ANÁLISIS DE LECHE *Ingeniería Agroindustrial, Facultad de Ingeniería, Universidad de Sucre, Sincelejo, Sucre RESUMEN Las pruebas de fisico quimicas específicamente en lácteos sirven como criterio en la determinación de la calidad de la leche y el resultado se traduce en el precio al cual se está pagando la leche. Un factor importante en la realización de estas pruebas es el tiempo, la disponibilidad de información es determinante para establecer si la leche se acepta, se rechaza. El reporte de las pruebas de plataforma debe informar a primera vista sobre las características de la leche como son: acidez, contenido graso, temperatura, pruebas de alcohol, antibióticos, carbonatos, etc. ABSTRACT Physical and chemical tests on milk specifically serve as a criterion in determining the quality of milk and the result is reflected in the price at which milk is being paid. A major problem in these tests is the time factor, the availability of information is crucial to determine whether the milk is accepted, is rejected. The report of the test platform must inform sight on the characteristics of milk, such as: acidity, fat content, temperature, alcohol testing, antibiotics, carbonates, etc.
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ANÁLISIS DE LECHE
*Ingeniería Agroindustrial, Facultad de Ingeniería, Universidad de Sucre, Sincelejo, Sucre
RESUMEN
Las pruebas de fisico quimicas específicamente en lácteos sirven como criterio en la determinación de la calidad de la leche y el resultado se traduce en el precio al cual se está pagando la leche. Un factor importante en la realización de estas pruebas es el tiempo, la disponibilidad de información es determinante para establecer si la leche se acepta, se rechaza. El reporte de las pruebas de plataforma debe informar a primera vista sobre las características de la leche como son: acidez, contenido graso, temperatura, pruebas de alcohol, antibióticos, carbonatos, etc.
ABSTRACT
Physical and chemical tests on milk specifically serve as a criterion in determining the quality of milk and the result is reflected in the price at which milk is being paid. A major problem in these tests is the time factor, the availability of information is crucial to determine whether the milk is accepted, is rejected. The report of the test platform must inform sight on the characteristics of milk, such as: acidity, fat content, temperature, alcohol testing, antibiotics, carbonates, etc.
INTRODUCCIÓN
Se considera leche el producto de la secreción mamaria normal de animales bovinos, bufalinos y caprinos lecheros sanos, obtenida mediante uno o más ordeños completos, sin ningún tipo de adición, destinada al consumo en forma de leche líquida o a elaboración posterior.[1]
La leche proporciona nutrientes esenciales y es una fuente importante de energía alimentaria, proteínas de alta calidad y grasas. La leche puede contribuir considerablemente a la ingestión necesaria de nutrientes como el calcio, magnesio, riboflavina, vitamina B12 y ácido pantoténico. La composición nutricional depende de factores como : la especie del animal lechero, su raza, edad y dieta, junto con el estado de lactancia, el número de pariciones, el sistema agrícola, el entorno físico y la estación del año, influyen en el color, sabor y composición de la leche y permiten la producción de una variedad de productos lácteos.[2]
COMPOSICIÓN NUTRICIONAL DE LA LECHE DE VACA (g/100 ml.)
COMPONENTES MINIMO PROMEDIO MAXIMO
Agua 84.0 87.0 89.0
Solidos 10.6 17.9
Grasas 2.6 3.6 8.4
Proteínas 2.4 3.3 6.5
Lactosa 2.4 4.7 6.1
Cenizas 0.6 0.9
Tabla N°1: composición nutricional de la leche de vaca [3]
El agua es el principal constituyente de la leche con un promedio del 87.0%, esta constituida por un carbohidrato de gran importancia como la lactosa, la concentración de lactosa en la leche es relativamente constante y se promedia alrededor de 5%, la mayor parte del nitrógeno de la leche se encuentra en la forma de proteína. Con una concentración de proteína en la leche (caseínas 80% y proteínas del lactosuero un 20%) que varía de 2.4 a 6.5%, el porcentaje varía con la raza de la vaca. La cantidad de grasa en la leche se encuentra presente en pequeños glóbulos suspendidos en agua, cada glóbulo se encuentra rodeado de una capa de fosfolípidos. La leche también es una fuente excelente para la mayoría de los minerales requeridos para el crecimiento del lactante; la digestibilidad del calcio y fósforo es generalmente alta, en parte debido a que se encuentran en asociación con la caseína de la leche. [4]
Debido a su importancia a nivel mundial como producto fundamental para la alimentación es necesario hacerle unos análisis para determinar el grado de calidad que
posea la leche. La leche cruda de animales bovinos debe cumplir con las siguientes características:
Tabla N°2: características de la leche cruda
Teniendo en cuenta lo anterior y según el artículo 25 del decreto 616, en las plantas para procesamiento de leche, se practicarán todos los días como mecanismos de control interno, y criterios de aceptación, liberación y rechazo de la leche, desde el punto de vista microbiológico, físico-químico y organoléptico, las pruebas de recepción, prueba de alcohol, ausencia de conservantes, adulterantes y neutralizantes por muestreo selectivo, prueba de densidad, prueba de lactometría o crioscopia, prueba de acidez, ausencia de antibióticos, Recuento microbiano.[1]
Pruebas que se estudiaran en este informe con el fin de conocer los análisis bromatológicos que se le hacen a la leche para determinar alteración, adulteración y contaminación de la misma y así analizar la calidad de la leche estudiada.
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
Identificar las características de una leche cruda a través de las distintas pruebas físicas y químicas.
MATERIALES Y MÉTODOS
La muestra para el análisis de leche fue traída 200 ml de leche fresca por grupo en frasco boca ancha. La leche una vez en el laboratoruio se procede hacer las pruebas pertinentes, estos análisis, buscan identificar la leche a través de sus atributos físicos y químicos, detectar adulteraciones.
PROCEDIMIENTOS
Examen organoléptico
- Medir la temperatura
- Valore las muestras de leche considerando la escala recomendada por La “American Dairy Science Association” para la clasificación de leche según características observables por los órganos de los sentidos (aspecto, olor, color, sabor, propios de la leche de las especies animales consideradas normales).
Calificativos y valoraciones de las pruebas sensoriales
COLOR OLOR TEXTURA
1° Porcelana (Rica en grasa) 1° Excelente (Neutro) Liso
2° Blanco (Bajo en grasa) 2° Bueno (Tenue olor a acidez)
3° Azulado (Bajo en grasa) 3° Regular (Ligero a rancio)
4° Mal (Fuerte olor a rancio) Con grumos
Prueba de alcohol:
En una capsula se agregaron 2ml de leche y se le añadió 2ml de alcohol al 70%, se mezcló bien y se observó lo sucedido.
Coagulación durante la ebullición:
Se tomó 5 ml de leche en un tubo de ensayo, se llevó a un baño de María hasta que se presentó la ebullición y se tomó la temperatura y se observó si había o no la presencia de alguna precipitación en la leche
PH:
Se tomó una muestra considerable de leche en un beaker y se hizo la respectiva medición con un pH-metro.
Determinación de solidos solubles:
Se tomó una muestra y se colocó dos gotas en el prisma del refractómetro y se realizó la respectiva medición.
Determinación de acidez cuantitativa:
Como la leche se encontraba fresca y no presentó separación visible de crema se mezcló vertiendo la muestra de un recipiente a otro 3 veces, posteriormente se vertió 9 ml de la muestra preparada en un beaker, al cual se le adicionó 5 gotas de Fenolftaleína y se tituló con NaOH 0,1 N hasta que se observó un tono rosado pálido que perduro ±20 segundos en la muestra.
Determinación de grasas (Método de Gerber):
Se midió 10 ml de H2SO4 al butirómetro sin ensuciar el cuello de este (ver figura 9) y se agregó 11 ml de leche con pipeta aforada, de modo que quedó sobre el acido sin mezclarse con este, luego se midió y se adicionó rápidamente 1ml de alcohol amílico al butirómetro, se tomó el butirómetro con el tapón correspondiente sin remover el contenido, se agitó en forma efectiva pero cuidadosa, y se consideró que este se calentara por acción del ácido, posteriormente se introdujo el butirómetro en una centrifuga por ±5 minutos, se retiró el butirómetro y se leyó el contenido de grasa obtenidos.
Determinación de densidad 15/15:
Se agregó leche en una probeta, se introdujo un termolactodensímetro, evitando el contacto con las paredes de la probeta, se tomó la lectura, se analizaron los resultados y se hicieron las respectivas correcciones.
Extracto seco desengrasado: para esta prueba solo se tienen en cuenta los valores obtenido en la densidad y en el porcentaje de grasas.
Determinación de proteína (Método de Kjeldhal):
Digestión:
Se pesó con precisión 5 gr de la muestra, se introdujo dos chaquiras (aislantes eléctricos) dentro de la muestra, luego se agregó 4 gr de catalizador (1 pastilla T1 – Cu) el cual consta de sulfato de potasio, sulfato de cobre y oxido de selenio y se adicionó 15 ml de ácido sulfúrico H2SO4 (95 – 97%) puro (ver figura 13). Se colocó el tubo en el digestor buchí el aparato consta de una trampa para la evacuación de gases generados durante digestión, se llevó a calentamiento hasta alcanzar un color verde claro el cual tuvo un promedio de tiempo por más o menos 1 hora (ver figura 14). El color de la muestra se iba aclarando cada vez más, la digestión se consideró concluida cuando la
solución tuvo un color claro y una vez obtenido el color, se enfrió a temperatura ambiente por una hora.
Destilación:
Se pasó el tubo al sistema de destilación (ver figura 16), el cual adicionó aproximadamente, 50 ml de agua destilada y 70 ml de NAOH al 32% (proceso automático); Se destiló 5 minutos, y se recogió el destilado en un erlenmeyer (500ml) con 100 ml de la solución H2BO3 (2% Acido bórico) finalmente se tomo la solución obtenida anteriormente y se valoró y se tituló con ácido sulfúrico al 0,1N, anotando los ml gastados en esta titulación.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Características organolépticas
CARACTERÍSTICAS ORGANOLÉPTICAS DE LA MUESTRA LECHE
Aspecto Textura lisa sin grumo
Color porcelana
Olor Neutro, característico
Sabor Ligeramente dulce
Tabla N°3: características organolépticas de la leche en estudio.
En la muestra de leche, durante la determinación de las características organolépticas tales como el aspecto, se tiene que esta presenta textura lisa y sin grumos, Esto se debe al contenido de azúcares, sales disueltas en ella y caseína. Su color porcelana le da la característica de ser rica en grasa, La intensidad del color se debe al mayor o menor contenido de grasa, caseína, carotenos (colorantes que se encuentran en la hierba verde), teniendo en cuenta que mientras menor sea el tamaño de los glóbulos de grasa, mayor será el color blanco de la leche. Por otro lado el olor es neutro característico debido a que la leche analizada no presentaba alteraciones causadas por las reacciones de compuestos extraños; Por último, el sabor ligeramente dulce en la leche analizada, se debe a la presencia de la lactosa, la cual es la que le da esa característica.
Acidez cualitativa o prueba de alcohol
En este procedimiento se puede decir que la leche no está acida; ya que se desliza por las paredes sin dejar grumos.
Lo revelador de esta prueba es que indica que presuntamente la leche puede tener una carga microbiana alta que puede afectar al resto de la leche en buenas condiciones y que si se mezclan, en poco tiempo puede afectar toda la leche, de ahí que es un riesgo mezclar por decirlo de algún modo leche mala con leche buena y que se verá afectado todo el proceso
Esta prueba sirve para determinar la facilidad de coagulación de la leche expuesta al calor; si la leche coagula en presencia de alcohol significa que no puede ser sometida a tratamiento térmico. La coagulación de la leche en esta prueba puede ser debida a la presencia de calostro, de la leche ácida, leche de lactancia avanzada o leche con de desbalance de sales; por ello no se puede depender de esta prueba para aceptar o rechazar leche en una planta. [5]
Coagulación durante la ebullición
Resultados de muestra de leche sometida a proceso de ebullición.
Imagen N°1: la muestra de leche no presenta formación de coágulos o precipitado,
resultado negativo.
La prueba de leche se basa en que la leche cuaja cuando llega a su punto de ebullición cuando su acidez es de 0.24%. Para hacer este ensayo y a baño maría alrededor de los 100°c. Si llegase a formar coágulos significa que la acidez es mayor que 24% es decir que la leche se corta por el proceso de acidez. En el ensayo realizado esta demuestra resultado negativo lo que comprueba que esta no se encuentra en gran grado de acidez originando precipitado durante la ebullición. Por lo que se considera de buena calidad dentro de los parámetros mínimos que se exige en leches.
Determinación de acidez cuantitativa
Al realizar la prueba con leche cruda se obtuvieron los siguientes resultados.
Calculo de la acidez:
Datos de acidez cuantitativa
Peso de la muestra (ml) 9000
NaOH gastados 2 ml
Normalidad NaOH 0,1 N
Tabla N°4: Resultados obtenidos de la determinación de acidez en el laboratorio.
La determinación de la acidez cuantitativa indica para que tipo de proceso debe destinarse la leche y para evaluar su estado de conservación y de calidad de la leche como tal, a si para esto es necesario determinar el % ácido expresada en ácido láctico para esto, esto se calcula mediante:
G de Ac. Láctico/100ml de leche = VM · Nf · 0.09 · 100/Vm
VM = Volumen en ml gastados De NaOH = 2 ml
Nf = Normalidad del NaOH = 0.1 N
Vm = Volumen de la muestra = 9ml
%Acidez=(V NaOH ) ( N NaOH )(P . M Acidolactico)
P (mg)∗100
%Acidez=(2 ) (0,1 N )(90)
9000mg∗100%
%Acidez=0,2
Al determinar la acidez cuantitativa de la leche se puede decir que esta presento un valor de acidez normal 0.2 g/100ml, la cual esta en torno a 0.19, por lo que se puede inferir que su contenido de anhídrido carbónico, proteínas y algunos iones como fosfato, citrato; no habían sido modificados o alterados por acción microbiana que generalmente son las causas que generan una aumento de acidez en la leche.Teniendo en cuenta lo anterior y el resultado de la acidez expresada en ácido láctico esta leche no se incluye en el rango establecido por el decreto 616, y esto significa que es una leche con un alto contenido en microorganismo y por ende había una acidez desarrollada a partir de los microorganismos lácticos, esto se debe a que pasaron aproximadamente de una o dos horas antes de realizar la prueba (último grupo)y por consiguiente se da la proliferación de estos lo que hace que la acidez aumente. [6]
pH
pH en la muestra de leche
Imagen N°2: determinación del pH de una muestra de leche de vaca
En la figura uno se observa la medición del pH de la muestra de leche utilizando un pH-metro para estimar la acidez desarrollada y su resultado fue 7.91. Según lo establecido por las normas este pH no está dentro del rango (pH comprendido entre 6,6 y 6,8), esto se debe a que al momento en que la leche fue ordeñada hasta el momento de realizar la prueba, transcurrió aproximadamente una hora, y ya ésta venía con carga microbiana lo que hace que se produzca más ácido láctico y baje su pH. La leche fresca contiene muy
poco ácido láctico y bajo la influencia de algunos microorganismos, la lactosa presente en la leche se convierte en ácido láctico, y por lo tanto se acidifica, es decir aumenta su acidez. [7]
Determinación de grasa (método de Gerber)
La muestra de leche cruda analizada presento un contenido de grasa iguala al 5 %, lo cual indico que el porcentaje en grasa fue mayor que el mínimo exigido por el decreto número 616 de 2006 para la leche entera (mínimo exigido = 3%). El contenido de grasa fue mayor debido a posibles factores como son: raciales, genéticos, sanitarios, ambientales, de manejo y dietarios.
El tipo de raza influye considerablemente en el contenido de grasa, por ejemplo; la leche proveniente del ganado Holstein tiene un porcentaje aproximado de grasa igual a 3,4%, la Jersey igual a 5,2 mientras que la Holstein cruzada con Jersey tiene un porcentaje de 4,9%. [8]
El número ordinal de lactancia y/ o la edad, tiene un efecto significativo sobre el porcentaje y la producción total de grasa. Se informa una disminución en el porcentaje de materia grasa de 0,2% al pasar de 5 lactancias. [8]
El tipo de forraje, la calidad del forraje (madurez, contenido de fibra), el tamaño de partícula o de picado del forraje tiene gran influencia sobre el porcentaje de grasa de la leche. Es así como el forraje finamente molido produce un cambio en los productos de fermentación ruminal con el consiguiente aumento del propionato y la reducción de acetato y por lo tanto disminución del porcentaje de materia grasa láctea. El estado de madurez del forraje es un factor importante en el momento de reunir un nivel adecuado de fibra en la dieta, ya sea, para mantener o incrementar el contenido de grasa láctea. [8]
Determinación de densidad
En este procedimiento la lectura que pudimos observa fue:
Temperatura a 28°C
Densidad leche =1,026 g ⁄ ml
CORRECCIONDELADENSIDAD.
Si está por encima de 15°C:
Densidad real = Densidad leche + 0,0002 (T°-15°C)
Densidad real = 1,026 + 0,0002 (28°C-15°C)
Densidad real = 1,030 g ⁄ ml
La muestra de leche presento una densidad de 1.030, encontrándose está dentro del rango establecido (1.030 – 1.033). Esto es debido a su contenido en grasa y la
concentración de los sólidos disueltos y en suspensión, ya que la leche varia proporcionalmente a esta concentración e inversamente al contenido graso. En la densidad de la leche influyen todos los constituyentes normales, así como todas aquellas sustancias extrañas que se adicionan de forma fraudulenta, tanto sólidos como líquidos. [9]
Extracto seco desengrasado:
ESD=0,25∗densidad+0,2∗porcentaje engrasa+0,48
ESD=0,25∗1.0294+0,2∗4,3+0,48
ESD=1.59735
Determinación de proteína (Método de Kjeldhal):
%N = vol acido gastado−vol blanco
gr muestra × (0.1) × (0.014) × (100)
%N = 12ml−0.3 ml
3.0038 g × (0.1) × (0.014) × (100)
%N = 0.545309
% proteína = %N × (6.38)
% proteína = 0.545309 × (6.38)
% proteína = 3.479073
Extracto seco total (EST)
La determinación del E.S.T se da por la siguiente expresión:
EST = extracto seco desengrasado + % grasa.
EST = 8.48 % + 5% = 13.48 %
La determinación de contenido de materia seca, con grasa o desengrasada, resultó para el ensayo un poco alta según lo establecido por el decreto 616 de las normas de control de calidad de la leche cruda, donde se establecieron parámetros de materia seca desengrasada de 8.30 % m/m y de materia seca total de 11.30 % m/m; esto lo que indica es que los valores de esta característica varían de acuerdo a la alimentación que se le suministre al animal, a la calidad del forraje y edad del mismo, entre otros aspectos. [10]
SST (Refractometría)
En la determinación de los SST usando el refractómetro y haciendo una lectura directa y el resultado fue de 8.8.
La leche está compuesta por un 77 al 80% de agua, o sea que debe contener de un 10 al 13% de sólidos totales. Estos sólidos totales están compuestos normalmente entre un 3 y 3,5% de grasa, un 3 a un 3,5% de proteína y un 4 a un 6 % de carbohidratos como la lactosa y minerales tan importantes como el calcio. Teniendo en cuenta esto el análisis hecho para determinar los sólidos solubles no grasos de la leche están dentro de un rango ya establecido, como bien sabemos los grados brix indican la cantidad de solidos solubles inmersos en una solución. El índice lactometrico debe ser 8.4, una cantidad menor o mayor es índice de alteraciones o adulteración en la leche. [3]
De acuerdo con los datos obtenidos la leche cruda fresca tiene mayor solidos solubles esto es dependiente de factores como la edad del animal, la raza, la alimentación de este, entre otros, en esta muestra no hubo adición de harinas ni de agua. Y esto se explica porque la leche que fue utilizada no fue manipulada o adulterada debido a que esta fue envasada directamente desde la ubre de la vaca hasta el recipiente para realizar posteriormente los análisis.
CONCLUSIONES
Teniendo en cuanta los resultados obtenidos en esta práctica, podemos concluir que la muestra de leche en estudio tenía unas características organolépticas normales propias de la leche, de manera que esta no tenía ningún tipo de alteraciones a nivel sensorial, todo esto teniendo en cuenta los parámetros organolépticos.
La muestra de leche en estudio posee un alto contenido en grasa, lo cual la clasifica dentro de las leches normales y aptas para el consumo. Por otro lado, el porcentaje de proteínas presente en la muestra de leche, está por encima del mínimo exigido, indicando un alto contenido en proteínas. Por lo cual podemos decir que la leche cumple con los requerimientos mínimos para su consumo o procesamiento. Todo esto teniendo en cuenta la determinación de proteínas y grasa.
La leche analizada, no coagulo durante la ebullición indicando una prueba negativa para este parámetro. El resultado obtenido en la prueba de alcohol fue negativo, de manera que la leche analizada es buena y fresca. Todo esto indica que la leche analizada se encuentra dentro de los parámetros mínimos que se exige para la leches en estas dos pruebas.
Por otro lado se pudo concluir que la leche en estudio tenía un alto contenido en sólidos solubles, teniendo en cuenta que la densidad de la leche analizada se encontraba dentro de los rangos establecidos para este parámetro.
El índice de acidez de la leche estudiada no está dentro del rango establecido, por lo cual se puede concluir que la muestra fue una leche que probablemente contenía microorganismos y por ende había una acidez desarrollada a partir de los microorganismos lácticos. Por otro lado, el valor de pH tampoco se encuentra en el rango de pH establecidos para la leche. La muestra en estudio era de pH acido.
REFERENCIAS
[1]. MINISTERIO DE LA PROTECCION SOCIAL ,DECRETO NUMERO 616 DE 2006 ,decreto "Por el cual se expide el Reglamento Técnico sobre los requisitos que debe cumplir la lechepara el consumo humano que se obtenga, procese, envase, transporte, comercializa, expenda, importe o exporte en el país ".Disponible en:http://www.agronet.gov.co/www/docs_agronet/2006103010449_decreto_616_28_02_06.pdf
[2]. FAO. PRODUCCION Y PRODUCTOS LACTEOS, COMPOCISION DE LA LECHE disponible en: http://www.fao.org/agriculture/dairy-gateway/leche-y-productos-lacteos/composicion-de-la-leche/es/#.VHDmePmG_1Y
[3]. Fernando Mendoza Corvis.Master en Prevencion de Riesgos Laborales. Asp. Master en Ciencias Agroalimentarias. Especialista en Gerencia de la Calidad, Manejo De Lácteos.
[4]. Michel A. Wattiaux, Instituto Babcock para la Investigación y Desarrollo Internacional de la Industria Lechera, Universidad de Wisconsin-Madison, composición de la leche y valos nutricional. Disponible en: http://babcock.wisc.edu/sites/default/files/de/es/de_19.es.pdf.
[5] Tecnología de la leche. Revilla, Aurelio. Instituto Interamericano de Cooperación para la Agricultura. San Jóse, Costa Rica 1982.
[6] AGROIUNDUSTRIA DE PRODUCTOS LACTEOS http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/agronomia/lacteos/flash/interfaz_lacteos_m1.swf
[7] Livia M. Negri, EL pH Y LA ACIDEZ DE LA LECHE, Manual de Referencias técnicas para el logro de leche de calidad. 2º ed., 2005, INTA. Disponible en: http://www.aprocal.com.ar/wp-content/uploads/pH-y-acidez-en-leche2.pdf
[8] Morales, María. Factores que afectan la composición de la leche. Revista TecnoVet [en línea]. 1999, Vol. 5 N°1. [Fecha de consulta: 22 de noviembre del 2014]. Disponible en: http://www.tecnovet.uchile.cl/index.php/RT/article/view/5224/5104
[9] Práctica 2 - Composición fisico-química de la leche. (2010, September 29). Retrieved May 30, 2014, from Portal de contenidos y cursos abiertos y gratuitos de la Universidad de Murcia Web site: http://ocw.um.es/cc.-de-la-salud/higiene-inspeccion-y-control-alimentario/practicas-1/practica-2-composicion-fisico-quimica-de-la-leche.
[10] ICONTEC. NTC 4979 de 2001. Leche y productos lácteos. Determinación del contenido de sólidos totales en leche, crema de leche, leche evaporada, leche condensada azucarada, arequipe, dulce de leche, helados y queso. (Método de referencia) .Bogotá.
Acidez cualitativa o prueba de alcohol.
Resultados de muestra de leche con alcohol.
Prueba negativa, sin precipitado.
Tabla N°5׃ Prueba de acidez.
Coagulación durante la ebullición.
Resultados de muestra de leche sometida a ebullición.
