1. Introducción. 2. Determinación de la Acidez. 3. Determinación del ph. 4. Determinación de la Materia Grasa. 5. Prueba de Estabilidad

Transcripción

1 Analíticas en Leche 1. Introducción. 2. Determinación de la Acidez 3. Determinación del ph 4. Determinación de la Materia Grasa 5. Prueba de Estabilidad 6. Prueba de la Fosfatasa 7. Detección de Inhibidores

2 / [López, A.L.; Barriga, D.; Jara, J.; Ruz, J.M.]]. Córdoba. Consejería de Agricultura y Pesca, Instituto de Investigación y Formación Agraria y Pesquera, p. Formato digital (e-book) - (Tecnología, Postcosecha e Industria Agroalimentaria) Leche - Quesos - Calidad Acidez - ph Materia grasa Estabilidad Inhibidores Fosfatasa - Sistema de Autocontrol Análisis leche Este documento está bajo Licencia Creative Commons. Reconocimiento-No comercial-sin obra derivada Determinaciones Edita JUNTA DE ANDALUCÍA. Instituto de Investigación y Formación Agraria y Pesquera. Consejería de Agricultura y Pesca. Córdoba, Noviembre de Autoría: Ángel Luis López Ruiz 1 Diego Barriga Velo 1 Jesús Jara Muñoz 1 José María Ruz Luque 1 1 IFAPA, Centro de Hinojosa del Duque

3 Determinaciones 1. Introducción Figura 1. El transporte de la leche se realiza mediante cisternas homologadas Figura 2. Toma de muestras en el centro lácteo El presente documento constituye el material didáctico para la realización de las prácticas de laboratorio del Módulo 1: Recepción y almacenamiento de la leche, correspondiente al Programa Formativo de Especialista en Quesería. En estas prácticas se realiza in situ, el control de calidad de la materia prima principal para la elaboración de productos lácteos. La leche es considerada como uno de los alimentos más completos en la nutrición humana. Debido a su variada composición (proteínas, grasas, hidratos de carbono, vitaminas y sales minerales), de su alta digestibilidad y su capacidad de aprovechamiento por el organismo humano, de su sabor y de sus posibilidades de empleo en la elaboración de otros productos alimenticios, la leche líquida y los productos lácteos son alimentos indispensables para atender a las necesidades biológicas del ser humano en todas sus edades. Con este documento se pretende dar una visión global en cuanto a la necesidad de partir de una calidad de leche excelente, independientemente de la especie animal de origen. La calidad de la leche abarca aspectos tales como las condiciones higiénico-sanitarias, composición físico-química, así como las características organolépticas del producto. Analizar la calidad de la leche permite obtener la información necesaria para interpretar la evolución de cada uno de los parámetros, que posteriormente se precisan controlar. Las determinaciones analíticas que se desarrollan a continuación vienen establecidas en los controles obligatorios en el centro lácteo del Real Decreto 1728/2007, para leche de vaca y el Real Decreto 752/2011, para leche de oveja y cabra y en el Reglamento 853/2004 relativo a higiene de los alimentos de origen animal. Además, se incluyen otras determinaciones de gran utilidad para el desarrollo del proceso tecnológico. 3 /26

4 2. Determinación de la Acidez 2.1. Fundamento Se entiende por acidez en la leche natural, certificada, higienizada, pasterizada, esterilizada y uperizada, al contenido aparente de ácido, expresado en gramos de ácido láctico por 100 ml de leche (porcentaje %), grados SOXHLET-HENKEL (S-H) y en Grados Dornic. La acidez total de una leche se determina por volumetría o titulación. Lo que se pretende es la saturación de las funciones ácidas de la leche mediante un producto alcalino que, en presencia de un reactivo indicador (solución alcohólica al 2 % de fenolftaleína) descubre mediante un cambio de color, la neutralización del ácido de la leche por el álcali al final de la reacción. La solución alcalina más empleada en la valoración de la acidez de la leche es el hidróxido sódico (NaOH) 0,111 N (N/9) Material y reactivos utilizados Acidómetro Dornic, que consta: - Base de plástico y frasco de plástico - Bureta graduada de enrase automático y tubo de goma Frasco cuentagotas para el indicador Pipeta graduada de 10 ml Figura 3. Acidómetro Dornic Vaso de precipitados de 100 ml Sosa Dornic N/9 Solución de fenolftaleína al 2% 4 /26

5 2. Determinación de la Acidez 2.3. Procedimiento 1) Homogeneizar la leche utilizando una varilla agitadora antes de tomar la muestra. 2) Depositar en un vaso de precipitado 10 ml de la leche problema. 3) Añadir 4-5 gotas de fenolftaleína. 4) Enrasar la bureta con sosa N/9, presionando el frasco de plástico. 5) Dejar caer gota a gota la sosa N/9 sobre la leche, agitando el vaso de precipitado al mismo tiempo. 6) La valoración concluye cuando aparece una coloración rosa débil, que debe persistir al menos durante unos segundos. 7) Lectura en la bureta de los ml de sosa N/9 gastados Resultados Los resultados los expresamos en grados Dornic o en gramos de ácido láctico por 100 ml de leche. Figura 4. La prueba de la acidez nos permite conocer el estado de la leche 1º Dornic = 0,1 ml de Sosa N/9 = 0,1 g de ácido láctico 5 /26

6 Figura 5. Esquema de la determinación de acidez 6 /26

7 2. Determinación de la Acidez Supongamos que para determinar la acidez de una leche necesitamos 1,6 ml de sosa Dornic; esa leche tiene entonces una acidez de 16º Dornic o 1,6 g de ácido láctico / 100 ml de leche. La leche tiene una acidez natural como consecuencia de la presencia de ácido cítrico, anhídrido carbónico, caseína, lactoalbúmina, fosfatos y cloruros. Esta acidez natural está en la leche de vaca en torno a los 14-18º Dornic, siendo muy similar en la leche de cabra. En la leche de oveja, la acidez normal alcanza los 18-25º Dornic. Una acidez en cabra y vaca inferior a 14º Dornic puede indicar procedencia de animales enfermos (mamitis), leches calostrales o alteradas (aguadas). La acidez por encima de 18º Dornic, nos indican leche procedente de ordeños poco higiénicos o que han pasado más de 10 horas sin refrigeración. Según el Real Decreto 1728/2007 (para leche de vaca) y el Real Decreto 752/2011 (para leche de cabra y oveja), en los que se establece la normativa básica de control que deben cumplir los operadores del sector lácteo, se debe determinar la acidez o la estabilidad al alcohol de la leche en el centro lácteo. 7 /26

8 3. Determinación del ph 3.1. Fundamento El ph es una medida de la concentración de protones o iones hidrógeno, es decir, de la acidez o basicidad de un medio. En numerosos alimentos el ph es un factor importante para su estabilidad, ya que es determinante en el crecimiento de grupos de microorganismos específicos. El valor de un ph neutro es de 7; por debajo de este valor, el ph se considera ácido y por encima del mismo el ph es básico. Los resultados se expresan en unidades de ph a 20ºC. La determinación del ph de una leche se realiza directamente sobre la misma con ayuda de un ph-metro. La precisión entre los resultados de dos determinaciones consecutivas debe ser de 0,10 ph. El ph de una leche es inversamente proporcional a la acidez Dornic; es decir, a mayor acidez menor ph. El ph normal de la leche se encuentra entre 6,6 y 6, Material y reactivos utilizados ph-metro con electrodo de vidrio (sensibilidad 0,05 ph) Vasos de precipitado Varilla agitadora de vidrio Soluciones tampón de referencia, ph 7 y ph 4,01 Figura 6. Escala de ph Agua destilada 8 /26

9 3. Determinación del ph 3.3. Procedimiento 1) Calibrar el ph-metro con las soluciones tampón de referencia, empezando siempre por la de ph 7. Entre mediciones lavar siempre el electrodo con agua destilada. 2) Llevar la muestra hasta los 20ºC, y agitar hasta conseguir una perfecta homogeneización. 3) Sumergir el electrodo del ph-metro en la muestra de leche y leer el valor en el visor Resultados Figura 7. ph-metro con sonda para líquido Las mediciones se expresan en unidades de ph a 20ºC, con dos cifras decimales. Si el valor de ph es diferente, puede deberse a: Un deficiente estado sanitario de la glándula mamaria incrementa el ph de la leche. El desarrollo de microorganismos que degradan la lactosa en ácido láctico hace disminuir el ph de la leche. Figura 8. Soluciones tampón para la calibración del ph-metro Desarrollo de microorganismos alcalinizantes que hacen aumentar el ph de la leche 9 /26

10 Figura 9. Esquema de la determinación del ph 10 /26

11 4. Determinación de la materia grasa 4.1. Fundamento Para la determinación de la materia grasa de la leche debemos medir la grasa una vez separada del resto de componentes de la leche, después de destruir su estado globular o bien extraerla mediante un disolvente. La grasa al formar una emulsión muy frágil, puede destruirse mediante la utilización de ácidos concentrados y calientes, que además destruyen la membrana globular y disuelven totalmente la caseína, por lo que hay una excelente separación en dos fases. Para la determinación de la materia grasa liberada se utiliza el Método de Gerber (volumétrico). El MÉTODO GERBER es una técnica volumétrico de rutina, rápida y precisa que se basa en medir el volumen de la fase grasa, separada de la acuosa por centrifugación en aparatos especialmente graduados. Consiste en la liberación total de la grasa de la leche por disolución de las sustancias proteicas, separación de la grasa por centrifugación y posterior medida volumétrica de esta. La leche se deposita en un butirómetro y se añade ácido sulfúrico, el cual disuelve las proteínas y alcohol isoamílico que facilita la separación de la grasa. Mediante centrifugación, conseguimos la separación total de la grasa procediendo a su lectura gracias a la escala graduada del butirómetro. Figura 10. Glóbulos de grasa de leche de vaca al microscopio Se expresa el contenido de grasa de la leche en porcentaje por 100 ml. de leche. 11 /26

12 4. Determinación de la materia grasa 4.2. Material y reactivos utilizados Pipetas aforadas de 11 ml. Butirómetro original Gerber, que pueden ser: - Escala de 0-5%, con divisiones de 0,1 ml, para leche de vaca. - Escala de 0-9%, con divisiones de 0,1 ml, para leche de cabra. - Escala de 0-14%, con divisiones de 0,1 ml, para leche de oveja. Tapones cónicos de butirómetros y vástago para tapones. Centrífuga Gerber con calefacción ( rpm) Pipeta Kipp (medidor automático) para ácido sulfúrico, de 10 ml. Pipeta Kipp para alcohol isoamílico de 1 ml. Gradilla Baño María con termostato regulable, en caso de que la centrífuga no disponga de calefacción. Figura 11. Butirómetro Gerber (con escala 0-9 %) 12 /26

13 4. Determinación de la materia grasa 4.3. Procedimiento 1) Homogenizar la leche evitando la formación de espuma. Depositar en el butirómetro 10 ml de ácido sulfúrico % según Gerber, con cuidado de no manchar el cuello del butirómetro. 2) Tomar 11 ml de la leche problema y depositarlos en el butirómetro, dejándola caer por las paredes del mismo. La posición correcta de la pipeta y el cuello del butirómetro sería formando un ángulo de 45º. 3) Añadir 1 ml de alcohol isoamílico, procurando no manchar el cuello del butirómetro. 4) Cerrar el butirómetro ayudándonos con el empujador. 5) Agitar con cuidado el butirómetro hasta conseguir la total disolución de las fases. Colocar los butirómetros en la centrífuga en posiciones opuestas y con los tapones hacia abajo. Centrifugar durante 5-7 minutos entre rpm y ºC. 6) La lectura debe realizarse a una temperatura de ºC, y siempre manteniendo el butirómetro en posición vertical. Si la centrífuga no tiene calefacción, debemos mantener los butirómetros antes y después de la centrifugación, durante 5 minutos en el baño maría programado a 65 ºC. Figura 12. El método Gerber es un método rápido de determinación de la La lectura se lleva a cabo, haciendo coincidir uno de los extremos de la columna de grasa con una unidad entera de la escala del butirómetro, y posteriormente contando el número de grados. 13 /26

14 Figura 13. Esquema de la determinación de la materia grasa 14 /26

15 4. Determinación de la materia grasa 4.4. Resultados La lectura obtenida en el butirómetro Gerber, expresa el contenido en materia grasa de la leche en porcentaje en volumen, es decir, % de materia grasa en 100 ml de leche. La cantidad de materia grasa presente en cualquier leche varía en función de: - La alimentación del animal. - La estación del año. - El estado de lactación del animal y el número de partos. - La raza y la genética. - Manejo y estado sanitario del animal. No obstante, a continuación se exponen valores porcentuales medios de la materia grasa de la leche de vaca, cabra y oveja. TIPO DE LECHE Vaca Cabra Oveja 3,6 % 3,8 % 7,9 % Figura 14. La grasa de la leche queda en la parte superior del butirómetro 15 /26

16 Determinaciones 5. Prueba de estabilidad al alcohol Antes de someter una leche cruda a un tratamiento térmico es preciso asegurarse de su estabilidad al calentamiento que va a sufrir. Los componentes de la leche se encuentran en estado de equilibrio, existiendo numerosas causas o factores que pueden alterar este estado de equilibrio, haciendo que la leche no sea estable y por tanto no resista los tratamientos térmicos. Estas causas o factores pueden ser: - Exceso de ácido láctico (la más frecuente). Una leche ácida será inestable. Presencia de conservantes (agua oxigenada) y sustancias extrañas. - Larga conservación de la leche. Las llamadas leches viejas, que han sido - Estado de los animales. Leches mamíticas o calostrales. - conservadas en frío durante 4-5 días. Largo tiempo de transporte y excesiva agitación de la leche Existen diversas pruebas que permiten determinar la estabilidad de la leche cruda y seleccionarla para un determinado tratamiento térmico: Prueba del Alcohol, Prueba de la Ebullición y Prueba del Fosfato 5.1. Fundamento Al añadir una cierta cantidad de alcohol etílico a la leche se produce una parcial o total deshidratación de ciertos coloides hidrófilos, lo que puede conducir a su desnaturalización y a la pérdida del estado de equilibrio seguida de floculación. Figura 15. Preparación de la graduación necesaria con alcoholímetro Dicha desnaturalización sólo ocurre cuando se llega a un cierto grado de alcohol en la mezcla final, por debajo del cual las leches estables no floculan. 16 /26

17 Determinaciones 5. Prueba de estabilidad al alcohol 5.2. Material y reactivos utilizados Tubos de ensayo Agua destilada Pipetas de 5 ml Alcohol etílico o etanol de diferente graduación a) según el tratamiento térmico al que se vaya a someter la leche: - Pasteurización: alcohol de % - Uperización: Alcohol de 76% - Esterilización: Alcohol de 72-74% b) según la especie de la que proviene la leche a analizar, así: - vaca y oveja: alcohol de 67-68% cabra: alcohol de 56-57% Figura 16. La estabilidad es una prueba sencilla para ver el estado de la leche 17 /26

18 5. Prueba de estabilidad al alcohol 5.3. Procedimiento 1) Homogeneizar la leche agitándola con una varilla agitadora. 2) En un tubo de ensayo, depositar 5 ml de la leche problema. 3) Añadir 5 ml de etanol con la gradación correspondiente. 4) Mezclar invirtiendo el tubo varias veces 5) examinar la mezcla Resultados Si no se observan coágulos en las paredes del tubo de ensayo, se considera que la leche es estable a la temperatura de tratamiento térmico ensayado, que corresponde con la graduación del alcohol utilizado. Si se percibe la formación de coágulos en las paredes del tubo, indica que la leche no es estable para ese tratamiento térmico en concreto. Según el Real Decreto 1728/2007 (para leche de vaca) y el Real Decreto 752/2011 (para leche de cabra y oveja), en los que se establece la normativa básica de control que deben cumplir los operadores del sector lácteo, se debe determinar la estabilidad al alcohol o la acidez de la leche en el centro lácteo. Figura 17. Leche inestable (izquierda) y estable (derecha) 18 /26

19 5. Prueba de estabilidad al alcohol Figura 18. Esquema de la determinación de la materia grasa 19 /26

20 6. Prueba de la fosfatasa 6.1. Fundamento La determinación de la fosfatasa es una prueba que permite comprobar la correcta pasteurización de una leche; es decir, comprobar que el tiempo y la temperatura de tratamiento térmico de pasteurización se ha realizado correctamente. La fosfatasa es una enzima que se encuentra en la leche cruda y se desnaturaliza por el calor, por lo cual al pasteurizar la leche se destruye. Para comprobar la existencia (mala pasteurización) de fosfatasa se usa un método colorimétrico. La fosfatasa tiene la propiedad de desdoblar el fenilfosfato disódico en fenol y fosfato de sodio. También existen tiras indicadoras para esta prueba. Figura 19. Leche cruda (izquierda) y pasteurizada (derecha) Este método pone de manifiesto la existencia de fenol mediante un indicador de color que reacciona con él formando un compuesto de color azul (existe fenol y por tanto fosfatasa por lo que no se ha pasterizado correctamente). Si no existe fosfatasa (leche bien pasterizada), no existe fenol y se forma un compuesto de color marrón Material y reactivos utilizados Tubos de ensayo con tapón de rosca Pipetas graduadas de 10 y 1 ml Varillas agitadoras de vidrio Estufa de incubación a 37ºC o Baño María Figura 20. Tiras indicadoras para fosfatasa (método alternativo al descrito) Pinzas y gradilla y agua destilada para análisis Reactivo I, II y III 20 /26

21 6. Prueba de la fosfatasa 6.3. Procedimiento 1) En 2 tubos de ensayo se depositan 10 ml de agua destilada para análisis y se llevan a la estufa para que se pongan tibios o se atemperan con la mano. 2) Añadir a cada tubo una tableta de Reactivo I y disolver con ayuda de una varilla. 3) Cuando esté bien disuelta, añadir una tableta de Reactivo II y disolver. 4) Depositar en cada tubo 1 ml de la leche problema. Mezclar. 5) Llevar los tubos de ensayo a la estufa de incubación a 37ºC durante 1 hora. 6) Tras la incubación, añadir a cada tubo una cucharadita de Reactivo III. 7) Mezclar y llevar a incubación durante minutos Resultados Observar el color de los tubos de ensayo: Color marrón indica que no hay fosfatasa: Leche bien pasterizada. Color verdoso, indica que hay una pequeña cantidad de fosfatasa: Leche sin pasterizar correctamente. Color azul fuerte, indica que hay fosfatasa: Leche cruda. 21 /26

22 Figura 21. Esquema de la determinación de la materia grasa 22 /26

23 7. Detección de inhibidores 7.1. Fundamento La detección de inhibidores es una prueba que nos permite conocer la presencia en la leche de antibióticos tales como los β-lactámicos y las tetraciclinas, y por tanto su inutilización para el consumo humano. Se trata de un test competitivo que utiliza dos receptores en una misma reacción. Cuando se mezcla el reactivo contenido en el microtubo con la muestra de leche, ambos receptores pueden unirse a sus correspondientes analitos durante la primera incubación. Cuando la muestra de leche no tiene antibióticos, se produce la coloración de las líneas de captura presentes en la tira reactiva, indicando la ausencia de moléculas de antibiótico en la muestra. La presencia de antibióticos en la muestra se determina por la débil coloración de las líneas de captura existentes en la tira reactiva. Figura 22. Se debe respetar el Periodo de Supresión de cada antibiótico 7.2. Material y reactivos utilizados La detección de inhibidores es una prueba que nos permite conocer la presencia en la leche de antibióticos Figura 23. No se puede ordeñar un animal durante un tratamiento con antibióticos Microtubos Tiras reactivas Gradilla Estufa de incubación 23 /26

24 7. Detección de inhibidores 7.3. Material y reactivos utilizados 1) Sacar del test de inhibidores un microtubo. 2) Colocar una punta en la pipeta minipet y añadir 200 μl de la muestra de leche al microtubo. Disolver el producto mezclándolo con ayuda de la punta de la pipeta hasta obtener un color rosa homogéneo. 3) Colocar en la estufa a 40ºC durante 3 minutos. 4) Finalizada la incubación, colocar una tira reactiva en el interior del microtubo sumergiendo la parte de debajo de la tira (parte más gruesa) y realizar una segunda incubación de otros 3 minutos. 5) Al terminar la segunda incubación, se extrae la tira reactiva, en la cual aparecerá una, dos o tres líneas impresas Resultados La interpretación visual se realiza a través de una comparación entre la intensidad de color de la línea TEST y la Control. Las líneas TEST se corresponden con la inferior relativa a β-lactámicos y con la superior correspondiente a tetraciclinas. Si las líneas TEST son más visibles que la de control, la muestra se considera NEGATIVA. Figura 24. Test rápido de detección de inhibidores con necesidad de incubación Si las líneas TEST son igual de visibles que la control o menos visibles que ésta, la muestra se considera POSITIVA. En caso de duda, la muestra se considera POSITIVA. 24 /26

25 Figura 25. Interpretación de test de inhibidores 25 /26

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