Análisis de los efectos de los tratamientos térmicos en el procesamiento de leches.

Transcripción

1 Análisis de los efectos de los tratamientos térmicos en el procesamiento de leches. Dra. Carolina Astudillo, PhD. Patricio Carvajal & Dr. Andrés Córdova Escuela Alimentos Pontificia Universidad Católica de Valparaíso

2 Escuela de Alimentos PUCV Profesores PhD. Patricio Carvajal Dr. Andrés Córdova Dra. Carolina Astudillo

3 Composición de la Leche Lactosa, 50 g 1000 g Agua 870 g Sólidos 130 g Grasa, 40 g Minerales, 8 g Proteína 32 g Fosfato de calcio Caseínas 26 g Proteínas de suero 6 g α-caseína β-caseína κ-caseína α-lactoalbúmina (20%) β-lacto Globulina (52%) Inmunoglobulinas (12%) SeroAlbúmina (7%) κ-caseína Proteasa Peptona (9%) Fosfato de calcio

4 Contenido de Aminoácidos Esenciales en leche y sus proteínas Porcentaje de AA (%) Leche Caseína Proteína Suero Isoleucina 6,2 5,7 7,0 Leucina 10,4 10,5 11,8 Lisina 8,3 8,2 9,6 Metionina 2,9 3,0 2,4 Fenilalanina 5,3 5,1 4,2 Treonina 4,8 4,4 8,5 Triptófano 1,5 1,5 2,1 Valina 6,8 7,0 7,5 Histidina 2,8 3,0 2,4

5 Componentes Termosensibles de la Leche Proteínas de la leche Inmunoglobulinas>seroalbúmina>β-LG>α-LA>Caseínas. Azúcar de la leche Lactosa Calor + Proteínas + Azúcares Reacción de Maillard. Reacción Autocatalítica Prosigue durante el almacenamiento. Se forman compuestos que NO EXISTEN NATURALMENTE EN LA LECHE. (NeoContaminantes). Son marcadores aquellos productos tempranos, intermediarios y tardíos. Esta reacción tiene lugar tanto en alimentos, como al interior de nuestro organismo. El 10% de los ingeridos en la dieta se acumulan en el organismo (Debe tenerse en consideración la exposición temprana en el caso de los niños).

6 Clasificación de las leches Según el cómo afecta a las proteínas: i) Leches sin tratamiento térmico o mínimo tratamiento térmico. En esta categoría se incluye la leche cruda y la leche pasteurizada líquida. ii) Leches moderadamente modificadas por tratamiento térmico. En esta categoría se incluye las leches líquidas larga vida, como UHT y evaporadas. iii) Leches extensivamente modificadas. Esta categoría considera a las leches en polvo. (Johnson et al., 2011)

7 Clasificación de las leches en Polvo High Heat (Alto Calor) Medium Heat (Medio Calor) Low Heat (Bajo Calor) Esta clasificación es según la severidad del tratamiento térmico. Una leche de bajo calor, Low Heat Non Fat Dry Milk en inglés, debe presentar un WPNI (whey protein nitrogen index) superior a 6 mg/g, lo que es equivalente a que al menos el 51% de la proteína de suero nativa de la leche, se encontrará en la leche líquida preparada a partir de ella. Este parámetro está declarado en el Reglamento Sanitario de los Alimentos en el artículo 217.

8 Lisina Bloqueada en leche y productos lácteos. Como consecuencia del tratamiento térmico se produce el bloqueo/destrucción de la Lisina (Reacción de Maillard). Producto Proporción de lisina bloqueada (%) Leche Fresca 0 Leche Pasteurizada 0-2 Leche UHT 0-10 Leche Evaporada/concentrada Leche en polvo (Secado Spray) 0-7 Leche en polvo (Secador rotatorio) Fórmulas infantiles 5-34 Otros aminoácidos que se bloquean son: Arginina, metionina, triptófano e histidina. Lisina es la más reactiva. Hilton C. Deeth and Michael J. Lewis (2017) High temperature processing of Milk and Milk Products

9 Conceptos Desnaturalización proteica Producido por el calor, genera un despliegue de la proteína, que tiene como consecuencia la pérdida de actividad biológica. En leche, afecta principalmente a las proteínas de suero y κ-caseína. NO AFECTARÍA la calidad nutricional de la leche, pero deja a los AA expuestos para reaccionar. Es un indicador de la severidad térmica de un proceso. Agregación proteica Puede ocurrir si el tratamiento térmico es muy severo. Participan β-lactoglobulina, α-lactoalbúmina y κ-caseína. Tiene consecuencia en la digestibilidad de la proteína y su calidad nutricional. En leches no debería ocurrir. Reacción de Maillard Produce compuestos que no existen en le leche natural. Participa la lisina y otros AA, que quedan bloqueados.

10 Consecuencias del tratamiento térmico Conforme aumenta la intensidad del tratamiento térmico: Efecto positivo Formación de lactulosa (aunque en altas concentraciones es diarreico). Efecto neutro: Desnaturalización de las proteínas de suero. Efectos negativos Bloqueo de lisina y otros aminoácidos esenciales. Pérdida de tiamina. Formación de hidroximetil furfural. Formación de furosina. Compuestos Formación de lisinoalanina de Amadori Formación de lactulolisina. Formación de otros compuestos tardíos de la reacción de Maillard.

11 Efectos Tóxicos de los productos de la Reacción de Maillard Hidroximetil furfural Cancerigeno Furosina Diabetes Mellitus Efecto citotóxico en riñones e hígado Estos compuestos se generan durante el calentamiento de la leche y se siguen produciendo durante el almacenamiento. Además, durante el almacenamiento puede convertirse en otros productos de la Reacción de Maillard, como por ejemplo el N-carboximetil-lisina (CML).

12 Indicadores de Severidad Térmica i) Por desaparición de sustancias Desnaturalización de proteínas de suero Desnaturalización de vitaminas. ii) Por aparición de sustancias Hidroximetil furfural. Furosina. Lisinoalanina Lactulolisina.

13 Indicadores de Severidad Térmica Rango de Concentración de Furosina en algunos productos lácteos Producto Furosina (mg/kg) Leche Cruda Leche Pasteurizada Leche UHT Leche en Polvo Fórmulas infantiles

14 Normativas respecto a HMF Valores máximos de HMF admisibles por la Unión Europea Producto HMF (mg/kg) Jugo 20 Jugo Concentrado 25 Miel 40 Miel con denominación de origen 10 Mosto de uva 25

15 Otras Tecnologías: Microfiltración Entre el 99.0 al 99.9% de las bacterias y sus esporas, pueden ser removidas utilizando membranas cerámicas con tamaños de poro de 1 μm. La leche es descremada antes de la microfiltración, la crema es sometida a un tratamiento UHT y luego recombinada con la leche microfiltrada. La leche Microfiltrada es equivalente nutricionalmente a la leche pasteurizada, pero con una vida útil superior, de 3 a 4 semanas, si es refrigerada apropiadamente. Su sabor es semejante a la de leche pasteurizada, pero con una textura más cremosa. Hoy en día se comercializa en países desarrollados a nivel mundial. Canadá

16 Otras Tecnologías: Microfiltración En USA se resisten a consumir leche UHT, por el cambio del sabor de leche. En Europa se puede encontrar leche microfiltrada sin ningún tratamiento térmico. En USA y Canadá, de ser filtrada, debe aplicarse un tratamiento térmico suave. Italia U.K. Francia

17 Otras Visiones En Irlanda la premisa es: La producción de queso es el subproducto de la industria del suero de leche. Ya que el valor agregado está en la producción de concentrados y aislados de proteínas de suero, junto con fórmulas infantiles, que tienen un valor de venta muy superior al de la leche. De esa manera dan valor.

18 Finalmente Cuál es el mensaje? Los productos lácteos tienen una historia térmica que puede ser conocida a través de diversos indicadores (Contenido de PS no desnaturalizada y HMF, entre otros). Distintos tratamientos térmicos y su intensidad generarán distintas historias térmicas. Los efectos de los tratamientos térmicos son acumulativos. La calidad de una leche sometida a un tratamiento térmico será diferente a la de otra sometida a más de un tratamiento térmico. Severidad del tratamiento térmico, en términos generales es: Leche cruda<pasteurizada<uht<polvo<reconstituida.

19 Las leches en polvo tienen distinta historia térmica entre sí (lo cual es reflejado en nuestro RSA, artículo 207). El tiempo y condiciones de almacenamiento son muy relevantes respecto del envejecimiento de las leches en polvo, ya que los compuestos como HMF y Furosina aumentan a través del tiempo. En leche UHT también se ha observado el aumento. La leche reconstituida contendrá HMF y furosina, entre otros Neocontaminantes, en mayor proporción que una leche con un tratamiento térmico único. Existen pocos estudios, dado que no es una práctica de países desarrollados.

20 Si no hay leche natural UHT disponible en el mercado, un consumidor informado no debería seleccionar una leche reconstituida UHT, sino preferir una leche en polvo y él mismo realizar la hidratación (reconstitución) antes de consumirla. Finalmente, es el objetivo de cualquier profesional responsable socialmente, que se desempeñe en el área de alimentos, el minimizar en la medida de lo posible la generación de los productos de reacción de Maillard durante el procesamiento y evitar la exposición temprana de nuestros niños a ellos.

21 Recomendaciones finales Incluir en la etiqueta el o los tratamientos térmicos a los cuales fue sometido el producto (alineado con el Boletin Transformaciones ). Es importante conocer el historial térmico de los ingredientes que se utilizan en los productos lácteos (ej, leche en polvo). La fecha de vencimiento de un producto lácteo a partir de un ingrediente lácteo (como leche o suero en polvo), debe considerar la fecha de vencimiento de esos ingredientes usados en su elaboración. Utilizar algún indicador de historia térmica (por ejemplo HMF o Furosina). Esto será un indicador inequívoco de la calidad del producto Respecto de la disponibilidad de sus AA esenciales y ausencia de compuestos tóxicos. Por ejemplo: Preserva el 50% de las proteínas nativas de suero Indicador térmico: Calor bajo

22 Análisis de los efectos de los tratamientos térmicos en el procesamiento de leches. Dra. Carolina Astudillo, Patricio Carvajal & Andrés Córdova Escuela Alimentos Pontificia Universidad Católica de Valparaíso