Influencia del uso de leche concentrada por ultrafiltración en la elaboración y perfiles de maduración de queso Cremoso

Abstract

La ultrafiltración (UF) de la leche de quesería se utiliza como una estrategia para estandarizar el nivel de proteínas y para optimizar la capacidad operativa de la planta aumentando el rendimiento quesero. Sin embargo, el mayor nivel de proteínas de la leche UF produce cambios en sus propiedades de coagulación, por lo que los protocolos de elaboración deben ser adaptados. Además el uso de esta leche puede afectar los perfiles de maduración del queso. El objetivo del presente trabajo fue determinar el impacto del uso de leche concentrada por UF en la elaboración y maduración de queso Cremoso.La leche cruda se concentró mediante un equipo de membrana escala piloto, utilizando una membrana polimérica de 10kDa (HFK-131 Food&Dairy UF-Elements, Koch MembraneSystems), hasta alcanzar un nivel de 5,98% de proteínas. Tanto la leche sin concentrar como la leche concentrada se usaron en elaboraciones de queso Cremoso a escala laboratorio; el volumen de leche utilizada para cada queso se ajustó de modo de tener igual cantidad de proteínas en cada tina. En los quesos con leche UF se evaluó diferente dosis de coagulante, estandarizada por volumen o cantidad de proteínas: C1- 0,405 µL/mL leche y C2- 0,012 µL/mg proteína, respectivamente, y dos niveles de calcio: adición o no. Se elaboraron los siguientes quesos: un control (C) empleando leche sin concentrar (2L, 3,16% proteínas) y aplicando el protocolo habitual de elaboración, y tres experimentales (E) elaborados con leche UF (1,05L, 5,98% proteínas): con la dosis C2 y calcio (E1), dosis C1 y calcio (E2) y dosis C2 sin calcio (E3); toda la experiencia se realizó por triplicado. Se utilizó Streptococcus thermophilus como fermento primario y quimosina producida por fermentación como coagulante (Chy-Max, Chr. Hansen). Los parámetros de coagulación (tiempo de coagulación y corte, y firmeza) para cada caso fueron estudiados en un equipo Optigraph. Una vez que la cuajada alcanzó la firmeza adecuada, se procedió al lirado y suave agitación hasta lograr el secado necesario. Posteriormente la cuajada se moldeó, se dejó acidificar hasta pH 5,2 y se saló en salmuera; el suero fue colectado para la determinación del volumen y composición (Milkoscan, Foss, FT 300, Dinamarca). Se calculó el rendimiento quesero obtenido para cada tina (relación porcentual de peso de queso/volumen de leche). Los quesos se envasaron al vacío y se maduraron 30 días a 5°C. Finalizado este tiempo, se analizó la composición global (humedad, materia grasa y proteínas) y pH mediante métodos normalizados y se determinaron los niveles del starter y NSLAB (bacterias lácticas no pertenecientes al fermento) por recuentos en placa; además se determinaron los perfiles de maduración mediante el análisis de los ácidos orgánicos y azúcares (HPLC), y de la proteólisis: perfiles peptídicos (HPLC) y grado de maduración (nitrógeno soluble a pH 4,6 en relación a nitrógeno total mediante Kjeldhal); también se determinó el perfil de textura por compresión y la capacidad de fusión de los quesos (incremento de área de un cilindro de queso por calentamiento en estufa). Todos los parámetros se analizaron mediante ANOVA de una vía (p=0,05). Las diferencias entre medias se determinaron mediante el test de Tukey. Los resultados se presentan como el promedio y desviación estándar del triplicado de elaboración.El uso de leche UF y las distintas dosis de coagulante y calcio influyeron significativamente (p<0,05) en el tiempo de coagulación (T1) y corte (T2). Se observó una disminución significativa en estos parámetros, sobre todo cuando se usó la mayor dosis de coagulante y calcio. El tiempo de acidificación en estufa (45°C) para llegar a pH 5,2 fue similar para todos los quesos elaborados (133±9 min). El volumen de suero en los quesos E (~0,81L) fue significativamente menor que en los quesos C (~1,73L), lo cual dificultaba el manejo de la cuajada en tina; por ello, para evitar una mayor pérdida de finos durante la elaboración, la agitación se realizó más suavemente en los quesos E. La cantidad de proteínas en el suero obtenido luego de la elaboración (que contiene proteínas de suero pero también caseínas solubles), calculada teniendo en cuenta la concentración en suero y volumen de suero fue similar en todos los casos (p>0,05). Los quesos obtenidos tuvieron un peso promedio de 233±13 g. En comparación con el control, el rendimiento quesero se incrementó significativamente (p<0,05) por el uso de leche UF, y se correlacionó con el nivel de proteínas de la leche concentrada. Las tres condiciones ensayadas para la elaboración de los quesos E permitieron obtener productos con una composición global similar (p>0,05) al C en cuanto al nivel de humedad, proteína y pH, mientras que el nivel de grasa presentó menores valores (p<0,05) en los quesos E1 y E3 con respecto al C. La dificultad del manejo de una cuajada de mayor firmeza y con menor volumen de suero pudo ocasionar un leve incremento en la pérdida de grasa en el suero de los quesos elaborados con leche UF. En relación al nivel de lactosa y galactosa en los quesos, se observó una tendencia de menores niveles en los quesos E, lo que puede ser atribuido a que el tratamiento de UF condujo a una disminución de la concentración de lactosa de la leche. Sin embargo, los niveles de azúcares, así como de los ácidos orgánicos fueron similares en los quesos C y E (p>0,05). Estos resultados muestran que la diferente composición de la leche de partida no afectó la actividad fermentativa del starter. El recuento del fermento primario se encontró dentro del orden esperado (109 UFC/g queso) en todos los quesos, mientras que el recuento de NSLAB fue 0,5 log mayor en el queso C que en los E. El grado de maduración fue similar para los quesos C y E2, mientras que fue mayor para E1 y E3 (p>0,05), lo que puede atribuirse a la actividad proteolítica del coagulante residual que fue agregado en mayor nivel en estos últimos quesos. En los perfiles peptídicos también se vio reflejada las diferencias entre estos quesos; se observó mayor nivel de los picos correspondientes a las proteínas de suero en los quesos E lo que indica una mayor retención de las mismas (El-Alfy et al., 2008). El análisis de textura reveló que los quesos E presentaron una mayor dureza (p<0,05) respecto al C, siendo mayor para E1 y E2, quesos elaborados con adición de calcio, en comparación con E3 que fue elaborado sin su adición. En consonancia a estos resultados, E1 y E2 fueron menos fundibles que E3 según los resultados del ensayo de fusión. Esto puede deberse al mayor nivel de calcio, el cual participa durante la coagulación (Muthukumarappan y Swamy, 2017), aportando mayor firmeza y reduciendo la capacidad de fusión. El uso de leche UF permitió obtener quesos con una composición similar a los tradicionales, con un aumento del rendimiento, lo que permite disminuir los costos operativos. Sin embargo, algunos cambios se observaron en el nivel de materia grasa, la proteólisis, textura y fusión de los quesos dependiendo de las condiciones empleadas en la elaboración.