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Desde la estandarización de sólidos hasta la fermentación controlada, la elaboración industrial de yogur es un prodigio de biotecnología aplicada. Entender cada fase es vital para optimizar el rendimiento y la textura del producto final en los mercados masivos.

El yogur es mucho más que leche fermentada; es el resultado de una secuencia de operaciones unitarias diseñadas para crear un gel proteico estable. En las unidades de procesamiento modernas, este flujo de trabajo se divide en etapas críticas que aseguran que el Lactobacillus bulgaricus y el Streptococcus thermophilus realicen su función metabólica en condiciones óptimas.

1. Preparación y Estandarización de la Materia Prima

Antes de ingresar a los tanques de fermentación, la leche proveniente de los establecimientos especializados debe ser acondicionada:

• Ajuste de Sólidos: Se incrementa el extracto seco (mediante evaporación o adición de leche en polvo) para mejorar la viscosidad y evitar la sinéresis (separación del suero).

• Homogeneización: A presiones de 200-250 bar, se reduce el tamaño de los glóbulos de grasa. Esto evita que la nata suba a la superficie y favorece una estructura más cremosa.

• 2. Tratamiento Térmico y Desnaturalización

  La leche se calienta a 85°C – 95°C durante 5 a 30 minutos. Este paso tiene un doble propósito técnico:

  1. Eliminación de Competencia: Se destruye la microbiota natural para que los fermentos añadidos no tengan competencia biológica.

  2. Interacción Proteica: Se desnaturalizan las proteínas del suero (lactoglobulinas), las cuales se unen a las caseínas. Esta unión es la que permitirá que el yogur tenga cuerpo y firmeza.

  3. Inoculación y Fermentación Controlada

  Una vez enfriada la mezcla a unos 42°C – 45°C, se inoculan los cultivos iniciadores. Durante 4 a 6 horas, ocurre la magia química:

  • Acidificación: Las bacterias consumen la lactosa y la transforman en ácido láctico.

  • Formación del Gel: Cuando el pH desciende a 4.6 (punto isoeléctrico de la caseína), las proteínas se coagulan formando la estructura característica del yogur.

  4. Enfriamiento y Envasado

  Dependiendo del tipo de yogur (firme o batido), el proceso varía:

  • Yogur Firme: Se envasa inmediatamente después de la inoculación y fermenta dentro del pote.

  • Yogur Batido: Se fermenta en grandes tanques, se rompe el coágulo mediante agitación suave, se enfría para detener la actividad bacteriana y luego se envasa.

  El rol de las unidades de procesamiento

  Para las plantas industriales, el desafío radica en mantener la cadena de frío y la asepsia absoluta. Cualquier variación en la temperatura de incubación o una falla en la higiene de las unidades de procesamiento puede resultar en un producto con sabor ácido excesivo o texturas arenosas. La tecnología actual permite que este proceso, que antes era una lotería artesanal, sea hoy una de las operaciones más precisas y rentables de la industria láctea global.

  Fuente: Mundo Lácteo

   

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En el mundo del queso escuchamos mucho sobre las propiedades físico-químicas y microbiológicas de los quesos . Quizás porque están en gran medida regulados por los famosos Reglamentos Técnicos de Identidad y Calidad (RTIQ), que establecen estándares de composición, seguridad e higiene. ¿Pero qué pasa con las propiedades físicas?

La textura, la sensación en boca y la capacidad de cortarlo o untarlo son atributos tan importantes como el sabor y el aroma, intrínsecamente vinculados a la física del queso y la experiencia sensorial que proporciona. Este es el universo que vamos a explorar.

Estructura y microestructura: la base física de la textura

La textura del queso está directamente influenciada por su estructura y microestructura, que determinan cómo se comporta bajo diferentes tipos de fuerzas. “ Queso: química, física y microbiología ” destaca la importancia de la red de proteínas, la distribución de la grasa y la presencia de agua en la definición de la textura .

• Red de proteínas:  La red de proteínas, formada principalmente por caseínas , es la base de la estructura del queso. Su densidad, organización y resistencia influyen en la firmeza, elasticidad y retención de agua. Los quesos con redes más densas y organizadas son firmes y elásticos. Las redes más frágiles dan lugar a quesos blandos y desmenuzables.
• Distribución de la grasa:  La forma en que se distribuye la grasa a lo largo de la red de proteínas afecta la textura del queso, haciéndolo más suave, más cremoso y más untuoso. Los glóbulos de grasa descomponen la red de caseína, lo que hace que sea más fácil de masticar. Cuando estos glóbulos son más pequeños y están bien distribuidos, el queso es aún más cremoso.
• Agua:  El agua presente en el queso actúa como plastificante, suavizando la red proteica e influyendo en la textura. La cantidad de agua y la forma en que se une a la matriz proteica afectan la firmeza, la elasticidad y la sensación en boca del queso. Los quesos con alto contenido de humedad tienden a ser más suaves y cremosos, mientras que los quesos con bajo contenido de humedad tienden a ser más firmes y secos.

Reología: la ciencia del flujo y la deformación.

La reología es la ciencia que estudia el flujo y la deformación de la materia bajo la influencia de fuerzas externas. En el contexto del queso, la reología es fundamental para comprender cómo se comporta durante su procesamiento, maduración y consumo . » Queso: química, física y microbiología » cubre las propiedades reológicas básicas del queso, como la viscosidad, la elasticidad y la plasticidad.

• Viscosidad:  La viscosidad es la resistencia de un fluido a fluir. Los quesos con alta viscosidad tienden a ser más espesos y más difíciles de untar, mientras que los quesos con baja viscosidad tienden a ser más fluidos y más fáciles de untar.
• Elasticidad:  La elasticidad es la capacidad de un material de volver a su forma original después de que se elimina una fuerza deformante. Los quesos elásticos tienden a ser más resistentes a la deformación y vuelven a su forma original después de ser estirados o comprimidos.
• Plasticidad:  La plasticidad es la capacidad de un material de deformarse permanentemente bajo la influencia de una fuerza. Los quesos de plástico tienden a deformarse fácilmente y no vuelven a su forma original después de retirar la fuerza.
• Métodos de medición:  Las propiedades reológicas del queso se pueden medir utilizando diferentes métodos, como la viscosimetría, la texturometría y el análisis de fluencia. La viscosimetría mide la viscosidad de un material, la texturometría mide propiedades texturales como la firmeza y la elasticidad, y el análisis de fluencia mide la deformación de un material bajo una fuerza constante a lo largo del tiempo.

Factores que influyen en la física del queso

La física del queso está influenciada por una serie de factores, incluida la composición de la leche, el proceso de fabricación y las condiciones de maduración. «Queso: química, física y microbiología» aborda los principales factores que afectan la textura y la reología del queso.

• Composición de la leche :  La composición de la leche, incluyendo el contenido de grasa, proteínas, lactosa y minerales, influye en la estructura y microestructura del queso y, en consecuencia, en su textura y reología.
• Proceso de fabricación:  Las etapas del proceso de fabricación, como la coagulación, el corte de la cuajada, el escurrido, el prensado y la salazón, afectan la estructura y microestructura del queso y, en consecuencia, su textura y reología.
• Condiciones de maduración:  Las condiciones de maduración, como la temperatura, la humedad y la atmósfera, influyen en las reacciones bioquímicas que ocurren durante la maduración y, en consecuencia, en la textura y la reología del queso.

Aplicaciones de la física del queso

El conocimiento de la física del queso tiene varias aplicaciones en la industria del queso, incluido el desarrollo de nuevos productos, la optimización de procesos y el aseguramiento de la calidad.

• Desarrollo de nuevos productos : El conocimiento de la relación entre la composición, la estructura y la textura del queso permite a los expertos desarrollar nuevos productos con texturas y propiedades sensoriales específicas.
• Optimización de procesos : El conocimiento de la reología del queso permite a los queseros optimizar los procesos de fabricación, como el corte de la cuajada , el prensado y la salazón , para lograr la textura y la calidad deseadas.
• Garantía de calidad :  Medir las propiedades físicas del queso permite a los queseros garantizar la calidad del producto y verificar que cumple con los estándares establecidos.

La física del queso es un campo fascinante que nos permite comprender cómo la estructura y las propiedades de los materiales contribuyen a la textura y el comportamiento del queso . Al explorar los conceptos de estructura, microestructura y reología, y considerar los factores que influyen en estas propiedades, podemos profundizar nuestra comprensión del queso y aplicar este conocimiento para crear productos de alta calidad con texturas y propiedades sensoriales únicas.

Autor: Tiago Jonás Andrade

Fuente: https://www.milkpoint.com.br

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Estos virus altamente específicos explotan bacterias lácticas, esenciales para la fermentación y el desarrollo de características organolépticas en productos como yogur, queso y cremas acidificadas. Al infectar estas bacterias, los bacteriófagos interrumpen los procesos productivos, generando pérdidas significativas y poniendo en riesgo la seguridad alimentaria.

Comprender la amenaza representada por los bacteriófagos es esencial para desarrollar herramientas y protocolos que minimicen sus efectos y garanticen la sostenibilidad de la producción lechera. La producción de lácteos, un pilar de la dieta mundial, depende en gran parte de la fermentación bacteriana, que confiere a los lácteos sabor, textura y propiedades nutricionales. Sin embargo, este delicado equilibrio microbiano está constantemente amenazado por los bacteriófagos.

Bacterias ácidas lácticas

Las bacterias lácticas (LAB) son un grupo de bacterias que presentan en su mayoría las siguientes características: producen ácido láctico a partir de la degradación de azúcares, son Gram positivas, no esporuladas, pueden tener forma de cocos o bacilos, generalmente son inmóviles, anaerobias o aerobias, poseen una amplia gama de temperatura de crecimiento entre 10°C y 45°C, son tolerantes a la sal, no producen pigmentos, no reducen nitratos y no producen catalasa. Las LAB pueden producir dos tipos de fermentaciones dependiendo del género bacteriano: Homofermentativa, donde la lactosa se degrada con formación de ácido láctico; y Heterofermentativas que, además del ácido láctico, forman etanol o ácido acético y dióxido de carbono.

Las LAB son utilizadas en la industria alimentaria. En los procesos de fermentación láctea, la acción de las LAB y de sus productos metabólicos determinan las características organolépticas y la calidad final del producto.

Las bacterias lácticas son muy relevantes en la creación de productos lácteos fermentados porque les confieren sabores y olores, alteran la textura y protegen contra otros microorganismos nocivos. La infección de cultivos de bacterias lácticas por bacteriófagos, entre otros aspectos, es una razón significativa para el declive en la producción de productos lácteos.

Bacteriófagos

Los bacteriófagos, o fagos, son virus que infectan bacterias. Existe una gran variedad de bacteriófagos, ya que son específicos para cada especie y pueden hasta ser específicos para cada cepa bacteriana. Tienen una supervivencia a largo plazo que les permite permanecer en un ambiente por décadas, a menos que sufran daños de diferentes agentes.

La contaminación por fagos puede representar un riesgo significativo para cualquier proceso que requiera crecimiento bacteriano, como en la industria alimentaria. Las infecciones fágicas pueden causar una disminución en la función de las bacterias del ácido láctico durante el proceso de fermentación, lo que normalmente resulta en una disminución lenta del pH; o causar la muerte de todas las bacterias del ácido láctico y no reducir el pH de los productos lácteos fermentados.

Este tipo de virus no causa enfermedades o alteraciones en el cuerpo humano, ya que tiene preferencia por células procariotas, es decir, células menos evolucionadas, como las que se encuentran en las bacterias.

Bacteriófagos en la industria de lácteos

En la industria de lácteos, representan un gran desafío, ya que infectan las bacterias lácticas utilizadas en la producción de yogur, queso y otros productos lácteos fermentados.

Los bacteriófagos tienen una vida latente de 4 meses a 15 años. Un fago está compuesto por una cabeza de naturaleza proteica que contiene ácidos nucleicos (ADN o ARN). Su genoma está codificado para tres funciones: síntesis del capside, lisis de la pared celular y replicación del fago. Para reproducir un bacteriófago, necesita penetrar en una célula bacteriana en fase de crecimiento, ya que estas no poseen metabolismo propio y, por lo tanto, no pueden reproducirse por sí solas, lo que implica un parasitismo absoluto.

Desde 1935, se ha reportado la existencia de fagos en las LAB, iniciadores de la fermentación láctea, con una población entre 10^6 mL^-1 de leche a 10^10 mL^-1 de leche de UFP (unidades formadoras de placas líticas). El uso continuo y extensivo de LAB, como Lactococcus spp., Lactobacillus spp. y Streptococcus spp., en fermentación.

El encuentro entre un fago y una bacteria ocurre aleatoriamente y la probabilidad depende del número de bacterias y fagos.

La adsorción es la etapa en la que el virus se fija a la pared celular bacteriana. Receptores específicos están presentes en la pared celular (lipopolisacáridos, proteínas, ácidos teicoicos) permitiendo que el fago se una e inyecte su material genético. Generalmente, los fagos son bastante específicos y solo pueden infectar un tipo definido de bacteria.

Origen de la contaminación por fagos

• Ambiente: los fagos pueden estar presentes en el suelo, agua, aire, desagües, etc.
• Materias primas: Leche cruda, derivados lácteos (suero de leche, crema, proteína en polvo) y medios de cultivo.
• Equipos/procesos: Limpieza y desinfección insuficientes. Algunos equipos son críticos, como pasteurizadores, tanques de maduración y máquinas de embalaje. Todas las partes de las líneas de proceso donde están presentes las culturas (tanques de fermentación, tuberías, bombas, etc.).
• Equipos de difícil limpieza: máquinas de embalaje, envasadoras, etc. Razones para la presencia de fagos.
• Tratamiento térmico insuficiente de las materias primas.
• Contaminación cruzada en el proceso.
• Falta de rotación de culturas.
• Ineficiencia en limpieza y desinfección o baja frecuencia.

¿Por qué los bacteriófagos son un problema en la industria de lácteos?

Los bacteriófagos representan un problema significativo en la industria de lácteos por varios motivos:

• Contaminación del producto: Pueden contaminar la leche y otros productos lácteos, lo que puede llevar a una disminución de la calidad y seguridad del producto final.
• Impacto en la fermentación: En la producción de lácteos fermentados, como yogur, queso y cremas acidificadas, los bacteriófagos pueden infectar y destruir las culturas bacterianas utilizadas en el proceso. Esto puede resultar en fermentaciones incompletas o alteraciones en el sabor y la textura del producto. La lisis bacteriana causada por fagos reduce la eficiencia de la fermentación.
• Pérdida económica: La presencia de bacteriófagos puede causar pérdidas económicas significativas debido a lotes de productos no aptos para la venta, así como a la necesidad de realizar procesos de limpieza y desinfección más rigurosos en las instalaciones de producción.
• Resistencia bacteriana: La interacción entre bacteriófagos y bacterias puede llevar a la evolución de cepas bacterianas resistentes, lo que complica aún más el control de calidad en la producción lechera.
• Dificultades de control: La detección y el control de bacteriófagos en el ambiente de producción pueden ser complicados, ya que pueden estar presentes en niveles bajos, pero aún así afectar significativamente el proceso de producción.

¿Cómo controlar los bacteriófagos?

El control de fagos en la industria de lácteos es crucial para garantizar la calidad y seguridad del producto. Aquí hay algunas estrategias utilizadas:

• Higiene y limpieza: Mantener un ambiente de producción limpio es esencial. Se implementan protocolos de limpieza rigurosos para equipos y superficies.
• Monitoreo y detección: Se realizan pruebas regulares para detectar la presencia de fagos en el ambiente y en los productos. Esto puede incluir el uso de métodos microbiológicos y moleculares.
• Uso de cultivos starter: El uso de culturas lácteas específicas que sean resistentes a fagos puede ayudar a prevenir infecciones. Estas culturas pueden ser seleccionadas o genéticamente modificadas. La rotación de cultivos es esencial, utilizando diferentes cepas de bacterias lácticas para dificultar la adaptación de los fagos.
• Control de las condiciones del proceso: Ajustar parámetros en el proceso de producción, como temperatura y pH, puede ayudar a inhibir la actividad del fago.
• Desarrollo de bacteriófagos específicos: En algunos casos, se pueden usar fagos específicos que atacan bacterias no deseadas, permitiendo la supervivencia de las bacterias del ácido láctico.
• Educación y formación: La capacitación del personal sobre la importancia del control de fagos y las mejores prácticas de higiene y manejo puede reducir la incidencia de contaminaciones. Investigar y aplicar nuevas técnicas, como la ingeniería genética, para desarrollar cepas bacterianas resistentes.
• cteriófagos líticos: Usan fagos que destruyen bacterias infectadas sin integrarse en su genoma para desarrollar cepas bacterianas resistentes

  Referencias bibliográficas

  Guttman, Burton, Raul Raya e Elizabeth Kutter. 2005. «Biologia básica de fagos.» Em Bacteriófagos: Biologia e aplicações, 4:29-33.

  Hernández Magadán, Alfonso. 2007. «Isolamento, caracterização e detecção precoce de bacteriófagos Streptococcus thermophilus na indústria de laticínios»

  Joklik W. K. 1997. Natureza, isolamento e quantificação de vírus animais. In: Joklik, WK, Willet, HP, Amos, DB e Wilfert, CM (Eds).  Microbiologia Zinsser. Ed Médica Pan-Americana. Buenos Aires, Argentina. Págs. 997-1042

  Maciel, Natália Elisabete. 2012. «Lisogenia e mecanismos de fagorresistência nativa presentes em bactérias de ácido láctico selvagens e comerciais.» Tese de Doutorado.

  Madigan MT, Martinko JM, Parker J. 2003. Nutrição e metabolismo. Em Brock, Biologia de Microrganismos. 10ª Edição. Ed. Pearson, Prentice Hall, Espanha. pp. 109-148.

  Marcó, Mariángeles Briggiler, Sylvain Moineau e Andrea Quiberoni. 2012. «Bacteriófagos e fermentações lácteas.» Landes Biociências 2 (3): 149–158.

  Sansão, Julie E. e Sylvain Moineau. 2013. «Bacteriófagos em fermentações alimentares: novas fronteiras numa corrida armamentista contínua». Revisão anual de ciência e tecnologia de alimentos 4: 347–368.

  Por Luis Miguel Colmenarez Rivero

  .Fuente: https://www.milkpoint.com.br/

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Los quesos elaborados con leche de cabra son cada vez más populares, ya que son capaces de realzar las características únicas de la leche de cabra y transformarlas en diferentes opciones de queso que se diferencian en cuanto a sabor y textura. Sin embargo, garantizar la calidad de la leche para la producción de estos derivados es el punto de partida hacia la excelencia. Por ello, este artículo se centra en abordar los factores que influyen en la calidad de la leche y, en consecuencia, en la aceptación de este nutritivo producto de peculiar sabor .

Composición y características de la leche de cabra

A diferencia de la leche de vaca , la leche de cabra tiene una composición diferenciada , Tabla 1, con mayor cantidad de ácidos grasos de cadena corta y media , lo que la hace más fácil de digerir . Además, tiene un menor contenido en lactosa , por lo que es una alternativa para quienes tienen intolerancia a la lactosa , y es rico en minerales como el calcio, el fósforo y el potasio , importantes para la salud de los huesos . Estas características hacen de la leche de cabra un ingrediente ideal para la elaboración de quesos artesanales , con sabores y beneficios nutricionales únicos .

Tabla 1.  Comparación entre los componentes de la leche de cabra y de vaca.

Es importante resaltar que la dieta de los animales tiene un impacto significativo en la composición de la leche , especialmente en la grasa . La dieta influye en la concentración y el perfil de los ácidos grasos en la leche. Los cambios en la cadena carbonada, grado de saturación e isomería de los ácidos grasos pueden modificar propiedades tecnológicas como la textura y el sabor de los quesos, debido a variaciones en los puntos de fusión de estos componentes.

Las dietas más complejas mejoran la eficiencia de la utilización de nutrientes , lo que afecta la composición de la leche . Las dietas altamente concentradas pueden reducir el contenido de grasa debido a cambios en el pH ruminal y la producción de ácidos grasos . La naturaleza del forraje y la forma física de las dietas también alteran la composición de ácidos grasos , impactando la textura de los productos lácteos .

Como forma de estandarizar y garantizar la calidad de la leche de cabra para consumo directo y procesamiento , la Instrucción Normativa No. 37 del 31 de octubre de 2000 establece requisitos mínimos en cuanto a composición de nutrientes , Tabla 2.

Tabla 2.  Valores mínimos establecidos por la IN n° 37 del 31 de octubre de 2000, para
la leche de cabra.

Factores y comportamientos que interfieren en la aceptación sensorial de los quesos de cabra

La calidad de la leche de cabra es fundamental en la producción de queso , ya que afecta directamente al proceso de coagulación , a la formación del cuajo e incluso a la aceptación sensorial del producto .

En el caso específico de la aceptación sensorial , la leche de cabra tiene un “sabor” peculiar debido, por ejemplo, a la presencia de ácidos grasos de cadena corta , liberados por la acción de las lipasas . Para paliar esta característica se recomienda la pasteurización inmediata después del ordeño , ya que el tratamiento térmico inactiva estas enzimas , consiguiendo que la leche y los quesos tengan un sabor más suave y agradable .

Además, factores como la presencia de cabras cerca de las hembras pueden intensificar el olor y el sabor de la leche , impactando negativamente en la producción de quesos con características sensoriales indeseables . Una alternativa para salir de esta situación es elegir razas específicas y/o adoptar determinadas prácticas . En ciertas razas como la Alpine Brown , el semental no debe mantenerse con las hembras . En este caso, deben mantenerse alejados unos de otros y respetar las corrientes de aire para que, incluso en lugares separados, el viento no sople de los reproductores a las hembras . También existe la posibilidad de trabajar con razas como las Granadinas Murcianas , en las que no es necesaria esta separación . Los animales de diferentes sexos pueden permanecer juntos .

Otro factor que puede interferir en la baja aceptación de los quesos de leche de cabra es el mantenimiento de recetas tradicionales , que conservan exclusivamente el “sabor” de la leche de vaca . Es importante destacar que el mercado del queso , en su conjunto, viene destacándose y avanzando considerablemente debido a la inserción de alteraciones y/o cambios durante las etapas de procesamiento del queso, Figura 1.

Figura 1.  Ejemplos de quesos de cabra (A – Queso de cabra semicurado con
ralladura de naranja y miel; B – Queso de cabra ahumado y condimentado y C –
Ricotta mixta condimentada).

Fuente : Archivo de clases prácticas de la profesora Rafaela Teixeira Rodrigues do Vale

Ejemplos de quesos de cabra y alternativas para una mejor aceptación

En la Figura 1A , tenemos un queso de cabra semicurado con ralladura de naranja y miel añadidas . En esta propuesta, la ralladura de naranja aporta una acidez sutil y un aroma cítrico . La miel aporta un dulzor suave, armonizando con la acidez y frescura del queso.

Con una propuesta aún más atrevida, en la Figura 1B , tenemos queso de cabra ahumado con opción de algunos condimentos y/o especias , como por ejemplo: anacardos con albaricoque y orégano con tocino . Estas combinaciones, junto con el sabor ahumado, ayudan a despertar varios sentidos sensoriales.

Pensando en un público aún más resistente a los productos lácteos de leche de cabra , la Figura 1C representa una opción: ricotta mixta ( 50% suero de leche de vaca y 50% suero de leche de cabra ) sazonada con romero, albahaca, orégano, salchicha calabresa y tocino.

En este tipo de queso , el “sabor” de la leche de cabra es menos pronunciado y gana sabores y aromas de los ingredientes adicionales incorporados a la masa .

Sin embargo, es esencial aplicar prácticas estrictas de manipulación y alimentación para garantizar que la leche de cabra tenga la calidad suficiente para ser procesada. Además, la inserción y adopción de nuevas técnicas e ideas contribuyen al éxito y aceptación de estos productos, así como a fortalecer su comercialización .

Autores
Ana Carina Ribeiro Andrade: Estudiante del curso de Ciencia y Tecnología de Alimentos del Instituto Federal del Sudeste de Minas Gerais – Campus Rio Pomba. Miembro del Centro de Estudios del Queso (NEQue).

Kelly Cristina de Cerqueira: Estudiante del curso de Ciencia y Tecnología de Alimentos del Instituto Federal del Sudeste de Minas Gerais – Campus Rio Pomba. Miembro del Centro de Estudios del Queso (NEQue).

Roselir Ribeiro da Silva Ingeniera Agrónoma (UFPel), Máster en C&TA (UFV), Doctora en Ciencias Ambientales (UFG), Profesora del IF Sudeste MG – Rio Pomba.

Jusecléia Ferreira Lopes: Zootecnista y magíster (UFSM), doctora (UFRGS). Profesora en IF Sudeste MG – Rio Pomba.

Rafaela Teixeira Rodrigues do Vale: Ingeniera de Alimentos (UFCG), Máster y Doctora en C&TA (UFV-DTA), Profesora Coordinadora del Núcleo de Estudios de Quesos (NEQue) del IF Sudeste MG – Rio Pomba.

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La bioeconomía da un nuevo paso revolucionario con el anuncio de Finally Foods, una startup de agricultura molecular con sede en Israel, la cual comenzará sus primeros ensayos a campo con una innovadora variedad de papa capaz de producir caseína, la principal proteína de la leche.

De acuerdo a un artículo publicado por BioEconomía.info www.bioeconomia.info, este desarrollo promete transformar la industria láctea y la producción de alimentos al ofrecer una alternativa a la tradicional caseína obtenida a partir de la leche de vaca.

La agricultura molecular es una tecnología de punta que permite modificar organismos para que produzcan compuestos de alto valor agregado que no generarían de forma natural.

Desde la producción de vacunas en tabaco hasta el desarrollo de proteínas animales en soja o cebada, la agricultura molecular está revolucionando la biotecnología aplicada a la alimentación y la salud.

Finally Foods se ha posicionado como un actor clave al desarrollar una papa capaz de producir caseína, la proteína esencial para la elaboración de lácteos como el queso y el yogur. Esto representa un avance significativo en la búsqueda de fuentes de proteína más sustentables y accesibles.

Dafna Gabbay, cofundadora de Finally Foods, dijo que el ensayo es un punto de validación crucial para la empresa, el cual “permitirá comenzar a trabajar con compañías lácteas para desarrollar productos con nuestra caseína.

Además, la integración de inteligencia artificial aceleró el desarrollo y nos ha permitido obtener altos niveles de proteína funcional en la papa, con un proceso de extracción altamente eficiente y rentable”.

En la carrera por desarrollar alternativas a las proteínas animales, la fermentación de precisión es una de las tecnologías más exploradas. Sin embargo, los costos asociados a la producción de proteínas en microorganismos pueden ser elevados debido a la necesidad de infraestructura especializada.

Finally Foods argumenta que la agricultura molecular ofrece una ventaja económica significativa, ya que escalar la producción simplemente implica aumentar la superficie cultivada, sin los complejos procesos de ampliación que requieren los sistemas de fermentación.

No obstante, la regulación sigue siendo un desafío. Para comercializar productos obtenidos a partir de plantas modificadas genéticamente, las empresas deben sortear estrictos controles tanto para el cultivo como para el consumo de los ingredientes derivados.

Fuente: https://www.eltelegrafo.com/

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Con frutas y granola para el desayuno o como ingrediente de una receta más compleja, el yogur es un alimento consumido en todo el planeta.

Sin embargo, existe un país de Europa donde encuentras yogur en todas partes, en platos típicos como el falafel y la moussaka, e incluso la gente camina por las calles consumiendo este producto.

La bacteria Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus., para hacer yogur fue descubierta en Europa.

“La región de los Balcanes es uno de los lugares del mundo donde se hallan el tipo de bacteria y las condiciones de temperatura necesarias para producir yogur en forma natural”, afirmó Elitsa Stoilova, profesora de etnología en la Universidad de Plovdiv, en conversación con la BBC.

Si nos remontamos a la historia, en 1949, la producción de yogur búlgaro cambió porque el Estado comenzó a hacerse cargo de la industria láctea. A partir de allí, se convirtió en un símbolo nacional de Bulgaria. En ese momento, expertos en microbiología hicieron un recorrido por todo el país para recoger muestras de yogur casero, luego seleccionaron los cultivos en mejores términos de sabor y beneficios para la salud para patentarlos y comenzar la exportación.

Fuente:

• Diario Uno
• Paula García

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La leche puede sufrir procesos de desestabilización al ser un sistema coloidal. Un ejemplo es la coagulación, que puede derivar del procesamiento o almacenamiento de alimentos (SOUSA, SANTOS, PIRES, 2023). Para la obtención de queso es deseable la coagulación de proteínas, especialmente caseína. En este caso, los procesos fisicoquímicos desencadenan cambios en la estructura de las micelas de caseína , dando como resultado la coagulación de la leche.

De los constituyentes de la leche, el 3,5% corresponden a proteínas, de las cuales el 80% son caseínas y el 20% son proteínas del suero. La caseína es una proteína esencial, constituye aproximadamente el 80% del contenido proteico de la leche y desempeña un papel vital en la glándula mamaria, transportando calcio, fosfato y proteínas esenciales al recién nacido. Se compone de cuatro fracciones principales: α _S1- , α _S2- , β- y κ-caseína, que representan alrededor del 38%, 10%, 35% y 15% de su composición, respectivamente. La caseína forma micelas, estructuras estables con actividad anfipática que permiten que las partes hidrofílicas interactúen con el agua, mientras que las regiones hidrofóbicas se agrupan facilitando la emulsificación y la digestión (BRASIL et al., 2015). Además, esta proteína contiene secuencias fosforiladas que aumentan su capacidad para unirse a minerales, influyendo en sus propiedades funcionales y digestibilidad. Nutricionalmente, la caseína se digiere lentamente, liberando gradualmente aminoácidos en el torrente sanguíneo, lo que es beneficioso para el crecimiento y el mantenimiento del estado anabólico. Estos aspectos hacen que la caseína sea esencial no solo para la producción de queso, sino también para la salud general de los consumidores (VIDAL, 2018).

Las micelas de caseína son estructuras supramoleculares dinámicas, que se transforman dependiendo de cambios en el ambiente, como variaciones de pH, temperatura, fuerza iónica y presencia de enzimas, entre otros (SILVA, 2019). El proceso de coagulación está relacionado con cambios en la estructura de la caseína, con énfasis en la coagulación ácida y enzimática.

El primer proceso de coagulación se produce mediante la producción de ácido láctico por bacterias o mediante la adición directa de ácidos orgánicos a la leche. La segunda se produce vía hidrólisis , a partir de la adición de enzimas específicas presentes en el cuajo o coagulante.

Dada la extensa variedad de quesos existentes en el mercado y reconociendo este alimento como un manjar atemporal apreciado a nivel mundial, este artículo pretende abordar aspectos inherentes a su tecnología: coagulación ácida y coagulación enzimática.

Coagulación ácida

La coagulación ácida puede ocurrir de dos formas, una mediante la adición de cultivo y otra de forma espontánea, provocada por bacterias del ácido láctico presentes en la leche . La coagulación ácida de la leche es un proceso que se produce mediante la adición de cultivos iniciadores, que fermentan la lactosa presente en la leche, dando como resultado la producción de ácido láctico. Este aumento de la concentración de ácido láctico provoca una disminución del pH de la leche. A medida que el pH disminuye, las micelas de caseína comienzan a agregarse. Cuando el pH alcanza el punto isoeléctrico de la caseína, que es de alrededor de 4,6, se forma una red de caseína inducida por la acidificación, a menudo denominada «gel» (MOSTARO, 2022). Este gel es fundamental para la textura y estructura de los productos lácteos, como el queso , ya que permite la retención de agua y la formación de un producto cohesivo.

Paula, Carvalho y Furtado (2009) destacan que la función principal de los cultivos «iniciadores» en la elaboración de queso es la producción de ácido , que es esencial para el proceso de coagulación y formación de la mayoría de los tipos de queso. El pH de la masa de queso disminuye hasta aproximadamente 5,0 durante un periodo que varía entre 5 y 20 horas, dependiendo de la variedad de queso de que se trate. Esta acidificación se produce debido a la fermentación de la lactosa en ácido láctico por parte de las bacterias lácticas que se añaden a la leche. En algunos casos, la acidificación se puede realizar directamente mediante la adición de ácido láctico. Tradicionalmente, los queseros dependían de la microbiota endógena presente en la leche cruda para realizar la fermentación de la lactosa, práctica que aún se observa en la producción del queso de Minas.

Cuando las caseínas interactúan y forman la micela de caseína, un nanoagregado de proteínas. Para comprender la formación de la micela, Sousa, Santos y Pires (2023) destacan que en la superficie de la estructura de la caseína se encuentra k-caseína, la cual es hidrófila, se considera que la caseína tiene una carga residual neta negativa (pH = 6 ,6) lo que evita la aglomeración dando como resultado un medio estable con repulsiones estéricas y electrostáticas. La estabilidad de las micelas está directamente ligada al pH del medio, la bajada se produce por la acidificación y cuando se alcanza pH = 4,6 que es el punto isoeléctrico, las cargas positivas (iones H+) que se generaron durante la acidificación provocan que las micelas , que anteriormente sufrían repulsiones electrostáticas debido a cargas negativas (iones H- ⁾ , se acercan, provocando la desestabilización del sistema y finalmente del agregado de caseína (coagulación ácida).

A bajas temperaturas (de 0 a 5 °C), la leche puede acidificarse hasta un pH de 4,6 sin que se formen coágulos ; el único cambio es la viscosidad. Por otro lado, las caseínas precipitan a pH alto a medida que aumenta la temperatura. Por ejemplo, a una temperatura de 20 °C, las caseínas precipitan con un pH de aproximadamente 4,6; a una temperatura de 40 °C, la precipitación comienza a ocurrir a un pH cercano a 5,2.

Se pueden utilizar levaduras mesófilas y termófilas para formar el coágulo ácido. El cultivo termófilo se está volviendo más popular en Brasil, pero la levadura mesófila todavía se utiliza con mayor frecuencia. La levadura de suero todavía se utiliza en la producción de algunos tipos de queso en Brasil, especialmente cuando se utiliza leche cruda (FURTADO, 1997).

La formación de un residuo proteico insoluble engloba la grasa y toda la fase acuosa en una red tridimensional, dando como resultado el coágulo obtenido. La cuajada láctica es porosa, frágil y difícil de escurrir. La producción de quesos blandos (Cuadro 1) utiliza esta coagulación (ORDONEZ, PEREDA, 2005; CASTILHO 2008).

Tabla 1. Ejemplos de quesos elaborados por coagulación ácida.

Fuente: Elaboración propia, 2024.

Coagulación enzimática

Es el proceso más utilizado actualmente , en el cual se realiza mediante la adición de enzimas específicas, conocidas como cuajo o coagulante, este proceso da como resultado una estructura más firme y compleja, ideal para la elaboración de quesos madurados (Cuadro 2). La coagulación enzimática permite un control más preciso sobre la textura y el sabor del queso, dando como resultado productos con características distintas (WALSTRA et al., 2006).

La maduración, o afinamiento, es un proceso crucial para estos quesos, ya que contribuye al desarrollo de sabores y aromas complejos. Durante la maduración, los quesos sufren cambios bioquímicos, como la degradación de proteínas y la lipólisis , que enriquecen su paleta sensorial. Por ejemplo, quesos como el Roquefort adquieren notas especiadas debido a la acción de hongos específicos durante la maduración. Además, la coagulación enzimática puede influir en la textura del queso, proporcionando desde quesos duros y quebradizos hasta quesos blandos y cremosos, dependiendo de las condiciones de producción y maduración (McSWEENEY, 2004).

Tabla 2. Ejemplos de quesos elaborados por coagulación enzimática.

Fuente: Elaboración propia, 2024.

El nombre de cuajo se debe a las enzimas que se obtienen del cuarto estómago de los rumiantes jóvenes, como el cuajo bovino. En esta extracción existen dos enzimas principales: pepsina y quimosina . El nombre coagulante se refiere a todas las enzimas utilizadas en la coagulación de la leche obtenida por medios alternativos, como el vegetal y el microbiano.

En la coagulación enzimática, la quimosina es la enzima principal y cuanto mayor sea su cantidad, mejor será la acción del cuajo. La quimosina hidroliza los aminoácidos fenilalanina en la posición 105 (Phe105) y metionina en la posición 106 (Met106). La pepsina no es ventajosa, ya que hidroliza los aminoácidos en varios puntos diferentes, lo que es perjudicial para la formación de cuajada, la maduración y el rendimiento del queso. En la coagulación enzimática, el coágulo se produce en dos etapas. En primer lugar, se produce la hidrólisis de la kappacaseína (κ-cas), una proteína que estabiliza la micela de caseína. Posteriormente, las micelas modificadas por la acción del cuajo se agregan formando el gel (SILVA & SALGADO, 2013).

La coagulación de la leche está influenciada por varios factores que desempeñan un papel crucial en el proceso. En primer lugar, la coagulación y la formación de gel no se producen a temperaturas inferiores a 18 °C, mientras que temperaturas superiores a 55 a 60 °C inactivan la cuajada. Por otro lado, temperaturas cercanas a los 40 °C favorecen la acción del cuajo, resultando en un tiempo de coagulación reducido. Además, la proximidad del pH al valor óptimo para la actividad enzimática, que es alrededor de pH 6,0, mejora la eficacia del cuajo y aumenta la fuerza de la cuajada. La presencia de calcio soluble en el medio también es un factor determinante: cuanto mayor sea la concentración de este mineral, más rápido se formará el coágulo y mayor será su firmeza. Finalmente, el porcentaje de caseína en la leche está directamente relacionado con la coagulabilidad; una mayor concentración de caseína da como resultado una coagulación más eficiente. Asimismo, una mayor concentración de enzimas acelera el proceso de coagulación de la leche, reduciendo el tiempo necesario para la formación del coágulo (VASCONCELOS, ARAÚJO & VERRUMA-BERNARDI, 2004).

Tras la coagulación, la red de la cuajada continúa su formación durante un tiempo considerable tras obtener un gel visible , incluso después del corte. La resistencia del gel formado es muy importante desde el punto de vista de la sinéresis y, en consecuencia, para el control de la humedad y el rendimiento de fabricación.

Principales diferencias entre coagulación enzimática y ácida

La leche tiene caseína que, independientemente de si se coagula por vía ácida o enzimática, presenta similitudes. Sin embargo, las diferencias son notables cuando observamos el coágulo resultante, que tiene distintas propiedades fisicoquímicas y tecnológicas. La primera diferencia notable es la consistencia del coágulo, que tiene relevancia tecnológica. El coágulo ácido, en su fase inicial, es extremadamente delicado y se dispersa fácilmente en partículas finamente divididas. Sin embargo, si se fracciona cuidadosamente, lo que provoca que se seque, se obtiene un precipitado seco, sólido pero frágil. En cambio, el coágulo enzimático es más resistente y elástico desde el principio , asemejándose a un gel de gelatina, que se vuelve cada vez más resistente. Cuando se fracciona, se contrae por sinéresis, creando un precipitado consistente y elástico, es decir, no es frágil como el coágulo ácido (AQUARONE et. al., 2001; CASTILHO, 2008).

La Figura 1 recopila las principales diferencias entre coagulación enzimática y ácida, que influyen directamente en la producción, textura y sabor de los quesos resultantes de cada tipo de coagulación.

Figura 1 . Principales diferencias entre coagulación enzimática y ácida.

Fuente: Elaboración propia, 2024.

La coagulación enzimática, ampliamente utilizada en la industria quesera actual, y la coagulación ácida, que probablemente dio origen al primer queso, son procesos distintos que dan como resultado productos con características fisicoquímicas y sensoriales únicas. Cada método tiene sus ventajas y desventajas, y la elección entre uno y otro depende del tipo de queso que se quiera producir. Todo indica que el proceso de coagulación de la leche fue descubierto por casualidad y por curiosidad, aunque probablemente la coagulación ácida desencadenó el proceso de elaboración del queso, hoy en día la coagulación enzimática es más utilizada en las industrias. 

Sin embargo, a pesar de sus diferencias, tanto la coagulación ácida como la enzimática comparten un objetivo común: transformar la leche en queso, un alimento que juega un papel importante en nuestra dieta y cultura. Por lo tanto, comprender estos procesos y sus implicaciones es esencial para la producción de queso de alta calidad y, en consecuencia, el crecimiento continuo de la industria quesera.

Referencias

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Autores

Gabriel Otávio Magno García

Henry Hansen Laier

Kattorin Luiza Lourenço De Santana

Letícia Dias Soares

Luciano Jorge Vireque

Samuel Marcenes Cunha

Tatiane Teixeira Tavares

Ana Flávia Coelho Pacheco Paiva

Paulo Henrique Costa Paiva

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