Fundamentos de la Química y Procesamiento de la Leche y la Carne

Producción y Composición de la Leche

La leche es una secreción de las glándulas mamarias que se forma en las células epiteliales secretoras que recubren los alvéolos de la mama. En estas células existe un flujo de metabolitos desde la membrana basal a la apical.

Biosíntesis y Secreción

• Síntesis: Los componentes básicos se sintetizan en el retículo endoplasmático (RE) con energía de las mitocondrias y son empacados en vesículas secretoras por el aparato de Golgi.
• Origen de componentes: Las caseínas, la β-lactoglobulina y la α-lactoalbúmina se sintetizan en la glándula mamaria, mientras que la albúmina sérica y las inmunoglobulinas (IG) proceden directamente de la sangre.
• Eyección: Cuando la oxitocina circula en la sangre, se liga a las células mioepiteliales, provocando que el alvéolo se contraiga y expulse la leche del lumen al sistema de conductos.

Características y Composición

El elemento cuantitativamente más importante es el agua, donde se encuentran sustancias en solución verdadera, en estado de dispersión coloidal y en estado de emulsión.

• Propiedades físicas: Punto de fusión <37°C, pH 6,5-6,8, punto de congelación -0,53 a -0,57°C, densidad 1,029-1,034.
• Valor nutricional: Fuente excelente de proteínas, calcio, fósforo, vitaminas B2 y B12; buena fuente de vitaminas A, B1, niacina y magnesio; pobre en hierro, cobre y vitamina C.

Fracciones Proteicas y Enzimas

• Caseínas: Fracción que se separa por coagulación a pH 4,6 y 20°C de la leche desnatada. Todas forman micelas; las α y β son sensibles a la precipitación con pequeñas cantidades de Ca++, mientras que la κ actúa como estabilizante frente al calcio y se desestabiliza por la acción de la renina del cuajo.
• Enzimas indicadoras:
  • Fosfatasa alcalina: Se inactiva a T>70°; su presencia indica una pasteurización deficiente.
  • Peroxidasa: Se inactiva a T>80°; su ausencia indica pasteurización a temperatura elevada.
  • Catalasa: Inactiva por pasteurización a temperatura elevada.
  • Lipasa: Separa la grasa en glicerina y ácidos grasos (provocan olores y sabores desagradables); se inactiva por pasteurización.
  • Xantinoxidasa: Inactiva por pasteurización.
  • Reductasa: Producida por microorganismos.

Procesamiento Industrial de Lácteos

• Nata: Se forma debido al ascenso de los glóbulos de grasa, favorecido por la actividad de algunos componentes del suero proteico (IgM e IgA).
• Pasteurización: Destruye formas vegetativas de bacterias patógenas y ciertas enzimas (especialmente lipasas). Baja: 63°C por 30 min; alta: 72-75°C durante 15 seg o instantánea a 95°C.
• Homogeneización: Previa pasteurización, se somete la leche a 70°C a altas velocidades y presiones elevadas a través de orificios estrechos. Mejora la consistencia, aumenta la blancura y mejora la digestibilidad de lípidos y caseínas.
• Esterilización: Busca destruir todas las bacterias y esporas para una conservación prolongada en recipientes herméticos. Incluye sistemas discontinuos (autoclave) y continuos (vapor a presión).
• Mantequilla: Se agita la crema en tambores con paletas giratorias a 10°C por 40 min (50 RPM), transformando la emulsión grasa/agua en agua/grasa.
• Concentración de leche: Por evaporación a presión reducida (50 a 60°C), obteniendo un contenido de sólidos 3 veces mayor al original.
• Helado: Es una espuma donde la crema otorga textura y aroma. Los azúcares descienden el punto de congelación, los estabilizadores previenen la formación de cristales de hielo y la yema de huevo actúa como emulsionante (lecitina).

Estructura y Composición de la Carne

El músculo está recubierto por el epimisio (tejido conectivo) que se prolonga al interior en perimisio, dividiéndolo en haces de fibras musculares separadas por el endomisio.

Fibras y Proteínas Musculares

• Estructura: Rodeadas por el sarcolema, contienen miofibrillas dentro del sarcoplasma. Presentan bandas claras (I) con filamentos delgados de F-actina y bandas oscuras (A) con miosina y F-actina.
• Proteínas miofibrilares: Miosina (5%) y actina (2,5%).
• Proteínas sarcoplasmáticas: Albúminas, globulinas y mioglobina (responsable del color rojo, formada por un grupo hemo coordinado con Fe+2 y una cadena polipeptídica, la globina).
• Proteínas del estroma: Fracción insoluble constituida por tejido conectivo que afecta la calidad de la carne: colágeno (mantiene unidas las fibras) y elastina (presente en arterias y ligamentos).