FOSFATOS COMO ESTABILIZANTES EN LA INDUSTRIA LÁCTEA

La leche es una importante fuente de grasas y proteínas de calidad que aportan energía a la dieta, adicionalmente contribuye a la ingesta de diversos nutrientes esenciales como calcio, magnesio, selenio y vitaminas hidrosolubles. La leche de origen animal juega un papel importante en la dieta y cobra mayor protagonismo en las poblaciones con acceso limitado a otras fuentes de alimentos de origen animal; según el decreto 616 de 2006 del ministerio de protección social de la república de Colombia, se define la leche como: “el producto de la secreción mamaria normal de animales bovinos, bufalinos y caprinos lecheros sanos, obtenida mediante uno o más ordeños completos, sin ningún tipo de adición, destinada al consumo en forma de leche líquida o a elaboración posterior”.

Diferentes variables interactúan en la composición química de la leche, principalmente las condiciones climáticas, la raza y la alimentación de los diferentes hatos; sin embargo, los constituyentes principales son el agua, grasas, proteínas, carbohidratos, sales minerales y trazas de otros micronutrientes. La leche es una solución coloidal del tipo emulsión, en la que se encuentran suspendidas las diferentes fracciones con sus características funcionales y propiedades específicas, siendo los dos grupos más representativos las grasas y las proteínas; el agua es el componente principal como fase fluida y los sólidos disueltos conocidos como extracto seco total (EST) corresponden a la fase dispersa.

La estabilidad y sinergia entre las fases descritas es muy delicada y alteraciones en la temperatura, pH, adición de algunas sustancias químicas o rompimiento asociado al trabajo mecánico de bombeo producen cambios en el sistema coloidal. Los tratamientos térmicos agresivos como las operaciones de pasteurización pueden producir alteraciones fisicoquímicas como desnaturalización y coagulación de las proteínas, debido a un desdoblamiento de la conformación globular en cadenas lineales y ramificadas de proteínas y sustancias nitrogenadas no proteicas. Cuando las proteínas se desnaturalizan su función biológica termina; las concentraciones de minerales como cloruros, fosfatos y citratos de calcio, magnesio, sodio y potasio son muy importantes para la leche, no solo por su valor nutritivo esencial para los humanos sino por su aporte a las tecnologías de procesamiento y conservación de los productos lácteos y sus derivados. Es muy común la aplicación en las industrias lácteas de agentes de secuestro como fosfatos y citratos para prevenir la coagulación debida al tratamiento térmico, el uso de estas sustancias produce alteraciones en el balance iónico de la leche y actúan directamente sobre un ion especifico, en este caso su efecto es sobre el ion calcio (Ca²⁺) con el que forman un complejo soluble que disminuye su actividad iónica.

En la industria láctea los fosfatos tienen una amplia variedad de aplicaciones, estos son usados como dispersantes de proteína, amortiguadores de pH, agentes de intercambio iónico en procesos de acidificación y coadyuvante de gelificación, estas aplicaciones han sido impulsadas por los requerimientos de los consumidores y las regulaciones de los entes de control. La aplicación de fosfatos se relaciona con la interacción entre estos y la caseína, o las moléculas de calcio en las micelas de caseína; adicional a esto, su capacidad de secuestro de los iones de calcio (agente quelante) brinda estabilidad a la solución y disminuye la precipitación de iones metálicos y proteínas desnaturalizadas, también aportan un efecto bacteriostático en la leche y sus productos derivados.  Las diferentes funciones que tienen los fosfatos de grado alimenticio en la producción de derivados lácteos aportan atributos específicos a los productos como el perfil de fundido en quesos, textura en quesos análogos, mejoran las propiedades de batido en las cremas y dan fluidez en leches evaporadas y  ultra pasteurizadas, al evitar la coagulación dulce puesto que los fosfatos mantienen el pH en niveles óptimos donde se limita la asociación de los iones de calcio con las micelas de caseína que tienden a precipitarse.

El queso natural al igual que otros derivados lácteos son emulsiones débiles y procesos como la maduración de los quesos incluyen reacciones de proteólisis (degradación de proteínas) y lipolisis (degradación de grasas) en el desarrollo de las texturas y sabores deseados; sin embargo, este proceso de maduración debilita mucho más la emulsión, al calentarse de nuevo el queso madurado se separa fácilmente en dos fases, una de proteína coagulada y un lixiviado de grasa butírica; la acción de los fosfatos sobre las proteínas forma una verdadera emulsión con propiedades similares a las de un queso como textura y perfil de fundido. Es importante destacar que los fosfatos al igual que los citratos no son verdaderos emulsificantes, estos mejoran la dispersión de la caseína porque que ayudan a incrementar la capacidad de retención de agua de este tipo de proteínas y su integración con la fase grasa, presentando mejoras en la textura y propiedades funcionales de los quesos.

Origen y clasificación de los fosfatos.

Minas de roca fosfórica se encuentran alrededor del mundo, la roca se extrae y es sometida a un proceso de transformación industrial que consta de una serie de reacciones con ácidos e hidróxidos fuertes para obtener los fosfatos de sodio, calcio, amonio o potasio que se desean, en función de sus propiedades específicas como solubilidad o aporte de acidez. Existe una clasificación entre los fosfatos, dependiendo del tipo de molécula que los compone; los monoméricos (una sola molécula de fosfato) conocidos como ortofosfatos y los fosfatos poliméricos (macromoléculas formadas por varias unidades monoméricas) que a su vez se pueden dividir en tres categorías, las polifosfatos de cadena lineal, polifosfatos cíclicos y polifosfatos ramificados.

Las industrias lácteas alrededor del mundo han establecido un conjunto de requerimientos para los fosfatos de grado alimenticio, estos requerimientos dan respuesta a las exigencias de los organismos de control como la organización mundial de la salud (OMS) y la agencia de las Naciones Unidas para la Agricultura y Alimentación (FAO); los requerimientos técnicos para los fosfatos no se limitan solo a las regulaciones nacionales e internacionales, sino que también están alineados con las preferencias de los consumidores finales de los productos lácteos, las principales demandas que deben cumplir los fosfatos de grado alimenticio parten de ser fisiológicamente inofensivos, solubles en agua, tener intercambio iónico con iones metálicos y tener sensorial neutro.

Cada uno de los tipos de fosfatos potencian o disminuye características en las diferentes categorías de derivados lácteos, por lo que el uso de un solo ingrediente no alcanza a cumplir con los requerimientos técnicos buscados y la combinación de diferentes moléculas de fosfatos resulta ser la opción más adecuada en los procesos de manufactura y durante el tiempo de anaquel de los productos lácteos.

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Publicado el 29 de septiembre de 2021