Elaborado por: Ing. José Luis Munguía Ortega Asesor Técnico de Lácteos Proyecto Occidente Ganadero/TechnoServe Revisión: Licda. Anielka Pérez Picado Comunicación, Proyecto Occidente Ganadero/TechnoServe
Análisis Físico-Químico de la Leche 1. Introducción... 5 2. Generalidades de la leche... 7 3. Análisis físico-químicos de la leche... 13 4. Análisis higiénico-microbiologico de la leche... 19 I. Análisis Organoléptico... 19 II. Medidas del ph... 20 III. Prueba de la Reductasa: (Reducción del azul de metileno)... 24 IV. Prueba de Alcohol en la leche... 30 V. Determinación de la acidez... 33 5. Términos técnicos y definiciones...37 3
Análisis Físico-Químico de la Leche Introducción La calidad de la leche comercial y de sus derivados elaborados en una industria láctea, depende directamente de la calidad del producto original o materia prima, provenientes de las zonas de producción y de las condiciones de transporte, conservación y manipulación en general hasta el centro de acopio o la planta lechera. Por lo tanto la calidad del producto que llega al consumidor, depende del control que se lleve sobre la leche cruda. En este manual se incluyen algunas de las pruebas más comúnmente empleadas en la industria láctea, con el propósito de establecer la calidad sanitaria. De estas pruebas, unas pueden realizarse en el campo o en la receptoría del acopio o la planta; tal es el caso de las determinaciones de caracteres organolépticos de la prueba lactométrica (peso especifico), mediante las cuales es posible reconocer algunas leches inaceptables, evitando que dañen la leche de buena calidad al mezclarse en camiones cisternas o en los tanques de almacenamiento. Otras como la prueba de alcohol, las determinaciones de acidez, ph y las basadas en la reducción de colorante (azul de metileno) son realizadas con el objetivo de determinar la calidad de leches sospechosas o como técnicas rutinarias de control. 5
2 CAPÍTULO La Leche Generalidades de la Leche Es el producto integro del ordeño completo e interrumpido de una hembra lechera sana, bien alimentada y no fatigada, ha de ser recogida higiénicamente y no debe contener calostro. - Característica general, «la leche fresca de vaca deberá presentar aspecto normal, estará limpia y libre de calostro, preservadores, antibióticos, colorantes, materias extrañas y sabores u olores objetables o extraños. La leche se obtendrá de vacas acreditadas como sanas es decir libres de toda enfermedad infecto-contagiosa tales como tuberculosis, brucelosis y mastitis. A partir del momento de obtención la leche se le someterá a filtración y enfriamiento Inmediato a 4 C.» - Desde el punto de vista sensorial, se puede caracterizar como un líquido blanco y opaco, un poco más pesado que el agua y ligeramente untuoso, más o menos amarillenta según el contenido de carotenos de la materia grasa, de sabor dulce y agradable ligeramente azucarado y de olor poco marcado pero particular. Leche para queso Para obtener un producto de buena calidad es indispensable que la materia prima, sea de buena calidad, por lo que la producción de buenos quesos requiere de leche de buena clase. La leche para queso debe contener alta cantidad de proteína coagulable, lo cual normalmente ocurre al décimo o décimo primer día después del parto, tener una proporción equilibrada de sales minerales, especialmente buena cantidad de calcio disponible, contar con poca cantidad de microorganismos, poseer la capacidad de ser coagulada en forma rápida por la quimosina o pastilla de cuajo, estar libre de antibióticos, detergentes y desinfectantes. Composición Química de la leche de diferentes razas de vacas (%) Raza Agua Grasa Proteínas Lactosa Cenizas Holstein 88,12 3,44 3,11 4,61 0,71 Airshire 87,39 3,93 3,47 4,48 0,73 Pardo Suizo 87,31 3,97 3,37 4,63 0,72 Guernsey 86,36 4,50 3,60 4,79 0,75 Jersey 85,66 5,15 3,70 4,75 0,74 Fuente: Química de los Alimentos, Salvador Badui. 7
Análisis físico-químico de la leche En el cuadro anterior se muestran los valores promedio de las composiciones globales de diferentes leches; cabe indicar que los datos de este cuadro son estrictamente indicativos, ya que es común encontrar grandes diferencias en una misma raza, y más aún, entre las distintas razas de cada país. Factores que afectan la composición de la leche La leche difiere en su composición que es muy difícil encontrar dos muestras idénticas. Los factores que hacen variar la composición de la leche son: especie, raza, ordeño, tiempo de ordeño, cuarto de la ubre, periodo de lactancia, estado nutricional, composición del alimento, estaciones del año, temperaturas ambientales, edad, salud de la ubre, enfermedades en general, condición de la vaca en el momento del parto, cambio de sistema de ordeño, excitación, ejercicios, hormonas, drogas, selección genética, periodo seco de la vaca e iluminación. Contaminación de la Leche 1. Formas en que se Contamina la Leche Desde el ordeño hasta que llega al consumidor o se elaboran sus productos, en la leche caen muchos y diferentes microorganismos que, con una conservación duradera aumentan la microflora y pueden provocar cambios, como son: aumento de acidez, coagulación, etc., ya que la leche es un medio apropiado para el desarrollo de muchos microorganismos. La cantidad adecuada de los componentes de la leche asegura las sustancias alimenticias necesarias para el desarrollo de los microorganismos, también ayuda la reacción ligeramente neutral que posee la leche en el momento del ordeño. 2. Glándula Mamaria 8 En la glándula mamaria casi siempre se encuentran microorganismos aunque se lave y se desinfecte bien por su exterior. Por esta razón es que la primera leche que sale contiene mayor cantidad de microorganismos, y cuando se quiere obtener una leche de buena calidad se separan los primeros chorros en otro recipiente. Cuando la leche ha sido obtenida en condiciones óptimas, su microflora es invariable y está compuesta fundamentalmente de micrococos y estreptococos. La condición principal para obtener una leche de buena calidad es la limpieza de la glándula mamaria y la salud del animal.
Análisis Físico-Químico de la Leche Las bacterias entran a través del canal del pezón. 3. Piel de los Animales Lecheros. La piel de los animales lecheros es una vía de transmisión de microorganismos en la leche, ya que a ella pueden adherirse parte de excrementos y alimentos, los cuales pueden caer en la leche durante el ordeño. La microflora que contiene la leche cuando se contamina por suciedades de la piel puede ser de coliformes, bacterias proteolíticas, estafilococos, etc. 4. Recipientes Los recipientes que se utilizan para el colado y la conservación de la leche originan diferentes tipos de microorganismos, y así desde que se obtiene la leche hasta que llega al consumidor, va aumentando su microflora. La microflora que cae en la leche, cuando los recipientes no han sido bien lavados, es de bacterias ácido lácticas. La leche es un medio favorable para el desarrollo de las bacterias. La microflora que pasa a la leche cuando los recipientes han sido lavados, pero no esterilizados, es variada. Cuando los recipientes se someten a una esterilización discontinúa la mayor parte de microorganismos que se encuentran en la leche son los que forman esporas. Para evitar esto, los recipientes deben ser lavados primeramente con agua fría y después con agua caliente y desinfectantes. 9
Análisis físico-químico de la leche 5. Manos de los Ordeñadores Las manos son también transmisoras de microorganismos, principalmente patógenos; por eso, el ordeñador debe lavárselas bien antes y después del ordeño y no introducirlas en la leche. 5.1. Otros Orígenes de Microorganismos en la Leche Los alimentos, el agua, el aire y la vaquería influyen sobre la cantidad y la calidad de la microflora láctea, y por consiguiente, sobre la calidad de la leche. Debe quedar claro con lo antes expuesto que para obtener leche de buena calidad es necesario una rigurosa higiene y un control microbiológico estricto. Qué es leche de calidad? Se entiende por leche de calidad a la que proviene de vacas sanas, bien alimentadas y que reúne las siguientes características: Cantidad y calidad apropiada de los componentes sólidos (grasa, proteínas, lactosa y minerales.) Libre de bacterias causantes de enfermedades (Ej. Brucelosis, tuberculosis o bacterias que producen mastitis) y toxinas (sustancias tóxicas) producidas por bacterias y por hongos. Libre de residuos químicos e inhibidores. Con un mínimo de células somáticas. Calidad Composicional La leche está constituida por un 12% de sólidos totales (grasa butirosa, proteína, lactosa, y minerales) y por un 88% de agua. Cómo se evalúa la calidad composicional de la leche? Determinando la concentración de cada componente: 10 a) Midiendo el contenido de materia grasa. b) Midiendo la cantidad de proteínas. c) Midiendo la densidad (1028 a 1035 g/l) d) Detectando la presencia de neutralizantes, inhibidores y/o antibióticos. e) Determinando la acidez de la leche (14 y 17 Grados Dormic) f) La prueba de alcohol, que debe de dar negativa (es decir no cortar) es un indicador indirecto de la acidez.
Análisis Físico-Químico de la Leche Calidad Higiénica Microbiología de la leche: incluso cuando se obtiene en condiciones de asepsia, la leche contiene siempre microorganismos que proceden de los conductos galactóforos de la ubre de la vaca. Su número varía de vaca a vaca, pero aproximadamente oscila entre 102 y 103 microorganismos por Mililitro. En la práctica la leche recién obtenida contiene unos 5 x 103 a 5 x 104 microorganismos por mililitro, constituidos por contaminantes procedentes del entorno de la ubre, del equipo de ordeño y de los manipuladores. Son muy variados los microorganismos que puede haber, entre ellos, Pseudomonas, Acinerobacter/Moraxella, Flavobacterium, Micrococcus, Streptococcus, Corynebacterium, Lactobacillus y Coliformes. Defectos de la leche provocados por microorganismos Los fermentos lácticos son generalmente el origen de la acidificación debido a la transformación de la lactosa en ácido láctico. Si el fenómeno es espontáneo, se debe con frecuencia a Streptococcus lactis que se desarrolla preferentemente a temperatura ordinaria. Cuando la acidez alcanza 35-40 ºD, y se somete la leche a ebullición, la caseína flocúla; se dice entonces que la leche se corta. A los 60-70 ºD, el fenómeno se produce a temperatura ambiente. Los defectos más corrientes son acidificación, coagulación con acidez baja, proteólisis, o putrefacción, lipólisis o enranciamiento, modificaciones del color, aumento de la viscosidad y sabores diversos. La acidificación puede ser producida por bacterias coliformes, enterococos, estafilococos, micrococos y fermentos lácticos. La coagulación con acidez baja se debe a la presencia de gérmenes productores de sustancias similares al cuajo. Ejemplo: Micrococcus caseolyticus, Micrococcus liquefaciens, Bacillus subtiles y Proteus vulagaris. Los gérmenes productores de estas sustancias se desarrollan bien a baja temperatura, por ello pueden coagular la leche refrigerada. La proteólisis o putrefacción sucede cuando la leche es ácida ya que los microorganismos pueden consumir el ácido láctico presente y actúan principalmente ciertos mohos (Penicillum, Muccor). La lipólisis o enranciamiento se debe a que diversos microorganismos, bacterias y mohos, hidrolizan los glicéridos (grasa) de la leche y consumen la glicerina. Esta alteración es bastante rara en la leche, pero muy frecuente en la crema y la mantequilla. 11
3 CAPÍTULO Análisis físico-químicos de la leche I. Determinación de la Densidad de la leche Esta determinación permite conocer en primera instancia, algún posible fraude, como la presencia de agua en la leche, el descremado de la leche. Instrumentos e insumo: Muestra de leche 250 ml o cc. Probeta de 250 ml. Lactodensímetro con termómetro acoplado. Termómetro (encaso que el lactodensímetro no contenga el termómetro) Tabla de corrección. Procedimiento: 1 Verter la leche por las paredes de la probeta, evitando la formación de espuma, hasta llegar a los 250 ml. 13
Análisis físico-químico de la leche 2 Medir la temperatura de la leche, hasta que se encuentre a 20 C (según la temperatura de lectura del lactodensímetro, algunos es a 15ºC ) 14 3 Introducir suavemente el lactodensímetro en la leche, y provocar un ligero movimiento de rotación para que no se pegue a las paredes.
Análisis Físico-Químico de la Leche 4 Realizar la lectura en la cúspide del menisco. Resultados La lectura obtenida en el lactodensímetro será de acuerdo al grado de integridad que tenga la leche, ya que esta puede encontrarse alterada o adulterada por compuestos ajenos a una leche integra. La densidad de la leche oscila entre 1027 a 1034 g/l. En todo caso si el lactodensímetro marca 1022-1025 g/l significa que la leche tiene agua agregada (aguada) o puede influir por la alimentación y que los sólidos de la leche estén bajos. Si la densidad se encuentra 1037-1040 g/l o más esto indica que la leche fue adulterada, agregándole sustancias como maicena, leche en polvo, o descremada, etc. 15
Análisis físico-químico de la leche Leche - Determinación de la Densidad Donde: Esta norma establece el método de referencia para la determinación de la densidad de la leche, el cual corresponde al Lactodensímetro, que es la medición de la densidad con un densímetro apropiado para la leche. Se aplica a leche cruda, leche pasteurizada, leche UHT (Ultra Pausterizada) y leche esterilizada. El Lactodensímetro está graduado entre 1,015 y 1,040g/mL a 20ºc. En el caso que el instrumento esté graduado a otra temperatura, debe realizarse una conversión a 20ºc mediante la siguiente fórmula:!20 = densidad a 20ºc en g/ml!20 =!t + 0,0002(t - 20)!t = densidad a temperatura del ensayo t = temperatura del ensayo, en ºc. Para la determinación de la densidad, se debe entibiar la muestra (leche) en una botella en baño de agua, hasta alcanzar una temperatura entre 40-45ºc, manteniéndola durante 5 minutos, mezclar, enfriar hasta que la muestra alcance 20ºc más menos 1ºc, vaciar la muestra a una probeta, manteniendo ésta en forma inclinada para evitar formación de espuma. Introducir el lactodensímetro y una vez en reposo registrar la lectura. 16
Análisis Físico-Químico de la Leche Tabla de Corrección de Densidad en la Leche Q\ C 25.0 26.0 27.0 28.0 29.0 30.0 31.0 32.0 33.0 34.0 35.0 36.0 37.0 20.0 1.021 1.021 1.021 1.022 1.022 1.022 1.022 1.022 1.023 1.023 1.023 1.023 1.023 20.5 1.022 1.022 1.022 1.022 1.022 1.023 1.023 1.023 1.023 1.023 1.024 1.024 1.024 21.0 1.022 1.022 1.022 1.023 1.023 1.023 1.023 1.023 1.024 1.024 1.024 1.024 1.024 21.5 1.023 1.023 1.023 1.023 1.023 1.024 1.024 1.024 1.024 1.024 1.025 1.025 1.025 22.0 1.023 1.023 1.023 1.024 1.024 1.024 1.024 1.024 1.025 1.025 1.025 1.025 1.025 22.5 1.024 1.024 1.024 1.024 1.024 1.025 1.025 1.025 1.025 1.025 1.026 1.026 1.026 23.0 1.024 1.024 1.024 1.025 1.025 1.025 1.025 1.025 1.026 1.026 1.026 1.026 1.026 23.5 1.025 1.025 1.025 1.025 1.025 1.026 1.026 1.026 1.026 1.026 1.027 1.027 1.027 24.0 1.025 1.025 1.025 1.026 1.026 1.026 1.026 1.026 1.027 1.027 1.027 1.027 1.027 24.5 1.026 1.026 1.026 1.026 1.026 1.027 1.027 1.027 1.027 1.027 1.028 1.028 1.028 25.0 1.026 1.026 1.026 1.027 1.027 1.027 1.027 1.027 1.028 1.028 1.028 1.028 1.028 25.5 1.027 1.027 1.027 1.027 1.027 1.028 1.028 1.028 1.028 1.028 1.029 1.029 1.029 26.0 1.027 1.027 1.027 1.028 1.028 1.028 1.028 1.028 1.029 1.029 1.029 1.029 1.029 26.5 1.028 1.028 1.028 1.028 1.028 1.029 1.029 1.029 1.029 1.029 1.030 1.030 1.030 27.0 1.028 1.028 1.028 1.029 1.029 1.029 1.029 1.029 1.030 1.030 1.030 1.030 1.030 27.5 1.029 1.029 1.029 1.029 1.029 1.030 1.030 1.030 1.030 1.030 1.031 1.031 1.031 28.0 1.029 1.029 1.029 1.030 1.030 1.030 1.030 1.030 1.031 1.031 1.031 1.031 1.031 28.5 1.030 1.030 1.030 1.030 1.030 1.031 1.031 1.031 1.031 1.031 1.032 1.032 1.032 29.0 1.030 1.030 1.030 1.031 1.031 1.031 1.031 1.031 1.032 1.032 1.032 1.032 1.032 29.5 1.031 1.031 1.031 1.031 1.031 1.032 1.032 1.032 1.032 1.032 1.033 1.033 1.033 30.0 1.031 1.031 1.031 1.032 1.032 1.032 1.032 1.032 1.033 1.033 1.033 1.033 1.033 30.5 1.032 1.032 1.032 1.032 1.032 1.033 1.033 1.033 1.033 1.033 1.034 1.034 1.034 31.0 1.032 1.032 1.032 1.033 1.033 1.033 1.033 1.033 1.034 1.034 1.034 1.034 1.034 31.5 1.033 1.033 1.033 1.033 1.033 1.034 1.034 1.034 1.034 1.034 1.035 1.035 1.035 32.0 1.033 1.033 1.033 1.034 1.034 1.034 1.034 1.034 1.035 1.035 1.035 1.035 1.035 32.5 1.034 1.034 1.034 1.034 1.034 1.035 1.035 1.035 1.035 1.035 1.036 1.036 1.036 33.0 1.034 1.034 1.034 1.035 1.035 1.035 1.035 1.035 1.036 1.036 1.036 1.036 1.036 33.5 1.035 1.035 1.035 1.035 1.035 1.036 1.036 1.036 1.036 1.036 1.037 1.037 1.037 34.0 1.035 1.035 1.035 1.036 1.036 1.036 1.036 1.036 1.037 1.037 1.037 1.037 1.037 34.5 1.036 1.036 1.036 1.036 1.036 1.037 1.037 1.037 1.037 1.037 1.038 1.038 1.038 35.0 1.036 1.036 1.036 1.037 1.037 1.037 1.037 1.037 1.038 1.038 1.038 1.038 1.038 35.5 1.037 1.037 1.037 1.037 1.037 1.038 1.038 1.038 1.038 1.038 1.039 1.039 1.039 36.0 1.037 1.037 1.037 1.038 1.038 1.038 1.038 1.038 1.039 1.039 1.039 1.039 1.039 36.5 1.038 1.038 1.038 1.038 1.038 1.039 1.039 1.039 1.039 1.039 1.040 1.040 1.040 37.0 1.038 1.038 1.038 1.039 1.039 1.039 1.039 1.039 1.040 1.040 1.040 1.040 1.040 37.5 1.039 1.039 1.039 1.039 1.039 1.040 1.040 1.040 1.040 1.040 1.041 1.041 1.041 38.0 1.039 1.039 1.039 1.040 1.040 1.040 1.040 1.040 1.041 1.041 1.041 1.041 1.041 38.5 1.040 1.040 1.040 1.040 1.040 1.041 1.041 1.041 1.041 1.041 1.042 1.042 1.042 39.0 1.040 1.040 1.040 1.041 1.041 1.041 1.041 1.041 1.042 1.042 1.042 1.042 1.042 39.5 1.041 1.041 1.041 1.041 1.041 1.042 1.042 1.042 1.042 1.042 1.043 1.043 1.043 40.0 1.041 1.041 1.041 1.042 1.042 1.042 1.042 1.042 1.043 1.043 1.043 1.043 1.043 17
4 CAPÍTULO Análisis higiénico-microbiologico de la leche I. Análisis Organoléptico Las apreciaciones analíticas más inmediatas son las sensoriales. Por ejemplo la degustación de leche fresca procedente de animales sanos proporciona un sabor dulce, ligeramente azucarado y frecuentemente aromático; por el contrario la leche procedente de animales enfermos tiene un sabor salado y áspero. La prueba del olor y sabor depende mucho del factor individual, pero en general el olor anormal aparece cerca de 3 horas antes de que la leche coagule a la prueba de la ebullición. Esta prueba se clasifica en: Grado 1: Grado 2: Grado 3: Grado 4: Grado 5: Sin crítica... Excelente Sabor simple y olor ligero a hierba... Buena Sabor ligero a hierba y olor ligeramente oxidado...regular Sabor fuerte a hierba y olor ligero a rancio-oxidado... Mala (Se aconseja rechazar) Sabor muy ácido y olor pútrido. (Se aconseja rechazar) 19
Análisis físico-químico de la leche II. Medidas del ph Lo más habitual en la práctica es conceder un valor absoluto a los grados de acidez resultantes al aplicar los métodos clásicos de titulación (Dornic o Soxhlet), pero en realidad solamente una parte del ácido revelado por estos métodos es ácido activo (la otra parte permanece ligada de diversas maneras). La acidez actual efectiva es la concentración de iones hidrógeno contenidos en el líquido en cuestión y se mide con precisión gracias a unos instrumentos electrónicos llamados ph-metros. La acidez titulada de la concentración total en hidrógeno procedente de los ácidos, es decir, la concentración en iones hidrógeno de ácidos disociados (acidez actual), más la concentración en iones hidrógeno de los ácidos no disociados (acidez potencial). La acidez actual se expresa en unidad de exponente hidrógeno negativo (ph). En un litro de agua pura hay 10 7 ml de hidrógeno en forma de iones y, en este caso, el ph = 7. Este ph corresponde a la reacción neutra (agua pura). Las soluciones acidas tienen un ph inferior a 7; en las soluciones alcalinas es un ph superior a 7. Por lo tanto la escala es así: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 + + (Ácida) (Neutro) (Alcalina) Cuanto más bajo sea el ph (más próximo a 0), más fuerte será la acidez actual (activa); cuanto más alto sea, por encima del 7, más considerable será la alcalinidad actual. 20
Análisis Físico-Químico de la Leche Procedimiento Determinación por vía instrumental el empleo del ph-metro La única forma de medir con precisión un ph es empleando un instrumento electrónico. Los aparatos electrónicos utilizados para este fin se denominan phmetros. 1 Se enciende el aparato. 21
Análisis físico-químico de la leche 2 Se introduce en la muestra de leche y se lee la lectura, indicada en la pantalla digital del instrumento. 3 Se retira y se apaga, luego se enjuaga con agua destilada para evitar la acumulación de residuos de leche en el electrodo del equipo. 22
Análisis Físico-Químico de la Leche Nota: el electrolito de referencia del electrodo está en contacto con la disolución de la muestra a través de un diafragma poroso, para establecer el puente salino. Esta operación se realiza con soluciones tampón de ph conocido, que se adquieren habitualmente a la misma firma que suministran el phmetro. En lechería se utilizan el tampón ph 7 y el tampón ph 4. Resultado: Porque disminuye el ph de la leche: Son muchos los microorganismos que metabolizan la lactosa como sustrato y la utilizan dando lugar a compuestos de menor masa molecular. Las fermentaciones que producen ácido láctico son las más importantes, pero hay otras fermentaciones que tienen también importancia considerable. La acidificación ESPONTANEA es el fenómeno más frecuentemente observado en la leche conservada a temperatura ambiente. La leche acidificada tiene un olor y sabor distinto a los del ácido láctico puro, debido a que se forman otros compuestos, algunos de los cuales adquieren una gran importancia en el aroma de ciertos productos lácteos como mantequilla y yogures. La fermentación propiónico se lleva a cabo por acción de las bacterias del género Propionibacterium, que fermentan el ácido láctico a ácido propiónico, ácido acético, CO2 (dióxido de carbono) y agua. Esta fermentación es típica de algunos tipos de quesos, siendo el proceso responsable de la aparición de los característicos ojos, (es decir los orificios que dejan en el queso). La fermentación butírica se produce a partir de la lactosa o del ácido láctico con formación de ácido butírico y gas. Es característica de las bacterias del género Clostridium y se caracteriza por la aparición de olores pútridos y desagradables. Es debido a estas fermentaciones que el ph de la leche disminuye si la dejamos a temperatura ambiente, ya que se comienzan a formar ácidos, al aumentar la concentración de estos empieza a descender el ph de la leche y esto es muy utilizado para la elaboración de quesos, mantequilla y yogures. La leche de vaca presenta un ph de 6,6 el rango más frecuente está entre 6,5 y 6,7 (normalmente, la leche con ph de 6,8 o más debe ser considerada proveniente de una ubre con mastitis o que le han agregado compuestos alcalinos; por otro lado, si la leche tiene ph de 6,4 al menor es posible que contenga calostro o que esté ácida por acción microbiana) siendo la acidez total debida a una suma de tres reacciones fundamentales y a una cuarta de carácter eventual. Estas son: 23
Análisis físico-químico de la leche Acidez proveniente de la caseína. Acidez debida a las sustancias minerales y a la presencia de ácidos orgánicos. Reacciones secundarias debidas a los fosfatos presentes en la leche Acidez desarrollada, debida al ácido láctico y a otros ácidos. La acidez procedentes de la degradación microbiana de la lactosa en las leches en proceso de alteración. Las tres primeras representan la acidez natural de la leche. La cuarta puede existir debido a condiciones higiénico-sanitarias no adecuadas. En general, la determinación de la acidez de la leche es una medida indirecta de su calidad sanitaria. Este análisis es aplicado de forma habitual a la leche cruda, como así también a la leche tratada térmicamente. El primer caso, reviste particular importancia económica, puesto que la tendencia a nivel mundial es fijar el precio de la compra de leche a los productores por su calidad, valorando no sólo el volumen o masa de leche, sino también la calidad fisicoquímica y sanitaria de la misma. III. Prueba de la Reductasa (Reducción del Tiosanato de azul de metileno) Se basa en la observación del cambio de color que sufre el azul de metileno, las bacterias decolorarán el azul de metileno al cabo de cierto tiempo, y devolverán a la leche su color blanco primitivo. El tiempo que requiere este cambio depende del número de bacterias, del consumo de oxigeno y de la multiplicación de dichas bacterias. Este método de reducción del azul de metileno mide indirectamente la actividad de los microorganismos. Los diferentes intervalos o tiempo de reducción del azul de metileno permiten la clasificación rápida de las muestras en clases: A, B, y C. En el caso de utilizar pipetas de vidrio, para medir tanto la leche como la solución de azul de metileno, se incluirá algodón hidrófilo dentro del extremo superior de la misma (extremo de aspiración). La temperatura de incubación. Se ha elegido la temperatura de 37ºC porque a mayor o menor temperatura se ha observado que la reducción es más rápida, a mayores temperaturas, en general, se aceleran las reacciones químicas y se provoca eliminación de oxígeno. 24 Nota: Dada la finalidad del análisis, el material de vidrio y los tapones deberán ser esterilizados antes de su uso
Análisis Físico-Químico de la Leche Reactivo - Azul de metileno. Las tabletas distribuidas por la firma GERBER sirven para preparar 200 mililitros de solución. Se solubilizan rápidamente y no producen variaciones de color. Otras formas de presentación frecuentes del reactivo son: en polvo o en solución alcohólica saturada de azul de metileno. En cualquier caso, la solución resultante se conservará en un frasco estéril cerrado, oscuro y en refrigeración. No se debe emplear dicha solución en los siguientes casos: si ha sido expuesta a la luz solar; si han transcurrido dos o más meses desde la fecha de su preparación o si se sospecha que ha podido contaminarse. Instrumentos: Tubos de ensayo (estéril) Recipiente para muestra de leche (estéril) Pipeta de 1 ml (estéril) Pipetas de 10 ml (estéril) Gradillas Baño maría Procedimiento: 1 Agregar en los tubos de ensayo 10 ml de leche. 25
Análisis físico-químico de la leche 2 Rotular con el nombre del productor o un número las muestras (tubos de ensayo). 3 Agregar 1 ml de solución de azul de metileno. 26
Análisis Físico-Químico de la Leche 4 Sellar el tubo de ensayo (con parafilm, tapones de goma o rosca) 5 Se mezclan ambos líquidos, volteándolos con suavidad. 27
Análisis físico-químico de la leche 6 Se Introducen en el baño María y se ajusta la temperatura del equipo, hasta que el agua esté entre 36ºC y 37ºC. 7 Se observan a intervalos regulares las variaciones de color que pudiera sufrir la muestra, y se anota el tiempo que tarda en producirse la decoloración. 28
Análisis Físico-Químico de la Leche Resultados: El resultado de la prueba depende de la fase de crecimiento de las bacterias presentes en el momento de hacer la prueba. Un tiempo de reducción muy corto indica descuido en la producción de leche. Malas prácticas de ordeño, uso de utensilios (baldes, porta filtro, pichingas) mal lavados y desinfectados, falta de enfriamiento a temperaturas favorables para el crecimiento de microorganismos. Cuanto más rica sea la leche en microorganismo, más rápido se efectuará la decoloración. Por tanto, se podría establecer una correlación entre el tiempo transcurrido en completarse la decoloración y el número de microorganismos presentes. La prueba de la Reductasa, es por consiguiente, una prueba destinada a establecer el grado de conservación de la leche, más que una forma precisa de estimar el número total de microorganismos. Realizar los controles y tomar nota de las decoloraciones, cuando se ha decolorado las dos terceras partes del tubo se considera éste decolorado. Comparar los resultados con la tabla. Tiempo de decoloración De 5 a 6.5 horas De 4 a 4.5 horas De 1 a 3.5 horas Calidad de la leche A (Leche Excelente) B (Leche Buena) C (Leche Mala) Estos tiempos de reductasa están basados en leche caliente (30 a 33ºC), ósea, leche que está recibiendo el centro de acopio o la planta llegada desde las fincas después de realizado el ordeño, en este caso no se hace mención del tiempo de decoloración de la leche fría (4ºC), la cual está basada o dada por la empresa compradora de dicha leche. 29
Análisis físico-químico de la leche IV. Prueba de Alcohol en la leche La prueba de alcohol es usada desde siempre en nuestro país, como prueba presuntiva preliminar para establecer estabilidad de la leche a los tratamientos térmicos. Este método se basa en el hecho de que el alcohol afecta las proteínas de la leche deshidratándolas y desnaturalizándolas, sin embargo no es por sí sola definitiva; se recomienda hacerla junto a la prueba de estabilidad por ebullición. La técnica es ampliamente conocida en el medio y consiste en mezclar 2 ml de alcohol etílico al 78 % V/V (volumen sobre volumen) con 2 ml de leche, observando la presencia o ausencia de floculación, en caso positivo la leche es rechazada. En la actualidad en nuestro país, dado el incremento de leche UHT en el mercado la prueba es efectuada por muchas plantas lácteas con alcohol etílico al 76 78 % V/V, que es la concentración recomendada para evaluar la estabilidad frente al calor de las leches crudas destinadas a elaborar leches esterilizadas por el sistema clásico o por sistema UHT. Las leches normales son estables al alcohol y al calor. Sin embargo, la leche acidificada y con un balance salino incorrecto es inestable al calor y al alcohol. Esta prueba se debe efectuar tan pronto la leche llegue al acopio. Procedimiento: 1 En un tubo de ensayo se mezclan 2 ml de leche más 2 ml de alcohol etílico al 78 % de pureza, mezclandose suavemente ambos líquidos. 30
Análisis Físico-Químico de la Leche Resultados: La leche fresca de buena calidad no experimenta ninguna alteración al ser mezclada a partes iguales con el alcohol de la concentración señalada y se desliza a lo largo de las paredes del tubo, sin dejar rastro alguno de grumos (caseína), se indica como alcohol negativo. = Alcohol al 78% Negativo. Alcohol al 78% Negativo. Si hay precipitado, es decir grumos (caseína) la prueba es positiva lo cual indica que la leche no es apta para procesarla a altas temperaturas 138 a 140ºC. = Alcohol al 78% Positivo. Alcohol al 78% Positivo. 31
Análisis físico-químico de la leche El alcohol actúa deshidratando los coloides de proteínas, los factores que afectan esta prueba son las siguientes: Leches con elevada carga bacteriana por malas prácticas de ordeño limpio y recipientes mal lavados y desinfectados. Mucho tiempo desde la transportación de la leche desde las finca, hasta el centro de acopio de leche. (Por la exposición de las pichingas al sol, el desarrollo bacteriano es favorable) La prueba de alcohol en la leche sirve también para descubrir si la leche proviene de vacas con mastitis. En este caso, la leche también presentara grumos al mezclarla con el alcohol. El incremento de calcio iónico (forma soluble) a principios y finales de la lactancia es uno de los factores que disminuye la estabilidad de la leche frente a la prueba del alcohol. Por tal razón los resultados de esta prueba pueden tener mayor posibilidades de ser positivos en rodeos estacionales (elevado % de animales a principio o final de su lactancia), esto se acentúa en los rodeos constituidos por razas con mayor contenido de proteínas en la leche. 32
Análisis Físico-Químico de la Leche V. Determinación de la acidez Poco después del ordeño, la leche muy fresca tiene una reacción próxima a la neutralidad. El calor y la limpieza deficiente favorecen la proliferación de microorganismos indeseables que degradan la lactosa dando lugar a ácidos lácticos y otros ácidos. La acidificación progresiva puede conducir en último término a la coagulación de la leche por precipitación de las proteínas. Por consiguiente, la determinación del grado de acidez representa un criterio más para evaluar el cuidado puesto durante el ordeño, transporte y conservación de la leche. El método usado (Dornic) se basa en la neutralización de la leche usando hidróxido de sodio (NaOH) y una solución de Fenolftaleína en alcohol como indicador de que se ha llegado al punto neutro mediante la presencia del color rosa típico de la Fenolftaleína a ph a 7. Esta prueba mide realmente mediante una valoración volumétrica, la cantidad de ácido láctico que se ha producido a partir de la lactosa por intervención de los microorganismos. Instrumentos: Un acidímetro Dornic. Una bureta con división directa en grados Dornic relativa a 10 ml de leche. Un frasco de polietileno receptor del hidróxido de Sodio a 0.1N. Un cuenta-gotas para la Fenoftaleína. Una pipeta de 9 ml para la leche. Reactivos: - Solución alcohólica de Fenoftaleína al 2 %. - Solución de NaOH a 0.1N (N=Normalidad) 33
Análisis físico-químico de la leche Procedimiento: 1 Se homogeniza la muestra agitándola cuidadosamente, la cual debe tener una temperatura de 20 C 34 2 Medir en un beacker 9 ml (cc) de leche cruda.
Análisis Físico-Químico de la Leche 3 Se agregan de 3 a 4 gotas de Fenoftaleína. 4 Valore la solución utilizando NaOH 0.1 N. simultáneamente, se agitará el vaso con movimientos circulares suaves, observando las variaciones de color. 35
Análisis físico-químico de la leche 5 Mida la cantidad de NaOH gastado y determine la acidez en % de ácido láctico. Resultados: Lo que habitualmente se entiendo por acidez de la leche, es simplemente el resultado de una valoración química. Se añade a la leche el volumen necesario de una solución de hidróxido sódico ajustado para alcanzar el punto de viraje-cambio de color- de un indicador coloreado. La fenoftaleína que vira de incoloro a rosa alrededor de un ph de 8,3-8,4. El momento justo en el que se produce el viraje marca el final de la valoración. La cantidad de hidróxido empleado se mide fácilmente por medio de un instrumento o vidrio graduado (pipeta o bureta). Cuanto mayor sea la cantidad de solución de hidróxido sódico necesaria para alcanzar el viraje, más ácida es la leche examinada. La acidez de la leche está relacionada a las malas prácticas de ordeño, recipientes de lechería mal lavados y desinfectados, esto facilita la proliferación de microorganismos contaminando la leche y por ende acidificándola. La acidez está relacionada a la presencia de mastitis de las vacas en ordeño. El tiempo que transcurre en enfriar la leche (4 C), también influye en la acidez de la leche, ya que entre más tiempo transcurra para el enfriamiento de esta, la proliferación de las bacterias actuaran sobre las proteínas de la leche desnaturalizándola provocando la acidez láctica. 36 Nota: La acidez Dornic (D) es la cantidad de decimas de mililitros de Hidróxido empleado para valorar 10 ml de leche en presencia del indicador fenoftaleína. 1 D = 14g de ácido láctico en 10 ml de leche.
5 CAPÍTULO Términos técnicos y definiciones 1) Aerobio: microorganismo capaz de crecer o metabolizar en presencia de oxigeno libre. 2) Anaerobio: se dice del microorganismo capaz de crecer o de metabolizar en ausencia de oxigeno libre; puede ser facultativo u obligado (es decir morirá en presencia de oxígeno). 3) Antibiótico: sustancia de origen microbiano que mata determinados microorganismos o inhibe su actividad. 4) Antígeno: sustancia (por lo común una proteína, un polisacárido o un complejo) que provoca una respuesta inmunológica específica en un animal. 5) Asepsia: ausencia de microorganismos nocivos. Ausencia de microorganismos infecciosos en los tejidos vivos. 6) Adulteración: alterar la pureza de un alimento por adición de sustancias extrañas, de inferior calidad o nocivas. 7) Adyuvante: componente que ayuda, facilita o acrecienta la acción de otra sustancia. 8) Agente limpiador o de limpieza: preparado para limpiar o utensilio o máquina de limpiar. 9) Agente esterilizante: compuesto químico, que destruye todos los microorganismos vivos. 10 Agua blanda: agua con menos de 60 ppm de calcio, magnesio y otros iones metálicos, que reaccionan con el jabón y otros compuestos. 11) Agua dura: agua con iones metálicos alcalinos (principalmente calcio y magnesio) a niveles superiores a 60 ppm. 12) Antisepsia: destrucción o inhibición de microorganismos de tejidos vivos, limitando o evitando los efectos de la infección. No es sinónimo de desinfectante. 37
Análisis físico-químico de la leche 13) Bacterias: microorganismos en general unicelulares, desprovistos de núcleo y, en principio, de cualquier otro comportamiento interno delimitado por una membrana. Las bacterias se reproducen esencialmente por fisión o por la producción de esporas asexuadas. 14) Bactericida: agente químico capaz, en determinadas condiciones, de matar bacterias, pero no necesariamente esporos bacterianos. 15) Bacteriostasis: inhibición del crecimiento, sin muerte bacteriana, por agentes químicos, como algunos colorantes y sulfamidas. 16) Bacilo: cualquier bacteria en forma de bastón o, más específicamente, microorganismo del genero Bacillus. 17) Caroteno: principal pigmento de la leche, de color amarillo y soluble en las grasas, es el precursor de la vitamina A. la cantidad de caroteno que se encuentra en la leche depende, en forma considerable, de la alimentación que el animal recibe; por ejemplo en la época de abundancia de forraje verde, la leche aumenta su contenido de caroteno con relación a la época seca. Además, algunas razas de vacas lecheras son más aptas a producir leche con niveles mayores de caroteno que otras razas. 18) Contaminante: Cualquier sustancia no añadida intencionalmente, que este presente como resultado de la producción, fabricación, elaboración, preparación, tratamiento, envasado, empaquetado, transporte o almacenamiento, o como contaminación ambiental. 19) Contaminación: La introducción o presencia de un contaminante en los alimentos o en el medio ambiente alimentario. 20) Coliforme: La denominación genérica coliformes designa a un grupo de especies bacterianas que tienen ciertas características bioquímicas en común e importancia relevante como indicadores de contaminación del agua y los alimentos. 21) Coliforme significa con forma de coli, refiriéndose a la bacteria principal del grupo, la Escherichia coli ( bacteria del intestino ) 22) Colonia: crecimiento de microorganismos, macroscópicamente visibles en un medio de cultivo sólido, por lo general circular y que a menudo representa una clona. 23) Calostro: Es la leche de la vaca que no se considera apta para consumo humano, producto obtenido de los quince días anteriores y ocho días posteriores del parto. 38 24) Desinfección: destrucción de microorganismos, mediante procedimientos o agentes físicos o químicos satisfactorios, aplicados en superficies limpias de forma que se reduzca el número de microorganismos a un nivel tal, que no dé lugar a contaminación peligrosa de los alimentos que contacten con las superficies desinfectadas.
Análisis Físico-Químico de la Leche 25) Detergente: agente de limpieza, como puede ser el jabón: cualquiera de los numerosos preparados orgánicos líquidos o sintéticos hidrosolubles, químicamente diferente de los jabones, pero capaces de emulsionar aceites, mantener partículas en suspensión y actuar como humectantes. 26) Enzima: proteínas especializadas que actúan como catalizadores orgánicos; suelen estar compuestas de una parte proteínica apoenzima, y otra no proteínica, coenzima o cofactor de bajo peso molecular. 27) Enterococos: son bacterias esféricas que forman sus colonias en grupos o cadenas. Se encuentran de manera natural en muchos organismos, incluidos los humanos, como parte de su flora intestinal. Son microorganismos muy resistentes, capaces de tolerar concentraciones relativamente altas de sales y ácidos. 28) Estafilococo: bacteria esférica (coco) que se presenta en acumulaciones irregulares, a veces parecidas a racimos, y son típicas de los miembros del genero Staphylococcus. 29) Estreptococo: célula esférica (coco) que se presenta en cadenas largas o cortas. 30) Estéril: exento de cualquier organismo vivo. 31) Enfermedades Transmitidas por los Alimentos: (ETA), son aquellas que se originan por la ingestión de alimentos infectados, con agentes contaminantes en cantidades suficientes para afectar la salud del consumidor. 32) Flora: el grupo o tipos de microorganismos presentes en un lugar determinado, por ejemplo la piel, el conducto intestinal, las fosas nasales, etc. Pueden ser transitorios o residentes. 33) Fungicida: agente químico capaz, en determinadas condiciones, de destruir hongos y esporas. 39
Análisis físico-químico de la leche 34) Germen: microorganismo patógeno. 35) Higiene: ciencia para conseguir y mantener la salud : condiciones o prácticas (aseo o limpieza) que conducen a ese estado de salud. 36) Higiene de los alimentos: parte de la higiene o sanidad, que se ocupa de la preparación, manipulación, envasado, transporte, almacenamiento exposición para la venta de alimentos, garantizando su sanidad y aptitud para el consumo humano. 37) Higienización: tratamientos de superficies que resulta eficaz para destruir las células vegetativas de bacterias patógenas y para reducir sustancialmente la carga de otros microorganismos. Este tratamiento no ha de dar lugar a efectos adversos en el producto y debe ser inocuo para el consumidor. 38) Hongo: los mohos y levaduras se encuentran principalmente en las plantas, animales y seres humanos, de donde pueden pasar a la leche y a los productos lácteos. 39) Infección: Establecimiento de un microorganismo patógeno en el huésped, después del periodo de invasión: estado producido por agente infectivo en un hospedador susceptible. 40) Limpieza: La eliminación de tierra, residuos de alimentos, suciedad, grasa u otras materias extrañas. 41) Leche cruda entera: Es el producto no alterado, no adulterado, del ordeño higiénico, regular, completo e interrumpido de vacas sanas, que no contenga calostro y que esté exento de color, olor, sabor y consistencias anormales. 40 42) Leche adulterada: Es aquella a la que le han sustraído, adicionado o reemplazado, total o parcialmente, sus elementos constitutivos naturales o adicionado otros extraños, en condiciones que puedan afectar la salud humana o animal, o modificar las características físicoquímicas y organolépticas señaladas en la presente norma.
Análisis Físico-Químico de la Leche 43) Leche higienizada: Es el producto obtenido al someter la leche cruda entera a un proceso de pasteurización, irradiación, ultra pasteurización o esterilización. 44) Leche falsificada: Es aquella con la apariencia y características generales del producto legítimo, protegida o no por marca registrada, que se denomina como ésta, sin serlo o que no procede de sus verdaderos fabricantes. 45) Leche pasteurizada: es aquella que ha sido sometida a un calentamiento uniforme a una temperatura comprendida entre 72 ºC y 78 ºC durante no menos de quince segundos, para lograr la destrucción de todos los microorganismos patógenos que pueda contener, sin alterar en forma considerable su composición, sabor ni valor alimenticio. 46) La leche pasteurizada todavía tiene una determinada cuenta microbiana, principalmente de bacterias (no patógenas, pero sí fermentativas), y requiere de refrigeración ya que su vida de anaquel es tan solo de algunos días. 47) Microorganismo: También llamado microbio u organismo microscópico, es un ser vivo que sólo puede visualizarse con el microscopio. La ciencia que estudia a los microorganismos es la microbiología. «micro» del griego (diminuto, pequeño) y «bio» del griego (vida) seres vivos diminutos. Dentro de los microorganismos se encuentran organismos unicelulares procariotas como las bacterias y eucariotas como los protozoos, una parte de las algas y los hongos, e incluso los organismos de tamaño ultramicroscópico como los virus. Los microbios tienen múltiples formas y tamaños. Si un virus tuviera el tamaño de una pelota de tenis, una bacteria sería del tamaño de media cancha de tenis y una célula eucariota sería como un estadio entero de fútbol. Microorganismos patógenos: Las bacterias patógenas son aquellas que causan enfermedades infecciosas: Bacteria Virus Protozoos parásitos 41
Análisis físico-químico de la leche 48) Aunque la gran mayoría de las bacterias son inofensivas o benéficas, pocas bacterias son patógenas. La enfermedad bacteriana más común es la tuberculosis, causada por la bacteria Mycobacterium tuberculosis. Las bacterias patógenas contribuyen a otras enfermedades globales importantes, tales como la neumonía, la cual puede ser causada por bacterias como Streptococcus y Pseudomonas, y enfermedades asociadas con alimentos, que pueden ser causadas por bacterias como Shigella, Campylobacter y Salmonella. Las bacterias patógenas también causan infecciones tales como el tétanos, fiebre tifoidea, difteria, sífilis y lepra. Las bacterias y virus se pueden encontrar tanto en las aguas subterráneas como en las aguas superficiales, mientras los protozoos son comunes de las aguas superficiales. 49) Manipulador de alimentos: Toda persona que manipule directamente alimentos envasados o no envasados, equipo y utensilios utilizados para los alimentos, o superficies que entren en contacto con los alimentos y que se espera, por tanto, cumpla con los requerimientos de higiene de los alimentos. 50) Manual de Buenas Prácticas de Manufactura: (MBPM), son los principios básicos y prácticas generales de higiene en la manipulación, preparación, elaboración, envasado, almacenamiento, transporte y distribución de alimentos para consumo humano, con el objeto de garantizar que los productos se fabriquen en condiciones sanitarias adecuadas y se disminuyan los riesgos inherentes a la producción. 51) Plagas: insectos, pájaros, roedores y cualquier otro animal capaz de contaminar directa e indirectamente los alimentos. 52) ph: medida de la acidez o la alcalinidad de una solución; se define como el logaritmo negativo de la actividad de los iones H (ph de 7,0 es neutro; menos de 7,0 ácido, y más de 7,0 alcalino). 53) Riesgo: Un agente biológico, químico o físico presente en el alimento, o bien la condición en que éste se halla, que puede causar un efecto adverso para la salud. 54) Residuo: restos de los productos de limpieza, desinfectantes o derivados que quedan en el equipo y utillaje después de su tratamiento. 55) Saprofito: organismo que vive en materia orgánica muerta y en descomposición. 42 56) Toxina: cualquiera de las muchas sustancias venenosa elaboradas por ciertos microorganismos, plantas y animales; típicamente, son proteínas y antígenos. 57) Zoonosis: enfermedad animal que se puede trasmitir al hombre.