caracteristicas distintos tipos_de_cuajos

TIPOS DE CUAJOS Y SUS CARACTERÍSTICAS

MERTXE DE RENOBALES SCHEIFLER

Dpto. de Bioquímica y Biología MolecularGrupo de Investigación "Calidad de Alimentos Fermentados"

Univ. País Vasco / Euskal Herriko Unib.Vitoria-Gasteiz

IV JORNADAS DE QUESOS DE CANARIASLa Palma

23 - 25 de octubre de 2007

TIPOS DE CUAJOS Y SUS CARACTERÍSTICAS

� ¿Qué es el cuajo?� en qué consiste� cómo cuaja la leche� características enzimáticas del cuajo

� Tipos de cuajos y su composición� cuajo animal� cuajo vegetal� cuajo microbiano� cuajo genético

� El cuajo durante la maduración del queso

¿QUÉ ES EL CUAJO?

� 'algo' (líquido, polvo) que coagula la leche

� mezcla, más o menos compleja, de enzimas • enzimas: proteínas que funcionan como ‘catalizadores’ de las

reacciones químicas en los seres vivos.

� origen de estos enzimas:• cuajos animales: enzimas digestivas del 4º estómago del rumiante• cuajos vegetales: enzimas de las flores (cardo), o del látex

(higuera)• cuajos microbianos: enzimas de los microorganismos

¿QUÉ ES EL CUAJO? (cont.)� tipos de enzimas que hay en el cuajo:

� en todos los cuajos: proteasas que degradan proteínas. • distintos tipos de proteasas, en distintas proporciones

– Quimosina, Pepsina, Cardosinas....

proteínas grandes � proteínas pequeñas � aminoácidostextura y sabor (amargor)

� % de Q y de P: depende de la edad del animal

modelo de proteína

aminoácidos

modelo de grasa (triglicérido) ácidos grasos

(tipos de enzimas, cont.)

�en algunos cuajos: lipasas que degradan grasas.distintos tipos de lipasas

lipasa pregástrica, esterasas,...

grasas � ácidos grasos libres� sabor: picante, jabonoso, rancio

¿QUÉ ES EL CUAJO? (cont.)


� ¿cómo cuaja la leche?� proteínas de la leche: caseínas: αs1, αs2, β, κ


� coagulación de la leche: 2 etapas� 1ª etapa:

proteolisis de la κ-caseína por la quimosina

� 2ª etapaagregación de las micelas ⇒ cuajada

� coagulación de la leche: 2 etapas� 1ª etapa:

proteolisis de la κ-caseína por la quimosina

� 2ª etapaagregación de las micelas ⇒ cuajada

QUIMOSINA


� características de las proteasas de un cuajo� hidrólisis de la κ-caseína entre los aa 105 (phe) y 106 (met)� baja hidrólisis de las demás caseínas y proteínas de la cuajada� actividad a pH ácido: entre 5 y 6� baja estabilidad a > 35ºC

� actividad de algunos cuajos comerciales a diferentes pHs

cada línea corresponde a distintos cuajos bovinos de Ch Hansen

al ↓ pH, la actividad ↑↑ mucho- pH óptimo de la quimosina: 5.4

a ≅ 42ºC.


� actividad de diferentes cuajos comerciales a varias T

� cada línea corresponde a distintos cuajos bovinos de Ch. Hansen

� a T de cuajado (≅ 30ºC): todos tienen la misma actividad� al ↑ T (cocción), unos pierden actividad antes que otros

• ⇒ influencia en la maduración


� condiciones de cuajado:� según el tipo de queso

• desde 18ºC hasta 40ºC: en general alrededor de 25ºC - 30ºC• pH: entre 6.5 y 6.3• tiempo: entre 30 y 45 minutos (para cortar la cuajada)

� cantidad de cuajo:• según el tiempo de cuajado

� cocción de la cuajada� la mayoría de quesos entre 35 y 55ºC� desestabiliza las proteasas del cuajo

CUAJO ANIMAL

� procedente del 4º estómago de los rumiantes� terneros, corderos, cabritos� predominan las proteasas

• digestión de las proteínas• las principales: quimosina y pepsina

– animal recién nacido: quimosina↓ al crecer el animal

– animal adulto: pepsina• otras menos importantes

� lipasas• digestión de la grasa de la leche• lipasa pregástrica

– producida por la glándula sublingual– animales lactantes únicamente

• esterasas

CUAJO ANIMAL (cont.)

comerciales� cuajos animales

artesanales

� cuajos comerciales� bovinos: la inmensa mayoría

• líquidos o en polvo• preparaciones con distintas proporciones de Q y P

� ovinos: muy pocos• líquidos

� caprinos?

CUAJO ANIMAL (cont.)

� ventajas de los cuajos comerciales� fuerza coagulante estandarizada de lote a lote ��

• unidades de fuerza conocidas• coagulación uniforme

� composición de quimosina y pepsina conocida� actividad proteolítica general: baja� no requiere esfuerzo de preparación� calidad microbiológica controlada

� la gran mayoría sólo contienen proteasas� no contienen lipasa pregástrica

• los líquidos pueden contener esterasa• sólo el cuajo Biostar (en pasta, de cordero) contiene lipasa

pregástrica

CUAJO ANIMAL (cont.)� algunos cuajos comerciales:

� bovinos• > 95% quimosina• 80% quimosina y 20% pepsina formulaciones• 60% quimosina y 40% pepsina líquidas o en polvo• 20% quimosina y 80% pepsina

� de cordero - líquidos• 75 - 80% quimosina y 25 - 20% pepsina• presencia de esterasas (cantidad variable)• no contienen lipasa pregástrica

� cuajo de cordero en pasta Biostar• contiene lipasa pregástrica

� de cabrito?

CUAJO ANIMAL (cont.)� cuajos artesanales

� preparados por los mismos queseros• recetas diferentes según localidades

– en pasta– extractos líquidos– cuajar seco (tal cual)

� procedimientos laboriosos y largos� contaminación microbiológica de los cuajares� fuerza coagulante sin estandarizar de lote a lote

• prueba y error los primeros días con cada lote� composición enzimática desconocida

• % quimosina y % pepsina?• presencia de lipasa pregástrica?• otras actividades enzimáticas?

� variación de la composición enzimática durante la conservación• pérdida de actividad lipasa pregástrica

España:

Idiazabal,Cabrales, Palmero, Majorero

Italia : Pecorino Romano,Fiore Sardo, Pecorino Sardo

Grecia

Feta, Kefalotyri

Egipto

Ras

Zonas de utilización del cuajo artesano animal

Argelia: Takammart (cabra)

CUAJO VEGETAL� plantas cuajaleches: conocidas desde la antigüedad

� mundo greco-romano• la Iliada: 'la leche cuaja en fermento de higuera'

� actualmente:• cardo (Cynara cardunculus)• alcachofa (C. scolymus)• cardo mariano (Silybum marianum)• cardo estrellado (Centaurea

calcitrapa)• planta lechetrezna

(Euphorbia serrata)• piña, papaya• diente de león• ortiga (Urtica gracilis)• Calotropis procera• etc....

CUAJO VEGETAL (cont.)

� utilización:� países de la cuenca Mediterránea

• España, Portugal, Grecia• Norte de África

� Africa occidental quesos artesanos� Oriente medio� India, Afghanistán

� países occidentales ⇒ quesos vegetarianos (artesanos, industriales)

� cuajo artesano� cultivo de las plantas� recolección de flores de plantas silvestres� adquisición local de flores secas� no disponible comercialmente

CUAJO VEGETAL (cont.)

� composición de los extractos de flores de Cynara spp.� diversas proteasas:

• ciprosinas 1, 2 y 3• cardosinas A y B• otras proteasas

– actividad coagulante (κ-caseína)– acitividad proteolítica alta �

� no se ha descrito la presencia de lipasas o esterasas� composición variable; depende de:

• especie, condiciones agronómicas, climáticas

� fuerza coagulante muy variable:� preparaciones artesanales sin estandarizar

• especie utilizada, mezcla de especies• condiciones agronómicas, climatológicas• proceso de extracción

CUAJO MICROBIANO

� mezcla, más o menos compleja, de proteasas microbianas� obtenidas por fermentación y posterior purificación� microorganismos autorizados para uso alimentario:

• Rhizomucor miehei, Cryphonectria parasitica, Aspergillus oryzae� hidrólisis de la κ-caseína ⇒ coagulación de la leche� hidrólisis de las otras caseínas

• puede ser bastante amplia� enzimas termoestables

• algunas están desestabilizadas� todos son comerciales

� quesos con cuajo microbiano 'Halal' y 'Kosher'� quesos 'vegetarianos'

CUAJO MICROBIANO (cont.)

� productos comerciales� en formulaciones líquidas o en polvo� fuerza coagulante estandarizada y conocida

• exclusivamente proteasas� Hannilase de Christian Hansen (http://www.dsm.com/en_US/html/dfs/dairy-products-

enzymes.htm)

� Renilase de Ch. Hansen� Fromase de DSM (http://www.dsm.com/en_US/html/dfs/dairy-products-enzymes.htm)

� Marzyme de Rhodia

� lipasas comerciales (microbianas) para elaboración de quesos� se venden por separado� diferentes tipos de lipasas

CUAJO GENÉTICO

� gen que codifica la quimosina bovina� insertado en

• Aspergillus niger var. awamori (Chy-Max de Ch. Hansen)• Kluyveromyces lactis (Maxyren de DSM)

� quimosina producida por fermentación• muy purificada• no se detectan otras actividades enzimáticas

� idéntica a la quimosina bovina• misma secuencia de aminoácidos• mismas características enzimáticas

� cumple especificaciones de organismos internacionales� certificado 'Kosher' y 'Halal'� quesos 'vegetarianos'� formulaciones líquidas y en polvo

CUAJO GENÉTICO (cont).� quesos elaborados con cuajo genético

� Cheddar Camembert� Manchego Grana Padano� Emmental Montasio� Edam Parmigiano Reggiano� Feta St. Paulin� Gouda Tilsit� Mozzarela Asiago� Brie Creszenza

� características sensoriales indistinguibles de las de quesos elaborados con cuajo bovino (80% quimosina)

� gen que codifica la Cardosina A� todavía no disponible comercialmente

EL CUAJO EN LA MADURACIÓN DE LOS QUESOS

� principales procesos bioquímicos durante la maduración en los que interviene el cuajo

� proteolisis: degradación de las proteínas de la cuajada

proteínas péptidos * péptidos pequeñosgrandes intermedios *aminoácidos libres

� lipolisis: degradación de las grasas compuestosvolátiles

triglicéridos *ácidos grasos libres

* estos compuestos tienen importancia sensorial

*compuestos volátiles

EL CUAJO EN LA MADURACIÓN DE LOS QUESOS - PROTEOLISIS

� aprox. 10% de las proteasas del cuajo quedan retenidasen la cuajada� aumenta con:

• leche pasterizada• pH bajo al añadir el cuajo• pH bajo al desuerar• cantidad de cuajo utilizado: importancia de la estandarización

– evitar añadir mucho cuajo para ↓ tiempo de cuajado• tipo de cuajo:

– microbiano > vegetal > animal

EL CUAJO EN LA MADURACIÓN DE LOS QUESOS - PROTEOLISIS (cont.)

� otras proteasas presentes durante la maduración� plasmina de la leche� del cultivo iniciador� de los microorganismos de la leche (leche cruda)� de otros microorganismos que se desarrollan en el queso� especificidades diferentes: producen diferentes péptidos

• � texturas y sabores diferentes

� contribución de las proteasas a las características sensoriales� proteínas: textura

• textura blanda: proteolisis extensa� péptidos intermedios, pequeños: algunos son amargos� aminoácidos: precursores de compuestos volátiles

• aromas


� comparación con cuajos bovinos comerciales� cuajos animales artesanales de cordero o cabrito

• a igualdad de fuerza coagulante :– en general, no hay diferencias significativas en los parámetros

de la proteolisis» composición (pH, % ES, % proteína, % grasa...)» caseínas (electroforesis)» péptidos (fracción soluble a pH 4.6)

• si la fuerza coagulante, o la composición de Q y P es diferente �diferencias en proteolisis

� diferencias sensoriales en el queso (veremos más adelante)• si el artesanal tiene lipasa pregástrica: sí

� diferencias entre cuajo de cordero y de cabrito?


� diferencias entre cuajos comerciales bovinos y cuajos vegetales y microbianos� a igualdad de fuerza coagulante :

• vegetales y microbianos son mucho más proteolíticos� en general: buenos para quesos de maduraciones cortas

• texturas más blandas• posibilidad de aparición de sabores amargos (β-caseína)

� formulaciones microbianas específicas para quesos de maduraciones medias

� control del amargor:� microorganismos que producen exopeptidasas

• selección del cultivo iniciador y/o adjuntos� control de la cantidad de cuajo añadida

• control del pH al añadir el cuajo y al desuerar

EL CUAJO EN LA MADURACIÓN DE LOS QUESOS - LIPOLISIS

triglicéridos ácidos grasos libreslipasas

de cadena corta de cadena media o largabutírico, caproico, caprílico, cáprico mirístico, palmítico, oleico sabores picantes de quesos esteárico

italianos, Idiazabal

(en exceso: rancidez butírica) (en exceso: sabores jabonosos, rancios)

variedad de compuestos volátiles

EL CUAJO EN LA MADURACIÓN DE LOS QUESOS - LIPOLISIS (cont.)

� el 'sabor a cuajo' del queso depende de la presencia de lipasa pregástrica en el cuajo artesanal� libera ácidos grasos de cadena corta� � diferencias apreciables en características sensoriales

Idiazabal

� Lipasas pregástricas: perfil sensorial similar al cuajo en pasta.


� durante la maduración: � concentración de Ácidos Grasos Libres ↑↑ al ↑ la cantidad de lipasa

• quesos de 90 días de maduración� sabor picante ↑↑ al ↑ la cantidad de lipasa

� aroma más complejo: compuestos volátiles

� control de la cantidad de lipasa pregástrica del cuajo


� cuajos que tienen lipasa pregástrica:� artesanales de cordero (L) o de cabrito (K)

• en pasta y algunos líquidos, según las circunstancias� cantidad variable según métodos de preparación y conservación� lipasa pregástrica retenida en la cuajada se mantiene activa durante

la maduración (Idiazabal)

� sabores 'picantes' o 'pecorino'� queso Feta (L y K)� Pecorino Romano (L) sabores característicos y� Fiore Sardo (L) tradicionales� Idiazabal (L)� Majorero (K)� Manchego (L)� Zamorano (L) sabores distintos pero� queso de Murcia Al Vino (L) interesantes


� pruebas realizadas en Idiazabal

� sabor según cantidad de lipasa:� < 20 unidades / 100 L: difícil de percibir el sabor picante� 20 – 30 unidades / 100 L: quesos suaves� 75 – 125 unidades / 100 L: intensidad intermedia� más de 200 unidades / 100 L: quesos muy fuertes� exceso de lipasa � excesivo olor y sabor a butírico, rancidez

• necesario controlar la cantidad de lipasa del cuajo

� resultados comprobados por 15 queserías adscritas a la DO Idiazabal

CONCLUSIONES

� el cuajo tiene una doble función en la fabricación del queso:� coagulación de la leche� desarrollo de las características sensoriales

• composición enzimática del cuajo

� el tipo de cuajo y la cantidad utilizada:� recuperación de sabores tradicionales� obtener quesos con sabores y texturas diferentes

• diversificar los productos de una región

Calidad y Seguridad de Alimentos Fermentados

Bioquímica y Biología MolecularM. Virto, J.C. Ruiz de Gordoa y M. de Renobales

Nutrición y BromatologíaM. Albisu y F.J. Pérez Elortondo

Laboratorio de Análisis Sensorial

Tecnología de Alimentos

L.J. Rodríguez Barrón y A.I. Nájera

Consejo Regulador de la DO Idiazabal

productores asociados a la

DO

NeikerR. Ruiz, N. Mandaluniz, J. Arranz

Centro Tecnológico del Gobierno Vasco

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