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INFLUENCIA DE LA CALIDAD DE LECHE EN EL PROCESAMIENTO INDUSTRIAL:
CALIDAD Y RENDIMIENTO DE PRODUCTOS
INFLUENCIA DE LA CALIDAD DE LECHE EN EL PROCESAMIENTO INDUSTRIAL:
CALIDAD Y RENDIMIENTO DE PRODUCTOS
Ing. Daniela Escobar
9 y 10 de Agosto de 2017
7mo Congreso Internacional de Lechería
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LECHE
Alimento base para la humanidad de importancia por su valor nutricional
El producto integral del ordeño total e ininterrumpido dehembras lecheras sanas, adecuadamente nutridas y nofatigadas, recogida en forma higiénica y sin contener calostro.fatigadas, recogida en forma higiénica y sin contener calostro.
La leche es un fluido acuoso, complejo, formado por la presencia de varias fases en equilibrio. Es una emulsión de una fase grasa dispersa y una fase acuosa coloidal continua. Desde el punto de vista físico coexisten varios estados: emulsión (materia grasa bajo forma globular), suspensión (de caseína ligada a las sales minerales) y solución (acuosa, como medio continuo)
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Caseínas
Proteínas del suero
Nitrógeno no proteico
Microorganismos
Enzimas exógenas
Células somáticas
LECHE
Materia grasa
Nitrógeno no proteicoEnzimas endógenas
Minerales pHAcidez
Diferentes Tamaños de partículasde glóbulo graso y caseínas
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CALIDAD LECHE
Ramírez, 2005
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CALIDAD MICROBIOLOGICA
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MICROORGANISMOS: DE DONDE PROVIENEN?
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TIPOS DE MICROORGANISMOS
Tipos de Microorganismos: - Importancia tecnológica ( las bacterias ácido láctico) que producen cambios
deseables en las características físicas químicas de la leche provocando aromas y sabores deseables en productos fermentados
- Provocan alteraciones que son causantes del deterioro de la leche y afectan la vida útil de los productos
- Patógenos y/o formadores de toxinas que pueden provocar enfermedades
La leche cruda contiene diversas bacterias que son determinantes de la calidad e inocuidad de la leche y de los productos lácteos.
Reglamentación: menos de 100.000 ufc/mL
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MICROBIOTA DE LECHE: EJEMPLO
Kable et al., 2016 (California)
las comunidades de la microbiota de la leche son muy diversas.Cambia con la estación del año.
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CAMBIOS POR PROCESOS
Diferencias familias en camionescisterna y silo
Diferencias géneros en leche cruda y pasterizada Quigley et al., 2013 (NY)
Kable et al., 2016 (California)
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CONOCIMIENTO DE PROCESOS
QUE MICROBIOTA TENEMOS?(Estacionalidad, sistema productivo)
Y el transporte?
Controlar y/o desarrollar procedimientos de limpieza y desinfección efectivos
Realizar procesos y controles para producir productos lácteos inocuos y de alta calidad durante su vida útil.
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PROBLEMAS EN PRODUCTOS LACTEOS
• Esporulados(Bacillus, Anoxibacillus, Geobacillus)
• Coliformes y Levaduras
• Pseudomonas• Pseudomonas
• Clostridium
• Pseudomonas, Acinetobacter
• Paenibacillus, Bacillus
Murphy et al., 2016
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CALIDAD SANITARIA - CELULAS SOMATICAS
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AFECCION: MASTITIS
MASTITIS CLINICA Y SUBCLINICA – Inflamación de la glándula mamaria : Parámetro indicador RECUENTO DE CELULAS SOMATICAS (RCS)
Afecta la composición de la leche:Afecta la composición de la leche:Aumentan las células somáticasDisminuye caseínaAumenta las proteínas del sueroAumentan los cloruros y disminuyen el calcio y el potasioAumenta pHEn la ubre se activa la plasmina(enzima proteolítica)
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EFECTO RCS EN QUESOS
Tipo Queso Niveles RCS Efecto nivel alto de RCS Referencia
Cheddar 500.000 Disminución rendimiento. Aumento Humedad. Aumento tiempo de coagulación.Perdida de sabor y textura
Roger and Mitchell 1994
Queso 400.000 Disminuye recuperación de grasa y proteína
Cunningham, A.E. 2000
Mozzarella 800.000 Disminucion de proteinas y aumento acidos grasos libres
Andreatta et al. 2007
Queso Prato 750.000 Aumenta humedad , Menor aceptación por parte del consumidor
Vianna et al., 2008
Queso 500.000 Disminuye rendimiento quesero Abd El-Gawad y Ahmed, 2011
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EFECTO RCS EN LECHE EN POLVO
Sert et al., 2016
Aumento de RCS – Aumento de Humedad LP – disminuye la fluidez_ Disminuye Proteina
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Sert et al., 2016
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Aumento de RCS produce:
-Aumento de HMF (Hidroximetilfurfural) – indicador de reacción de Maillard-Aumenta el índice de solubilidad (disminuye la solubilidad del polvo)-Aumenta la estabilidad a la espuma-Aumenta la dispersabilidad-Aumenta la humectabilidad
LPD
El aumento de RCS influye negativamente en las propiedades funcionales de la leche en polvo
LPD
LPE
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CALIDAD FISICOQUIMICA
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Depende de distintos factores: - Genéticos -Ambientales- Fisiológicos - Salud e higiene del animal -Alimentación- Los diferentes ordeñes.
COMPOSICIÓN DE LECHE
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GRASAS DE LA LECHE
SALUD
• Perfil ácidos grasos (CLA)
• Antioxidantes, vitaminas, etc.
TECNOLOGIA
• Textura, aromas y sabor
Alimentación AnimalMedio
Ambiente
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Existen estudios demostrando efectos beneficiosos para la salud del CLA, entre ellos inhibe la carcinogénesis, reduce la aterosclerosis, es hipocolesterolémico, modula las respuestas inflamatorias e inmunitarias, reduce los síntomas de diabetes mellitus tipo II, actúa como factor de crecimiento en animales jóvenes (Pariza et al., 2001; Roche et al., 2002; Whigham et al., 2001)
Se han utilizado diversas estrategias de alimentación animal (EAA) en busca de
ACIDOS GRASOS: EAA
Se han utilizado diversas estrategias de alimentación animal (EAA) en busca de mejor perfil de ácidos grasos y de CLA en particular (dietas basadas en suplementación con grasas vegetales de colza, soja, girasol y linaza, con aceites de pescado, solos o mezclados con grasas vegetales, etc (Siurana et al., 2016)
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EJEMPLO: QUESO
Utilizando concentrado y concentrado con semillas de linaza, para producción de Queso Cacioricotta, no se encontró diferencia ni el rendimiento, ni en lacomposición de leche. Se mejoró el perfil de ácidos grasos (MUFA, PUFA)
Santillo et al., 2016
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PERFIL DE AG EN LECHE Y QUESO
LECHE QUESO
10.5% AUMENTO CLA 59,6% AUMENTO CLA
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MANTECA
PROPIEDADES DE INTERÉS:
- Perfil de ácidos grasos - Las propiedades de fusión son una característica de las
grasas de interés para el consumidor final y para los elaboradores especialmente de pastelería y productos horneados.
- la estabilidad oxidativa- la estabilidad oxidativa
Estudios realizados encontraron: La manteca tiene máxima dureza en verano en Nueva Zelandia Verano, mientras que las mantequillas más blandas son en la primavera. Se encontraron distintos puntos de fusión de manteca en diferentes zonas de Australia (Versteeg, et al, 2016).
Se realizaron estudios de manteca elaborada a partir de 3 tipos de alimentación(O’ Callaghan et al., 2016): 1) TMR (pasto, maíz y concentrado), 2 ) GRS (pastura con ryegrass) y 3) CLV (pastura de ryegrass y trébol blanco). Se encontraron diferencias en las propiedades térmicas
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MANTECA
O’ Callaghan et al., 2016
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LECHE
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COLESTEROL
Leche cruda MG (g/100g) Colesterol (mg/100g) Colesterol expresado en
mg /100 g de MG
LC1 3,70 13,35 360
LC2 4,60 14,38 312
LC3 3,36 12,25 365
LC4 3,71 17,71 373
LC5 3,53 6,45 183
LC6 4,34 13,8 401
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PROTEINASSUSTANCIAS
NITROGENADAS
PROTEÍNAS
CASEINAS
αs1
αs2βκγ
PROTEÍNAS
DEL
SUERO
α
-
Lactoalbúmina
β-
Lactoglobulina
Seroalbúmina
sanguínea
Inmunoglobulinas
Otras
SUSTANCIAS
NO
PROTEICAS
Urea
Aminoácidos
Oligopéptidos
Otros
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CASEINA
αs1- CN αs2-CN β-CN κ-CN
Pesomolecular
23600 25200 24000 19000
N° deaminoácidos
199 207 209 169
Gruposfosfóricos
8-9 10-13 5 1-2
Carbohidratos No No No Galactosa,galactosaminagalactosaminay ácido siálico
Hidrofobicidad (% gruposhidofobicoslaterales)
25 23 29 22
Enlaces –S-S No Si No No
Sensibilidad alCa+2
++ +++ + (entre 4 °C y20 °C
No
Sensibilidad alcuajo
+ No + +++
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QUESO
En la transformación de la leche en queso, las caseínas (αs1, αs2, β y κ) forman la red proteica conocida como coágulo o gel que será
determinante de la calidad y rendimiento del producto final
Una leche presenta una buena aptitud para la coagulación Una leche presenta una buena aptitud para la coagulación Una leche presenta una buena aptitud para la coagulación Una leche presenta una buena aptitud para la coagulación cuando:cuando:
Coagula rápidamente en presencia de cuajo y forma un gel firme y que desuera con facilidad
Que genere una cuajada de textura y composición adecuadas, que luego de la maduración, se obtenga un queso de buena calidad
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CASEINAS
rol tecnológico importante en la formación de la cuajada y el rendimiento final en la producción de queso.
Se ha asociado el alelo B de la κ-CN como determinante para la buena coagulación de la leche, con la obtención de un cuajo más firme reduciendo tiempos de coagulación de cuajada e incrementando el rendimiento del queso tiempos de coagulación de cuajada e incrementando el rendimiento del queso (Ng-Kwai-Hang 1998, Wedholm et al. 2006, Skeie, 2007, Bonfatti et al., 2011).
También juega un papel importante la relación α- CN y β- CN como constituyentes básica de la microestructura del queso (St- Gelais et al. 2005).
Es muy importante el conocimiento de la producción animal y su relación con la composición de la leche y los distintos tipos de caseínas-Evaluar los procesos tecnológicos adecuados para aumentar la calidad y el rendimiento de la producción industrial
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TAMAÑO MICELA CASEINA
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QUESO-RENDIMIENTO
Analizar factores internos y externos que influyen sobre los sistemas productivos y su incidencia sobre los niveles de caseína total, así como en los
diversos tipos de caseína, que repercuten sobre el rendimiento quesero
Se analizaron la influencia de la composición de leche y calidad de caseína en el rendimiento quesero, producido a escala industrial y un testigo a escala
Influye decisivamente en la viabilidad económica de la producción del queso.El conocimiento permite la toma de decisiones
rendimiento quesero, producido a escala industrial y un testigo a escala científica.
Porque?
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El mayor
rendimiento (~9%) en escala piloto es
obtenido cuando se tiene alta caseína
QUESO-RENDIMIENTO
tiene alta caseína
Escobar et al, 2014
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QUESO-RENDIMIENTO
Empresa Aaumento:
6,6% en otoño
Empresa Baumento:
7 % en invierno18% otoño
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QUESO-RENDIMIENTO
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2,54
2,71 2,71
2,59
2,51
2,2
2,3
2,4
2,5
2,6
2,7
2,8
9,50
10,00
10,50
11,00
11,50
12,00
12,50
QUESO-RENDIMIENTO
2,19,00
CN (%) Rend. Fil
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17,00
17,50
18,00
2,45
2,50
2,55
2,60
de
los
pro
du
cto
res
(g/1
00
g)
Variación de CNt y k-CN de la zona según estacionalidad
ESTACIONALIDAD DE CN y k-CN
15,00
15,50
16,00
16,50
2,20
2,25
2,30
2,35
2,40
Pro
mC
Nt
de
los
pro
du
cto
res
(g/1
00
g)
Promedio CNT (g/100g)
Prom k-CN (%)
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CASEINA POR PRODUCTOR
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LECHE ES COMPLEJA
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Producción primaria
VISION CADENA
INDUSTRIA
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¿HACIA ADONDE VAMOS?
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MIRAR EL BOSQUE….