domingo, julio 09, 2006

CONSERVACION DE LA LECHE

CAPITULO III. CONSERVACION DE LA LECHE.

3.1. Definición.
Cualquiera sea el destino de la leche (ya para su venta en cualquiera de sus tipos, ya para la elaboración de derivados lácteos), debe ser sometida a un tratamiento térmico.

El objeto de este tratamiento es, en primer lugar, destruir todos los microorganismos que puedan ser causa de enfermedades (patógenos) y en segundo término, disminuir el numero de aquellos agentes microbianos que puedan afectar la calidad de la leche y sus productos derivados.

Se puede conceptuar la pasteurización como el tratamiento térmico por debajo del punto de ebullición, y en un tiempo mínimo, que permite destruir la totalidad de los agentes microbianos patógenos.

Antes de describir el proceso de pasteurización, se harán algunas consideraciones sobre el efecto de la temperatura sobre los componentes de la leche y sobre los microorganismos presentes en ellas.


a) Influencia de la temperatura sobre los componentes de la leche:

El tratamiento térmico para destruir microorganismos puede provocar cambios en los componentes, los que, a su vez, ocasionan cambios en los productos derivados. La intensidad de estos efectos dependerá de las condiciones en que se realiza el tratamiento.
Cambios en la grasa de la leche:

El efecto mas visible es la perdida de la línea de crema, se sabe que en una leche cruda en reposo se forma en la superficie una película o capa de crema (línea de crema) que, de manera primaria, nos indica el contenido de grasa de la misma.

El tratamiento térmico afecta esta línea de crema y la leche queda con apariencia de contener menos grasa, pero lo que en realidad ocurre es un cambio en la aglomeración de los glóbulos de grasa (se piensa que se debe a que las proteínas asociadas al glóbulo pierden su estabilidad y se desnaturalizan), la cual hace que crezca la dispersión de los mismos.
Hasta los 60ºC, el efecto no se produce pero si cuando se calienta a temperaturas superiores por espacio de 30 minutos.

Cambios en la lactosa:
La lactosa es estable al calor, si este se aplica en forma moderada, pues si se calienta, por ejemplo, a mas de 100ºC y por un tiempo relativamente prolongado, sufre dos reacciones características: la reacción de caramelización, que provoca la formación de ácidos como el fórmico, el láctico, el propionico, etc. y de otros compuestos como el hidroximetil furfural, el furfuroldehido, etc.

La segunda transformación característica es la reacción de Moyllord, en la cual la lactosa se une a los grupos aminos e los aminoácido, principalmente a los de la lisina, lo cual hace que se degraden las proteínas y se pierda algo del valor nutritivo, debido a esta reacción de Moyllord, la leche se oscurece.

Cambios en las proteínas:
A las temperaturas de pasteurización no ocurren cambios, pero si a temperaturas superiores a 80ºC, produciéndose en tal caso una desnaturalización de las proteínas del lacto suero, provocando esto la liberación de compuestos con grupos sulfhídrico que dan el sabor a cocido característico en esta degradación.

Otro efecto que produce el calentamiento es promover la unión de la b-lactó globulina y la caseína, esta unión inhibe la acción de la quimosina (cuajo) sobre la caseína causando algunos inconvenientes en la elaboración de quesos.

Cambios en las enzimas:
Las enzimas en la leche son variablemente sensibles a la temperatura, la lipasa es de los mas sensibles, mientras que los fosfatasas alcalinos son los mas resistentes.
Algunas enzimas se reactivan después de haber sido tratadas térmicamente.

Cambios en las vitaminas:
La temperatura y el tiempo aplicadas a la leche no causan el mismo efecto sobre las vitaminas de la leche, los que sufren mas modificaciones son las vitaminas B1, la vitamina C y la B12.

b) Influencia de la temperatura sobre los microorganismos de la leche.
La temperatura influye cualitativamente y cuantitativamente en el crecimiento de los microorganismos presentes en la leche.

El efecto cuantitativo muestra que la cantidad de microorganismos se incrementa cuando la temperatura aumenta hasta 35 - 40ºC; por encima de estos valores la velocidad de crecimiento disminuye; en esto, amen de los valores de temperatura también influye el tiempo que dura el tratamiento térmico.

Cualitativamente, se sabe que en leches tratadas a diferentes temperaturas no se encuentran las mismas especies; esto es porque no todos los microorganismos tienen el mismo rango de temperatura óptimo para su desarrollo, pues como ya se vio cuando se trato el tema de contaminantes los agentes microbianos podrían clasificarse, según su temperatura de crecimiento, en sacrofilos (se desarrollan entre 2 y 20ºC) los mesofilos (su desarrollo optimo esta entre 20 y 40ºC) y los termofilos (se crecen fundamentalmente por sobre los 40ºC).

3.2. conservacion por calor
a) Proceso de pasteurización

El proceso de pasteurización fue idóneo a fin de disminuir caso toda la flora de microorganismos saprofitos y la totalidad de los agentes microbianos patógenos, pero alterando en lo mínimo posible la estructura física y química de la leche y las sustancias con actividad biológica tales como enzimas y vitaminas.

La temperatura y tiempo aplicados en la pasteurización aseguran la destrucción de los agentes patógenos tales como Mycobacterium, tuberculosis, Brucellos, Solmonellas, etc., pero no destruye los microorganismos mastiticos tales como el Staphilococus aereus o el Streptococus pyogenes, como así tampoco destruye algunos micro organismos responsables de la acidez como los Lacotobacillus.

Se han estudiado distintas combinaciones de temperatura y tiempo para pasteurizar pero fundamentalmente se han reducido a dos:

Pasteurización lenta

Este método consiste en calentar la leche a temperaturas entre 62 y 64º C y mantenerla a esta temperatura durante 30 minutos.

La leche es calentada en recipientes o tanques de capacidad variable (generalmente de 200 a 1500 litros); esos tanques son de acero inoxidable preferentemente y están encamisados (doble pared); la leche se calienta por medio de vapor o agua caliente que vincula entre las paredes del tanque, provisto este de un agitador para hacer mas homogéneo el tratamiento.

El siguiente es un esquema elemental:
Luego de los 30 minutos, la leche es enfriada a temperaturas entre 4 y 10ºC según la conveniencia. Para efectuar este enfriamiento se puede usar el mismo recipiente haciendo circular por la camisa de doble fondo agua helada hasta que la leche tenga la temperatura deseada. Otra manera, es enfriar utilizando el enfriador de superficie (o cortina de enfriamiento) que ya se vio cuando se trató el tema de tratamiento de la leche.

Ambos métodos de enfriamiento tienen sus inconvenientes: en el primer caso (utilizando el mismo tanque), la temperatura desciende cada vez más lentamente a medida que se acerca a la temperatura del agua helada, lo cual hace que la leche, durante un cierto tiempo, este a las temperaturas en que crecen los microorganismos que quedarán luego del tratamiento térmico, lo cual hace que aumente la cuenta de agentes microbianos.

Por otra parte, usando la cortina de enfriamiento la leche forma una película sobre la superficie de la cortina y el enfriamiento es mas rápido, pero, por quedar la leche en contacto con el ambiente, es presa de la contaminación.

El uso de la pasteurización lenta es adecuada para procesar pequeñas cantidades de leche hasta aproximadamente 2000 litros diarios, de lo contrario no es aconsejable
* .

Pasteurización rápida
Llamada también pasteurización continua o bien HTST (Heigh Temperature Short Time), este tratamiento consiste en aplicar a la leche una temperatura de 72 - 73ºC en un tiempo de 15 a 20 segundos y después a un enfriado rápido y al envasado. Se produce a la pasteurización calentando la leche uniformemente en flujo continuo.Se refrigera a no más de 4 C y se envasa en recipientes limpios.De este modo se destruyen casi la totalidad de los microorganismos pero no sus esporos. Tiene una conservación de tres - cuatro días, conservada en frigorífico a 0 - 3 C. Es la que llamamos "leche del día".Sus propiedades nutritivas y su sabor son prácticamente iguales al de la leche natural. En todos los envases de leche pasteurizada debe figurar la fecha de caducidad, pasada la cual debe ser rechazada. Generalmente la leche pasteurizada es también homogeneizada. Esto significa que ha sido sometida a un proceso por el cual disminuyen el tamaño de los glóbulos de grasa, consiguiendo una emulsión más perfecta, para que no suban los glóbulos de grasa a la superficie.

Esta pasteurización se realiza en intercambiadores de calor de placas, y el recorrido que hace la leche en el mismo es el siguiente:

La leche llega al equipo intercambiador a 4ºC aproximadamente, proveniente de un tanque regulador; en el primer tramo se calienta por regeneración. En esta sección de regeneración o precalentamiento, la leche cruda se calienta a 58ºC aproximadamente por medio de la leche ya pasteurizada cuya temperatura se aprovecha en esta zona de regeneración. Al salir de la sección de regeneración, la leche pasa a través de un filtro que elimina impurezas que pueda contener, luego la leche pasa a los cambiadores de calor de la zona o área de calentamiento donde se la calienta hasta la temperatura de pasteurización, esta es 72 - 73ºC por medio de agua caliente. Alcanzada esta temperatura la leche pasa a la sección de retención de temperatura; esta sección puede estar constituida por un tubo externo o bien un retardador incluido en el propio intercambiador; el mas común es el tubo de retención, en donde el tiempo que la leche es retenida es de 15 a 20 segundos. A la salida de esta zona de retención, la leche pasa por una válvula de desviación; en esta válvula, si la leche no alcanza la temperatura de 72 - 73ºC, automáticamente la hace regresar al tanque regulador o de alimentación para ser luego reprocesada; pero si la leche alcanza la temperatura de 72 - 73ºC, pasa entonces a la zona de regeneración o precalentamiento, donde es enfriada por la leche cruda hasta los 18ºC. De aquí la leche pasa a la sección de enfriamiento en donde se distinguen dos zonas: una por donde se hace circular agua fría y la otra en donde circula agua helada, para terminar de esta manera el recorrido de la leche, saliendo del intercambiador a la temperatura de 4ºC generalmente.

En el esquema siguiente se muestra el recorrido de la leche por el intercambiador:

El intercambiador de calor, como ya se menciono es el de placas, utilizado por su alta velocidad de transferencia y su facilidad de
limpieza. Son construidos en acero inoxidable; las placas tienen generalmente un espesor aproximado de 0.05 a 0.125 pulgadas; están aisladas mediante juntas de goma que forman una camisa de entre 0.05 y 0.3 pulgadas entre cada par de placas; estas ultimas se ordenan en secciones: precalentamiento, calentamiento y enfriamiento. Cada sección aislada se ordena de tal forma que los líquidos fluyen por una o mas placas en paralelo. En la figura siguiente se muestra la disposición de las placas y circulación de los fluidos. Las placas tienen nervaduras o estrías que provocan turbulencia y aumentan la superficie de intercambio.
Leche ultapasteurizada .

La variedad de pasteurización más popular en los productos lácteos españoles es el método UHT (´Ultra High Temperature´), mediante el cual la leche se calienta a al menos 138ºC durante 2 segundos. De este modo, la leche puede ser almacenada durante dos o tres meses, o incluso más si el proceso se combina con un el uso de instrumental y contenedores previamente esterilizados. En este sentido, UHT es superior al método HTST (´High Temperature, Short Time´), más popular en otros países.
Leche esterilizada
El tratamiento térmico supera la temperatura de ebullición. Normalmente 110 - 115 C durante 15 minutos. Se destruyen todos los microorganismos, incluidos los esporos. Este tipo de leche, se conserva seis meses a temperatura ambiente. Se producen cambios en las cualidades nutritivas: se alteran las proteínas, hay pérdidas de vitaminas y se altera su sabor (caramelización de la lactosa).Sus cualidades higiénicas son muy buenas .Se debe comprobar la fecha del envasado.
Esterilización (UHT)
Tras la pasteurización, en la leche quedan bacterias —no perjudiciales— y enzimas, que actúan sobre los componentes de la leche. El objetivo de la esterilización es parar completamente toda actividad, para que la leche se mantenga más tiempo inalterada. Se consigue calentándola mucho (UHT viene del inglés "Ultra High Temperature", temperatura muy alta) durante un pequeño intervalo de tiempo (unos 140ºC durante 3 segundos). Se puede conseguir haciendo circular la leche por un tubo rodeado por otro tubo con vapor de agua (una especie de baño maría), o bien inyectando vapor de agua en la leche misma, una vez envasada; en este caso, después se tienen que sacar las partículas de agua que queden. Esta segunda técnica es la más usada, y se denomina uperisación.
La temperatura muy alta provoca que se rompan las cadenas de aminoácidos que forman las proteínas, y que se desnaturalicen algunas vitaminas. Ello hace perder gusto y valor nutritivo a la leche. En los tratamientos térmicos, pues, hay que encontrar un equilibrio entre tiempo de conservación y calidad nutritiva. Conforme las empresas crecen se alarga el tiempo que transcurre entre los diferentes pasos del proceso (incluyendo la distribución a grandes distancias), de forma que la balanza se inclina hacia el aumento del tiempo de conservación. Ello permite también a los camiones distribuidores y a las tiendas ahorrar en refrigeración. Hoy la leche UHT puede tardar hasta cinco meses en caducar (sin abrir el envase), mientras que la pasteurizada tarda menos de una semana.
Si la leche se envasa en botella de plástico la temperatura de esterilización es menor (unos 120ºC). Ello le da un sabor más dulce.
Leche U.H.T.: (Ultra High Temperature).
Sometida a un tratamiento por calor, llamado "alto-corto".Se llegan a alcanzar temperaturas de 150 C durante 1-2 seg.A continuación enfriada y envasada en condiciones asépticas. No hay prácticamente alteraciones nutritivas ni del sabor.
Con todo esto queremos concluir que lo que más altera las cualidades nutritivas y organolépticas, no es la temperatura alcanzada, sino el tiempo de exposición a esa temperatura.
Pasteurización: menor conservación : gran valor nutritivo.
Esterilización: mayor conservación : menor valor nutritivo.
U.H.T.: mayor conservación : gran valor nutritivo.


Calidad nutritiva y organoléptica según el tratamiento térmico.

La aplicación de calor a la leche hace variar la calidad nutritiva y organoléptica de la leche,a través de estas últimas cualidades podemos lograr una valiosa información sobre el tratamiento térmico a que ha sido sometida.

Leche cruda:

Aspecto: blanco brillante con o sin reflejos amarillentos. Elevada fluidez.
Olfato: olor lácteo nítido, ausencia de olor a cocido.
Sabor: netamente lácteos (nata, requesón).Tonos a establo si no está desgasificada.
Calidad nutritiva: se toma como referencia de las demás. Sobre todo por su aporte de calcio y de vit. B2 (Riboflavina).

Leche pasteurizada:

Aspecto:
igual que la anterior.
Olfato: con incipientes recuerdos a cocido.
Sabor: presencia de sabores a cocidos o ausencia de ellos.
Calidad nutritiva: ningún nutriente se ve afectado por este tratamiento, excepto un 10% de vit. B1.

Leche esterilizada:
Aspecto: blanco mate marfil, con tono tostados. Pérdida de fluidez.
Olfato: nariz marcada por olores tostados, caramelizados y cocidos.
Sabor: destacan sabores tostados y caramelizados.
Calidad nutritiva: pérdidas de vit. B1 y vit. A.
Desnaturalización de proteínas con pérdidas del valor biológico. Caramelización de la lactosa.
Leche U.H.T:

Aspecto:
blanco mate,pérdida de fluidez.
Olfato: olores repartidos entre lácteos y cocidos.
Sabor: sabores a cocidos sobre un fondo lácteo.
Calidad nutritiva: similar a la de leche pasteurizada.

Pasteurización de la leche para quesos.

La pasteurización de la leche destinada para la elaboración de quesos se hace generalmente a 70ºC en 15 o 20 segundos en el tratamiento rápido o a 65ºC en 30 minutos en el tratamiento lento. Si se efectuara a temperaturas mayores el calcio tiende a precipitar como trifosfato calcico que es insoluble, lo cual llevaría a una coagulación defectuosa.

Pasteurización de la leche para leche en polvo.

En este caso la temperatura y el tiempo de tratamiento varían de acuerdo a la leche, para leche descremada se recomienda calentarla a 88ºC durante 3 minutos y para leche con materia grasa se calienta a 90ºC durante 3 minutos (no mas). Con estos tratamientos se asegura la destrucción de las lipasas y una reducción considerable de la flora bacteriana.
Pasteurización de la leche destinada a crema .

Para la elaboración de crema la leche puede pasteurizarse primero a 95ºC durante 15 o 20 segundos, luego enfriarse a 60 - 65ºC, descremarse, y pasteurizarse por separado a la crema a 95ºC durante 15 o 20 segundos, para luego ser enfriada a 21ºC o a 7 u 8ºC.
Otra manera de hacer el tratamiento sería calentar primero la leche a 60-65ºC, descremar luego y regresar la leche descremada al pasteurizar para ser tratada a la temperatura normal para destinarla a leche de consumo, en tanto la crema separada se pasteuriza a 95ºC por 12 - 20 segundos. Este tratamiento de temperatura elevada para la crema, es para eliminar lipasas, cuya presencia pueda provocar rancidez en la crema.

3.3. Conservación por frió

La leche, luego de su recepción es enfriada a temperaturas de alrededor de 4ºC y almacenada a esta temperatura. Este enfriamiento se realiza en un intercambiador de calor de placas (este equipo se describió en el tema de pasteurización), utilizándose agua helada como fluido enfriador. Antes se usaba un enfriador de superficie (todavía se lo utiliza en algunas plantas).

La leche circula por la superficie de la cortina y forma una película que es enfriada por el agua que circula por el interior de la cortina. En este tipo de enfriador, la leche esta en contacto con el medio ambiente, lo cual supone la posibilidad de contaminarse.

Luego de enfriada se manda la leche al tanque de almacenamiento donde se la mantiene a la temperatura de 4ºC hasta su procesamiento según los diferentes usos industriales.

Cabe mencionar que la leche que se destinará para la elaboración de quesos, conviene enfriarla y mantenerla a alrededor de 10ºC, pues temperaturas mas bajas afectan el caseinato de calcio que es fundamental para producir quesos.

El frio no provoca la muerte de los microorganismos, pero frena su actividad . El desarrollo de los gérmenes lácticos responsables de la acidificación de la leche diminuye a temperaturas próximos a los 10ºC , deteniéndose a una temperatura de 2 ºC . Sin embargo existen organismos , como algunas bacterias proteoliticas que pueden desarrollarse fácilmente a un en temperaturas de 0ºC.

BIBLIOGRAFÍA.
PAREDES MORI PEDRO R. CURSO LACTEOS, MANUAL DIDÁCTICO DE USO ACADEMICO – UNAP.