Caracteristicas Distintos Tipos de Cuajos
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TIPOS DE CUAJOS Y SUSCARACTERÍSTICAS
MERTXE DE RENOBALES SCHEIFLER
Dpto. de Bioquímica y Biología MolecularGrupo de Investigación "Calidad de Alimentos Fermentados "
Univ. País Vasco / Euskal Herriko Unib.Vitoria-Gasteiz
IV JORNADAS DE QUESOS DE CANARIASLa Palma
23 - 25 de octubre de 2007
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TIPOS DE CUAJOS Y SUS
CARACTERÍSTICAS
¿Qué es el cuajo? en qué consiste cómo cuaja la leche características enzimáticas del cuajo
Tipos de cuajos y su composición cuajo animal cuajo vegetal
cuajo microbiano cuajo genético
El cuajo durante la maduración del queso
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¿QUÉ ES EL CUAJO? 'algo' (líquido, polvo) que coagula la leche
mezcla, más o menos compleja, de enzimas• enzimas: proteínas que funcionan como ‘catalizadores’ de las
reacciones químicas en los seres vivos.
origen de estos enzimas:• cuajos animales: enzimas digestivas del 4º estómago del rumiante• cuajos vegetales: enzimas de las flores (cardo), o del látex
(higuera)• cuajos microbianos: enzimas de los microorganismos
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¿QUÉ ES EL CUAJO? (cont.) tipos de enzimas que hay en el cuajo:
en todos los cuajos: proteasas que degradan proteínas.
• distintos tipos de proteasas, en distintas proporciones– Quimosina, Pepsina, Cardosinas....
proteínas grandes proteínas pequeñas aminoácidos
textura y sabor (amargor)
% de Q y de P: depende de la edad del animal
modelo de proteína
aminoácidos
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modelo de grasa(triglicérido) ácidos grasos
(tipos de enzimas, cont.)
en algunos cuajos: lipasas que degradan grasas.distintos tipos de lipasas
lipasa pregástrica, esterasas,...
grasas ácidos grasos libres sabor: picante, jabonoso, rancio
¿QUÉ ES EL CUAJO? (cont.)
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¿QUÉ ES EL CUAJO? (cont.)
¿cómo cuaja la leche? proteínas de la leche: caseínas: αs1, αs2, β, κ
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¿QUÉ ES EL CUAJO? (cont.)
coagulación de la leche: 2 etapas 1ª etapa:
proteolisis de la κ -caseína por la quimosina
2ª etapaagregación de las micelas⇒ cuajada
coagulación de la leche: 2 etapas 1ª etapa:
proteolisis de la κ -caseína por la quimosina
2ª etapaagregación de las micelas⇒ cuajada
QUIMOSINA
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¿QUÉ ES EL CUAJO? (cont.)
características de las proteasas de un cuajo hidrólisis de la κ -caseína entre los aa 105 (phe) y 106 (met) baja hidrólisis de las demás caseínas y proteínas de la cuajada actividad a pH ácido: entre 5 y 6 baja estabilidad a > 35ºC
actividad de algunos cuajos comerciales a diferentes pHscada línea corresponde a distintoscuajos bovinos de Ch Hansen
al ↓ pH, la actividad ↑↑ mucho- pH óptimo de la quimosina: 5.4
a ≅ 42ºC.
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¿QUÉ ES EL CUAJO? (cont.)
actividad de diferentes cuajos comerciales a varias T
cada línea corresponde a distintos cuajos bovinos de Ch. Hansen
a T de cuajado (≅ 30ºC): todos tienen la misma actividad al ↑ T (cocción), unos pierden actividad antes que otros
• ⇒ influencia en la maduración
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¿QUÉ ES EL CUAJO? (cont.)
condiciones de cuajado: según el tipo de queso
• desde 18ºC hasta 40ºC: en general alrededor de 25ºC - 30ºC
• pH: entre 6.5 y 6.3• tiempo: entre 30 y 45 minutos (para cortar la cuajada)
cantidad de cuajo:• según el tiempo de cuajado
cocción de la cuajada la mayoría de quesos entre 35 y 55ºC desestabiliza las proteasas del cuajo
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CUAJO ANIMAL
procedente del 4º estómago de los rumiantes terneros, corderos, cabritos predominan las proteasas
• digestión de las proteínas• las principales: quimosina y pepsina
– animal recién nacido: quimosina↓
al crecer el animal– animal adulto: pepsina• otras menos importantes
lipasas
• digestión de la grasa de la leche• lipasa pregástrica– producida por la glándula sublingual– animales lactantes únicamente
• esterasas
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CUAJO ANIMAL (cont.)
comerciales cuajos animales
artesanales cuajos comerciales
bovinos: la inmensa mayoría• líquidos o en polvo• preparaciones con distintas proporciones de Q y P
ovinos: muy pocos
• líquidos caprinos?
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CUAJO ANIMAL (cont.)
ventajas de los cuajos comerciales fuerza coagulante estandarizada de lote a lote
• unidades de fuerza conocidas• coagulación uniforme
composición de quimosina y pepsina conocida actividad proteolítica general: baja
no requiere esfuerzo de preparación calidad microbiológica controlada
la gran mayoría sólo contienen proteasas
no contienen lipasa pregástrica• los líquidos pueden contener esterasa• sólo el cuajo Biostar (en pasta, de cordero) contiene lipasa
pregástrica
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CUAJO ANIMAL (cont.)
algunos cuajos comerciales: bovinos
• > 95% quimosina
• 80% quimosina y 20% pepsina formulaciones• 60% quimosina y 40% pepsina líquidas o en polvo• 20% quimosina y 80% pepsina
de cordero - líquidos• 75 - 80% quimosina y 25 - 20% pepsina• presencia de esterasas (cantidad variable)• no contienen lipasa pregástrica
cuajo de cordero en pasta Biostar
• contiene lipasa pregástrica
de cabrito?
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CUAJO ANIMAL (cont.) cuajos artesanales
preparados por los mismos queseros• recetas diferentes según localidades
– en pasta– extractos líquidos– cuajar seco (tal cual)
procedimientos laboriosos y largos
contaminación microbiológica de los cuajares fuerza coagulante sin estandarizar de lote a lote
• prueba y error los primeros días con cada lote composición enzimática desconocida
• % quimosina y % pepsina?• presencia de lipasa pregástrica?• otras actividades enzimáticas?
variación de la composición enzimática durante la conservación• pérdida de actividad lipasa pregástrica
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España:
Idiazabal,
Cabrales,Palmero,Majorero
Italia : Pecorino Romano,
Fiore Sardo, Pecorino Sardo
Grecia
Feta, Kefalotyri
Egipto
Ras
Zonas de utilización del cuajo artesano animal
Argelia: Takammart (cabra)
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CUAJO VEGETAL plantas cuajaleches : conocidas desde la antigüedad
mundo greco-romano• la Iliada: 'la leche cuaja en fermento de higuera'
actualmente:• cardo (Cynara cardunculus )• alcachofa (C. scolymus)
• cardo mariano (Silybum marianum )
• cardo estrellado (Centaurea calcitrapa )
• planta lechetrezna(Euphorbia serrata )
• piña, papaya• diente de león• ortiga (Urtica gracilis )
• Calotropis procera • etc....
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CUAJO VEGETAL (cont.)
utilización: países de la cuenca Mediterránea
• España, Portugal, Grecia
• Norte de África Africa occidental quesos artesanos Oriente medio India, Afghanistán
países occidentales⇒ quesos vegetarianos (artesanos, industriales)
cuajo artesano cultivo de las plantas recolección de flores de plantas silvestres adquisición local de flores secas no disponible comercialmente
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CUAJO VEGETAL (cont.)
composición de los extractos de flores de Cynara spp . diversas proteasas:
• ciprosinas 1, 2 y 3
• cardosinas A y B• otras proteasas
– actividad coagulante (κ -caseína)– acitividad proteolítica alta
no se ha descrito la presencia de lipasas o esterasas composición variable; depende de:
• especie, condiciones agronómicas, climáticas
fuerza coagulante muy variable: preparaciones artesanales sin estandarizar
• especie utilizada, mezcla de especies• condiciones agronómicas, climatológicas• proceso de extracción
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CUAJO MICROBIANO
mezcla, más o menos compleja, de proteasas microbianas obtenidas por fermentación y posterior purificación microorganismos autorizados para uso alimentario:
• Rhizomucor miehei , Cryphonectria parasitica, Aspergillus oryzae hidrólisis de la κ -caseína ⇒ coagulación de la leche hidrólisis de las otras caseínas
• puede ser bastante amplia enzimas termoestables
• algunas están desestabilizadas todos son comerciales
quesos con cuajo microbiano ' Halal' y ' Kosher' quesos 'vegetarianos'
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CUAJO MICROBIANO (cont.)
productos comerciales en formulaciones líquidas o en polvo fuerza coagulante estandarizada y conocida
• exclusivamente proteasas Hannilase® de Christian Hansen (http://www.dsm.com/en_US/html/dfs/dairy-products-
enzymes.htm)
Renilase® de Ch. Hansen
Fromase® de DSM (http://www.dsm.com/en_US/html/dfs/dairy-products-enzymes.htm)
Marzyme® de Rhodia
lipasas comerciales (microbianas) para elaboración dequesos se venden por separado diferentes tipos de lipasas
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CUAJO GENÉTICO
gen que codifica la quimosina bovina insertado en
• Aspergillus niger var. awamori (Chy-Max® de Ch. Hansen)
• Kluyveromyces lactis (Maxyren® de DSM) quimosina producida por fermentación
• muy purificada• no se detectan otras actividades enzimáticas
idéntica a la quimosina bovina• misma secuencia de aminoácidos• mismas características enzimáticas
cumple especificaciones de organismos internacionales certificado 'Kosher' y 'Halal'
quesos 'vegetarianos' formulaciones líquidas y en polvo
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CUAJO GENÉTICO (cont). quesos elaborados con cuajo genético
Cheddar Camembert Manchego Grana Padano
Emmental Montasio Edam Parmigiano Reggiano Feta St. Paulin Gouda Tilsit
Mozzarela Asiago Brie Creszenza
características sensoriales indistinguibles de las de quesoselaborados con cuajo bovino (80% quimosina)
gen que codifica la Cardosina A
todavía no disponible comercialmente
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EL CUAJO EN LA MADURACIÓN DE LOSQUESOS
principales procesos bioquímicos durante la maduración enlos que interviene el cuajo
proteolisis: degradación de las proteínas de la cuajada
proteínas péptidos * péptidos pequeños
grandes intermedios *aminoácidos libres
lipolisis: degradación de las grasas compuestosvolátiles
triglicéridos *ácidos grasos libres
* estos compuestos tienen importancia sensorial
*compuestosvolátiles
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EL CUAJO EN LA MADURACIÓN DE LOSQUESOS - PROTEOLISIS
aprox. 10% de las proteasas del cuajo quedan retenidas
en la cuajada aumenta con:• leche pasterizada• pH bajo al añadir el cuajo
• pH bajo al desuerar• cantidad de cuajo utilizado: importancia de la estandarización
– evitar añadir mucho cuajo para ↓ tiempo de cuajado• tipo de cuajo:
– microbiano > vegetal > animal
Ó
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EL CUAJO EN LA MADURACIÓN DE LOSQUESOS - PROTEOLISIS (cont.)
otras proteasas presentes durante la maduración plasmina de la leche del cultivo iniciador
de los microorganismos de la leche (leche cruda) de otros microorganismos que se desarrollan en el queso especificidades diferentes: producen diferentes péptidos
• texturas y sabores diferentes
contribución de las proteasas a las característicassensoriales proteínas: textura
• textura blanda: proteolisis extensa péptidos intermedios, pequeños: algunos son amargos aminoácidos: precursores de compuestos volátiles
• aromas
Ó
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EL CUAJO EN LA MADURACIÓN DE LOSQUESOS - PROTEOLISIS (cont.)
comparación con cuajos bovinos comerciales cuajos animales artesanales de cordero o cabrito
• a igualdad de fuerza coagulante :– en general, no hay diferencias significativas en los parámetrosde la proteolisis
» composición (pH, % ES, % proteína, % grasa...)
» caseínas (electroforesis)» péptidos (fracción soluble a pH 4.6)• si la fuerza coagulante, o la composición de Q y P es diferente
diferencias en proteolisis
diferencias sensoriales en el queso (veremos más adelante)• si el artesanal tiene lipasa pregástrica: sí
diferencias entre cuajo de cordero y de cabrito?
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EL CUAJO EN LA MADURACIÓN DE LOS
QUESOS - PROTEOLISIS (cont.) diferencias entre cuajos comerciales bovinos y cuajosvegetales y microbianos a igualdad de fuerza coagulante :
• vegetales y microbianos son mucho más proteolíticos en general: buenos para quesos de maduraciones cortas
• texturas más blandas
• posibilidad de aparición de sabores amargos (β-caseína) formulaciones microbianas específicas para quesos de maduraciones
medias
control del amargor: microorganismos que producen exopeptidasas
• selección del cultivo iniciador y/o adjuntos control de la cantidad de cuajo añadida
• control del pH al añadir el cuajo y al desuerar
Ó
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EL CUAJO EN LA MADURACIÓN DE LOSQUESOS - LIPOLISIS
triglicéridos ácidos grasos libreslipasas
de cadena corta de cadena media o largabutírico , caproico, caprílico, cáprico mirístico, palmítico, oleicosabores picantes de quesos esteárico
italianos, Idiazabal(en exceso: rancidez butírica) (en exceso: sabores
jabonosos, rancios)
variedad de compuestos volátiles
E E Ó E
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EL CUAJO EN LA MADURACIÓN DE LOSQUESOS - LIPOLISIS (cont.)
el 'sabor a cuajo' del queso depende de la presencia delipasa pregástrica en el cuajo artesanal libera ácidos grasos de cadena corta
diferencias apreciables en características sensoriales
Idiazabal Lipasaspregástricas:perfil sensorialsimilar al cuajo enpasta.
EL C JO EN L M D R CIÓN DE LO
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EL CUAJO EN LA MADURACIÓN DE LOSQUESOS - LIPOLISIS (cont.)
durante la maduración: concentración de Ácidos Grasos Libres ↑↑ al ↑ la cantidad de lipasa
• quesos de 90 días de maduración sabor picante ↑↑ al ↑ la cantidad de lipasa
aroma más complejo:compuestos volátiles
control de la cantidad delipasa pregástrica del cuajo
EL CUAJO EN LA MADURACIÓN DE LOS
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EL CUAJO EN LA MADURACIÓN DE LOSQUESOS - LIPOLISIS (cont.)
cuajos que tienen lipasa pregástrica: artesanales de cordero (L) o de cabrito (K)
• en pasta y algunos líquidos, según las circunstancias cantidad variable según métodos de preparación y conservación lipasa pregástrica retenida en la cuajada se mantiene activa durante
la maduración (Idiazabal)
sabores 'picantes' o 'pecorino' queso Feta (L y K) Pecorino Romano (L) sabores característicos y Fiore Sardo (L) tradicionales
Idiazabal (L) Majorero (K) Manchego (L) Zamorano (L) sabores distintos pero queso de Murcia Al Vino (L) interesantes
EL CUAJO EN LA MADURACIÓN DE LOS
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EL CUAJO EN LA MADURACIÓN DE LOSQUESOS - LIPOLISIS (cont.)
pruebas realizadas en Idiazabal
sabor según cantidad de lipasa: < 20 unidades / 100 L: difícil de percibir el sabor picante 20 – 30 unidades / 100 L: quesos suaves
75 – 125 unidades / 100 L: intensidad intermedia más de 200 unidades / 100 L: quesos muy fuertes exceso de lipasa excesivo olor y sabor a butírico, rancidez
• necesario controlar la cantidad de lipasa del cuajo
resultados comprobados por 15 queserías adscritas a laDO Idiazabal
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CONCLUSIONES
el cuajo tiene una doble función en lafabricación del queso: coagulación de la leche desarrollo de las características sensoriales
• composición enzimática del cuajo
el tipo de cuajo y la cantidad utilizada: recuperación de sabores tradicionales obtener quesos con sabores y texturas diferentes
• diversificar los productos de una región
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Calidad y Seguridadde Alimentos
Fermentados
Bioquímica y BiologíaMolecular
M. Virto, J.C. Ruiz de Gordoay M. de Renobales
Nutrición y
BromatologíaM. Albisu y F.J. PérezElortondo
Laboratorio de
AnálisisSensorial
Tecnología deAlimentosL.J. Rodríguez Barrón yA.I. Nájera
ConsejoRegulador de laDO Idiazabal
productoresasociados a la
DO
NeikerR. Ruiz, N. Mandaluniz, J.Arranz
Centro Tecnológico
del Gobierno Vasco