Herramientas Personales
Usted está aquí: Inicio CC. de la Salud Higiene, Inspección y Control alimentario (2010) Prácticas Práctica 2 - Composición fisico-química de la leche

Práctica 2 - Composición fisico-química de la leche

Acciones de Documento
  • Enviar esto
  • Imprimir esto
  • Content View
  • Bookmarks

COMPOSICIÓN FISICO-QUÍMICA Y CALIDAD HIGIÉNICA DE LA LECHE.

La leche constituye la secreción de la glándula mamaria y químicamente es un alimento líquido con grasa emulsionada, dentro de la estructura del glóbulo graso y proteínas en forma micelar. Por ello podemos decir que la leche es una emulsión de materia grasa en forma globular, en un líquido con unas características similares al plasma sanguíneo. Este líquido es a su vez, una suspensión de materias proteicas en un suero constituido principalmente por lactosa, sales minerales, vitaminas y ácidos orgánicos. La composición química de la leche nos determina la autenticidad de la leche natural y de las leches procesadas industrialmente, como la higienizada o pasterizada y las tratadas térmicamente (esterilizada y UHT). Además, determinadas situaciones fisiológicas y patológicas de los animales, así como contaminación primaria y secundaria de la leche, producen modificaciones en su composición química, dando lugar a leches anormales con alteraciones en el contenido de proteínas, cloruro sódico y ácido láctico. Por lo que la determinación de variaciones en los parámetros químicos de la leche pueden estar también relacionados con alteraciones en la calidad sanitaria de la leche.

Las características químicas, expresadas en porcentaje de peso, que debe cumplir la leche clasificada de acuerdo a su contenido en materia grasa se resumen en la tabla que se muestra a continuación:

 

 

Tipo de leche

 

 

Grasa

 

Lactosa

 

Proteína

 

Ceniza

 

ESM

 

Acidez

Natural y Entera

3.5

4.2

3.2

0.64

8.2

0.2

Desnatada

<0.3

4.2

3.2

0.64

-

0.19

Semidesnatada

1.5

4.2

3.2

0.64

-

0.19


Esta composición química característica determina la distintas constantes físico-químicas de la leche como son: la densidad, pH, punto crioscópico, punto de ebullición y conductividad eléctrica, las cuales son de interés para determinar la calidad y autenticidad de la misma, ya que por factores dependientes del animal o bien por factores derivados del manejo y acciones fraudulentas (p.e. el aguado, adición de suero la´cteos, modificación de la grasa, etc…), provocan alteraciones de la leche que conllevan a una modificación de estas constantes.

Los valores de las principales propiedades fisico-químicas de la leche natural se muestran en el siguiente cuadro:

 

Densidad

1.028 – 1.035

pH

6.4 – 6.8

Punto criocóspico

– 0.52 / – 0.54°C

Punto de ebullición

100.5°C

Conductividad eléctrica

0.005 ohm-1


OBJETIVOS:

  • Conocer los parámetros físico-químicos que definen la calidad de la leche.

  • Aplicar los métodos de análisis para la determinación de los principales parámetros químicos y físicos de calidad de la leche natural.

En esta sesión práctica el alumno tendrá que evaluar las muestras de leche que les proporcione el profesor de prácticas y aplicar las técnicas que se describen a continuación.

 

DETERMINACION DEL EXTRACTO SECO, HUMEDAD Y EXTRACTO SECO MAGRO EN LECHE

Fundamento

Se entiende por contenido en extracto seco de las leches natural, certificada, higienizada y esterilizada, el residuo expresado en porcentaje de peso, obtenido después de efectuada la desecación de la leche hasta peso constante en estufa a temperatura constante de acuerdo al procedimiento descrito en la norma FIL-21:1962 de la Federación Internacional de Lechería.

 

Material

  • Balanza analítica, sensibilidad de 0.1 mg.

  • Desecador provisto de gel de silice o algún otro desecante.

  • Estufa de desecación que permita obtener una temperatura constante a 102°C±2°C.

  • Cápsula de desecación de aluminio para la determinación de humedad (también se pueden utilizar placas de Petri).

  • Baño termostático.

 

Procedimiento

  • Antes del análisis, poner la muestra en un baño termostático a 20±2°C y homogenizar. Si la grasa no se homogeniza bien llevar hasta una temperatura de 40°C, mezclar suavemente y enfriar a 20°C antes de la determinación.

  • Secar la cápsula junto con la tapadera a 102°C±2°C durante 30 min.

  • Enfriar en el desecador y apuntar el peso.

  • Pesar inmediatamente 3 mL de leche anotar exactamente el peso de la muestra.

  • Introducir la cápsula en la estufa a 102°C±2°C, dejando ladeada la tapadera y mantenerla hasta peso constante.

  • Transcurrido el tiempo dejar enfriar la placa en el desecador y pesar.

  • Asegurar que ha llegado la muestra a peso constante manteniéndola, tras una primera pesada, durante media hora más en la estufa. Repetir la desecación hasta que la diferencia entre dos pesadas consecutivas no sea mayor de 0.5 mg.

 

Cálculo

El cálculo del extracto seco se realizará de acuerdo a la siguiente ecuación, donde Pfinal es el peso de la cápsula más la muestra una vez completada la desecación y Pinicial es el peso de la cápsula más la muestra sin desecar.

 

Extracto seco (%) = (Peso final/ Peso inicial) x 100

 

El contenido de humedad, se calcula mediante la diferencia entre 100 y el valor de extracto seco obtenido en cada muestra. El contenido en extracto seco magro (ESM) se calcula mediante la diferencia entre el porcentaje de extracto seco y el porcentaje de grasa determinado en esa misma muestra de leche, y en el caso de la leche entera los valores de ESM deben estar por encima de 8.2%.

 

DETERMINACION DEL CONTENIDO EN PROTEINAS (Método Sorensen-Walker)

Fundamento

Está técnica determina el contenido en proteínas de la leche mediante una valoración ácido-base, ya que tras la adición de formol a la muestra, el formaldehido se une a los grupos amino de los aminoácidos de las proteínas dejando los grupos carboxilos libres. Este hecho produce cambios en la acidez titulable de la leche siendo valorada con hidróxido sódico. La cantidad de hidróxido sódico utilizado en la neutralización es utilizado para calcular la cantidad de proteínas presente en la muestra.

 

Material

  • Bureta graduada en 0.1 mL.

  • Matraz erlenmeyer de 100 mL.

  • Pipetas de 10 mL y 5 mL.

 

Reactivos

  • Solución de hidróxido sódico (0.1N).

  • Solución comercial de formol (40%).

  • Indicador: solución de fenoltaleína al 1 %.

 

Procedimiento

  • Tomar 10 mL de leche problema en un matraz erlenmeyer.

  • Añadir 20 mL de agua destilada y adicionar unas gotas de fenoltaleína.

  • Neutralizar la ácidez titulable natural de la leche con la solución de hidróxido sódico hasta la aparición de un color rosa.

  • Añadir posteriormente a la leche neutralizada 2 o 3 mL de formol para dejar libres los grupos carboxilos de los aminoácidos. Tras la adición del formol la muestra se vuelve a acidificar y se muestra nuevamente de color blanco.

  • Añadir unas gotas de fenoltaleína y valorar la acidez con hidóxido sódico, hasta la aparición nuevamente del color rosa.

 

acidez.jpg

Cálculo

La cantidad de hidróxido sódico 0.1N gastados en la segunda valoración se multiplican por 2.24, y el resultado se expresa como porcentaje de proteínas. El contenido de caseína en la leche lo podemos calcular a partir de una regla de tres, teniendo en cuenta que la cantidad de caseína en la leche de vaca es aproximadamente del 78.5 %.

 

DETERMINACION DE GRASA EN LECHE (Método Gerber)

Fundamento

El método de Gerber para la determinación de la grasa de la leche, está basado en la utilización de dos reactivos y de la fuerza centrífuga. Por una parte el ácido sulfúrico destruye el estado globular de la grasa y disuelve la caseína de la leche y por otra, la fuerza centrífuga separa la grasa, facilitando dicha separación el alcohol isoamílico, al disminuir la tensión en la interfase entre la grasa y la mezcla ácido-leche. La grasa se determina volumétricamente por la escala del vástago graduado del butirómetro, lectura que directamente expresa el porcentaje en grasa que tiene la leche.

 

Material

  • Pipetas aforadas de 11 mL (pipetas Gerber).

  • Baño termostático.

  • Centrífuga de Gerber.

  • Butirómetro original Gerber y tapones de caucho.

 

Reactivos

  • Acido Sulfúrico: Densidad a 20ºC de 1.815 (peso específico a 15.5°C=1.820).

  • Alcohol Isoamílico: Peso específico de 0.814-0.816, a 15°C. Químicamente puro, casi incoloro y libre de agua, ácidos, grasas y furfural.

 

Procedimiento

  • Verter 10 mL de ácido sulfúrico en el butirómetro. No mojar el cuello del butirómetro con el ácido.

  • La muestra de la leche debe ser homogénea y estar a 20ºC. Para ello calentar ligeramente si es necesario e invertir repetidamente el recipiente para favorecer la homogenización evitando la formación de espuma o el batido de la grasa.

  • Tomar con la pipeta 11 mL de leche. Secar el extremo de la pipeta con papel de filtro. Verter la leche en el butirómetro, apoyando la pipeta en la pared del cuello del butirómetro, formando un ángulo de 45° para que caiga suavemente sobre el ácido. No mojar el cuello del butirómetro con la leche.

  • Adicionar a continuación 1 mL de alcohol amílico en el butirómetro. No mojar el cuello del butirómetro con el alcohol amílico.

  • Colocar el tapón de caucho asegurando que queda bien cerrado el butirómetro.

  • Con el tapón hacia arriba, agitar el butirómetro vigorosamente hasta que el coágulo se disuelva completamente. Tener en cuenta que al agitar se produce una reacción exotérmica por lo que se debe proteger el butirómetro con un paño y las manos con guantes de goma. Agitar sin interrupción y sin invertirlo. Después invertirlo por lo menos cuatro veces para homogeneizar el contenido del butirómetro y el contenido del bulbo y vástago graduado.

  • Colocar inmediatamente el butirómetro en la centrífuga Gerber a 60°C y centrifugar durante 4 minutos.

  • Retirar el butirómetro de la centrífuga y colocarlo, con el tapón hacia abajo en un baño termostático a 65±2°C durante 5 minutos, debiendo quedar todo el contenido del butirómetro sumergido.

  • Manteniendo siempre el butirómetro en posición vertical y sin agitarlo, retirarlo del baño. Secarlo rápidamente. Ajustar la columna de grasa hasta que coincida con una marca principal de la columna del butirómetro y realizar la lectura del procentaje de grasa.

Centriguga Gerber.jpg 

Centrífuga Gerber

 

Cálculos

Leer en la escala del butirómetro la cantidad de grasa presente en la leche. Enrasar la columna de grasa al valor de cero y expresar el contenido en porcentaje de grasa.

Grasa Butirometro.jpg

Nivel de grasa en el butirómetro

 

DETERMINACION DE ACIDEZ DE LA LECHE

Fundamento

Los valores normales de acidez titulable en leche están comprendidos entre 16°D y 19°D (grados Dornic) que expresado en porcentaje del ácido mayoritario serían 0.16-0.19% de ácido láctico. Las alteraciones en la leche durante la síntesis o almacenamiento pueden originar cambios en la acidez. Además, determinadas adulteraciones hacen variar estos valores: el aguado la rebaja, el desnatado y adición de suero no la modifican y la neutralización la rebaja considerablemente. Aunque existen diferentes modos de expresar la acidez la forma más habitual de expresión son los grados Dornic (ºD) y el procentaje de ácido láctico.

 

Material

  • Vaso de precipitado.

  • Bureta graduada.

  • Pipetas graduadas.

 

Reactivos

  • Solución de hidróxido sódico (0.1 N): disolver 4 g de hidróxido sódico en 500 g de agua destilada y agitar hasta la disolución total. Completar hasta 1000 mL con más agua.

  • Solución alcohólica de fenoftaleína al 1-2%.

 

Procedimiento

  • Poner en vaso de precipitados 10 mL de leche.

  • Adicionar de 4-5 gotas de fenoftaleína.

  • Con ayuda de una bureta añadir gota a gota la solución de NaOH 0.1N hasta que el contenido del vaso quede de color rosado de forma permanente o el pH de la solución sea de 8.1.

 

acidez.jpg

 

Cálculos

Los mL gastados de NaOH 0.1N se multiplican por 9 y se divide por 10; y el cociente expresa la acidez titulable de la leche en °Dornic.

°Dornic = 9 x mL de NaOH gastados /10

La relación entre los °Dornic y el contenido de ácido láctico es la siguiente:

°D = 1 mg de ácido láctico/10 mL

°D = 0.01% de ácido láctico

 

Observaciones e Interpretación

La leche fresca tiene normalmente de 16-19°Dornic. Una acidez inferior a 16°D son sospechosas de aguado, neutralización, o de proceder de vacas con mamitis. Valores de acidez superior a 19°D son imputables a leches de más de 10 horas (ordeño de la noche) y valores superiores a 23°D corresponden a leches muy ácidas que han perdido la estabilidad térmica por lo que no podrían pasterizarse y/o esterilizarse, ya que se produciría una coagulación.

 

Si a la muestra de leche se le ha adicionado dicromato potásico, es preciso tener en cuenta la acidez debida a dicho conservador. En el caso de leches no alteradas se puede considerar que 1 g de dicromato potásico aumenta la acidez en las mismas proporciones que 0.6 g de ácido láctico.

 

DETERMINACION DEL CLORURO SODICO EN LA LECHE

Fundamento

En la composición salina de la leche, se producen variaciones importantes que contribuyen a explicar las diferencias estacionarias y regionales de las leche. Las leches de principio y final de la lactación contienen menor cantidad de ácido cítrico y de potasio, pero más cloro, sodio, calcio y magnesio que las leches en plena lactación. Además, la composición de la leche de vacas enfermas tiende a parecerse a la de al sangre, por lo que las leches mamíticas son más saladas (mayor contenido en cloro y sodio), debido a las alteraciones en la permeabilidad de los alveolos. El contenido normal de sales en la leche, expresado como porcentaje de cenizas debe ser mayor de 0.64% (con un valor alrededor de 7 g/litro). Del total de sales minerales el cloruro sódico es uno de los componentes mayoritarios con un valor que oscila entre 1.5 y 1.8 g/L (que se corresponde con 1 g de Cl/L y de 0.5 g de Na/L).

Para analizar los cloruros, la muestra, a un pH neutro o ligeramente alcalino, se titula con nitrato de plata (AgNO3), usando como indicador cromato de potasio (K2CrO4). El cloruro de plata AgCl, precipita primero cuantitativamente con los cloruros presentes en la muestra dando lugar a un precipitado blanco. Al terminarse los cloruros el AgNO3 reacciona con el K2CrO4 formando un precipitado rojo ladrillo de Ag2CrO4.

 

Material

  • Vasos de precipitado de 100 mL.

  • Bureta graduada y contrastada en divisiones de 0.1 mL.

Reactivos

  • Solución de nitrato de plata 0.1 N.

  • Solución de dicromato potásico al 5%.

 

Procedimiento

  • En un vaso de precipitado se vierten 10 mL de leche exactamente medidos.

  • Añadir 2mL del indicador (solución de dicromato potásico).

  • Valorar hasta la coloración anaranjada, con la solución de nitrato de plata 0.1 N.

 

Cálculos e interprtación

El porcentaje de cloruro sódico en la leche se calcula sustituyendo los mL de nitrato de plata gastados en la siguiente ecuación:

 

% de Cloruro Sódico = 0.0585 x mL AgN03 gastados

 

Los valores normales de cloruro sódico son 0.15-0.18% Si sobrepasa el 0.2% se sospechará de anomalías (mamitis, adición de soluciones preparadas, etc...).

 

DENSIDAD DE LA LECHE

Fundamento

La densidad es una propiedad física utilizada para comparar las masas de diferentes sustancias o de una misma bajo diferentes condiciones. En la densidad de la leche influyen todos los constituyentes normales, así como todas aquellas sustancias extrañas que se adicionan de forma fraudulenta, tanto sólidos como líquidos. Existen muchas causas que actúan variando la densidad de la leche, como son la composición química, la temperatura de medición, la temperatura de almacenamiento, el tiempo transcurrido desde el ordeño, el ordeño fraccionado, la centrifugación y otras operaciones tecnológicas. Así, la densidad depende no sólo, de la temperatura del momento de la determinación, sino también de las temperaturas anteriores, y además este parámetro adquiere su valor más bajo poco después del ordeño, aumentando después lentamente. Generalmente, el tiempo que tarda en estabilizarse el valor de densidad de la leche depende de la temperatura anterior de almacenamiento. A 15°C tarda de 1 a 2 días, mientras que a 50°C lo suele hacer en seis horas. Este comportamiento recibe el nombre de Fenómeno de Recknagel, y depende de la lenta solidificación de la grasa y de la disminución de la cantidad de agua libre. Por ello la temperatura a que ha estado sometida la muestra de leche influye muy ligeramente en el resultado final.

Para la determinación de la densidad de la leche vamos a utilizar la técnica de lactodensimetría. Los lactodensímetros son aerómetros, cuerpos flotadores de vidrio lastrados en su parte inferior con varilla graduada, y que en ocasiones pueden llevar incorporado un termómetro, permitiendo la lectura paralela de la densidad. Y la temperatura. Cuando el aerómetro se introduce en la leche sufre un impulso hacia arriba igual al peso del líquido desaloja (principio de Arquímedes), quedando el valor de densidad reflejado en la varilla graduada. La determinación puede realizarse en leche completa o en suero lácteo

En la siguiente tabla se muestra el efecto del ajuste de la temperatura en el valor de densidad de la leche:

 

Tratamiento

Densidad

Leche mantenida 24 horas a 2°C, calentada a 15°C

1.03236

Leche mantenida 30 segundos a 45°C, enfriada a 15°C

1.03134

Leche mantenida 24 horas a 2°C, calentando a 30°C

1.03008

Leche mantenida 30 segundos a 45°C, enfriada a 30°C

1.02998


Material

  • Termolactodensímetro contrastado o lactodensímetro y termómetro.

  • Probeta de 250 mL.

  • Estufa o baño termostático a 15 o 20º C.

 

lactodensimetro.jpg

 Lactodensímetro

 

Procedimiento

  • Calentar la muestra a la temperatura de 37-40°C y homogeneizarla mediante un agitador en caso de que sea necesario.

  • Verter la leche en la probeta e introducir con cuidado el lactodensímetro en la leche manteniendo el aparato en el eje de la probeta y provocar un ligero movimiento de rotación.

  • Esperar a que se estabilice y realizar la lectura de la densidad.

 

Lectura

Efectuar la lectura en la graduación del lactodensímetro. Las cifras descritas se corresponden con las dos últimas cifras de la densidad. Para interpretar los resultados, comprobar la temperatura de la leche, ya que el valor de la densidad que proporciona el lactodensímetro es para una leche con una temperatura de 20ºC. Si la temperatura de la leche es diferente, tendremos que aplicar la siguiente corrección. Por cada grado que pase de los 20°C, se suma 0.2 al valor de densidad obtenido, y se resta 0.2 por cada grado que falte para los 20°C.

Observaciones

La densidad varía según el tipo de leche. Para la leche de vaca oscila entre 1.028 y 1.042, siendo el valor medio de 1.031, mientras que el suero de vaca presenta unos valores comprendidos entre 1.027 y 1.030. Para la leche de cabra la densidad es de 1.030-1.034, mientras que en la leche de oveja oscila entre 1.037 y 1.040. Las adulteraciones influyen sobre el valor de la densidad. Así el aguado la rebaja, el desnatado y la adición de leche desnatada la aumentan. Sin embargo la densidad de la leche permanece invariable si la leche es aguada con soluciones preparadas que tengan la misma densidad o es aguada y desnatada al mismo tiempo.

 

Copyright 2008, by the Contributing Authors. Cite/attribute Resource. Práctica 2 - Composición fisico-química de la leche. (2010, September 29). Retrieved October 31, 2014, from Portal de contenidos y cursos abiertos y gratuitos de la Universidad de Murcia Web site: http://ocw.um.es/cc.-de-la-salud/higiene-inspeccion-y-control-alimentario/practicas-1/practica-2-composicion-fisico-quimica-de-la-leche. Esta obra se publica bajo una licencia Creative Commons License. Creative Commons License