tesis de grado ogilver

7/22/2019 Tesis de Grado Ogilver

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Instituto Politcnico Nacional

Centro de Investigacin en Biotecnologa Aplicada

Estudio del suero de queso de leche devaca y propuesta para el reuso del

mismo


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Instituto Politcnico NacionalCentro de Investigacin en Biotecnologa AplicadaUNIDAD TLAXCALA

ESTUDIO DEL SUERO DE QUESO DE LECHE DEVACA Y PROPUESTA PARA EL REUSO DEL

MISMO

TESISPARA OBTENER EL GRADO DE MAESTRO EN

TECNOLOGIA AVANZADA

Presenta:ING. OGILVER TENIZA GARCIA

Director de tesis:Dra. Mara Myrna Sols Oba

Codirector:

Dr. Marlon Rojas Lpez

Tlaxcala, MxicoMarzo, 2008


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Agradecimientos

Agradezco a la persona que contribuyo de manera directa para la realizacin deeste proyecto y sobre todo en mi superacin profesional y que siempre sepreocupa por el bienestar de sus alumnos. Gracias por todo ese apoyo Myrna.

A las Sras. Herlinda, Irma, Martha y Luisa Bautista Manuel, Propietarias de laEmpresa productora de quesospor su apoyo en la realizacin de las pruebas anivel piloto en su empresa.

Al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnologa CONACyT por agraciarme con ladistincin de ser becario con el registro nmero 203575 en los aos 2006-2007.

A todos mis maestros gracias por guiarme en este nuevo camino de lainvestigacin.

A mis compaeros y amigos les agradezco su paciencia, confianza y amistad.


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Dedicatoria

A Dios por acompaarme en todo momento aun en los ms difciles de mi

existencia. Gracias Dios mo.Al amor de mi vida Anabel, por ayudarme, comprenderme y apoyarme siempre

y en todo momento y adems por darme unos nios tan preciosos con son:Jocsan, Jocelyn y Estela. Gracias por todo Bonita

A mis padres Teobaldo y Estela por esa enseanza para valorar las cosas yluchar por ellas siempre y en todo momento. Gracias los quiero mucho.

A mis hermanos triunfadores todos Emma, Cristbal, Nereo y Asenet. Mildisculpas a cada uno de ustedes y gracias por tenerlos como familia, los quieromucho.

A mi cuado Armando, a mis cuadas Rita y Evelyn Gracias por brindarme suamistad y confianza, que dios los cuide mucho y guie por buen camino.

A mis sobrinos Alicia, Kimberly, Nery Emanuel, Christopher Jess, que diosme de vida para verlos unos triunfadores, y siempre contaran con mi apoyogracias a dios por tenerlos en el seno familiar son la esperanza y la alegra de lafamilia Teniza Garca.

A la familia Flores Meja por su confianza y esa amistad invaluable graciasIsaac, Isabel, Isaac jr, Isabel jr, Joana, Lucero, Constantino, Carolina y Cesar.

MARZO, 2008


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ndice

ndice ............................................................................................................................... 1Glosario ........................................................................................................................... 6Glosario de trminos econmicos .............................................................................. 10Lista de abreviaturas ................................................................................................... 11Lista de figuras ............................................................................................................. 12Lista de tablas .............................................................................................................. 13Resumen ....................................................................................................................... 15Abstract ......................................................................................................................... 171. Introduccin ......................................................................................................... 192. Antecedentes ....................................................................................................... 21

2.1 Leche. .................................................................................................................... 222.1.1 Componentes de la leche ............................................................................... 232.1.1.1 Protenas. ................................................................................................... 23- Casena ............................................................................................................... 24- Albminas. ........................................................................................................... 25- Globulinas ........................................................................................................... 26- Proteosaspeptona. ............................................................................................ 27- Lactoferrina ......................................................................................................... 272.1.1.2 Azcares de la leche ................................................................................. 282.1.1.3 Lpidos de la leche .................................................................................... 282.1.1.4 Sales minerales de la leche. ..................................................................... 292.1.1.5 Vitaminas de la leche ................................................................................ 29

2.1.2 Clasificacin de las leches procesadas ........................................................ 30


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2.1.2.1 Leche Pasteurizada .................................................................................... 302.1.2.2 Leche Esterilizada. ..................................................................................... 302.1.2.3 Leche Descremada ..................................................................................... 312.1.2.4 Leche Homogeneizada............................................................................... 322.1.2.5 Leche Evaporada ........................................................................................ 322.1.2.6 Leche Condensada Azucarada ................................................................. 322.1.2.7 Leche en polvo ........................................................................................... 33

2.2 Productos lcteos. ............................................................................................... 332.2.1 Productos lcteos derivados por Fermentacin .......................................... 342.2.1.1 Yogurt .......................................................................................................... 342.2.1.2 Quesos ........................................................................................................ 35- Quesos frescos ................................................................................................... 35- Queso tipo Oaxaca .............................................................................................. 36

2.3 Suero de queso. ................................................................................................... 36- Protenas de suero. ............................................................................................. 37

2.3.1 Procedimiento para la recuperacin de protenas de suero. ..................... 402.3.1.1 Microfiltracin ............................................................................................ 412.3.1.2 Ultrafiltracin. ............................................................................................ 422.3.1.3 Nanofiltracin ............................................................................................ 422.3.1.4 smosis reversa. ...................................................................................... 43

2.3.2 Secado del concentrado de protenas. .......................................................... 452.3.3 Usos potenciales del suero ............................................................................ 462.3.3.1 Queso ricota (conocido en Mxico como requesn) .............................. 472.3.3.2 Bebidas a partir del lactosuero. ................................................................ 482.3.3.3 Suero de queso en polvo. .......................................................................... 48


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2.4 Espectroscopia FTIR ............................................................................................ 50Justificacin.............................................................................................................. 51Hiptesis .................................................................................................................... 53Objetivos .................................................................................................................... 53

Objetivo General......................................................................................................... 53Objetivos Especficos .............................................................................................. 53

3. Materiales y Mtodos ........................................................................................ 543.1 Caracterizacin fisicoqumica del suero. ........................................................... 553.2 Obtencin de suero concentrado de la empresa productora de quesos. ....... 553.2.1 Pasteurizacin del suero. ............................................................................... 563.2.2 Microfiltracin del suero. ................................................................................ 563.2.3 Ultrafiltracin a nivel laboratorio. .................................................................. 563.2.4 Ultrafiltrado a nivel planta piloto .................................................................... 573.2.5 Nanofiltracin a nivel planta piloto ................................................................ 58

3.3 Obtencin de suero deshidratado de la empresa productora de quesos. ...... 583.4 Mediciones por espectroscopia infrarroja ATR-FTIR. ..................................... 593.5 Formulacin de productos con suero concentrado de la empresa productora

de quesos. .................................................................................................................... 60 3.5.1 Formulacin de queso tipo Oaxaca con la adicin de suero concentrado y

leche fresca. ................................................................................................................. 60 - Prueba organolptica del queso formulado con adicin de suero

concentrado. ................................................................................................................. 613.5.2 Formulacin de queso tipo Oaxaca con suero en polvo y leche fresca..... 61- Prueba organolptica del queso formulado con adicin de suero en polvo y

leche fresca. ................................................................................................................. 62 3.5.3 Formulacin de una bebida a base de suero de quesera. .......................... 62- Prueba organolptica de la bebida formulada con suero y sabor artificial. .. 62


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3.6 Anlisis de la DQO ............................................................................................... 633.7 Anlisis de factibilidad tcnica y econmica..................................................... 63

4. Resultados y Discusin ................................................................................... 644.1 Caracterizacin fisicoqumica del suero. ........................................................... 644.2 Obtencin de suero concentrado proveniente de la empresa productora de

quesos. .......................................................................................................................... 664.2.1 Ultrafiltracin. .................................................................................................. 664.2.1.1 Ultrafiltracin a nivel laboratorio. ............................................................. 664.2.1.2 Ultrafiltracin a nivel planta piloto. ........................................................... 71

- Anlisis de protenas y lactosa por FTIR .......................................................... 74

- Anlisis de la DBO5 y DQO en la Ultrafiltracin ............................................... 754.2.2 Nanofiltracin a nivel piloto. .......................................................................... 76- Anlisis de la DBO5 y DQO en la Nanofiltracin ............................................... 77

4.3 Obtencin de suero deshidratado. ..................................................................... 774.3.1 Secado del suero concentrado a nivel industrial. ........................................ 784.3.2 Secado del permeado de suero de la ultrafiltracin a nivel laboratorio ..... 83

4.4 Uso del suero concentrado y del suero en polvo. ............................................. 854.4.1 Uso del suero concentrado para la formulacin de queso tipo Oaxaca. ... 854.4.1.1 Formulacin de queso usando suero concentrado con 8.66% de

slidos. .......................................................................................................................... 864.4.1.2 Formulacin de queso usando suero concentrado con 9.89% de




slidos. .......................................................................................................................... 94


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- Prueba organolptica del queso tipo Oaxaca formulado con sueroconcentrado y leche fresca ......................................................................................... 98

- Prueba de hiptesis nula y alterna por distribucin 2. .................................. 99- Anlisis econmico del uso de suero concentrado en la elaboracin de

queso. ............................................................................................................................ 994.4.2 Uso del suero en polvo para la formulacin de queso tipo Oaxaca en

sustitucin de leche en polvo. .................................................................................. 1004.4.2.1 Formulacin de queso usando leche fresca y leche en polvo. ............ 1004.4.2.2 Formulacin de queso usando suero en polvo con un contenido de

protena de 47.32% y leche fresca. ........................................................................... 101- Prueba organolptica del queso tipo Oaxaca formulado con suero en polvo y

leche fresca ................................................................................................................ 101- Prueba de hiptesis nula y alterna por distribucin 2. ................................ 103- Anlisis econmico del uso de suero en polvo. ............................................ 104

4.4.3 Uso del suero para la elaboracin de una bebida. ..................................... 105- Prueba organolptica de la bebida formulada con suero de queso y sabor

artificial ....................................................................................................................... 106- Anlisis econmico del uso de suero para elaborar bebida. ........................ 106

Conclusiones .............................................................................................................. 109Recomendaciones y sugerencias para trabajo futuro ............................................ 110Referencias ................................................................................................................. 111Lista de anexos 1 ....................................................................................................... 118Lista de anexos 2 ....................................................................................................... 128Lista de anexos 3 ....................................................................................................... 129


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Glosario

Acido graso saturado.Los cidos grasos saturados son aquellos con la cadena hidrocarbonada repleta de

tomos de hidrgeno, por lo tanto no tienen ningn enlace doble en su estructura. Loscidos grasos saturados son ms comunes en los animales.

Acido graso insaturado.Los cidos grasos insaturados son cidos carboxlicos de cadena larga con uno o

varios dobles enlaces entre los tomos de carbono. Estn presentes en algunas grasasvegetales (por ejemplo el aceite de oliva o de girasol) y en la grasas de los pescadosazules.

Albmina.La albmina es la protena ms abundante en el ser humano. La concentracin

normal de albmina en la sangre humana oscila entre 3.5 y 5.0 gramos por decilitro.

Aminocido esencial.No pueden ser fabricados por el organismo y deben ser aportados en la dieta o en

caso contrario pueden producir trastornos en la salud. Entre stos se encuentran:histidina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, fenilalanina, treonina, triptfano y valina.

Aminocido no esencial.Son tambin imprescindibles para la salud pero pueden ser sintetizados en el cuerpo

mediante los aminocidos esenciales.

Antioxidante.Es una molcula capaz de retardar o prevenir la oxidacin de otras molculas.

Calostro.Es un lquido segregado por las glndulas mamarias durante el embarazo y los

primeros das del parto, compuesto principalmente por sustancias inmunolgicas,leucocitos, agua, protenas, grasas y carbohidratos en un lquido seroso y amarillo.

Casena.Fosfoprotena predominante de la leche y el queso.

Catabolismo.

Es la parte del metabolismo que consiste en la transformacin de molculasorgnicas o biomolculas complejas en molculas sencillas y en el almacenamiento dela energa qumica desprendida en forma de enlaces de fosfato y de molculas de ATP,mediante la destruccin de las molculas que contienen gran cantidad de energa en losenlaces covalentes que la forman, en reacciones qumicas exotrmicas.


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DBO5Se denomina Demanda Bioqumica de Oxgeno, es la cantidad de oxgeno

requerido para la respiracin de los microorganismos responsables de laestabilizacin (oxidacin) de la materia orgnica a travs de suactividad metablicaen medio aerbico. La demanda bioqumica de oxgeno representaindirectamente una

medida de la concentracin de materia orgnica biodegradablecontenida en el agua.DQO

Se denomina Demanda Qumica de Oxgeno, es una medida de la materiacarbonosa contenida en los diferentes tipos de materia orgnica presentes en lasaguas residuales. Se usa como un indicador del podercontaminante de un agua dada.

Electrodilisis.Es el proceso de desionizacin del agua en el que, bajo la influencia de un campo

elctrico, los iones son eliminados de una masa de agua y transferidos a otra a travsde una membrana intercambiadora de iones.

Glicoprotena.Las glicoprotenas o glucoprotenas son molculas compuestas por una protena

unida a uno o varios hidratos de carbono, simples o compuestos.

Globulina.Son un grupo de protenas insolubles en agua que se encuentran en todos los

animales y vegetales.

ndice de Reichert-Meissl.Representa el volumen de lcali necesario para neutralizar los cidos grasos voltiles

solubles en agua (principalmente caproico) provenientes de una muestra de lpido, alemplear el mtodo respectivo.

Inmunoglobulina.Son protenas que forman parte del sistema de defensa contra microorganismos.

Lactoferrina.Es una protena globular (80 kDa) perteneciente a la familia de las transferrinas

(transferrina, ovotransferrina, melanotransferrina, etc). Este grupo de protenas muestrauna gran afinidad por iones hierro.

Lactosuero.Se denomina lactosuero al lquido remanente tras la precipitacin y separacin de la

casena de la leche durante la elaboracin del queso.

MacromolculaEl trmino macromolcula se refiere a las molculas que con ms de 10,000 daltons

de masa atmica. Pueden ser tanto orgnicas como inorgnicas, y se encuentranalgunas de gran relevancia en el campo de la bioqumica, al estudiar las biomolculas.


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MicelaEs un gel hidratante permeable, con 2/3 de agua y 1/3 de casena.

Microfiltracin.Este tipo de operacin de filtracin puede ser aplicada a muchos tipos diferentes de

tratamientos de agua cuando se necesita retirar de un lquido las partculas de undimetro superior a 0.1 mm.

Nanofiltracin.Es un proceso de filtracin por membranas operadas bajo presin en la que solutos

de bajo peso molecular (1,000 daltons) son retenidos, pero las sales pasan con elfiltrado total o parcialmente, a travs de la membrana.

Pardeamiento qumico o no enzimtico.Se produce como consecuencia de someter la leche a los procesos de

pasteurizacin, concentracin y deshidratacin, manifestndose ms marcado el

fenmeno durante el almacenamiento. Esto ocurre por degradacin del cido ascrbico.Pasteurizacin.

Es el proceso trmico realizado a lquidos (generalmente alimentos) con el objeto dereducir los agentes patgenos que puedan contener, tales como bacterias, protozoos,mohos y levaduras.

Permeado de la lecheEs la fraccin que pasa por la membrana de filtracin.

Protena.Son molculas de gran tamao; pertenecen a la categora de macromolculas,

constituidas por gran nmero de unidades estructurales, las protenas sonmacromolculas formadas por aminocidos.

Proteosas peptona.Constituyen una fraccin compleja formada por una mezcla heterognea de

polipptidos que permanecen solubles despus del calentamiento de la leche a 95Cdurante 20-30 minutos seguido de una acidificacin a pH 4.6. Tienen alta estabilidadtrmica.

RetentadoEs la fraccin que se retiene en la membrana de filtracin.

Reaccin de Maillard.Se trata de una serie de reacciones complejas debida a la reaccin de grupos amino

libres, como aminas, aminocidos, pptidos y protenas con compuestos carbonilo,particularmente azucares reductores, los productos de la reaccin pueden serresponsables del aroma, el gusto y la apariencia de los alimentos, provee colores quevan desde amarillo a caf.


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Saponificacin.Es una reaccin qumica entre un cido graso (o un lpido saponificable, portador de

residuos de cidos grasos) y una base o lcali, en la que se obtiene como principalproducto la sal de dicho cido y la base.

Ultrafiltracin.Para la eliminacin completa de los virus, se requiere la ultrafiltracin. Los poros delas membranas de ultrafiltracin pueden retirar de los fludos partculas de 0.001 0.1m.

Valor Biolgico.Es una medida de la calidad de una protena que indica el porcentaje de la protena

absorbida que es retenida en el organismo. Los valores varan entre 0 y 100.

Vitamina.Son compuestos heterogneos que no pueden ser sintetizados por el organismo, por

lo que ste no puede obtenerlos ms que a travs de la ingestin directa. Las vitaminasson nutrientes esenciales, imprescindibles para la vida.


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Glosario de trminos econmicos

EmpresaUnidad productora de bienes y servicios homogneos para lo cual organiza y

combina el uso de factores de la produccin. Organizacin existente con medios propiosy adecuados para alcanzar un fin econmico determinado.

Estudio de factibilidad.Sirve para recopilar datos relevantes sobre el desarrollo de un proyecto y con base

en ello tomar la mejor decisin, si procede su desarrollo o implementacin. Dentro de losobjetivos del estudio de factibilidad se encuentran: 1.- Ayudar a la organizacin a lograrsus objetivos, 2.- Cubrir las metas con sus recursos actuales. En las reas de: a)factibilidad tcnica cubriendo los puntos de mejora al sistema y disponibilidad detecnologa que satisfaga las necesidades; b) factibilidad econmica considerando loscostos de estudio, tiempo del personal, de desarrollo y adquisicin y c) factibilidadoperativa que involucra la operacin garantizada y el uso garantizado.

Estudio tcnico.Sirve para hacer un anlisis del proceso de produccin de un bien o la prestacin de

un servicio. Incluye aspectos como: materias primas, mano de obra, maquinarianecesaria, plan de manufactura, inversin requerida, tamao y localizacin de lasinstalaciones, forma en que se organizar la empresa y costos de inversin y operacin.

ImportacionesCompra de un bien o servicio producido en el resto del mundo por parte de

residentes de un pas. Conjunto de bienes y servicios adquiridos al extranjero eintroducidos en un pas dirigidos al consumo o a la reelaboracin.

InversinAplicacin de recursos financieros destinados a incrementar activos fijos o financieros

de una entidad, por ej. maquinaria, equipo, obras pblicas, bonos, ttulos, valores.

MercadoConjunto de transacciones que se realizan entre los compradores y vendedores de

un bien o servicio.

ProduccinProceso por medio del cual se crean los bienes y servicios econmicos. Es la

actividad principal de cualquier sistema econmico que est organizado precisamentepara producir, distribuir y consumir los bienes y servicios necesarios para la satisfaccinde las necesidades humanas.

Tasa interna de retorno.La tasa interna de retorno o tasa interna de rentabilidad (TIR) de una inversin, est

definida como la tasa de inters con la cual el valor actual neto o valor presente neto(VAN o VPN) es igual a cero.


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Lista de abreviaturas

0C Grados Celsius.

DBO. Demanda Bioqumica de Oxigeno.

DQO. Demanda Qumica de Oxigeno.

et al. Colaboradores.

g. Gramo.

in. Pulgada.

Kg. Kilogramo.

KDa. Kilodaltons.

L. Litro.

Lb. Libra.

Lpm. Litros por minuto.

mL. Mililitros.

rpm. Revoluciones por minuto.

s. Segundo.

UFC. Unidades Formadoras de Colnias.

% V. Porciento en volumen.

% W. Porciento en peso.


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Lista de figuras

Figura Pgina

Figura 1. Estructura de los aminocidos esenciales y no esenciales (Cox y Lehninger,2006) .............................................................................................................................................. 21Figura 2. Diferentes tipos de filtracin y concentracin del suero de queso. ................ 40Figura 3. Procesos de separacin de los diferentes componentes del suero de queso(Ibrica, 2006)............................................................................................................................... 41Figura 4. Retencin de partculas coloidales por microfiltracin (Niro, 2008). .............. 41Figura 5. Retencin de protenas por ultrafiltracin (Niro, 2008). ..................................... 42Figura 6. Retencin de azucares y aminocidos por nanofiltracin (Niro, 2008).......... 43Figura 7. Retencin de sales monovalentes por smosis reversa (Niro, 2008)............ 43Figura 8. Fraccionamiento del suero del queso................................................................... 45Figura 9. Usos del suero de queso. ....................................................................................... 47Figura 10. Analizador de lcteos Milkoscan S-54B............................................................... 55Figura 11. Equipo de Ultrafiltracin, de alto rendimiento con agitacin del tipo TFF deMillipore.......................................................................................................................................... 57Figura 12. Equipo de Ultrafiltracin a nivel planta piloto Niro. .......................................... 57Figura 13. Equipo de Nanofiltracin a nivel planta piloto CETA....................................... 58Figura 14. Secador por aspersin Spray dryer Galaxi Argentina.................................... 58Figura 15. Espectrmetro Infrarrojo de Transformada Rpida de Fourier (FTIR) marcaBRUKER modelo VERTEX 70. .................................................................................................. 59Figura 16. Concentracin del suero a nivel laboratorio (Ultrafiltracin) ............................ 69Figura 17. Comportamiento de la ultrafiltracin a nivel piloto llevada a cabo enUniversidad Iberoamericana campus Puebla.......................................................................... 72Figura 18. Correlacin FTIR de las soluciones de lactosa a diferentes concentraciones.......................................................................................................................................................... 74Figura 19. Espectros del suero en polvo de la empresa productora de quesos,Comercializadora Veyco, ProWinner y Universidad Iberoamericana.................................. 82Figura 20. Espectros de leches en polvo comerciales vs suero en polvo de la empresaproductora de quesos.................................................................................................................. 83Figura 21. Espectros de la lactosa en polvo de la empresa productora de quesos, suerode Comercializadora Veyco y suero de la Universidad Iberoamericana campus Puebla.......................................................................................................................................................... 84Figura 22. Porcentajes de suero concentrado adicionados y rendimientos obtenidosusando suero concentrado. ........................................................................................................ 97Figura 23. Fluctuacin anual del precio del suero dulce. .................................................. 104


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Lista de tablasTabla Pgina

Tabla 1. Valores medios aproximados de la composicin de la leche, segn lassiguientes especies (Malacarne et al., 2002; Wiking et al., 2003). ..................................... 23Tabla 2. Composicin proteica de las leches de vaca y humana (Revilla, 1996) ......... 24Tabla 3. Propiedades de las inmunoglobulinas (Mehra et al., 2006) .............................. 26Tabla 4. Contenido de Inmunoglobulinas en g/L (Mehra et al., 2006) ............................ 27Tabla 5. Composicin porcentual de la fraccin lipoide (Meyeret al., 1990) ................ 28Tabla 6. Clasificacin de las leches de acuerdo al procesamiento ................................. 30Tabla 7. Caractersticas de la pasteurizacin y esterilizacin .......................................... 31Tabla 8. Composicin qumica entre la leche entera y la leche descremada................ 31Tabla 9. Composicin de la leche en polvo entera. ........................................................... 33Tabla 10. Productos y subproductos de la leche.................................................................. 33Tabla 11. Composicin del suero de queseras (Armstrong, 1986). ................................. 38Tabla 12. Caractersticas fsico-qumicas de las protenas sricas (Belitz y Grosch,1997) .............................................................................................................................................. 38Tabla 13. Efecto funcional de las protenas sricas (Mehra et al., 2006 ; Wakabayashiet al., 2006) ................................................................................................................................... 39Tabla 14. Tamao de corte de cada proceso de filtracin (Harper y Muller, 1979) ......... 44Tabla 15. Especificaciones del suero de queso en polvo grado alimenticio(Milkaut, 2008). ............................................................................................................................. 49Tabla 16. Especificaciones del suero de queso en polvo grado industrial (Milkaut, 2008).......................................................................................................................................................... 49Tabla 17. Formulaciones probadas para la incorporacin de suero concentrado en laelaboracin de queso tipo Oaxaca............................................................................................ 61Tabla 18. Formulaciones experimentales para la incorporacin de suero en polvo en la

elaboracin de queso tipo Oaxaca............................................................................................ 62Tabla 19. Caracterizacin fisicoqumica del suero. ............................................................... 65Tabla 20. Resultados de las caractersticas fisicoqumicas del suero procesado en laUltrafiltracin. ................................................................................................................................ 67Tabla 21. Condiciones de operacin de la ultrafiltracin a nivel laboratorio. .................... 70Tabla 22. Anlisis de suero Ultrafiltrado en equipo piloto propiedad de UniversidadIberoamericana Campus Puebla ............................................................................................... 71Tabla 23. Condiciones de operacin de la ultrafiltracin a nivel piloto. ............................. 73Tabla 24. Anlisis de DQO de suero Ultrafiltrado (Inda, 2000) ........................................... 75Tabla 25. Parmetros permisibles de slidos suspendidos totales y DBO5 en las aguasresiduales de descarga en aguas y bienes nacionales segn la NOM-001 ECOL-1996.76Tabla 26. Anlisis de DQO despus de la Nanofiltracin. ................................................... 77Tabla 27. Tabla de especificaciones del suero dulce de queso en polvo comercializadomundialmente (Lechera latina, 2008) ...................................................................................... 79Tabla 28. Comparacin de sueros en cuanto a su composicin porcentual...................... 80Tabla 29. Evaluacin proteica de concentrado de protenas de la empresa productora dequesos vs sueros comerciales de la regin de Tlaxcala y Puebla....................................... 81Tabla 30. Caracterizacin Fisicoqumica de la leche. ............................................................ 85


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Tabla 31. Cantidades de suero concentrado y leche fresca para elaborar queso Oaxacaprimera formulacin. .................................................................................................................... 86Tabla 32. Cantidades de suero concentrado y leche fresca para elaborar queso Oaxacasegunda formulacin. .................................................................................................................. 87Tabla 33. Caracterizacin fisicoqumica del suero de la primera formulacin comparado

con el suero de un lote normal de produccin de la empresa productora de quesos. ..... 88

Tabla 34. Caracterizacin fisicoqumica del suero de la segunda formulacincomparado con el suero de un lote normal de produccin de la empresa productora dequesos............................................................................................................................................ 89Tabla 35. Cantidades de suero concentrado y leche fresca para elaborar queso Oaxacatercera formulacin. ..................................................................................................................... 90Tabla 36. Caracterizacin fisicoqumica del suero de la tercera formulacin comparadocon el suero de un lote normal de produccin de la empresa productora de quesos. ..... 91Tabla 37. Cantidades de suero concentrado y leche fresca para elaborar queso Oaxacacuarta formulacin........................................................................................................................ 92Tabla 38. Caracterizacin fisicoqumica del suero de la cuarta formulacin comparado

con el suero de un lote normal de produccin de la empresa productora de quesos. ..... 93

Tabla 39. Cantidades de suero concentrado y leche fresca para elaborar queso Oaxacaquinta formulacin........................................................................................................................ 94Tabla 40. Caracterizacin fisicoqumica del suero de la quinta formulacin comparadocon el suero de un lote normal de produccin de la empresa productora de quesos. ..... 95Tabla 41. Porcentajes de suero adicionados y rendimientos obtenidos usando sueroconcentrado. ................................................................................................................................. 96Tabla 42. Prueba organolptica del queso tipo Oaxaca, elaborado con sueroconcentrado y leche fresca......................................................................................................... 98Tabla 43 Anlisis de la desviacin estndar en la prueba de hiptesis para laaceptabilidad de los quesos, con suero concentrado. ........................................................... 99Tabla 44. Cantidad de leche en polvo y leche fresca para elaborar queso Oaxaca.

.... 101Tabla 45. Cantidades de suero en polvo y leche fresca para elaborar queso Oaxaca. 101Tabla 46. Prueba organolptica del queso tipo Oaxaca, elaborado con sueroconcentrado y leche fresca....................................................................................................... 102Tabla 47. Caracterizacin del suero proveniente de la formulacin de queso usandoleche fresca y suero en polvo, y formulacin con leche en polvo para la elaboracin dequeso tipo Oaxaca. .................................................................................................................... 103Tabla 48.Anlisis de la desviacin estndar en la prueba de hiptesis para laaceptabilidad de los quesos, con suero en polvo. ................................................................ 104Tabla 49. Resumen de los gastos mensuales supuestos de acuerdo a informacin de laempresa productora de quesos. .............................................................................................. 105


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Resumen

El suero de queso de leche de vaca es un subproducto que se obtiene de laelaboracin de los diversos tipos de queso. En promedio al procesar un litro de leche seobtiene 90 % de suero y el 10% de queso. Durante el proceso para la fabricacin dequeso se coagulan algunas protenas y parte de la grasa natural de la leche. Sinembargo, en el suero permanece casi el 50 % de las protenas, aminocidos, vitaminasy minerales de la leche.

La caracterizacin inicial del suero arroj que ste contiene 0.11 % de grasa, 1.26 %de protena, 5.48 % lactosa, 0.72 % de minerales y vitaminas, el 7.57 % de slidostotales y 92.43 % de humedad. Donde los componentes que destacan por su valornutrimental son las protenas y la lactosa, mismas que estn en el suero en cantidadessuficientes para justificar el presente trabajo.

En la presente tesis se realiz el estudio del suero proveniente de la elaboracin dediversos tipos de queso: Oaxaca, panela, ranchero y aro y se evaluaron y ensayaronalgunas aplicaciones del mismo, en la elaboracin de productos diversos que nocambiaran drsticamente el giro de una empresa de lcteos, los usos fueron: laobtencin de suero concentrado lquido y en forma de polvo, su adicin para laelaboracin de queso tipo Oaxaca y el uso de suero lquido y deshidratado paraelaborar una bebida con saborizante artificial. Los sueros concentrado y deshidratado seobtuvieron considerando primeramente una unidad de ultrafiltracin para recuperar lasprotenas, una unidad de nanofiltracin para recuperar la lactosa y disminuir la DQO casien el lmite permisible de la normatividad mexicana para descargas a cuerpos de agua,y finalmente un secado por aspersin para el deshidratado de los productos.

Se encontr experimentalmente que se puede adicionar hasta un 8 a 10 % de sueroconcentrado durante la elaboracin de queso tipo Oaxaca, con ello se obtiene unincrement en el rendimiento de 1% comparado con emplear 100 % leche fresca y elproducto que se obtiene es con las mismas propiedades de sabor y textura queutilizando nicamente leche. Se requiere adicionar solo el 0.5 % de suero deshidratadocomparado con la adicin del 1 % leche en polvo que comnmente se utiliza en laempresa para elaborar queso tipo Oaxaca, en este caso el rendimiento fue del 13.07 %comparado con el 11.75 % que usualmente se obtiene en la empresa cuando utilizanleche en polvo. El producto obtenido con la adicin de ste porcentaje de suero en polvotambin present caractersticas de sabor y textura similares al obtenido con el uso dela leche sin suero.

Por otro lado, se encontraron las condiciones para obtener un suero deshidratadocon un alto contenido de protena cercano al 47 % y con bajo contenido de lactosa.Por medio de espectroscopia infrarroja, se compar este suero deshidratado contrasueros en polvo que se comercializan en Mxico y contra leches en polvo de diferentesmarcas, los resultados indicaron que en Mxico los sueros deshidratados que se vendenpara uso industrial tienen un contenido de protena del 12 % y un alto contenido delactosa, mientras que el suero que se importa y se vende en tiendas naturistas como un


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concentrado protenico tiene un 80 % de stas, por lo que el suero que se obtuvo en lapresente investigacin podr comercializarse y competir con los productos existentes enel mercado. Adems, el suero deshidratado obtenido durante el desarrollo de lapresente present mayores niveles protenicos que algunas leches en polvo econmicasy similar a algunas leches en polvo de precio mayor, Por lo que adems el suero

deshidrato se puede aprovechar en usos industriales en sustitucin de la leche en polvo.Finalmente, el efluente final despus del tren de tratamiento y separacin de los

componentes ms importantes del suero nutrimentalmente hablando (protenas ylactosa) tuvo una DQO alrededor de 350 mg/L, comparada con la del suero crudo quees alrededor de 60,000 mg/L. Este efluente final es incoloro e inodoro, por lo que sepodra utilizar dentro de la misma empresa para el lavado de la planta, y, previo anlisisde toxicidad, para riego de reas verdes de la empresa.

De la evaluacin tcnica y econmica se determin que el uso ms rentable es laobtencin de suero en polvo y usarlo para la sustitucin de la leche en polvo para la

fabricacin de queso en la misma empresa y la venta directa del suero deshidratado queno se utilice en la empresa, previo ajuste con carbohidratos al contenido de protena del12 % y 34 % que buscan y adquieren las empresas de alimentos en Mxico.


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Abstract

The whey is produced during the manufacture of different kinds of cheese. From oneliter of milk it is produced about 90 % of whey and 10 % of cheese. During the cheese

manufacture some proteins and some of the fat contained in milk are coagulated.However, about 50 % of the milk proteins and some aminoacids, vitamins and mineralsremain in the whey.

For the first physicochemical characterization of whey, it is known that it contains 0.11% of fat, 1.26 % proteins, 5.48 % lactose, 0.72 % of minerals and vitamins, 7.57 % totalsolids and 92.43 % of water. The principal components by its nutritions facts areproteins and lactose, which are in important quantities in the whey to justify thisresearch.

In this research work it was done a study of whey produced during the manufacture of

different kinds of cheese: Oaxaca, panela, ranchero and aro, it was evaluated andanalyzed the application of whey in the manufacture of different products, consideringnot to change a lot the manufacturing process in the company for which this study wasdone. The uses tested were: to get concentrated whey in liquid and in powder form; theyaddition in the manufacturing of Oaxaca cheese and they use to manufacture abeverage with whey and artificial flavor. The concentrated and dehydrated whey wereprepared first using an ultrafiltration unit to get the proteins, and then a nanofiltration toget the lactose and diminish the DQO nearly to the limit allowed by the Mexicanlegislation to discharge wastewater, and finally a spray dryer to dehydrate the products.

During the research it was found that it could be added until 8 to 10 % of

concentrated whey during the manufacture of Oaxaca cheese, so the productionincrease in 1 % compared with using only milk, the product with the addition of whey wassimilar in taste with the one without whey. It was necessary to add only 0.5 % of whey inpowder compared whit the milk in powder that it is added by the company during themanufacturing of Oaxaca cheese; in this case the production of cheese was 13.07 %compared with using only milk (11.75 %). The product done with the adding of whey inpowder was similar to that one without milk, similar taste and consistency.

By other side, there were founded the conditions to get whey in powder with a highprotein level (nearby to 47 %) and with few lactose. Using infrared spectroscopy thewhey produced experimentally was compared with similar commercial products made

with whey that are sold in Mexico; and it was compared with some commercial milk inpowder too. The results indicate that in Mexico the products of whey in powder contain12 % proteins average and high levels of lactose, whereas an imported whey productthat is sold in some naturist stores like proteins, has 80 % of them; so the wheyproduced during this research could be sold like the others. And the dehydrated wheyhere produced shows more protein than some economical milk in power and similar toothers that are expensive. So the whey here produced could be use in some industriesinstead of milk in powder.


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Finally, the wastewater after the separation of proteins and lactose had a DQO nearto 350 mg/L, compared with the DQO for the initial whey that was around 60,000 mg/L.The final wastewater presented no color and it did not smell, so it could be use to cleanthe factory and previous toxicity analysis, it could be use in the garden of the company.

From the technical and economic evaluation it was decided that the best use of thewhey it to produce whey in power, to use it instead of milk in powder to manufacturecheese and to sell the remainder, previously adjusting the proteins concentration to 12 %according with the products that buy the companies in Mexico.


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1. Introduccin

El suero de queso de leche de vaca tiene una alta calidad nutrimental, contieneprotenas, grasa, minerales, vitaminas y una cantidad importante de aminocidosesenciales;es decir los que nuestro cuerpo no puede producir por si solo y los tiene queobtener de la dieta diaria. El suero aparte de ser rico en estos, tambin lo es enaminocidos de cadena ramificada, que son la valina, leucina y la isoleucina, estosevitan el catabolismo muscular y algunos vienen adicionados de glutamina (McIntosh etal., 1998)

En la actualidad se ha iniciado el estudio y aplicacin del suero de queso, para laelaboracin de diversos productos, debido a que presenta un alto valor nutrimental. Asse ha reportado su uso como aditivo y enriquecedor de diversos alimentos, incluyendosopas, salsas, aderezos para ensaladas, en carnes y en la elaboracin de productosbajos en grasa, como la obtencin de queso bajo en grasa y alto contenido de protenas(McIntosh et al., 1998; Steffl et al., 1999; Modler y Emmons, 2001).

Sin embargo, a pesar de que en nuestro pas existen empresas de diferente tamao,elaboradoras de quesos, e incluso hay regiones geogrficas donde mayoritariamente lapoblacin se dedica a este tipo de industria, el suero de queso de leche de vaca estsub utilizado y este se descarga sin aprovechamiento alguno. Por ejemplo, en el estadode Tlaxcala, donde las empresas lo envan a las plantas de tratamiento de aguas,operadas por el municipio o lo desechan al aire libre. En ambos casos se ocasionanproblemas ambientales, ya que al enviarse a las plantas de tratamiento de agua el altocontenido de slidos las desestabiliza y si el suero es desechado al ambiente. Su altocontenido de materia orgnica lo hace foco de ataques microbianos.

Por lo que para realizar la presente tesis se propuso a una empresa productora dequesos, ubicada en el estado de Tlaxcala, nos permitiera hacer el estudio del suero,encaminado a aprovechar los componentes del mismos y evitar la contaminacin pordicho subproducto; todo ello con la finalidad de dar un uso alterno al mismo para nodesecharlo, ya que es complicado y costoso su tratamiento en plantas de tratamientode agua del tipo fisicoqumicas convencionales. Por lo que el presente se desarroll bajoel marco de un convenio vinculado con dicha empresa y por razones de confidencialidadno se divulgan los datos de la misma y a lo largo de la presente simplemente se ledenominar la Empresa productora de quesos.

El estudio se enfoc entonces no a observar el suero como desecho y por tanto a

disear un sistema de tratamiento que permitiera su disposicin, sino a aprovechar loscomponentes del suero principalmente protenas y lactosa, componentes que le brindanal suero un valor nutrimental. Mxico es uno de los principales pases importadores desuero de queso, ubicndose en el ao 2003 en el sptimo lugar con la importacin de51,694 Ton/ao. Se buscaron entonces alternativas para aprovechar dicho valornutrimental, de tal forma que la misma empresa pudiera aprovechar el suero dentro desus procesos productivos, como es para la elaboracin de mas queso, sustitucin de laleche en polvo, bebida con sabor artificial, as mismo se estudio la comercializacin del


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suero en polvo, dando otra alternativa a la empresa lo cual permitir que en lugar deinvertirse en el tratamiento de sus desechos, pueda comercializarlos, creando masfuentes de empleo, incrementar sus ingresos y sustituir importaciones.


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2. Antecedentes

La aplicacin del suero de queso tanto lquido como en polvo, para la formulacin deproductos va en aumento, entre los cuales se encuentran: formulacin de cosmticos yproductos farmacuticos, leches reconstituidas, productos bajos en grasa, productossimuladores de grasa que traen como funcin la gelatinizacin, la retencin de agua, laemulsin, mejora la viscosidad y la adhesin (Mundolcteo, 2005), formulacin de masqueso para aumentar el rendimiento, en la formulacin de alimento animal entre otros.El suero en polvo se comercializa en diferentes presentaciones 12, 34 y 80 % deprotena; dulce o desmineralizado segn la aplicacin destinada; siendo el suero mscomercial el de 12% de protena (Crossman, 1985).

Da a da aumenta el uso de suero en polvo por su gran contenido proteico yactividad funcional, por lo que es importante recuperar este producto proveniente de laelaboracin del queso; que traer como beneficio principal evitar la contaminacinambiental, de mantos freticos y aguas dulces. Aunado a esto una alternativa dealimentacin nutricional para la poblacin debido a sus propiedades funcionales comoson: anticancergenas, antimicrobianos, antivirales, antioxidativo, retardador deosteoporosis. As tambin beneficios en funciones cardiovasculares como: antiinflamatorio, anti hipertensivo, anti trombico y reduccin del colesterol (McIntosh et al.,1998; Steffl et al., 1999; Mehra et al., 2006; Wakabayashi et al., 2006).

Las protenas solubles que se encuentran principalmente en el suero se distinguende las casenas por su contenido elevado de lisina, triptfano y cistena (aminocidoazufrado) y les confiere un alto valor nutricional, con una composicin equilibrada enaminocidos (Csapo et al., 1996; Molina et al., 1999) (ver figura 1).

Figura 1. Estructura de los aminocidos esenciales y no esenciales (Cox y Lehninger,2006)


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2.1 Leche.

Debemos entender, en general, que al hablar de leche como alimento para laespecie humana se refiere a la leche de vaca, al tratarse de leche de otras especiesdomsticas se debe necesariamente mencionar el nombre de ella.

La leche es el nico alimento cuya finalidad natural y exclusiva es alimentar a losmamferos recin nacidos y, para ese objeto, su composicin en nutrientes esequilibrada, tanto en azcares, grasa y protenas, como en micro nutrientes minerales,vitamnicos y en aminocidos.

Hoy en da, el consumo de leche por nios y adolescentes es masivo y constituyeuna parte muy importante de la alimentacin de la humanidad, alcanzando cerca de 500millones de toneladas por ao en el mundo (Meyer, 1990).

Es un producto inestable y perecedero que se altera rpidamente, sobre todo por

contaminacin microbiana. Por lo cual, debe refrigerarse lo antes posible y procesarseen forma rpida. Es un alimento muy complejo, en el cual se distinguen tres fases: a)fase acuosa donde se encuentran sales, azcares, protenas, vitaminas y aminocidosdisueltos, b) fase slida: se encuentra en estado coloidal, formada por protenascomplejas (principalmente casena), fosfatos y otras sales insolubles en calcio y c)fase lipdica emulsionada formada por grasas, esteroles (principalmente colesterol) yvitaminas liposolubles ( vitaminas A y D ) (Csapo et al., 1996; Belitz y Grosch, 1997;Malacarne et al., 2002; Mansson et al., 2003; Wiking et al., 2003). Estos componentestienen su origen en la glndula mamaria (grasas, casena, etc.) y en la sangre (protenasdel suero, vitaminas, etc.).

La leche tiene un color blanco dado por las partculas coloidales que dispersan la luzque reciben, y es ligeramente amarilla por la presencia de carotenoides, vitamina A ylactoferrina. Su densidad vara entre 1.028 a 1.034 g/L, un contenido mayor en materiagrasa har que su densidad disminuya; su pH est cerca del neutro, alrededor de 6.6(Belitz y Grosch, 1997; Marceloy Rizvi, 2008). Su composicin vara segn la especie(ver tabla 1).


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Tabla 1. Valores medios aproximados de la composicin de la leche, segn lassiguientes especies (Malacarne et al., 2002; Wiking et al., 2003).

Especie Agua Grasa Protena LactosaSales

Minerales

Mujer 87.6% 3.6% 1.9% 6.6% 0.2%

Vaca 87.6% 3.7% 3.2% 4.8% 0.7%

Cabra 87.5% 4.1% 3.4% 4.2% 0.8%

Oveja 81.5% 7.5% 5.6% 4.4% 1.0%

Llama 86.5% 3.2% 3.9% 5.6% 0.8%

Las protenas de la leche humana estn bien equilibradas para la nutricin del

lactante y bastante equilibradas para el adulto en aminocidos esenciales, siendoligeramente deficientes en metionina y cistena, poseen un valor biolgico alto, cercanoal 90 % (Belitz y Grosch, 1997).

2.1.1 Componentes de la leche

2.1.1.1 Protenas.

Las molculas proteicas son encadenamientos de ms de 100 residuos de unaveintena de clases de aminocidos diferentes.

Las distintas protenas se diferencian por el nmero total de aminocidos, sufrecuencia y localizacin dentro de la cadena proteica, ofreciendo de este modo unagran variabilidad. Sus propiedades se derivan a la vez de su composicin y de suparticular estructura espacial.

Las protenas, junto con las sales minerales, constituyen la parte ms compleja eimportante de la leche, tanto por su composicin como por el estado fisicoqumico en elque se encuentran (Csapo et al., 1996; Rattray y Jelen, 1996; Belitz y Grosh, 1997;McIntosh et al., 1998; Schreiber, 2001; Beuvier y Buchin, 2004).

La importancia de los componentes proteicos de la leche radica en: a) es uno de loscomponentes mayoritarios de la leche, despus del agua, lactosa y materia grasa, b)componente ms importante desde el punto de vista nutritivo, c) cuanto mayor sea latasa de protenas en la leche cruda, mejor ser el rendimiento de la transformacintecnolgica, d) las propiedades fisicoqumicas ms importantes de la leche,especialmente las relacionadas con su estabilidad, derivan de la presencia de protenasen forma micelar (casenas)( Belitz y Grosh, 1997).


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La composicin proteica de la leche de vaca y humana indica que el tipo de protenases similar no as los contenidos de cada una. La leche de vaca es muy rica en casena ycasi 10 veces ms que en la leche humana (ver tabla 2).

Tabla 2. Composicin proteica de las leches de vaca y humana (Revilla, 1996)

Protena Leche de vaca (g/100 mL) Leche humana (g/100 mL)

Casena 2.80 0.25

-lactoalbmina 0.12 0.25

-lactoglobulina 0,30 No contiene

Inmunoglobulinas 0.05 0.10

Lactoferrina 0.02 0.17

Lactoperoxidasa 0.003 No contiene

Totales 3.40 0.89

Ciertas protenas sricas poseen actividades enzimticas e inmunolgicasfundamentales (anticuerpos de importancia biolgica y especficos para cada especie).

Las protenas de la leche son de un alto valor biolgico (30 - 36 g/L) yfundamentales en la nutricin humana. Estas protenas son de dos tipos: a) Casena ensuspensin coloidal, 80% y b) Lactoglobulina y Lactoalbmina del suero, 20%. En lacomposicin de aminocidos destaca: un alto porcentaje de cido glutmico y, de

acuerdo con la FAO, una deficiencia en metionina, cistena y una ligera deficiencia entriptfano; tienen un valor biolgico de 85 - 90 % y son muy fcilmente digeribles. (Meyeret al., 1986)

Entre las protenas de la leche destacan: la casena, las albminas, las globulinas,las proteosas-peptona y la lactoferrina. A continuacin se describen las propiedadesfsicas y qumicas de cada grupo:

- CasenaLas casenas de la leche tienen pesos moleculares que oscilan entre 25,000 y

40,000 g/mol, las ms importantes son la,y, que representan, respectivamente, el50, 30 y 15 % del total de las casenas. La casena es un complejo de fosfoprotenas yglicoprotenas que estn en forma de suspensin coloidal, en micelas estabilizadas queno coagulan al calentar la leche a 100C, pero si al bajar el pH a 4.65. Las micelasproteicas de la leche tienen una estructura compleja, en la que las molculas de -, - y- casena se agrupan en un ncleo hidrfobo y una parte hidrfila, que estabilizan lasuspensin coloidal. La unidad estructural de la casena en la leche es la sub-micela,formada por 25 - 30 unidades de las , protenas.


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Las casenas son fcilmente coagulables siendo la principal por accin de lasproteasas ya sea animales o vegetales (Belitz y Grosch, 1997).

- Albminas.Dentro de este grupo se encuentran las lactoglobulina, Lactoalbmina y

seroalbumina. A continuacin se describen sus propiedades fsicas y qumicas:

La lactoglobulina. Constituye la protena soluble ms abundante (3 g/L) en laleche, se conocen siete variantes genticas siendo las A y B las ms frecuentes en laleche de los rumiantes y de los mamferos. La lactoglobulina precipita a 100C y a pH4.5 (Belitz y Grosh, 1997; Caessens et al., 1997).

Su estructuraest formada por una sola cadena de 162 residuos de aminocidos, delos cuales cinco son de cistena estableciendo dos puentes disulfuro intramolecularesque estabilizan su estructura terciaria compacta, quedando un grupo tiol (SH) libre muyactivo. Se presenta bajo la forma de dmero entre valores de pH de 7 a 3.5, constituido

por dos monmeros unidos por enlaces no covalentes. La disociacin en loscorrespondientes monmeros tiene lugar a un pH inferior a3.5.El grupo tiol libre tieneuna gran importancia tecnolgica en los cambios que tienen lugar en la leche durante elcalentamiento, debido a su implicacin en reacciones con otras protenas(casena K y lactoalbmina), y al desenmascaramiento de estos grupos por el calor, responsablesdel llamado sabor a "cocido" y de las propiedades antioxidantes en leches hervidas.Siendo la principal consecuencia de la formacin de este complejo la estabilizacin porprecalentamiento. El centro de la protena es hidrofbico por lo que es capaz de fijarmolculas hidrfobas como el colesterol y retinol (Belitz y Grosch, 1997; Caessens etal., 1997; McIntosh et al., 1998).

Sus propiedades son las siguientes: son fcil de aislar con pureza elevada, son depeso molecular bajo, de gran solubilidad, posee efecto regulador sobre el metabolismode los fosfatos de la glndula mamaria; a temperaturas ordinarias no est ligada a otrasfracciones proteicas y el descenso de la proporcin de lactoglobulina en las lechesnormales procede del aumento de la infiltracin de las protenas de la sangre (Belitz yGrosh, 1997; Caessens et al., 1997).

La Lactoalbmina. Es una protena globular y est presente en la leche de todos

los mamferos y junto con la anterior son lasdos ms importantes del lactosuero. Es unaprotena muy sensible a la temperatura, se desnaturaliza fcilmente de modo reversible.Existen 2 variantes genticas, A y B (es la que se presenta en la leche de vacas de

razas europeas), que se diferencian en un nico aminocido y con las siguientesparticularidades: a) Interviene en la reaccin enzimtica implicada en la sntesis de lalactosa, b)presentagran afinidad por el Ca+2 en las zonas con gran cantidad de cidoasprtico, liga un tomo de Calcio por molcula, que da lugar a interacciones inicasaportando gran estabilidad a la estructura y hacindola ms resistente a ladesnaturalizacin irreversible por cambios trmicos, c) es una protena estructuralmentesimilar a la lisozima de otras especies, con pesos moleculares de 14.2 KDa, sus


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aminocidos terminales son idnticos y presenta cuatro puentes disulfuro (Cox yLehninger, 2006; Konrad y Kleinschmidt, 2008)

La seroalbmina (SA). Es uno de los componentes mayores del suero sanguneo.Supone solamente el 5% de las protenas solubles de la leche. Es una protena globular

cuya estructura presenta numerosos repliegues estabilizados por 17 puentes disulfuro,algunos de los cuales son dobles, lo que da lugar a una fuerte aproximacin entre lossegmentos de la cadena, configurando una estructura compleja (Grasselli et al., 1997;Belitz y Grosch, 1997)

- GlobulinasEste grupo comprende principalmente a las inmunoglobulinas, estas son protenas

capaces de reconocer y unirse especficamente a las estructuras contra las que estndirigidas (antgenos), permitiendo su reconocimiento y facilitando su destruccin por elconjunto del sistema inmune, son anticuerpos sintetizados en respuesta al estmulo deantgenos. Aglutinan numerosos tipos de bacterias y esporas y se consideran dentro del

grupo de las principales sustancias antibacterianas de la leche cruda. Lasinmunoglobulinas, son las molculas ms grandes de todas las presentes en la leche,encontrndose en pequea cantidad y proceden de la sangre o son sintetizadas en lapropia glndula mamaria Son las ms termoresistentes de la leche (Belitz y Grosch,1997; Mehra et al., 2006).

La leche contiene muy poca cantidad de estas globulinas, un promedio de 0.6 g/L enla leche de vaca, representado el 2 % de las protenas totales. En la leche y en elcalostro las tres inmunoglobulinas principales son: a) Inmunoglobulina G (IgG). Es laque se encuentra presente en mayor cantidad (8090 %), con un peso molecularde 150 KDa, contiene pocos glcidos, b) InmunoglobulinaA (IgA) est conformada pordos molculas de IgG con un peso molecular de 385 KDa, contienen del 8 al 10 % deglcidos, c) Inmunoglobulina M (IgM). Asociacin de 5 a 6 unidades bsicas con unpeso molecular de 900 KDa (Mehra et al, 2006), se encuentran en escasa proporcin7 % (ver tabla 3).

Tabla 3. Propiedades de las inmunoglobulinas (Mehra et al., 2006)

Propiedad IgG (I) IgA IgMPeso molecular KDa 160 320 960Constante de sedimentacin 7 s 11 s 19 sGlcidos (%) 3 8 11

Cadena H Caracterstica (2) Papel biolgico principal Funcin normal

de anticuerposEspecificidad

de gruposanguneo

isoaglutininas

(I) Subunidades en subclases: IgG1 (seudoglobulina) e IgG2 , ampliamente predominante en la leche.(2) Cadenapesada (H) pm = 60 KDa; cada monmero comprende dos cadenas H y dos cadenas ligeras (L) pm = 20 KDa; estasltimas pueden ser las mismas en las diferentes clases.


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Estos compuestos constituyen escasamente el 2 % de las protenas totales, exceptoen el calostro donde son abundantes tras el parto para el aporte de defensasinmunolgicas al lactante (ver tabla 4), descendiendo rpidamente en los das siguientesal mismo.

Tabla 4. Contenido de Inmunoglobulinas en g/L (Mehra et al., 2006)

Compuesto IgG1 IgG2 IgA IgM

Suero sanguneo 14 13 0.39 3.8

Lactosuero calostral 65 2.5 4.7 5.4

Lactosuero de la leche 0.4 0.06 0.11 0.09

- Proteosaspeptona.Constituyen una fraccin compleja formada por una mezcla heterognea de

polipptidos que permanecen solubles despus del calentamiento de la leche a 95 Cdurante 2030 minutos seguido de una acidificacin a pH 4.6. Presenta alta estabilidadtrmica. A pesar de poseer masas moleculares relativamente pequeas se las incluyeen el grupo de las protenas porque precipitan en gran parte bajo la accin del cidotricloroactico (TCA) a la concentracin de 12 % (Belitz y Grosch, 1997).

Sus principales caractersticas son: a) efecto deprimente en el volumen del panadicionado de lactosuero, b) fraccin nitrogenada de la leche que posee la mayoractividad de superficie (descenso de la tensin superficial), c) sustrato de la reaccinactivada por la luz solar que conduce a la produccin de sabores anormales y d) sonInhibidas por la liplisis en la leche de vaca.

- LactoferrinaConstituye, junto con la lisozima y el sistema lactoperoxidasa, las llamadas protenas

protectoras de la leche. Son protenas no inmunolgicas que aumentan y complementanel sistema inmune. En la especie humana es uno de los componentes de la leche queparticipan en la proteccin del recin nacido frente a los microorganismos y es de colorrojo (0.2 g/L). En condiciones fisiolgicas, tiene muy poco fierro unido y es capaz de fijarel que se encuentra en el medio, de tal forma que los microorganismos no disponen del para su proliferacin. Es una glicoprotena sencilla de peso molecular de 8092 KDaque liga dos tomos de Fe+3 por molcula, esta es segregada por la glndula mamaria,mucosas lacrimal, bronquial, salivar y renal (Belitz y Grosch, 1997; Wakabayashi et al.,

2006).

Posee 2 funciones importantes: a) transportadora de Fe y b) presenta accinbacteriosttica.


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2.1.1.2 Azcares de la leche

Otro de los componentes de la leche son los azucares, el principal azcar loconstituye la lactosa (40-50 g/litro en leche de vaca; 75 g/litro en leche humana). Otrosson: glucosa, galactosa, amino azcares, azcares fosforilados, entre otros, los cuales

se encuentran en pequeas cantidades (mg o microgramos por 100 mL). El poderedulcorante de la lactosa es aproximadamente 1/4 del de la sacarosa, 1/5de la fructosa y1/2 del de la glucosa. Junto a la sacarosa da una textura suave y cristalina al enfriarse enhelados (Belitz y Grosch, 1997; Mehra et al., 2006; Ferez et al., 2006).

La lactosa en disolucin puede tener un equilibrio entre las formas alfa () y beta (),dependiendo este equilibrio de la temperatura y del pH. La lactosa y los grupo amino delos aminocidos y protenas son la causa principal del oscurecimiento de la lechesometida a tratamientos con temperaturas elevadas, ya sea en procesos industriales oculinarios, fenmeno conocido con el nombre de pardeamiento qumico o no enzimtico.

Algunos grupos humanos de la raza negra no pueden digerir la lactosa cuando llegan a

la edad adulta, porque carecen de la enzima lactasa para su hidrlisis, producindolestrastornos digestivos que se manifiestan principalmente por diarrea (Morr y Ha, 1991;Belitz y Grosch, 1997; Mansson et al., 2003).

2.1.1.3 Lpidos de la leche

El tercer gran grupo de los componentes principales de la leche desde el punto devista industrial y nutricional son los lpidos. Es el elemento base de la mantequilla y lanatilla, adems de que es elemento constituyente de la mayor parte de los derivadoslcteos. A continuacin se muestra la composicin porcentual de la fraccin lipoide (ver

tabla 5).Tabla 5. Composicin porcentual de la fraccin lipoide (Meyeret al., 1990)

Componente Porcentaje (%)

Triglicridos, di- y mono-glicridos 98.0

cidos grasos libres 0.5 (*) 0.3 (*)

Fosfolpidos y esfingolpidos 0.7

Residuo Insaponificable 0.3

(*) dependiente de la alteracin enzimtica.

El residuo insaponificable est constitudo por: colesterol, otros esteroles,hidrocarburos, vitaminas liposolubles y carotenoides. En la leche, la grasa est


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emulsionada en forma de microglbulos, cuyo dimetro oscila entre 3 - 10 , los cualesestn rodeados por una membrana doble de fosfolpidos y protenas; esta doble capalipfila-hidrfila estabiliza la emulsin (Fenaille et al., 2006). La formacin de grasa en lasuperficie (crema) de la leche se debe a una desemulsin causada por una globulinadel suero, que est en pequea cantidad y que forma enlaces cruzados entre las

protenas de cubierta de los glbulos, produciendo la floculacin y separacin.

La composicin de cidos grasos: es muy compleja, se han identificado ms de 400cidos grasos entre saturados, insaturados, normales y ramificados. De los cidosgrasos de la grasa lctea 2/3 son saturados y 1/3 son insaturados. Los principales cidosgrasos insaturados son linoleico y linolnico. Los cidos grasos insaturados sufren elfenmeno de enranciamiento oxidativo. Estos se caracterizan por una notableproporcin de cidos grasos de cadena corta, especialmente de butrico. Los glicridosde la leche no pasteurizada se hidrolizan por lipasas activas de suero, aumentandolos cidos grasos libres con aparicin de sabores extraos(Fenaille et al.,2006).

Es importante la deteccin de la adicin de grasas vegetales o animalesemulsionadas a la leche, ya que estas se utilizan comnmente para adulterarla. Losanlisis ms comunes que se realizan para tal fin son: a) El ndice de Reichert - Meisslse detecta disminucin de los cidos grasos voltiles, b) alteracin del residuoinsaponificable, presencia de fitoesteroles (grasas vegetales) y aumento del colesterol(grasas animales) (Csapo et al., 1996; Malacarne et al., 2002; Mansson et al., 2003;Wiking et al., 2003 Fenaille et al., 2006).

2.1.1.4 Sales minerales de la leche.

Este componente de la leche de vaca es de 7 g/L, las ms importantes son el fosfatode calcio y el cloruro de potasio. El 90% del fsforo (P) y el calcio (Ca) estn en lasmicelas de casena formando parte de la estructura micelar. El 10% restante seencuentra en el suero. As tambin se encuentran oligoelementos tales como: zinc,aluminio y hierro (Csapo et al., 1996; Belitz y Grosch, 1997; Mansson et al., 2003).

2.1.1.5 Vitaminas de la leche

De este componente podemos hablar que son las que proceden de la alimentacinde la vaca y las que proceden de las bacterias del rumen. La leche producida en veranoes la que contiene mayor riqueza vitamnica, entre las que se encuentran: a) vitaminasliposolubles presentes en la crema y b) vitaminas hidrosolubles, stas se concentran enel suero, las de mayor importancia son: vitamina B2 (Riboflavina), B12(Cianocobalamina) y vitamina A y con un aporte intermedio de vitamina C, B1, (tiamina),B6 (piridoxina) y es pobre en vitamina D, K, niacina y tocoferoles (vitamina E) (Csapo etal., 1996; Belitz y Grosch, 1997; Mansson et al., 2003).


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2.1.2 Clasificacin de las leches procesadas

Existen diferentes tipos de leches procesadas de mayor consumo, estas se obtienendespus de la aplicacin de diversas operaciones industriales (ver tabla 6).

Tabla 6. Clasificacin de las leches de acuerdo al procesamiento

LECHE

o Pasteurizadao Esterilizada (UHT)o Entera, semidescremada o

descremadao Homogeneizadao Concentrada (evaporada)o Condensadao En polvo

2.1.2.1 Leche Pasteurizada

Pasteurizacin se define como aquella combinacin de tiempo y temperatura,usualmente es calentamiento y enfriamiento rpido que permite eliminar los grmenespatgenos, reducir los grmenes saprfitos seguida de una conservacin a bajatemperatura (refrigeracin). Clsicamente se distinguen dos tipos de pasteurizacin: a)baja y b) alta.

Baja (LTLT) 63C x 30 (61 65C) Alta (HTST) 72C x 15 (72 80C)

Estas combinaciones de tiempo y temperatura son suficientes para eliminar losgrmenes patgenos e inactivar enzimas (Morr y Ha, 1987; Revilla, 1996).

2.1.2.2 Leche Esterilizada.

Como definicin de Esterilizacin se entiende por aquella combinacin de tiempo ytemperatura que permite la destruccin de grmenes patgenos y saprfitos y susesporas. Se emplean temperaturas muy altas por un tiempo muy corto mediante elprocedimiento llamado ultrapasteurizacin (Ultra High Temperature llamado as por sussiglas en ingles UHT). Se emplea habitualmente el siguiente esquema:

145 150 C x 4 6

Existen diferencias importantes entre los procesos de pasteurizacin y esterilizacinaplicados al procesamiento de la leche (Morr y Ha, 1987; Revilla, 1996) (ver tabla 7).


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Tabla 7. Caractersticas de la pasteurizacin y esterilizacin

PASTEURIZACION ESTERILIZACION

o Elimina grmenes patgenos.o Reduce a un mnimo grmenes

saprfitos.o Debe conservarse refrigerada hasta

su consumo, vida comercial limitada(das).

o Elimina flora bacteriana.o Menor alteracin de caractersticas

organolpticas.o Menor prdida de elementos

nutritivos.o Requiere de un envasado asptico

posterior.o No requiere conservacin en fro

En general, el calor aplicado a la leche produce los siguientes fenmenos:inactivacin de fosfatasas e inactivacin de enzimas como lipasas y peroxidasas. Laesterilizacin UHT produce prdidas de vitaminas: B1, B6, B12 y cido flico y vitamina

C; pero no altera la vitamina B2 ni el cido pantotnico. La reaccin de Maillard producepardeamiento de la leche, ya que el calor la favorece; adems de desnaturalizar lasprotenas esto causa una mayor facilidad en la coagulacin de la leche esterilizada ohervida, las inmunoglobulinas del suero se inactivan y adems se tiene prdida deaminocidos esenciales como cistena y lisina, as como leve alteracin del sabor (Morry Ha, 1987; Revilla, 1996).

2.1.2.3 Leche Descremada

Por razones de cambio de hbitos de consumo, asociado a razones mdicas, hoy se

consumen leches y alimentos bajos en caloras, bajos en colesterol y grasas saturadas.La composicin de la leche descremada cumple con estos requisitos para laalimentacin preferente de un grupo de consumidores (Meyeret al., 1986) (ver tabla 8)

Tabla 8. Composicin qumica entre la leche entera y la leche descremada.Composicin por litro (Revilla, 1996)

Parmetro Descremada Entera

Caloras 350 Kcal 600 Kcal

Protenas 33 - 34 g 32 g

Grasas 2 g 36 g

Azcares 52 g 50 g


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2.1.2.4 Leche Homogeneizada

Se produce este tipo de leche de vaca con el fin de mejorar su digestibilidad para loslactantes.

El procesado de esta leche consiste en pasar la leche pasteurizada, an caliente, porunos orificios finos a elevada presin (175 bars). Lo anterior trae por consecuencia quelos glbulos grasos pasan de un dimetro de 5 - 10 m a 2 m, por tanto, se aumentala superficie total de la interfase grasa-suero. Las micelas ms finas se estabilizan por:adsorcin de fosfolpidos, protenas de la membrana globular rota y protenas sricas,por tanto tienen menor tendencia a formar nata. Por otro lado, esta mayor superficiegrasa-suero facilita la accin de lipasas residuales y de la oxidacin por el oxigeno (O2)disuelto y la leche es ms blanca por la mayor dispersin de la luz (Meyer et al., 1986;Revilla, 1996).

2.1.2.5 Leche EvaporadaExisten diversos tipos en el mercado, se obtiene por evaporacin al vaco con

eliminacin del 60 66 % del agua. Se utiliza para consumo diluido, para aadir al cafy en la preparacin de postres.

En la fase de esterilizacin puede producirse una coagulacin de la casena, paraevitarla se aaden pequeas cantidades de citrato sdico, bicarbonato sdico o fosfatobisdico con lo cual se disminuye la concentracin de Ca++ en el suero y se eleva unpoco el pH (Meyeret al., 1986; Revilla, 1996).

2.1.2.6 Leche Condensada Azucarada

Este producto contiene una gran proporcin de sacarosa (entre un 40 - 50 % delproducto final), mediante el cual se impide la proliferacin bacteriana, no necesitandopor tanto una esterilizacin final.

La evaporacin se realiza en grado necesario para que el producto final tengaalrededor de 9 % de grasa y 8 % de protenas; al enfriarse la leche condensada lalactosa tiende a cristalizar en cristales grandes los que le otorgan una consistenciagranulosa, lo anterior se evita por un enfriamiento rpido y la siembra de microcristalesde lactosa lo cual genera muchos ncleos pequeos de cristalizacin. En este tipo deleche se favorece la reaccin de Maillard y la coagulacin proteica por el calor (Meyeret al., 1986; Revilla, 1996).


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2.1.2.7 Leche en polvo

Corresponde a un procesado por deshidratacin de la leche, en el cual el productofinal alcanza aproximadamente un 5 % de agua (Revilla, 1996; Hall e Iglesias, 1997)(ver tabla 9).

Tabla 9. Composicin de la leche en polvo entera.

Componente Composicin porcentual

Lactosa 36

Materia grasa 26 ( descremada < 2% )

protena 25

Humedad 5

La deshidratacin se realiza por pulverizado en corriente de aire caliente SprayDryer. Dependiendo de las condiciones de operacin bajo las cuales se haga el secadose obtienen diversos productos. Donde se persigue unificar la granulosidad, lasolubilidad y minimizar las prdidas del producto.

Los principales usos de la leche en polvo son: consumo al ser reconstituida conagua, elaboracin de quesos, fabricacin de helados, cremas, platos preparados, astambin su uso en la industria de panadera y pastelera (Meyer et al., 1986; Revilla,1996; Hall e Iglesias, 1997).

2.2 Productos lcteos.

La industria de la leche y sus derivados ofrecen al mercado productos muy diversos,que renen los requisitos nutrimentales y de inocuidad para su comercializacin (vertabla 10).

Tabla 10. Productos y subproductos de la leche

Proceso Producto

Derivados por fermentacin Quesos, yogurt Kfir

Derivados grasos Crema, mantequilla

Derivados para usos industriales Casena, lactosa

Subproducto Suero de leche en polvo


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Para la elaboracin de estos productos se requiere de operaciones y procesosdiferentes, algunos se elaboran bajo procesos fermentativos como es el caso del yogurty algunos quesos llamados madurados y otros que se fabrican al separar loscomponentes de la leche, como es el caso de la crema y la mantequilla que se elaborandespus de la descremacin.

Para dar una idea de los diferentes productos que se pueden obtener de la leche yde donde se elaboran se presenta el siguiente diagrama (Meyeret al., 1986).

DIAGRAMA DE PROCESO DE PRODUCTOS Y SUBPRODUCTOSLACTEOS

Leche cruda

Grasa

Queso Lctea

Leche descremada Natilla

Suero Crema Mantequilla

Leche con diferentes

Materias primas porcentajes de grasa Suero

no lcteas

Leche Sustitutos Leche Yogurt Heladofluida de leche fresca

2.2.1 Productos lcteos derivados por FermentacinLos principales productos lcteos son: a) yogurt y b) queso.

2.2.1.1 Yogurt

Es un derivado lcteo gelificado y cido, con componentes aromticos tpicos. Seobtiene por fermentacin de la leche con microorganismos acidificantes; es la llamadafermentacin lctica. Dentro de sus caractersticas de procesamiento se encuentra queno hay esterilizacin final y las bacterias acidfilas deben estar presentes en el productofinal (Meyer, 1990).


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Se obtiene por la fermentacin de cultivos lcticos de cepas de Lactobacillusbulgaricus y Streptococcus thermophilus cuyas enzimas hidrolizan la lactosa,transforman la galactosa en glucosa y producen gliclisis con formacin de cido lctico.Con lo cual se disminuye el pH eliminndose la flora patgena y favoreciendo laproliferacin de la flora acidfila y termfila. La casena se coagula parcialmente y se

forma un gel constituido por una red de micelas unidas lo que da la consistencia tpicadel yogur.

2.2.1.2 Quesos

Es el producto que se obtiene de la coagulacin de la leche, esta puede ser lecheentera, leche descremada, leche parcialmente descremada, crema, crema de suero,suero de queso o suero de mantequilla debidamente pasteurizado o una combinacinde estas materias; por la accin de cuajo u otros coagulantes apropiados (enzimasespecficas o cidos orgnicos permitidos) y separando parcialmente el suero que se

produce como consecuencia de tal coagulacin. El producto pasa por diferentesprocesos segn el tipo de queso, el cual puede ser madurado o sin madurar, slido osemi-slido. El rendimiento en la produccin de queso partiendo de leche 100 % es elsiguiente: lactosuero 88 - 91 % (84 % de agua, 6 % slidos), queso 9 - 12% (Meyeretal., 1986; Flores, 2001).

Los quesos se encuentran entre los mejores alimentos nutritivos del hombre, proveenalta cantidad de protena, grasa, calcio, fsforo y vitaminas; es una fuente muy rica decalcio y protena, son de alta digestibilidad.

Existen dos tipos de quesos y se clasifican por sus caractersticas como lo sontextura y tipo de procesamiento. Segn su textura son los siguientes: A) suaves,madurados o no, B) semi-suaves madurados, C) duros madurados, con sin ojos y D)muy duros granulosos. Segn su proceso: a) quesos madurados, b) quesos fundidos yc) quesos hilados (Flores, 2001).

A continuacin se describen los quesos mas comercializados en Mxico: a) quesofresco y b) queso Oaxaca.

- Quesos frescos

Los quesos ms populares en todos los pases latinoamericanos son los quesosfrescos y son tambin conocidos como quesos blancos, son fciles de elaborar y los demayor rendimiento. Sin embargo, tambin son los de mayor riesgo potencial deintoxicacin e infeccin, debido a que sus caractersticas permiten un rpido crecimientode los microorganismos, por ello en todos los pases son los ms legislados.

Dentro de este grupo de quesos frescos se encuentran la cuajada que no recibeprensado y el queso blanco que recibe prensado moderado, para este tipo de queso laleche debe seguir un proceso de elaboracin como es la pasteurizacin, estandarizacin


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de la leche en cuanto a grasa y acidez, para pasar a continuacin a la coagulacin ycorte o rayado una vez cuajada, y as continuar con la agitacin y desuerado paraobtener queso sin prensar, el diagrama del proceso se muestra en el anexo 1 (Czulak,1985; Lawrence, 1993; Bastian y Lo, 1998; Hinrichs, 2001; Flores, 2001).

- Queso tipo Oaxaca

La caracterstica principal de estos quesos, es que como parte de su proceso defabricacin, recibe un tratamiento trmico mecnico que tiene como objetivo fundir lasprotenas y alinear sus fibras, a esto se le llama hilado y consiste en estirar repetidasveces la cuajada caliente.

Este tipo de queso es muy popular en todos los pases y reciben diferentesnombres: Oaxaca en Mxico, guerillo en Nicaragua, palmito en Costa Rica, queso demano en Venezuela, queso de hoja en Ecuador. A esta familia de quesos hiladospertenece el queso Mozzarella, el queso para pizzas (para fundir) y el queso Provolone.

La leche utilizada debe descremarse hasta niveles de 25 a 28 % de grasa, paraevitar que por accin del calor se observen gotas gruesas de grasa de leche, que danmal aspecto a los productos elaborados; el proceso que sigue una vez estandarizada laleche es similar a la de los quesos fresco y blanco, solo que al obtener la cuajada yalcanzar el punto de elasticidad, el cual es probado con agua a 800C se continua con elproceso de amaxalado, estirado y empacado; el diagrama del proceso se muestra en elanexo 1 (Czulak, 1985; Lawrence, 1993; Bastian y Lo, 1998; Hinrichs, 2001; Flores,2001; Martnez et al., 2006).

2.3 Suero de queso.Luego de obtenerse el slido que llamamos queso a partir de la coagulacin de la

leche, queda un residuo lquido, el denominado suero del queso, la cantidad de sueroresidual es aproximadamente de 5 a 10 veces mayor que la de queso producido. Eseste un efluente industrial rico en protenas (6 g de protenas por cada litro). Susprotenas son muy valiosas para la industria alimentaria y farmacutica. Puesto que laproduccin de quesos a nivel mundial origina cantidad tal de suero que equivale a660,000 toneladas anuales de estas protenas (Grasselli et al., 1997).

En pases desarrollados el suero se deshidrata para utilizarlo en formas diversas. Se

puede encontrar en el mercado en polvo, concentrado y como aislados proteicos, loscuales se utilizan en formulaciones de bebidas, productos lcteos y extensores decarnes (Andrade, 1999; Johnson, 2004).

A pesar de que la protena del suero es de mejor calidad que la casena, actualmenteeste efluente es desechado a veces transferido para el consumo de cerdos,desperdiciando as el alto valor nutricional de su protena. La casena representa el 78%de la protena de la leche, segn indica Revilla (1996), es ligeramente deficiente en los


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aminocidos azufrados (metionina y cistena); mientras que las protenas del suero, querepresentan un 17 % del total de la protena de la leche, poseen mayor cantidad deestos aminocidos, por lo cual su valor biolgico es de 1.0, superior al 0.8 de la casenay comparable con el valor biolgico de la protena del huevo que es de 1.0 (Domnguez,2000).

Desde el punto de vista industrial, las protenas del suero se pueden obtenerutilizando diversas tcnicas las cuales son: a) smosis inversa, b) nanofiltracin, c)ultrafiltracin, d) electrodilisis, e) intercambio inico (resinas) y f) precipitacin (Niro,2008).

De acuerdo con el procedimiento utilizado, se obtiene un producto concentrado entre75 90 % de protenas cuyos principales usos son: pastelera, industria alimentara,fabricacin de chocolates, cremas, postres, helados y cereales (Mundolcteo, 2005).

- Protenas de suero.Son protenas globulares solubles en agua, no coagulables que son separadas de la

cuajada, de forma manual o mecnica y representan el 20 % de las protenas presentesen la leche; entre ellas se encuentran lactoalbminas, lactoglobulinas,inmunoglobulinas, lactoferrina, proteasa-peptonas y lacto peroxidas, las cualespermanecen en el suero tras la acidificacin de la leche a pH = 4.6 por la accin delcuajo; no interviniendo en la formacin de la cuajada, razn por la que tambin se lesdenomina protenas sricas. Se detectan en el suero de quesera una vez separado delgel por tecnologas clsicas.

Las protenas del suero lcteo representan una mezcla variada de protenas, lascuales tienen una serie de efectos biolgicos, que van desde un efecto anti cancergenohasta efectos en la funcin digestiva (Madrid y Cenzano,1995; Grasselli et al., 1997 ;McIntosh et al., 1998; Inda, 2000; Mehra et al, 2006; Wakabayashi et al., 2006; Marceloy Rizvi, 2008).

Sus principales propiedades son: a) emulsificantes muy efectivas, b) Solubles a pHbajos, c) apropiadas en productos acidificados, d) buena capacidad de gelatinizacin.e) aumentan la viscosidad y f) termolabilidad y precipitando progresivamente con

tesis de grado ogilver

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