DETERMINACION DE LACTOSA EN QUESOS

I. INTRODUCCIÓN

La lactosa es el único glúcido libre que existe en cantidades importantes en todas las

leches, es también el componente más abundante, el más simple y la más constante en

proporción. El contenido de lactosa en el queso fresco varía entre 3.6 y 5.5%.

En la elaboración del queso, parte de la lactosa queda en el queso y parte pasa al suero.

Algunos grupos étnicos en el mundo no toleran este disacárido debido fundamentalmente a

la ausencia de la enzima β – D galactosidasa llamada lactasa del jugo intestinal, es por esta

razón que resulta importante su determinación.

II. OBJETIVO

Determinar el contenido de lactosa en queso con un método espectrofotométrico

III. BASE TEORICA

3.1 LACTOSA

La Lactosa es un azúcar que se encuentra en la leche y pertenece al grupo de los

compuestos químicos orgánicos llamados hidratos de carbono.

Este disacárido se encuentra exclusivamente en la leche de los mamíferos y está

constituido por una molécula de galactosa y una de glucosa unidas por un enlace

glucosídico -(1-4). El carbono anomérico de la glucosa está libre, lo cual hace a la

lactosa un azúcar reductor. Existe en forma y , y por lo tanto presenta el fenómeno de

mutarrotación. De los disacáridos de importancia en alimentos, la lactosa es el azúcar

menos soluble y dulce. La estructura química se puede apreciar en la Figura 1.

1

Figura 1: Estructura molecular de la lactosa

La lactosa se utiliza en la industria de los alimentos por su poder adsorbente como

agente base para retener sabores artificiales, aromas y colores y al igual que la maltosa se

emplea en la panificación ya que puede fácilmente interaccionar con proteínas y producir

pigmentos a través de las reacciones de Maillard ( Alais, 1991)

El contenido de lactosa varía entre 3.6 y 5.5%. La lactosa es soluble en agua y se presenta

como solución molecular en la leche. (Manual de Industrias Lácteas 1996).

Efecto de la temperatura:

La lactosa es sensible al calor. Entre 110 y 130 ºC la forma hidratada pierde su agua

de cristalización. Más allá de los 150ºC se torna amarilla y después de los 170ºC tiene

lugar un oscurecimiento pronunciado debido a la formación de un caramelo. Sin embargo

en la leche se observa que oscurecimiento sobreviene a temperaturas muy inferiores. En

efecto, este fenómeno no se debe a una caramelización de la lactosa, sino a una reacción

del azúcar con las materias nitrogenadas, que lleva consigo la aparición de compuestos

oscuros reductores llamados melanoidinas. Está reacción de pardeamiento, muy compleja

y aún no bien conocida, catalizada por el hierro, cobre y los fosfatos se denomina reacción

de Maillard.

2

Efecto de los ácidos (Hidrólisis)

La lactosa puede ser hidrolizada por los ácidos. La reacción solo tiene lugar a altas

temperaturas y cuando se trata de un ácido fuerte, como el sulfúrico o clorhídrico a

concentraciones elevadas. Mientras que una disolución al 5% de sacarosa se hidroliza a

75ºC en 20 minutos en presencia de un mililitro de ácido clorhídrico concentrado, la misma

disolución de sacarosa requiere de 10 ml de ácido a 90 ºC para ser hidrolizada en 1 hr con

30 minutos.

Figura 2: Cambios de la lactosa

3.2. LACTOSA EN QUESO FRESCO

Durante el proceso de elaboración de queso la lactosa se transforma en ácido láctico,

producto de la fermentación generada por la microflora , esto ocurre durante el proceso de

coagulación, moldeado , prensado y maduración. Posteriormente a las dos semanas

después también se generan otros componentes como: ácido acético, alcohol etílico,

acetona, anhídrido carbónico, diacetilo, ácido succínico y fórmico. (Veisseyre,1980)

BOUZAS, 1993. Estudió la influencia del tiempo y temperatura en los indicadores

de envejecimiento de químico para queso cheddar comercial, y reporta la variación de la

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concentración de lactosa y producción de ácido láctico durante la maduración es en los

primeros 10 días a 12 y 24°C respectivamente , Esto se atribuye a las concentraciones de

sal y al desarrollo de bacterias no starter , como el lactobacilli y pediococci afectan la

proporción de metabolismo de lactosa.

.

IV. FUNDAMENTO

El fundamento se basa en los efectos frente a la temperatura y ácidos de la glucosa

que en la siguiente Figura 3 podemos observar lo que sucede la lactosa, que primero se

hidroliza y pasa al D- glucosa y esta glucosa en medio ácido concentrado y calor ( el ácido

ataca en el carbono que tiene más hidrógenos y se forma el 5- hidroximetilfurfural, este

hidroximetilfurfural reacciona con el fenol en un medio ácido concentrado (H2SO4) y

temperaturas de 140°C dándole la coloración respectiva al 5- hidroximetilfurfural que es

incoloro originalmente.

El Zinc actúa como disolvente del calcio y catalizador.

En los monosacáridos glucosa y fructuosa (que son una hexosa y una cetohexosa

respectivamente) el carbono aldehídico y cetónico, actúa como grupo reductor permitiendo

diversas reacciones: un ejemplo de dichas reacciones es la de Mayllard, en la que estos

azúcares son uno de los substratos necesarios para desarrollarse pardeamiento no

enzimático. Toribio y Lozano,1984. Citado por Pelegrina, 1999.

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Figura 3: Cambios de la lactosa hasta formar la coloración

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V. MATERIALES Y METODOS

Muestra quesos (fresco).

5.1 MATERIALES

- Tubos de prueba.

- Gradilla

- Dispensador o pipeta de 5 ml. 1 ml.

- Fiolas de 50 ml.

EQUIPOS

- Baño María

- Espectrofotómetro a 490 nm.

REACTIVOS

- Hidróxido de Sodio 0.5 M.

- Solución de sulfato de zinc al 10%.

- Solución acuosa de fenol al 5%.

- Acido sulfúrico concentrado.

- Solución de lactosa (1g/l lactosa monohidratada).

V.2 PROCEDIMIENTO

1. Pesar entre 4.8 y 5.3 g de queso y llevarlo al vaso de la licuadora, añadir 20 ml. De

hidróxido de sodio 0.5 M y aproximadamente 100 ml. de agua destilada. Licuar

hasta que la muestra este dispersa. Transferir a una fiola de 250 ml, añadir 20 ml.

de solución de sulfato de zinc al 10% y agitar. Enrasar con agua destilada y filtrar,

eliminar los primeros mililitros del filtrado.

2. Preparar soluciones estándar conteniendo 0, 1.0, 2.0, 4.0, 6.0, y 8,0 mg/100 ml.

de lactosa por dilución de la solución stock estándar de lactosa conteniendo 1g/l,

en fiolas de 100 ml.

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3. Pipetear 1 ml. de cada una de las soluciones estándar en tubos de prueba y pipetear

1 ml. de la muestra filtrada. A cada uno de estos tubos añadir 1 ml. de la solución

de fenol y 5 ml. de ácido sulfúrico concentrado cuidando de que no caiga en las

paredes del tubo.

4. Colocar los tubos en Baño María hirviendo por 5 min. Medir la absorbancia de

cada uno a 490 nm.

VI. RESULTADOS Y DISCUSIONES

6.1 ANALISIS DE QUESO

Los resultados del análisis de las muestras podemos observar en la Tabla 3, resultados estos resultados proviene de los cálculos previos (ANEXO).

Tabla 3: Resultados de los análisis de contenido de lactosa en muestras de queso por método espectrofotométrico a 490 nm.

Muestra Peso (g) Absorvancia % de lactosa experimental

Queso fresco 4.1081 1.135 0.72

Para el resultados de queso fresco se cometió el error de realizar las diluciones ya que la

lectura está fuera del rango y no se hizo la dilución respectiva por que la muestra ya se

había desechado, se trabajó extrapolando los datos y obtenemos un resultado de 0.72% de

contenido de lactosa en el queso fresco, este resultado depende de varios factores, como

del tipo de coagulación realizada al queso si es ácida o enzimática, obviamente si es ácida

la mayoría de los minerales y otros se pierden en el suero caso contrario la pérdida es

menor.

La modificación en cantidades de lactosa también está influenciada por los

tratamientos que pasa el producto desde la leche, pasteurizado, calentado, coagulación,

prensado, moldeado y madurado. Estos resultados si consideramos lo que inicialmente

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considera el contenido en la leche por Tsenkova,1999 4.4% y lo que reporta Bouzas,1999

en quesos madurados (Cheddar) 2 mm moles/100g , podemos decir que la lactosa sufre

modificaciones desde la leche hasta el producto final procesado.

6.2 ABSORVANCIA DE LAS SOLUCIONES STANDART

En la Tabla 4 se pueden apreciar los resultados de las absorvancias obtenidas para la

construcción de la curva standart, como vemos los resultados presenta una distribución casi

homogéneos con una pequeña dispersión tal como podemos apreciar en la Figura 4.

Tabla 4: Resultados de Absorvancia de mg de lactosa por 7 ml para la CURVA ESTÁNDAR a 490 nm de longitud de onda

Solución estándar (mg/100ml) mg lactosa/ 7 ml Absorvancia A Absorvancia B Absorvancia C

0.05 0.005 0.112 0.037 0.051 0.01 0.07 0.041 0.0784 0.04 0.398 0.299 0.3696 0.06 0.54 0.63 0.6218 0.08 0.693 0.726 0.725

Construcción de gráfica standart para los resultados de la Tabla 4.

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Figura 4: Curva de absorvancia para cada concentración de lactosa (curva patró)

De gráfico anterior se obtiene la función del gráfico Y = 9.4712X X = (mg

lactosa/7 ml) se construye la nueva gráfica para la función.

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Figura 5: Curva de solución standart de absorvancia en función de concentración de lactosa.

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VII. BIBLIOGRAFÍA

1. Alais Ch. "Ciencia de la leche; Principio de técnicas lecheras" Compañía

editorial continental, Barcelona, 1971

2. BOUZAS, J.et al . 1993. Time and temperature influence on chemical aging

indicators for a commercial cheddar cheese. Journal Food Science .Volume

58, N° 6 pag. 1307 – 1311

3. DAIGLE A. et all. 1999. production of probiotic cheese (cheddar – like) using

Enriched cream fermented by Bifidobacterium infantis. Jornal of dairy

Sciencie Vol 82, N° 6. pag. 1081 – 1091.

4. Madrid, A. 1994. Nuevo Manual de Lactología Quesera. Editorial

Mundiprensa Libros S.A. España.

5. PELEGRINA A., Lozano J.1999, Desarrollo de color e Hidroximetilfulfural

en zumos de fruta. Talleres de herramienta de calculo Universidad Politécnica

de Valencia.

6. SOURCE: Dairy Processing Handbook. Published by Tetra Pak Processing

Systems AB, S-221 86 Lund, Sweden. pg. 35.

7. TESENKOVA et al. 1999. Near – Infrared Spectroscopy for Dairy

Management: Measurement of Unhomogenized Milk Composition. Journal of

Dairy Science vol 82, N° 11. pag- 2344 – 2351.

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ANEXO

CALCULOS

a. Para muestra de queso Edam 1 (4.1214g)

Con la absorvancia leída ( 0.514) ubicamos en el gráfico la coordenada de mg de

lactosa que es de 0.0535 mg

Cantidad de lactosa en los 250 ml de solución (fiola)

1 ml -----------0.0535 mg lactosa

250 ml ----------X1

X1 = 8.825 mg lactosa

4.1214 g (4121.4mg) -------------100%

8.825 mg lactosa ---------------- x2

X2 = 8.825*100 / 4121.4 = 0.214 % de lactosa en queso Edam

b. Para muestra de queso Edam 2 (4.0g)

Con la absorvancia leída ( 0.361) ubicamos en el gráfico la coordenada de mg de

lactosa que es de 0.038 mg

Cantidad de lactosa en los 250 ml de solución (fiola)

1 ml -----------0.038 mg lactosa

250 ml ----------X1

X1 = 9.5 mg lactosa

4.0 g (4000mg) -------------100%

9.5 mg lactosa ---------------- x2

X2 = 9.5*100 / 4000 = 0.24 % de lactosa en queso Edam (muestra2)

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Para la muestra de queso fresco Absorvancia = 1.135 , este valor está fuera del

rango , pero por extrapolación la concentración de lactosa es de 0.118 mg/ ml

1 ml -----------0.118 mg lactosa

250 ml ----------X1

X1 = 29.5 mg lactosa

4.1081 g (4108.1mg) -------------100%

29.5 mg lactosa ---------------- x2

X2 = 29.5*100 / 4108.1 = 0.72 % de lactosa en queso fresco

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