Uso del suero en la produccion de productos lacteos

¿Es posible el uso del suero ácido en la elaboración de productos lácteos?

Leyda Ponce de León, Ph.D Departamento de Industria Pecuaria Colegio de Ciencias Agricolas Universidad de Puerto Rico Recinto de Mayaguez

Suero ácido  Subproducto de la elaboración del queso blanco, líquido amarillento que contiene las proteínas del suero, lactosa y minerales  Ocurre durante la precipitación de la caseína, cuando se añaden ácidos débiles en presencia de calor  Contiene aproximadamente el 50% de los nutrientes de la leche entre ellos las proteínas del suero, lactosa y minerales

Comparación entre composición de suero ácido y suero dulce Tipo de suero (de Wit, J.N., 2001) Suero Ácido Componentes

Suero de caseína

Rango de porcentaje de

Suero láctico

Suero dulce

composición del suero

Agua

93.5%

93.5%

93.5%

93-94%

Total de sólidos

6.5%

6.5%

6.5%

6-7%

Proteínas

0.6%

0.6%

0.6%

0.8%

Lactosa

4.7%

4.0%

4.7%

4-5%

Grasas

0.03%

0.03%

0.5%

0.2%

Minerales

0.79%

0.79%

0.53%

Menos de 1%

Ácido Láctico

0.2%

0.6%

0.2-0.3%

4.7

4.5

Más de 6.0

pH

De Witt, J. N. 2001 Pieter, W. E. et al, 2005

¿Es realmente el suero un problema ambiental?  En el 2008, se produjeron alrededor de 180 millones de toneladas de suero en el mundo  El descarte al ambiente, sin tratamiento adecuado puede causar serios problemas de contaminación  Demanda de oxigeno oscila entre 40,000 mg/l a 60,000 mg/l (Saddoud, A, et al, 2007)

Cronología de proyectos  Luis Omar Itara, Desarrollo de una bebida fermentada utilizando suero ácido y leche de excedente, 2007  Lurdes Siberio, Uso de estabilizadores en bebidas fermentadas elaboradas con suero ácido, 2010  Gladys Tapie, Elaboración de dulce de leche utilizando suero acido, 2012  Carlos Ortiz Utilización de suero ácido en la elaboración de postres congelados, 2013

Elaboración de leches fermentadas con suero ácido  El suero ácido es neutralizado a ph 6.4 previo a su uso para permitir la fermentación del suero.  Se elaboraron bebidas con 0%, 25%, 50%, 75% y 100% de suero ácido y se inocularon con bacterias lácticas a 25°C por 24 horas  A las bebidas se les determinó la composición, poblaciones de bacterias lacticas al inicio y final de la fermentación, viscosidad y niveles de ácido láctico, acetaldehido y ácidos grasos volátiles

Composición de las bebidas fermentadas Formulación

% Sólidos Totales

% Grasa

% Proteína

% ácido láctico

100% Leche

11.2c ± 0.31

3.15 c ± 0.15

2.92c ± 0.51

0.9±0.06

75% leche/ 25% suero

9.6d ±0.28

2.54c ± 0.31

2.20bc ± 0.25

0.8± 0.12

50%leche/ 50% suero

8.2c ± 0.17

1.70b ± 0.29

1.75abc ± 0.29

0.8± 0.14

25 % leche/ 75% suero

6.7b ± 0.56

1.16b ± 0.40

0.87ab ± 0.32

0.9± 0.12

100% Suero

5.3a ± 0.64

0 27a ± 0.18

0.71a ± 0.40

0.9±0.26

Itara, L., 2008

Valores de ph y acidez titulable al inicio y final de la fermentación Formulación

pH

0 Horas

Ácidez Titulable 24 Horas

0 Horas

24 Horas

100% Leche

6.80b ± 0.02

4.39a ± 0.08

0.12 ± 0.04

0.44 ± 0.06

75% L / 25% S

6.73

4.38a ± 0.09

0.13 ± 0.03

0.50 ± 0.12

50% L / 50% S

6.70ab ± 0.02

4.43a ± 0.06

0.13 ± 0.02

0.29 ± 0.08

25% L / 75% S

6.65ab ± 0.05

4.44a ± 0.11

0.13 ± 0.02

0.45 ± 0.07

100% Suero

6.59b ± 0.10

4.48a ± 0.07

0.13 ± 0.03

0.32 ± 0.11

Itara,L., 2008

ab

± 0.02

Enumeraci贸n de bacterias lacticas a las 0 y 24 horas para las distintas bebidas fermentadas 10

9

8

7

Log CFU/mL

6 0 Horas 24 Horas

5

4

3

2

1

0 100% Leche

75% L / 25% S

50% L / 50% S

25% L / 75% S

100% Suero

Proporciones

a, b, c

Supercritos diferentes en las columnas de la gr谩fica difieren p < 0.05

Itara, 2008

Gr谩fica 14: Valores de viscosidad al final de la fermentaci贸n para las distintas bebidas fermentadas 3000

2500

Viscosidad (cP)

2000

0%Leche 25%Leche 50%Leche 75%Leche 100%Leche

1500

1000

500

0 0

20

40

60

80 Velocidad (RPM)

100

120

140

160

Itara, 2008

Producciﾃｳn de compuestos de sabor Formulaciﾃｳn

% etanol

ﾃ…ido acﾃｩtico

2-3 butanediol

100% leche

9.25

8.59

1.62

75%Leche/25% Suero

24.89

13.81

1.18

50%Leche/50% Suero

11.28

21.82

0.94

25% Leche/75% Suero

11.15

17.53

ND

100% Suero

33.28

25.53

0.91

Itara, 2008

Resultados  La bebida con 25% suero presentó caracteristicas similares al control en cuanto a textura y sabor  Se recomienda estudiar el uso de estabilizadores para aumentar la cantidad de suero añadido a las bebidas fermentadas

Uso de estabilizadores en bebidas fermentadas elaboradas con suero ácido  Formulaciones con 0% de suero/100% leche, 75% suero/ 25% leche con gelatina, 75% suero/25% leche con pectina, 50% leche/50% suero, 50% suero/50 % leche con gelatina y 50% suero/50% leche con pectina  Se incubaron a 25°C hasta alcanzar un pH de 4.4±0.2 y luego se almacenaron a 5°C hasta ser analizadas  Determinaciones de composición, viscosidad, enumeración de bacterias lácticas y sensorial

Composición de Bebidas Fermentadas con estabilizadores Formula(ons

% Total Solids

% Protein

% Fat

Control

11.24a ± 0.485

2.93a ± 0.557

3.23a ± 0.035

75/25

9.25c ± 0.453

0.66f ± 0.194

3.23a ± 0.030

75/25 P

9.37c ± 0.669

0.73ef ± 0.196

3.23a ± 0.030

75/25 G

9.58bc ± 0.462

1.07de ± 0.205

3.23a ± 0.030

50/50

9.56bc ± 0.233

1.47c ± 0.216

3.24a ± 0.011

50/50 P

9.71bc ± 0.187

1.41cd ± 0.162

3.24a ± 0.011

50/50 G

9.89b ± 0.109

1.93b ± 0.084

3.24a ± 0.011

P-value

<0.0001

<0.0001

0.5984 Siberio, L, 2010

Table 10: Enumeration of lactic-acid bacteria and yeast in the fermented beverages.

Formulations Control 75/25 75/25 P 75/25 G 50/50 50/50 P 50/50 G P-values

Lactic Acid Bacteria Log10 CFU/ml InitialA FinalB 6.18a ± 0.034 6.13a ± 0.055 6.13a ± 0.089 6.20a ± 0.121 6.20a ± 0.089 6.16a ± 0.105 6.22a ± 0.102

0.6477

8.22a ± 0.123 8.19a ± 0.136 8.19a ± 0.099 8.15a ± 0.176 8.20a ± 0.113 8.24a ± 0.132 8.27a ± 0.099

0.4157

Yeast Log10 CFU/ml Initial Final 3.74a ± 0.167 3.75a ± 0.223 3.75a ± 0.077 3.69a ± 0.117 3.61a ± 0.092 3.77a ± 0.123 3.66a ± 0.109

0.4399

4.86a ± 0.138 4.95a ± 0.258 4.95a ± 0.186 4.70a ± 0.182 4.81a ± 0.269 4.93a ± 0.116 4.76a ± 0.224

0.2273

Values in the same column with different letters are significantly different (Tukey test at α=0.05).

Values are given as means with standard deviation values.

A Measurements taken at the beginning of the fermentation process.

B Measurements taken at the end of the fermentation process.

Siberio, L ,2010

Figure 1: Flow curves depicting the relationship between shear stress and shear rate as obtained from the Power law model for the fermented beverage formulations (T = 5째C) 18.00 16.00

Shear stress (Pa)

14.00 12.00 10.00 8.00 6.00 4.00 2.00 0.00 0

5

10

15

20

25

30

35

Shear rate (1/s) Control

75/25

75/25 P

75/25 G

50/50

50/50 P

Siberio, L ,2010

50/50 G

Uso de estabilizadores en bebidas fermentadas con suero ácido y leche Table 12: Sensory evaluation: Different from Control Test scores for the fermented beverages.

Formulations Test Score b Control 1.83 ± 1.74 ab 75/25 G 2.33 ± 1.36 ab 50/50 P 2.52 ± 1.53 a 50/50 G 2.92 ± 1.41 Values in the same column with different letters are significantly different (Tukey test at α=0.05).

Siberio, L ,2010

Utilización de suero ácido en la elaboración de dulce de leche  Se utilizó suero acido delactosado y neutralizado. Se prepararon las siguientes formulaciones 100% suero, 25% leche/75% suero, 50% suero/50% leche y 0% suero  A las formulaciones se le añadió azúcar, bicarbonato de calcio y goma agar  Luego de confeccionado el dulce, se determinó la composición, perfil de textura, color y análisis sensorial

Tapie,G, 2012

Análisis del color de los cuatro tratamientos del dulce de leche a base de suero.

TRATAMIENTO 100 75 50 0

L 26.98b ± 0.50 26.77b ± 0.50 33.92a ± 0.50 34.26a ± 0.61

Hue 60.23a ± 0.11 49.94c ± 0.11 50.03c ± 0.11 51.25b ± 0.14

Chroma 12.65b ± 0.32 15.97a ± 0.32 16.75a ± 0.32 16.32a ± 0.39

Medias con la misma letra en la columna no son significativamente diferentes (p > 0.05)

!

Tapie,G, 2012

. Perfil de textura (TPA) de los cuatro tratamientos de dulce del elche a base de suero acido TRATAMIENTO

Adhesividad (Kg-mm/sec2) -5 a ± 5.34 -23.53b ± 5.34 -71.64c ± 5.34

Cohesividad

100 75 50

Dureza (Kg-mm/sec2) 10.45c± 0.64 10.80c ± 0.64 17.96b ± 0.64

0.66b ± 0.04 0.77ab ± 0.04 0.79a ± 0.04

Viscosidad Pa-s - 25°C 14.75c± 2.20 13.98c ± 2.20 53.41b ± 2.20

0

56.89a ± 0.78

-246.92d ± 6.27

0.84a ± 0.04

71.21a ± 2.69

Medias con la misma letra en la columna no son significativamente diferentes (p > 0.05)

!

Tapie,G, 2012

. Resultado anรกlisis sensorial dulce de leche, cuatro tratamientos.

Tratamiento Suma(filas) Media

n

100%

320.00

2.27a

141

50%

352.00

2.50

ab

141

0%

362.00

2.57

ab

141

75%

376.00

2.67b

141

Medias con la misma letra en la columna no son significativamente diferentes (p > 0.05).

!

Tapie,G., 2012

Utilización del suero ácido en la elaboración de postres congelados  Seis formulaciones con 10%, 7% y 3% de grasa, a las formulaciones bajas en grasa se le añadiò un sustituto de grasa (maltodextrina).  Las mezclas contenían leche o suero ácido, leche en polvo, crema, endulzadores , estabilizador y vainilla.  El % de suero ácido añadido a las formulaciones de 10%, 7% y 5% de grasa fueron 60%, 62% y 64% respectivamente.  Las mismas fueron pasteurizadas, homogenizadas y añejadas por 24 horas previo a ser congeladas  Las muestras se congelaron hasta que tenian un overrun de 100% y luego fueron almacenadas en ultrafreezer hasta analizadas

Composición de los postres congelados Formulación

% de sólidos totales

% de grasa

% de proteína

% de ceniza

% de carbohidra tos

Leche 10%

38.12ab± 0.64

10.03c±0.24

3.74b±0.13

0.91a±0.02

23.44a±0.35

Suero 10%

38.56ab± 0.27

10.05c±0.59

2.85a±0.22

0.98c±0.01

24.68b±0.03

Leche 7%

38.08ab± 0.12

7.10b±0.59

3.72b±0.22

0.93ab±0.01 26.34c±0.03

Suero 7%

37.71a± 0.49

7.35b±0.75

2.91a±0.17

0.97bc±0.02 26.48c±0.22

Leche 3%

38.65b± 0.52

3.22a±0.33

3.87b±0.23

0.94bc±0.1

30.62d±0.65

Suero 3%

38.39ab± 0.49

3.21a±0.08

2.76a±0.12

0.98c±0.02

31.43c±0.03

Ortiz, C., 2013

Análisis de textura a los 7 y 30 días de almacenamiento Formulación

Dureza (7 dias)

Dureza (30 dias)

Leche 10%

169.27±39.64ab

1157.89±315a

Suero !0%

301.46±131.03a

135.08±20.49c

Leche 7%

151.84± 29.10b

663.10±105b

Suero 7%

275.59±83.54ab

171.63±42.54c

Leche 3%

191.42±85.28ab

601.79±261.93b

Suero 3%

186.23±38.83ab

124.10±14.70c

Ortiz, C., 2013

Viscosidad aparente Formulaci贸n

mPa a 30 rpm

Leche10%

5451.67a

Suero 10%

2321.67b

Leche 7%

776.67cd

Suero 7%

1733.33bc

Leche 3%

441.67d

Suero 3%

470.00d

Ortiz, C., 2013

Analisis sensorial Formulación

Puntuaciòn

Leche 10%

3.19a ±1.31

Suero 10%

3.40a ±1.80

Leche 7%

3.10a± 1.62

Suero 7%

3.17a± 2.08

Leche 3%

3.11a± 1.75

Suero 3%

2.53a± 2.16

N=70 Ortiz, C., 2013

Proyectos futuros  Desarrollo de yogurt y leches saborizadas  Utilizar suero delactosado en la elaboración de postres congelados

Referencias  DeWit, J. N, 2001, Lecturer’s Handbook on whey and whey products.

First ed. European Whey products asociation  Itara, Luis, 2008, MS tesis, Universidad de Puerto Rico, Recinto de Mayaguez  Ortíz-Alemán, Carlos, Propiedades fisico-quimicas y aceptabilidad de un postre congelado elaborado con suero de leche, 2013, MS tesis  Siberio-Perez, Lurdes, Use of stabilizers to improve the texture of a fermented beverage elaborated from milk and acid whey, 2010, MS thesis, University of Puerto Rico at Mayaguez  Tapie, Gladys, 2013, MS tesis, Universidad de Puerto Rico, Recinto de Mayaguez  Walstra, P., et al. Milk, Dairy Science and Technology. 2005. Second edition