Propiedades y opciones
para valorizar el lactosuero de la quesería artesanal
Properties and options
for the valorization of whey from the artisanal cheese industry
Miguel Ángel
Mazorra-Manzano1 *, Jesús Martín Moreno-Hernández2
*Correspondencia:
mazorra@ciad.mx/Fecha de recepción: 7 de abril de 2018/Fecha de aceptación: 25
de febrero de 2019/Fecha de publicación: 29 de julio de 2019.
1
Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo (CIAD), A.C. Laboratorio
de Biotecnología de Lácteos, Química y Autenticidad de Alimentos, carretera
Gustavo Enrique Astiazarán Rosas, núm. 46, Hermosillo, Sonora, México, C. P.
83304. 2 Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas
y Pecuarias (INIFAP), Campo Experimental Valle de Culiacán.
RESUMEN
El lactosuero posee una
gran cantidad de los componentes de la leche, sin embargo, una alta proporción
del volumen generado se sigue tirando, provocando pérdida de nutrientes y
problemas de contaminación. El objetivo del presente trabajo fue proveer
información sobre las propiedades nutricionales, funcionales y biológicas del
lactosuero, generado por la industria quesera artesanal, así como evidencias
científicas recientes que sustentan, bajo distintos enfoques tecnológicos, el
potencial de aprovechamiento, mediante su transformación o recuperación para
adicionarle valor. Las oportunidades en la valorización del lactosuero, a
través de la elaboración de diversos productos lácteos, como el requesón (queso
de suero), bebidas fermentadas o con frutas, bebidas para deportistas, bebidas
alcohólicas, mantequilla de suero, dulces, helados y paletas, reflejan el nicho
de oportunidades para hacer la industria quesera artesanal más redituable. El
cambio de paradigmas en los productores artesanales, en percibir al lactosuero
como una fuente de co-productos para su recuperación, transformación y
reincorporación a sus procesos, acorde a las capacidades tecnológicas de dicha
industria, y no como un subproducto, reduciría las pérdidas de componentes de
alto valor (e.g., proteína, lípidos y azúcares), trayendo consigo efectos
benéficos, tanto ambientales como económicos.
PALABRAS CLAVE: lactosuero, subproducto, coproducto, valorización,
productos lácteos.
ABSTRACT
Whey contains a high
concentration of milk components. However, a high volume of it continues to be
discarded to the environment, leading to a loss in nutrients and pollution
problems. The objective of the present review is oriented to provide
information on the nutritional, functional and biological properties of the
whey generated by the artisanal cheese idustry. Furthermore, scientific
evidence supporting the different opportunities for its valorization, revised
under different technological approaches is included. The potential of whey
valorization, through its recovery or transformation into value-added products,
includes its use in a diversity of food products. Whey
use includes the production of requesón (whey cheese), fermented beverages,
fruit-flavored drinks, sports drinks, alcoholic beverages, whey buttermilk,
ice-cream, candies and popsicles. The transformation of whey produced by the
artisanal cheese industry, offer a niche of opportunities to make this industry
more profitable. The reduction in loss of highly valuable components (e.g.,
protein, fat and lactose) by using whey, according to their technological
capabilities, represents a suitable option to its valorization, by changing the
perception of whey as a waste, but as a source of co-products. The recovery,
transformation and reincorporation into the processes, would bring beneficial
economic effects to artisanal producers and reduce the environmental impact
caused by this industry.
KEYWORDS: whey, by-product, co-product, valueadded, dairy products.
INTRODUCCIÓN
La industria quesera es
una de las áreas más dinámicas e importantes del sector agroalimentario en
México. De acuerdo a los datos reportados por el Servicio de Información
Agroalimentaria y Pesquera (SIAP, 2016), la producción de leche de bovino
alcanzó 11 600 millones de L, destinándose cerca del 23 % a la producción de
quesos (ca. 266 000 T de queso). Aunque la mayor producción quesera la
concentran las grandes compañías transnacionales y nacionales, la quesería
artesanal tiene una participación muy destacable. La producción de quesos por
productores artesanales se considera que es igual o mayor que la industria
formal, sin embargo esta no se encuentra adecuadamente documentada y los datos
estadísticos no son representativos (Castañeda-Martínez y col., 2009;
Villegas-de-Gante y Cervantes-Escoto, 2011). No obstante, dicha industria juega
un papel muy importante en la cadena de valor de la leche, pues la integran
productores lecheros que realizan prácticas queseras en sus unidades de
producción (farmstead) o en sus hogares. Estas empresas varían en su capacidad
de procesamiento y transformación de la leche, entre ellas, se encuentran
productores pequeños (< 2 000 L/d; incluyen queserías familiares que
transforman pocos litros en sus hogares), medianos (2 000 L/d a 20 000 L/d) y
de gran escala (> 20 000 L/d), siendo los dos primeros grupos los más
representativos de la industria quesera artesanal mexicana. La producción de
quesos artesanales es una actividad diaria, que se practica a lo largo del
territorio nacional, con cerca de 40 variedades reportadas (González-Córdova y
col., 2016). La valoración de este tipo de quesos se ha incrementado en los
últimos años, con mejoras en su calidad y demanda. Sin embargo, esta industria
sigue presentando rezagos en el aprovechamiento de los subproductos que genera,
principalmente lactosuero. El lactosuero es el líquido que se drena durante la
elaboración de quesos tras la separación de la cuajada (caseínas y grasa
principalmente); posee alrededor del 55 % de los sólidos de la leche
(principalmente lactosa, proteína sérica, minerales y en menor proporción
grasa), lo que lo convierte en un residuo altamente contaminante, si no se
maneja de manera adecuada. La quesería mexicana produce una gran cantidad de
lactosuero, ya que por cada kg de queso producido, se generan entre 8 L y 9 L
de lactosuero, que se traduce en una producción superior a los 2.4 millones de
T anuales, del cual se estima que solo la mitad es aprovechado (Mollea y col.,
2013). El lactosuero obtenido por la quesería artesanal mexicana, sigue siendo
considerado, erróneamente, un residuo con pocas oportunidades de
aprovechamiento o comercialización, limitando el uso de una pequeña parte a la
preparación de requesón y en la alimentación de ganado bovino o porcino. Ante
dicho panorama, es necesario hacer un cambio de paradigmas en los productores
artesanales, que les permitan incorporar procesos y tecnologías para el
aprovechamiento integral del lactosuero, acorde a sus capacidades económicas y
tecnológicas.
El objetivo del
presente trabajo fue proporcionar información sobre las características
nutricionales, funcionales y biológicas del lactosuero, así como evidencias
científicas que sustentan, bajo distintos enfoques tecnológicos, el potencial
de aprovechamiento y/o transformación del lactosuero generado por la industria
quesera artesanal.
Composición y propiedades del lactosuero
Composición química En
términos generales, el lactosuero posee un 55 % de los nutrientes mayoritarios
originales de la leche, los cuales corresponden al 96 % de la lactosa (46 g/L a
52 g/L), 25 % de la proteína (6 g/L a 10 g/L) y 8 % de la materia grasa (5 g/L)
(Smithers, 2008; Yadav y col., 2015).
El lactosuero obtenido
de la elaboración de queso se clasifica en suero dulce y suero ácido. El suero
dulce se obtiene mediante la coagulación enzimática de las caseínas al pH
fisiológico de la leche (6.5 a 6.8), utilizando cuajo comercial estandarizado
(quimosina u otra proteasa con actividad similar). Presenta un alto contenido
de lactosa (46 g/L a 65 g/L) y proteína (6 g/L a 12 g/L), con bajo contenido de
grasa (3 g/L a 5 g/L) y acidez (máximo 2 g/L de ácido láctico). Este suero
proviene de la elaboración tradicional de queso fresco, panela y Chihuahua,
mientras que el suero ácido proviene de quesos como el poro, Oaxaca, cotija y
cocido, donde, en estos últimos, se utiliza una coagulación mixta en su
elaboración (disminución del pH de la leche y adición de cuajo). La
acidificación de la leche se realiza mediante la adición de ácidos orgánicos
(e.g. ácido cítrico) o la fermentación de la lactosa con bacterias ácido
lácticas (BALs) propias de la leche o con cultivos iniciadores. La composición
fisicoquímica del suero ácido es muy parecida al suero dulce, oscilando de 6
g/L a 8 g/L de proteína, 3 g/L a 4 g/L de grasa, 38 g/L a 45 g/L de lactosa.
Sin embargo, el suero ácido posee un mayor contenido de ácido láctico (6.4 g/L)
y menor pH (< 5.6). El lactosuero también es rico en minerales, siendo los
principales el calcio (0.6 g/L), fósforo (0.7 g/L), magnesio (0.17 g/L), sodio
(0.3 g/L) y potasio (1 g/L). La concentración de otros minerales como zinc,
hierro, cobre y manganeso depende del origen de la leche y tipo de lactosuero
(Wong y col., 1978; Yadav y col., 2015).
La variabilidad en la
composición, entre los distintos sueros, hace necesario determinar su calidad
tecno-funcional y biológica, con el propósito de optimizar su perfil
tecnológico y adaptar tecnologías acordes a las condiciones de la quesería
regional, para su mejor aprovechamiento.
Calidad nutricional
La relevancia del contenido de proteína, lactosa,
grasa y minerales (principalmente calcio y fósforo) en el lactosuero, se debe a
su valor nutritivo como alimento y como fuente de componentes funcionales y
bioactivos. La calidad nutricional de las proteínas del lactosuero es
excepcional, pues presentan un valor biológico (VB) superior al de las
proteínas del huevo (i.e., 104 vs. 100) y 1.4 veces mayor a la proteína de
soya. Así como una elevada utilización neta de proteína (NPU, por sus siglas en
inglés: Net Protein Utilization) (i.e., 92 %) y una máxima digestibilidad
(PDCAAS, de 1.0; por sus siglas en inglés: Protein Digestibility Corrected
Amino Acid Score) (Hoffman y Falvo, 2004; Smithers, 2008). Por otro lado, la
lactosa [β-D-galactopiranosil-(1→4)-D-glucosa] es el
componente energético mayoritario en el lactosuero. Sus derivados (e.g.,
lactulosa y lactosucrosa) poseen propiedades prebióticas que favorecen el
crecimiento selectivo de microorganismos benéficos para la salud, especialmente
bifidobacterias y lactobacilos (Wang, 2009). Además, la fracción lipídica de la
membrana de los glóbulos de grasa de la leche (MFGM, por sus siglas en inglés:
Milk Fat Globule Membrane) contiene ácidos grasos poliinsaturados, como el
ácido linoleico conjugado (C18:2 cis-9, trans-11-CLA) (Benjamin y col., 2015).
Propiedades funcionales de los componentes del lactosuero
Desde el punto de vista
tecnológico, la proteína es la fracción más versátil e importante de los
componentes del lactosuero. Esta fracción proteica incluye β-lactoglobulina
(β-LG, 40 % a 50 %), α-lactoalbúmina (α-LA, 12 % a 15 %), inmunoglobulinas
(IGs, 8 %), albúmina de suero bovino (BSA, 5 %; por sus siglas en inglés:
Bovine Serum Albumin), lactoferrina (Lf, 1 %), lactoperoxidasa (0.5 %),
fracción proteasapeptona (12 %) y el glicomacropéptido (GMP, 12 %) (Smithers,
2008; Yadav y col., 2015).
El uso de las proteínas
de lactosuero incluye diversas aplicaciones en la formulación de alimentos,
como en bebidas, panadería, confitería, productos lácteos y cárnicos. Entre las
proteínas del lactosuero, con propiedades funcionales más sobresalientes, se
encuentran β-LG, α-LA y BSA.
La β-LG es una proteína
globular mayoritaria en el lactosuero y posee excelentes propiedades
emulsificantes y gelificantes, caracterizándose como un ingrediente altamente
versátil para la formulación de alimentos (Chatterton y col., 2006). La α-LA,
además de pre
sentar alta solubilidad en un amplio rango de pH, presenta excelentes
propiedades espumantes y emulsificantes, y tiene la capacidad de ligar iones
calcio (Chatterton y col., 2006) y compuestos hidrofóbicos, como vitaminas
liposolubles (Vit D3), retinol y ácidos grasos (Delavari y col., 2015). La BSA
contiene propiedades similares a la α-LA, y es comúnmente utilizada como
proteína modelo para el estudio de sistemas alimentarios emulsionados y
aireados (Chatterton y col., 2006).
Por otro lado, la
fracción lipídica del lactosuero también posee propiedades funcionales
atractivas, ya que esta fracción contiene fosfolípidos de membrana (10 % a 15 %
de lípidos, base seca) que rodean a la MFGM. Esta fracción es altamente
valorada como ingrediente alimentario por sus excelentes propiedades
emulsificantes (Jiménez-Flores y Brisson, 2008).
Componentes bioactivos en el suero de quesería
Proteínas y péptidos
La mayoría de los
componentes bioactivos del lactosuero corresponden a la fracción de proteínas
séricas, GMP, enzimas, inmunoglobulinas y péptidos derivados de su hidrólisis.
Se ha reportado que la β-LG estimula diferentes funciones intestinales (e.g.
absorción de retinol y ácidos grasos), y presenta propiedades
anticarcinogénicas y capacidad para modular la respuesta inmune (Chatterton y
col., 2006). La α-LA se ha relacionado con su citotoxicidad hacia células tumorales,
al formar complejos no covalentes con el ácido oleico (Rammer y col., 2010).
Otras proteínas en el lactosuero, como BSA, GMP, Lf y lactoperoxidasa,
comparten propiedades antimicrobianas, antifúngicas y antioxidantes
(Hernández-Ledesma y col., 2011). Por ejemplo, el GMP, debido a su composición
(libre de fenilalanina y altamente glicosilado), es adecuado para formular
dietas especiales para infantes con problemas de fenilcetonuria, además de
presentar propiedades anticariógenas (Salcedo y col., 2011). Las
inmunoglobulinas (IgG1, IgG2) imparten inmunidad pasiva y otros efectos
benéficos en personas inmunocomprometidas (Mehra y col., 2006). El lactosuero
contiene cantidades considerables de factores de crecimiento similares a
insulina tipo 1 y tipo 2 (IGF-1, IGF-2, por sus siglas en inglés: Insulin-like
growth factor), factor de crecimiento transformante beta (TGF-β, por sus siglas
en inglés: Transforming growth factor beta) y factor de crecimiento de
fibroblastos (FGF, por sus siglas en inglés: fibroblast growth factor) (Forster
y col., 2014).
Además de las
propiedades biológicas que las proteínas séricas presentan en su estado nativo,
también mediante su hidrólisis por procesos enzimáticos o fermentativos, pueden
liberar péptidos bioactivos, con efectos benéficos a la salud. Se han reportado
secuencias peptídicas, provenientes de la hidrólisis de la β-LG y la α-LA que
poseen actividad antihipertensiva, antioxidante, antimicrobiana, antidiabética,
hipocolesterolémica, inmunoestimulante y anticancerígena (Gauthier y col.,
2006; Dullius y col., 2018). El lactosuero proveniente de la producción
artesanal de queso fresco, panela y ranchero (elaborado con leche cruda)
contiene péptidos bioactivos con actividad antioxidante (fracción 5 kDa a 10
kDa) y antihipertensiva (fracción 1 kDa a 3 kDa) in vitro (Tarango-Hernández y
col., 2015).
Lípidos
Dentro de la fracción lipídica de la leche, se
encuentran dos sistemas de fosfolípidos de membrana, que consisten de
lipoproteínas ligadas a fosfolípidos y triglicéridos: los lípidos de membrana
de leche descremada (SMM, por sus siglas en inglés: Skim Milk Membrane) y los
lípidos de MFGM (Jiménez-Flores y Brisson, 2008). Los glicerofosfolípidos y
esfingolípidos constituyen aproximadamente el 1 % de los fosfolípidos de la
fracción MFGM (ElíasArgote y col., 2013). Los esfingolípidos, como la
esfingosina, ceramida y esfingomielina, presentan propiedades bioactivas,
asociadas con la modulación de diferentes funciones fisiológicas y proceso
patológico, tales como, el crecimiento y diferenciación celular, angiogénesis,
regulación de procesos inflamatorios, enfermedades cardiovasculares y cáncer
(Contarini y Povolo, 2013). Además, también se pueden encontrar una gran
proporción de ácido oléico (C18:1), palmítico (C16:0), linoléico (C18:2, ω-6) y
α-linolénico (C18:3, ω-3), los cuales han mostrado (especialmente los ácidos
grasos poliinsaturados) un efecto protector contra infecciones bacterianas,
fúngicas, virales y parasitarias (Thormar y Hilmarsson, 2007; Benjamin y col.,
2015).
Lactosa y galacto-oligosacáridos (GOS)
El suero es una fuente
importante de lactosa, el cual es un disacárido de gran valor biológico, que
estimula la absorción intestinal de calcio, favoreciendo la mineralización ósea
y el crecimiento de bifidobacterias benéficas para la salud colorectal. Los
GOS, como los sialiloligosacáridos (i.e. sialilactosa) y otros oligosacáridos
ácidos, que generalmente se encuentran en la leche materna y calostro, son
abundantes en el lactosuero (Barile y col., 2009). La lactosa también se puede
utilizar como materia prima para producción de ácidos orgánicos (e.g., láctico,
acético, entre otros), y mediante procesos enzimáticos y fermentativos,
sintetizar una gran diversidad de compuestos, como galactooligosacáridos,
tagatosa, lactulosa, lactosucrosa, glucosilactosa y heterooligosacáridos, los
cuales presentan propiedades bifidogénicas, con efectos antiinflamatorios
(Fischer y Kleinschmidt, 2015; Nath y col., 2016). Estos compuestos presentan
alta demanda por la industria farmacéutica, como auxiliares en el tratamiento
de diferentes enfermedades crónico-degenerativas.
Opciones de
aprovechamiento del lactosuero por queserías artesanales
La quesería familiar y
productores de mediana escala, pueden aprovechar el lactosuero en la elaboración
de productos alimenticios, como los que se muestran en la Figura 1. La
infraestructura tecnológica requerida, para elaborar algunos de estos
productos, forma parte de una infraestructura básica (tinas, tanques, marmitas,
enfriadores, agitadores, entre otros) con la que cuenta la mayoría de estas
empresas.
Elaboración de queso de suero
La forma más
tradicional en que la industria quesera aprovecha el lactosuero es mediante la
producción de queso de suero, siendo el requesón el más conocido en México. El
proceso de elaboración involucra la desnaturalización térmica de la fracción
proteica (mayoritariamente β-LG, α-LA). Los diferentes tipos de que so de suero
presentan algunas variantes en su elaboración y pueden incluir la adición de
ácidos orgánicos, crema, leche entera o leche en polvo durante su manufactura
(Pintado y col., 2001). El queso ricotta es originario de Italia y su variante
en México y Latinoamérica se conoce como requesón. Sin embargo, en otras partes
del mundo, tales como Rumania y Hungría, este tipo de quesos se conocen como
“Urda”, y en Portugal como “Requeijão”, cada uno con sus notas distintivas de
sabor y textura, las cuales se encuentran asociadas a su proceso de
elaboración. Su demanda y producción se ha extendido a países como Estados
Unidos y Canadá, donde generalmente son comercializados como queso ricotta
(Pizzillo y col., 2005). En Grecia, los quesos “Myzithra”, “Manouri” y
“Anthotiro”, son altamente valorados por las características de sabor que
poseen, ya que se elaboran con lactosuero proveniente de la fabricación de
quesos de leche de cabra y oveja o mezclas de estas (Alichanidis y
Polychroniadou, 2008; Pappa y col., 2016). Otras variantes de quesos elaborados
con lactosuero son los quesos noruegos “mysost” y “geitost”, los cuales se
caracterizan por presentar un sabor dulce y acaramelado, debido al proceso de
condensación del lactosuero, que se realiza durante su elaboración (Królczyk y
col., 2016).
El requesón producido
en México es un producto fresco, que posee una consistencia granular,
habitualmente de textura blanda cremosa y sabor semidulce (Villarruel-López y
col., 2016). El requesón tradicional generalmente se elabora mediante procesos
no estandarizados, con rendimientos que oscilan de 4.7 % a 6.5 % p/v (1 kg de
requesón por 20 L de suero) o mayor si se utilizan mezclas de suero: leche (8:2
v/v) (Ramírez-Rivas y Chávez-Martínez, 2017).
El requesón artesanal,
tiene alta demanda a nivel nacional e internacional, por lo que existe un nicho
de mercado atractivo para que las queserías artesanales consideren aprovechar
el lactosuero en la producción de este producto, ya que la infraestructura
requerida en su elaboración es mínima. La elaboración de productos, como el
requesón, coadyuvaría en gran medida a reducir pérdidas de componentes
nutricional, biológico y funcionalmente valiosos, como las proteínas del
lactosuero.
Bebidas lácteas a partir de lactosuero
La industria de bebidas
en México tiene un valor de 11 700 millones de dólares, según datos de la
Secretaría de Economía (SE, 2014), y de acuerdo con la Asociación Nacional de
Productores de Refrescos y Aguas Carbonatadas (ANPRAC, 2014), las bebidas
alcohólicas y carbonatadas son las de mayor demanda, con un crecimiento anual
del 7.9 % y 5.1 %, respectivamente. El incremento en la preferencia del
consumidor, por bebidas más naturales y saludables, ha permitido una evolución
y diversificación del mercado hacia un nuevo grupo de bebidas funcionales, con
efectos benéficos a la salud. El aprovechamiento del lactosuero, en la
formulación en este tipo de bebidas, obedece tanto a la necesidad de
reincorporar los componentes nutricionales y funcionales de este subproducto a
la dieta humana, así como aprovechar la versatilidad funcional de sus
componentes.
Bebidas de lactosuero
con fruta
Las bebidas de
lactosuero entero se elaboran mediante la pasteurización de suero fresco,
degasificado, y adecuaciones en el color, sabor y aroma, para su embotellado.
En algunas ocasiones se contempla la adición de sal, dióxido de carbono y
concentrados de frutas. Las principales frutas utilizadas para la formulación
de estas bebidas han sido jugos de cítricos (e.g. naranja, limón) (Sady y col.,
2013). Además, los néctares de frutas como mango, fruta de la pasión
(maracuyá), melón, plátano, pera, manzana, y frutillas de grosella, arándano,
fresa, frambuesa, moras y saborizantes artificiales (vainilla, cocoa, chocolate
y menta) también se han utilizado (Djurić y col., 2004; Naik y col., 2009). La
mezcla del lactosuero líquido, con diferentes jugos de frutas, resulta muy
atractiva desde el punto de vista organoléptico, nutricional y funcional. La
presencia de antioxidantes naturales (e.g. polifenoles, ácido hidroxicinámico,
flavonas, pro-antocianidinas) incrementan la vida de anaquel de las bebidas y
aportan un efecto benéfico a la salud (Grazyna y col., 2014; Baba y col.,
2016). El aprovechamiento de frutos de temporada, en la producción de este tipo
de bebidas, representa una opción muy conveniente para los pequeños productores
de quesos artesanales, ya que el procesamiento es mínimo y la inversión en
maquinaria baja.
Bebidas de lactosuero fermentado
Los productos lácteos
(e.g. queso, suero, yogurt y leches fermentadas) proporcionan grandes
beneficios a la salud intestinal, ya que son fuentes importantes de probióticos
y tienen la capacidad de producir o liberar compuestos bioactivos, con
propiedades antihipertensivas, inmunomoduladoras, anticarcinogénicas e
hipocolesterolémicas, lo que ha resaltado su valor, por su potencial para el
tratamiento de enfermedades crónico degenerativas, como la hipertensión, cáncer
y obesidad (Santiago-López y col., 2015; Beltrán-Barrientos y col., 2016). El
lactosuero puede ser sometido a un proceso de fermentación, ya sea mediante el
aprovechamiento de la flora nativa o incorporando cultivos iniciadores de cepas
específicas, como Lactobacillus
acidophilus, Bifidobacterium spp, Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus and Streptococcus thermophilus. Los granos de
kéfir (consorcio de bacterias lácticas, acéticas y complejo de levaduras), se
han utilizado exitosamente para preparar bebidas fermentadas a base de
lactosuero. El uso de dichos consorcios microbianos resulta ser más atractivo
que el uso de inóculos específicos, ya que genera perfiles de aromas y sabores
más complejos. Además, durante la fermentación del lactosuero se producen
azúcares y exopolisacáridos, que contribuyen a la textura del producto, así
como compuestos con actividad biológica-funcional (Teixeira y col., 2010;
Londero y col., 2015). La fermentación del lactosuero (adicionado con azúcares)
con cepas de levaduras, también puede elevar ligeramente su grado alcohólico,
así como un efecto espumoso, de una bebida tipo champagne (Hernandez-Mendoza y
col., 2007).
Bebidas alcohólicas de lactosuero
Este grupo de bebidas
presentan diferencias marcadas en su graduación alcohólica, abarcando aquellas
con un bajo contenido (1 %) y las bebidas tipo cerveza o vino, que pueden
contener hasta 11 % de alcohol (Kosikowski y Wzorek, 1977). El proceso de manufactura
consiste en concentrar lactosuero desproteinizado y adicionarle azúcares
fermentables. Algunos procesos involucran una combinación de fermentaciones
lácticas-alcohólicas. La fermentación láctica se realiza con cultivos
iniciadores, como granos de kéfir o cultivos de yogurth (incluyen levadura con
capacidad de fermentar lactosa), mientras que para la fermentación alcohólica
se utilizan cepas de Saccharomyces
cerevisiae. La producción de bebidas tipo cerveza resulta ser muy
atractiva, ya que el lactosuero contiene coloides con características similares
a las encontradas en cerveza, especialmente para ligar ácido carbónico. El
lactosuero se puede emplear hasta en un 50 % para sustituir mosto de malta,
comúnmente usado para la producción de cerveza, obteniéndose una bebida con
excelente calidad sensorial, nutricional y similar graduación alcohólica
(Nayeem y col., 2015).
Por otro lado, con el
lactosuero entero o desproteinizado, también se pueden preparar vinos con notas
frutales, mediante la adición de néctares de frutas. El tratamiento enzimático
con lactasa (β-galactosidasa) incrementa el contenido de glucosa y galactosa,
utilizables por cepas de levadura productoras de alcohol (Gawel y Kosikowski,
1978).
Cervezas artesanales
En México, la
producción de cervezas artesanales ha mostrado un crecimiento sostenido los
últimos 6 años (Deloitte, 2017). La innovación cervecera artesanal se basa en
proponer el empleo de diversos ingredientes, con sabores nuevos y distintos. El
potencial del lactosuero en la producción de cerveza ha si do
considerado en otros países. Recientemente, Arla Foods® desarrolló una línea de
cerveza, comercializada bajo la marca Blue Brew®, que reincorpora el lactosuero
proveniente del queso artesanal Stilton, variedad azul. La cerveza contiene 4.2
% de graduación alcohólica y presenta exquisitas notas lácteas en su sabor y
textura cremosa (Arla Foods, 2018). No obstante, el uso del lactosuero en la
producción de cervezas requiere de ciertas adecuaciones, como el uso de
especies de levadura diferentes a S.
Cerevisae, las cuales, deben tener la capacidad de utilizar lactosa, tales
como Kluyveromyces lactis y Kluyveromyces marxianus (Rubio-Texeira,
2006). Además, la levadura debe ser capaz de producir perfiles de sabor y aroma
(utilizando los componentes del suero), similar al que se obtiene en el proceso
cervecero convencional (Kobayashi y col., 2008; Dragone y col., 2009).
Bebidas para deportistas a partir de lactosuero
Este tipo de bebidas se
encuentra en constante crecimiento y se elaboran a partir de lactosuero parcial
o totalmente desproteinizado, adicionadas con minerales, principalmente sodio
(20 mmol/L a 30 mmol/L) y potasio (5 mmol/L), y una mezcla de carbohidratos
simples (80 g/L), usualmente glucosa, fructosa y sacarosa (Valadao y col.,
2016). El lactosuero generado de la obtención del queso Ricotta (Valadao y
col., 2016), el permeado de la ultrafiltración de leche (Manninen, 2009),
aislados de proteínas (WPI, por sus siglas en inglés: Whey Protein Isolate),
concentrados de proteínas de suero (WPC-80, por sus siglas en inglés: Whey
Protein Concentrate) e hidrolizados, se han utilizado para preparar estas
bebidas (Chavan y col., 2015). Las proteínas de lactosuero ejercen efectos
fisiológicos y nutricionales, importantes en los deportistas, aumentando
significativamente su desarrollo muscular en atletas bajo rutinas de alta
resistencia (Beelen y col., 2008). Estos efectos fisiológicos se han atribuido
al contenido de aminoácidos esenciales presentes en las proteínas lácteas, y el
alto contenido de aminoácidos ramificados en las proteínas del lactosuero, cuya
biodisponibilidad aumenta con el proceso de hidrólisis, mejorando la síntesis
proteica en atletas y rápida recuperación después de un ejercicio exhaustivo
(Volpi y col., 2003). Además, los hidrolizados con propiedades bioactivas, o
fisiológica-funcionales, pueden mejorar la salud de los deportistas (Yadav y
col., 2015).
Recuperación de crema y mantequilla
El contenido de grasa
en el lactosuero depende del proceso y tipo de queso elaborado. La mantequilla
de suero presenta un mayor contenido en ácidos grasos insaturados y componentes
bioactivos valiosos (e.g. esfingomielina y mucinas), que la mantequilla dulce
elaborada con crema (Jinjarak y col., 2006). La mantequilla de suero posee
propiedades emulsificantes y sensoriales atractivas para la industria de la
panificación, producción de pastas y salsas. La mantequilla de suero se puede
reincorporar al proceso durante la elaboración de quesos de textura suave,
untables o tipo crema (Cruz y col., 2009). El suero remanente (suero de
mantequilla) se puede aprovechar para elaborar productos fermentados, con cepas
específicas de bacterias ácido lácticas. Fermentos que
pueden ser utilizados como ingrediente funcional para potenciar el sabor, aroma
y calidad nutricia de algunos quesos (Hickey y col., 2018).
Reincorporación del lactosuero al proceso de elaboración de queso
Las proteínas de suero
pueden ser reincorporadas al proceso de quesería, tanto en su forma nativa,
aislados proteicos o como proteína desnaturalizada, en forma de agregados o
microparticulados proteicos. Con esto, el rendimiento quesero se ve
incrementado entre 12 % y 15 %, asociado a una mayor retención de proteínas
séricas, lactosa y agua en la matriz caseica (Hinrichs, 2001). Los quesos
enriquecidos con proteína sérica presentan buena calidad, no obstante, es
necesario considerar la máxima cantidad de proteína sérica que puede
incorporarse para no afectar las propiedades fisicoquímicas y sensoriales de
los quesos (Giroux y col., 2018).
Usos del lactosuero en la preparación de base para helados, paletas y
nieves
La tendencia en la
producción y consumo de productos helados y nieve es hacia productos con un
menor contenido de grasa (ingredientes hipocalóricos). Sin embargo, el
componente graso juega un papel clave para el desarrollo de la textura, sabor y
perfil de aroma, deseables en helados y nieves (Roland y col., 1999). La
incorporación de lactosuero en forma de polvo, concentrados y aislados
proteicos, así como microparticulados de proteínas, han sido adecuados para
sustituir la grasa en estos productos (Krzeminski y col., 2013; Torres y col.,
2018). El lactosuero fresco ha sido utilizado con éxito en la elaboración de
helados saborizados o con frutas (Yilsay y col., 2006). El suero en polvo
podría sustituir insumos de alto costo, como la leche en polvo, mientras que en
estado líquido o pre-concentrado, también puede ser utilizado en la fabricación
de paletas, fórmulas lácteas, así como en la elaboración de base para helados
(mixturas) (Cohene y col., 2016; Gajo y col., 2017).
Usos del lactosuero en panadería y confitería
El suero de quesería
puede ser utilizado en la elaboración de productos de panadería y confitados,
debido a la funcionalidad de sus componentes. Tanto el lactosuero crudo, como
sus preparaciones, en forma de concentrados, aislados y permeado, pueden ser
usados para remplazar total o parcialmente ingredientes como el huevo, leche en
polvo, mantequilla y sacarosa (Królczyk y col., 2016). Además, el lactosuero se
utiliza ampliamente para conseguir características deseables en color, sabor y
consistencia en cobertura de helados, jarabes de chocolate, dulce de leche y
tofu, así como elevar el valor nutricio de productos horneados, tales como
bísquets, galletas, muffins, y bollos
(Munaza y col., 2012; Hartel y col., 2018). El lactosuero en polvo, líquido o
pre-concentrado, también se puede usar en la fabricación de dulces o postres de
leche (Cohene y col., 2016; Gajo y col., 2017).
CONCLUSIONES
El lactosuero, generado por la industria
quesera artesanal, ofrece un gran potencial para el desarrollo de productos con
alto valor agregado. El aprovechamiento de las propiedades funcionales,
nutritivas y bioactivas de los componentes del lactosuero, en la elaboración de
productos, tales como, requesón, mantequilla, dulces y bebidas, ofrece opciones
tecnológicas adecuadas para la industria quesera de baja tecnificación. Su
utilización como materia prima en la obtención de co-productos, mediante el uso
de la infraestructura disponible, es una alternativa viable para agregar valor
al lactosuero e incrementar la rentabilidad económica de estas pequeñas y
medianas empresas, optimizando el aprovechamiento integral de sus recursos con
un enfoque sustentable.
AGRADECIMIENTOS
Se agradece al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT) de
México por el apoyo otorgado al Proyecto de Desarrollo Científico para Atender
Problemas Nacionales, PDCPN 2014-1, No. 248100.
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