¿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