Bioquimica en La Maduracion de Quesos Azules

TEMA 02:

CAMBIOS BIOQUÍMICOS

EN LA ETAPA DE LA MADURACIÓN

DE QUESOS AZULES

Ing. Kathia Perea Layme

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2.1. INTRODUCCIÓN

La maduración de los quesos conduce a cambios en sus propiedades

físicas, de apariencia, de sabor y aroma debido a la combinación de

factores que junto con los microorganismos se reconoce que son agentes

de importancia. Muchos tipos de enzimas de bacterias y hongos

intervienen en el proceso de la maduración. En cada tipo de queso

existe, en general, una secuencia definida de los organismos que se

desarrollan en fases sucesivas de la maduración.

Alguno de estos microorganismos tienen poca relación con la formación

del sabor, pero revisten importancia en el control del curso de las

fermentaciones, y en la preparación del terreno para el desarrollo de las

bacterias o los mohos que dan a cada queso su sabor característico, tal

es el caso de los quesos madurados por mohos superficialmente (como el

Camembert) o en la pasta (como el Roquefort). En concreto, la

maduración de los quesos tiene por objetivo el desarrollo de las

características sensoriales de sabor, aroma, cuerpo, textura y color.

Un evento clave en el proceso de maduración de la pasta de un queso

es la muerte progresiva de millones de bacterias acidolácticas presentes

inicialmente en la cuajada. Después de su muerte, las células bacterianas

se desintegran y liberan sus enzimas intracelulares (proteasas, lipasas,

endopeptidasas, dipeptidasas y otras). Estas enzimas, junto con la renina

(quimosina) y las enzimas nativas de la leche transforman gradualmente


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las proteínas y la materia grasa. El queso adquiere así, con el tiempo, una

textura y un gusto característico, típico de su especie.

Puede considerarse que la velocidad y el grado de maduración de un

queso dependen de las condiciones de la pasta y de la concentración,

el tipo de microorganismos y las enzimas en ella existentes. Los

microorganismos de la pasta provienen de la leche original, cruda o

pasteurizada, o son aportados por contaminación o inoculación en forma

de cultivos lácticos

Bioquímicamente, la maduración de la pasta de un queso implica tres

fenómenos complejos: la fermentación de la lactosa, la hidrólisis de la

grasa butírica y la degradación de las proteínas. Para los tipos de queso

el grado de cada una de estas será diferente.

2.2. OBJETIVOS

2.1.2. OBJETIVO GENERAL

- Describir los cambios bioquímicos que ocurren durante la

etapa de maduración de los Quesos de Pasta Azul

2.2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS

- Diferenciar las características de los Quesos de Pasta Azul

- Conocer el modo en que actúan los cultivos iniciadores y el

cultivo específico de Penicillum Roqueforti.


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- Establecer como ocurre la transformación de la caseína, de la

materia grasa y de la lactosa.

2.3. JUSTIFICACIÓN

El aroma y sabor de una cuajada fresca son consecuencia de la acción

de las bacterias de los cultivos iniciadores, que producen acido y

compuestos volátiles. En un queso madurado, el desarrollo del flavor y la

textura se deben fundamentalmente a una serie de complejas

reacciones bioquímicas en las que se hidrolizan los componentes

mayoritarios de la cuajada: la grasa y las proteínas. La extensión de estos

procesos depende de las condiciones del medio, por ejemplo del

contenido en humedad, del pH y de la concentración de sal en el queso.

Los cultivos iniciadores utilizados en la elaboración, ya sean mesófilos o

termófilos, desempeñan un papel fundamental en la creación en el

medio de las condiciones mas favorables para el desarrollo del flavor y

de la textura. Además de los fermentos, hay otros microorganismos

concretos que se emplean para impartir características específicas de

aroma, sabor y textura a un tipo de queso, como en el caso de las

variedades maduradas por mohos.

La maduración o afinación, mas que una etapa del proceso de

producción, es un fenómeno muy complejo que consiste en la

transformación de la lactosa, caseína (que forma la estructura básica) y

de la materia grasa, a través de una serie de procesos bioquímicos.


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2.4. DESARROLLO DEL TEMA

2.4.1 Definición.

Queso se define como el producto fresco o madurado, sólido o

semisólido, obtenido por separación parcial del suero de leche

previamente pasteurizada, leche reconstituida o bien sueros lácteos

debidamente pasteurizados, coagulados por la acción de cuajo u otros

coagulantes apropiados, tale como enzimas específicas o ácidos

orgánicos permitidos, de apta calidad alimentaria.

Según DUMAIS et al. (1991), el queso es el resultado de la concentración

selectiva de la leche. El contenido de agua en un queso depende de la

variedad, y en ella son arrastrados elementos solubles y las proteínas no

coaguladas de la leche. Cada tipo de queso es el resultado de un

proceso de maduración dirigido, ya sea, modificando o combinando los

diferentes parámetros que intervienen en los mecanismos madurativos.

2.4.2 Clasificación de quesos.

Puesto que ciertas características deseables para muchos quesos,

constituyen defectos para otros, se hace imposible establecer una

clasificación única o un patrón para todos ellos. Así muchas de estas

clasificaciones se basan en sus características internas y externas, así

como en su forma de elaboración, siendo las principales: proceso de


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coagulación, grado de maduración, textura, método de elaboración

(MAHECHA, 1987).

Es así como según su grado de maduración, los quesos se pueden

clasificar en: no madurados y madurados por bacterias u hongos.

2.4.3 Quesos Azules o de Pasta Azul

Queso obtenido por coagulación de la leche por medio del cuajo y/u

otras enzimas coagulantes apropiadas, complementado o no por la

acción de bacterias lácticas específicas, y mediante un proceso de

elaboración que utiliza hongos específicos (Penicillium roqueforti),

complementados o no por la acción de hongos y/o levaduras subsidiarias

responsables de otorgarle al producto características distintivas durante

el proceso de elaboración y maduración.

FIGURA Nro. 07: QUESO ROQUEFORT Fuente: www.countrycheeses.co.uk 2008

Los métodos de elaboración de estos quesos difieren entre variedades,

pero todos pretenden producir una cuajada que tenga textura abierta,

de color blanco a cremoso (debida a la estructura, blanqueo o aditivos

http://www.countrycheeses.co.uk/


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colorantes complementarios) y en la que la degradación de las

proteínas, proporciona un medio para que los mohos puedan crecer. Los

quesos de vena azul de maduración más rápida con frecuencia están

más salados. Cuando la degradación de la proteína alcanza cierto nivel,

el queso es perforado con agujas para que penetre mas oxigeno y dejar

salida al dióxido de carbono. La perforación, es una operación esencial

del proceso de maduración de las variedades de vena azul-verdoso,

hasta color azul (Villegas, 2004).

Microorganismos que intervienen: (Villegas, 2004).

- Cultivo iniciador. Cuando el queso se elabora con leche cruda, no se

añaden cultivos iniciadores mesófilos. A la leche pasteurizada se

adicionan cultivos mesófilos, o termófilos. La formación de gas por

Leuconostoc es deseable para la adecuada implantación de los

mohos y muchas veces se añaden además estas bacterias. Crecen

fácilmente si la acidificación no es demasiado rápida, por eso se

siembra un pequeña proporción de cultivo.

- Esporas de Penicillium roqueforti, algunas veces la suspensión de

esporas se añade a la cuajada. Los mohos seleccionados pueden

crecer a bajas presiones de oxígeno (por ej., 5% O2), resisten altas

concentraciones de CO2, y crecen fácilmente a bajan temperatura

(5-10º C)

Interacciones microbianas (Villegas, 2004)

La flora de los quesos azules es un ecosistema muy complejo, y de una

serie de estudios sobre ellos, se pudo concluir que (ver Figura Nro. 08):


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FIGURA Nro. 08: ASOCIACIONES MICROBIANAS EN EL QUESO ROQUEFORT Fuente: Devoyod 1972

A. Al final del desuerado la flora esta constituida por:

1) Lactococos mesofilos: L. lactis spp. lactis y cremoris,

aproximadamente 109 por gramo de queso.

2) Leuconostoc, en número superior a 106 por gramo. Se produce un

crecimiento considerable, potenciado por los compuestos

nitrogenados formados por los lactococos, que son mas

proteolicticos (número 1 en la figura 08). Principalmente


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intervienen cepas que no fermentan el citrato y, por tanto, no

producen CO2 cuando crecen en la leche.

3) Enterococos, unos 107 por gramo. Algunas especies, sobre todo S.

faecalis ssp. liquefaciens, favorece el crecimiento y la producción

de acido de los lactococos mesofilos y la producción de CO2 por

Leuconostoc; los metabolitos producidos por los enterococos

pueden incluir péptidos de baja masa molecular y aminoácidos

aromaticos como, por ejemplo, el triptófano (número 2). El CO2

tambien puede estimular el crecimiento de los lactococos

mesofilos.

4) Levaduras alrededor de 108 por gramo. Antes del salado son

fundamentalmente especies fermentadoras de la lactosa y

sensibles a la sal, como Saccharomyces, Candida y Torulopsis. Asi

mismo, favorecen el crecimiento de los lactococos mesofilos y la

producción de CO2 por Leuconostoc (número 3). Como

consecuencia del salado, la levaduras cambian y son

predeterminantemente especies que no fermentan la lactosa y

son halotolerantes, como Pichia, Hansenula y Debaryomyces (el

contenido en sal del Q. Roquefort es alto, de alrededor del 10%

de la fase acuosa).

5) Otros organismos, especialmente micrococos, estafilococos,

lactobacilos y coliformes.

6) La producción de CO2 por parte de Leuconostoc y las levaduras,

genera en el queso ojos que crean rápidamente si les llega


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suficiente aire a través de los canales formados al pinchar el

queso.

B. Algunos fenómenos que tienen lugar durante la maduración:

(Villegas, 2004)

1) Aumento del pH en la superficie del queso, debido principalmente

al consumo de acido lactico por las levaduras, que permiten

crecer a los micrococos aerobios halotolerantes y a las

corinebacterias, , especialmente Brevibacterium linens (número 5)

2) La contaminación ocasional de la leche de quesería por

micrococos muy proteolíticos puede originar quesos con

insuficientes aberturas y , en consecuencia, en el que los mohos

no crecen bien. Esto se debe a metabolitos que no afectan al

crecimiento de Leuconostoc, pero les impiden producir gas

(número 6)

2.4.4 Penicillium roqueforti

Es un moho ampliamente distribuido en la naturaleza. De hecho,

Penicillium spp es un contaminante habitual de todos los sitios. Posee

colonias de color verde y aspecto verdoso que son inodoras. Los

conidíoforos son de pared netamente rugosa y las hifas de pared fina. Su

temperatura óptima de crecimiento gira entorno a 35-40°C aunque

resiste bien temperaturas bajas, superiores a 5°C, pudiendo alterar


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alimentos en refrigeración. A esas bajas temperaturas, su crecimiento

sigue siendo rápido. Se desarrolla mejor y más rápido a pH cercano a 4;

tolera grandes variaciones de pH (3,5-10). Puede crecer con 5% de ácido

láctico en el medio. Tolera concentraciones de sal de 2-2,5%. Los

pequeños contenidos estimulan la germinación de los conidios y su límite

de tolerancia es >20%. Sin embargo depende de las cepas ya que con 6-

8%, algunas se retrasan en cuanto otras se ven favorecidas. Es un

microorganismo microaerófilo: 5% de oxigeno. Necesita aireación para su

extensión. No esporula a o ni al 100% de O2. Se ve ligeramente estimulado

por un aporte de CO2. Los fermentos fúngicos están constituidos por una

cepa pura o por una asociación de cepas seleccionadas de mohos. Se

pueden aislar de elaboraciones tradicionales o bien de colecciones de

laboratorio. (Arroyo, 2005)

Las cepas a emplear se eligen según los siguientes criterios:

- Que sea de empleo fácil

- Que sea lo mas robusta y exigente posible

- Coste de producción bajo

- Que este desprovista de poder patógeno

- También influyen el desarrollo requerido de pasta, las necesidades en

O2 del moho, su coloración así como su actividad lipolítica y

proteolítica.

En los quesos azules según diversos laboratorios, los tipos de Penicillium

empleados son: P. roqueforti PRB6 y P. roqueforti Alce RO, ambas en

suspensión de esporas. (Arroyo, 2005)


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CUADRO Nro. 03: CARACTERÍSTICAS PARTICULARES DE LOS TIPOS DE PENICILLIUM ROQUEFORTI

TIPO COLOR CRECIMIENTO PROTEOLISIS LIPOLISIS

PRB6 Verde brillante Media Media

Alce RO Verde oscuro Fuerte Fuerte

Fuente: LABORATORIOS ARROYO. 2005

Se pretende que los fermentos de P. roqueforti tengan las siguientes

funciones:

- Provocar la desacidificación de la pasta del queso mediante la

utilización del ácido láctico

- Segregar un conjunto de enzimas que le confieren un poder

proteolítico importante

- Desarrollar una gran actividad lipolítica, produciendo el aroma típico

de los quesos de pasta azul

Acción del fermento

P. roqueforti se desarrolla en las cavidades del queso formadas por la

producción de CO2 por las bacterias lácticas heterofermentativas

(Leuconostoc). Tiene un sistema proteolítico complejo, compuesto por

dos endopeptidasas exocelulares (proteasa ácida y metaloproteasa) y

exopeptidasas (carboxipeptidasa ácida y aminoproteasa alcalina). Su

sistema lipolítica consta de dos lipasas exocelulares (ácida y alcalina).

Emplea la beta-oxidación para transformar los ácidos grasos; esa acción

lipolítica es la principal responsable del sabor del queso por la producción

de compuestos aromáticos. (Arroyo, 2005)


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2.4.5 Aspectos Bioquímicos de la maduración de

Quesos Azules

La aptitud al proceso de maduración de los quesos depende de la

composición bioquímica de la cuajada que antes de la maduración ya

ha sido determinada en el proceso de elaboración (SCOTT, 1991; BRITO et

al., 1995). El objetivo de la maduración del queso es convertir la cuajada

fresca, que difiere muy poco entre las distintas variedades, a una

cuajada que posee diferentes características de apariencia, gusto,

aroma, textura y funcionalidad, según el tipo de queso (FOX, 2002).

La Figura Nro. 09 resume el complejo fenómeno c de la maduración en

una pasta de queso; en ella se destacan los principales agentes, los

factores (variables fisicoquímicas) que los afectan, los cambios que

experimentan los componentes primarios y los atributos sensoriales

afectados.

En general durante la maduración se reconocen tres eventos

bioquímicos: glicólisis, lipólisis y proteólisis (FOX y McSWEENEY, 1998), de las

cuales la lipólisis y la glicólisis son los mas importantes en quesos azules,

quesos italianos duros y en los Suizos, pero la proteólisis es esencial en

todas las variedades especialmente en quesos madurados por bacterias

internas y en aquellos de maduración especial (FOX y McSWEENEY, 1997),

aun así los efectos sobre la proporción de grasa y proteínas es

relativamente pequeña comparada con la de la lactosa la cual

desaparece rápidamente (SCOTT, 1991).


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FIGURA Nro. 09: CAMBIOS DURANTE LA MADURACIÓN DEL QUESO Fuente: Villegas, 1993; Davis, 1965

Los principales constituyentes del queso, proteínas, lípidos y lactosa son

degradados por efectos de reacciones microbiológicas, bioquímicas y

químicas a productos primarios y secundarios, entre estos se encuentran,

los provenientes de las proteínas como péptidos, aminoácidos, aminas,

ácidos, tioles y tioésteres; los provenientes de los lípidos como ácidos

grasos, metilcetonas, lactonas y ésteres; los provenientes de la lactosa


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como ácidos (láctico, acético, propiónico), dióxido de carbono, ésteres y

alcoholes (FOX y McSWEENEY, 1997).

El metabolismo de la lactosa junto con la hidrólisis de las grasas, son

procesos fundamentales en la elaboración de quesos ya que infunde en

ellos las características e intensidad del sabor y aroma de éstos. Por su

parte, las proteínas tienen un papel importante en la textura del mismo

(GONZALEZ DEL LLANO, 1990).

En la maduración del queso están involucrados agentes que provienen

de 6 fuentes: enzimas coagulantes; enzimas nativas de la leche; bacterias

iniciadoras y sus enzimas las cuales son liberadas después de la muerte y

lisis de las células; enzimas de microorganismos iniciadores secundarios

(los que adquieren mayor importancia en las variedades azules, como

Penicillium roqueforti. camemberti); bacterias no iniciadoras (BALNS), por

ejemplo organismos que sobreviven a la pasteurización de la leche o

posteriormente contaminan la leche o la cuajada; y, por último, enzimas

exógenas que eventualmente se agregan para acelerar la maduración

del queso (MCSWEENEY, 2004).

Conner et al. (1988), citado por MOLINA et al. (1996), señalan que las

propiedades fisicoquímicas, químicas y sensoriales del producto final

depende de una serie de factores tales como: materia prima utilizada,

cambios producidos durante la maduración del queso, los que a su vez

dependen de las condiciones de humedad y temperatura de la cámara

de maduración, aireación, manejo de los quesos. El control de dichos

factores es esencial para que en el queso ocurra una distribución


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homogénea de la sal dentro de la masa, ligera reducción de la

humedad, aumento del pH, formación de la corteza además de

intensificación del color normal de éste (BRITO, 1982).

FIGURA Nro. 10: RESUMEN DE LAS REACCIONES BIOQUÍMICAS QUE OPERAN EN EL QUESO DURANTE LA MADURACIÓN

Fuente: Mcsweeney 2004


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2.4.6 GLICÓLISIS.

La fermentación de la lactosa o glicólisis se inicia desde que se agrega el

cultivo a la leche antes de la coagulación, continúa durante el proceso

de elaboración y termina en la maduración. La lactosa es el sustrato para

la formación de ácido láctico, el cual origina una disminución del pH a

niveles próximos a 5.0, El pH alcanzado repercute en el curso que tomen

los procesos proteolíticos y lipolíticos, típicos de la etapa de maduración,

además el desarrollo de la acidez, juega un papel importante en la

formación del cuerpo del queso y en los productos secundarios

responsables del sabor y aroma, estos pueden incluir ácido acético,

diacetilo, acetaldehído, etanol, anhídrido carbónico y ácido propiónico

(Veisseyre, 1980, Alais, 1985, Brito, 1990, Khalid y Marth,1990). Dentro de las

dos primeras semanas de la maduración, desaparece casi

completamente la lactosa (Veisseyre, 1980, Conner, 1988 y Brito,1993).

La cuajada contiene un nivel bajo de lactosa (1–2 % residual) la que se

metaboliza rápidamente en la primera etapa de la maduración a lactato

(principalmente L-isómero), el cual puede ser catabolizado

posteriormente por varias vías. Al final de la maduración la concentración

de ácido láctico en el queso es de aproximadamente 1% en los quesos

de masa lavada (FOX, 2002).


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FIGURA Nro. 11: RESUMEN DEL METABOLISMO DE LA LACTOSA Fuente: Fox 2002

El lactato contribuye al sabor ácido del queso, principalmente en la

primera etapa de la maduración, además es un sustrato importante para

una serie de reacciones que ocurren durante la maduración y que

contribuyen al sabor del queso. Es así como el L-lactato es racemizado a

DL-lactato por la flora BALNS y a CO2 y H2O, en el caso del Penicillium

Roqueforti mediante el ciclo de Krebs. El CO2 liberado por Leuconostoc

provoca fisuras o chimeneas donde se podrá implantar luego el

Penicillium. El lactato es degradado rápidamente y en su casi totalidad, lo

que asegura la neutralización de la pasta e interviene en las

características organolépticas (Villegas, 2004).

El ácido láctico formado además de controlar la flora microbiana,

produce el paracaseinato monocálcico que da plasticidad a la cuajada,

lo que es necesario para que se lleve acabo modificaciones en las


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características sensoriales de cuerpo o consistencia del queso. Este

proceso se realiza al reaccionar el ácido láctico con el paracaseinato

bicálcico, de la cuajada el cual constituye la matriz del queso

representando aproximadamente el 99% de las proteínas de éste, las

cuales remueven poco a poco el calcio (formándose el paracaseinato

monocálcico) transformando la cuajada inicialmente friable,

desgranable y discontinua en una masa elástica, continua y flexible (FAO,

1986 y Brito, 1993). La formación de este ácido también otorga al

producto una mayor protección contra el desarrollo de la flora

microbiana indeseable (BRITO, 1993).

El desarrollo de la acidez producto de la formación de ácido láctico,

juega un papel importante en la formación del cuerpo. Como se observa

en el Cuadro 04, la teoría de Van Slyke, explica la acción conjunta que

ocurre entre la caseína soluble y la acidez, en la formación del cuerpo

del queso (BRITO, 1990).

CUADRO Nro. 04: TEORÍA DE VAN SLYKE

FUENTE: BRITO, 1990

Lo que explica, que un desarrollo excesivo de la acidez produce quesos

de cuerpo duro, ya que la degradación puede ser tal que haya gran

formación de paracaseína libre, la cual no presenta las características de

elasticidad propias de su sal monocálcica. En consecuencia, el control

adecuado del desarrollo de la acidez durante la producción, otorga las

características de elasticidad típicas de cada variedad de queso (BRITO,

1990).


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2.4.7 LIPÓLISIS.

La lipólisis, constituye la división hidrolítica de los triglicéridos con

separación de ácidos grasos libres, producida por acción de la lipasa

láctea, lipasa del cuajo y/o lipasa microbiana. A diferencia de otros

productos la lipólisis no genera defectos organolépticos en los quesos, de

hecho la degradación lipídica existe en todo tipo de queso y solo se

transforma en defecto cuando sobrepasa el umbral óptimo de cada

variedad de queso (IDF–FIL, 1980).

El tratamiento mecánico de los glóbulos de grasa durante la

manipulación de la leche puede dañar la membrana de glóbulos grasos,

permitiendo que la grasa sea accesible a las lipasas. es por esto que la

homogenización es una operación necesaria en la elaboración de los

quesos azules. Ya que esta operación ocasiona una muy fuerte

activación de la lipólisis, debido a que la nueva membrana de los

glóbulos grasos es menos estructurada y más permeable que la natural, lo

que la hace más vulnerable a los procesos degradativos (LUQUE, 2008).

Para las variedades de Quesos Azules, la actividad lipolítica es extensiva y

decisiva para lograr sus características fundamentales. Ya que aporta la

mayor contribución, directa o indirectamente, al desarrollo del sabor en

queso Al ser la grasa más accesible se asegura la actividad lipolítica. La

leche para queso azul se estandariza con el agregado de crema

homogeneizada y con tratamiento térmico a temperaturas por debajo

de las de una pasteurización ordinaria. (LUQUE, 2008).


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La lipólisis que es la hidrólisis del ester entre los ácidos grasos y el glicerol

por lipasas; según su origen, las lipasas pueden tener actividades

preferenciales para hidrolizar ciertos acidos grasos; asi la lipasa de P.

roqueforti libera mas rápidamente acidos grasos de cadena corta.

(LUQUE, 2008).

FIGURA Nro. 12: RESUMEN DE LA LIPÓLISIS EN EL QUESO Fuente: Fox 2002

Además, los ácidos grasos son importantes precursores para la

producción de otros compuestos volátiles durante la maduración, como

las metilcetonas (en el caso de quesos madurados por mohos), lactonas,

ésteres, alcanos y alcoholes secundarios. Por reacción de ácido graso

con alcohol se forman ácidos grasos ésteres; al reaccionar ácido graso

con tiol se forman tioésteres; las lactonas son compuestos cíclicos

formados por la esterificación intramolecular de hidroxiácidos (FOX, 2002;

MCSWEENEY 2004).


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Las lipasas, responsables de la lipólisis, se originan de varias fuentes, como

el coagulante, las enzimas de las bacterias ácido lácticas y las lipasas

nativas de la leche que son más importantes en los quesos elaborados

con leche cruda (MCSWEENEY, 2004).

En los quesos azules la lipólisis es la etapa mas importante,

comparativamente el nivel de lipólisis es muy variado y vemos que

mientras para un queso gruyere es de 1%; cheddar 0,25 – 1.5% ;

camembert 6 -10%; para un queso Azul es de 8 – 10% y la extensión de la

lipólisis puede producir la liberación de hasta un 25% del total de sus

ácidos grasos (FOX y McSWEENEY, 1998).

En el roquefort, la lipólisis origina más del 95% de los AGL. Además,

aumenta el contenido en AG Volátiles de cadena corta. Los demás

microorganismos en cambio no emplean tanto la lipolisis. Las lipasas de P.

roqueforti permiten la diversificación de los AGL, lo que se demuestra en

el sabor del queso.

El sistema lipolitico de los Penicillium esta formado por dos enzimas una

alcalina y otra acida. La beta-ceto-acil-descarboxilasa es una enzima

que desvía la beta-oxidación dando lugar a metilcetonas de cadena

media (6 a 12 carbones) de un atomo de carbón menos, que son los

compuestos característicos del aroma del queso. Esa desviación es

debida a que los AGL en exceso pueden inhibir al fermento, sobre todo

los de cadena media. Es pues una vía de destoxificación. Además,

enseguida las metilcetonas sufren une reducción enzimática a alcoholes

secundarios (ver Figura 13): la acumulación de metilcetonas esta pues


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limitada. Esta transformación permite reducir los efectos inhibitorios

causados por la acumulación de acidos grasos. Hay que tener en cuenta

que a mayor lipolisis, mayor cantidad de metilcetonas se forman. Es, por

tanto, una buena manera de protegerse puesto que la lipolisis es tan

importante. Y es por estas degradaciones que no hay percepción de

sabor a rancio.

Dentro de las metilcetonas que han sido el resultado del metabolismo de

las esporas y el micelio de los penicillium, las mas importantes son la 2-

heptanona y la 2-nonanona.

FIGURA Nro. 13: ESQUEMA DE REDUCCIÓN ENZIMÁTICA DE METILCETONAS A

ALCOHOLES Fuente: Luque 2008

Tanto las metilcetonas como los alcoholes secundarios son muy volátiles y

son los principales responsables del flavor del Roquefort. Ambos

productos se forman en cantidades variables según la cepa empleada

como fermento. Las transformaciones posteriores tambien provocan la

formación de compuestos secundarios que otorgan especialmente

sabores fuertes y característicos., tales como: ácido propiónico, acético,

butírico, caproico, caprílico y cáprico (Veisseyre, 1980 y Brito, 1993).


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2.4.8 PROTEÓLISIS.

La conversión del queso fresco en un queso madurado está determinado

principalmente por la proteólisis (Visser,1993). Según Visser y Van Den

Berg, (2002), La proteólisis es un proceso balanceado que se produce

debido a la combinación de la acción de enzimas y microorganismos,

que degradan la caseína en grandes y pequeños fragmentos de

péptidos, aminoácidos y otros compuestos volátiles que contribuyen al

sabor. Según Fox, (1989); Brito et al. (1996); Broome y Limsowtin, (1998);

Reid y Coolbear, (1999) y Maifreni et al. (2002), la proteólisis es

probablemente la reacción bioquímica más importante durante la

maduración de quesos que presenta un mayor impacto en la textura y

sabor-aroma del producto y se puede dividir en tres fases:

Proteólisis de la leche durante la elaboración del queso,

Coagulación enzimática inducida y,

proteólisis durante la maduración del queso.

En la Figura 14 se presenta un resumen de la proteólisis y sus reacciones.


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FIGURA Nro. 14: RESUMEN DE LA PROTEÓLISIS Y CATABOLISMO DE LOS AMINOÁCIDOS EN EL QUESO DURANTE LA MADURACIÓN

Fuente: Mcsweeney 2004

Este proceso comienza con la formación del gel provocado por el cuajo

al romper el enlace fenilalanina 105 y metionina 106 de la caseína , más

tarde los agentes proteolíticos son los que determinan la proteólisis en el

queso, por rupturas de las cadenas de aminoácidos formándose

cadenas más cortas de proteasas, peptonas y péptidos, siendo estos los

que otorgan cuerpo y consistencia al queso, luego son degradadas hasta


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aminoácidos, los cuales ayudan a aportar al sabor y aroma en el queso

(GONZALEZ DEL LLANO, 1991; BRITO, 1993).

Por último, por diferentes reacciones que pueden sufrir los aminoácidos,

se pueden obtener gas carbónico y aminas por descarboxilación,

amoniaco y un ácido cetónico por desaminación oxidativa, ácido

alifático por desaminación reductora y sulfuros por degradación de

aminoácidos sulfurados (ALAIS, 1985).

Durante la proteólisis se presenta una solubilidad regresiva de las caseínas

que se ponen de manifiesto por el aumento del nitrógeno soluble del

queso recién desuerado desde 4,8% hasta un 50% al final de la

maduración (según el tipo de queso), lo que se reduce en la aparición de

una masa blanda y untuosa y de númerosas sustancias sápidas (Alais,

1985 y Ordóñez, 1987).

El sabor y aroma de cualquier tipo de queso, resulta de la mezcla

equilibrada de compuestos presentes en la cuajada fresca y los

originados de la degradación enzimática de uno o más constituyente

(lactosa, materia grasa y caseína) del queso durante la maduración

(Brito, 1990 y Quintanilla y Peña-Hernández, 1992).

La acción proteolítica del Penicillium es intensa y libera tanto péptidos de

alto y bajo peso molecular como aminoácidos. La acción predominante

se debe a la proteasa ácida (endopeptidasa). Las endopeptidasas

exocelulares de P. roqueforti degradan las caseínas alfa y beta. La

proteasa ácida ataca la caseína beta liberando péptidos, sobre todo al

final del afinado, a pesar del pH poco favorable a su buen


- 66 -

funcionamiento. La metaloproteasa degrada también la caseína beta,

en particular al principio del proceso aunque su acción es menor (LUQUE,

2008).

Las exopeptidasas degradan los péptidos presentes en el medio

originando cantidades elevadas de aminoácido en la pasta del queso.

En el roquefort, se sabe de la presencia de triptamina, tiramina e

histamina que son aminas no volátiles. También hay presencia de

amoniaco procedente de la desaminación de los aminoácidos.

Las grandes cantidades de aminoácido presentes en el queso, junto con

el amoniaco son componentes muy importantes del aroma de la pasta.

La proteolisis, además de participar en el sabor, da lugar a una pasta

menos dura y menos elástica. Puesto que las proteínas son la única fase

sólida continua del queso, es obvio el papel mayoritario que tienen en la

textura del queso (LUQUE, 2008).

2.4.8.1. Agentes Proteolíticos en la maduración del Queso.

Los principales agentes proteolíticos responsables de la degradación

de las proteínas durante la maduración del queso son el agente

coagulante, las enzimas endógenas de la leche y los microorganismos

en los cuales se encuentran los starters, bacterias no starters (ácido

lácticas) y los cultivos secundarios (FOX y McSWEENEY, 1997;

McSWEENEY y SOUSA, 2000).

El proceso de maduración depende de las características de

especificidad y estabilidad de las proteasas en el queso (Reid y


- 67 -

Coolbear, 1999). De acuerdo a Fox, (1989); Leaver et al. (1993);

Broome y Limsowtin, (1998), además de las bacterias adicionadas,

existen otros agentes proteolíticos en el queso que contribuyen a la

degradación de la proteína de la leche. Estos incluyen:

Las enzimas coagulantes (Cuajo o sustituto del cuajo).

La quimosina es la principal enzima componente del cuajo de

ternero. Durante la elaboración del queso hay un aumento de la

unión de la quimosina a las caseínas a medida que disminuye el pH,

incorporándose a la cuajada Entre el 15 y 40% del cuajo adicionado

a la leche, este porcentaje de retención depende de la temperatura

de cocción de la cuajada, del pH al cual se realice el drenaje del

suero y cantidad de cuajo adicionado a la leche utilizada para la

elaboración del queso. Se presenta algo de inactividad en la

quimosina retenida durante la elaboración del queso, tanto que el

nivel final remanente del coagulante activo en la cuajada es

aproximadamente 6 –7% de la adición inicial de la quimosina y en el

caso de la renina microbiana es de aproximadamente del 3% (Fox,

1989; Broome y Liomsowtin, 1998; Mcsweeney y Soousa, 2002).

Además de la hidrólisis específica entre los enlaces fenilanalina 105 y

metionina 106 de la caseína, la quimosina puede también

hidrolizar a la s1 y caseína pero su acción en esta última es

limitada y mucho más lenta (Alais, 1985; Lawrence et al. 1987; Fox,

1989; Broome y Liomsowtin, 1998; McSweeney y Soousa, 2002).


- 68 -

El coagulante juega el principal papel en el inicio de la degradación

de s1-caseína (Lawrence et al. 1987). La quimosina durante la

maduración de los quesos, degrada más extensivamente a la s1-

caseína que a la -caseína (Lawrence et al. 1987). Comúnmente la

hidrólisis primera de la caseína es dominada por dos mecanismos, la

actividad de la plasmina y la de la quimosina.

La plasmina es activa en tres lugares de la caseína, Lis28 – Lis29,

Lis105 - His106 y Lis107 - Glu108 y la actividad de la quimosina en la

s-1caseína en el lugar Fen23 – Fen24, esto produce péptidos cortos

como el s-I f(1-23) y péptidos largos como el f(24–199), que

corresponde a los productos del rompimiento de la s-Icaseína.

Estos fragmentos de caseína no son solubles a pH 4,4 (Ines et al. 1999;

Ardô, 2001). Al incrementar la proporción sal en humedad (S/H), se

aumenta la cantidad de sal agregada a la caseína por lo tanto

también se presenta incremento en la resistencia de los enlaces

sensible al ataque por parte de la quimosina (Lawrence et al. 1987)

La acción del cuajo en el queso depende entre otros factores de la

cantidad añadida a la leche, del pH tanto de la leche como de la

cuajada y de la tasa de producción de ácido por parte de las

bacterias ácido lácticas (VISSER, 1993).

Enzimas endógenas de la leche.

La leche contienen un número de enzimas proteolíticas, la principal

de ésta es la plasmina (anteriormente conocida con el nombre de


- 69 -

proteasa alcalina), que es secretada en leche normalmente como

plasminógeno inactivo y se activa en el lumen antes del ordeño.

Aproximadamente el 80% de la plasmina en la leche está en la forma

de plasminógeno (Broome y Limsowtin, 1998; Visser y Van Den Berg,

2002).

En la leche la plasmina se asocia con la caseína y es incluida en la

matriz que ésta forma durante la coagulación, es necesario un

calentamiento a 80º C por 10 minutos para inactivarla (Broome y

Limsowtin, 1998; Visser y Van Den Berg, 2002 y Kaminoogawa et

al.1972 citado por Somers y Kelly, 2002). la asociación a las caseínas

se produce en un rango de pH 4,6-6,6 y, por lo tanto, la mayoría del

plasminógeno y de la plasmina en la leche quedan retenidos en el

queso en el proceso de elaboración (BROOME y LIMSOWTIN, 1998)

Los inhibidores tanto de la plasmina como de los activadores del

plasminógeno son en su mayoría desnaturalizados por la

pasteurización de la leche o removidos en el proceso de elaboración

del queso (VISSER, 1993).

Es de gran importancia para la proteólisis primaria de la caseína

durante la maduración del queso, pues degrada a la s1,,s2-

caseína a -caseína, proteasa peptona y posiblemente -

caseína (Lelievre y Lawrence, 1988; Farkye y Fox, 1992 y Broome y

Limsowtin, 1998).

Según Visser y Van Den Berg (2002), la acción de la plasmina en la

maduración del queso se verifica por el aumento permanente de la


- 70 -

cantidad de caseína, que son largas cadenas terminales productos

de la degradación de la caseína representada por los residuos de

29-209, 106-209 y 114-209 de la proteína. Lawrence et al. (1987), afirma

que en los quesos que contienen pequeñas cantidades o no

contienen coagulante residual, la plasmina es la responsable de

iniciar la degradación de la caseína.

La plasmina es una proteinasa como la tripsina la cual es

óptimamente activa alrededor de un pH 7,5 y a 37º C Señalan

además que es una proteína que contienen cistina y su actividad

podría depender del potencial “redox” y es altamente específica a

uniones peptídicas que involucran los grupos carboxilos de la lisina y

en menor extensión de la arginina particularmente en la s2-

caseína y la -caseína. (FOX y McSWEENEY, 1997).

Las proteasas del cultivo láctico.

Los microorganismos del cultivo láctico en el queso cumplen con el

desarrollo de la acidez durante la elaboración del queso, además de

proporciona las enzimas proteolíticas que promueven la degradación

de las proteínas y lípidos durante la maduración (Kunji et al. 1996

citado por Broome y Limsowtin, 1998; Visser y Van Den Berg, 2002);

tambien se tienes un efecto de protección biológica del producto por

ejemplo, por el bajo pH y la producción de bacteriocinas (EL SODA et

al., 2000).


- 71 -

GONZALEZ DEL LLANO (1991), menciona que los microorganismos

ácidos lácticos ocupados en la elaboración del queso son poco

proteolíticos comparados con otros microorganismos. El sistema

proteolítico de estos se puede dividir en proteinasas y peptidasas

tanto intracelulares como extracelulares, las cuales pueden estar

unidas a la pared o a la membrana de las células (VISSER, 1993).

El pH óptimo de las peptidasas es neutro o alcalino pero en el medio

ácido del queso éstas sobreviven y actúan por largos períodos de

tiempo (GONZALEZ DEL LLANO, 1991). Todas las peptidasas, esterasas

y fosfatasas son intracelulares y, por lo tanto, la lisis de la célula es

esencial para que ellas contribuyan a la maduración (FOX y

McSWEENEY, 1998).

Se han identificado 2 tipos de proteinasas la PI y la PIII, las cuales Reid y

Coolbear, citados por BROOME y LIMSOWTIN (1998), las clasificaron en

dos grupos específicos: la lactocepin I (PI), que degrada las caseínas

β y k y la lactocepin III (Ppero no la caseína III), que actúa sobre las

caseínas α, β y k pero su especificidad de unión en el péptido es

diferente al lactocepin I.

El la Figura 15 se esquematiza la ubicación de las proteinasas

(endopeptidasas) y dipeptidasas localizadas en la pared de las

células de bacterias acidolácticas.


- 72 -

FIGURA Nro. 15: UBICACIÓN DE ENZIMAS INVOLUCRADAS EN LA DIGESTIÓN DE PROTEÍNAS DE LA LECHE POR LAS BACTERIAS

ACIDOLÁCTICAS Fuente: Roissart 1986

Las bacterias adjuntas no pertenecientes al cultivo.

Bacterias ácido lácticas no starters. El queso es un medio ambiente

muy selectivo y su microflora interna de bacterias no starters es

principalmente del tipo de bacterias ácido lácticas (FOX y

McSWEENEY, 1998). Entre las principales están las variedades de

Lactobacillus y algunos Micrococcus y Pediococcus (FOX y

McSWEENEY, 1997; FOX y McSWEENEY, 1998; BROOME y LIMSOWTIN,

1998), de éstas las más comúnmente encontradas están los tipos de

Lactobacillus y las especies más predominantes son las L. casei, L

paracasei, L plantarum y L. curvatus (EL SODA et al., 2000).

Estas bacterias pueden ingresar al queso por contaminación de la

leche, son fuertemente proteolíticas y pueden provocar una gran


- 73 -

variedad de sabores en el queso, los cuales son generalmente

indeseables en la mayoría de estos. El crecimiento de estos

microorganismos se previene con la pasteurización de la leche y la

buena higiene en la elaboración de los quesos (WALSTRA et al., 1999).

Las proteinasa extracelular de las bacterias ácido lácticas, degradan

la caseína en grandes fragmentos de péptidos lo que no puede tener

lugar sin la lisis de las células. Estos péptidos después son degradados

en péptidos más pequeños y aminoácidos (Visser y Van Den Berg,

2002).

La diversidad de las peptidasas promueve un eficiente rompimiento

de los péptidos pequeños y de los aminoácidos. Esta es una

importante razón por la que peptidasas intracelulares juegan un

papel decisivo en la cantidad de péptidos amargos en un queso

(Visser y Van Den Berg, 2002).

Cultivos secundarios.

Son aquellos que son añadidos a determinadas variedades de quesos

para proporcionar funciones bien definidas, como en este caso, el

Penicillium roqueforti (EL SODA et al., 2000),

Estos microorganismos secundarios presentan una fuerte actividad

metabólica y dominan tanto la maduración como las características

de los quesos (FOX y McSWEENEY, 1998). Por su parte EL SODA et al.

(2000), mencionan que la contribución de los cultivos secundarios es

necesaria para el desarrollo del sabor típico del queso azul.


- 74 -

2.4.8.2. Factores que afectan la Proteólisis.

Retención del agente coagulante en la cuajada del queso;

Mientras menor sea el pH de la cuajada en el momento del desuere,

mayor cantidad de cuajo es retenido en la cuajada y la cantidad de

S1 caseína hidrolizada es mayor. Cuando no hay actividad del cuajo

no se presenta o se presenta muy poca degradación de la S1

caseína y por lo tanto no ocurre ablandamiento de la cuajada

(Stadhouders et al. 1977 citado por Lawrence et al. 1987).

Retención de la plasmina en la cuajada del queso. Tanto el pH

como el nivel del drenaje ocurrido durante el desuere determinan la

proporción de plasmina retenida en el queso. La plasmina presenta

un pH óptimo cercano a 4 y se ha demostrado que bajo condiciones

ácidas produce S1-I CN a partir de la S1 caseína al igual que los

péptidos -1 y -II caseína a partir de la caseína (Lawrence et

al. 1987).

Efecto de la proporción sal/humedad (S:H): FOX (1987), menciona

que se ha demostrado una relación inversa entre la extensión de la

degradación de la caseína α y β con el porcentaje de sal en

humedad en queso joven. Además, menciona que un cuerpo débil y

pastoso en el queso es producto de una baja concentración de sal, y

un cuerpo excesivamente firme se debe a sus altos niveles de sal,

debido a la influencia del NaCl en la proteólisis de la caseína α.


- 75 -

KELLY et al. (1996) y KRISTIANSEN et al. (1999), al estudiar la influencia

de la sal en la velocidad de la proteólisis en queso, observaron que

ésta disminuía con el aumento del porcentaje sal/humedad, siendo la

actividad del coagulante la más afectada en especial sobre la

caseína β donde al aumentar la concentración de sal disminuía la

extensión de la degradación de esta caseína. KELLY et al. (1996), en

su investigación mencionan que los enlaces más resistentes a la

degradación con el aumento de la sal fueron Leu101-Tyr102 en la

caseína α y Leu192-Tyr193 en la caseína β, siendo esta última la más

afectada. Olson (1982), reporta que tanto la actividad de la

quimosina como la de las otras enzimas proteolíticas disminuyen por el

efecto de la sal.

Efectos de la temperatura. Se ha demostrado que el aumento de

la temperatura de maduración produce un aumento en la proteólisis;

además las altas temperatura de maduración (17 y 20° C) en relación

a lo normal (14° C) no afectan las características sensoriales.

Efecto del pH. La proteólisis del queso presenta un incremento

notable cuando los quesos tienen un pH mayor a 5,8. El pH inicial de

la leche no influye en la magnitud de la hidrólisis de la S1 caseína en

el queso (Lawrence et al. 1987). Las enzimas microbianas como

endopeptidasas, peptidasas y descarboxilasas su pH óptimo de

acción es de 5 a 6 y en las desaminasas su pH es de 7 y más alto

(ALAIS, 1985).


- 76 -

Según Alais (1985), el pH óptimo para la acción de las enzimas en el

proceso de las proteólisis es de alrededor de 5,2 dependiendo del

contenido de sal. Valores elevados de pH aumentan la actividad de

los microorganismos y sus enzimas, acelerando los procesos de

degradación, en cambio a pH inferiores a 5 se reduce notablemente

la velocidad de degradación de los componentes,

consecuentemente los quesos más ácidos maduran mas lento (Brito

et al. 1995).

Efecto del contenido de calcio. Al disminuir el pH y aumentar la

captación de la sal en el queso, la concentración del ión calcio en el

suero del queso incrementa. Es difícil diferenciar la influencia directa

del calcio en la actividad proteolítica ocurrido durante la maduración

de quesos. Existe una relación entre el contenido total de calcio del

queso y la degradación de la caseína durante su maduración

(Lawrence et al. 1987).

Efecto del contenido de Humedad. La humedad en el proceso de

maduración del queso, tiende a disminuir, esta variación es

fundamental en este período, puesto que influye en gran medida en

los procesos degradativos que ocurren en el interior del producto al

posibilitar la solubilidad y difusión de las enzimas y de los productos de

la degradación del proceso bioquímico. Por lo anterior, los quesos

con mayor humedad maduran más rápido que los más secos (Alais,

1985), ya que la degradación de las proteínas generalmente es más

rápida a mayores contenidos de agua(WALSTRA et al., 1999).


- 77 -

Una baja relación de humedad/caseína, fortalece la matriz de

caseína en el queso y pequeños cambios en esta relación, resultan en

grandes cambios de humedad disponible, ya que gran parte de esta

humedad se encuentra unida a las caseínas y sus productos de

degradación. Además la relación cuajo residual/caseína es menor en

quesos de bajo contenido de humedad por lo tanto cambios en la

textura serán menores y en consecuencia a mayor contenido de

humedad en el queso a cualquier pH, suavizará su textura (Lawrence

et al. 1987).

Si hablamos en alusion a la influencia de la actividad del agua (aw), la

cual describe el grado con el cual el agua esta unida al alimento, a

diferencia del contenido de agua que se refiere a la cantidad total

de agua presente en un sistema alimenticio (FONTANA, 2000). La aw

posiblemente influye sobre varios sistemas enzimáticos en el queso, los

cuales serían inhibidos al reducirse la aw (FOX, 1987).

2.4.8.3. Proteólisis primaria de las caseínas

En la actualidad se admite que existen cuatro especies de caseínas

en leche bovina αs1 (9 g/ l), β (8,5 g/l) y en menor proporción αs2 (2,5

g/l) y k (3,2 g/l) (ALAIS, 1985), la cuajada de queso consiste

principalmente de αs1, αs2, β y para-k-caseína (VISSER, 1993).

Los hongos internos de los Quesos Azules, sus proteinasas presentan

una acción mayor sobre la caseína (GRAPPIN et al., 1985).


- 78 -

Generalmente en los demás quesos se puede observar que la

caseína αs1 es más extensamente degradada que la caseína .

Los principales responsables de la proteólisis primaria son la quimosina

(enzima coagulante) y en menor grado la plasmina (FOX y

McSWEENEY, 1998), observándose en todas las variedades de quesos

la hidrólisis de la caseína αs1 por la quimosina (aun en quesos con alta

cocción) y la hidrólisis de la caseína β por la plasmina (FOX y

McSWEENEY, 1997), además VISSER (1993) también menciona que la

enzima coagulante es fuertemente dominante en especial en los

quesos elaborados a baja temperatura de cocción.

En la Figura 16 se pueden observar los péptidos producidos por la

acción de la quimosina sobre la caseína αs1 pura en solución

(condiciones electroforéticas de este análisis: electroforesis en

poliacrilamida (PAGE), 7% de Cyanogum, 5,4 M de urea, pH 9,2, buffer

Tris/EDTA/H3BO3) (figura 16 a.1); los péptidos producidos de la caseína

β pura en solución por la acción de la quimosina a pH 4,7 (βI, βII y βIII)

(condiciones: PAGE, 7% de Cyanogum, 4,5 M de urea, pH 8,9, buffer

Tris/HCl) y por acción de la plasmina (caseínas γ) (condiciones: 2% de

almidón, 7 M de urea, pH 8,6, buffer Tris/Citrato) (figura 16 a.2).

También se observan los patrones electroforéticos de los quesos

Meshanger (figura 16 b.1),


- 79 -

FIGURA Nro. 16: DEGRADACIÓN DE LAS CASEÍNAS

αs1 y β en solución (a) y en queso (b). Fuente: a.1) y a.2) GRAPPIN 1985. b.1) JONG (1976).

Con respecto a la hidrólisis de la caseína αs1 en solución por acción

del cuajo se han obtenido los siguientes fragmentos: αs1 I (24/25-199),

αs1 II (24/25-169), αs1 III y IV(24/25-149/150), αs1 V (29/33-199), αs1 VI (56-

179) (Mulvihill y Fox, citados por GRAPPIN et al., 1985); donde sus

movilidades electroforéticas se pueden observar en la Figura 16. a.1.

En queso la enzima coagulante inicia la degradación de la caseína

αs1 obteniéndose αs1 I (f24-199) (f= fracción de caseína), pero también

las proteinasas nativas de la leche son capaces de actuar sobre esta

caseína produciendo este tipo de péptido (GRAPPIN et al., 1985).

La unión de la quimosina al enlace Phe23-Phe24 de la caseína la αs1 se

cree que es responsable de la suavidad de la textura del queso y de

la producción de péptidos pequeños producto del rompimiento de la

αs1 (f1-23), que es uno de los productos de la degradación de la

caseína αs1 (FOX y McSWEENEY, 1997).


- 80 -

El péptido αs1 I puede ser posteriormente degradado por las enzimas

coagulantes (VISSER, 1993), además sus posteriores hidrólisis podrían

depender de la edad del queso, su pH y en los quesos azules de sus

proteinasas fúngicas (FOX y McSWEENEY, 1997), quizás por estas

razones GRAPPIN et al. (1985), mencionan que no se ha observado

una buena relación entre la desaparición de la αs1 y la producción de

αs1 I en queso. Por otra parte, el fragmento αs1 (f1-23) que corresponde

a uno de los productos de la degradación de la caseína αs1 es

rápidamente hidrolizado por las proteinasas starters (FOX y

McSWEENEY, 1997), siendo además soluble bajo las condiciones del

gel teñido y puede por lo tanto no ser detectado por el gel (VISSER,

1993).

En las primeras etapas de maduración del queso se puede esperar

que la caseína β sea hidrolizada por la renina y la plasmina, y que los

productos de estas hidrólisis podrían ser degradados por enzimas de

las bacterias starters y otras enzimas. (GRAPPIN et al., 1985).

En solución la acción de la quimosina o la renina sobre la caseína β

produce los péptidos β I, β II y β III (f1-192/189, f1-163/4/5 y f1-139)

(GRAPPIN et al., 1985; VISSER, 1993; FOX y McSWEENEY, 1997) (Figura

Nro. 16 - a.2). Aunque en solución la caseína β es hidrolizada

rápidamente por la quimosina, en queso ésta es resistente a esta

enzima (FOX y McSWEENEY, 1998).

La caseína αs2 en solución es hidrolizada por la plasmina y la

quimosina pero en el queso los grandes péptidos derivados de esta


- 81 -

caseína no son detectados en los geles, posiblemente esto se pueda

deber a su baja concentración (10% del total de las caseínas),

además de su hidrólisis probablemente menos selectivamente (FOX y

McSWEENEY, 1997).

2.4.8.4. Determinación del grado de proteólisis.

Por lo general para la evaluación de la maduración de los quesos se

utiliza una técnica específica (cromatografía y electroforesis) y no

específica (determinación de nitrógeno soluble) a objeto de obtener

una mejor y mayor información (McSweeney y Fox, 1996; Ardö, 2001).

RANK et al. (1985), mencionan que la proteólisis en queso se puede

dividir en 2, proteólisis primaria y secundaria. La primaria involucra los

cambios ocurridos en las caseínas α, β y γ, produciéndose péptidos y

otras bandas menores que pueden ser detectados y separados por

electroforesis en geles de poliacrilamida. Debido a que los

componentes de la proteína y de los péptidos tienen pesos

moleculares distintos (19.000 a 25.230), distinta secuencia de los

aminoácidos y grado de fosforilación, para luego ser visualizadas a

través de un teñido con tintes específicos (Van Hekken y Thompson,

1992 citado por Leaver et al. 1993, Leaver et al. 1993).La proteólisis

secundaria abarcarían los péptidos, proteínas y aminoácidos que son

solubles en el queso, los cuales pueden ser extraídos como fracciones

solubles en agua, sin embargo, se han encontrado coincidencias

entre estas dos proteólisis al realizarse las electroforesis en gel a estas


- 82 -

fracciones solubles en agua, ya que se han detectado bandas en la

región de las caseínas γ.

Los compuestos nitrogenados solubles del queso se pueden extraer a

través de diferentes métodos, como la extracción tanto en agua

como en ácido a pH 4,4-4,6 donde se han podido extraer proteínas

(excepto las caseínas, que son totalmente excluidas a pH ácido 4,4 y

en agua son excluidas la gran mayoría), todos los péptidos,

aminoácidos y compuestos más pequeños con nitrógeno, en tanto

con la utilización del ácido tricloroacético (TCA) al 12% se han podido

extraer péptidos de tamaño pequeño a mediano, aminoácidos y

pequeños compuestos nitrogenados, y con el ácido fosfotúngstico

(PTA) se han extraído péptidos muy pequeños, aminoácidos y

pequeños compuestos nitrogenados excepto los aminoácidos

dibásicos y el amonio (ARDÖ, 1999).

También se pueden medir los grupos aminos libres por reacción con

ninhidrina, trinitrobenceno o fluorescamina. Para determinar los

perfiles de péptidos pequeños en queso se esta usando la fase inversa

de HPLC, otro método menos utilizado es la cromatografía por

intercambio iónico de alta resolución (FOX y McSWEENEY, 1998).

Según Astete (1989) y Brito (1993), La electroforesis del gel de

poliacrilamida es uno de los análisis más completos incorporados al

estudio de maduración de quesos, dando una visión cualitativa y

cuantitativa de la proteólisis. La principal dificultad asociada con éste

método es la cuantificación de varios componentes, particularmente


- 83 -

en muestras con mayor maduración donde las bandas pueden unirse

entre sí. Además, por el bajo peso molecular de los péptidos puede

ser expulsado fuera de la matriz del gel durante el teñido (Leaver et

al. 1993).

La columna cromatográfica usada para separar y cuantificar

individualmente las proteínas de la leche, también ha sido utilizada

para el análisis de la proteólisis en queso, particularmente la

cromatografía de alta presión y cromatografía líquida de las proteínas

y las grasas (HPLC y FPLC), éste es un sistema de alta sensibilidad,

mejorado para determinar la capilaridad en un tiempo corto (Leaver

et al. 1993).

El tamaño, solubilidad y conformación de las proteínas y péptidos son

diferentes en el queso. Para los análisis de estos componentes

nitrogenados se hace necesario un fraccionamiento previo de los

productos de la hidrólisis de la caseína, utilizando diferentes

precipitaciones químicas para separar los componentes nitrogenados

en distintas fracciones solubles (Alonso et al. 1988, Christensen et al.

1991).

La determinación fraccionada de los diferentes componentes

nitrogenados resultantes de la degradación proteica, tales como el

nitrógeno soluble total, el nitrógeno no proteico, el nitrógeno titulable

en presencia de formol y el nitrógeno amoniacal han servido de

índice clásico de la extensión y profundidad de la maduración del

queso (Fernández – Salguero et al. 1978 citado por Brito et al. 1995).


- 84 -

EL índice de maduración es la relación en porcentaje entre el

nitrógeno soluble y el nitrógeno total, dado que corresponde a

aquellas fracciones producidas por hidrólisis enzimática de la caseína

(Brito et al. 1995).

Ardö y Meisel (1991), proponen métodos para estimar rápidamente la

proteólisis en el queso, como es la determinación del contenido de

triptófano y tirosina por absorbancia a 280nm o por el método

descrito por Hull utilizando el ácido tricloroacético como precipitante

proteico y el reactivo Folin Ciocalteau, el cual reacciona con éstos

aminoácidos. El método más común para estimar el grado de

proteólisis en queso es la determinación del contenido de nitrógeno

en diferentes fracciones, por el método de Kjeldahl, pero este

requiere de mucho tiempo y es muy laborioso.

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Bioquimica en La Maduracion de Quesos Azules