^{David Delgado Fuente y Lara Quijada Cantalapiedra
Estación Tecnológica de la Leche (Palencia). Instituto Tecnológico Agrario de Castilla y León (ITACyL)}

INTRODUCCIÓN

El suero lácteo es un subproducto de tipo residual que se obtiene en la elaboración del queso. A pesar de que se trata de un excipiente que, a primera vista, podría suponer solo un problema de tipo ambiental, constituye una gran fuente nutricional por su composición, la cual está formada por proteínas de alto valor biológico, un perfil mineral muy importante y una gran fuente de carbohidratos beneficiosos. Sin embargo, una inadecuada gestión de estos grandes volúmenes de lactosuero podría crear graves problemas medioambientales debido a su alta carga orgánica (DQO y DBO5, de 30-50 g L-1 y 60-80 g L-1).

Un 80-90 % del volumen total de la leche que se utiliza para la fabricación de queso constituye el suero lácteo, el cual, contiene un 50 % de los nutrientes de la misma (proteínas solubles, lactosa, vitaminas y sales minerales). Dependiendo de la metodología empleada para la coagulación de la leche se pueden diferenciar dos tipos de suero:

• Suero dulce: posee un pH entre 5,9 y 6,6. Es el suero más utilizado por la industria debido a la estabilidad de su composición química. Es más aprovechable que el ácido, puesto que posee productos de mayor valor agregado.

• Suero ácido: posee un pH entre 4,3 y 4,6. Es el que queda tras el separado en la fabricación de quesos ácidos y caseínas.

El suero lácteo posee, en su composición, proteínas comúnmente denominadas proteínas séricas o proteínas solubles. Este tipo de proteína representa el 20 % de las proteínas de la leche y poseen una gran calidad, un alto valor biológico y una alta concentración de aminoácidos esenciales. En total, se pueden clasificar en cinco grupos: β-Lactoglobulinas (β-Lg), α-Lactoalbúmina (α-La), Inmunoglobulinas (IGs) Albúmina de suero bovino (BSA) y lactoferrina. Estas proteínas son utilizadas en la industria alimentaria por sus importantes propiedades físicas, químicas y funcionales. Entre ellas, se pueden destacar su solubilidad, capacidad de retención de agua y gelificación, propiedades emulsionantes y espumantes y su viscosidad (Walstra & Jenness, 1986).

Al mismo tiempo, el suero presenta una gran cantidad de minerales, como son el potasio, el calcio, el fósforo, el sodio y el magnesio, además de vitaminas del grupo B, ácido ascórbico y lactosa, el cual es el componente mayoritario.

La proporción de macronutrientes no es muy diferente entre ambos sueros, pero sí se observan algunas particularidades en cada uno. Por ejemplo, en el suero ácido encontramos mayor proporción tanto de ácido láctico como de calcio y en el suero dulce, mayor contenido en lactosa.

El suero lácteo puede considerarse hoy en día el subproducto más representativo de la industria láctea y, debido a su carga orgánica, se considera uno de los contaminantes más importantes. En total, se calcula que se desechan alrededor de 9 litros de suero por cada kilogramo de queso producido. Debido a su alto valor nutritivo y biológico es importante investigar sus posibilidades de aprovechamiento, las cuales, en la actualidad, se pueden clasificar en tres grupos:

• Elaboración de productos lácteos: como el requesón.

• Secado: Suero lácteo en polvo desmineralizado, lactosa en polvo, Suero en polvo deslactosado, suero reducido en lactosa, proteínas concentradas de suero (Whey Protein Concentrates, WPC) o aislados proteicos del suero (Whey Protein Isolates, WPI).

• Alimentación animal.

Los derivados de suero en polvo se utilizan en la industria alimentaria y de bebidas, ya sea como ingredientes en las formulaciones de diferentes alimentos o como reemplazo de otros ingredientes tradicionales. Podemos encontrarlos en productos como bollería, snacks, batidos proteicos, productos de alimentación infantil y en la industria de tipo farmacéutico.

En cuanto a los WPC, estos se pueden definir como las sustancias obtenidas por la eliminación de los compuestos no proteicos del lactosuero que den lugar a un compuesto que no contenga menos del 25% de proteína. En cambio, los WPI se utilizan para retener los constituyentes del lactosuero en el rango molecular. Éstos se pueden obtener tanto por tecnología de membranas como por intercambio iónico (Manhaut et al., 2003).

LA MICROPARTICULACIÓN

El proceso de microparticulación (MP) se fundamenta en la desnaturalización y agregación de proteínas. Dicho proceso se emplea en la industria láctea para revalorizar el suero de quesería, definiéndose como el proceso tecnológico mediante el cual un concentrado de proteínas de suero lácteo se somete a un tratamiento térmico (desnaturalización y agregación) y a un tratamiento mecánico (homogenización) con el objetivo de obtener partículas similares al tamaño de glóbulo de la leche. Al mezclar las proteínas obtenidas con la leche se aumenta el rendimiento quesero y se pueden elaborar nuevos productos lácteos. El diámetro aproximado de las partículas que se consiguen por este proceso es de entre 0,5 y 10 µm, que es similar al tamaño que tienen los propios glóbulos grasos de la leche (Parra, 2009).

Las características propias del suero microparticulado son, entre otras, un color blanco muy parecido al de la leche, una estructura cremosa y no granulada, alta capacidad de retención de agua y poca estabilidad a rasgos generales, puesto que precipita con gran facilidad. Gracias a estas propiedades se pueden fabricar en la industria productos tales como queso, yogurt, helados o batidos de tipo proteico. Además, este aprovechamiento de un subproducto permite un mayor rendimiento y rentabilidad a las empresas lácteas (Bylund et al., 2003).

La proteína soluble microparticulada, también llamada suero microparticulado (SMP) por encontrarse dicha proteína en el suero de quesería, se obtiene mediante equipos que combinan tratamientos térmicos y mecánicos (Figura 1) y se incorpora a la leche desde el inicio de la elaboración de los diferentes productos, previamente a la pasteurización en productos a partir de leche pasteurizada, con el objetivo de favorecer la interacción entre las proteínas. Se puede observar un esquema de la MP en la Figura 2.

A la hora de aplicar el SMP en la fabricación del queso se producen, además de los aumentos de rendimiento, modificaciones en las características del queso que pueden ser apreciadas por el consumidor final, como mayor elasticidad y sensación de cremosidad del producto final, manteniendo un aroma agradable. La MP del suero ofrece una gran cantidad de ventajas y aporta novedosas propiedades de tipo tecnológico o funcional (espumantes, emulsionantes y gelificantes).

Es por ello que puede llegar a ser un producto muy útil en la formulación de productos lácteos y otros derivados. Además, a partir de ello se pueden llegar a fabricar productos con bajos contenidos de materia grasa, sin renunciar a las propiedades sensoriales que los alimentos de tipo graso poseen (Sánchez, 2014).

RESULTADOS

Desde la Estación Tecnológica de la Leche (Palencia), perteneciente al Instituto Tecnológico Agrario de Castilla y León (ITACyL), que se encuentra dentro de la Consejería de Agricultura, Ganadería y Desarrollo Rural de la Junta de Castilla y León se trabaja a través de varios proyecto en el aprovechamiento y revalorización de suero, como son los proyectos LACTOCyL: ”Bioeconomía aplicada a la valorización del lactosuero en alimentación, transformación energética y obtención de bioproductos” y LACTOCAV “Caracterización del microbioma y micobioma de bodega y su influencia sobre la maduración de los quesos e innovación en la elaboración de productos lácteos desde la granja hasta el consumidor”. Su objetivo es dar valor al lactosuero en Castilla y León de forma sostenible, rentable y que permita la competitividad de las empresas a través de la innovación aplicada a la economía circular. Ambos proyectos se encuentran cofinanciados por fondos FEADER europeos.

Se está trabajando en la incorporación de SMP en productos lácteos, habiendo alcanzado resultados positivos en cuanto a aplicabilidad del producto en una amplia gama de derivados lácteos como son los yogures y leches fermentadas, y los quesos de distinta consistencia y grado de maduración (coagulaciones lácticas, pastas blandas, quesos frescos o pastas prensadas). También se ha comprobado la posibilidad de trabajar tanto con suero ácido como dulce. Algunos de los desarrollos obtenidos ya cuentan con su implantación industrial. En la Figura 3 se muestran algunos de los productos desarrollados en estos proyectos.

Queso de pasta prensada

Se ha trabajado en la elaboración de quesos de mezcla de distinto grado de maduración, en los que se introduce SMP, obteniendo características organolépticas que se asemejan a los quesos convencionales (sin SMP) y mejorando el rendimiento, como consecuencia de la incorporación de la proteína soluble y una mayor retención de humedad. Incorporando entre un 5 y un 10 % de SMP (a un 10 % de proteína) se obtuvieron aumentos en rendimiento entre el 2 y el 8 %

La incorporación de SMP modifica tanto parámetros de fabricación como las características del producto. Por un lado, el tiempo de coagulación se ve incrementado ligeramente entre unos 4-5 minutos a causa del empleo de microparticulado. Además, a medida que aumenta el contenido de microparticulado, disminuye el extracto seco y la grasa y aumenta la proteína en el queso. Esto conlleva a una mayor concentración de sal, a igual tiempo de salmuera, y a un menor pH por una mayor acidificación, lo cual supondrá una modificación de los parámetros de fabricación. Por otro lado, en cuanto a la textura destaca la perdida de firmeza y funcionalidad del queso al añadir microparticulado.

Leche fermentada

Se ha estudiado la posibilidad de incorporar SMP en yogures de oveja, en un amplio rango de porcentaje de incorporación (hasta el 80%), enfocado a la obtención de texturas desde el yogur firme al líquido, trabajando con suero dulce y ácido. Al hacer las mezclas se observa la reducción de proteína y de grasa a medida que aumenta la cantidad de SMP, lo cual repercutirá en la textura final del producto.

En cuanto a los parámetros de fabricación, se observa un aumento significativo del tiempo de fermentación a medida que se incrementaba el porcentaje de SMP, especialmente cuando se incorpora SMP por encima del 40 %.

En cuanto a la calidad del producto, se observa una disminución en la firmeza y consistencia a medida que va aumentado el nivel de SMP en el producto, obteniendo texturas propias de yogures líquidos a partir del 40 % de suero microparticulado.

Los cambios observados en las cinéticas de fermentación de los yogures, son debidos a modificaciones la relación de crecimiento de las bacterias lácticas propias del yogur (Streptococcus thermophilus y Lactobacillus bulgaricus), En cuanto a los Streptococcus thermophilus, se observa que la cantidad de colonias va disminuyendo significativamente al aumentar la proporción de suero, mientras que el crecimiento de Lactobacillus bulgaricus, fue mayor que en los yogures control.

Queso fresco

Se ha estudiado la incorporación de SMP en queso fresco tipo latino, estudiando niveles de incorporación de hasta el 30 %.

En cuanto a la cinética de coagulación, si trabajamos con suero dulce se observan aumentos en los tiempos de coagulación, mientras que, si se trabaja con suero ácido, la disminución de pH que se produce en la mezcla conlleva una reducción del tiempo de toma a medida que se aumenta la dosis de SMP. Por el contrario, si se superan cantidades de SMP en la mezcla por encima del 15 %, el tiempo de corte se ve aumentado llegando a ralentizarse excesivamente la formación del coagulo y siendo éste bastante inestable a proporciones del 30% de suero microparticulado.

Podemos destacar la pérdida de firmeza, elasticidad, cohesividad y masticabilidad de los quesos a medida que aumentamos la concentración de SMP hasta el 30 %. En cambio, se aprecia un significativo aumento de la cremosidad a niveles altos de SMP. En cuando a la calidad sensorial, todos poseen buen sabor y el SMP afecta de forma positiva al aroma del queso. También se observan modificaciones en la funcionalidad de los quesos, como la reducción de la capacidad de fundido a medida que aumenta la dosis de microparticulado, no llegando a fundir en la dosis más alta.

Los resultados alcanzados en los distintos productos muestran la viabilidad y rentabilidad de la incorporación de suero microparticulado, con límites en el porcentaje de adición y modificaciones en los parámetros de fabricación, que necesitan estudios específicos para cada tipo de producto.

Figura 2: Esquema de la microparticulación.                   Figura 3: Algunos de los productos desarrollados en los proyectos LACTOCYL Y LACTOCAV.

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Bibliografía
1.Bylund, G., López Gómez, A., & Madrid Vicente, A. T. (2003). Manual de industrias lácteas. Mundi-Prensa/Tetra Pak.
2.Mahaut, M., Jeantet, R., & Brulé, G. (2003). Introducción a la tecnología quesera (No. Q02-05). Acribia.
3.Parra Huertas, R. A. (2009). Lactosuero: importancia en la industria de alimentos. Revista facultad nacional de agronomía Medellín, 62(1), 4967-4982.
4.Sánchez Núñez, L. (2014). Microparticulación de proteínas a partir de concentrados proteicos: WPC 35.
5.Walstra, P., & Jenness, R. (1986). Química y física lactológica. Acribia.