Evaluación de coagulante lácteo porcino en la elaboración de queso fresco artesanal

La producción mundial de quesos alcanza 18 millones de toneladas anuales y se estima que en los próximos años se incremente en el 1,4 % (1). En América Latina, la producción de quesos artesanales forma parte de la cultura alimentaria de la mayoría de las personas. Generalmente se elaboran con leche cruda con deficientes condiciones higiénicas y sin control de las autoridades sanitarias (2). En Cuba, la producción de quesos está presente de forma industrial y artesanal. La producción artesanal en el año 2018 fue de 3589 toneladas y se obtuvo, fundamentalmente, por el sector cooperativo y campesino (3).

En la elaboración de quesos por vía enzimática, se emplea tradicionalmente el cuajo. Su principio activo es la enzima proteolítica quimosina. Esta enzima se extrae del cuarto estómago de los terneros lactantes (4). La alta demanda del cuajo a nivel mundial ha provocado la escasez de esta enzima, debido a que su obtención implica el sacrificio de los terneros (5).

En este sentido, en los últimos 20 años se realizaron investigaciones con el objetivo de sustituir el uso del cuajo en la producción de los quesos (5). Existen enzimas coagulantes comerciales de origen vegetal (papaína, ficina y bromelina), animal (pepsina, tripsina, quimotripsina, quimosina) y microbianas (hongos y bacterias), denominadas coagulantes lácteos (6). Estas enzimas, al igual que el cuajo, son capaces de provocar la desestabilización de la micela de caseína con la formación de un gel lácteo en las condiciones habituales empleadas durante la elaboración del queso (7).

Aunque diversas proteasas coagulan la leche, la mayoría tiene especificidad por otros sustratos, por lo que el rendimiento quesero es bajo, o los quesos presentan sabores indeseables (8). El coagulante porcino presenta elevada actividad proteolítica que produce sabores amargos en los quesos madurados (9); sin embargo, en ocasiones esta característica es deseada, como en el queso Pecorino di Farindola, que se elabora con leche cruda de oveja y con coagulante porcino (10). En este sentido, estas enzimas coagulantes deben ser investigadas para determinar sus características y en qué tipo de quesos se pueden emplear.

En Cuba, no existe en el mercado nacional disponibilidad de cuajos comerciales para los productores de quesos artesanales. Por lo general, emplean el estómago de cerdo como agente coagulante, pero la forma en que se prepara no cumple con las Buenas Prácticas de Manufactura y hace que sea una materia prima que carece de inocuidad. Teniendo en cuenta los elementos anteriores, es necesario producir un coagulante lácteo estandarizado a partir de estómagos de cerdos, para brindar a los productores de queso artesanal un producto de bajo costo y contribuir a la obtención de quesos con mejores rendimientos, calidad microbiológica y características sensoriales. Por tanto, el objetivo de esta investigación fue evaluar un coagulante lácteo porcino en la elaboración de queso fresco artesanal.

La investigación se realizó en el Laboratorio de Ensayo para el Control de la Calidad de los Alimentos (CENLAC), perteneciente al Centro Nacional de Sanidad Agropecuaria (CENSA). Para la elaboración de los quesos frescos artesanales se emplearon 20 L de leche por cada lote elaborado. Se tomó en cuenta que la leche fuera de un rebaño libre de brucelosis, tuberculosis y mastitis (clínica y subclínica). A la leche se le determinó el contenido de grasa, proteína, sólidos totales, y sólidos no grasos por espectrofotometría infrarroja, utilizando el equipo MilkoScan-Minor-6A/S Foss Electric, aprobado por la Federación Internacional de Lechería (11). El contenido de caseína se estimó a partir del contenido de proteínas en la leche, mediante el factor 0,78.

Se elaboraron cinco lotes de quesos con el coagulante lácteo porcino obtenido en el CENLAC (queso experimental) y dos lotes de queso con un cuajo líquido comercial (Naturen®/Dinamarca, fuerza de 1:10 000) (queso control). Para la elaboración del queso, la leche fresca se filtró a través de un lienzo y se calentó hasta que alcanzó 35^ºC. Se adicionó el coagulante y la coagulación se produjo en 20 min. La cuajada se cortó en cubos de 3,0 cm; se agitó por 5 min para favorecer la salida del suero y se dejó en reposo por 10 min. Posteriormente, se extrajo de 30 a 40 % del suero con la ayuda de una malla y un cubo. El salado se realizó de forma directa en la masa quesera y se adicionó sal en grano a razón de 6,0 g/L de leche. La masa quesera se depositó en moldes de acero inoxidable y se realizó un autoprensado durante 30 min por cada lado. Los quesos al salir del moldeo se empacaron en bolsas de polietileno y se conservaron a 4 ± 1^ºC.

Para los análisis microbiológicos se pesaron 10 g de queso fresco. Posteriormente, se les adicionó 90 mL de la solución salina peptonada y se homogenizó en el StomacherSeward®. Los ensayos realizados fueron el conteo de microorganismos a 30°C en agar para conteo en placa (BIOCEN®, Cuba) (12), el conteo de coliformes totales en agar violeta rojo bilis (BIOCEN®, Cuba) (13), el conteo de Escherichia coli en agar TBX (Biolife Italiana®, Italia) (14), el conteo de Enterobacterias en agar violeta rojo bilis glucosa (Biolife Italiana®, Italia) (15), el conteo de Staphylococcus coagulasa positivo en agar Baird Parker (Biolife Italiana®, Italia) (16) y el conteo de hongos y levaduras en agar extracto de levadura dextrosa cloranfenicol (Biolife Italiana®, Italia) (17).

A los quesos elaborados se le determinó la humedad (18), el contenido de grasa (19) y la proteína, por el método Kjeldhal (20). La humedad sin materia grasa, la grasa en el extracto seco, el rendimiento quesero y el aprovechamiento de los componentes se calcularon mediante las expresiones siguientes:

Humedad sin materia grasa:

Grasa en extracto seco:

Rendimiento quesero:

Aprovechamiento de componentes:

Los quesos se evaluaron por seis jueces para comprobar si el coagulante lácteo porcino modificaba las características organolépticas del queso fresco. Las muestras se cortaron en cubos de 2,0 cm de lado y las mediciones se efectuaron entre 10 y 12°C. Se realizó la prueba triangular y el análisis cuantitativo descriptivo. Las muestras de los quesos fueron seleccionadas y degustadas en una sala de cata que reunía las condiciones requeridas (21).

La prueba triangular consistió en presentar a cada panelista tres muestras de queso fresco (queso control y queso experimental), de las cuales dos eran iguales, para identificar la que fuera diferente. El orden de presentación de las muestras se repitió cinco veces en cada panel (Tabla 1). Cada panelista evaluó, de izquierda a derecha, las muestras presentadas.

Para el análisis descriptivo cuantitativo, los jueces generaron el máximo número de descriptores referidos a las propiedades sensoriales, con el objetivo de obtener una impresión global de las muestras a través del método de asociación controlada. La eliminación de los términos se efectuó en discusión abierta con los jueces siguiendo los criterios reflejados en la norma cubana correspondiente (22). Los descriptores finales se evaluaron en una escala estructurada de 10,0 cm de longitud acotada en ambos extremos con intensidad creciente del descriptor de izquierda a derecha, tal como indica el método de análisis descriptivo cuantitativo descrito (23).

El procesamiento estadístico de los resultados se realizó mediante el análisis de varianza simple (SC tipo III) y una dócima de comparación de rangos múltiples de Duncan (24).

El contenido de grasa, proteína, sólidos totales y sólidos no grasos de las leches empleadas para la elaboración del queso fresco cumple con los indicadores mínimos de calidad establecidos en la norma cubana NC 448 (25) (Tabla 2).

Estos resultados de composición evidenciaron que la leche empleada presentó una buena calidad composicional para la elaboración de quesos. La caseína es el componente de la leche que presenta mayor influencia positiva en el rendimiento quesero en la media calculada, lo cual coincide con los valores entre 2,5-2,8 g % descrito por O´Kennedy (26). Guinee y O´Brien (27) demostraron el efecto de la composición química de la leche sobre la aptitud quesera, principalmente la concentración de las proteínas. El contenido de la grasa en la leche es indispensable en la elaboración de los quesos, debido a que se ha demostrado que existen correlaciones positivas con el contenido de proteína y caseínas. Esta correlación positiva ocasiona un incremento en el rendimiento quesero por aumento en la capacidad de retención de agua y mejora las características organolépticas del queso (28).

Por su parte, la relación grasa/caseína obtenida en este estudio estuvo en correspondencia con el intervalo (1,33 a 1,45) descrito por Villegas (29), en la elaboración del queso fresco artesanal con leche entera en Ecuador. La relación grasa/caseína en la leche influye sobre el contenido de la grasa en el extracto seco que se espera alcanzar en el queso (29). Con el valor obtenido en este estudio se pueden obtener quesos con un contenido de grasa en el extracto seco superiores al 45 %, correspondiente a la relación grasa/caseína de 1,25; según lo especificado por la FAO (30).

Los recuentos de los microorganismos a 30ºC, coliformes, Escherichia coli (E. coli), Staphylococcus coagulasa positivo (Staph), Enterobacterias (Entero), hongos y levaduras (H y L) evaluados después de elaborados los quesos experimental y control se presentan en la Tabla 3.

Entre el queso experimental y el queso control, los valores de los datos obtenidos para los conteos de los microorganismos indicadores de la calidad higiénico-sanitaria no mostraron diferencias significativas (p≤0,05) para el recuento de los microorganismos a 30°C, coliformes totales, Escherichia coli, Staphylococcus coagulasa positivo, Enterobacterias, hongos y levaduras.

El conteo de los microorganismos a 30°C para ambos quesos no fue superior a 5 log ufc/g. Este resultado fue similar al obtenido por Martínez (31) luego de aplicadas las medidas de Buenas Prácticas de Manufactura por los productores de quesos artesanales. Según este autor, cuando los conteos de los microorganismos indicadores son superiores a 5 log ufc/g, las condiciones higiénicas para la obtención de la leche y la elaboración de los quesos son deficientes.

Los recuentos de coliformes totales en los quesos elaborados con leche cruda y destinados para el consumo humano no deben ser superiores a 3 log ufc/g (32). Los conteos obtenidos para este indicador se correspondieron a lo descrito anteriormente y fueron inferiores a los informados por Quintana (33). Este autor obtuvo elevados conteos de coliformes en las seis provincias estudiadas.

Quintana (33) obtuvo conteos de Enterobacterias y Escherichia coli de 5 y 4 log ufc/g, respectivamente, en las muestras de los quesos frescos artesanales evaluadas. Los recuentos de coliformes totales, enterobacterias y Escherichia coli muestran problemas sanitarios, porque son indicadores de la contaminación fecal (34). Los resultados de este estudio son inferiores a los planteados por Quintana (33); esto pudiera deberse al salado de la cuajada. La sal contribuyó a reducir la carga bacteriana, ya que constituye un preservante para los alimentos. El salado también evitó la sobrevivencia de un mayor conteo de coliformes, específicamente Escherichia coli, que es una bacteria intolerante a concentraciones altas de sal (35).

La presencia de Staphylococcus coagulasa positivo en los quesos se debe al empleo de una leche con prevalencia del microorganismo, a la contaminación cruzada y a las incorrectas Prácticas de Manufactura (36). Los recuentos obtenidos en esta investigación fueron superiores a los informados por Martínez et al. (37) al evaluar los quesos artesanales después de aplicar las medidas de Buenas Prácticas de Manufactura.

Los hongos filamentosos y las levaduras viables son indicadores de contaminación ambiental (37). Los conteos obtenidos en este estudio fueron inferiores a los informados por Martínez (31) al evaluar los quesos frescos artesanales de seis provincias de Cuba. Esto pudiera deberse a que no existió un alto nivel de contaminación donde fueron elaborados los quesos de este estudio.

Signorini et al. (38) refirieron que la elaboración artesanal constituye un riesgo para la salud de los consumidores. Esto se debe a que este modo de elaboración incluye la manipulación manual directa de la materia prima; hecho que favorece la diseminación y la proliferación de los microorganismos contaminantes y de las bacterias patógenas.

Sin embargo, Cuba no cuenta con los requisitos microbiológicos para los quesos frescos artesanales. La norma cubana de criterios microbiológicos para los productos alimenticios (39) no incluye a este alimento como uno de los productos a controlar, pues solo hace referencia a los quesos producidos con la leche tratada térmicamente. Estos quesos artesanales deberían reconocerse en las normativas cubanas como un producto alimenticio y no solo como una materia prima de la industria alimentaria.

Los valores medios de la composición química del queso experimental y el queso control se pueden observar en la Tabla 4.

Los valores de los indicadores químicos de los quesos (humedad, grasa, proteína) no mostraron diferencias significativas (p≤0,05) entre las medias por efecto del tipo de coagulante utilizado. Los valores de humedad obtenidos en esta investigación estuvieron en correspondencia con lo que plantea la Organización para la Alimentación y la Agricultura (FAO) para quesos frescos (50 a 60 %) (40). Estos resultados fueron similares a los informados por Rivera (41), que demostró que el contenido de humedad de los quesos frescos elaborados con diferentes cuajos no presentó diferencias significativas. Esta coincidencia pudiera explicarse por la influencia del proceso tecnológico (el desuerado, el prensado y el moldeo del queso) (41). En este sentido, se puede inferir que las enzimas coagulantes que se emplean para obtener el queso no influyen sobre la humedad del producto final.

Los valores del contenido de grasa en el queso experimental y en el queso control (Tabla 3) fueron similares a los resultados informados por Martínez (31), quien realizó una evaluación de los quesos frescos producidos por el sector campesino en seis provincias de Cuba. La composición química de la leche que se emplea para la elaboración de los quesos influye sobre la composición química del producto final (41). En esta investigación no se realizó el descreme de la leche, debido a que se obtuvieron los quesos de manera artesanal, lo cual explica los valores del contenido de la grasa obtenidos. Estos resultados fueron superiores a los informados por Maigua (42), quien obtuvo valores de 23,90 y 24,35 % de grasa, respectivamente, al elaborar quesos frescos con enzimas coagulantes provenientes de los estómagos de conejo joven y adulto.

Los valores medios del contenido de proteína obtenidos para ambos quesos elaborados coinciden con los resultados informados por Rivera (43), quien empleó cuajo deshidratado y macerado de bovino, ovino y cuy en la elaboración de los quesos frescos. Estos resultados similares pudieran deberse a que los cuajos con alta actividad proteolítica provocan una transformación más rápida e intensa de las proteínas presentes en la leche. El empleo de cuajos provenientes de los estómagos de animales presenta un contenido de proteasas capaces de producir una cuajada más suave y cremosa (44).

Sin embargo, en un estudio sobre los quesos frescos con empleo de las enzimas coagulantes del estómago de conejo, Maigua (43) obtuvo valores inferiores a 17,50 y 17,70 % del contenido de proteína. Esta diferencia pudiera deberse a que el contenido de proteína del queso depende de la efectividad del cuajo. Este, a su vez, está influenciado por la temperatura, la concentración de calcio y la acidez que se produce durante la coagulación (41).

La humedad sin materia grasa (HSMG) y la grasa en el extracto seco (Ges) constituyen los indicadores de la composición para la clasificación de los quesos. Los valores medios obtenidos para estos indicadores se representan en la Tabla 5.

Los valores de los indicadores de composición no mostraron diferencias significativas (p ≤ 0,05) entre las medias por efecto del tipo de coagulante utilizado (Tabla 4). Tanto el queso experimental como el queso control se clasificaron como blandos, según el Codex Alimentario (45). Los valores promedios de la humedad sin materia grasa para el queso experimental y el queso control fueron superiores a los informados por Villegas et al. (46), en un estudio realizado en Ecuador. En dicha investigación el autor refirió obtener valores de 70,22 % durante la optimización del proceso tecnológico de la elaboración del queso fresco artesanal (29). Ballesta (47) evaluó el comportamiento del cuajo microbiano y el cuajo bovino, donde obtuvo valores de la humedad sin materia grasa en un rango comprendido entre 64,63 % a 71,53 %. Los valores de humedad sin materia grasa de este estudio son superiores a los informados por Ballesta (47). Estas diferencias podrían explicarse debido a que los orígenes de las leches empleadas para la elaboración del queso en estos estudios fueron diferentes, y por tanto la composición química varió.

Cuando se emplea leche entera en la elaboración de quesos se espera un contenido de grasa en el extracto seco superior al 45 % (44). Los resultados obtenidos se correspondieron con lo esperado según el tipo de leche (leche entera) y la relación grasa/caseína que presentó la materia prima que se empleó en la elaboración de los quesos. Los valores medios de la grasa en el extracto seco obtenidos fueron superiores a los obtenidos por Ballesta (47), quien evaluó la calidad del queso elaborado con el cuajo microbiano y el cuajo animal y no obtuvo diferencias entre ellos.

Los indicadores de eficiencia tecnológica para los quesos experimentales y para el control se muestran en la Tabla 6.

Los valores de los indicadores medios de la eficiencia tecnológica no mostraron diferencias significativas (p≤0,05) entre las medias, por efecto del tipo de coagulante utilizado. El rendimiento quesero en ambos productos elaborados estuvo en correspondencia a lo descrito para quesos frescos (48); asimismo, los valores de rendimiento obtenidos fueron similares a los del queso blanco campesino colombiano obtenido por Vásquez et al. (48), que tuvo un rendimiento medio entre 11,6 a 13 %.

Sin embargo, los rendimientos queseros obtenidos en este estudio fueron inferiores a los publicados por Maigua (43), quien, al emplear cuajo de estómagos de conejo adulto y joven en la elaboración de quesos frescos, no obtuvo diferencias con respecto al cuajo comercial. Esto pudiera estar relacionado con que el rendimiento quesero es la suma del contenido de la materia grasa, las proteínas y otros componentes; además del agua transferida desde la leche al queso durante el proceso de producción, y todo esto varía entre cada queso elaborado (49).

Con respecto a los valores de aprovechamientos de los componentes obtenidos en esta investigación, fueron similares a los descritos por Villegas (29), luego de la optimización del proceso tecnológico de elaboración del queso fresco. En este estudio se alcanzó un alto porcentaje de aprovechamiento de la proteína, que implica que queda atrapada mayor cantidad de la grasa en el coágulo quesero. Esto justificó el resultado de un alto porcentaje de aprovechamiento de la grasa, debido a que la caseína conforma el gel reticular del coágulo quesero donde queda ocluida la grasa (29).

Las buenas prácticas fueron compartidas luego de la explicación lógica de porqué era necesario cada uno de los requisitos que se exigían. Se comprobó la aspiración de mejorar y elaborar los quesos en mejores condiciones higiénicas. Se hicieron los primeros intentos para la estandarización de las operaciones, aunque el trabajo es insuficiente porque debe lograrse que sea sostenible en el tiempo. En este sentido, un aspecto a alcanzar es conseguir que estos productores sean capaces de elaborar su propia sustancia coagulante y no depender de los insumos de la industria que muchas veces no está accesible.

Por otra parte, según la prueba triangular realizada por el panel de evaluación sensorial, no se detectaron diferencias entre los quesos experimental y control. Se obtuvieron los descriptores finales generados por los jueces analíticos para el queso fresco, luego de la eliminación de algunos de los descriptores por ser similares, según se establece en la norma cubana (22). Estos resultados se presentan en la Tabla 7.

Luego de obtener los descriptores para los quesos frescos, los jueces realizaron la evaluación correspondiente a cada queso elaborado. El perfil cuantitativo descriptivo del queso experimental y del queso control se muestran en la Figura 1.

Para ambos quesos (experimental y control), la característica aspecto, mostró un color amarillo y una humedad moderada, con alta intensidad en el brillo. El olor se caracterizó a un producto lácteo fresco de intensidad alta. En el sabor resaltó la intensidad a la cuajada de un queso fresco, de salinidad baja y sin presencia de la acidez y el amargor. En la característica textura, la firmeza al corte fue alta, poco adhesivo y cohesivo (Fig. 1).

La puntuación obtenida en la característica acidez y salinidad coincide con la obtenida por Villegas (29). Los atributos del sabor lácteo, la dureza y la firmeza al corte, también resultaron similares. Este autor realizó un análisis del perfil sensorial del queso fresco ecuatoriano luego de haber optimizado los parámetros tecnológicos (29).

En general, los quesos elaborados en este estudio pueden catalogarse de balanceado en cuanto a sus características sensoriales, las cuales se correspondieron con las de un queso fresco, según lo descrito por Villegas (29). Los atributos sensoriales del queso fresco experimental presentaron semejanzas con el queso elaborado con el cuajo comercial. Se puede inferir que el coagulante porcino no modificó las características sensoriales del queso fresco. Para lograr la sustitución de importaciones y la reducción de la dependencia de los mercados externos, se deriva la necesidad de diversificar los coagulantes lácteos y su comercialización en Cuba para este sector productivo.

Teniendo en cuenta que los resultados de los indicadores microbiológicos, la composición química, los indicadores de eficiencia tecnológica y la evaluación sensorial del queso experimental y del queso control no presentaron diferencias, se puede plantear que el coagulante porcino puede ser utilizado en la elaboración del queso fresco artesanal con resultados similares al queso producido con el cuajo comercial.