de
enfermedades, tanto en el hombre como en los animales, y que también se pueden
extender al deterioro producido sobre alimentos y materiales diversos.
Las aplicaciones de los microorganismos datan de tiempo inmemorial. El hombre hizo uso
de ellos sin saber que éstos existían desde que inventó o descubrió al azar la manera de
hacer cerveza, vinagre, vino o pan.
La investigación se lleva a cabo para poder brindar una correcta información sobre el uso
de microorganismos de manera industrial con la elaboración de queso.
En el presente trabajo se plantea aclarar los siguientes puntos:
Microbiología industrial.
La función de los microorganismos y sus propiedades.
Características físicas, químicas y organolépticas de la leche.
Bondades de los productos en los que se utiliza microorganismos de uso industrial.
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5. OBJETIVOS
5.1 Objetivo general
Aplicación de microorganismos en proceso industrial con la elaboración de queso.
5.2 Objetivos específicos:
Revisión bibliográfica sobre la leche.
Revisión bibliográfica sobre microorganismos de uso industrial.
Desarrollar material flujo de proceso de la elaboración de queso.
Investigar bondades de los productos en los que se utiliza microorganismos.
Aplicar el proceso para la elaboración de queso usando microorganismo de uso
industrial.
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6. MARCO TEORICO
6.1 Microbiología Industrial
La Microbiología Industrial puede definirse diciendo que es la parte de la Microbiología que
se ocupa de las aplicaciones industriales de los microorganismos. Desde otro punto de
vista puede decirse también que los procesos de la Microbiología Industrial constituyen
aquellos procesos industriales catalíticos basados en el uso de microorganismos.
6.1.1 Áreas de aplicación
Las áreas de aplicación de la Microbiología industrial son muy variadas y de ellas surge la
importancia y el impacto que tiene esta disciplina en la actualidad.
Las áreas principales son: salud, alimentos, producción vegetal y animal, insumos
industriales, minería y servicios.
En primer lugar se debe destacar la importancia de la Microbiología Industrial en el
mantenimiento de la salud y tratamiento de enfermedades, fundamentalmente por su
aplicación en la producción de compuestos de actividad farmacológica y vacunas.
En la industria de alimentos es también significativa la aplicación de la Microbiología
Industrial en la producción de bebidas, enzimas, saborizantes, productos lácteos, etc.
La producción agropecuaria se ve también favorecida en sus aspectos de producción
vegetal y animal por un conjunto variado de procesos microbiológicos que se han
enriquecido notablemente en los últimos años (como ha sucedido con otras áreas) con la
utilización de técnicas de ingeniería genética.
Finalmente el área de servicios se refiere fundamentalmente a la aplicación de
microorganismos en la purificación de efluentes, aspecto fundamental para el
mantenimiento de la calidad de vida.
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Áreas de aplicación y ejemplos de productos obtenidos por microorganismos.
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6.1.2 Tipos de microorganismos industriales
Los microorganismos que sintetizan productos útiles para el hombre representan, como
máximo, unos pocos centenares de especies de entre las más de 100000 descritas en la
Naturaleza. Los pocos que se han encontrado con utilidad industrial son apreciados por
elaborar alguna sustancia que no se puede obtener de manera fácil o barata por otros
métodos.
6.1.2.1 Levaduras
Las levaduras se vienen utilizando desde hace miles de años para la fabricación de pan y
bebidas alcohólicas. La levadura que sin duda fué la primera y aún hoy en día sigue
siendo la más utilizada por el hombre es Saccharomyces cerevisiae de la que se emplean
diferentes cepas para la fabricación de cerveza, vino, sake, pan y alcoholes industriales.
Kluyveromyces fragilis es una especie fermentadora de la lactosa que se explota en
pequeña escala para la producción de alcohol a partir del suero de la leche. Yarrowia
lipolytica es una fuente industrial de ácido cítrico. Trichosporum cutaneum desempeña un
importante papel en los sistemas de digestión aeróbica de aguas residuales debido a su
enorme capacidad de oxidación de compuestos orgánicos, incluídos algunos que son
tóxicos para otras levaduras y hongos, como los derivados fenólicos.
6.1.2.2 Hongos filamentosos
Los hongos tienen una gran importancia económica, no tan sólo por su utilidad, sino
también por el daño que pueden causar. Los hongos son responsables de la degradación
de gran parte de la materia orgánica de la Tierra, una actividad enormemente beneficiosa
ya que permite el reciclaje de la materia viva. Por otro lado, los hongos causan gran
cantidad de enfermedades en plantas y animales y pueden destruir alimentos y materiales
de los que depende el hombre.
Los efectos perjudiciales de los hongos están contrarrestados por su utilización industrial.
Los hongos son la base de muchas fermentaciones como la combinación de soja,
habichuelas, arroz y cebada que dan lugar a los alimentos orientales miso, shoyu y
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tempeh. Los hongos son también la fuente de muchos enzimas comerciales (amilasas,
proteasas, pectinasas), ácidos orgánicos (cítrico, láctico), antibióticos (penicilina), quesos
especiales (Camembert, Roquefort) y, evidentemente, de las setas.
6.1.2.3 Bacterias
Entre las especies bacterianas de interés industrial están las bacterias del ácido acético,
Gluconobacter y Acetobacter que pueden convertir el etanol en ácido acético. El género
Bacillus es productor de antibióticos (gramicidina, bacitracina, polimixina), proteasas e
insecticidas. Del género Clostridium cabe destacar Clostridium acetobutylicum que puede
fermentar los azúcares originando acetona y butanol. Las bacterias del ácido láctico
incluyen, entre otras, las especies de los géneros Streptococcus y Lactobacillus que
producen yogur. Corynebacterium glutamicum es una importante fuente industrial de lisina.
El olor característico a tierra mojada se debe a compuestos volátiles (geosmina)
producidos por Streptomyces aunque su principal importancia radica en la producción de
antibióticos como anfotericina B, kanamicina, neomicina, estreptomicina, tetraciclina, etc.
6.1.3 Características de los microorganismos de interés biotecnológico
Producir una sustancia (efecto) de interés.
Estar disponible en cultivo puro.
Ser genéticamente estable.
Ser fenéticamente (similitud)estable.
Crecer en cultivos a gran escala.
Crecer y producir la sustancia (efecto) deseada rápidamente.
Crecer en un medio y en condiciones de cultivo rentables económicamente.
No debe ser patógeno para el hombre, animales o plantas.
Facilidad de separar las células microbianas del medio de cultivo; la centrifugación
es dificultosa o cara a gran escala.
6.1.4 Crecimiento Microbiano
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Los requisitos para el crecimiento microbiano incluyen factores físicos y químicos. Entre
los factores físicos tenemos la temperatura, el pH y la presión osmótica. Los factores
químicos necesarios para el crecimiento bacterial son diversos elementos constitutivos de
las células.
6.1.4.1 Requisitos Físicos
Temperatura
El patrón de crecimiento bacterial se ve profundamente influenciado por la temperatura. La
temperatura a crecimiento óptimo permite el crecimiento más rápido de las bacterias
durante un período de tiempo, usualmente entre 12 y 14 horas. La temperatura mínima de
crecimiento es aquella temperatura menor a la cual la especie puede crecer. La
Temperatura de crecimiento máximo es la temperatura mayor en la cual el crecimiento es
posible. Los microorganismos se dividen en 3 grandes grupos en base a su preferencia de
rango de temperatura.
Sicrófilos son capaces de crecer a 0°C ó menos, pero crecen mejor a una temperatura
mayor. Estas bacterias son capaces de crecer a 0°C, pero tienen una temperatura óptima
de 15°C ó menos y una máxima de aproximadamente 20°C. Los sicrófilos estrictos
mueren si se exponen a la temperatura de salón. Un ejemplo de sicrófilos estrictos son las
bacterias que crecen en la Antártica. Aún a una temperatura óptima estas bacterias se
tardan en crecer de 2 a 3 semanas. Los sicrófilos facultativos o sicrotrofos son aquellos
organismos que pueden crecer a 0°C, pero crecen mejor a una temperatura de entre 20 a
30°C. Los mesófilos crecen mejor a temperaturas que fluctúan de entre 25°C a 40°C. Aquí
encontramos los patógenos de humanos y animales de sangre caliente, éstos crecen
mejor a 37°C. Los termófilos son bacterias que crecen a una temperatura óptima sobre los
45°C. La región de crecimiento de muchos termófilos se extiende a la región de los
mesófilos. Estas se conocen como termófilos facultativos. La temperatura óptima de
crecimiento para estos últimos microorganismos es entre 50 a 60°C. Los termófilos
extremos crecen a una temperatura mayor de 90°C. Es muy importante señalar que
una bacteria no manifiesta las mismas características de cultivo cuando se crece a
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diferentes temperaturas, un ejemplo lo observamos en Serratia marcescens, esta bacteria
produce un pigmento rojo solamente a cierta temperatura de cultivo.
pH
En la mayoría de las bacterias el crecimiento óptimo es entre 6.5 y 7.5. Muy pocas
bacterias crecen a un pH menor de 4.0. Sin embargo, las bacterias clasificadas como
acidófilos son tolerantes a la acidez, un ejemplo es Thiobacillus thiodans que crece a un
pH óptimo de entre 2.0 a 3.5.
Presión osmótica
Los microorganismos requieren agua para su crecimiento, además para obtener nutrientes
de ésta. Una presión osmótica alta causa pérdida de agua y plasmólisis de la célula, por lo
que se utiliza este fenómeno para conservar los alimentos ya sea añadiendo sal o azúcar,
lo que previene el crecimiento bacterial. Sin embargo algunas bacterias se han adaptado a
altas concentraciones de sal, a éstas se les conoce como halófilos extremos. Por otro
lado, los halófilos facultativos no requieren una alta concentración de sal, pero pueden
crecer hasta una concentración de 2%. Otras bacterias pueden tolerar hasta un 15% de
sal.
6.1.4.2 Requisitos Químicos
Carbóno (C) todos los organismos requieren C para sintetizar los componentes celulares.
Nitrógeno, azufre.y fósforo. Estos elementos se requieren para la síntesis de DNA, RNA,
proteínas y ATP. Las bacterias pueden obtener nitrógeno (N) ya sea fijándolo directamente
de la atmósfera, como por ejemplo el género bacteriano Rhizobium. También pueden
obtener este elemento de compuestos inorgánicos que contengan N como nitritos, nitratos,
sales de amonia o amino ácidos. Las bacterias pueden obtener azufre de iones de sulfato,
sulfito de hidrógeno y amino ácidos con azufre. El fósforo es esencial para la síntesis de
ácidos nucleicos y membranas celulares. Una fuente para obtener fósforo son los iones de
fosfato y el ATP.
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Elementos trazas. Otros elementos como hierro, cobre, molibdeno y zinc son requeridos
por los microorganismos en pequeñas cantidades. Usualmente tienen función de
cofactores.
Oxígeno. No todos los microorganismos necesitan 02, sin embargo, muchas formas de
vida requieren oxígeno para llevar a cabo respiración aeróbica. Los microorganismos que
utilizan oxígeno molecular son llamados aeróbicos. Estos se clasifican en aeróbicos
obligados que son los que requieren oxígenos molecular para vivir, y los aeróbicos
facultativos los cuales utilizan el oxígeno molecular cuando está presente, pero en su
ausencia continúan su crecimiento por la vía de fermentación o respiración anaeróbica, un
ejemplo es Escherichia coli. Por otro lado tenemos los anaeróbico obligados que necesitan
ausencia de oxígeno molecular para crecer y donde este generalmente es tóxico, un
ejemplo es el género Clostridium. Estos microorganismos obtienen el átomo de oxígeno
molecular del agua. También se observan microorganismos anaeróbicos aerotolerantes
los cuales no utilizan el oxígenos molecular para su crecimiento, pero pueden tolerarlo.
Los microaerofílicos sólo pueden crecer en concentraciones de oxígeno molecular menor
a las encontradas en el aire.
Factores orgánicos de crecimiento. Estos son compuestos orgánicos esenciales que el
organismo no puede sintetizar, aquí se incluyen las vitaminas, los amino ácidos, las
purinas y las pirimidinas.
6.1.5 Medios de cultivo
Es un material nutriente preparado para el crecimiento de microorganismos en el
laboratorio. Un medio quimicamente definido es aquel donde su composición química
exacta es conocida. Un medio compleio es aquel donde su composición exacta varía de
un lote a otro, ya que este medio esta hecho de nutrientes como extractos de levaduras,
carne, partes de plantas o proteínas digeridas. Hay medios específicos para crecer
anaeróbicos, es estos se utiliza un ingrdiente reductor como tioglicolato de sodio, que se
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combina con el oxígeno molecular disuelto para eliminarlo del medio. También hay medios
selectivos, éstos medios en particular proveen nutrientes que ayudan al crecimiento y
predominancia de un tipo particular de bacterias, y a su vez inhibe que otros tipos de
microorganismos estén presentes, un ejemplo de estos es el medio para crecer la bacteria
Neisseria gonorrhoeae. El Medio diferencial nos permite diferenciar entre varios tipos de
bacterias al incorporar a éste ciertas substancias como sangre, sal, tintes y otros. Si
inoculamos el medio con bacterias que destruyen las células rojas mientras que otras
bacterias no destruyen este tipo de células, podemos diferenciar unas de otras en el
mismo medio.
6.2 Leche
La leche es una secreción nutritiva de color blanquecino opaco producida por las
glándulas mamarias de las hembras. Esta capacidad es una de las características que
definen a los mamíferos. La principal función de la leche es la de nutrir a los hijos hasta
que son capaces de digerir otros alimentos. Además cumple las funciones de proteger el
tracto gastrointestinal de las crías contra patógenos, toxinas e inflamación y contribuye a la
salud metabólica regulando los procesos de obtención de energía, en especial el
metabolismo de la glucosa y la insulina. La leche es la base de numerosos productos
lácteos, como la mantequilla, el queso, el yogur, entre otros. Es muy frecuente el empleo
de los derivados de la leche en las industrias agroalimentarias, químicas y farmacéuticas
en productos como la leche condensada, leche en polvo, caseína o lactosa. La leche de
vaca se utiliza también en la alimentación animal. Está compuesta principalmente por
agua, iones (sal, minerales y calcio), hidratos de carbono (lactosa), materia grasa y
proteínas.
6.2.1 Animales productores de leche
Actualmente, la leche que más se utiliza en la producción de derivados lácteos es la de
vaca (debido a las propiedades que posee, a las cantidad que se obtiene, agradable
sabor, fácil digestión, así como la gran cantidad de derivados obtenidos). Sin embargo, no
es la única que se explota. También están la leche de cabra, asna, yegua, camella, entre
otras. El consumo de determinados tipos de leche depende de la región y el tipo de
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animales disponibles. La leche de cabra es ideal para elaborar dulce de leche (también
llamado cajeta) y en las regiones árticas se emplea la leche de ballena. La leche de asna y
de yegua son las que contienen menos materia grasa, mientras que la de foca contiene
más de un 50% de aquella.
A nivel mundial, hay varias especies de animales de las que se puede obtener leche: la
oveja, la cabra, la yegua, la burra, la camella (y otras camélidas, como la llama o la
alpaca), la yaka, la búfala, la hembra del reno y la alcesa.
La leche proveniente de la vaca (Bos taurus) es la más importante para la dieta humana y
la que tiene más aplicaciones industriales.
6.2.2 Características generales
No todas las leches de los mamíferos poseen las mismas propiedades. Por regla general
puede decirse que la leche es un líquido de color blanco mate y ligeramente viscoso, cuya
composición y características físico-químicas varían sensiblemente según las especies
animales, e incluso según las diferentes razas. Estas características también varían en el
curso del período de lactación, así como en el curso de su tratamiento.
6.2.3 Propiedades físicas
La leche de vaca tiene una densidad media de 1,032 g/l. Es una mezcla compleja y
heterogénea compuesta por un sistema coloidal de tres fases:
Solución: los minerales así como los hidratos de carbono se encuentran disueltos
en el agua.
Suspensión: las sustancias proteicas se encuentran con el agua en suspensión.
Emulsión: la grasa en agua se presenta como emulsión.
Contiene una proporción importante de agua (cerca del 87%). El resto constituye el
extracto seco que representa 130 gramos (g) por l y en el que hay de 35 a 45 g de materia
grasa.
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Otros componentes principales son los glúcidos lactosa, las proteínas y los lípidos. Los
componentes orgánicos (glúcidos, lípidos, proteínas, vitaminas), y los componentes
minerales (Ca, Na, K, Mg, Cl). La leche contiene diferentes grupos de nutrientes. Las
sustancias orgánicas (glúcidos, lípidos, proteínas) están presentes en cantidades más o
menos iguales y constituyen la principal fuente de energía. Estos nutrientes se reparten en
elementos constructores, las proteínas, y en compuestos energéticos, los glúcidos y los
lípidos.
6.2.4 Propiedades químicas
El pH de la leche es ligeramente ácido (pH comprendido entre 6,6 y 6,8).Otra propiedad
química importante es la acidez, o cantidad de ácido láctico, que suele ser de 0,15-0,16%
de la leche.
Análisis químico proximal de la leche de diversos mamíferos
Composición media de la leche en gramos por litro
Agua Extracto seco Materia grasaMaterias nitrogenadas
Lactosa Materias mineralesTotales Caseína Albúmina
Leche de mujer
905 117 35 12-14 10-12 4-6 65-70 3
Équidos
Asna 925 100 10-15 20-22 10-12 9-10 60-65 4-5
Rumiantes
Vaca 900 130 35-40 30-35 27-30 3-4 45-50 8-10
Cabra 900 140 40-45 35-40 30-35 6-8 40-45 8-10
Oveja 860 190 70-75 55-60 45-50 8-10 45-50 10-12
Búfala 850 180 70-75 45-50 35-40 8-10 45-50 8-10
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Las sustancias proteicas de la leche son las más importantes en el aspecto químico. Se
clasifican en dos grupos: proteínas (la caseína se presenta en 80% del total proteínica,
mientras que las proteínas del suero lo hacen en un 20%), y las enzimas.
La actividad enzimática depende de dos factores: la temperatura y el pH; y está presente
en todo el sistema de diversas formas. La fosfatasa es un inhibidor a temperaturas de
pasteurización e indica que se realizó bien la pasteurización. La reductasa es producida
por microorganismos ajenos a la leche y su presencia indica que está contaminada. La
xantoxidasa en combinación con nitrato de potasio (KNO3) inhibe el crecimiento de
bacterias butíricas. La lipasa oxida las grasas y da olor rancio a los productos y se inhibe
con pasteurización. La catalasa se incrementa con la mastitis y, si bien no deteriora el
alimento, se usa como indicador microbiológico.
6.2.5 Composición de la leche
Inmediatamente después del parto, la hembra del mamífero comienza a producir
secreciones mamarias; durante los dos o tres primeros días produce el calostro. Pasado
este período, el animal sintetiza propiamente la leche durante todo el periodo de lactancia,
que varía de 180 a 300 días (dependiendo de muchos factores), con una producción
media diaria muy fluctuante que va desde 3 hasta 25 litros. La leche se sintetiza
fundamentalmente en la glándula mamaria, pero una gran parte de sus constituyentes
provienen del suero de la sangre. Su composición química es muy compleja y completa, lo
que refleja su gran importancia en la alimentación de las crías. La composición de la leche
depende de las necesidades de la especie durante el periodo de crianza.
Lactosa
La lactosa es un disacárido presente únicamente en leches, representando el principal y
único hidrato de carbono. Sin embargo, se han identificado pequeñas cantidades de
glucosa, galactosa, sacarosa, cerebrósidos y aminoazúcares derivados de la hexosamina.
La lactosa se sintetiza en la glándula mamaria por un sistema enzimático en el que
interviene la α-lactoalbúmina para después segregarse en la leche. Es un 15% menos
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edulcorante que la sacarosa y contribuye, junto con las sales, al sabor global del alimento.
Hay ciertos sectores de la población (sobre todo de raza negra y mestizos
latinoamericanos) que no toleran la leche debido a su contenido de lactosa. Esto se debe
a que la mucosa del intestino delgado no sintetiza la lactasa que es la enzima que
hidroliza el enlace glucosídico y separa el azúcar en glucosa y galactosa.
Cuando la lactosa llega al colon, fermenta y produce hidrógeno, dióxido de carbono y
ácido láctico, que irritan este órgano; además, se absorbe agua en el intestino para
equilibrar la presión osmótica. Todo esto puede traer como resultado diarrea, flatulencias y
calambres abdominales. Para remediar esta anomalía bioquímica que afecta a algunos
sectores de la población mundial, los productores adicionan al permeado (suero) una
enzima, la α-lactasa que hidroliza el disacárido en sus dos monosacáridos y así es
tolerada por los grupos alérgicos a la lactosa.
La lactosa es producida desde que el bebé comienza a lactar, y comienza a disminuir su
producción con el crecimiento, ya que biológicamente el humano no requiere
obligatoriamente de leche en su dieta básica después de la infancia, como demuestra que
el 70 u 80% de los adultos prescinden de ella.
Lípidos o grasas
Las propiedades de la leche son el reflejo de los ácidos grasos que contiene. Así tenemos
varios grupos de lípidos presentes en la leche: triacilglicéridos, diacilglicéridos,
monoacilglicéridos, fosfolípidos, ácidos grasos libres, esteroles y sus ésteres, y algunos
carbohidratos.
Lípido Porcentaje del total de lípidos Concentración (g/L)
Triacilglicéridos 96-98 31
Diacilglicéridos 2,10 0,72
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Monoacilglicéridos 0,08 0,03
Fosfolípidos 1,1 0,35
Ácidos grasos libres 0,2 0,08
Colesterol 0,45 0,15
Hidrocarburos rastros rastros
Ésteres de esteroles rastros rastros
Los triacilglicéridos se encuentran como pequeñas partículas llamadas glóbulos.
Contienen una gran cantidad de ácidos grasos, identificándose hasta 400 tipos diferentes
en la leche de vaca (los aceites tiene entre 8 y 10). La leche es el alimento que tiene la
composición lipídica más compleja. Sin embargo, el 96% del total lo conforman sólo 14
ácidos grasos, siendo los más importantes el ácido mirístico, el ácido palmítico y el ácido
oleico. La gran cantidad de grasas se debe a la alimentación del bovino y a la intensa
actividad del rumen. En el caso de las focas, el exceso de contenido graso se debe a la
dieta basada en peces y es parte de una adaptación natural para que la cría soporte el frío
extremo. En el caso de la leche humana, el contenido graso depende de la nutrición
equilibrada de la mujer durante el embarazo y la lactancia; de ahí que una dieta
plenamente omnívora (son aquellos cuyo sistema digestivo es capaz de digerir tanto
carnes como vegetales) beneficie al contenido graso exacto de la leche.
Caseínas
De todas las proteínas presentes en la leche, las más comunes y representativas son tres,
y todas son caseínas: la caseína-αs1, la caseína-β y la caseína-κ. En la industria láctea,
es muy importante la caseína-κ, que posee, entre otras, las siguientes características:
La caseína-κ es útil principalmente para la elaboración de quesos (la más rica en este tipo
de caseína es la leche de vaca, mientras que la más pobre proviene de la leche humana)
debido a que al ser hidrolizada por la renina es posible que se precipite en paracaseína-κ,
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la cual al reaccionar con el calcio genera paracaseinato de calcio.
Suero de la leche
A partir de 10 litros de leche de vaca se puede producir de 1 a 2 kg de queso (es decir, en
su mayor parte de caseína) y un promedio de 8 a 9 kg de suero de leche. El suero es el
conjunto de todos los componentes de la leche que no se integran en la coagulación de la
caseína, y de acuerdo con el tipo de leche (es decir, de la especie de la que proviene) se
pueden tener dos tipos de sueros, clasificados por su sabor:
El suero dulce, que proviene de quesos coagulados con renina. La mayoría de este
suero se compone de nitrógeno no proteico (22% del total) y tiene una gran
concentración de lactosa (cerca del 4.9% de todo el suero); es el más rico en
proteínas (0.8%) pero muy pobre en cuestión de ácido láctico (0.15%). El resto del
suero es un conjunto de sales, minerales y grasas que varían de especie a especie.
El pH oscila entre 6 y 6,2.
El suero ácido, que proviene de quesos coagulados con ácido acético. Es el
subproducto común de la fabricación de queso blanco y requesón y por el bajo pH
(4,6) resulta corrosivo para los metales. Contiene una mayor proporción de
nitrógeno no proteico (27% del total) y posee menos lactosa en concentración
(4,3%) ya que, por provenir de leches ácidas, parte de la lactosa se convierte en
ácido láctico por la fermentación. Por ello, tiene más cantidad de ácido láctico
(0,75%). Debido a la desnaturalización, es más pobre en proteínas (0,6%). Suele
tener menor concentración de sales, minerales y grasas, cuyas concentraciones
varían de especie a especie.
Los lactatos y los fosfatos (sales muy comunes en el suero) ayudan a guardar el equilibrio
ácido-base e influyen mucho en las propiedades del suero (estabilidad y precipitación
térmica). El suero tiene una proporción baja de proteínas, sin embargo poseen más
calidad nutritiva que las caseínas del queso. La excesiva producción de suero al elaborar
queso ha sido siempre una preocupación y se han ideado muchas formas de
aprovecharlo. Una de las más sencillas, de tipo casero, es calentarlo para precipitar las
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proteínas y luego prensarlo o filtrarlo. En muchas poblaciones de México suele comerse
inmediatamente después de salarlo (y recibe el nombre de requesón). Sus aplicaciones
industriales suelen venir una vez que se le deshidrata, cuando es poco soluble. Durante la
evaporación (para eliminar el agua) y la aspersión (para secarlo) puede perder sus
propiedades nutricionales por lo que el pH y la temperatura de estos dos procesos deben
vigilarse con esmero durante el secado del extracto.
Las proteínas del suero con mayor importancia en la leche son:
a) α-lactalbúmina: constituye el sistema enzimático requerido para la síntesis de la
lactosa. Las leches de animales que no presentan esta proteína tampoco contiene
lactosa. No posee sulfhidrilos libres pero sí cuatro disulfuros que ceden las cistinas,
por lo que tiene 2.5 más azufre que la caseína. Posee bajo peso molecular y un alto
contenido en triptófano. Se considera que hace mucho tiempo, las aves y los
bovinos estuvieron unidos por un tronco común genético (no taxonómico) debido a
que la secuencia de aminoácidos de esta proteína es semejante a la lisozima del
huevo. Se desnaturaliza a 63 °C.
b) β-lactoglobulina: insoluble en agua destilada y soluble en diluciones de sales,
se desnaturaliza y precipita a menos de 73 °C (no resiste la pasteurización). Esta
proteína no se encuentra en la leche humana, siendo abundante especialmente en
rumiantes y es considerada la responsable de ciertas reacciones alérgicas en los
infantes.55 Existen tratamientos industriales que permiten modificar los
componentes de la leche de vaca para que se parezcan a los de la leche humana y
poder así dársela a los bebés. En estos procesos se elimina ésta fracción proteínica
por precipitación con polifosfatos o por filtración en gel, para después mezclarla con
otros componentes (caseína, aceite de soja, minerales, vitaminas, lisozima, etc.).56
57 58 59
c) Proteína ácida del suero (WAP, en inglés): es un componente de la leche que
sólo se encuentra en la categoría GLIRES, que agrupa a roedores y lagomorfos,
aunque se han encontrado secuencias relacionadas en el cerdo. Del hecho de que
contienen dominios similares a inhibidores de la proteasa se observa que su función
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es antimicrobiana y protectora de las mucosas orales.60
d) inmunoglobulinas: suman el 10% del total de las proteínas del suero y
provienen de la sangre del animal. Pertenecen a los tipos IgA e IgE y proceden de
las células plasmáticas del tejido conjuntivo de la mama (Bloom-Fawcet, 1999).
Algunos científicos, según se ha dicho antes, ven en ello la razón de ser de la
leche, ya que permiten transmitir cierta inmunidad a la cría (principalmente la
memoria de las enfermedades que la madre ha sufrido). Suelen ser muy
abundantes en el calostro (hasta 100g/L).
6.2.6 Propiedades microbiológicas
La leche recién obtenida es un sustrato ideal para un gran número de géneros
bacterianos, algunos beneficiosos y otros perjudiciales, que provocan alteraciones
diversas del alimento y sus propiedades:
Tipo de
bacteriasEfectos sobre el alimento
Condiciones necesarias para su
activación o desarrollo
Lácticas
Son las bacterias que convierten mediante la
fermentación la lactosa en ácido láctico. Pueden generar
una alteración en la consistencia, como Lactobacillus
bulgaricus, que puede hacer espesar la leche, paso
principal para elaborar yogur. Genera que el porcentaje
de acidez suba y el pH baje a 4,5.
Se requiere de temperaturas ya sea
ambientales o superiores. A
temperaturas ambientales se genera
un cultivo láctico y puede tardar hasta
2 días, aplicando calentamiento el
proceso se hace menos lento.
Propiónicas
Generan liberación de dióxido de carbono (CO2). Actúan
sobre las trazas de ácido propiónico de la leche para
generar ácido acético. Pueden generar un exceso
burbujeante sobre la leche y dar un olor excesivamente
ácido.
Requieren de temperaturas de 24 °C
para comenzar a actuar.
Butíricas
Generan coágulos grasos en la leche no acidificada. La
alteración de la grasa puede generar un espesor muy
poco deseado.
Requieren de poca acidez y de un pH
superior a 6,8.
Patógenas Alteran todas las propiedades. La acidez disminuye, el pH
comienza a hacerse básico, existe una separación
Requieren de temperaturas de 37 °C
y de acidez baja. Usualmente, la
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irregular de las grasas y la caseína (se "corta") y el olor
se hace pútrido. Su presencia, como la de coliformes,
puede indicar contaminación fecal. Producen liberación
de CO2 y dióxido de nitrógeno (NO2). Generan burbujas
grandes y pareciera efervescer.
leche fuera de refrigeración
experimenta estos cambios.
Psicrófilas
Este tipo de bacterias aparecen después del esterilizado
de la leche y resisten las bajas temperaturas pudiendo
incluso manifestar crecimiento bacteriano entre 0° y 10°
Celsius.
Aunque en el esterilizado se eliminan la mayor
cantidad de este tipo de gérmenes, estos dejan
una huella enzimática (proteasa) que resiste las
altas temperaturas provocando en las leches un
amargor característico cumplido el 50% del
tiempo de su caducidad. En la industria láctea,
este tipo de bacterias (Familia pseudomonas)
son responsables de conferir un sabor amargo
a cremas y leches blancas.
Requieren un grado de acidez y valor
de pH menor a 6.6. No son inhibidas
por congelamiento y generan una
persistente actividad enzimática.
Como control de calidad, la leche cruda o leche bronca (sin pasteurizar) se analiza antes
de determinar el destino como producto terminado, si el recuento de gérmenes es mayor
que 100.000 UFC (Unidades Formadoras de Colonias) es una leche de inferior calidad que
una cuyo recuento sea menor a ese número. También se determina la potencialidad de
brucelosis que pudiera presentar.
6.2.7 Propiedades nutricionales
Su diversificada composición, en la que entran grasas (donde los triglicéridos son la
fracción mayoritaria con el 98% del total lipídico y cuyos ácidos grasos que los forman son
mayormente saturados), proteínas, (caseína, albúmina y proteínas del suero) y glúcidos
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(lactosa, azúcar específica de la leche), la convierten en un alimento completo. Además, la
leche entera de vaca es una importante fuente de vitaminas (vitaminas A, B, D3, E). La
vitamina D es la que fija el fosfato de calcio a dientes y huesos, por lo que es
especialmente recomendable para niños. El calostro (leche durante el embarazo y los
primeros días después del parto) es un líquido de color amarillento, rico en proteínas y
anticuerpos, indispensables para la inmunización del recién nacido. A pesar de ello, no
tiene aplicación industrial.
6.2.8 Procesos industriales
La leche cruda o leche bronca no sería apta para su comercialización y consumo sin ser
sometida a ciertos procesos industriales que aseguraran que la carga microbiológica está
dentro de unos límites seguros. Por eso, una leche con garantías de salubridad debe
haber sido ordeñada con métodos modernos e higiénicos de succión en los cuales no hay
contacto físico con la leche. Después de su ordeño, ha de enfriarse y almacenarse en un
tanque de leche en agitación y ser transportada en cisternas isotermas hasta las plantas
de procesado.
En dichas plantas, ha de analizarse la leche antes de su descarga para ver que cumple
con unas características óptimas para el consumo.
Entre los análisis, están los fisicoquímicos para ver su composición en grasa y extracto
seco, entre otros parámetros, para detectar posibles fraudes por aguado, los
organolépticos, para detectar sabores extraños y los bacteriológicos, que detectan la
presencia de bacterias patógenas y de antibióticos. Estos pasan a la leche procedentes de
la vaca en tratamiento veterinario y a su vez pasan al consumidor. La leche que no cumple
con los requisitos de calidad, debe ser rechazada.
Una vez comprobado su estado óptimo, es almacenada en cisternas de gran capacidad y
dispuesta para su envasado comercial.
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Depuración
La leche, según la aplicación comercial que se le vaya a dar puede pasar por una gran
cantidad de procesos, conocidos como procesos de depuración. Éstos aseguran la calidad
sanitaria de la leche, y se listan a continuación:
Filtración: se utiliza para separar la proteína del suero y quitar así las impurezas
como sangre, pelos, paja, estiércol. Se utiliza una filtradora o una rejilla.
Homogeneización: Se utiliza este proceso físico que consiste en la agitación
continua (neumática o mecánica) ya sea con una bomba, una homogeneizadora o
una clarificadora, y cuya finalidad es disminuir el glóbulo de grasa antes de
calentarla y evitar así que se forme nata. Éste debe ser de 1μm (micrómetro) de
diámetro. Cuando se estandariza la leche o se regulariza el contenido graso, se
mezcla con homogeneización, evitando la separación posterior de fases. Se realiza
a 50 °C para evitar la desnaturalización. La homogeneización, después de la
pasteurización, estabiliza la grasa en pequeñas partículas que previenen el
cremado durante la fermentación y genera una mejor textura ya que la interacción
entre caseínas y los glóbulos de grasa se vuelve favorable para hacer derivados
lácteos que requieren fermentación.66
Estandarización: cuando una leche no pasa positivamente la prueba de contenido
graso para elaborar determinado producto, se utiliza leche en polvo o grasa vegetal.
Se realiza de dos formas: primero de manera matemática (con procedimientos
como la prueba χ² de Pearson o Balance de materia) y la otra práctica, midiendo las
masas y mezclándolas. Antes de que la leche pase a cualquier proceso, debe tener
3,5% de contenido graso. Este proceso se emplea también cuando la leche, una
vez tratada térmicamente, perdió algún tipo de componentes, lo cual se hace más
habitualmente con la leche que pierde calcio y a la que se le reincorporan nuevos
nutrientes.
Deodorización: se utiliza para quitar los olores que pudieran impregnar la leche
durante su obtención (estiércol, por ejemplo). Para ello se emplea una cámara de
vacío, donde los olores se eliminan por completo. La leche debe oler dulce o ácida.
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Bactofugación: elimina las bacterias mediante centrifugación. La máquina
diseñada para esta función se llama bactófuga. Genera una rotación centrífuga que
hace que las bacterias mueran y se separen de la leche. La leche debe tener
300.000 UFC/mL (Unidades formadoras de colonia por cada mililitro). Antes de
realizar una bactofugación se debe realizar un cultivo de las bacterias que hay en la
leche e identificarlas, esto es muy importante ya que permite determinar el
procedimiento más efectivo para eliminar una bacteria específica. Se suele tomar
como estándar que 1800 segundos calentando a 80 °C elimina a los coliformes, al
bacilo de la tuberculosis y las esporas; así como la inhibición de las enzimas
fosfatasa alcalina y la peroxidasa. Pero esto es sólo un estándar muy variable que
depende de muchas condiciones.
Clarificación: se utiliza para separar sólidos y sedimentos innecesarios presentes
en la leche (como polvo o tierra, partículas muy pequeñas que no pueden ser
filtradas). Se utiliza una clarificadora, donde se puede realizar el proceso de dos
formas: calentando la leche a 95 °C y dejándola agitar durante 15 minutos, o bien
calentándola a 120 °C durante 5 minutos.
Tratamientos térmicos
Una vez que ya se realizó la depuración, la leche puede ser tratada para el consumo
humano mediante la aplicación de calor para la eliminación parcial o total de bacterias.
De acuerdo con el objetivo requerido, se empleará la termización, la pasteurización, la
ultrapasteurización o la esterilización.
Termización: con este procedimiento se reduce o inhibe la actividad enzimática.
Pasteurización (Slow High Temperature, SHT): con este procedimiento la leche
se calienta a temperaturas determinadas para la eliminación de microorganismos
patógenos específicos: principalmente la conocida como Streptococcus
thermophilus. Inhibe algunas otras bacterias.
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Ultrapasteurización (Ultra High Temperature, UHT): en este procedimiento se
emplea mayor temperatura que en la pasteurización. Elimina todas las bacterias
menos las lácticas. No requiere refrigeración posterior.
Esterilización: la alta temperatura empleada de 140 °C por 45 s elimina cualquier
microorganismo presente en la leche. No se refrigera posteriormente; esta leche
recibe el nombre también de higienizada. Este proceso no aplica a leches
saborizadas o reformuladas pues sufren caramelización.
La esterilización puede ocurrir en unas autoclaves en línea denominadas Barriquands. Las
leches blancas tratadas de este modo se embalan en tetrabrik o cajas de cartón especial
higienizadas y recubiertas internamente con un film satinado.
Después de un tratamiento térmico la refrigeración puede ser prescindible debido a que no
es necesario bajar la temperatura en todos los casos, solamente cuando la leche aún
posee microorganismos.
De acuerdo con la calidad microbiana saliente se considera la refrigeración; de ahí que la
termización tenga refrigeración obligada y la esterilizada no. Si no existen bacterias o
actividad enzimática la leche no se alterará a temperatura ambiente; si dejamos cualquier
leche en un vaso y sin tapar entonces el oxígeno hará lo propio como agente oxidante,
más no debido a actividades internas de la leche.
6.3 Ficus carica (Higuera)
Ficus carica o higuera es un árbol de pequeño porte o un arbusto de la familia de las
moráceas (Moraceae), una de las numerosísimas especies del género Ficus. Originario de
Asia sudoccidental, crece ahora espontáneamente en torno al Mediterráneo y en otras
regiones del mundo, como al sur de Lima, en la costa central del Perú.
6.3.1 Clasificación científica
Nombre común: Higera
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Nombre científico: Ficus carica
Clase: Magnoliopsida
Orden: Rosales
Familia: Moraceae
Subfamilia: Ficeae
Género: Ficus
Subgénero: Ficus
Especie: F. Carica
6.3.2 Características
De porte bajo, más semejante al de un arbusto que al de un árbol (entre 3-10 m), sobre
todo cuando emite rodrigones que sostienen sus ramas. Poco exigente en cuanto a las
cualidades del terreno, su crecimiento es lento. No es raro ver retoños o pies bastante
desarrollados creciendo en farallones rocosos o viejos muros.
La corteza es lisa y de color grisáceo. Las hojas son caducas, de 12 a 25 cm de largo y 10
a 18 de ancho, profundamente lobuladas, formadas por 3 ó 5 lóbulos.
Produce frutos compuestos de un tipo especial, el sicono, a los que se conoce como higos
(sicono etimológicamente significa higo).
Las higueras crecen espontáneamente en terrenos rocosos e incluso en muros, donde
pocas plantas encuentran oportunidad. El desarrollo de sus raíces es temido por mover los
suelos donde están situadas.
Los higos contienen abundantes azúcares -principalmente glucosa y fructosa, y además,
sacarosa; En los frescos hasta el 20% y en los deshidratados o pasos, hasta un 60%,
contienen cantidades variables de pentosa y de los ácidos cítricos, málicos y acéticos,
materias gomosas, mucílago y también sales de hierro, calcio, manganeso, bromo y
numerosas vitaminas.
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Las hojas y siconos verdes poseen un látex blanquecino; éste contiene una mezcla de
enzimas proteolíticas. Las hojas poseen unos compuestos llamados furocumarinas. En la
antigüedad, a la higuera y al higo se le atribuían numerosas virtudes, de las cuales todavía
se mantienen algunas.
En principio se considera un alimento altamente energético por su rica composición en
vitaminas y minerales. Además es un buen laxante, propiedad que ya descubrieron los
egipcios hace más de tres mil años. 500gr. de higos desecados contienen 1500 calorías,
mientras que los higos frescos contienen 360 calorías. Otra virtud ampliamente aceptada
en medicina popular se refiere a que es balsámico y pectoral, sobre todo para ablandar la
tos. La ficina, una de las enzimas que se encuentran en el látex, le proporciona
propiedades antiinflamatorias y digestivas. Es un remedio indicado en estreñimiento,
catarros, faringitis, irritaciones gastrointestinales e inflamaciones locales como gingivitis,
faringitis, abscesos, furúnculos y quemaduras.
6.4 Enzimas
Sustancias de naturaleza orgánica, producidas por las células vivas. Las enzimas son
proteínas que catalizan todas las reacciones bioquímicas.
Además de su importancia como catalizadores biológicos, tienen muchos usos médicos y
comerciales. Un catalizador es una sustancia que disminuye la energía de activación de
una reacción química. Al disminuir la energía de activación, se incrementa la velocidad de
la reacción.
La mayoría de las reacciones de los sistemas vivos son reversibles, es decir, que en ellas
se establece el equilibrio químico. Por lo tanto, las enzimas aceleran la formación de
equilibrio químico, pero no afectan las concentraciones finales del equilibrio.
Por ejemplo, las enzimas pueden convertir los almidones, las proteínas y los azúcares en
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sustancias que el cuerpo pueda utilizar. La coagulación de la sangre es otro ejemplo del
trabajo de las enzimas.
Las enzimas son esenciales para todas las funciones corporales y se encuentran en la
boca (saliva), el estómago (jugo gástrico), los intestinos (jugo pancreático, jugo y mucosa
intestinal), la sangre y en cada órgano y célula del cuerpo.
La operación más importante en la fabricación de queso es la coagulación de la caseína
de la leche, que luego se trata para convertirla en queso. Se puede coagular la caseína
mediante la adición de ácido o de enzimas.
El queso se fabrica coagulada la caseína con rennina, esta probablemente tiene una
acción proteolítica muy débil que continua en el queso. La rennina produce un coágulo
elástico del que se exprime fácilmente de el suero. No es la única porteínasa que se usa
en la elaboración del queso, pues también se emplea mezclas de rennina con pepsina.
Asimismo se ha usado la papaína, y en este caso al parecer se asegura la proteólisis
durante el añejamiento del queso. En los países balcánicos se emplea jugo de higos (que
contiene gran proporción de enzimas proteolíticas ficina). Para preparar el coágulo. La
diferentes enzimas coagulantes hacen variar notablemente la naturaleza del queso."
6.5 Queso
El queso es un alimento sólido elaborado a partir de la leche cuajada de vaca, cabra,
oveja, búfala, camella u otros mamíferos rumiantes. Es la conserva ideal pues muy
difícilmente se estropea con el transcurso del tiempo ya que al secarse mejoran sus
cualidades en relación al peso. La leche es inducida a cuajarse usando una combinación
de cuajo (o algún sustituto) y acidificación. Las bacterias se encargan de acidificar la
leche, jugando también un papel importante en la definición de la textura y el sabor de la
mayoría de los quesos. Algunos también contienen mohos, tanto en la superficie exterior
como en el interior.
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Hay centenares de variedades de queso. Sus diferentes estilos y sabores son el resultado
del uso de distintas especies de bacterias y mohos, diferentes niveles de nata en la leche,
variaciones en el tiempo de curación, diferentes tratamientos en su proceso y diferentes
razas de vacas, cabras o el mamífero cuya leche se use.
Otros factores incluyen la dieta del ganado y la adición de agentes saborizantes tales
como hierbas, especias o ahumado. Que la leche esté o no pasteurizada también puede
afectar al sabor.
Para algunos quesos se cuaja la leche añadiéndole ácidos tales como vinagre o jugo de
limón. Sin embargo, la mayoría se acidifican en grado menor gracias a las bacterias que
se le añaden, que transforman los azúcares de la leche en ácido láctico, a lo que sigue la
adición de cuajo para completar el proceso de cuajado. El cuajo es una enzima
tradicionalmente obtenida del estómago del ganado lactante, pero actualmente también se
producen sustitutos microbiológicos en laboratorio. También se han extraído «cuajos
vegetales» de varias especies de la familia de cardos Cynara.
6.5.1 Tipos de queso
La gran gama de quesos existentes hace imposible una clasificación única de los mismos.
Son muchas las características que los definen, como el grado de añejamiento, o curado,
la procedencia de la leche usada, su textura o su contenido en grasa. A continuación se
describen varios tipos, o características, de ellos.
Denominaciones de origen
La gran mayoría de quesos se identifican con la zona geográfica de la que proceden. En
ciertos países esto se puede regular a través de las denominaciones de origen, con las
que se intentan proteger las variedades que desde tiempos antiguos se producen en una
zona determinada, contra productores de otras zonas que quisieran aprovechar el buen
nombre que han creado los originales.
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Tipos de leche usada
La leche más utilizada en la fabricación de quesos es la leche entera de vaca, debido
principalmente a que es la leche con mayores números de producción. Los quesos
obtenidos a partir de leche vacuna proceden de zonas fértiles, aptas para la ganadería
bovina, como las llanuras del norte de Europa, los Alpes, los Pirineos o la Cordillera
Cantábrica. Hoy en día la producción de estos quesos se ha extendido por todo el mundo,
con el uso de leche procedente de granjas lecheras.
Claros ejemplos de quesos de vaca son el gouda neerlandés, el emmental suizo, o el
queso de tetilla de Galicia, todos ellos con texturas, sabor y color parecido. En general, la
leche de vaca da al queso un sabor más suave que la de otros tipos de queso, aunque ello
depende de otros muchos factores, por lo que es fácil encontrar quesos de vaca de sabor
muy fuerte, como el Harzer Käse alemán, o el gorgonzola italiano.
La leche de vaca entera es muy rica en grasa, por lo que es común utilizar leche
desnatada, o semidesnatada, con el fin de reducir el contenido en grasa. Sin embargo, la
grasa es uno de los elementos que más influye en el sabor del queso, y por norma
general, usar leche desnatada es sinónimo de pérdida de sabor.
En las zonas mediterráneas, donde no abundan las vacas, es más común usar leche de
oveja o de cabra, lo cual da un punto de acidez al queso. El queso castellano, el
manchego, el roquefort, o el feta están hechos de leche de oveja. También se utiliza la
leche de otros muchos mamíferos, como la de búfala en la mozzarella original (hoy en día
se utiliza también la leche de vaca), pero es algo bastante más difícil de encontrar, en
comparación con las leches ya mencionadas.
Quesos frescos
Los quesos frescos son aquellos en los que la elaboración consiste únicamente en cuajar
y deshidratar la leche. A estos quesos no se les aplican técnicas de conservación
adicionales, por lo que aguantan mucho menos tiempo sin caducar. Su mantenimiento se
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podría comparar al de los yogures, pues es necesario conservarlos en lugares
refrigerados. El hecho de procesar la leche en menor medida hace que tengan sabores
suaves y texturas poco consistentes.
Italia el queso por excelencia en las ensaladas es la mozzarella, que se elabora
introduciendo la cuajada de la leche en agua caliente, de tal forma que se van creando
masas en forma de bolas por efecto de la temperatura. En ciertas zonas del sur italiano se
consume la mozzarella a las pocas horas de su elaboración. La mozzarella también es el
más utilizado como ingrediente de las pizzas, sin embargo, para ello se utiliza una
variedad más deshidratada, que no corresponde a un queso fresco.
Quesos curados
El curado de los quesos consiste en el añejamiento de los mismos, en un proceso en el
que se secan y adicionalmente se aplican técnicas de conservación, como el salado o el
ahumado. El tiempo necesario para considerar a un queso como curado puede variar de
uno a otro, pero en general se requiere un mínimo de año y medio o dos años.
El proceso de curado hace que obtenga una textura bastante más dura y seca, así como
que se incremente la intensidad de su sabor, propiedad muy deseada entre los amantes
del queso. Sin embargo, muchas personas no toleran los sabores fuertes, por lo que es
fácil encontrar distintas variantes de curado para un mismo queso, catalogándolos
normalmente como tiernos, semicurados y curados.
Quesos cremosos
El queso tiene un estado natural sólido, sin embargo es posible obtener una textura más
cremosa aumentando significativamente la cantidad de nata, y por lo tanto de grasa. Estos
tipos de queso se consumen normalmente acompañados de pan, siendo común el uso de
los mismos en tostadas.
Un tipo de queso de producción más moderna es el queso crema, comúnmente llamada
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queso philadelphia. Se trata de una crema blanca, distribuida en tarrinas similares a las de
margarina o mantequilla. Se consume ampliamente en desayunos y postres, y una
variedad de Estados Unidos es el ingrediente principal de algunas tartas de queso.
Quesos verdes o azules
Estos quesos se distinguen por la presencia de mohos, los cuales les dan sus colores
verdes o azulados. A simple vista, debido al color y al fuerte olor, que puede recordar al de
la descomposición. Sin embargo, su intenso sabor es uno de los más apreciados por los
gourmets del queso.
Para conseguir la proliferación de los mohos hay que almacenar los quesos en lugares
con humedades muy elevadas, normalmente del orden del 90%. Excelentes lugares para
ello han sido tradicionalmente las cuevas. Los mohos que proliferan en los quesos
normalmente son del género Penicillium, en el que varias de sus especies reciben el
nombre del queso en el que se encuentran, como el Penicillium camemberti (en la corteza
del camembert), o el Penicillium roqueforti, del queso roquefort. Una creencia popular
totalmente falsa es que estos quesos contienen gusanos o larvas; el queso que los
contiene es el queso de gusanos de Cerdeña.
6.5.2 Propiedades nutricionales
Los datos nutricionales del queso pueden variar en función de su contenido en grasa, pero
en general se puede decir que es una rica fuente de calcio, proteínas, y fósforo.
Hay cientos de variedades de quesos y no todos tienen los mismos nutrientes ni en la
misma proporción. Los quesos duros (por ejemplo, los curados) tienen más calcio y
fósforo; los grasos, más vitamina A; y en los quesos blandos destacan las vitaminas del
grupo B.
Estudios en el campo de la odontología afirman que el queso puede ayudar de forma
significativa en la prevención de caries y otras enfermedades de los dientes. Se trata de
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uno de los alimentos con contenido más alto en calcio y fósforo, así como de caseína y
otras proteínas, qué son los principales componentes del esmalte de los dientes, por lo
que la ingesta de queso puede ayudar a su remineralización. Aparte de esto, algunos
ácidos grasos tienen propiedades antimicrobianas, controlando así el nivel de placa.
Muchos tipos de queso estimulan también el flujo salival, lo que ayuda a limpiar la cavidad
bucal de restos de alimentos, amortiguando también el medio ácido. Después de las
comidas el pH de la saliva desciende, pero el calcio y el fósforo del queso ayudan a
prevenirlo.
Las personas que sufren intolerancia a la lactosa normalmente evitan consumirlo, sin
embargo quesos como el cheddar sólo contienen un 5% de la lactosa encontrada en la
leche entera, y en los quesos más añejos es prácticamente despreciable.
En la dieta Americana, un promedio de 37% de las calorías diarias se obtienen de la
grasa. La recomendación es reducir el consumo de grasa a más o menos 30% o menos
de las calorías diarias.
1. El queso fresco contiene 12% de grasa
2. El queso duro contiene 30% de grasa
3. El queso marcado como descremado tiene 50% - 55% de grasa
4. El contenido en calorías en la mayoría de los quesos es 70% - 75%.
6.5.3 Beneficios:
Los quesos no contienen glúcidos, la lactosa se habrá transformado en acido láctico
durante la fermentación.
Las vitaminas B2 y B12 están bien presentes.
Los quesos fermentados son ricos en vitamina A.
El valor calórico varía con la cantidad de los elementos nutritivos.
Los quesos son un alimento que se puede consumir en casi todas las edades y en
todos los estados fisiológicos.
Los quesos de pasta son los más ricos en grasas.
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Los de masa blanda, por varias razones y por su contenido mínimo en calcio, no
son aconsejables para el consumo diario.
Si cualquier persona no tiene presente en su alimentación la leche, será necesario
reemplazar este 1/4 de litro de leche el cual es primordial para obtener el calcio
necesario por uno de los siguientes productos: 80 gramos de leche condensada,
azucarada; 120 gramos de leche concentrada, no azucarada; 30 gramos de leche
en polvo; 2 botecitos de yogurt; 50 gramos de queso, de pasta blanda; 30 gramos
de queso, de pasta dura o semidura; 2 pequeñas porciones de crema de gruyere.
Cualquier queso fuerte, rallado y mezclado con los guisos, pierde su nocividad por
ingerirse en poca cantidad. Por esto es más recomendable formando parte en las
preparaciones culinarias, que tomarlo como plato en la comida.
6.6 Elaboración de queso
6.6.1 Preparación de la leche
La leche es la materia prima más importante en la elaboración del queso. La leche se
define como la secreción láctea magra, fresca y limpia, que se obtiene del ordeño de una o
más vacas. La leche debe contener no menos de un 3% de grasa de leche y no menos del
8.25% en sólidos no grasos.
La preparación de la leche consiste, en algunos casos, en la eliminación parcial o total de
la crema, en la aplicación de algún tratamiento térmico que permita la eliminación de las
bacterias patógenas presentes en la misma.
El tratamiento térmico que se realiza se conoce como pasteurización y consiste en
calentar cada partícula de leche a una temperatura de 65ºC por 30 minutos y luego enfriar
hasta 35- 36ºC (Pasteurización lenta) o a 72ºC por 15 segundos y luego enfriar hasta 20
ºC (Pasteurización rápida).
6.6.2 Adición de cultivos lácticos
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Cuando se usa leche pasteurizada para elaborar quesos, se obtiene un producto
microbiológicamente más seguro pero insípido, el cual es más susceptible a las
contaminación después de la pasteurización. Para evitar estos problemas se usan cultivos
lácticos, los cuales son mezclas de bacterias no patógenas que producen ácido láctico y
compuestos saborizantes como el diacetil y ácidos volátiles, provenientes de la
fermentación de la lactosa y del ácido presentes en la leche. Sin la presencia de las
bacterias lácticas, no se llegan a desarrollar en parte los aromas y sabores típicos que se
presentan en los quesos elaborados con leches crudas.
6.6.3 Coagulación de la leche
La coagulación se produce básicamente por la acción de la renina, cuajo, fermento o
enzima (enzima del higo ficina) del tipo de las proteasas, presente en la secreción gástrica
de los mamíferos. Actúa sobre la caseína de la leche (proteína soluble), transformándola,
en presencia de sales de calcio, en paracaseína insoluble que precipita formando el
coágulo.
Las bajas temperaturas inactivan al cuajo y las superiores a 45 ºC lo destruyen. La
temperatura ideal para la coagulación de la leche es entre 28 y 37 ºC.
6.6.4 Corte de cuajada y de suero
El tiempo necesario para que la cuajada se forme y posea las características adecuadas
para su corte, depende de factores tales como el pH, la concentración de calcio, la
concentración de enzima y la temperatura.
La división de la cuajada debe efectuarse lenta y cuidadosamente, sin precipitaciones ni
brusquedades; se procederá a la fragmentación con suavidad. Los cortes tienen que ser
netos y completos; la masa debe seccionarse, y no desgarrarse, y mucho menos
deshacerse, pues los trozos de cuajada han de conservar la forma que el operador desee
darle: cúbica, esférica, etc.
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Luego del corte, es normal que se haga una agitación suave de la cuajada para disminuir
el suero retenido y obtener con ello un queso más compacto y con humedad uniforme.
Una vez finalizada la agitación de la cuajada, se deja reposar por unos minutos para que
se asiente (10-20 minutos). Pasado este tiempo se separa el suero. En algunos casos se
utiliza agua caliente para ayudar al proceso de desuerado.
6.6.5 Salado
Con el salado se procuran tres efectos distintos: activar el desuero, mejorar la coagulación
y sazonar el queso.
El primero de ellos se explica por el poder absorbente que la sal tiene para la humedad, y
el segundo por su acción inhibidora sobre el desarrollo de ciertos microbios o mohos.
6.6.6 Moldeo y prensado
Después del salado, la cuajada se coloca en moldes de madera, plástico o acero
inoxidable. Esta operación coadyuva al desuero, forma el queso y le da la consistencia
necesaria.
6.6.7 Almacenamiento
El queso una vez elaborado, puede ser almacenado por el tiempo necesario hasta que se
vaya a vender. Es conveniente almacenarlo en refrigeración para lograr prolongar su vida
útil. El tiempo de almacenamiento antes de ser consumido tiene mucha influencia en el
producto final.
El proceso de la maduración del queso modifica su textura y contribuye al desarrollo de su
aroma y sabor. El lugar de maduración de los quesos deberá ser ventilado, muy limpio y
no muy iluminado.
7. HIPÓTESIS
Existe una variación de cantidad de producto final de acuerdo a tipo de
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microorganismo que se use.
La rapidez de un microorganismo comparado con otro para la coagulación de la
caseina.
8. VARIABLES
Variable dependiente
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Coagulación de las caseinas de la leche para realizar queso.
Variable Independiente
Aplicación de la enzima ficina proveniente de la planta de higuera.
9. DISEÑO METODOLÓGICO
9.1 Tipo de investigación:
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El diseño del trabajo de Investigación es un estudio de tipo:
Prospectivo: Porque se recolectará y estudiará los tipos de microorganismos que
se usan en la coagulación de las caseinas.
Transversal: Porque estudiaremos a un grupo definido enzima y ej cuajo en
tableta.
Descriptivo analítico: Porque definiremos la frecuencia y las características más
importantes en la elavoracion de queso.
9.2 Procedimiento
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Se siguió el siguiente flujo de proceso.
9.3 Marco referencial
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Las micelas de caseína pueden coagular por la acción de ezimas proteolíticos, que cortan
la cadena de la proteína por el enlace entre Phe105-Met106, separando la región
hidrofílica del extremo El fragmento mayor de la caseina kappa, que va desde el
aminoácido 1 al 105, conocido como "para-kappa-caseína", queda asociado a la micela,
mientras que el fragmento menor, el "caseinomacropéptido", se libera y queda en solución.
Tras la coagulación de las micelas, este fragmento pèrmanecerá en el lactosuero.
La quimosina, cuyo código es E.C.3.4.23.4, es un enzima proteolítico que se obtiene
tradicionalmente del abomaso (cuarto estómago) de terneros jóvenes. Se encuentra, como
enzima digestivo, mezclada con pepsina, siendo la proporción de quimosina, y la calidad
del cuajo, mayor cuanto más joven es el animal. También se encuentra en otras especies
animales, como el cerdo. Durante muchos siglos se ha utilizado como en la fabricación de
queso el estómago de los terneros secado al sol y triturado.
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CUADRO 1. Tiempo de coagulacion de manera natural y producida por un
microorganismo.
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Fuente.: Elaboración propia.
Al analizar el cuadro 1 se pudo evidenciar que el uso de microorganismos en procesos
industriales aceleran el proceso natural muy notablemente ya que a manteniendo la leche
guardada en temperatura normal tarda de 24 a 48 horas en coagularse y con los
microorganismos tarda solo 10 minutos.
CUADRO 2. Tiempo de coagulación de las caseinas de la leche.
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Fuente.: Elaboración propia.
Al analizar el cuadro 2 se pudo identificar una diferencia de 5 minutos en la coagulacion de
la caseina entre la ficina y la tableta de cuajo.
CUADRO 3. Cantidad de queso obtenido según el microorganismo usado por cada 5
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litros de leche.
Fuente.: Elaboración propia.
Al analizar el cuadro 3 se pudo observar que la Ficina de la planta de la higuera obtubo
una mejor cantidad de queso, relacionado con una mejor coagulación de la caseina de la
leche, comparado con la tableta de cuajo.
11. DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS
Se pudo observar que mendiante el uso de los microorganismos se puede acelerar los
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procesos, para una obtencion de resultados más rapidos, en lo cual en procesos
industriales el tiempo es dinero.
Se obtuvo mejores resultados con la enzima del higo (Ficina) obteniendo mayor
rendimiento comparado con el cuajo en tableta.
Se logro observar un menor tiempo de coagulacion con la emzina del higo (Ficina)
comparado con el del cuajo en tableta.
12. CONCLUSIÓN
Se logró identificar que el uso de higo (Ficina) tiene un mayor rendimiento en un tiempo
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mas corto, comparado usando el cuajo en tableta.
13. RECOMENDACIONES
Primeramente para la obtención de queso se recomienda tener información de
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donde se obtiene la leche, calidad de las vacas y estado de salud.
Se recomienda siempre realizar una previa pasteurización a la leche siguiendo los
pasos ya mencionados, para disminuir la carga microbiana.
Para una buena coagulación se recomienda que la leche este a una temperatura de
28 a 37ºC.
Para una buena conservacion y evitar la contaminación del queso se recomienda
guardarlo en a una temperatura de 3 a 18 ºC.
14. BIBLIOGRAFÍA
http://www.botanical-online.com/florfiguera.htm
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http://www.yuyosmedicinales.com.ar/higuera.php
http://genesis.uag.mx/edmedia/material/quimicaII/enzimas.cfm
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http://es.wikipedia.org
http://biozoot.iespana.es/enzcatalizadas.htm
http://www.alimentacion-sana.com.ar/informaciones/novedades/queso%20y%20salud.htm
http://www.cuidadodelasalud.com/alimentos-nutritivos/beneficios-de-los-quesos/
http://www.quiminet.com/ar9/ar_bcBuaasdaasd-el-proceso-de-elaboracion-del-queso.htm
http://www.consumer.es/
http://www.solociencia.com/biologia/microbiologia-microorganismos-industria.htm
http://milksci.unizar.es/bioquimica/temas/proteins/enzimascoagul.html
15. ANEXOSProducción del queso.
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