Artículo publicado en el boletín Ha-La Biotec 169 de Novonesis (Valinhos, Brasil). Coordinación y edición: Raquel Chiliz. Consultoría y redacción técnica: Tiago Silva, Michel M. Saito y Lúcio A. F. Antunes. Versión en español: Graciela Taboada
El estudio de las causas de los defectos en los quesos combina la experiencia práctica y el conocimiento científico para identificar y solucionar los problemas. Algunos defectos pueden afectar a la calidad del producto, la rentabilidad del proceso y la aceptación por parte del consumidor. Entre los defectos más comunes, podemos destacar la acidificación y la formación de gases.
Acidificación
La producción controlada de ácido láctico a partir de la lactosa por parte de las bacterias del ácido láctico es una etapa vital durante la fabricación de prácticamente todas las variedades de quesos. La acidificación es la etapa más importante para la calidad y estandarización del queso y tiene un papel crucial en varios procesos, tales como el control y la prevención del crecimiento de microorganismos deteriorantes y patógenos; la velocidad de desmineralización de la cuajada y la promoción de la sinéresis (contribuyendo a la composición del queso, especialmente en el contenido de humedad); impacto en la proteólisis (cuanto mayor es el pH del queso, más rápida es su maduración); y mayor retención de la enzima coagulante cuanto menor es el pH, acelerando la proteólisis, especialmente para coagulantes con bajo índice C/P. Para solucionar un defecto derivado de la acidificación, es fundamental identificar su origen.
Normalmente, puede estar relacionado con la calidad de la leche, la presencia de residuos de antibióticos, los altos recuentos de NSLAB, el ataque de bacteriófagos, las fallas durante el proceso de fabricación, la higiene sanitaria (residuos de detergentes y/o desinfectantes), la temperatura y el
intervalo CIP (presencia de biofilms).
Diagnóstico de fallas en el proceso de acidificación
La acidificación del queso se puede dividir en cuatro etapas (Gráfico 1). Los principales aspectos a examinar en la identificación de fallas durante este proceso son: en la etapa 1, la presencia de inhibidores en la leche, levadura fuera de las condiciones de almacenamiento recomendadas y su fraccionamiento inadecuado.
Grafico 1 – Fallas en el proceso de acidificación. Gráfico para ayudar en los diagnósticos
Durante la etapa dos –en el rango de pH de 6,3 y 6,1- puede producirse una demora, especialmente cuando se utiliza el microorganismo Streptococcus thermophilus, que puede indicar una alta concentración de urea o un nivel significativo de oxígeno disuelto en la leche. En la etapa tres, en el rango de pH de 6,1 a 5,5, la razón más probable para la demora es el ataque de bacteriófagos y/o fallas en el proceso de fabricación del queso. En la cuarta etapa, al final de la cinética de acidificación, un problema muy común es la post-acidificación y las razones más probables son el desequilibrio entre las cepas, altos recuentos de NSLAB, largos intervalos de limpieza CIP del pasteurizador o exceso de suero dentro de los gránulos.
Hinchazón por formación de gas
El desarrollo de gas durante la maduración es evidente por la presencia de ojos, grietas o gas dentro del embalaje. El gas producido en el queso puede ocurrir en los primeros días de maduración (hinchazón temprana) o en las últimas etapas de maduración (hinchazón tardía). Los principales grupos microbianos responsables de la producción de gas en quesos se presentan en la Tabla 1.
Tabla 1 – Principales grupos microbianos en la producción de gas en los quesos
Hinchazón temprana
El gas producido poco después de la fabricación y responsable de crear varios pequeños “agujeros” en el queso es generalmente causado por el crecimiento de bacterias del grupo de los coliformes o levaduras. La hinchazón por coliformes es la causa principal y más dañina de la hinchazón temprana en los quesos (Gráfico 2). Para que ella ocurra, es necesario un foco de contaminación con un número mínimo de coliformes en la leche. Los estudios indican que por encima de 300 FC/ml de leche serían suficientes para causar daños, especialmente si se produce una falla en la acidificación (curva de pH lenta), proporcionando más lactosa para la fermentación.
Un parámetro muy eficaz para combatir la hinchazón temprana es la velocidad a la que el cultivo se acidifica hasta un pH 6,0, que es un límite práctico muy importante para la prevención de este defecto.
Algunas especies de levadura pueden fermentar lactosa y lactato para producir CO2. Normalmente, podemos identificarlos cuando los pequeños ojos van acompañados de otros más grandes. Las formas de combate pueden incluir buenas prácticas de manufactura (BPM) y, especialmente, una cinética de acidificación capaz de consumir la lactosa rápidamente. La formación de gas en la superficie del queso también se puede producir cuando la corteza contiene residuos de lactosa. En condiciones anaeróbicas, esta lactosa es fermentada por levaduras, y la más común es Saccharomyces cerevisiae, lo que resulta en la producción de CO2 y etanol. La característica más común de este defecto es un olor típico de frutas fermentadas, y las fuentes más comunes son la salmuera y las cámaras de secado.
Hinchazón tardía
La hinchazón tardía es otro defecto grave y común en la producción de quesos, que afecta sobre todo a los quesos de larga maduración, especialmente a los que pasan por un período en cámaras “calientes” y se elaboran con leche de ganado alimentado con ensilado de calidad inferior. Cuando el ensilado no se fermenta en forma adecuada, la cantidad de esporas bacterianas aumenta considerablemente. La causa principal de la hinchazón tardía es la presencia de bacterias del grupo Clostridium, que fermentan lactato en ácido acético, ácido butírico, CO2 y H2. Las características de los quesos con fermentación butírica son olor fuerte y butírico, que recuerda a la rancidez; sabor intenso y ligeramente rancio, que puede presentar notas dulces, textura con presencia de cráteres, fisuras o grietas y ojos irregulares. En algunos casos, los ojos pueden ser similares a los causados por bacterias propiónicas. En la práctica, es común encontrar fermentaciones butíricas menos pronunciadas, no identificadas claramente. En estos casos, los resultados visuales y sensoriales se deben confirmar mediante análisis de laboratorio.
Gráfico 2 – Quesos con recuentos de coliformes superiores a 1×10
Cuando el problema se presenta después de unos 60 días, no es posible identificar la presencia de Clostridium en su forma vegetativa. Sin embargo, este microorganismo deja su “rastro”, permitiendo la identificación a través del perfil de fermentación (PF), cuantificando el ácido butírico (Gráfico 3). Algunas características de los defectos en los quesos con Clostridium incluyen la liberación de ácido butírico (C4) en el proceso de lipólisis, principal indicador de la fermentación butírica, y un nivel de ácido butírico generalmente superior a 400 mg de C4 por kilogramo de queso. Es importante no definir este defecto sólo por manifestaciones visibles, como la hinchazón, ya que su origen puede ser ambiguo.
Gráfico 3 – Quesos con adición de Propionobacterium freudenreichii
Tabla 2 – Métodos para la prevención de la hinchazón tardía
El perfil de fermentación posibilita evaluar la naturaleza de la fermentación en quesos con tiempos de maduración diferentes. Sin embargo, cada tipo de queso tiene un perfil de fermentación específico, que varía según el tipo de cultivo utilizado y el período de maduración. La técnica más eficaz para combatir estos defectos es procesar leche de vacas que no hayan sido alimentadas con ensilado o, si lo están, con ensilado bien fermentado y una higiene estricta en el ordeñe. Sin embargo, estos métodos son difíciles de implementar. Pueden observarse en la Tabla 2 otros métodos de prevención.
Quesos contaminados por fermentadores de citrato
Otros microorganismos que causan defecto son los Lactococcus positivos para citrato o Leuconostoc spp. que puede producir CO2. Este grupo representa un problema recurrente en las fábricas, afectando tanto a las piezas enteras como a las bandejas para rebanadas envasadas en atmósfera modificada (ATM) (Gráfico 4). El defecto se evidencia cuando el recuento de fermentadores de citrato supera 105 UFC/g y la cinética de acidificación es lenta, asociada a la presencia de bacteriófagos. Con la presencia de bacteriófagos (a partir de 103 UFC/g) se observa un desarrollo excesivo de ojos que, en algunos casos, pueden formar cráteres y/o grietas en el interior de los quesos, confundiéndose con la contaminación por Clostridium. Los ojos están desprovistos de humedad, lisos y brillantes. En la mayoría de los casos, el sabor no cambia significativamente. Pero, cuando ocurre, se puede observar un sabor con notas dulces.
Para la detección de estos microorganismos se puede utilizar el medio de cultivo en agar Leesment enriquecido con componentes como el citrato cálcico y la carboximetil-celulosa, usados como sustratos, favoreciendo el crecimiento de este grupo de bacterias. La prevención implica la implementación de CIP intermedio en el pasteurizador con un intervalo máximo de ocho horas -que puede variar en función de la calidad inicial de la materia prima-, bactofugación o desgerminación de la leche, enfriamiento rápido del queso, mantenimiento de una excelente cinética de acidificación y, en el caso de mozzarella y los quesos tipo sándwich, un contenido de sal en humedad superior al 2,5%. También se recomienda el uso de cultivos de bioprotección, como la línea BioSafe™ de Novonesis.
Además de los Lactococcus, los Streptococcus thermophilus son capaces de formar biofilms en la regeneración de los intercambiadores de calor y también pueden ser responsables de la producción de CO2 en el queso. Su presencia puede estar asociada a una alta concentración de urea en la leche, principalmente si el cultivo es ureasa (+), cepas capaces de metabolizar la urea y que tienen una cinética de acidificación más lenta que las cepas de ureasa (-). El nivel de urea puede estar sujeto a variaciones que dependen del equilibrio de la dieta (forraje). La principal estrategia para combatir este problema es realizar una limpieza CIP eficiente. Los lactobacilos tolerantes a la sal también pueden estar asociados con la producción de CO2 y sabores extraños. Pueden estar relacionados con salmueras “viejas”, baja concentración de sal y altas temperaturas.
Gráfico 4 – Ejemplos de quesos contaminados por fermentadores de citrato
