TECNOLOGÍA DE LECHE
U. N. José Faustino Sánchez Carrión
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UNIVERSIDAD NACIONAL “JOSE FAUSTINO SANCHEZ CARRION”
Facultad de Ciencias Agrarias e Industrias Alimentarías E. A. P. de Ingeniería en Industrias Alimentarías
TEMA
:
CURSO
:
DOCENTE
:
Lic. Sarela Alfaro
CICLO
:
VIII
INTEGRANTES:
DETERMINACION DE LA CASEINA ”
Tecnología de Leche
LAURA ROMERO SOFIA LOARTE SANA LIZBETH PARCO MATUMAY FLORENTINO
HUACHO_PERÚ
Ing. en Industrias Industrias Alimentarías
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Práctica Nº3 DETERMINACION DE CASEINA
I.
INTRODUCCIÓN
LA CASEINA está presente en la leche en forma de partículas coloidales o micelas y son fácilmente separadas por precipitación isoeléctrica. El cuajado y acidificación son unas prácticas de la tecnología de lácteos para la preparación de productos de leche agria y algunos quesos suaves. La acidificación natural se lleva a cabo por inoculación de la leche con iniciadores por ejemplo, cultivos de bacterias ácido láctica. Las proteínas son sustancias orgánicas muy compleja presente en toda la materia viva. Todas las proteínas contienen además de carbono, hidrógenos, también nitrógeno y a menudo azufre y fósforo. Todas las proteínas se componen básicamente de 20 unidades estructurales denominadas
aminoácidos
unidos
por
enlaces
péptidos
provocando
características específicas en cada una. Las propiedades de las proteínas se ven afectadas por modificaciones en pH, la absorción de proteínas mediante intercambio iónico depende del pH, es decir de valores de pH por debajo del punto isoeléctrico la carga neta de las proteínas es positiva y la molécula se ve absorbida con mayor fuerza en intercambiadores catíonicos como la carboximetil celulosa sódica.
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II. OBJETIVOS
Reconocer los componentes más importantes de la leche.
Obtención de caseína.
III.REVISIÓN DE LITERATURA Las caseínas es un conjunto heterogéneo de proteínas por lo que es difícil fijar una definición. Sin embargo, todas las proteínas englobadas en lo que se denomina caseína tienen una característica común: precipitan cuando se acidifica la leche a pH 4,6. Por ello, a la caseína también se le suele denominar proteína insoluble de la leche. Por otra parte, y aunque las proteínas que se denominan caseínas son específicas de cada especie, se clasifican en los siguientes grandes grupos de acuerdo con su movilidad electroforética: αs1caseína, αs2-caseína, β-caseína y κ -caseína. Esta última es de especial interés en
la industria quesera, ya que su hidrólisis enzimática por el cuajo (la enzima quimosina) genera una nueva proteína, denominada para- κ-caseína. Cuando esta última reacciona con el calcio genera para caseinato de calcio. Durante el proceso de maduración del queso, y a partir de la para- κ-caseína, se forman unos macro péptidos denominados γ-caseínas, responsables de las características
reológicas y organolépticas de los quesos. Química y física de las caseínas A diferencia de muchas otras proteínas, incluso del queso, las caseínas no se precipitan por acción del calor. Por el contrario, precipita por la acción de una enzima proteasa presente en el estómago de los mamíferos llamada renina y forma un precipitado denominado paracaseína. Si la precipitación se realiza por la acción de ácidos, se le llama caseína ácida. En la elaboración de los quesos tienen lugar ambos tipos de precipitaciones.
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Cuando se emplea la enzima tripsina, la caseína se hidroliza a una molécula fosfatada llamado pepto. Las características de las caseínas de la leche de vaca. La secuencia aminoacídica de la caseína contiene un número inusual de residuos del aminoácido prolina: entre 10 en la α s2-caseína y 35 en la β-caseína. Como resultado, las caseínas son
relativamente hidrófobicas (poco soluble en agua) y carecen de estructura secundaria o terciaria bien definidas. En la leche se encuentra como suspensión de partículas que asemeja a las micelas de surfactantes (pequeñas esferas hidrofilicas en el exterior o hidrófobicas en el interior). Estas micelas de caseína se estabilizan por iones de calcio e interacciones hidrófobicas. Otro dato interesante, utilizado para separar las caseínas del resto de las proteínas lácteas mediante su precipitación, es que su punto isoeléctrico (pI) promedio es de 4,6. A este pH, las caseínas se encuentra en su punto de menor solubilidad debido a la reducción de las repulsiones intermoleculares, por lo que precipitan (vulgarmente se dice que coagulan). Ahora bien, el pI es diferente para cada una de las fracciones caseínicas, ya que varía entre el 4,44-4.97 para la αs1-caseína y el 5,3-5,8 en la variante ge nética B de la κ -caseína.
ESTRUCTURA PROPUESTA PARA UNA MISCELA DE CASEINA.
Las caseínas interaccionan entre sí formando una dispersión coloidal que consiste en partículas esféricas llamadas micelas con un diámetro que suele variar entre 60 a 450 nm poseyendo un promedio de 130nm. A pesar de la abundante literatura científica sobre la posible estructura de una micela, no hay consenso sobre el tema
ESTRUCTURA PROPUESTA PARA LA ORGANIZACÍON DE LAS MISCELAS DE CASEINA APARTIR DE UAN SUB UNIDADES DE NOMINADAS SUBMISCELAS. Se han propuesto diversos modelos fisicoquímicos de organización de las micelas, en los que estas se encuentran a su vez constituidas por subunidades Ing. en Industrias Alimentarías
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(submicelas), con un diámetro de entre 10 y 20nm. En tales modelos se considera que las subunidades se enlazan entre sí gracias a los iones de calcio. Se sugiere que el fosfato de calcio se une a los grupos NH 2- de la lisina; el calcio interacciona con el grupo carboxilo ionizado (COO-). Las submicelas se constituyen a partir de la interacción constante entre las caseínas α, β y κ. Hay que resaltar la función de la κ -caseína para estabilizar las micelas especialmente
contra la precipitación de las otras fracciones proteínicas por la acción del calcio o de los enzimas . En todos estos se establece que las unidades hidrófobas entre las moléculas de proteínas aseguran la estabilidad de la micela Usos y aplicaciones Además de usarse directamente en la elaboración de productos alimentarios (derivados lácteos y cárnicos, panes y productos de repostería, etc.), la caseína se utiliza en la elaboración de productos no alimentarios: pegamentos y pinturas, cubiertas protectoras, plásticos. Otros usos tecnológicos son la clarificación de vinos o como ingrediente en preparados de biología molecular y microbiología (medios enriquecidos para el cultivo microbiano). En la alimentación especial, la caseína sirve para la elaboración de preparados médicos y concentrados proteicos destinados a la alimentación de los deportistas, especialmente después de su entrenamiento. Así, se ha observado que la digestión de las caseínas es más lenta que la de las lacto proteínas solubles (también denominadas seroproteínas) y, por ello, más apropiada para reparar el anabolismo de los aminoácidos durante el período que sigue a una comida
.
III.-MARCO TEORICO. La leche contiene vitaminas (principalmente tiamina, ribloflavinas, ácido pantotéico y vitaminas A, D, K), minerales (calcio, potasio, sodio, fósforos y metales en pequeñas cantidades), proteínas (incluyendo todos los aminoácidos
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esenciales), carbohidratos (lactosa) y lípidos. Los únicos elementos importantes de los que carece la leche son el hierro y la vitamina c. Las proteínas se pueden clasificar de manera general en proteínas globulares y fibrosas. Las proteínas globulares son aquellas que tienden a agregarse en forma esferoidales y no establecen interacciones
intermoleculares como son los
puentes de hidrógenos (características de las proteínas fibrosas) siendo solubilizadas en suspensiones coloidales. En la leche hay tres clases de proteínas: caseína, lacto albúminas y lactolobulinas (todas las globulares). La caseína es unas proteínas conjugada de la leche del tipo fosfoproteínas que separa de la leche por acidificación y forma una más blanca. Las fosfoproteínas son un grupo de proteínas que están químicamente unidas a una sustancia que contienen ácidos fosfóricos.
En la caseína la mayoría de los grupos fosfatos están unidos por los grupos hidroxilos de los aminoácidos serina y treonina. La caseína en la leche se encuentra en forma de sal cálcica (caseinato cálcico). La caseína representa cerca del 77% al 82%de las proteínas presente en la leche y el 2,7% en composición de leche líquida. La caseína está formada por alpha (s1), alpha (s2)- caseína B-caseína, y kappa caseína formando una miscela o unidad soluble. Ni la alfa ni la beta caseína a las dos anteriores o a cada una de ellas por separado se forma complejo de caseína que es solubilizado en forma de micela. Esta micela está estabilizada por la kappa caseína.
PRECIPITACÍON DE CASEÍNA Es ampliamente conocido que la caseína puede ser coagulada y precipitada para dar producto como queso, yogur, kefi, cuajada, nata o leche agria (buttermilk) y otros derivados. La caseína se precipita por dos procedimientos: acidificación que protón a los grupos fosfato (y otros) que solubilizan ala caseína k y acción de
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un enzima llamado cuajo animal (rennet) que descompone un pequeño trozo de la caseína k precipitando la micela completa.
PRECIPITACÍON ÁCIDA En alimentos como el yogur se produce la precipitación parcial de la caseína porque los grupos ácidos se protonan y dejan de repelerse las micelas debido a una bajada de PH causada por el ácido láctico. El proceso tiene lugar con cualquier ácido. La precipitación con clorhídrico puede representarse así: Esta precipitación tiene lugar con cualquier ácido que baje el PH por debajo de 5,5. Dependiendo de la cantidad y fortaleza del ácido agregado, la precipitación es más o menos drástica y completa, dando productos de consistencia pastosa, como la leche ácida, o en forma de gel, como en el caso de yogur hasta una precipitación completa con separación del suero si se emplea clorhídrico en caliente.
PRECIPITACIÓN POR CUAJO ANIMAL En este caso se produce una hidrólisis enzimática de las caseínas. El proceso, entre otras diferencia, es más lento ya que la enzima tarda varios minutos u horas en hacer efecto. En el cuajo se usan enzimas como la quimosina que se pueden obtener del estómago de rumiantes jóvenes. Esta quimosina es específica de la caseína k. En este proceso la caseína k se rompe en sus dos partes:
La hidrófila.
La hidrófoba: para-k-caseína.
La quimosina rompe el enlace que une esas dos partes liberándose un péptido al suero y quedándose la para k- caseína en la miscela. Como el péptido era la parte hidrófila donde estaban los grupos ácidos, ahora se pierden y ya no se repelen las micelas, precipitando las caseínas. La parte hidrófoba que queda
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interacciona unas micelas con otras y también aumenta el enlace fosfato formándose el coágulo y precipitando el caseinato. El cuajo obtenido es la cuajada. Si se corta y se le deja soltar el suero, se obtiene el queso fresco. Los quesos comerciales son este mismo productos con diferentes tipos de salado y maduración. Las diferencias entre queso responden a la forma de tratar la pasta cuajada (en caliente, prensado, cociendo,….) y la m aduración.
El caseinato cálcico (caseinato) es un producto industrial de primer orden y gran importancia comercial para la fabricación de quesos sin denominación de origen y los llamados quesos fundidos.
IV.
MATERIALES Y METODOS
LECHE.
CUAJO.
ACIDO CÍTRICO.
POTENCIOMETRO.
VASOS DE PRECIPITADO.
BALANZA.
TERMÓMETRO.
REACTIVOS
ACIDO CITRICO Preparar una solución del 25% de acido cítrico (25grs. De acido cítrico en 100ml. De agua destilada)
CUAJO Disolver la enzima de una fuerza conocida en 20 ml. De agua destilada a 35 cº añadir el 5% de sal (1g de sal en 20ml. De agua)
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PROCEDIMIENTO
MUESTRA Nº1:
Calentar la leche a 37 ºc agregar una solución de cuajo de la fuerza conocida y dejar en reposo durante 40 min. A 60 min. Luego de la formación de la cuajada se procede a la operación de cortado y deseruado. Separar la cuajada observar sus características y pesar, deshidratar y volver a pesar.
Aquí estamos calentando la leche a 37ºc tiempo de 40min.60 min.
MUESTRA Nº2: Agregar una solución de acido cítrico estandarizado 7ml. Por litro de leche a 85ºc separa la cuajada y proceda a las observaciones y pesadas igual que en el caso anterior de la muestra 1.
Separar los floculos observar sus características. Deshidratarla y pesarla. Determinar rendimiento.
Aquí estamos midiendo la densidad
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AQUÍ se está formando el cuajado.
Aquí se forma el queso
Aquí se está pesando el queso.
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TEMA: DETERMINACÍON DE LA CASEINA.
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VI.
RESULTADOS:
Agregar a solución de ácido cítrico estandarizado 7ml por litro de leche con un peso 134,96gr a una temperatura de 85cº.
Para determinar la caseína se deja reposar a una temperatura ambiente de 21,8cº a una cantidad de caseína de 3,5ml.
VII.
DISCUSIONES:
La proteína de caseína es una fosfoproteína que se encuentra en la leche y en algunos de sus productos derivados fermentados, tanto como el yogurt y el queso. La proteína de caseína es un conjunto compuesto por diversas proteínas por lo que es difícil fijar una definición. No obstante, gran parte de las proteínas que encontramos en lo que se denomina caseína posee un atributo común: acidifica la leche a PH 4,6. Debido a esto ala caseína también se le suelen calificar como proteína insoluble de la leche. A disimilitud de gran cantidad de proteínas, hasta de la leche, la proteína de caseína no precipita por acción de calor. En cambio lo hace por acción de una enzima proteasa que se encuentra situada en el estomago de los mamíferos denominada renina e integra un precipitado llamado para caseína. VIII.
CONCLUSIONES:
Se concluyo que a la leche de La especie humana no sólo contiene menos proporción de proteínas, sino que también, contiene menos cantidad de caseínas que las demás especie analizadas. Aunque las proteínas que designan caseína son específicas de cada especie, se encasillan en los siguientes amplios grupos de acuerdo con su movilidad electroforética αs1 - caseína, αs2 -caseína, caseína y k-caseína. En la última mencionada es de muy importante interés en la industria quesera, ya que su hidrólisis enzimática por la enzima quimosina denominada cuajo crea a base de esto una nueva proteína.
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TEMA: DETERMINACÍON DE LA CASEINA.
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Particularmente se presentan variaciones importantes en grasa, proteína y caseína, parámetros que influyen en la elaboración de productos lácteos, y en la composición nutrimental de la leche. Asimismo las propiedades fisicoquímicas, punto de congelación, pH, acidez y sus variaciones tienen efecto sobre la calidad de la leche. Particularmente se presentan variaciones importantes en grasa, proteína y caseína, parámetros que influyen en la elaboración de productos lácteos, y en la composición nutrimental de la leche. Asimismo las propiedades fisicoquímicas, punto de congelación, pH. Acidez y sus variaciones tienen efecto sobre la calidad de la leche.
XI.-CONCLUSION: Es posible la purificación parcial y el aislamiento de la caseína de la leche, utilizando la poca solubilidad que esta proteína tiene cuando se le lleva hasta su punto isoeléctrico y la rapidez de sedimentación de la misma al utilizar la centrifuga. No obstante, el rendimiento puede ser variado si se considera que los métodos de purificación son también variados.
IX.
BIBLIOGRAFÍA Y FUENTES BIBLIOGRÁFICAS
González-Soto, E.; L. Bucio-Ortiz; P. Damián-Matzumura; F. Díaz de León-Sánchez; E. Cortés-Barberena; L.J. Pérez-Flores. (2009) Manual de bioquímica 1. 3ª ed. México. Nelson, D.L. y M.M. Cox (2000) Lehninger Principios de Bioquímica. 4 ed. Ed. Worth. EUA. Segal, C.A. K. y Gustabo Jesus Ortega L. G.J. ed. (2005) Manual de prácticas. Biología molecular de la celula I. UNAM. Publidisa, México.
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