3. Propiedades físico-químicas de la leche Flashcards
Que son las propiedades fisicoquímicas de la leche?
Son el conjunto de parámetros físicos y químicos cuyos valores permiten caracterizar un alimento
* La composición química característica determina las distintas constantes físico-químicas de la leche (es decir en qué cantidad y en qué forma está presente cada componente es lo que va a determinar
estas constantes)
* Son de interés para determinar la calidad y autenticidad de la sustancia
Por que conocer las propiedades fisicoquímicas?
- Diseño de los equipos
- Determinar la microestructura de la leche
- Dilucidar reacciones químicas complejas
- Evaluar la calidad de la leche (desde el tambo hasta la industria)
Que propiedades dependen del total de componentes? Es decir que cualquiera de los componentes va a tener efecto en la variable
- DENSIDAD
- TENSION SUPERFICIAL
- CALOR ESPECIFICO
- VISCOSIDAD
Que propiedades dependen de las sustancias disueltas (en el agua)?
- INDICE DE REFRACCION
- PUNTO CRIOSCOPICO
Que propiedades dependen de los iones?
- pH
- CONDUCTIBILIDAD
Que propiedades dependen de los electrones?
- POTENCIAL REDOX
Que es la densidad?
Es la masa de cierta cantidad de un material dividido por su volumen. Se expresa en g/ml (o kg/lt, o cualquier otra unidad de peso sobre unidad de volumen)
Se simboliza con la letra ρ (“rho”), y debido a que esta propiedad depende de la temperatura se expresa como p20. Para poder comparar densidades hay que hablar de la dicha propiedad a una temperatura determinada, y para eso se toma la densidad a una temperatura de 20°C, o en algunos casos a 15°C.
Que es la densidad de la leche?
Es la propiedad física resultante de la influencia de todos sus componentes a una
temperatura dada
Que es la densidad absoluta y relativa o gravedad especifica?
Densidad absoluta:
* Expresa la masa que tiene un volumen conocido
* Se toma como patrón el valor 1, que es la densidad del agua (1000gr/ 1lt), (masa de 1dm=1kg)
Densidad relativa o gravedad especifica:
* En leche se relacionan las masas de leche y agua, de un mismo volumen a 15°c.
Es decir que es la densidad de la leche en comparación con la densidad del agua.
* La leche es más densa que el agua, a pesar de que uno de los principales componentes es la grasa y la grasa es menos densa que el agua.
Cual es la densidad de la leche entera y descremada?
Leche entera: 1,027 y 1,033 g/ml
Leche descremada: 1,033 y 1,036 g/ml (se hace más densa pq estamos sacando la única fracción que es menos densa que el agua)
Ninguno de estos valores son fijos pq la matriz láctea está en constante cambio
Cuales son los factores que interfieren en la variación de densidad?
- Composición de la leche (cualquier cambio afecta a la densidad)
- Temperatura: la densidad disminuye con el aumento de temperatura
- Inclusión de aire: aire que queda atrapado y se libera lentamente
- Efecto recknagel: cambios en el agua ligada a las proteínas, precipitación de las sales y a las variaciones en el estado de la grasa. Es un efecto que nos modifica la densidad de la leche y que está dado por esas tres cosas.
Con que aumento o disminuye la densidad?
DISMINUYE CON: adición de agua, agregado de MG, aumentar la temperatura (varia la lectura)
* AUMENTA CON: descremado (sacar grasa), bajar la temperatura (varia la lectura)
Como se puede medir la densidad?
1) Peso de un volumen fijo (medida de la densidad absoluta y relativa). Se hace con: PICNOMETRO, o BALANZA DE MOHR -WESTPHAL
2) Volumen de un peso fijo (es la medida de la densidad relativa, ya que la escala está establecida en función del agua a 15°)→ se hace con un TERMOLACTODENSIMETRO (dispositivo que se sumerge en la leche que se quiere estudiar, estima la densidad y la muestra en una escala)
Como debe medirse la densidad?
La densidad debe determinarse en leche bien homogenizada y sin espuma incorporada. Esto es muy importante xq la leche después del ordeñe sufre el
”desnatado espontaneo”, que es cuando la
grasa sube a la superficie y queda acumulada allí, en ese proceso al juntarse los glóbulos butirosos, atrapan células somáticas y bacterias. Entonces voy a tener en superficie: mayor concentración de
grasa, cels. somáticas y bacterias, y en la parte inferior voy a tener menor concentración grasa. Sin espuma incorporada pq la agitación en exceso adiciona aire y eso me falsea los resultados.
Este proceso de homogenización de una muestra se realiza manualmente, pero no se trata de revolver enérgicamente, pq ahí empezamos a incluir burbujas de aire (futura oxidación), y se empiezan a romper los glóbulos butirosos, el termino que se usa es “revolver gentilmente”, es decir
hay que cuidar esa materia prima.
Utilidades de importancia tecnológicas sobre la medición de la densidad de la leche
- Calcular el peso de la leche requerido para un proceso
- Control de calidad: desviaciones de la composición / adulteraciones de la leche (aguado, descremado).
- Normalizar el contenido de materia grasa
Hoy en día la densidad solo se realiza en algunas plantas, ya que fue sustituido por el punto crioscopico
Que es el extracto seco?
Es el conjunto de sustancias que componen la leche exceptuando el agua (EST). La matriz láctea es aprox. un 87% agua, cuando retiramos esa parte nos queda el EST que es aprox. un 13% del peso
total de la leche.
* EXTRACTO SECO DESENGRASADO (ESD): es más constante debido a que se retira el componente más variable de la leche (MG).
* El ESD es de valor muy constante a diferencia de la materia grasa
* Existen fórmulas que permiten calcular el contenido de ES conociendo: materia grasa/ kg de leche y densidad a 15°C
Que es la tensión superficial?
En una interface liquido-aire el comportamiento de las moléculas es diferente que en una fase líquida:
- En una fase liquida las moléculas están sujetas a fuerzas de atracción iguales en todas las direcciones por otras moléculas del líquido
- En la interface liquido-aire existe una fuerza de atracción neta dirigida hacia todas partes del líquido (atracción hacia el cuerpo del líquido).
* Disminuyen las moléculas en la superficie del líquido, resultando en una disminución del área interfacial. El líquido se comporta como si tuviera una membrana invisible
* Estas fuerzas de una molécula hacia otra se llaman fuerzas cohesivas, y dan lugar al fenómeno denominado tensión superficial.
Que factores hacen que aumente o disminuya la tensión superficial de la leche?
DISMINUYE CON: aumento de temperatura, aumento de lipolisis, homogenización de la leche, tratamientos térmicos
*El proceso de homogenización es un proceso industrial que lo que hace es pasar la leche a alta presión y eso rompe el glóbulo butiroso en partes mucho más pequeñas para evitar el desnatado
espontaneo.
- AUMENTA CON: disminución de
temperatura, edad de la vaca, aumento de la acidez
Que es el calor especifico y de que depende?
Es la cantidad de calor que hay que suministrar a la unidad de masa a una sustancia para elevar su temperatura en 1°C.
Es de gran importancia en la industria láctea, sobre todo en los cálculos para tratamientos térmicos.
* Se mide en cal/g°C
* Depende de: Composición, humedad, temperatura y presión
Que es la viscosidad de la leche?
Resulta del frotamiento de las moléculas. Es la resistencia más o menos grande que presentan los líquidos a fluir
* La viscosidad absoluta (n) se expresa en centipoises
* A nivel industrial es muy importante
* La leche es más viscosa que el agua debido a:
- La materia grasa esta en forma globular
- Macromoléculas proteicas
- Sustancias disueltas
* Leche entera > leche descremada > agua
Como afecta los diferentes componentes de la leche (grasa y proteína) sobre la viscosidad?
- Proteínas
- Cantidad
- Dimensiones de sus partículas
- Grado de hidratación
- Grasa
- Tamaño de las partículas
- Conglomeración
Que factores aumentan o disminuyen la viscosidad?
Todas las modificaciones sobre la MG y las proteínas afectan la viscosidad
* DISMINUYE CON: aumento de la temperatura, disminución del pH por debajo de 6,0, enzimas coagulantes (al principio), aguado
* AUMENTA CON: disminución de la temperatura, enzimas coagulantes, tratamiento térmico, bacterias acido-lácticas, pH mayor a 12,0
*Enzimas coagulantes son enzimas proteolíticas, por ej. la quimosina (es la que produce el ternero lactante, cuajo), lo que hace es cortar los enlaces proteicos de la leche. Se usan en muchos procesos,
por ej. elaboración de quesos o yogurt.
Cuales son las utilidades e importancia tecnológica de la viscosidad?
- Cálculo de bombas y tuberías (diseño de procesos de flujo), tenemos que tener en cuenta que es lo que va a pasar por dentro de esas tuberías.
- Comercialización (cremas: se asocia la viscosidad con la calidad de la MG). Ej. crema doble esperas que sea algo viscoso y no una solución acuosa.
- Intensidad de los tratamientos térmicos. A mayor contenido de materia grasa mayor viscosidad, y también conlleva que los tratamientos térmicos sean más intensos. Ej. los productos de mayor tenor graso como la crema doble, tienen tratamientos térmicos más intensos que los que se aplican a la leche fluida.
- Control de calidad de los derivados lácteos
Que es el equilibrio acido-base?
Es el balance entre los iones de hidrógeno y los iones de hidróxido presentes en la leche, que determina su pH y su capacidad para mantener un ambiente estable. Este equilibrio es importante porque afecta tanto las características de la leche como su calidad y comportamiento en los procesos de producción y almacenamiento.
* La estabilidad al calor y frente al etanol→ Cuando partimos de una leche de tambo necesitamos que la misma sea estable al calor, porque lo primero que se le hace es un tto térmico y si no es estable al calor va a traer problemas en la industrialización
* Tiempo de coagulación de la enzima (cuajo o quimosina)
* Firmeza y sinéresis de los geles formados por la coagulación de la leche con la enzima
coagulante→ muy importante en la
elaboración de quesos y yogures donde necesitamos que se dé una firmeza especifica con una sinéresis específica para lograr un producto adecuado
* pH final del queso y los cambios durante la maduración
Cuales son los componentes que afectan mayoritariamente a la relación ácido-base en la leche?
La leche contiene varios grupos ácidos y básicos que actúan como buffer en un amplio rango de pH:
* caseínas
* fosfato cálcico coloidal
* fosfato soluble
* citratos, bicarbonato
Que factores hacen variar el pH?
- Ciclo de lactación
- Alimentación (contenido en citrato/ fosfatos), relación Ca/P, Ca/Mg
- Especie animal: varían en la composición de la leche, y especialmente de caseínas y fosfatos
- Estabilidad de las caseínas (propiedad de MUCHO interés tecnológico)
Cual es el método de evaluación e importancia del pH?
Métodos de evaluación:
* Medidor potenciómetrico (pH-metro)
* Papel indicador o tiras reactivas
Utilidades e importancia tecnológica:
* Controlar procesos microbiológicos y enzimáticos durante la transformación de la leche
* Control para los tratamientos térmicos
Que es la acidez y que me puedes hablar sobre la acidez titulable?
La acidez es una propiedad clave en la leche y se mide frecuentemente como parte del control de calidad.
Tipos de acidez en la leche:
* Acidez actual o verdadera (pH)
* Acidez natural + acidez desarrollada= acidez total o de valoración
Acidez titulable o de valoración: Es la acidez total y se debe a la suma de tres reacciones fundamentales y a una cuarta de carácter eventual:
- Acidez proveniente de la caseína (2/5)
- Acidez debida a las sustancias minerales y a la presencia de ácidos orgánicos (ej. ácido cítrico) (2/5)
- Reacciones secundarias debidas a los fosfatos presentes en la leche con liberación de ácido fosfórico
(1/5)
*estos tres primeros componentes son inherentes a la leche, es decir que siempre van a estar presentes por lo tanto no hay ningún problema con ellos - ACIDEZ NATURAL -
- Acidez desarrollada: La acidez desarrollada es crucial para evaluar la calidad higiénica de la leche, ya que está directamente relacionada con el crecimiento bacteriano
Las bacterias ácido-lácticas que crecen en la leche convierten la lactosa en ácido láctico, lo que aumenta la acidez desarrollada de la leche. Esta acidez es un indicador del crecimiento bacteriano y se utiliza para evaluar el grado higiénico de la leche. Además, la acidez desarrollada influye en la aptitud de la leche para procesos térmicos, ya que el pH y la acidez afectan la estabilidad de la micela de caseína. Una leche con alta acidez no será estable durante tratamientos térmicos.
Las tres primeras representan la “acidez natural” de la leche, la cuarta puede existir debido a condiciones higiénico-sanitarias no adecuadas
Por lo tanto la acidez se utiliza como una medida indirecta de su calidad higiénica. El control adecuado de la acidez ayuda a garantizar una leche de buena calidad y apta para su procesamiento.
Como se mide la acidez, cuales son los factores que afectan su variación y que utilidad e importancia tecnológica tiene?
La acidez titulable mide: La capacidad de regulación de la leche y la cantidad de ácido láctico producido por las bacterias acidificantes
Se mide mediante la neutralización (tenemos una muestra “X” en el laboratorio con una cantidad de ácido, le vamos a ir agregando una solución básica hasta lograr la neutralización. Como conocemos la cantidad de solución alcalina que gastamos podemos calcular la acidez de la leche
* El valor normal para una leche fresca es de 0,14- 0,16% de ácido láctico→ entre 14-16°D
* Se puede expresar en grados Dornic (°D), grados Soxhlet-Henkel (°SH) ó rados Thorner-Pffeifer (°TP)
Factores de variación de la acidez titulable o de valoración:
* Contenido en solidos no grasos (SNG)
* Periodo de lactación
* Alimentación
* Leches alteradas (viejas, patógenas, aguadas)
* Raza: depende de la riqueza de caseínas y fosfatos
* Lipolisis (acidificación en productos ricos en grasa)
Utilidad e importancia tecnológica:
* Estimar la frescura de la leche (o calidad higiénica de la misma)
* Monitorear la producción de ácido láctico durante los procesos fermentativos (las BAL son indeseables en el caso de leche cruda o leche en refrigeración, pero muchas veces en la elaboración de yogures, mantecas acidas y quesos usamos BAL porque buscamos que se genere ac.lactico)
Que es el potencial de oxido reducción?
Indica la capacidad de una sustancia para ganar o perder electrones en una reacción química
* Una sustancia que causa la oxidación de otra se llama oxidante y debe aceptar electrones de la sustancia que oxida y esta se reduce
* Una sustancia que causa la reducción de otra se llama reductora y ella misma se oxida durante la reacción
* La leche fresca tiene un valor normal de Ɛh entre +0,20 y +0,30v, ó +250 y 300mv
* En la leche es una medida de cantidad de energía que se libera en procesos de ceder y captar electrones
Que propiedades de oxido-reducción intervienen en la leche?
- Oxigeno (O2) disuelto: Responsable en gran parte del potencial redox positivo de la leche cruda. Si se desairéa la leche el Ɛh disminuye a +0,5v
- Sistema Xantin-Oxidasa: Sistema reductor natural. Se determina mediante el potencial redox
- Esterilización: proceso térmico bastante
intenso y cuando se activan los grupos SH éstos le dan el sabor a cocido a la leche (ej. leche hervida, o leche UHT) porque tienen un efecto reductor. Activación de grupos SH (el descenso del potencial es paralelo al aumento del sabor a cocido). Actividad antioxidante
Cuales son los factores de variación del potencial oxido reducción?
- Tratamiento térmico: Disminuye con el calentamiento, sustancias reductoras producidas durante la reacción de mailard y si disminuye el O2, disminuye el Ɛh, menor oxidación del ácido ascórbico y mayor retención de sustancias reductoras
- Actividad bacteriana: Metabolismo bacteriano disminuye el O2
- Contaminación con iones metálicos (Cu)
- Concentración de O2
- Exposición a la luz
Habla sobre las sustancias físicas relativas a la solución
Punto de congelación o punto crioscópico: El punto de congelación de la leche es -0.555°C, más bajo que el del agua debido a las sustancias disueltas. Esta propiedad ayuda a detectar fraudes, como agua añadida a la leche (por ejemplo, si no se enjuagan bien los equipos).
Factores que afectan: Tratamientos térmicos (pasteurización, desodorización), raza de la vaca.
Punto de ebullición: El punto de ebullición de la leche es 100.15°C-100.17°C, ligeramente más alto que el del agua.
No se mide frecuentemente porque no aporta mucha información y los tratamientos térmicos alteran la leche.
Conductibilidad eléctrica: Mayor que la del agua debido a las sustancias disueltas, especialmente los ácidos.
Aguado: Disminuye la conductibilidad.
Leche patológica (como mastitis): Aumenta la conductibilidad debido a la presencia de cloruros y sodio provenientes de la sangre.
Propiedades ópticas
Transmisión de luz: La leche dispersa la luz debido a la caseína y glóbulos grasos.
Color y turbidez: La leche es opalescente (blanca) debido a la dispersión de luz por la caseína y el caroteno (colorea la grasa).
Refracción: Depende de minerales, lactosa, caseínas y proteínas del suero. Se utiliza para medir sólidos no grasos (SNG) en la leche.
