Lacteos Final

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PRODUCTOS LÁCTEOS ELIANA BERNAL VILLAMIZAR 20421058 ARLEY NOVA RINCÓN 2040820 ANDREA PINZÓN FRÍAS 2052372 Profesor: Ing. JOSÉ ANDRÉS PÉREZ MENDOZA BIOPROCESOS ESCUELA DE INGENIERÍA QUÍMICA UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER Bucaramanga, 2009
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PRODUCTOS LCTEOS

ELIANA BERNAL VILLAMIZAR

20421058

ARLEY NOVA RINCN 2040820 ANDREA PINZN FRAS 2052372

Profesor: Ing. JOS ANDRS PREZ MENDOZA

BIOPROCESOS ESCUELA DE INGENIERA QUMICA UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER Bucaramanga, 2009

INTRODUCCIN Los lcteos, tambin denominados productos lcteos, son aquel grupo de alimentos que incluyen la leche, as como sus derivados procesados (generalmente fermentados). Las plantas industriales que producen estos alimentos pertenecen a la industria lctea y se caracterizan por la manipulacin de un producto altamente perecedero, como es la leche, que debe vigilarse y analizarse correctamente durante todos los pasos de lacadena de fro hasta su llegada al consumidor.1 La leche empleada mayoritariamente en la elaboracin de los lcteos procede de la vaca (en concreto de la raza Holstein),2 aunque tambin puede consumirse leche procedente de otros mamferos tales como la cabra o la oveja y, en algunos pases, la bfala, la camella, la yak, la yegua, y otros animales. En la actualidad la mayor parte de los alimentos funcionales se elaboran a partir de productos lcteos.3 El consumo de productos lcteos ha experimentado, desde la dcada de 1950, un considerable crecimiento en la demanda mundial que ha llevado a la industria a superar retos. La presente revisin bibliogrfica tiene como objeto analizar los bioprocesos que se realizan a lo largo de la produccin de los derivados de la leche, teniendo en cuenta aspectos tales como las condiciones de la materia prima, las condiciones de operacin y las condiciones a las que se llevan a cabo la produccin de cada uno de los productos terminados.

1. LA LECHE La leche es una secrecin nutritiva de color blanquecino opaco producida por las glndulas mamarias de las hembras de los mamferos (incluidos los monotremas).1 2 3 Esta capacidad es una de las caractersticas que definen a los mamferos. La principal funcin de la leche es la de nutrir a los hijos hasta que son capaces de digerir otros alimentos. Adems cumple las funciones de proteger el tracto gastrointestinal de las cras contra patgenos, toxinas e inflamacin y contribuye a la salud metablica regulando los procesos de obtencin de energa, en especial el metabolismo de la glucosa y la insulina.4 Es el nico fluido que ingieren las cras de los mamferos (del nio de pecho en el caso de los seres humanos) hasta el destete. La leche de los mamferos domsticos forma parte de la alimentacin humana corriente en la inmensa mayora de las civilizaciones: de vaca, principalmente, pero tambin de oveja, cabra, yegua, camella, etc. La leche es la base de numerosos productos lcteos, como la mantequilla, el queso, el yogur, entre otros.5 Es muy frecuente el empleo de los derivados de la leche en las industrias agroalimentarias, qumicas y farmacuticas en productos como la leche condensada, leche en polvo, casenao lactosa.6 La leche de vaca se utiliza tambin en la alimentacin animal. Est compuesta principalmente por agua, iones (sal, minerales y calcio),hidratos de carbono (lactosa), materia grasa y protenas.2

1.1 Definicin Se puede definir la leche desde los siguientes puntos de vista: Biolgico: es una sustancia segregada por la hembra de los mamferos con la finalidad de nutrir a las cras. Legal: producto del ordeo de un mamfero sano y que no representa un peligro para el consumo humano. Tcnico o fsico-qumico: sistema en equilibrio, constituido por tres sistemas dispersos: solucin, emulsin y suspensin.

1.2 Caractersticas de la leche cruda 1.2.1 Propiedades Fsicas:

La leche de vaca tiene una densidad media de 1,032 g/ml. Es una mezcla compleja y heterognea compuesta por un sistema coloidal de tres fases:

Solucin: los minerales as como los hidratos de carbono se encuentran disueltos en el agua. Suspensin: las sustancias proteicas se encuentran con el agua en suspensin. Emulsin: la grasa en agua se presenta como emulsin. Contiene una proporcin importante de agua (cerca del 87%). El resto constituye el extracto seco que representa 130 gramos (g) por l y en el que hay de 35 a 45 g de materia grasa. Otros componentes principales son los glcidos lactosa, las protenas y los lpidos. Los componentes orgnicos (glcidos, lpidos, protenas, vitaminas), y los componentes minerales (Ca,Na, K, Mg, Cl). La leche contiene diferentes grupos de nutrientes. Las sustancias orgnicas (glcidos, lpidos, protenas) estn presentes en cantidades ms o menos iguales y constituyen la principal fuente de energa. Estos nutrientes se reparten en elementos constructores, las protenas, y en compuestos energticos, los glcidos y los lpidos.

1.2.2

Propiedades qumicas

El pH de la leche es ligeramente cido (pH comprendido entre 6,6 y 6,8). Otra propiedad qumica importante es la acidez, o cantidad de cido lctico, que suele ser de 0,15-0,16% de la leche.

Anlisis qumico proximal de la leche de diversos mamferos Composicin media de la leche en gramos por litro Agua Leche de mujer 905 117 quidos Yegua Asna 925 100 925 100 10-15 10-15 20-22 20-22 10-12 10-12 7-10 9-10 60-65 60-65 3-5 4-5 35 12-14 10-12 4-6 65-70 3 Extracto seco Materia grasa Materias nitrogenadas Totales Casena Albmina Lactosa Materias minerales

Rumiantes Vaca Cabra Oveja Bfala Reno Porcinos 900 130 900 140 860 190 850 180 675 330 35-40 40-45 70-75 70-75 160-200 30-35 35-40 55-60 45-50 100105 27-30 30-35 45-50 35-40 80-85 3-4 6-8 8-10 8-10 18-20 45-50 40-45 45-50 45-50 25-50 8-10 8-10 10-12 8-10 15-20

Cerda

850 185

65-65

55-60

25-30

25-30

50-55

12-15

Carnvoros y Roedores Perra Gata Coneja Cetceos Marsopa 430 600 450-460 120130 10-15 6-8 800 250 850 200 720 300 90-100 40-50 120-130 100110 45-50 50-55 60-70 30-50 40-50 15-20 12-14 10-13 15-20

90-100 30-35 130140

90-100 30-40

Las sustancias proteicas de la leche son las ms importantes en el aspecto qumico. Se clasifican en dos grupos: protenas (la casena se presenta en 80% del total protenica, mientras que las protenas del suero lo hacen en un 20%), y las enzimas.7 La actividad enzimtica depende de dos factores: la temperatura y el pH; y est presente en todo el sistema de diversas formas. La fosfatasa es un inhibidor a temperaturas depasteurizacin e indica que se realiz bien la pasteurizacin. La reductasa es producida por microorganismos ajenos a la leche y su presencia indica que est contaminada. Laxantoxidasa en combinacin con nitrato de potasio (KNO3) inhibe el crecimiento de bacterias butricas. La lipasa oxida las grasas y da olor rancio a los productos y se inhibe con pasteurizacin. La catalasa se incrementa con la mastitis y, si bien no deteriora el alimento, se usa como indicador microbiolgico

1.2.3

Propiedades microbiolgicas8

La leche cruda no debe contener ms de 300.000 colonias bacterianas/ml, determinados por recuento de placa. La leche pasteurizada no debe tener ms de 30.000/mililitros. La flora microbiana vara con los distintos tipos de quesos e inclusive entre varios quesos del mismo tipo. Los microorganismos ms importantes para recuento de quesos son: conformes, bacterias psicotrofas, presencia de hongos y levaduras, Staphlococcus aureus (mastitis), salmonella sp., gacillus cereus, Lactobacillus y Clostridum perfrgens. Aparte de la salmonella, el peligro potencial de fabricar quesos con leche cruda estara tambin en brucelosis y tuberculosis.

La leche cruda debera ser de buena calidad bacteriolgica, para evitar fermentaciones y reacciones enzimticas indeseables y debera estar libre de sustancias inhibitorias como antibiticos residuales, los cuales interfieren con el crecimiento de la bacteria iniciadora. Generalmente se considera que el queso con leche cruda tiene ms sabor (Robinson, 1981). A nivel de granjas se est generalizando el uso de refrigeracin, con la cual sobreviven bacterias, principalmente psicotrofas como Pseudomonas, Aeromonas y Alcalgenes que se multiplicarn durante el transporte y el almacenamiento. Una eficiente pasteurizacin reduce el contaje total de los microorganismos en el queso, pero sus enzimas pueden sobrevivir el tratamiento de calor y ocasionar sabores desagradables en los quesos. Estas enzimas tienen el potencial de perjudicar las propiedades de procesamiento de la leche. Las lipasas pueden causar rancidez en el queso cheddar, holands, suizo y camembert. Las enzimas pueden degradar la casena en la leche cruda durante el almacenamiento, produciendo pptidos, los cuales se pierden en el suero y afectan los rendimientos del queso. Con la pasteurizacin es importante el uso de fermentos y/o del cultivo iniciador. Estas enzirnas o bacterias aadidas conjuntamente con las bacterias de la leche pueden verse afectadas en su actividad por productos generados por bacterias de la leche o puede ocurrir una inhibicin competitiva, estando sujetas a inactivacin y/o protelisis. Los organismos patgenos que pueden estar presentes en la leche cruda para elaboracin de quesos, pueden derivarse de ubres infectadas (mastticas), de heces e instrumentos infectados, en los cuales los microorganismos, a excepcin de los formadores de esporas y los enterococos, pueden ser destruidos por pasteurizacin total. Sin embargo, cuando el queso se hace de leche cruda o hay una postcontaminacin con patgenos o permanecen sus enterotoxinas, puede causar un dao alimenticio. Debido a la contaminacin frecuente de la leche por el personal obrero y la alta incidencia de mastitis estafiloccica en los rebaos lecheros, lacausafrecuentededaoporiosalimentos es debido a las enterotoxinas producidas por Staphilococcus aureus. La salmonella aparece poco, no as las cadenas enteropatognicas de E. colque causa desquebrajamientos en humanos y cuya contaminacin postpasteurizacin es rara. Los iniciadores lcticos usados en la elaboracin de quesos pueden efectivamente proteger al queso contra patgenos por la produccin de cido lctico, cido actico, agua oxigenada y

antibitico (ejemplo: nisina). Bajo condiciones ptimas de acidificacin, la multiplicacin y muertede lospatgenospuedeestarinfluenciada por las cepas iniciadoras usadas. La inclusin de leches mastticas causa dificultades de coagulacin, producen bajos rendimientos o un queso muy hmedo. Las altas temperaturas pueden bloquear tambin la actividad enzimtica al depositarse las sales de la leche, especialmente bajo condiciones cidas y a temperaturas sobre 75 C, lo cual produce cuajadas suaves que liberan agua lentamente, en comparacin con las cuajadas elaboradas a partir de leche cruda. 1.2.4 Propiedades nutricionales9

Protenas. La leche de vaca contiene de 3-3,5 por ciento de protenas, distribuida en casenas, protenas solubles o seroprotenas y sustancias nitrogenadas no proticas. Son capaces de cubrir las necesidades de aminocidos del hombre y presentan alta digestibilidad y valor biolgico. Adems del papel nutricional, se ha descrito su papel potencial como factor y modulador del crecimiento. Agua. Dispone un 88% de agua. Lpidos. Figuran entre los constituyentes ms importantes de la leche por sus aspectos econmicos y nutritivos y por las caractersticas fsicas y organolpticas que se deben a ellos. La leche entera de vaca se comercializa con un 3,5 por ciento de grasa, lo cual supone alrededor del 50 por ciento de la energa suministrada. Los componentes fundamentales de la materia grasa son los cidos grasos, ya que representan el 90 por ciento de la masa de los glicridos. Los cidos grasos son saturados e insaturados: Azcares. La lactosa es el nico azcar que se encuentra en la leche en cantidad importante (4,5 por ciento) y acta principalmente como fuente de energa. Se ha observado un efecto estimulante de la lactosa en la absorcin de calcio y otros elementos minerales de la leche. . La leche de vaca contiene alrededor de 1 por ciento de sales. Destacan calcio y fsforo. El calcio es un macronutriente de inters, ya que est implicado en muchas funciones vitales por su alta biodisponibilidad as como por la ausencia en la leche de factores inhibidores de su absorcin. Es fuente importante de vitaminas para nios y adultos. La in-gesta recomendada de vitaminas del grupo B (B1, B2 y B12) y un porcentaje im-portante de las A, C y cido pantotnico se cubre con el consumo de un litro de leche

1.2.5

Composicin Tabla 1: Composicin de la leche de diferentes especies (por cada 100 gramos)10 Nutriente Agua, g Energa, kcal Protena, gr. Grasa, gr. Lactosa, gr. Minerales, gr. Vaca 88,0 61,0 3,2 3,4 4,7 0,72 Bfalo 84,0 97,0 3,7 6,9 5,2 0,79 Humano 87,5 70,0 1,0 4,4 6,9 0,20

La composicin de la leche vara considerablemente con la raza de la vaca, el estado de lactancia, alimento, poca del ao y muchos otros factores. An as, algunas de las relaciones entre los componentes son muy estables y pueden ser utilizados para indicar si ha ocurrido alguna adulteracin en la composicin de la leche. Tabla 2: Concentraciones minerales y vitamnicas en la leche (mg/100ml)10 MINERALES Potasio Calcio Cloro Fsfor Sodio Azufre Magnesio Minerales trazas** mg/100 ml 138 125 103 96 8 3 12 Omnia: Tipos de leche. 7. Bushill, J.H. y Wright, W.B. 1964. Some physical methods of assessing the effects of processing on the structure and properties of milk, J. Soc. Dayry Technol., 17: 8. http://www.ceniap.gov.ve/publica/divulga/fd57/leche.htm 9. http://www.alimentacion-sana.com.ar/informaciones/novedades/leche%202.htm 10. http://www.agrobit.com/Info_tecnica/Ganaderia/prod_lechera/GA000002pr.htm 11. ALAIS, CH. Ciencia de la Leche. Editorial Continental. 5ta Edicin. Mxico DF, Mxico. 574 pp. 1984. 12. ALFA-LAVAL. Manual de Industrias Lcteas. Segunda Edicin. AMV Ediciones, Mundi Prensa. 1990 13. AMIOT, JEAN. Ciencia y Tecnologa de la Leche. Principios y aplicaciones. Editorial Acribia S. A. Zaragoza. Espaa. 1991. 14. http://www.lactologia.org/documentos_archivos/STyGRASA.pdf 15. Heer G (1994) Calidad bacteriolgica de la leche cruda. INTA. Proyecto: Calidad HiginicoSanitaria de la Leche (PROCALE). Resmenes de Jornadas Tcnicas 1992 1993. Separata Miscelnea, Informacin Tcnica N 4. 1-9 16. Homan EJ, Wattiaux MA (1996) Technical Dairy Guide Lactation and Milking. The Babcock Institute for International Dairy Research and Development. University of Wisconsin. Madison, Wisconsin, USA. 101 p. 17. Tessi MA, Comini LS, Esponda RA, Taher MDG, Paura A, Moguilevsky MA, Casado N, Silva MCT (1981) Evaluacin

de la calidad microbiolgica de leche cruda. Revista del I.T.A. 3 (1): 115-127. 18. Reinheimer JA, Candioti MC (1994) Actividad y ter-morresistencia de enzimas exocelulares de bacterias psicrotrofas aisladas de leche cruda. La Alimentacin Latinoamericana. N 202. 39-46 19. Marth E (1981) Assuring the quality of milk. J. Dairy Sci. 64: 1017-1022. 20. GMEZ Lara Gerardo, 1992. Tesis de Licenciatura, Universidad de Guadalajara, Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia. 21. LUQUET, 1991. Leche y productos lcteos Vaca Oveja Cabra, Volumen 1: La leche. De la mama a la lechera; Editorial Acribia, S.A. de C.V.; Edicin en lengua espaola.

22. UVIA Prez Leopoldo, 1986. Tesis de Licenciatura, Universidad de Guadalajara, Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia. 23. http://books.google.com.co/books?id=xcaN14spLCcC&pg=PA77&lpg=PA77&dq=TERMIZA CIN%2Bleche+cruda&source=bl&ots=lpBHv27UnN&sig=Rl6vFZfO2xaAlBDrIcdo9cu77Ak& hl=es&ei=P2imStDRD92e8QaG_fHWDw&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=4#v=o nepage&q=TERMIZACIN%2Bleche%20cruda&f=false