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Introducción
La composición de la leche cruda está determinada por diversos factores, tales como la raza, alimentación, época del año, etapa de lactancia1,2,3; diferencias que son de gran importancia en la elaboración de los productos lácteos (quesos), en particular por su efecto en las propiedades tecnológicas de la leche reflejadas en el rendimiento y calidad del queso4,5, por el tiempo de coagulación (TC) y la firmeza del gel (F).
Una mayor concentración de grasa y proteína aunada a parámetros tecnológicos favorables, permiten menor tiempo de coagulación y una mayor firmeza de la cuajada4. Por lo tanto, existe una correlación positiva entre los porcentajes de grasa y proteína de la leche con el rendimiento de queso; es decir a mayor concentración de sólidos, mayores rendimientos6. Por otro lado, la calidad y rendimiento quesero no es solo por volumen, sino por la cantidad y calidad de la proteína7. La proteína es un componente importante en los quesos, por su influencia en los parámetros tecnológicos8, principalmente la K-caseína9,10, tal como lo han reportado algunos trabajos sobre la buena coagulación de la leche con altos porcentajes de k-caseína, además del contenido de calcio y el pH11,12.
En relación con el clima, algunos autores mencionan que son uno de los factores importantes y ejercen gran influencia en la calidad del queso13,14, debido a las variaciones en el porcentaje de grasa, proteína y lactosa de la leche a lo largo del año, siendo menores en primavera-verano y mayores en otoño-invierno; variación explicada principalmente por cambios en la dieta de las vacas15. No obstante esos trabajos se han realizado en otras regiones del mundo, pero en los quesos mexicanos es necesario su estudio.
En la zona centro de México se elabora de manera artesanal el queso Oaxaca, un producto tradicional perteneciente al grupo de pasta fillata, cuyo nombre es atribuido a su lugar de origen, y es el más conocido en el país. Es un queso fresco, en su elaboración la cuajada se somete a un amasado en agua caliente hasta estirarse y formar bandas que posteriormente se enredan en forma de madejas16. Se obtiene a partir de leche cruda de vaca, que como ya se mencionó, tiene variabilidad por aspectos atribuidos al animal y externos17,18,19 y cuya composición y propiedades tecnológicas influyen en el valor nutricional de los productos lácteos15, particularmente los quesos elaborados a partir de leche cruda20.
Hasta la fecha se han realizado estudios sobre el queso Oaxaca que documentan el proceso de elaboración y las características fisicoquímicas21, y la relación entre el sabor y la textura del queso22; sin embargo es pertinente analizar el efecto de la calidad de la leche sobre el queso en diferentes épocas del año, en virtud que estudios realizados en sistemas de producción de leche en pequeña escala que abastecen a las queserías productoras de queso Oaxaca, encontraron diferencias significativas (P<0.05) en porcentaje de grasa y densidad en diferentes periodos del año23. Dado que este queso se elabora todo el año, existe la necesidad de documentar si esa variación en leche ejerce algún efecto en el rendimiento y calidad del queso. Por lo tanto, esta investigación tuvo como propósito evaluar las propiedades tecnológicas y fisicoquímicas de la leche, y su correlación, así como las características fisicoquímicas del queso Oaxaca tradicional en época de secas y lluvias.
Material y métodos
Muestras de queso y leche
El trabajo se llevó a cabo en queserías de pequeña escala en la zona nororeste del Estado de México. Se obtuvieron directamente de las queserías23 muestras de leche y queso (por triplicado). La época de secas comprendió de febrero-abril, y de agosto-octubre la de lluvias. Las muestras se transportaron a 4 oC y los análisis se realizaron antes de las 24 h del muestreo.
Análisis en leche
Fisicoquímicos: se analizó grasa (G), proteína (P), mediante ondas de ultrasonido con un analizador Eco-milk Analyzer KAM98-2ª21 y acidez por medio de NAOH 0.1 M/fenolftaleína como indicador.
Tecnológicos: Se determinaron tiempo de coagulación (TC), firmeza de la cuajada (FC) y rendimiento (RTO); para cada prueba las muestras se calentaron a 35 ºC e inmediatamente se les adicionó el 10 % de cuajo (cuajo industrial), manteniendo temperatura en baño maría. El TC se realizó detectando el inicio de la coagulación al producirse un aumento brusco de la viscosidad24, para lo cual se utilizó un viscosímetro Brookfield (Engineering labs. INC. Middleboro, MA 02346. USA) modelo LVT, con espina del No. 1 a una velocidad de 12 rpm. La FC se midió 30 min después de la adición del cuajo, calculándose la fuerza (N) de compresión25 con un Texturometro TX-XT2, sonda cilíndrica de 10 mm de diámetro, ciclo de compresión de 20 mm de profundidad y velocidad de 1 mm/seg. El RTO se determinó por centrifugación para forzar la liberación de suero; en tubos eppendorf se adicionó 1 ml de muestra (leche a 35 oC con el 10 % de cuajo), después de 30 min se centrifugó a 14,000 rpm por 30 min a 35 ºC26; el rendimiento de queso se calculó por la diferencia del peso inicial de la muestra con el de la cuajada. Para este proceso se utilizó una centrifuga (Universal 320R. D-7852Tuttlingen Heftich).
Análisis en queso
La acidez se determinó por medio de NAOH 0.1 M/fenolftaleína como indicador21; los métodos oficiales de la AOAC (1990) para grasa (933.05), proteína (991.20) y humedad (926.08); NaCl por el método Volhard27.
Análisis estadístico
Para analizar los resultados de leche y queso, se realizó un análisis de varianza de un factor (época) y las diferencias existentes se calcularon mediante la prueba de Tukey (P<0.05). La relación entre las propiedades fisicoquímicas y tecnológicas de la leche se analizaron mediante una correlación de Pearson, con el paquete estadístico STATGRAPHICS Plus.
Resultados y discusión
Propiedades fisicoquímicas y tecnológicas de la leche
Las propiedades fisicoquímicas (Cuadro 1) por época presentaron diferencias significativas (P<0.05) para el contenido de grasa, proteína y acidez, con valores mayores de grasa y menores en proteína en época de lluvias. Estudios previos23 que evaluaron la calidad fisicoquímica de leches, encontraron diferencias sólo en el porcentaje de grasa y densidad, con valores mayores para grasa en los periodos que comprenden los meses de lluvias (promedio 3.62 %), resultados similares a los obtenidos en este trabajo. Trabajos realizados en los meses de junio a octubre21 reportan porcentajes de 3.34 y 3.05 de grasa y proteína respectivamente; otro trabajo obtuvo en promedio 3.18 en grasa y 2.97 en proteína28, resultados muy por debajo de los obtenidos en el presente estudio.
Cuadro 1 Análisis de medias de las propiedades fisicoquímicas y tecnológicas de la leche en época de lluvias y secas
| | | Grasa (%) |
Proteína (%) |
Acidez (oD) |
TC (minutos) |
FC (Newton) |
RTO (%) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Secas | 3.28a | 3.02a | 23.6 a | 16.7a | 0.11a | 12.6a |
| Lluvias | 3.64b | 2.94b | 23.1 b | 27.0b | 0.09b | 10.8b |
| EEM | 0.014 | 0.004 | 0.024 | 0.565 | 0.001 | 0.082 |
TC= tiempo de coagulación; FC= firmeza de la cuajada; RTO= rendimiento; oD= grados Dormic.
EEM = Error estándar de la media.
ab Literales diferentes indican diferencias estadísticas (P<0.001).
Los cambios en las propiedades fisicoquímicas y tecnológicas de la leche en las diversas estaciones, son consecuencia de la disponibilidad de forrajes en la alimentación del ganado. Algunos autores reportan valores mayores de grasa y proteína en época de lluvias, cuando la alimentación de los animales estuvo conformada principalmente por forrajes verdes, entre ellos trébol29,30.
El TC, FC y RTO presentaron diferencias significativas (P<0.001), con menor tiempo de coagulación, mayor firmeza y rendimiento en el periodo de secas. Si bien un porcentaje alto de grasa y proteína se relaciona con propiedades tecnológicas deseables (menores TC y mayor FC), además de altos RTO23, existen otros factores como el contenido y calidad de la proteína (contenido de k-caseína, las características de las micelas, polimorfismo genético)31-34, además del contenido de calcio y pH11,12, que influyen en las propiedades tecnológicas, y que sería necesario analizar a detalle en un trabajo posterior.
La correlación RTO, FC, TC con la proteína fue mejor en la época de secas, y para grasa sólo fue positiva para RTO. Otros trabajos reportan rendimientos mayores con tiempos de coagulación menores a concentraciones altas de proteína y bajas en grasa9; en otro estudio obtuvieron menores tiempos de coagulación y mejores firmezas en invierno (14.61 min y 62.63 mm, respectivamente), que en el verano (16.84 min y 59.33 mm, respectivamente)35, situación dada posiblemente por presentar valores altos de grasa en el invierno.
En un trabajo llevado a cabo en un sistema tradicional36, se reportaron en invierno tiempos de coagulación de 6.06 min, con valores de proteína de 3 .41 y de 4.17 en grasa; y para el verano de 3.26 min, con valores de 3.48 y 3.93 para proteína y grasa respectivamente. Otros estudios37,38 establecen que si los tiempos de coagulación son mayores a 30 min, la leche se considera como no apta para la producción de queso. En el presente trabajo el 14 % de las muestras del periodo de secas y el 33 % de las de lluvias presentaron tiempos de coagulación mayores a 30 min. El forraje verde reduce el tiempo de coagulación enzimática de la leche, principalmente por su efecto en la proteína de la leche, tanto de caseínas como en proteínas del suero36; probablemente esa es la razón de los resultados en época de lluvias.
Correlación entre las propiedades fisicoquímicas y tecnológicas de la leche
La FC y el RTO en ambas épocas (Cuadros 2 y 3), presentaron una correlación negativa con el TC. Resultados similares se reportan en otro trabajo26, apuntando que el gel obtenido es débil cuando el tiempo de coagulación de la leche es mayor.
Cuadro 2 Coeficiente de correlación entre las propiedades fisicoquímicas y tecnológicas de la leche en periodo de secas
| TC | FC | RTO | |
|---|---|---|---|
| Grasa | -0.149 | 0.169 | 0.388*** |
| Proteína | -0.233** | 0.329*** | 0.286** |
| Acidez | -0.534*** | 0.441*** | 0.032 |
| TC | 1.000 | -0.608*** | -0.250** |
| FC | -0.608*** | 1.000 | 0.104 |
| RTO | -0.250** | 0.104 | 1.000 |
TC= tiempo de coagulación; FC= firmeza de la cuajada; RTO= rendimiento.
**P<0.01; ***P<0.001.
La acidez presentó una correlación negativa con el TC. Otros trabajos23,39 mencionan que a medida que aumenta la acidez, disminuyen los tiempos de coagulación y aumenta la firmeza de la cuajada; Así mismo otros reportes39 obtuvieron tiempos menores de coagulación a pH bajos; indicativo de la capacidad de coagulación que ejerce el pH bajo de la leche37.
En relación con las correlaciones de los sólidos totales (grasa y proteína) con el TC, FC y RTO fueron muy variadas en ambas épocas (Cuadro 3). La grasa presentó correlación positiva solo con el RTO en ambas épocas y la proteína únicamente en secas. Sin embargo, se ha reportado que al aumentar el porcentaje de caseínas y de proteína, la firmeza de la cuajada es mejor, tal como se ha reportado en otros estudios26,38,40.
Cuadro 3 Coeficiente de correlación entre las propiedades fisicoquímicas y tecnológicas de la leche en época de lluvias
| TC | FC | RTO | |
|---|---|---|---|
| Grasa | -0.030 | 0.067 | 0.328*** |
| Proteína | -0.203* | -0.069 | 0.08 |
| Acidez | -0.660*** | 0.121 | 0.039 |
| TC | 1.000 | -0.576*** | -0.405*** |
| FC | -0.576*** | 1.000 | 0.350*** |
| RTO | -0.405*** | 0.350*** | 1.000 |
TC= tiempo de coagulación; FC= firmeza de la cuajada; RTO= rendimiento.
*P<0.05; ***P<0.001..
Otro estudio41 documentó la correlación de varios componentes de la leche (G, P, ST, calcio, entre otros) con la firmeza de la cuajada y el tiempo de bifurcación de la cuajada, pero no para el tiempo de coagulación. A pesar de no coincidir las correlaciones entre épocas, se cumplen las disposiciones reportadas por diferentes autores. Estas diferencias se pueden atribuir a las condiciones de alimentación, como ya se mencionó.
Propiedades fisicoquímicas del queso Oaxaca tradicional por época del año
Se presentaron diferencias significativas (P<0.05) en el porcentaje de grasa, siendo mayor en época de lluvias, al igual que la acidez y humedad (Cuadro 4). En una evaluación realizada a queso Ricotta y Pecorino, el porcentaje de grasa y proteína en leche no presentaron diferencias significativas en los periodos evaluados (primavera, verano, otoño e invierno). Sin embargo, el queso Ricotta si presentó diferencias (P<0.05) en grasa, proteína y humedad42. En este estudio sólo el porcentaje de grasa en leche-queso se relacionó proporcionalmente, mayor en lluvias y menor en secas, no así para la proteína, pero con un mayor rendimiento en secas (12.6 %). Si bien la relación de sólidos en leche-queso, son significativos en las características finales del producto, también son importantes en el rendimiento; en ese sentido el rendimiento del queso está directamente relacionado con el nivel de grasa y caseína43. Para efectos de este trabajo los resultados muestran que la proteína es la que influye directamente en el rendimiento.
Cuadro 4 Análisis de las características fisicoquímicas del queso por época
| Grasa (%) |
Proteína (%) |
Acidez (%) |
Humedad (%) |
Cloruros (%) |
|
|---|---|---|---|---|---|
| Secas | 20.6a | 18.5 | 0.8a | 50.4a | 4.2 |
| Lluvias | 22.2b | 18.7 | 1.0b | 51.3b | 4.3 |
| EEM | 0.103 | 0.078 | 0.011 | 0.104 | 0.067 |
EEM= error estándar de la media.
ab Literales diferentes indican diferencias estadísticas (P<0.05).
Conclusiones e implicaciones
Los resultados mostraron que la época del año, ejerció un efecto significativo en las características fisicoquímicas y o tecnológicas de la leche, y la composición del queso, principalmente por la disposición de alimento que se tiene en las diferentes épocas. Si bien los porcentajes de grasa, proteína y acidez, se correlacionan con las propiedades tecnológicas de la leche, la proteína tuvo un mayor efecto en el rendimiento quesero, reflejándose en quesos con bajo contenido de grasa y humedad. Las variaciones de la calidad de la leche y de los quesos al interior de las queserías, es una de las características de productos tradicionales que no cuentan con procesos estandarizados. Con estos trabajos se establecen las pautas tecnológicas que dan muestra de ello, considerándolas como parte de un proceso artesanal y que es parte de su tipicidad.
