Instituto Politécnico NacionalCECyT No. 6 “Miguel Othón de Mendizábal”

Carrera de Técnico Laboratorista Químico

ANÁLISIS ESPECIALES

6° SEMESTRE

LECHE Y PRODUCTOS LACTEOS

Autores: IBQ. AYDEE ELIZABETH RAMIREZ SANCHEZ IQI.MARIA PATRICIA MARIN HERNANDEZ

Unidad 1: Leche y Productos LácteosINTRODUCCION

La leche es el liquido segregado por lashembras de los mamíferos a través de lasglándulas mamarias, cuya finalidad básica esalimentar a su cría durante un determinadotiempo; su valor se basa en su alto valornutritivo, ya que sus componentes seencuentran en la forma y las proporcionesadecuadas. De tal forma que cada una de lasleches representa el valor mas balanceado ypropio para sus correspondientes crías.

RAZAS

La Holstein- Friesian, es una delas razas lecheras mas importantes deEuropa y EEUU. Aunque su leche es menossustanciosa que la de otras razas, es la quemas volumen produce por cabeza deganado. Los ganaderos ordeñan las vacascada 12 horas, casi siempre con unaordenadora. Un tubo de cristal lleva la lechedirectamente de la ubre a un deposito,preservando su sabor y limpieza. Una vacaque produzca 6.100 litros de leche al añoamortiza los costos de producción, pero unbuen ejemplar puede producir un 50%.

LECHE

Se entiende por leche para consumohumano, la secreción natural de lasglándulas mamarias de las vacas sanasy bien alimentadas, cuando la lecheproceda de otra especie animal, sedesignara con el nombre de este, seexcluye el producto obtenido 15 díasantes del parto y 5 días posteriores alparto o cuando contenga calostro.

LECHE

La leche es una emulsión de materia grasa, en forma globular, en un liquidoque presenta una analogía con el plasma sanguíneo. Este liquido esasimismo, una suspensión de materias proteicas en un suero constituido poruna solución verdadera que contiene principalmente, lactosa y salesminerales. Por lo tanto en la leche se presentan cuatro tipos diferentes decomponentes importantes:

Grasas + Proteínas (caseína y albuminoides) + Lactosa + Sales = LECHE

A estos se añaden otros componentes numerosos, presentes en cantidadesmínimas: lecitinas, vitaminas, enzimas, nucleótidos, gases disueltos, etc.

LECHE MATERNA

En los humanos durante la infancia, laleche tiene su beneficio en el periodode desarrollo, ya que es cuando sedesarrolla los huesos y presentan uncrecimiento acelerado, pero conformeel crecimiento se va terminando laleche, ya no presenta una necesidadnutricional, hasta el periodo de vejezcuando los huesos inician su procesode descalcificación, nuevamente serequiere la leche para contribuir adisminuir la descalcificación.

EVALUACIÓN SENSORIAL

•COLOR: La coloración de la leche fresca es blanca, aporcelanada; cuando esmuy rica en grasa presenta una coloración ligeramente crema, debido enparte al caroteno contenido en la grasa de la leche de vaca. La leche pobre engrasa o descremada es ligeramente de tono azulado.

•SABOR: La leche fresca y limpia tiene un sabor casi dulce y neutro por lalactosa que contiene, y adquiere, por contacto, fácilmente sabores a ensilaje,hierba, etc.

•OLOR: La leche fresca casi no tiene olor característico, pero debido a lapresencia de grasa, la leche conserva con mucha facilidad los olores delambiente o de los recipientes en los que se le guarda. La acidificación le da unolor especial a la leche y el desarrollo de bacterias coliformes un olor aestablo o a heces de vaca, motivo por el cual se le designa como “olor a vaca”.

PROPIEDADES FÍSICO- QUÍMICAS

Las determinaciones fisico-quimicas dela leche, son pruebas que se aplican paraconocer los componentes y la calidad dela leche, se consideran como indicativosen parte de su calidad.

La mayoría de laspropiedades físicas, dependen del totalde las propiedades de sus componentes:Aspecto, pH, densidad, temperatura de congelación.

ASPECTO la leche es un liquido opaco, blanco, mate, mas o menos amarillento, según el contenido de grasa. Tiene un olor poco marcado, pero característico, su sabor es variable según las especies animales, es agradable y dulce.

pHLa medida del pH nos da información precisa del estado de frescura de la leche. Una leche fresca normal es neutra o ligeramente acida (pH=7 a 20°C).Cuando actúan las bacterias las bacterias lácticas una parte de la lactosa de la leche se degrada ha acido láctico, lo que hace que aumente su concentración de iones hidronio(H3O), por lo tanto el pH disminuye.

ACIDEZ Es una prueba de rutina que más aplicación practica tiene en la industria láctea ya que casi todas las operaciones que se realizan o que se relacionan con el manejo de la leche y sus derivados dependen de la cantidad de ácido presente, inmediatamente después de la ordeña contiene aproximadamente .0002% de ácido láctico. Cualquier aumento en este compuesto es debido a la acción de las bacterias lácticas sobre la lactosa las que producen el ácido láctico.

% acidez = gasto de Na OH x N x Meq. Ac .láctico X100 muestra

ACIDEZ

La acidez titulable de la leche es el resultado de una valoración ácido-base en la que un volumen de leche es llevado al punto de vire de un indicador de pH que suele ser la fenolftaleína (punto de vire pH = 8,3) utilizando para ello una disolución alcalina (hidróxido sódico). En la acidez de valoración estamos determinando la suma de la acidez natural de la leche (caseínas, sustancias minerales - ácidos orgánicos y fosfatos) y la acidez desarrollada (ácidos orgánicos generados a partir de la lactosa por crecimiento microbiano).

DENSIDADLa densidad media de la leche a 15°C es de 1.028 a 1.035gr/ml. La adulteración de la leche por desnatado o por dilución aumenta la densidad, mientras que el aguado la disminuye.La densidad esta relacionada con la riqueza en materia seca.

DENSIDADMÉTODOS

*Lactodensimetro*Balanza de Morh-Westphal*Picnometro

TEMPERATURA DE CONGELACION

El punto de congelación de la leche 272.470 a 272.440 K (-0.530 a -0.560ºC) está determinado por la concentración de lactosa, cloruros y otras sales minerales en la misma, y es menor al punto de congelación del agua pura que es de 273 K (0°C).

De todos los análisis fisicoquímicos que se realizan en leche, el punto de congelación es el que menos variaciones presenta y por ello se utiliza para detectar la presencia de aguaañadida.

COMPOSICION QUIMICA

AGUA 87.1%

GRASA 3.9%

PROTEINA 3.3%

LACTOSA(AZUCAR)

5.0%

MINERALES (CENIZAS)

0.7%

GRASA 3.9% (35.6G/L - 33.7%)Es el componente que mas varia y de acuerdo a el se establece el precio de la leche.

La relación de los ácidos grasos saturados e insaturados determina su estado físico, al igual que la susceptibilidad a las reacciones químicas que afectan el sabor de la leche y de los productos lácteos.

FACTORES QUE LA AFECTAN

Disminuye en invierno y en primaveraDisminuye en la ordeña de la mañanaLa raza es el factor determinante

FORMULA HCOOH CH3 COOH CH 3CH 2COOH CH3CH22CH2COOH CH3 (CH2)3COOH CH3 (CH2)4COOH CH3 (CH2)5COOH CH3 (CH2)6COOH CH3 (CH2)7COOH CH3 (CH2)8COOH CH3 (CH2)9COOH CH3 (CH2)10COOH CH3 (CH2)11COOH CH3 (CH2)12COOH CH3 (CH2)13COOH CH3 (CH2)14COOH CH3 (CH2)15COOH CH3 (CH2)16COOH CH3 (CH2)17COOH CH3 (CH2)18COOH CH2=CHCOOH CH3CH=CHCOOH CH2=CHCH2COOH CH3 CH2 COOH CH3 COOH COOHCH2COOH COOH(CH2)2COOH COOH(CH2)3COOH COOH(CH2)4COOH COOH(CH2)5COOH COOH(CH2)6COOH COOH(CH2)7COOH COOH(CH2)8COOH

NOMBRE IUPAC ácido metanoico ácido etanoico ácido propanoico ácido butanoico ácido pentanoico ácido hexanoico ácido heptanoico ácido octanoico ácido nonanoico ácido decanoico ácido undecanoico ácido dodecanoico ácido tridecanoico ácido tetradecanoico ácido pentadecanoico ácido hexadecanoico ácido heptadecanoico ácido octodecanoico ácido nonadecanoico ácido eicosanoico ácido 2-propenoico ácido 2-butenoico ácido 3-butenoico ácido propinoico ácido etanodioico ácido propanodioico ácido butanodioico ácido pentanodioico ácido hexanodioico ácido heptanodioico ácido octanodioico ácido nonanodioico ácido decanodioico

NOMBRE VULGAR ácido fórmico ácido acético ácido propiónico ácido butírico ácido valérico ácido caproico ácido enántico ácido caprílico ácido pelargónico ácido cáprico ácido undecílico ácido láurico ácido tridecílico ácido mirístico ácido pentadecílico ácido palmítico ácido margárico ácido esteárico ácido nondecílico ácido araquídico ácido acrílico ácido crotónico ácido vinilacético ácido propiólico ácido oxálico ácido malónico ácido succínico ácido glutárico ácido adípico ácido pimélico ácido subérico ácido azelaico ácido sebácico

GRASA

La determinación de la grasa en la leche se realiza mediante la técnica volumétrica de Gerber empleando el butirómetro de Gerber según el método oficial de análisis de leche y productos.

GRASAEn la yema del huevo, el colesterol representa 5% del total de los lípidos, lo que equivale a 275 mg, por cada huevo; en la leche esta en una concentración de 120 mg, por litro.La membrana del glóbulo de grasa tiene aprox. el 85% del colesterol total, por esta razón el contenido de grasa se relaciona directamente con el colesterol.

METODOSGerber (oficial)

Mojonnier

Babcock

Roese – Gottlieb

Milko tester

FUNDAMENTOMETODO DE GERBER

Se basa en la disolución de todos los componentes excepto la grasa en una solución H2SO4 con densidad 1.82 g/l. El alcohol isoamilico ayuda a romper la emulsión, reduce la tensión en la interface acido – leche permitiendo que asciendan fácilmente los glóbulos de grasa, evita que la capa de grasa se oxida o quema, reaccionando con el acido formando un éster soluble.

PROTEINAS (3.3%)La leche es un alimento de alta calidad proteica, el cual se ha dividido en dos grupos de acuerdo a su estado de dispersión:

Caseínas 80%: son fosfoglucoproteínas que precipitan de la leche descremada a pH 4.6 a 20°C.

Proteína de suero 20%: β-lactoglobulina, α-lactalbumina, seroalbumina, inmunoglobulinas.

METODOS

*Espectrofotométricos*Kjeldahl

PROTEINASLa leche es un buen alimento debido a contiene proteínas de alta calidad, esdecir, contiene todos los aminoácidos esenciales:

1. Valina2. Leusina3. Isoleusina4. Arginina5. Lisina6. Metionina7. Fenilalanina8. Histidina9. Triptofano

LACTOSALa lactosa se sintetiza en la glándula mamaria, por un sistema enzimático en el que interviene, la α- lacto albumina, para después segregarse en la leche; tiene aproximadamente 15% de poder edulcorante.

Este disacárido esta integrado por condensación de una molécula de galactosa y otra de glucosa, mediante un enlace glucosidico β(1,4).

Lactosa= Glucosa + galactosa

METODOS

Método de Fehling Folin Wu

Clora mina t

Sacarímetro

Benedict

Yodometria

FUNDAMENTO DELMETODO DE FEHLING

Es útil para cuantificar azucares reductores, con el empleo del reactivo de Fehling que contiene Cu2+ de color azul, que al ser reducido por los azucares se torna el precipitado rojo formándose el Cu2O

MINERALES

La leche contiene sales tanto disueltas como en estado coloidal. La mayoría de estas sales son tipo mineral, en las que destacan los citratos, cloruros, fosfato de calcio, magnesio, sodio y potasio.

VITAMINASLas vitaminas son necesarias en el desarrollo normal de los procesos vitales, por lo que los alimentos las aportan en cantidades suficientes, por lo que la leche es una fuente de vitaminas. Se clasifican en:Vitaminas hidrosolubles: vitaminas del grupo B y vitamina C, que se encuentran en la fase acuosa(leche desnatada y lacto suero).Vitaminas liposolubles: A,D,E,K, que están asociados en la materia grasa (nata y mantequilla).

• Vitaminas Liposolubles:Fuente y función en el organismo.Vitamina A: Su carencia reduce el endurecimiento de los epitelios en varias partes de la piel principalmente los sistemas respiratorio, visual, reproductivo; afecta al sistema óseo y dental. La encontramos en leche, huevo, vegetales (únicamente se encuentra la pro vitamina).Vitamina D: Ayuda en la absorción y transporte del calcio y del fosforo, produce el raquitismo o osteomielitis (mala formación de los huesos). Abunda en el hígado de los mamíferos.

Vitamina E: Actúa como antioxidante celular y reduce los niveles de peróxidos provenientes de la oxidación de los ácidos grasos insaturados, su deficiencia origina distrofia muscular, se ha comprobado que en humanos favorece la reproducción. La encontramos en los aceites provenientes de las oleaginosas y de los cereales, como germen de trigo y de maíz.

Vitamina K: Es necesaria para que se produzca la coagulación de la sangre, se conoce como factor antihemorrágico. Abunda en los aceites provenientes de las oleaginosas y de los cereales, como germen de trigo y de maíz.

• Vitaminas Hidrosolubles:Fuente y función en el organismoTiamina: Interviene como coenzima en reacciones oxidativas, su deficiencia en el hombre se manifiesta por la perdida de la memoria y dificultad para hablar e incapacidad para realizar algunos movimientos. Se encuentra principalmente en mayor concentración en la cascarilla.Riboflavina: Actúa como coenzima en reacciones de oxido- reduccion, su carencia provoca dermatitis. Se encuentra en la leche y huevo.

Ácido Pantónico: Actua como coenzima.Ácido Nicotínico: Interviene en la síntesis de ácidos grasos y de proteínas a través de reacciones enzimáticas.Biotina: Interviene en la síntesis de ácidos grasos y de proteínas a través de reacciones enzimáticas.Vitamina B6: Interviene en la síntesis de aminas que sonneurotransmisores, su deficiencia origina desordenes nerviosos y provoca convulsiones. La micro flora intestinal del humano sintetiza y una porción se absorbe.

Vitamina B12: Intervienen en la síntesis de ácidos grasos y de metionina.No se sintetizan en los vegetales.Vitamina C: Es necesaria para la síntesis de colágeno y tejido conectivo para la formación de huesos y paredes de los capilares sanguíneos, ayuda a la absorción del hierro así como antioxidante. Se encuentra en las frutas cítricas principalmente.

ENZIMAS Las enzimas son catalizadores biológicos que llevan a cabo reacciones bioquímicas a muy alta velocidad y con un alto grado de especificidad, todas las enzimas son proteínas y tienen una estructuraglobular, para que la enzima actué como un catalizador debe unirse alsustrato especifico (ley de llave candado).

Las enzimas se encuentran distribuidas en la leche, ya sea unidas a las micelas de la caseína, a la membrana de los glóbulos de grasa o en forma libre en el suero, se producen en las glándulas mamarias y de ahí se transfieren a la leche.

En condiciones normales la leche contiene una gran variedad de enzimas:

ENZIMAS LOCALIZACION EN LA LECHE

CARACTERISTICAS

LIPASA 90% micelas10% suero

Responsable de reacciones de rancidez, sobrevive a la pasteurización y puede reactivarse en producto esterilizadopH optimo 8.6

PROTEASA Asociadas con las micelas

Resistente al calor, actividad endopeptidasa, se encuentra en muy bajas concentracionespH 8.8

FOSFATASA ALCALINA

80% en la membrana del glóbulo de grasa y el resto en la fase acuosa

Usada como índice de pasteurización adecuada puede haber reactivación en productos tratados a altas temperaturas

CATALASA Asociada con la membrana del glóbulo de grasa con las micelas y con el suero

Aumenta por los leucocitos y se usa como prueba de mastitispH 7

LACTOPEROXIDASA Suero La mas resistente al calor usada para detectar tratamientos térmicos muy fuertes en productos lacteospH6.8

FOSFATASA ALCALINAEs una enzima termo resistente presente en la leche, nos indica si el proceso de pasteurización ha sido adecuado.

FUNDAMENTOLa fosfatasa reacciona con el ester fenilfosfórico y libera fenol el cual reacciona con la bromoquinona clorimida produciendo un color azul que se puede leer con tintómetro de lovibond.

Los microorganismos patógenos mas comunes que desaparecen con la pasteurización: Mycobacterium tuberculosis, Shigella dysenteriae, Brusella abortus, Samonella typhosa, Corynebacterium diphtheriae.

FACTORES QUE AFECTAN LA PRUEBADetergentes

Leches con extractos de vainilla o chocolate, con trazas de fenoles

Utiliza tapones o recipientes conteniendo fenol

Cuando el tiempo o la temperatura de ultra pasteurización no ha sido adecuada, la fosfatasa se reactiva después de unos días de almacenamiento a bajas temperaturas.

Si los reactivos son viejos pueden dar falsos positivos.

No útil para leche de cabra pues no se activa la fosfatasa.

PASTEURIZACION

ULTRAPASTEURIZACION

PRODUCTOS Y DERIVADOS DE LA LECHE  Se entiende por derivados de leche a todos aquellos productos que se elaboran a partir de la leche. LECHE EVAPORADA : es el producto liquido obtenido mediante a evaporación de la leche entera pasteurizada cuya concentración deberá alcanzar un punto que contenga no menos de 7 % de grasa y no menos de 25.9 % de sólidos totales .provenientes de la leche utilizada  

LECHE CONDEZADA AZUCARADA Pueden ser entera semidescremada y descremada. Es el producto liquido o semilíquido obtenido mediante evaporación parcial o presión reducida de la leche de vaca . limpia y pasteurizada, al que se le ha mezclado sacarosa por su contenido de grasa y sólidos no grasos proveniente de la leche utilizada .se clasifican en Leche condensada azucarados , no deberá de contener gérmenes patógenos y la leche semidescremada condensada semidescremada azucarada.

LECHE DESHIDRATADA EN POLVO ENTERA SEMIDESCRIMADA O DESCREMADA Es el producto resultante de la eliminación parcial del agua de la leche entera descremada y semidescrema que haya sido sometido a proceso de pasteurización

 QUESO Es el producto obtenido de la cuaja de la leche entera semidescremada o descremada de vaca o de otra especie de animales , con adición de crema o sin ella . por la coagulación de la caseína con cuajo . gérmenes lácteos y otra enzima apropiada y con o sin tratamiento posterior de la propia cuajada por calentamiento , presión o por medio de fermentos de maduración Mohos especiales o sazonamiento.

MANTEQUILLA. Producto resultante del conglomerado de glóbulos grasos de crema o suero de queso, la mantequilla se elaborara con crema de leche pasteurizada .cualesquiera de la especie animal de que provenga con un mínimo de 80 % de la gras de la leche Utilizada y un máximo de 16 % de humedad, no se permitirá un numero mayor de 10, 000 colonias de microorganismos mesofilicos aerobios por gramo el máximo de coliformes corresponderá a 100 colonias por gramo , no deberá contener gérmenes patógenos , ni levaduras y un máximo de hongos por gramo.

CREMA Parte de la leche en la que se ha reunido la mayor cantidad de gras de la misma , a través de la centrifugación o de separación después del reposo proceder de leche limpia y ser elaborada por bajo procedimientos higiénicos , haber sido sometida a proceso de pasteurización antes de ser expuesto a a la venta , que los colorantes naturales estén dentro de los limites establecidos por la secretaria . estar exenta de aceite distinta de la leche que procede el producto terminado no contendrá más de 50 000. colonias de mesofilicos por ml. Después de pasteurizada y contener microorganismo patógenos ni Escherichiai coli la tolerancia para Estaphylococus aureos será de 100 colonias por ml y coliformes no deberá de ser superior a 100 colonias por ml.

YOGURT Producto obtenido de la mezcla de la leche entera semidescremada o descremada con leche descremada ,deshidratada sometida a un proceso de pasteurización y coagulación por fermentación . mediante la inoculación con bacteria lacto-bacillus bulgaricos y estreptococcus termophylos el producto final deberá contener los microorganismos vivos su acidez esta comprendida entre 0 .08 % y 1.0 . expresada en ácido láctico y no contendrá conservadores

HELADO Es el producto que resulta de la congelación de mezcla batida de crema de leche con azúcar, adicionada o no de mantequilla, sólidos no grasos de la leche h huevo ,frutas frescas sanas y limpias o en conservas , frutas secas sólidos de queso y otros ingredientes y aditivos permitidos. Los helados de crema o leche por su contenido de grasa de 8 % y no menor de sólidos no grasos de la leche

FLAN  Producto obtenido de la leche entera descremada o semidescremada 15 % de huevo como mínimo y azúcar ; adicionado o no de saborizantes naturales o artificiales autorizada y procesada por medio de calor a fin de obtener una consistencia semisólida