Los componentes de la leche son de diverso tamaño y en diferentes grados de dispersión y formas de solución siendo verdadera, coloidal y suspensión. Al respecto, las soluciones verdaderas y coloidales son homogéneas cuando se dispersan en solvente; en cambio que la suspensión sedimenta con el tiempo cuando se pone en contacto con el solvente.
En cuanto al tamaño se tiene que los glóbulos grasos son los de mayor tamaño con una micra, seguido por la caseína 100nm, las albuminas con un tamaño de 20nm, la lactosa con 5nm y las sales con un tamaño de 0.1nm. Revilla et al. (1975)
Los glóbulos grasos de la leche se encuentran en la leche formando una emulsión definiéndose una emulsión como la dispersión de pequeñas gotas de líquido en otro líquido sin que lleguen a disolverse. Spreer et al. (1975). Por su parte las proteínas se encuentran en solución coloidal; el azúcar y las sales forman soluciones verdaderas; es decir que se encuentran en moléculas o iones independientes. Lo anterior, es importante por los procesos tecnológicos a los cuales es sometida la leche como para la fabricación del queso.
4.1 Densidad
La densidad de un cuerpo corresponde a la relación entre la masa y el volumen
Densidad = masa / volumen; Densidad = g/ml (masa en gramos, volumen en mililitros).
La densidad de la leche oscila entre 1,027 g/ml y 1,035 g/ml. Rivera. et al. (1975). Se tiene que la densidad de la leche disminuye al aumentar el contenido graso y aumenta cuando se eleva la cantidad de proteína, lactosa y sustancias minerales.
La densidad depende también de la temperatura; en donde al aumentar la temperatura, la densidad aumenta. Al respecto, el termo lactodensímetro, instrumento que se utiliza para medir la densidad permite ajustar la lectura a la temperatura ideal de toma de densidad de la muestra que es a 15 ºC. La toma de densidad de la leche permite determinar el extracto seco de la leche si se conoce también el contenido de materia grasa de la leche utilizando la formula de Fleischman y Roeder:
Extracto seco leche = 1.311 + %MG + 2,738 (100 (d – 1) / d)
En donde,
%MG: Porcentaje de materia grasa de la leche
d: Densidad de la leche a 20 ºC expresada en g/ml tomada con el lacto densímetro.
4.2 Punto de ebullición.
El punto de ebullición de la leche es más alto que el del agua destilada. Lo anterior, por cuanto el azúcar y las sales disueltas hacen que se reduzca la tensión de vapor equivalente a la atmosférica, lo que hace que se requiera una mayor temperatura para alcanzar el punto de ebullición. Walstra (1987).
4.3 Punto de Congelación.
El punto de congelación de la leche se encuentra por debajo de 0 ºC; alcanzándose a -0,55 ºC. Lo anterior, por cuanto la lactosa y sales disueltas permanecen sin congelar cuando el agua de la leche ya lo ha hecho; lo que hace que aumente la concentración del extracto seco; en donde, las grasas se concentran en la parte superior y las sustancias minerales y ferro proteínas lo hacen en la inferior. Desde lo anterior, es importante que no se tomen muestras de leche congeladas para realizar análisis fisicoquímicos pues los resultados no corresponden a los obtenidos en un producto fresco.
4.4 Calor especifico.
El calor especifico se define como la energía requerida para elevar la temperatura de de una masa unitaria de una sustancia en un grado Celsius[1]. La leche tiene un calor específico variable según sea su contenido de materia grasa. Como término medio el calor especifico de la leche de 0.93 KJ para la leche entera; para la desnatada es de 0.68KJ. Revilla et al. (1975). Estos datos son útiles para el cálculo de los balances de materia y energía en los procesos industriales.
4.5 Tensión superficial.
En la superficie de un líquido. Las fuerzas de atracción entre las moléculas no están equilibradas. Las moléculas del medio gaseoso de encima del líquido se encuentran demasiado diluidas para equilibrar las fuerzas de atracción resultante de la capa de moléculas de superficie del líquido. Estas fuerzas de atracción tienen tendencia de oponerse a las fuerzas de atracción de otras moléculas superficiales cercanas que se encuentren en situación similar. A este estado de tensión en la superficie de un líquido se llama tensión superficial[2].
La tensión superficial del agua a 20 ºC es de 73 dinas/cm y disminuye al aumentar la temperatura. La tensión superficial de la leche descremada a 0 ºC es de 55 «“ 60 dinas/cm, y de la leche entera es de 53 dinas/cm. Revilla et al. (1975). La diferencia entre estos datos se debe a que la materia grasa ejerce un efecto depresivo sobre la presión superficial, que disminuye proporcionalmente a la riqueza en grasa de la nata. Dado que las sustancias en solución aumentan la tensión superficial, se deduce que el descenso de la tensión superficial se debe a las partículas en suspensión.
Cuando hay calentamiento, agitación y homogenización se da un aumento en la tensión superficial; por el contrario, la liberación de ácidos grasos en la hidrólisis de las grasas hace que disminuya el valor de la tensión superficial.
4.6 Viscosidad
La viscosidad de un líquido es la resistencia a fluir debido a la fricción entre las partículas que lo componen[3]. En la leche, la viscosidad depende del número, tamaño de sus partículas y temperatura. Sobre este parámetro influyen principalmente las proteínas y materia grasa; lo es en menor grado la lactosa y las sales minerales.
La viscosidad de la leche entera a 20 ºC es de 2.1 centipoise y la de la leche desnatada es de 1.8 centipoise. Revilla et al. (1975). Se tiene que el tamaño y número de los glóbulos grasos influyen sobre la viscosidad. En ese sentido, la homogenización aumenta la viscosidad de la leche. Este hecho se explica por el fenómeno de adsorción a la superficie de los glóbulos grasos lo que aumenta el volumen del material en suspensión.
4.7 Conductividad eléctrica de la leche.
La aptitud de una sustancia para conducir electricidad es función del número de iones o de partículas cargadas que contenga[4]. Los iones que contribuyen en mayor parte a la conductividad son los más móviles y más libres. (Na+, K+, Cl-). La conductividad eléctrica de la leche es del orden de 0.005 ohm^ a 25 ºC. Revilla et al. (1975). Se tiene que la conductividad se ve influenciada por la concentración de iones y en ese sentido, el aguado de la leche disminuye la conductividad. Así también se tiene que la medición de la conductividad en la leche puede ser un indicador de leche mastítica por cuanto esta leches tienen un alto contenido de iones de cloro y sodio.
4.8 Ãndice de refracción de la leche.
El índice de refracción mide la relación entre la velocidad de la luz en el aire en un cuerpo transparente más denso. El cambio de velocidad se manifiesta por el cambio de trayectoria de un rayo luminoso dirigido oblicuamente hacia la sustancia estudiada. El índice de refracción es una propiedad característica y especifica de los cuerpos transparentes[5]. El índice de refracción de la leche a 20 ºC es por término medio de 1.34209 siendo la del agua 1.33299. Rivera et al. (1995).
La medida del índice de refracción de la leche se utiliza en la tecnología lechera para determinar el grado de concentración de la leche en los procesos de evaporación, ultrafiltración y osmosis inversa. También sirve para calcular la concentración de azúcar de la leche condensada y en algunos casos, se emplea este cálculo para establecer la autenticidad de la grasa presente en la leche.
4.9 Acidez de la leche
La valoración de la acidez en la leche es la determinación analítica más frecuente en la tecnología lechera. Los cambios de acidez que se pueden producir durante los tratamientos a que es sometida la leche; se convierte en un indicador en el sentido de que la estabilidad de los componentes de la leche puede estar afectada. Es así por ejemplo, que el calentamiento origina que el fosfato tricalcico pueda precipitar produciendo un aumento en la acidez por la disociación de radicales de fosfato ó también puede descomponer la lactosa en ácidos orgánicos o neutralizar los grupos aminos de las proteínas.
De otra parte, el desarrollo de las bacterias lácticas en la leche transforma la lactosa en ácido láctico y esta nueva acidez se le denomina acidez desarrollada y origina la desestabilización de las proteínas.
La acidez de la leche generalmente es expresada en porcentaje de ácido láctico. Al respecto, una leche fresca tiene una acidez entre 0.14 y 0.17% de ácido láctico. Rivera et al. (1975). Se tiene que los componentes naturales de la leche que contribuyen a la acidez de la leche son los fosfatos, la caseína y en menor proporción las proteínas. Los citratos y el dióxido de carbono.
4.10 pH.
El valor del pH permite determinar la masa de hidrogeniones presentes en la solución; teniendo en cuenta que los iones son partículas cargadas de electricidad positiva o negativa que resultan de la desintegración molecular de una sustancia disuelta. Spreer et al. (1975).
El pH de una solución corresponde al logaritmo decimal negativo del valor numérico de la masa de los iones de hidrogeno que contiene dicha solución. (Pine, 1982). La proporción de hidrogeniones aumenta cuando se añade ácido al agua y se dice que la solución es ácida; pero si se agrega una base o hidróxido, predominan los hidroxiliones y la reacción de la solución es alcalina. Lo anterior se observa en la figura 4.