Publicación Miscelánea N° 91

ISSN 0325-9137- Diciembre 1999

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I HIII ESTACIÓN EXPERIMENTAL AGROPECUARIA RAFAELA 11 Macrorregión Pampeana Norte

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RECOPILACION BIBLIOGRAFICA

FACTORES QUE AFECTAN LA

ESTABILIDAD TERMICA DE LA LECHE

Bioq. Livia M.'Negril Ing.Agr. Miguel A. Tavema2

Ing.Qca. Mónica S. Chávez3

1 Becaria EEA INTA Rafaela 2Profesional de la EEA INTA Rafaela

3 Proyecto Joven INT A

Publicación Miscelánea N°91

INTA Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria

Macrorregión Pampeana Norte Estación Experimental Agropecuaria Rafaela

Diciembre 1999

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l.-Introducción

La legislación nacional e internacional establece la obligatoriedad de la pasterización de la leche previa a su utilización. El objetivo de este proceso es garantizar la inocuidad microbiológica de este alimento. Normalmente, el concepto de estabilidad de la leche al calor se lo asocia con este tratamiento. Sin embargo, en términos generales, una leche es considerada estable al calor si es capaz de soportar tratamientos térmicos, a los que es sometida durante la· industrialización, sin generar precipitados (Hermier y Cerf, 1983). Esta definición valoriza, fundamentalmente, \9'& aspectos prácticos de esta propiedad, teniendo en cuenta la posibilidad de "manejar" la leche durante y después de su calentamiento (Hermier y Cerf, 1983).

No existe una única metodología analítica objetiva que permita medir estabilidad térmica, es por esto que resulta dificil comparar resultados y predecir comportamientos. La prueba del alcohol, por ejemplo, ha sido usada como herramienta en la evaluación de estabilidad térmica, sin embargo, trabajos publicados cuestionan su validez en la predicción del comportamiento térmico de la leche (Horne Y Muir, 1990).

No obstante esto, es ampliamente aceptado definir la estabilidad térmica de la leche como el intervalo de tiempo, transcurrido entre la introducción de una muestra de leche en un Baño María a 140°C y el comienzo de la coagulación evidenciada por la floculación, gelación o cambios en la sedimentación de las proteínas (Davies y White, 1966; Fox y Morrissey, 1977; Hermier y Cert: 1983; Home y Muir, 1990).

Los objetivos de esta revisión bibliográfica son: describir los principales equilibrios químicos que definen la estabilidad térmica de la leche, analizar los factores relacionados con la composición química y el sistema de producción que la afectan y por último, discutir la validez de la prueba del alcohol como método predictivo del comportamiento térmico de la leche.

2.-Principales equilibrios minerales de la leche.

Previo al análisis de los factores que pueden afectar la estabilidad térmica de la leche, se considera importante realizar una descripción de los distintos equilibrios químicos que, en gran medida rigen este comportamiento, en los que están involucrados fundamentalmente, los minerales y las caseínas de la leche.

Los minerales presentes en la leche se pueden diferenciar entre los que se encuentran en la fase coloidal y los de la fase soluble. Los alcalinos, como el sodio y el potasio, están en su totalidad en la fase soluble, mientras que los alcalinotérieos, como el calcio y el magnesio, y los o\igoelementos, como el zinc, están repartidos entre las dos fases (Alais, 1985).

La afinid,ad de los minerales por la fracción proteica o por la no proteica, determina la distribución de éstos en cada fase. Por ejemplo, en condiciones normales (pH 6,65 Y 25°C) la leche presenta aproximadamente el 65% del calcio, el 60% del magnesio y el 50% del fósforo localizados en su fase coloidal (Brulé, 1984).

Según Brulé (1981), los principales equilibrios minerales que se registran en la leche pueden esquematizarse de la siguiente manera (Figura 1).

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Fracción no proteica (ultrafiltrable- soluble)

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Figura 1. Principales equilibrios minerales de la leche (Brolé, 1981).

El calcio iónico de la fase soluble es fuente común a todos los equilibrios propuestos en la Figura 1; sin embargo, cada uno de estos tienen diferentes velocidades de ocurrencia a consecuencia de las aftnidades electroquímicas y las condiciones de reacción.

El calcio ligado a los sitios fosfoséricos de las caseínas y el de la primera acidez del fosfato mineral coloidal (p04H2-) se intercambian de manera instantánea con el soluble (Brulé, 1984). Pierre et al. (1983) demostraron utilizando Ca4S que el calcio ligado al fosfato coloidal presenta un intercambio diferente según éste ion se encuentre ligado al fosfato diácido, al fosfato monoácido o al fosfato. Sólo el intercambio con el fosfato diácido se realiza instantáneamente.

Por otro lado, la capacidad de una fracción del calcio micelar de interaccionar con el calcio iónico de la fase soluble le conftere a las micelas de caseína un carácter dinámico. Las variaciones en la concentración de proteínas influyen mínimamente sobre este equilibrio, mientras que cambios fisicoquímicos (temperatura, pH, concentración de citrato) de la fase soluble pueden provocar modiftcaciones de importancia en el mismo (Brolé, 1984).

La temperatura altera el conjunto de los equilibrios salinos. Particularmente, la solubilización del calcio está estrechamente asociada al incremento de la del fosfato ácido de calcio (pO~Ca), esta última disminuye al aumentar la temperatura (Brolé, 1984). Esto explica la reducción de la concentración de calcio soluble ante incrementos de la temperatura (Brulé et al, 1974). En consecuencia, cuando la temperatura aumenta (ver Figura 1), se produce una ionización de los ácidos cítrico (CITRH2-) y fosfórico (P04H2"), con el consecuente incremento de la concentración de citrato de calcio (CITRCa-) y de P04HCa (desplazamiento del equilibrio 1 hacia el 3 y del 2 hacia el 4, respectivamente). Esto favorece el desplazamiento del fosfato y del calcio hacia la micela (equilibrio 5) (Brolé, 1984). En realidad es muy dificil precisar si el calcio se asocia a la micela de caseína o al fosfato inorgánico, lo cierto es que la formación de estructuras coloidales con participación del calcio se ven favorecidas con el aumento de la temperatura.

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Inversamente, la refrigeración de la leche provoca un aumento de la concentración del calcio iónico y una disminución del tamaño micelar. La·reducción del tamaño de la micela también es provocada por una cierta solubilización de las caseínas, particularmente de la p-caseína (la más hidrofóbica). Estos dos fenómenos son dependientes entre sí. La proporción del calcio micelar

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solubilizado por acción del frío afecta la liberación de la p-caseína (Lenoir, 1983).

El desplazamiento de los equilibrios minerales de la leche por cambios en la temperatura provocan modificaciones estructurales, en muchos casos irreversibles, en la micela de la caseína (Brulé, 1981). La reducción del pH favorece la formación de CITRH2- y POJI2- ,es decir, la ionización del citrato y fosfato de calcio (equilibrio 6 y 7) Y la solubilización de las sales de fosfato y de calcio micelares (Brulé, 1984). La consecuencia de esto sobre la micela es su reducción de tamaño. A pH menores que 5,2 la disolución del fosfato cálcico coloidal continua y la micela se toma inestable. A un pH próximo a 4,8 todo el fosfato está disuelto y a 4,6 se alcanza el punto isoeléctrico de las caseínas, precipitando las mismas con la consecuente destrucción de las micelas (Walstra y Jenness, 1984).

Entre los compuestos orgánicos, el de mayor relevancia en el equilibrio presentado es el citrato (Brulé, 1984). Holt y Muir (1979) determinaron la existencia de una buena correlación entre el citrato y el calcio soluble, explicándose este comportamiento por la fuerte afinidad que tiene este ácido por el calcio, siendo mayor que la que presentan las caseínas por este cation.

Ca soluble (gil)

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Figura 2: Evolución del contenido de calcio soluble de la leche en función de la temperatura (Brulé et al., 1974).

La composición salina de la leche influye en la concentración del calcio soluble y en la del fosfato cálcico micelar. Estas variables están muy relacionadas y no es posible precisar cuál de ellas es la que afecta en mayor medida la estabilidad. Por ejemplo, la adición de cloruro de sodio (incremento de la fuerza iónica) disminuye el contenido de fosfato cálcico de las micelas, aumenta el contenido de calcio disuelto, provocando corrientemente, un aumento de la estabilidad de la micela (Walstra y Jenness, 1984). También se argumenta (Home y Muir, 1990) que el cloruro de sodio fuerza la disociación de la K-caseína desde la micela hacia la fase sérica,

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dando estabilidad térmica. El mismo efecto se observó al añadir citrato sódico. En cambio, el fosfato sódico puede disminuir la concentración del calcio iónico, aumentar el fosfato micelar o modificar el pH (Walstra y Jenness, 1984). El agregado de cloruro de calcio provoca un aumento de la concentración del calcio iónico y del fosfato cálcico micelar, como así también una disminución del pH. Consecuentemente, la estabilidad de la micela se reduce (Walsra y Jenness, 1984).

3.- Estabilidad térmica de la leche.

3.1.- Métodos que permiten medir la estabilidad t~rmica de la leche.

Los dos métodos propuestos para evaluar la estabilidad térmica de la leche se denominan: "test subjetivo de estabilidad térmica" y "test objetivo de estabilidad térmica".

El primero se basa en el calentamiento de muestras de leche en tubos sellados, en continua agitación y sumergidos en un baño de aceite termostatizado hasta lograr la coagulación. El parámetro que define la estabilidad térmica es el tiempo transcurrido desde el comienzo hasta la apreciación visual del inicio de la sedimentación de la leche (Davies y White, 1966; Fox y Morrissey, 1977). La exactitud del método depende consecuentemente, del operador (Home y Muir,1990).

En el segundo, la estabilidad térmica se expresa como el porcentaje del nitrógeno total no sedimentado bajo condiciones estandarizadas y luego de varios intervalos de calentamiento sucesivos (Fox y Morrissey, 1977).

3.2.- Factores que modifican la estabilidad térmica.

La formación de coágulos por efecto del calor se debe, mayormente, a la inestabilidad de las micelas de caseínas; por esa razón es importante conocer. los factores que inciden sobre su estabilidad (Van Boekel, 1993).

La estabilidad coloidal de la caseína depende del pH y de la actividad del calcio iónico porque participan de las fuerzas electrostáticas que la condicionan. Por otro lado, la K-caseína le confiere estabilidad estérica debido a sus "pelos" hidrofilicos. Ambas, la estabilidad coloidal y la estérica, . condicionan la de la micela de caseína (Van Boekel, 1993).

La micela está sujeta a dos tipos de reacciones que inducen a la formación de coágulos luego de cambiar la estabilidad coloidal y/o estérica de la misma. Estas reacciones son: a) del tipo coloidal inducidos por la presencia de sales, principalmente de calcio, en la que se forman puentes entre las micelas y los cationes en disolución y b) del tipo químicas en las que se asume la formación de enlaces "crosslinks" entre las micelas de caseínas. El pH tiene influencia en el desarrollo de estas reacciones químicas ya que da lugar a cambios en las fuerzas de repulsión electrostáticas (Van Boekel, 1993).

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3.2.1.- El pH de la leche.

La variación de la estabilidad ténnica de la leche en función del pH pennite diferenciar dos tipos de leches, denominadas como tipo "A" y "B" (Hennier y Cerf, 1983; Alais, 1985; Singh y Fox, 1985; Van Boekel et al., 1989; Horne y Muir, 1990).

Tipo "A" (Figura 3): dentro del rango normal de pH de la leche, el tiempo maXInlO de coagulación se produce a pH 6,7 (zona de mayor estabilidad) y el tiempo mínimo, generalmente, apH 6,9.

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Figura 3: Curva del tiempo de coagulación ténnica en función del pH que explica el comportamiento de la leche Tipo "A" (Horne y Muir, 1990).

La interpretación de esta curva a partir del modelo propuesto por Van Boekel (1993) es la siguiente:

A pH menores a 6,4 la baja estabilidad ténnica se asocia a una elevada concentración de calcio iónico (Van Boekel, 1993). Este proviene de dos fuentes: a) del incremento de la solubilidad del fosfato de calcio, 10 cual provoca el desplazamiento del equilibrio presentado en (1) hacia la izquierda; y b) el calcio coloidal caseínico pasa a solución.

(1)

La presencia de calcio en solución induce la inestabilidad de la micela por medio de una reacción del tipo coloidal.

En el rango de pH 6,5-6,7, la estabilidad aumenta rápidamente alcanzando un valor máximo. En este caso, la concentración de calcio iónico se reduce, la asociación de las proteínas del suero a las micelas caseínicas aumenta la repulsión estérica y consecuentemente, el sistema presenta una alta estabilidad coloidal (Van Boekel et al., 1989; Van Boekel, 1993). En esta asociación están involucradas la ~-lactoglobulina y la K-caseína.

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Entre un pH 6,7 Y 7 se presenta el mínimo de estabilidad. Esto se debe a que las micelas pierden una fracción de la K-caseína que les otorgaba estabilidad (Van Boekel et aL, 1989; Horne y Muir, 1990). Este mínimo es suprimido por la adición de K-caseína (Alais, 1985)

A un pH mayor de 7, la estabilidad térmica aumenta debido a que la concentración de calcio iónico es menor (Van Boekel, 1993).

Tipo "B" (Figura 4): Las leches del tipo B se caracterizan por tiempos de coagulación en aumento progresivo con el incremento del pH (estabilidad creciente con el pR). Según Robitaille (1995) existiría una asociación entre este tipo de leche y la variante B de la K- caseína.

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Figura 4: Curva del tiempo de coagulación térmica en función del pH que explica el comportamiento de la leche Tipo "B" (Horne y Muir, 1990).

La interpretación de esta curva es la siguiente:

- Las leches de tipo "B" presentan una relación K-caseínas/f3-lactoglobulina diferente a las del tipo "A". Considerando que la f3-lactoglobulina promueve la disociación de la K-caseína, cuanto mayor resulte la relación, hay menor desestabilización de las micelas y un incremento de la estabilidad térmica (Van Boekel et aL, 1989; Van Boekel, 1993). Esto se evidencia cuando una leche tipo "B" (con baja concentración de f3-1actoglobulina) se comporta como tipo "A" por el agregado de esta proteína. Por el contrario, la adición de K-caseína a leches del tipo "A", al incrementar la formación del complejo con la f3-lactoglobulina, las transforma en leches de tipo "B" (Horne y Muir, 1990).

Estos dos tipos de leche son característicos de cada vaca en particular y son utilizadas como referencia para el estudio de los factores que afectan la estabilidad térmica de la leche (Horne y Muir, 1990).

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3.2.2.- Fracción mineral.

3.2.2.1- Calcio.

La precipitación de las caseínas es inducida por la formación de complejos con el calcio. Este proceso se incrementa cuando el pH de la leche se encuentra por debajo de 6,6 (mayor concentración de calcio iónico) (Darling, 1980). Contrariamente, a valores de pH altos (superiores a 7) el contenido de calcio iónico es bajo, se reduce la solubilidad del fosfato de calcio y la estabilidad térmica se incrementa (Darling, 1980; Horne y Muir, 1990).

White y Davies (1957) demostraron que cuando la concentración de calcio iónico superaba los 12 mg% la leche resultaba más inestable a la temperatura. Por debajo de este valor, la estabilidad se incrementaba independientemente de la concentración del ion.

En un estudio realizado por Jeurnink y Kruif (1995) se demostró que al calentar leches pobres en calcio, las micelas se hinchaban y una gran parte de la ! y 'K-caseína se disociaban de las mismas. Estas estructuras que han perdido parte de la K-caseína eran más sensibles a la acción del calcio iónico y menos estables. Contrariamente, las micelas de leches con alto contenido en calcio se contraían y la proporción de casefuas disociadas era escasa.

3.2.2.2.- Fósforo .

El fosfato de calcio micelar es un componente esencial en la estructura micelar de las caseínas y su contenido está en relación al tamaño de las mismas. Su disociación provoca la ruptura micelar (van Dijk, 1990). Se encontró que la concentración de fosfato de calcio coloidal está invers~ente relacionado con el tiempo de coagulación (White y Davies, 1957).

Horne y Muir (1990) sostienen que el fosfato de calcio coloidal actúa como buffer regulando la concentración de calcio iónico. La remoción del anión fosfato reduce la cantidad de calcio ligado, aumenta la carga micelar y la estabilidad dentro del rango de pH 6,3-7,0.

3.2.2.3.- Cobre

Luquet (1985)cobservó que bajos niveles de cobre (Cu2l en la leche aumentaban la estabilidad térmica cuando ésta presentaba valores de pH menores que el valor normal (6,7 a 20°C). La concentración de cobre no se modifica por su exceso en la alimentación, pero su carencia en la dieta disminuye su concentración en la leche

3.2.3.- Fracción nitrogenada de la leche •

3.2.3.1.- Fracción caseínica y no caseínica.

La fracción no caseínica es relativamente lábil, alcanzando su desnaturalización completa en 10 minutos a 90°C (Fox y Morrissey, 1977). En cambio, la fracción caseínica presenta una estabilidad al calor muy alta, comenzando a agregarse a temperaturas superiores a los 110°C (Walstra y Jenness, 1984). La falta de estructuras secundarias y. terciarias, una estructura cuaternaria compleja y la repulsión electrostática entre las micelas de caseína explican, probablemente, esta marcada estabilidad (Fox y Morrissey, 1977; Horne y Muir, 1990).

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Estas diferencias de comportamiento entre las dos fracciones proteicas defmen, en un sentido práctico, dos tipos de leche respecto a su estabilidad al calor (Hermier y Cerf, 1983):

- "Leches con estabilidad débil": la desnaturalización parcial de las proteínas solubles perturba o impide la industrialización de la leche.

-"Leches con estabilidad fuerte": la desnaturalización de las proteínas solubles no afecta el procesamiento de la leche. En general, cuando se menciona "leche con estabilidad al calor" se hace referencia a "leche con estabilidad fuerte", es decir que el problema de estabilidad térmica se asocia a las caseínas y no a las proteínas de suero.

3.2.3.2.- Relación K-caseína/~-lactoglobulina

La relación K-caseína/~-lactoglobulina es uno de los factores que explican las variaciones en la estabilidad térmica de la leche (Fox y Morrissey, 1977). Una reducción del cociente provoca una disminución de la estabilidad (Robitaille, 1995). Es de resaltar que este efecto sólo se observó dentro del rango de pH: 6,5-6,7 (Fox y Morrissey, 1977; Home y Muir, 1990).

La ~-lactoglobulina en leches sometidas a tratamientos térmicos pareciera ejercer dos roles. Por un lado, la asociación con la K-caseína protegería a la micela de la precipitación inducida por el calentamiento dentro del rango de pH 6,5 - 6,7. Por el otro, a un pH mayor o igual que 6,9, la ~­lactoglobulina desestabiliza la micela, promoviendo la disociación de la K-caseína, alterando su grado de hidratación y probablemente modificando el potencial Z l(Singh y Fox, 1987). El factor que determina que el complejo ~-lactoglobulina/K-caseína permanezca en la superficie de la micela o se disocie hacia el suero estaría influenciado, entre otros aspectos, por la concentración de calcio iónico, la fuerza iónica y el pH. Este mecanismo propuesto explica la modificación de la estabilidad térmica de la leche como consecuencia de variaciones en el pH (Jeumink y Kruif, 1995).

3.2.3.3.- Variantes genéticas de la k-caseína y ~-lactoglobulina.

Robitaille (1995) estudió la influencia de las variantes genéticas de la K-caseína y ~­lactoglobulina en leches que tenían similar concentración proteica y composición mineral. Este autor demostró que sólo las leches con la variante B de la K-caseína presentaban curvas de tipo "B", y considera que esta variante sería más deseable que la A en función de su mayor estabilidad térmica y aptitud casearia.

Con respecto a las variantes de la ~-lactoglobulina, el mismo autor encontró que la variante A presentaba una mayor estabilidad, posiblemente explicada por su mayor electronegatividad. Por último, menciona que los efectos sobre la estabilidad térmica de la variantes genéticas de la ~­lactoglobulina son menos marcados que los provocados por las de la K-caseína.

1 Potencial Z: diferencia de potencial eléctrico entre la interfase de la molécula (micela en este caso) yel comienzo de la zona difusa de la doble capa del modelo propuesto por Helmholtz para el electrodo en solución (Guerasimov et al., 1971; Crow, 1994)

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3.2.3.4.- Nitrógeno no proteico.

Los trabajos realizados por Robertson y Dixon (1969) y Ghatak et al. (1989) demostraron la existencia de una correlación positiva entre la concentración de nitrógeno no proteico en la leche (NNP) y la estabilidad térmica de la misma. Este efecto pareciera depender más de la relación NNP/nitrógeno total que del contenido en NNP.

En el mismo sentido, estos autores observaron la misma asociación positiva entre la estabilidad térmica y contenido de urea en la leche.

Los diferentes comportamientos térmicos de la leche recepcionada por las empresas lácteas podrían asociarse a las importantes variaciones que se registran en la concentración de urea en la leche. La urea cumple la función de buffer en la leche, por 10 que, cambios marcados en su concentración modifican el pH y en consecuencia la estabilidad térmica. En tal sentido, Home y Muir (1990) demostraron que el tiempo promedio de coagulación de una leche a 140°C con una concentración de 0,25 y 0,50 glkg pasaba de 14 a 26 minutos. Es de destacar que variaciones en la concentración de urea de 0,10 a 0,60 glkg, pueden ser consideradas como normales en la leche producidas en nuestro país (Tavema y otros, 1998).

3.2.4.-Estado de la lactancia de las vacas.

En un estudio realizado por White y Davies (1957) en el cual analizaron el tiempo de coagulación en leches de vacas a 10 largo de la lactancia, encontraron resultados irregulares y con diferencias de comportamiento entre individuos. En el mismo sentido, Rose (1962) observó que la estabilidad térmica de la leche resultaba independiente del estado de la lactancia de las vacas (excluyendo las muy avanzadas). Por último, una revisión realizada por Fox y Morrissey (1977) sobre el tema, concluye que el efecto del estado de la lactancia de las vacas se confunde, en la mayoría de los casos, con los provocados por la alimentación.

3.2.5.- Mastitis sub-clínica.

La mastitis sub-clínica provoca modificiaciones de importancia en la composición fisicoquímica de la leche (Kitchen, 1981). Sin embargo, White y Davies (1957) no encontraron una relación concluyente entre el comportamiento térmico de la leche y esta enfermedad.

3.1.6.- Efecto estacional.

En este punto se agrupan algunas experiencias que ponen de manifiesto las variaciones en la estabilidad térmica de la leche asociadas a las estaciones del año. Es de destacar que dentro de éstos cambios se confunden efectos tales como la alimentación, el clima, la composición de la leche, el estado de la lactancia, etc.

En un estudio realizado por Home y Muir (1990), se puso en evidencia que el 89% de las variaciones estacionales en el tiempo de coagulación, medido al pH natural de la leche (6,7 a 20°C), eran explicadas por las variaciones en la concentración de urea.

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Por otro lado, Casado Cimiano y García Alvarez (1986) encontraron una mayor frecuencia de problemas de estabilidad térmica en la leche producida en el inviemo. Asociaron este efecto a una menor concentración de ácido cítrico (debido a una menor utilización de pasturas) y a un incremento de la relación calcio/fósforo (asociado a un mayor número de vacas al final o al principio de la lactancia).

Holt et al. (1978) estudiaron durante 15 meses la estabilidad térmica en muestras de leches de silo de 5 empresas lácteas de Escocia. El trabajo concluye mencionando que, en la mayor parte del año, la máxima estabilidad térmica se observó al pH natural de la leche (6,73-6,8). Contrariamente, en la primavera, observaron un incremento de los valores de pH de la leche, tomándose inestables, y la mayor estabilidad se registró a un pH menor que el relevado.

4. Relación entre la estabilidad térmica de la leche y la prueba de alcohol.

A nivel industrial, la estabilidad térmica de la leche es un requisito determinante para el procesamiento, ya que todo producto lácteo se obtiene de leche que a sufrido algún tratamiento térmico. Una leche inestable genera mayor suciedad en los intercambiadores de calor, especialmente en procesos donde se aplican altas temperaturas (ej.: leche en polvo y UA]). La utilización de leches térmicamente estables permite el correcto funcionamiento de la planta sin problemas de depósitos sobre los equipos. En caso contrario, la línea debe detener su marcha para realizar la limpieza del precipitado (Shilton et al., 1992).

A consecuencia de esto, el Código Alimentario Argentino (Art. 556) establece que la leche no puede ser procesada térmicamente ni utilizada en la elaboración de productos lácteos si, entre otros requisitos, precipita al ser mezclada con igual volumen de etanol 70% v/v. En el mismo sentido, Hermier y Cerf (1983) proponen seleccionar leches según la severidad del tratamiento térmico utilizando alcohol al 68% v/v para la leche destinada a pasterización y al 74% v/v para las destinadas a esterilización.

La prueba del- alcohol es un método mediante el cual se verifica si la leche no forma coágulos cuando se agrega igual volumen de alcohol, a una concentración determinada. Este método, es utilizado desde hace mucho tiempo como una prueba rápida para estimar la estabilidad térmica de la leche (Shilton et al., 1992; Home y Muir, 1990; Home y Parker, 1981). Se considera que el alcohol provoca la coagulación de la leche, bajo ciertas condiciones, por sus efectos deshidratantes y desnaturalizan tes de las proteínas. El resultado de esta prueba se expresa normalmente, como la menor graduación alcohólica a la que coagula la leche (Home y Muir, 1990; Home y Parker, 1981).

Los factores que inciden sobre el resultado de esta prueba están en relación directa con los compuestos químicos disueltos en el suero y el pH (Home y Parker, 1981). Home et al. (1986) particularmente, verificaron que la concentración de calcio iónico resultaba determinante. También influyen el fosfato, los equilibrios minerales y la fuerza iónica de la leche (Home y Parker, 1980; Pierre, 1985; Le Graet y Brule, 1993).

Hermier y Cerf (1983) consideran que existe una mejor correlación entre la prueba del alcohol y la estabilidad térmica cuando estas determinaciones son efectuadas en leches no refrigeradas y con desarrollo de una flora láctica acidificante. Cuando la leche es refrigerada en el tambo durante períodos prolongados de tiempo se favorece el desarrollo de la flora sicrótrofa. En tal

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caso, la inestabilidad térmica puede asociarse a la desnaturalización de las caseínas por la acción proteolítica de estas bacterias. Home y Muir (1990) y Zadow (1993), además, asociaron la inestabilidad de la leche a la prueba del alcohol a la alimentación y al período de lactancia de las vacas.

La comparación de las curvas de estabilidad al alcohol con las de estabilidad térmica en función del pH de la leche, demostró que las mismas presentaban el comportamiento sigmoidal de la curva tipo "B" (Figura 4) y similar comportamiento que el tipo "A" sólo dentro del rango de pH 5,7-6,7 (Home y Muir, 1990).

La concentración de urea y proteínas del suero no afectaron el perfil de la curva de estabilidad al alcohol en función del pH. Esto difiere con 10 observado en los estudios de estabilidad térmica (Home y Muir, 1990).

El precalentamiento de la leche a 90°C aumenta la estabilidad al alcohol y afecta levemente la estabilidad térmica (Home y Muir, 1990; Shilton et al., 1992). El precalentamiento y la homogeneización de la leche incrementan tanto la estabilidad térmica como la estabilidad al alcohol (Shilton et al., 1992).

En términos generales, se puede concluir que ambas estabilidades se reducen por debajo del pH normal de la leche (Shilton et al., 1992) y cuando aumenta la concentración de calcio iónico. Por otro lado, todo quelante de calcio como el fosfato, inciden indirectamente sobre estas estabilidades (Home y Muir, 1990; Shilton et al., 1992). Por arriba del pH normal, los comportamientos no son estrictamente análogos.

5.- Consideraciones finales.

La revisión bibliográfica realizada permite extraer algunas consideraciones de relevancia sobre el tema:

.. La estabilidad térmica aparece como un concepto relativo, relacionado en gran medida, al uso posterior que se le asigne a la leche.

.. A pesar de los importantes avances realizados en los últimos años en la comprensión de los mecanismos que definen el comportamiento térmico de la leche, existen aún algunos puntos controvertidos. Esto podría explicarse por dos razones: a) los numerosos factores que interaccionan conjuntamente modificando la composición fisicoquímica de la leche y los equilibrios asociados a ésta' y b) la variedad de reacciones químicas que concluyen en la inestabilidad térmica.

.. La distribución del calcio entre la fase soluble y la coloidal de la leche se presenta como uno de los factores que explican, en la mayoría de los casos, el comportamiento térmico de la leche. El pH, la temperatura, la fuerza iónica, la concentración de citrato y de urea intervienen modificando esta movilización del calcio .

.. Las diferencias de comportamientos frente al calor de las caseínas (termoestables) y de la fracción soluble (termolábiles) definen dos tipos de leches: leches con estabilidad fuerte y leches con estabilidad débil. La primera se asocia a la desnaturalización de las proteínas solubles, mientras que la última a la relación entre la K-caseína y la 13-1actoglobulina.

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-$- Existen dos tipos de comportamientos térmicos de la leche definidos en función del pH. En uno, la estabilidad térmica se incretnenta con el aumento del valor de pH (Tipo "B") y en el otro, se observa un mínimo de estabilidad a un pH 6,9 Y un máximo a un pH 6,6.

-$- Ciertos factores que inciden directamente sobre la composición fisicoquímica de la leche (cambios en la alimentación, estado de lactancia, enfermedades, etc.) pueden explicar los cambios estacionales en el comportamiento térmico observados en la industria.

-$- Existen algunos factores que alteran tanto la inestabilidad térmica como al alcohol, sin embargo existen otros que sólo modifican una u otra inestabilidad.

-$- A un pH inferior a 6,6-6,7, la prueba del alcohol podría ser un buen estimador de la estabilidad térmica de la leche. A valores de pH superiores al citado, la validez de la prueba, según la bibliografia, en ciertos aspectos, es cuestionable. .

6.- Referencias bibliográficas

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Anexo Mercosur, Capítulo VIll, Art. 556:

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