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Cátedra Bovinos de Leche – 2.009

TEMA 2 - LA LECHE

Definición: “Con la denominación de Leche sin calificativo alguno, se entiende el producto obtenido por el ordeño total e ininterrumpido, en condiciones de higiene, de la vaca lechera en buen estado de salud y alimentación, proveniente de tambos inscriptos y habilitados por la Autoridad Sanitaria Bromatológica Jurisdiccional y sin aditivos de ninguna especie”.

Características organolépticas: . el color de la leche es producto de la reflexión de la luz sobre las partículas de proteínas y grasas. En leches de mayor contenido graso el color se intensifica, mientras que, en leches desnatadas tiene a ser blanco azulado. . el sabor levemente dulce se debe a la presencia de lactosa. . el olor característico, para mantenerlo es necesario obtener la leche en buenas condiciones higiénicas, ya que es capaz de tomar sabores extraños PROPIEDADES FISICO-QUIMICAS

Desde el punto de vista físico-químico, la leche es un liquido opaco donde coexisten tres estados: - EMULSION (dado por la grasa) - SUSPENSIÓN (por las micelas de caseínas en el suero) - SOLUCION VERDADERA (seria el suero compuesto por agua, lactosa y sales). De esto tres estados el mas variable es la emulsión tanto desde el punto de vista composicional, como de su estado físico propio. Propiedades Físicas mas importantes: 1.- Densidad: no es un valor constante, depende de la concentración de elementos disueltos y en suspensión , así como también de la materia grasa.- Valor de densidad medio: (1,028 – 1,035gr/ml) La densidad es función de la temperatura por lo que se debe corregir el valor una vez medido. Dicho valor se realiza mediante termolactodensímetro. 2.- Viscosidad: la leche es mas viscosa que el agua y esta se debe sobre todo a la materia grasa en estado globular y a las micelas proteinicas.

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3.- Calor Especifico: es la cantidad de calor necesaria para elevar en 1ºC la temperatura de un gramo de leche. Es un valor de gran importancia industrial para el diseño y tratamientos técnicos de leche y subproductos. Es levemente más bajo que el del agua, debido al contenido de grasa y lactosa.4.- Punto de Congelación: la leche se congela por debajo de 0ºC ya que las sustancias disueltas bajan el punto de congelación de los disolventes puros (agua). Este punto es un valor muy estable por lo que se utiliza para la determinación del aguado, dicho punto no depende del contenido graso de la leche.- Valores promedios según bibliografía: -0,535°C a -0,550°C. Valores en nuestra zona determinado mediante proyecto de investigación en nuestra Facultad: -0,523°C -0,528°C 5.- Punto de Ebullición: por no ser un disolvente puro al igual que punto anterior, este punto es levemente superior respecto al agua.- 100,17°C - 100,15°C 6.- PH: - log. (H+) presentes en la leche.- La leche tiene un reacción débilmente ácida con valores comprendidos entre 6,6 – 6,8 como consecuencia de caseínas, aniones fosforicos y cítricos principalmente. El calostro tiene un PH más bajo a causa de su elevado contenido de proteínas.El PH representa la acidez actual de la leche, de el dependen propiedades tan importantes como la estabilidad de la caseína.- La medición se realiza potenciometricamente con peachimetro.7.- Acidez: se define como la cantidad de hidróxido de sodio N/9 necesarios para neutralizar 10 ml. de leche, usando fenolftaleina como indicador de viraje de color. Esta acidez representa la suma de: acidez natural + reacciones secundarias + ac. desarrollada.- El valor considerado medio para leche fresca es de 14-16°D. 8.- Potencial de oxido-reducción: comprendido entre 0,20 – 0,30 volt. Este depende de la cantidad de oxígeno disuelto y del sistema reductor natural propio de la leche (enzimas). La acción varía por la presencia de microorganismos que a su vez dependen del tipo y cantidad presentes. Es por esta razón que la medición del poder reductor de los microorganismos sobre el azul de metileno solo es un dato orientativo.Componentes de la leche

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La composición de la leche varía considerablemente con la raza de la vaca, el estado de lactancia, alimento, época del año y muchos otros factores. Aún así, algunas de las relaciones entre los componentes son muy estables y pueden ser utilizados para indicar si ha ocurrido algún adulteración en la composición de la leche.

Agua El valor nutricional de la leche como un todo es mayor que el valor individual de los nutrientes que la componen debido a su balance nutricional único. La cantidad de agua en la leche refleja ese balance. En todos los animales, el agua es el nutriente requerido en mayor cantidad y la leche suministra una gran cantidad de agua, conteniendo aproximadamente 90% de la misma. La cantidad de agua en la leche es regulada por la lactosa que se sintetiza en las células secretoras de la glándula mamaria. El agua que va en la leche es transportada a la glándula mamaria por la corriente circulatoria. La producción de leche es afectada rápidamente por una disminución de agua y cae el mismo día que su suministro es limitado o no se encuentra disponible. Esta es una de las razones por las que la vaca debe de tener libre acceso a una fuente de agua abundante todo el tiempo.

Proteínas Las sustancias nitrogenadas forman la parte más compleja de la leche, la importancia de estas es grande debido a sus propiedades de estabilidad que le confiere a la leche y al gran valor desde el punto de vista nutritivo que poseen. Forman parte de los compuestos que más abundan en la leche. Estas sustancias nitrogenadas son muchas y variadas y las dividimos en : proteicas (caseínas, albúminas, globulinas y proteosas-peptonas) y no proteicas Se sintetizan en la glándula mamaria a partir de los aminos ácidos libres y otra parte a partir de los glúcidos, acetatos, etc. Las proteínas se caracterizan por sus elevados pesos moleculares(15.000 a 200.000)las propiedades que derivan de estos junto con los enlaces peptídico hacen que precipiten fácilmente con solución de distintos reactivos especialmente ácido tricloroacético, ácido fosfotugstico . Para tener en cuenta:  La mayor parte del nitrógeno de la leche se encuentra en la forma de proteína. Los bloques que construyen a todas las proteínas son los aminoácidos. Existen 20 aminoácidos que se encuentran comúnmente en las proteínas, algunos de ellos son: ác. glutámico, prolina, leucina,lisina,ác. aspártico, valina, serina,isoleucina

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Estructura de las proteínas (R1, R2, etc., son los radicales específicos de cada aminoácido. El número de aminoácidos en la caseína de la leche varía de 199 a 209).

 La concentración de proteína en la leche varía de 3.0 a 3,5% (30-35 gramos por litro). El porcentaje varía con la raza de la vaca y en relación con la cantidad de grasa en la leche. Existe una estrecha relación entre la cantidad de grasa y la cantidad de proteína en la leche-cuanto mayor es la cantidad de grasa, mayor es la cantidad de proteína. 

La fracción esencial es el nitrógeno proteico constituido por: caseínas (82%) y proteínas del sueros(18%).

Caseína Entera: es un complejo de proteínas fosforadas y constituye la parte proteica más importante de la leche. Precipitan cuando se acidifica a PH:4,6 o bajo la acción de enzimas específicas (cuajo). Constituyen la fracción insoluble y la más abundante. Existen distintos tipos de caseínas donde la fracción mayoritaria está formada por cas α , cas β y casχ *Dentro de las caseínas sensibles al calcio tenemos: - cas αs: rica en fósforo y la más abundante. - cas β: sensible al calcio por encima de 20°C, contiene menos fósforo y su punto isoeléctrico es más elevado. *Caseínas insensibles al calcio: - casχ es una fosfoproteína de carácter ácido que como características sobresalientes tiene: -gran solubilidad (posee una acumulación de grupos hidrofílicos) -poder estabilizante -es el sustrato específico del cuajo -contiene menos fósforos que las caseínas sensibles al calcio. Proteínas del Suero o Solubles Es una mezcla de haloproteínas ( amino ácidos) y de glicoproteínas (contiene glúcidos). Forman una fracción muy compleja de la materia nitrogenada de la leche de vaca. Las proteínas del lactosuero tienen una estructura globular compacta, que dificulta la penetración y acción de enzimas. La forman las albúminas y globulinas (insolubilizan por el calor antes de los 100°C) Dentro de las a) Albúminas encontramos: -β lactoglobulinas: la más importante y mayoritaria, se sintetiza en la glándula mamaria. A temperaturas ordinarias no se liga a otras fracciones proteicas y por el contrario durante el calentamiento forma un complejo muy estable con la caseína. Es el principal portador de grupos sulfidrilos que interviene en el sabor a cocido de la leche calentada. -α lactoalbúminas: se sintetizan en la glándula mamaria -sero albúminas: identifica a las del suero b)Globulinas: posee poca cantidad y tienen propiedades inmunológicas de las gama globulinas. Son las primeras en desnaturalizarse durante el tratamiento de la leche. Tanto en el calostro como en leches de vacas viejas la concentración de globulinas aumenta. c) Proteosas peptonas: en la leche no abundan. Precipitan con ácido tricloroacético al 12%.No precipitan por calentamiento a 95°C-100°C. No se sintetizan en la glándula mamaria.

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Materia Nitrogenada No Proteica Forman parte de estas, sustancias de moléculas pequeñas, solubles en ácido Tricloroacético al 12%. En la leche de los rumiantes no representa más que una pequeña parte del nitrógeno total aproximadamente5%. El componente más abundante es la urea, además se detectan aminoácidos libres, nucleótidos,bases nitrogenadas, ác . orótico, creatina, etc. Las cantidades de nitrógeno total menos el nitrógeno no proteico multiplicada por el coeficiente 6,38, nos proporciona la cantidad de materia proteica de la leche. También se conoce con el nombre de Proteína verdadera.

Materia Grasa La materia grasa de la leche se identifica frecuentemente por el término de grasa butírica en ella se encuentran 3 clases de sustancias asociadas. 1- Materia grasa propiamente dicha, constituída por triglicéridos ( 98% ) 2- Fosfolípidos (grasa fosforadas 0,5 a 1 % ) 3- Otras sustancias insaponificables ( 1 % )( colesterol, hidrocarburos y vitaminas A,D,E y K ) Las 2 últimas a pesar de su baja concentración tienen gran importancia en cuanto a las propiedades físicas o biológicas de la grasa. Parte de la materia grasa se sintetiza en la glándula mamaria a partir de ác. Grasos volátiles, y el resto se forma de ác. grasos que se encuentran en la sangre. En la leche, la grasa se presenta en forma de pequeños glóbulos recubiertos por una membrana lipo-proteica cargada negativamente, que la protege contra su degradación y asegura la repulsión electrostática entre los diferentes glóbulos. Esta membrana puede verse alterada por diferentes causas como lo son la agitación en exceso, la congelación de la leche , etc. La alteración de estos triglicéridos, denominada lipólisis, se traduce en un incremento en la concentración de los ácidos grasos libres (AGL) de la leche. Éstos son los responsables de la aparición de gustos anormales (rancia, jabón, etc.) en ciertos productos terminados y puede resultar determinante sobre la calidad final de estos productos terminados. La materia grasa se encuentra dispersa en la leche en forma globular ,ésta dispersión es inestable y las sustancias que la componen son las más fáciles de extraer. El diámetro de los glóbulos varía de 1,5 a 10 micras ( medio 3 a 5 ), tienen tendencia a unirse en racimos. Estos glóbulos grasos se encuentran recubiertos por una película protectora muy fina que impide la reagrupación de estos en fase continua y actúa como barrera protectora ya que protege la grasa de la acción enzimática. Esta membrana tiene una composición muy compleja y está formado por 3 tipos de sustancias: * triglicéridos de alto punto de fusión, * fosfolípidos, * prótidos (junto a enzimas, vitamina B y proteínas de la fracción proteosa-peptona ). Los glóbulos grasos poseen una densidad inferior a la del líquido en que se encuentran emulsionados, por lo que tienden a elevarse hacia la superficie formando lo que conocemos como crema o nata. El régimen alimentario tiene una influencia considerable en la composición de la grasa.

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La materia grasa es el componente de la leche que más varía, y tiene importancia debida a la aparición de sabores desagradables. En la materia grasa de la leche existen gran variedad de ác. grasos, de los que se han identificados más de sesenta. La proporción de ác. grasos saturados es de 2/3 y de insaturados 1/3, dentro de los saturados hacemos énfasis en el ác. butírico por considerarse que se encuentra presente en gran número de triglicéridos unidos al C3. Ácidos grasos volátiles insolubles: citamos al cáprico y al caprílico que en leche de vaca se encuentran en baja proporción ( esto se utiliza para descubrir si se mezclan con otras leches ) La importancia de el ác. linoleico es por considerarlo ác. graso indispensable ( el organismo no lo sintetiza, cumple el papel de vitamina ) PROPIEDADES FÍSICAS DE LA MATERIA GRASA Su variabilidad demuestra que se trata de una mezcla de triglicéridos. Densidad 15°C Pto de fusión Pto de solidificación Indice refracción

0,936 29°C 24°C 1,453

a a a a

0,950 35°C 19°C 1,462

Son insoluble en agua, poco soluble en alcohol y soluble en solventes orgánicos pero esto no alcanzan a la grasa en su estado natural. FUNCIÓN DE LOS LÍPIDOS EN LA LECHE Nutritivo – energético 9 Kcal, también aportan ác. grasos escenciales ej. Ác. oleico y vehiculizan vitaminas liposolubles: A,D,E,K. Hay cierta cantidad de lípidos que reemplazan 1 ác. graso por un ác. fosfórico, dando el fosfolípido correspondiente ( lípido polar). Dentro de los lípidos no saturados tenemos esteroles, dentro de ellos el colesterol 90%. La posición AG3 es la preferida por los ácidos grasos de cadena corta, también por las lipasas, razón por la cual la rancidez es tan rápida en aparecer. La hidrólisis de los triglicéridos provoca el aumento de la fracción de ácidos grasos libres dando a los productos lácteos un sabor rancio o jabonoso. El fenómeno lipolítico no es siempre perjudicial ya que algunos tipos de quesos deben a su sabor en parte, a la presencia de ácidos grasos libres.

Fosfolipidos: Los fosfolipidos son esteres derivados de la glicerina y de ácidos grasos, pero de estructura mas compleja y que contienen en su molécula un átomo de fósforo en forma de ácido fosfórico y aminos cuaternarios. Los fosfolipidos de mayor presencia en la leche son la lecitina, la cefalina y los fosfoesfingolipidos. Estas sustancias tienen mucha afinidad con el agua y con los lípidos, y esta es la causa de la estabilidad de la emulsión de triglicérido en la fase acuosa de la leche.

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Hidratos de Carbono

El principal hidrato de carbono en la leche es la lactosa. Por poseer un grupo aldehídico libre, la lactosa es un azúcar reductor. La concentración de lactosa en la leche es relativamente constante (aproximadamente 4,7%) En una proporción significativa de la población humana, la deficiencia de la enzima lactasa en el tracto digestivo resulta en la incapacidad para digerir la lactosa. La mayoría de los individuos con baja actividad de lactasa desarrollan síntomas de intolerancia a grandes dosis de lactosa, pero la mayoría puede consumir cantidades moderadas de leche sin padecer malestares. No todos los productos lácteos poseen proporciones similares de lactosa. La fermentación de lactosa durante el procesado baja su concentración en muchos productos, especialmente en los yogures y quesos. La lactosa se sintetiza en la ubre a partir de una molécula de glucosa y una galactosa. Regula la presión osmótica de la leche, por ende es un regulador de la producción de leche. En leche calostro baja el contenido de lactosa y aumentan otros glúcidos. El factor mas importante de variación es la infección de la mama que reduce la secreción de lactosa. Las transformaciones que puede sufrir la lactosa tienen un gran interés desde un punto de vista nutricional para los distintos consumidores. Industrial como azúcar base en la elaboración de subproductos lácteos o como sustrato energético de microorganismos en los diferentes procesos fermentativos. La lactosa puede experimentar fermentaciones muy variadas: * transformación en ácido láctico * transformación en alcohol * transformación en ácido butírico.

Minerales Las sustancias minerales en la leche, se presentan en dos estados. En disolución y en estado coloidal. En disolución los más importantes son cloruros, fosfatos, sulfatos, yoduros, bromuros, etc. Y dentro de la fase coloidal, los componentes mas abundantes son el calcio y el fósforo los que van acompañados de pequeñas cantidades de magnesio y acido cítrico. La leche es el alimento con la más alta densidad nutriente de calcio. El calcio ingerido con la leche y otros productos lácteos se absorbe entre un 25% y un 40% en el intestino, siendo su disponibilidad marcadamente alta, comparada con otros alimentos. La presencia de calcio en forma coloidal y como complejo calcio-caseína, junto con la favorable relación calcio-fósforo, la presencia de lactosa y de vitamina D, son los factores determinantes de esta alta disponibilidad.

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Los minerales proceden de la sangre que llegan a la ubre y se encuentran formando sales, que están disueltos en la leche. TENER EN CUENTA

Un vaso de leche entera (250 ml) proporciona el 33% del requerimiento diario de calcio, mas vitaminas y proteínas de alto valor nutritivo, y solo 142 kilocalorías. Composición salina aproximada de la leche.

Calcio....1.2gr/lts Sodio...0.5gr/lts Potasio...0.5gr/lts Magnesio...0.1gr/lts Fósforo...0.1gr/lts Cloruros...1gr/lts Otros componentes: La leche contiene gases disueltos, esencialmente CO2, N2, y O2, y además elementos biológicos como son las bacterias y células de descamación y de filtración de la sangre (leucocitos).

Vitaminas de la leche Las vitaminas son sustancias orgánicas que presentes en cantidades vestigiales, permiten el desarrollo del organismo, que en general no pueden sintetizarla. La leche contiene un complejo muy amplio, pese a que algunas se encuentran en bajo número. Contenido medio por litro

Valor nutricional de la leche

Vitaminas liposolubles Vitamina A 500 – 3000 UI.................................... Aceptable a bueno Vitamina D 15 – 20 UI.......................................... Mediocre Vitamina E 1 – 2 ng............................................... Mediocre Vitaminas hidrosolubles Vitamina B1 0.3 – 1 mg...................................... Bastante bueno Lic. Adriana GIECO - Lic. Zandra DELLA GIUSTINA


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Vitamina B2 0.3 – 3 mg...................................... Vitamina B6 0.3 – 1 mg...................................... Vitamina B12 1 – 8 ug........................................ Vitamina C 10 – 20mg........................................

Muy bueno Bueno Bastante bueno Aceptable

Algunas vitaminas se inactivan por el calor u oxidación, lo que se debe considerar a nivel industria. El ejemplo más común es la adición de vitaminas A y D en leche fluidas.

Enzimas: Las enzimas son catalizadores orgánicos producidos por las células vivas. No modifican la constante de equilibrio, solo aceleran la reacción. El origen de las enzimas en la leche puede ser: •

Originalmente presentes en la leche (complejo de la plasmita).

Aportadas por gérmenes presentes en el conducto galactóforo.

Aportadas por gérmenes de contaminación.

El complejo enzimático en la leche es sumamente varia; afectado por: la especie, raza, edad, estado de salud, estado nutricional, dieta. La cantidad de cada una de las enzimas presentes en la leche es escasa, pero su actividad como catalizadores bioquímicos es tal que provocan importantes modificaciones a muy baja concentraciones. Esta actividad depende estrechamente del pH y la temperatura. En la leche de vaca se han detectado unas 60 enzimas diferentes cuyo origen es difícil de determinar. La importancia del estudio de las enzimas de la leche se debe a varias razones: •

La sensibilidad al calor de algunas de ellas se utiliza para controlar tratamientos térmicos (fosfatasa alcalina y lactoreroxidasa).

Su origen sirve como índice de contaminación microbiana (proteasas y lipasas termorresistentes) .

Su actividad bactericida puede inhibir el crecimiento microbiano, desde luego en forma limitada constituyen una protección (lactoreroxidasa y lisozima).

Su función biológica

Al considerar la función de cada enzima el efecto puede o no ser deseable, dependiendo de la línea de producto que estemos considerando. Ej. :la plasmita en leche UHT puede producir

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coagulación dulce (no deseable) y en quesos pasta blanda participa la proteolisis de maduración (efecto buscado y deseable).-

Bibliografía  Código Alimentario Argentino y Normas Mercosur complementarias. 

Alais Charles. “ Ciencia de la leche ”. Compañía Editorial Continental S.A.- Barcelona.

 Química de los alimentos. Salvador Badui Dergai.  El Mundo de la Leche. Pascual Mastellone.

Ahora a consultar en la bibliografía y……….. “ESTUDIAR”

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Composición de la leche