Utilización de la Ultra Alta Presión por Homogenización como alternativa al tratamiento de

208 Pages·2008·3.86 MB·Spanish

by  Julieta Pereda

Departament de Ciència Animal i dels Aliments
Facultat de Vetèrinaria
Universitat Autònoma de Barcelona

Utilización de la Ultra Alta Presión por
Homogenización como alternativa al
tratamiento de pasteurización para la
obtención de leche de consumo

Director: Antonio José Trujillo Mesa

Tesis Doctoral

JULIETA PEREDA
Bellaterra (Cerdanyola del Vallès), 2008
ANTONIO JOSÉ TRUJILLO MESA, Profesor Titular de Tecnología de los Alimentos
de la Universidad Autónoma de Barcelona,

HACE CONSTAR: Que Julieta Pereda ha realizado, bajo su dirección, el trabajo
titulado “Utilización de la ultra alta presión por homogenización como alternativa
al tratamiento de pasteurización para la obtención de leche de consumo” que
presenta para optar al grado de Doctor en Ciencia y Tecnología de los Alimentos.

Y para que así conste, firmo el presente documento en Bellaterra (Cerdanyola del
Vallès), el 9 de octubre de 2008.

Dr. Antonio José Trujillo Mesa
Este trabajo se ha realizado con la financiación aportada por:

• La Agència de Gestió d´Ajuts Universitaris i de Recerca (AGAUR), mediante su
programa de becas predoctorales FI-IQUC.
• La Unión Europea a través del proyecto de investigación (CRAFT 512626).
AGRADECIMIENTOS

A Toni (mi tutor) por ofrecerme la oportunidad de trabajar con él, porque siempre por
más ocupado que estuviera tuvo tiempo para atenderme, por su paciecia, por haber
tenido confianza en mi, por haberme dado la posibilidad de ir a tantos congresos y
porque trabajando con el aprendí muchísimo.

A Joan Miquel por haberme ayudado siempre en la planta piloto sin importar lo
complicado que el estuviera y por sus charlas, buen humor y honestidad.

A Ramón y a Jordi porque son dos personas con quienes siempre se puede contar para
pedir un favor.

A Manoli por ayudarme siempre que lo he necesitado.

A Julia (secretaria) por su eficiencia y simpatía que hace que las cosas sean más
sencillas.

A mis mejores amigos:
Pame: porque siempre estuvo en todo momento para ayudarme y enseñarme cuando
recién llegué y por su disponibilidad para conversar y escuchar.

Martín: por las largas charlas de piscina (mucha charla y poco nadar), risas, por ser
mi consejero en momentos de bajones y por sus ricos asados con Fernet que hicieron
que me sintiera como en casa.

Bego: por ser una persona que siempre pone alegría y ganas a todo lo que hace y por
haberme involucrado con su familia. Y claro que gracias por todos los pasteles que me
has hecho en estos años.

Nelly: por su compañerismo, por sus conversaciones amenas y por ser la organizadora
oficial de salidas nocturnas y la cocinera mexicana del grupo.

Y a los cuatro les agradezco por todos los buenos momentos compartidos, charlas,
risas, salidas, viajes y por acompañarme en los momentos difíciles pero sobre todo por
ser tan buenos amigos.
A Mar y Anna por haberme ayudado con el trabajo de la planta y a Sonia por su
ayuda en el laboratorio para tener siempre los materiales necesarios.

A todos los compañeros, tanto del departamento de Tecnología de los Alimentos como
del Departamento de Higiene, Bibi, Roger, Idoia, Natalia, Diana, Dora, Vanesa,
Fabio, Rita, Angela, Abel, Dolors, Isha y a aquellos que ya se han ido: Betty, Tomás,
Ibrahima, Raúl por haberme integrado tan rápido al grupo cuando llegué y por los
buenos momentos compartidos.

A todos los amigos de fuera de la UAB, especialmente a Lucas y Eva, Tere, Simo y
Martina por todos los momentos compartidos.

A mi familia y a la de Nico por haber logrado que a pesar de estar tan separados en
distancia siempre los sintiera a mi lado y por haberme apoyado y dado fuerzas en todo
momento para emprender esta experiencia.

Quiero dedicar esta tesis a Nico y agradecerle por haberse unido a esta aventura de
abandonar todo y venir a empezar de nuevo, por animarme en los momentos difíciles,
por su paciencia, por escucharme, ayudarme y por estar siempre a mi lado.
Indice

Sección I
Antecedentes, Objetivos y Plan de Trabajo
1. Antecedentes, Objetivos y Plan de trabajo ………………………................. 3
1.1 Antecedentes …………………………………………………………………. 3
1.2 Objetivos …………………………………………………………………….. 5
1.2.1 Objetivo general ……………………………………………………… 5
1.2.2 Objetivos específicos ………………………………………………… 5
1.3 Plan de trabajo ……………………………………………………………….. 6

Sección II
Introducción
2. Introducción …………………………………………………………………. 13
2.1 La leche ………………………………………………………………………. 13
2.1.1 Definición ……………………………………………………………... 13
2.1.2 Propiedades físicas...…………………………………………………... 13
2.1.3 Composición química global de la leche.……………………………... 14
2.2 Tratamiento térmico ….………………………………………………………. 15
2.3 Ultra alta presión homogenización (UHPH)…………………………………. 17
2.3.1 Equipos de alta presión homogenización….…………………………... 18
2.3.2 Incremento de la temperatura del fluido durante el tratamiento de 21
NNNNNN UHPH ………………………………………………………………...
2.4 Cambios en los componentes de la leche inducidos por el tratamiento térmico 24
yy y por el tratamiento UHPH
2.4.1 Reducción de la carga microbiana……..….…………………………... 24
2.4.1.1 Mecanismo de inactivación de la UHPH sobre los 25
iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii microorganismos …………………………………………….
2.4.1.2 Factores que afectan la inactivación de microorganismos IIIII 26
I tratados por UHPH …………………………………………
2.4.1.3 Inactivación de la microbiota nativa de la leche ……………... 30
2.4.2 Activación / Inactivación de enzimas….….…………………………... 32
2.4.2.1 Enzimas endógenas .................................................................. 32
2.4.2.2 Enzimas de la microbiota psicrótrofa ………………………… 37
2.4.3 Materia grasa………………………..….….…………………………... 37
2.4.3.1 El glóbulo graso…..................................................................... 38
2.4.3.2 Estabilidad de la emulsión grasa…............................................ 38
2.4.3.3 Cambios físicos y químicos en el glóbulo graso….................... 39
2.4.4 Proteínas….………………………..….….…………………………... 43
2.4.4.1 Micelas de caseína..................................................................... 43
2.4.4.2 Proteínas del suero..................................................................... 46
2.4.5 Minerales….………………………..….….…………………………... 47
2.4.6 Lactosa...….………………………..….….…………………………... 48
2.4.7 Cambios en el flavor…...…………..….….…………………………... 49
2.4.8 Vitaminas………….…...…………..….….…………………………... 50
2.5 Efectos de la ultra alta presión homogenización sobre las propiedades de la 51
leche ………………………………………………………………………………
2.5.1 Apariencia y pH…..………………..….….…………………………... 51
2.5.2 Propiedades de coagulación de la leche…..…………………………... 52
2.5.2.1 Coagulación enzimática............................................................. 52
2.5.2.2 Coagulación ácida…….............................................................. 53
2.5.3 Características del queso elaborado a partir de leche UHPH ………… 53
2.5.4 Características del yogur elaborado a partir de leche UHPH ………… 56

Sección III
Publicaciones relacionadas con la tesis
3. Publicaciones relacionadas con la tesis………….…………………………. 65
3.1 Effect of ultra high-pressure homogenization on natural-occurring micro- 67
organisms in bovine milk …………………………………………………………
3.2 Effects of ultra-high pressure homogenization on microbial and 73
physicochemical shelf life of milk…………………..……………………………
3.3 Characterization of volatile compounds in ultra-high pressure homogenized 89
milk………………………………………………………………………………...
3.4 Proteolysis of ultra-high pressure homogenised treated milk during 101
refrigerated storage ……………………………………………………………….
3.5 Effects of ultra-high pressure homogenization treatment on the lipolysis and 111
lipid oxidation of milk during refrigerated storage ……………………………….

Sección IV
Resultados y discusión
4. Resultados y discusión ……………….………….…………………………. 121
4.1 Pruebas preliminares…………………………………………………………. 121
4.2 Potencial de la tecnología UHPH como alternativa al tratamiento térmico …. 124
4.2.1 Reducción microbiana ………………………………………………… 124
4.2.2 Estabilidad física del glóbulo graso….………………………………… 125
4.2.3 Activación / Inactivación de enzimas.………………………………… 128
4.2.4 Apariencia física……………………..………………………………… 129
4.2.5 Proteólisis……..……………………..………………………………… 130
4.2.6 Lipólisis………..……………………..………………………………… 134
4.2.7 Oxidación……..……………………..………………………………… 135
4.2.8 Indicadores del tratamiento térmico….………………………………… 135
4.2.9 Perfil de compuestos volátiles…….….………………………………… 139
4.2.10 Análisis sensorial ……………………………………………………... 140

Sección V
Conclusiones
5. Conclusiones…………. ……………….………….…………………………. 145

Sección VI
Bibliografía
6. Bibliografía…………. ……………….………….…………………………. 151

Sección VII
Anexos
7. Anexo I: Heat damage evaluation in ultra high pressure homogenized milk. 169

Índice de tablas no incluidas en las publicaciones

14
Tabla 1. Propiedades físicas de la leche

14
Tabla 2. Composición química de la leche

16
Tabla 3. Tratamientos térmicos más utilizados en la industria láctea

38
Tabla 4. Composición lipídica de la leche

Tabla 5. Principales efectos producidos por la UHPH en leche entera a diferentes 58
presiones y temperaturas utilizando equipos de marca Stansted

Tabla 6. Recuentos microbiológicos (log cfu/mL) de leche cruda y leches tratadas 122
por UHPH

Tabla 7. Preparación de las soluciones utilizadas para producir leches con 141
diferentes defectos