35.1 Definición y componentes del suero
El suero de acuerdo a la normatividad colombiana[1] se define como el líquido resultante de la coagulación de la leche en la fabricación del queso, después de la separación de la caseína y de la grasa. Existen dos tipos de suero; el suero dulce obtenido en el proceso de elaboración de quesos en los cuales se han utilizado principalmente enzimas como el cuajo para obtener el coagulo y el suero ácido proveniente de quesos en que el coagula se ha formado por acidificación mediante adición de ácidos orgánicos o inorgánicos diluidos; ó de la fabricación de la caseína láctica.
(Spreer, 1975), sostiene que el suero es el líquido resultante de la coagulación de la leche en la fabricación del queso, tras la separación de la mayor parte de la caseína y la grasa y constituye el 90 % de la leche y contiene los compuestos hidrosolubles. Queda precisado entonces, que el suero es un subproducto obtenido principalmente de la elaboración de quesos a partir de leche y que la composición del mismo depende de la calidad de la leche que se destine a la fabricación de quesos, al tipo de queso y al sistema de coagulación que se utilice.
El suero presenta en su composición: lactosa 4.9%; proteína cruda 0.9%; cenizas 0.6%; grasa 0.3%; ácido láctico 0.2%; agua 93%. En donde la fracción proteica está compuesta por β lacto globulina, α lacto albumina, inmunoglobulinas, proteasa peptona, enzimas nativas, urea, creatina, ácidos nucleícos y amoniaco. (Revilla, 1976).
Descripción de los componentes del suero:
*Lactosa: Es el mayor componente del suero lácteo después del agua. Es un disacárido, formado por glucosa y galactosa; esencial para el desarrollo del sistema nervioso; se presenta bajo las formas alfa y beta en un 37% para a forma alfa y un 63% para la forma beta. (Revilla, 1976). La lactosa puede convertirse en ácido láctico por acción de bacterias lácticas dando como resultado cambios en el sabor y aroma del suero.
*Fracción Proteica: Las principales proteínas encontradas en el suero lácteo están compuestas por un 50% de beta – lactoglobulina, un 30% de alfa «“ lacto globulinas, un 10% de globulinas y un 10% de proteasas «“ peptonas en las que se engloban lacto ferrinas, lactolinas, albuminas séricas e inmunoglobulinas. (Almanza, 1995). Las proteínas que se tienen en el suero son aquellas que no precipitan a diferencia de la caseína y son la lacto albumina y la lacto globulina.
Las proteínas séricas del lacto suero poseen un gran valor biológico, lo que quiere decir que el organismo no las puede sintetizar y debe consumirlas en alimentos que lo contengan. Así también se tiene que las proteínas séricas son ampliamente utilizadas en la industria de la repostería y farmacéutica.
*Sales minerales: El suero de leche tiene un perfil de minerales en el que se destaca la presencia de potasio en proporción 3 a 1 con relación al sodio, lo que favorece la eliminación de líquidos y toxinas. Cuenta también con una cantidad relevante de otros minerales como calcio, fosforo y magnesio; así como también oligoelementos como el zinc, hierro y cobre, formando sales de gran biodisponibilidad para el organismo. (Revilla, 1976).
La composición del suero dulce y acido presenta algunas diferencias como se observa:
Composición del suero
Suero dulce
Suero ácido
Agua
93 «“ 94 %
94 «“ 95 %
Extracto seco
6 «“ 7 %
5 «“ 6 %
Lactosa
4.5 «“ 5%
3.8 «“ 4.2 %
Acido láctico
Vestigios
Hasta 0.8%
Proteínas
(0.8 «“ 1 %
0.8 «“ 1 %
Ãcido cítrico
0.1 %
0.1%
Cenizas
0.5 «“ 0.7 %
0.7 «“ 0.8 %
pH
6.5
5.0
Acidez
10 ºTh
50 «“ 62 ºTh
35.2 Aprovechamiento del Lacto suero
El aprovechamiento del suero comprende dos campos de aplicación:
Aprovechamiento del suero no procesado para consumo animal o para la formulación de bebidas lácteas.
Transformación industrial.
El uso del suero en la alimentación para cerdos es el más común. Sin embargo, estudios adelantados por la Federación de Ganaderos, FEDEGAN; muestran que los cerdos alimentados con suero, aportan del 20 al 40% de los principios nutritivos contenidos en las necesidades nutricionales del hombre; es así que se plantea la necesidad de formular investigaciones en donde se tengan mecanismos que lleven a que el suero utilizado como alimentación de cerdos provea cada vez más nutrientes básicos al hombre y superen los porcentajes mencionados. Una salida más favorable para el sector industrial está representada en la bebida láctea utilizando proporciones de suero en la formulación inicial; sin embargo, la industria ha encontrado que el producto final tiene tendencia a la sinéresis, corta vida útil y el sabor es menos gustoso que las bebidas fermentadas como el yogurt y el kumis. Desde el punto de vista industrial, se puede utilizar el suero dulce y el suero ácido; sin embargo, su composición es decisiva en la calidad de los productos elaborados. (Revilla, 1976)
Una de las condiciones necesarias para la posterior utilización del suero en procesos industriales es el tratamiento previo al que debe ser sometido; el cual, una vez que es separado de la cuajada debe manipularse cuidadosamente para evitar posibles contaminaciones y acidificación del mismo como también, concentrarse en la recuperación de los finos de caseína y grasa que aún contiene el suero. Para esto se hace pasar el suero a través de la descremadora y centrifugadora con el fin de precipitar en el fondo los restos de caseína y descremado del suero. Si el suero va a ser utilizado inmediatamente puede ser almacenado a la temperatura de 3/5 ºC y dejarlo en el tanque de espera; de lo contrario, es necesario pasteurizarlo a 72/75 ºC durante 15-20 segundos y enfriado posteriormente a 3/4 ºC. (ICTA, 1985)
En cuanto a especificaciones de calidad en Colombia se tiene que la resolución 02310 del 1986 expedida por el Ministerio de Salud referente a procesamiento, composición, requisitos, transporte y comercialización de los derivados lácteos, establece entre otros, parámetros de calidad para productos como la mantequilla de suero; definida como aquella que ha sido elaborada con grasa de suero o su mezcla con crema de leche. En ese sentido, las especificaciones en cuanto a las características fisicoquímicas que el suero de mantequilla expresan que debe presentar materia grasa 80 %m/m, mínimo, sólidos lácteos no grasos máximo 2.0%mlm, cloruros como NaCl máximo 3.0%mlm y el índice de Reichert-Meissel dentro del rango 22-32.
La misma resolución establece también que en la elaboración de quesos, el suero puede utilizarse como ingrediente en la fabricación de los mismos; en ese sentido, las características del suero establecidas por la resolución en mención establecen que el suero debe tener acidez expresada en % de ácido láctico; máximo 0.4%, lactosa 4.5% como mínimo; sólidos totales, mínimo 5.5%, proteínas mínimo 0.7% y cenizas como valores máximos 0.8%. Para el suero en polvo los parámetros fisicoquímicos establecidos por la resolución indican una acidez expresada en % de ácido láctico; máximo de 4.0 %, lactosa con un 70%; sólidos totales mínimo 95%, proteínas mínimo 12% y cenizas 10%.
De otra parte, investigaciones que tienen que ver con el uso industrial del suero, muestran hallazgos importantes como el descrito en el trabajo desarrollado para la obtención de lactoferrina mediante ultrafiltración del lacto suero en donde manifiesta que las proteínas del suero presentan propiedades nutricionales, biológicas y funcionales que las convierten en un medio de enriquecimiento de formulas infantiles y alimentos funcionales y nutraceúticos. Al respecto se tiene que en los diferentes métodos empleados para separar las proteínas del lacto suero se trabaja una precipitación selectiva que requiere un ajuste de las propiedades fisicoquímicas por cuanto la solubilidad de las proteínas del suero se encuentra en función del pH, temperatura y fuerza iónica en la que se encuentre; es así que el pH con el cual se obtiene mejores resultados es de 5.0 para este caso. (Martínez, 2007).
Se tienen también estudios realizados en la elaboración de piensos para consumo animal, en donde se utiliza el suero en polvo como una de las materias primas que enriquecen nutricionalmente los piensos; indican, que un factor influyente en a calidad del pienso lo constituye la calidad fisicoquímica del suero especialmente en lo que tiene que ver con el pH, acidez y % de humedad; la cual queda establecida durante el proceso a través de la verificación de las condiciones iníciales del suero líquido y el control del extracto seco durante la concentración del suero; así también, se tiene que incluyendo en la formulación del pienso, un 15% de lactosa proveniente del suero de quesería muestran un incremento en el peso del animal de 400gr/día. Arrey (2008).
Dentro de la transformación industrial del lacto suero; con el fin de ser obtenidos sus componentes principales se tienen:
* Suero en Polvo: Obtenido por concentración y secado hasta obtener suero en polvo; el suero es concentrado en evaporadores de capa descendente, de 3 a 7 efectos hasta alcanzar un nivel de sustancias sólidas del 45 «“65 %. El secado se hace a través de tambores rotativos o por atomización; siendo este último proceso el que más utilización tiene en la industria pues el producto obtenido no forma grumos y no absorbe humedad. El suero ácido no suele someterse al secado pues tiende a formar grumos; en ese caso, se hace necesaria una neutralización previa.
* Obtención de Cristales de Lactosa: Como se menciono anteriormente la lactosa es el componente que se encuentra en mayor cantidad en el suero. Para la obtención de cristales de lactosa se parte del suero tratado es decir, que se ha separado la grasa y los finos de caseína; además las proteínas han sido separadas por ultrafiltración. En estos casos, el volumen del suero desproteínizado se somete a vaporización a través de vaporizadores de circulación al vacío o de placas; en donde se considera terminada la vaporización cuando la densidad expresada en grados Baumé (Be º) es de 30 a 33 º correspondiente a un extracto seco del 55 al 60%. Spreer et al. (1975). Una vez terminada la vaporización se somete a la cristalización en los tanques de cristalización con agitación permanente y control de la temperatura para que se provoque la formación efectiva de los cristales. Una vez cristalizados, se llevan a centrifugación y desecación de los cristales de lactosa obtenida utilizando para ello cámaras de aire caliente.
Los cristales de lactosa son ampliamente utilizados en la industria farmacéutica y dietética por su menor valor edulcorante, escasa higroscopicidad y menos solubilidad que el de la sacarosa. Spreer et al. (1975).
* Recuperación de proteínas del suero por ultrafiltración: El suero contiene como media 0.8-0.9% proteínas de alto valor biológico, de utilidad para la preparación de alimentos infantil, repostería, productos farmacéuticos o incluso se pueden reincorporar al propio queso. El suero pasa a un depósito de regulación y a través de una bomba es enviado a la instalación de ultrafiltración, compuesta por unos cartuchos de material polimérico sintético, de muy fina porosidad, donde se separan dos fases: un concentrado proteico que no puede pasar por los finos poros de las membranas de ultrafiltración, el cual representa el 5% del volumen de suero entrante y un permeado, rico en sustancias solubles (lactosa y sales minerales) que si han podido atravesar las membranas. Este producto representa el 95% del volumen de suero entrante. Las proteínas obtenidas se someten a un secado a través de un evaporador de múltiples efectos y un atomizador hasta obtener un producto seco con menos del 5% de humedad y con un contenido de proteína del 70%. Spreer et al. (1975).
Usos a nivel industrial del lacto suero:
El lacto suero puede ser utilizado como materia prima o sustrato para la obtención de productos intermedios que van a ser empleados en otros procesos industriales como[2]:
1-Propagación de inoculo en queserías:
El suero se emplea para la conservación y propagación de bacterias lácticas (Lactobacillus, Leuconostoc y Streptococcus) ya que resultan propicios para evitar la infección por bacteriófagos (contienen quelantes de calcio y reguladores de pH).
2- Producción de ácido láctico con bacterias lácticas:
Se emplea el suero desproteínizado. En estas condiciones, entre 85 y 90% de lactosa es convertida en acido láctico en 24 hs. El enriquecimiento con las mismas proteínas del suero permite aumentar el rendimiento hasta un 98% de la lactosa.
3- Producción de ácido acético con cultivos mixtos:
Empleando un cultivo mixto de una bacteria láctica (Lactococcus lactis) y una bacteria anaeróbica (Clostridium formicoacticum) se reportó la producción de 20 g/L de ácido acético en 20 hs de cultivo.
4-Producción de etanol
Existen algunos procesos industriales implementados en países con gran producción lechera: Irlanda, EEUU, Finlandia, Dinamarca y Nueva Zelanda. En este proceso, se han empleado levaduras capaces de fermentar la lactosa: Kluyveromyces fragilis, K. Lactis y Candida kéfir (pseudotropicalis). Sin embargo, se han encontrado limitaciones al proceso como intolerancia al alcohol de las levaduras y baja concentración de lactosa y etanol.
5. – Jarabes de suero
El jarabe dulce (glucosa + galactosa) se produce industrialmente desde 1982 en EEUU y Europa y se utiliza como materia prima en diversos alimentos.
Después de la hidrólisis con lactasa (hasta aprox. un 75 % de la lactosa) el producto se concentra hasta un 60-70 % de sólidos, y es lo que se conoce como jarabe dulce de suero. Estos jarabes no tienen problemas de cristalización.
Se utilizan como sustitutos parciales de sólidos de leche y azúcar en helados, confitería, aderezos, productos de panadería, yogurt, productos lácteos endulzados, etc.
El poder edulcorante depende del grado de hidrólisis de la lactosa. En general varía entre 65-90% del poder edulcorante de la sacarosa.
Otras alternativas de utilización del suero y sus componentes en la industria alimentaria son[3]:
– Utilización en panificados
*Cáscara de pan más quebradiza, mejora el tostado, miga más suave.
*Galletas: mejora el quiebre y retención de
– Utilización en chocolatería
* La lactosa sustituye azúcar, realza sabor lácteo. Cada vez más utilizado para coberturas de chocolate, fondant, mejora sabor y color.
– Utilización en Cárnicos, embutidos, hamburguesas y productos de pescado:
*Extensor cárnico a bajo costo, mejora sabor y palatabilidad.
*Mejor capacidad de retención de agua
-Utilización en la industria láctea:
*Sustituye sólidos no grasos
*Aumenta valor nutricional
*Mejora rendimientos en la fabricación de dulces de leche
*Mejora la viscosidad y desarrollo de la acidez
-Utilización en la industria farmacéutica.
*La lactosa del suero es utilizada en el recubrimiento de medicamentos.
Desde lo anterior, se puede evidenciar que el uso del lacto suero y de sus componentes es bastante amplio y diverso especialmente en la industria alimentaria y farmacéutica; lo que da pie para que se realicen investigaciones tendientes a la identificación de las características fisicoquímicas del suero que permitan establecer las condiciones iníciales del mismo para futuras aplicaciones.