Ultra-high pressure homogenisation of milk: effects on cheese-making
El objetivo de la tesis fue evaluar la aptitud tecnológica de la leche tratada por ultra alta presión homogenización (UHPH) como alternativa a la pasteurización en el tratamiento de higienización de la leche para la obtención de queso fresco. Dicho objetivo se llevó a cabo mediante (a) la determinac...
| Autor: | |
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| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2009 |
| País: | España |
| Institución: | CBUC, CESCA |
| Repositorio: | TDR. Tesis Doctorales en Red |
| OAI Identifier: | oai:www.tdx.cat:10803/5712 |
| Acceso en línea: | http://www.tdx.cat/TDX-0615110-105125 http://hdl.handle.net/10803/5712 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Cheese Milk High-pressure homogenisation Ciències de la Salut 637 |
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Trujillo Mesa, Antonio José Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Ciència Animal i dels Aliments |
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El objetivo de la tesis fue evaluar la aptitud tecnológica de la leche tratada por ultra alta presión homogenización (UHPH) como alternativa a la pasteurización en el tratamiento de higienización de la leche para la obtención de queso fresco. Dicho objetivo se llevó a cabo mediante (a) la determinación de las condiciones óptimas de presión y temperatura, estudiando los efectos de la UHPH en las propiedades de coagulación, (b) la identificación de cambios a nivel de las interacciones proteicas de la cuajada así como de la composición proteica de la membrana del glóbulo graso, (c) la evaluación de la aptitud quesera de la leche produciendo quesos frescos a escala piloto, (d) la determinación de la vida útil mediante el seguimiento de la evolución durante la conservación en refrigeración de la microbiota, composición y bioquímica de los quesos, (e) la evaluación de la textura, reología, microstructura y color de los quesos así como la aceptabilidad en su consumo mediante un análisis sensorial.<br/>La utilización de la UHPH con una sola etapa y presiones superiores a 200 MPa resultó en una mejora de las propiedades de coagulación. Las condiciones óptimas de tratamiento fueron establecidas como 300 MPa y 30 ºC. La UHPH favoreció las uniones vía calcio de las caseínas y las interacciones hidrofóbicas tanto de caseínas como de proteínas del suero en la cuajada, inhibiendo las interacciones vía puentes de hidrógeno. Al reducir significativamente el tamaño de los glóbulos grasos, la UHPH provocó la adsorción de proteínas de la leche a nivel de la membrana de los glóbulos grasos. La UHPH empeoró en cierta medida el corte de la cuajada produciéndose más finos de quesería por desmenuzado de los granos de cuaja e insuficiente cohesión de los granos. Los quesos frescos producidos con leche tratada por UHPH presentaron mayor vida útil (19 vs. 13 días). El crecimiento de lactococos fue potenciado durante los primeros días de la conservación. Por lo contrario, no se detectaron lactobacilos durante todo el período de almacenamiento. El crecimiento de levaduras y hongos fue parcialmente inhibido resultando en recuentos más bajos al final de la vida útil de los quesos. Durante el almacenamiento, los quesos producidos con leche tratada por UHPH presentaron menor desuerado que aquellos producidos con leches tratadas convencionalmente, resultando en contenidos más altos de humedad y sal. Aunque no se observaron diferencias en el contenido en grasa y proteínas, los quesos UHPH presentaron niveles más bajos de proteólisis y lipólisis. Así mismo, los perfiles en ácidos grasos libres fueron significativamente diferentes. La oxidación lipídica, detectada como el mayor inconveniente, resultó en un gran número de compuestos volátiles tales como aldehídos y cetonas cuya presencia explicó la aparición de flavores defectuosos detectados por algunos de los catadores. Finalmente, la UHPH resultó en quesos más firmes, menos deformables, con menor sensación acuosa en boca y más blancos. Estos cambios podrían atribuirse a los efectos de la UHPH en los glóbulos grasos. A excepción de la escasa sensación acuosa en boca, los catadores calificaron como mejores las características estructurales de los quesos frescos.<br/>En conclusión, los resultados obtenidos revelaron que la UHPH es una tecnología prometedora para el tratamiento de la leche de quesería ya que puede alargar la vida útil y mejorar algunas de las características tales como la textura y la microestructura de los quesos frescos. Al solventar los problemas de oxidación mediante la modificación de algunas piezas metálicas del equipo, se espera obtener quesos frescos con una calidad en el sabor similar o incluso superior a la de los quesos producidos con leche tratada convencionalmente. |
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Dicho objetivo se llevó a cabo mediante (a) la determinación de las condiciones óptimas de presión y temperatura, estudiando los efectos de la UHPH en las propiedades de coagulación, (b) la identificación de cambios a nivel de las interacciones proteicas de la cuajada así como de la composición proteica de la membrana del glóbulo graso, (c) la evaluación de la aptitud quesera de la leche produciendo quesos frescos a escala piloto, (d) la determinación de la vida útil mediante el seguimiento de la evolución durante la conservación en refrigeración de la microbiota, composición y bioquímica de los quesos, (e) la evaluación de la textura, reología, microstructura y color de los quesos así como la aceptabilidad en su consumo mediante un análisis sensorial.<br/>La utilización de la UHPH con una sola etapa y presiones superiores a 200 MPa resultó en una mejora de las propiedades de coagulación. Las condiciones óptimas de tratamiento fueron establecidas como 300 MPa y 30 ºC. La UHPH favoreció las uniones vía calcio de las caseínas y las interacciones hidrofóbicas tanto de caseínas como de proteínas del suero en la cuajada, inhibiendo las interacciones vía puentes de hidrógeno. Al reducir significativamente el tamaño de los glóbulos grasos, la UHPH provocó la adsorción de proteínas de la leche a nivel de la membrana de los glóbulos grasos. La UHPH empeoró en cierta medida el corte de la cuajada produciéndose más finos de quesería por desmenuzado de los granos de cuaja e insuficiente cohesión de los granos. Los quesos frescos producidos con leche tratada por UHPH presentaron mayor vida útil (19 vs. 13 días). El crecimiento de lactococos fue potenciado durante los primeros días de la conservación. Por lo contrario, no se detectaron lactobacilos durante todo el período de almacenamiento. El crecimiento de levaduras y hongos fue parcialmente inhibido resultando en recuentos más bajos al final de la vida útil de los quesos. Durante el almacenamiento, los quesos producidos con leche tratada por UHPH presentaron menor desuerado que aquellos producidos con leches tratadas convencionalmente, resultando en contenidos más altos de humedad y sal. Aunque no se observaron diferencias en el contenido en grasa y proteínas, los quesos UHPH presentaron niveles más bajos de proteólisis y lipólisis. Así mismo, los perfiles en ácidos grasos libres fueron significativamente diferentes. La oxidación lipídica, detectada como el mayor inconveniente, resultó en un gran número de compuestos volátiles tales como aldehídos y cetonas cuya presencia explicó la aparición de flavores defectuosos detectados por algunos de los catadores. Finalmente, la UHPH resultó en quesos más firmes, menos deformables, con menor sensación acuosa en boca y más blancos. Estos cambios podrían atribuirse a los efectos de la UHPH en los glóbulos grasos. A excepción de la escasa sensación acuosa en boca, los catadores calificaron como mejores las características estructurales de los quesos frescos.<br/>En conclusión, los resultados obtenidos revelaron que la UHPH es una tecnología prometedora para el tratamiento de la leche de quesería ya que puede alargar la vida útil y mejorar algunas de las características tales como la textura y la microestructura de los quesos frescos. Al solventar los problemas de oxidación mediante la modificación de algunas piezas metálicas del equipo, se espera obtener quesos frescos con una calidad en el sabor similar o incluso superior a la de los quesos producidos con leche tratada convencionalmente.Among the emerging technologies for minimal food-processing, ultra-high pressure homogenisation (UHPH) is a promising technology for liquid foods such as milk owing to the fact that (a) it is a continuous process, (b) it performs two separated processes at once, i.e., pasteurisation and homogenisation, (c) it can deal with volumes usual at pilot-scale with a view to go for larger volumes such as those at production-scale, (d) it can provoke high temperatures but at such a short time that heat effect can be minimised, and finally, (e) it requires the same equipments as a common homogeniser. UHPH, as a food technology alternative to conventional heat-treatments, is currently investigated in a wide range of liquid foods. Research not only aims at evaluating the effects on the liquid food itself but also on the capacity in obtaining manufactured products and the quality of the final products. <br/>The present thesis aimed at assessing the suitability of UHPH as an alternative to conventional processes for the manufacture of starter-free fresh cheeses through (a) determination of optimal pressure and temperature conditions for cheese production, by studying the effects of UHPH on the rennet coagulation properties, (b) identification of changes at the nature of protein interactions and the protein composition of the milk fat globule membrane (MFGM), in order to better understand the overall effect of UHPH on the coagulation and cheese-making properties of milk, (c) evaluation of the suitability of UHPH-treated milk for the manufacture of fresh cheeses, by producing starter-free fresh cheeses at a pilot-scale, (d) determination of the shelf life of produced cheeses, by following their microbiological, compositional and biochemical evolution during cold storage, (e) evaluation of the texture, rheology, microstructure and colour of produced cheeses, and their aptness for consumption through a sensory analysis.<br/>Rennet coagulation properties of milk were enhanced by single-stage UHPH over 200 MPa, and optimal UHPH conditions were set to 300 MPa and 30 ºC. UHPH increased calcium-bonding of caseins within curds, impaired hydrogen bonding and favoured hydrophobic interactions. Moreover, by greatly reducing milk fat globule size, UHPH provoked the adsorption of milk proteins onto the MFGM. UHPH impaired in some extent curd cutting due to crumbling, improper matting and poor grain cohesion. Cheeses from UHPH-treated milk showed longer microbiological shelf life (19 vs. 13 days). Lactococci growth was enhanced at an early stage of the storage period but lactobacilli were not detected. The growth of yeasts and moulds was partly inhibited resulting in lower counts at the end of their shelf life. During storage, UHPH cheeses expelled less whey than those from conventionally treated, resulting in higher moisture and salt contents. Although fat and protein contents on a dry basis were not affected, lower levels of proteolysis and lipolysis were observed. Moreover, free fatty acid profiles greatly differed. Oxidation was found to be the major drawback resulting in a great number of volatile compounds, e.g., aldehydes and ketones, which presence explained off-flavours detected by some panellists. Finally, UHPH treatment of milk resulted in firmer, less deformable, with lower water-mouth feeling, and whiter fresh cheeses. Such changes could be attributed to the effects on the fat globules. Except for the dry mouth-feeling, the sensory panel described the structural attributes of cheeses from UHPH-treated milk as their best characteristics.<br/>In conclusion, these results show that UHPH is a promising technology as treatment of milk for the manufacture of fresh cheese by increasing their shelf life and improving some of their characteristics such as texture and microstructure. By solving the oxidation problems through the modification of some metal pieces of the UHPH equipment, fresh cheeses with similar or even higher flavour quality are expected to be obtained with UHPH-treated milk than with conventionally treated milk.Universitat Autònoma de BarcelonaTrujillo Mesa, Antonio JoséUniversitat Autònoma de Barcelona. Departament de Ciència Animal i dels Aliments2011201020092010info:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionapplication/pdfapplication/pdfhttp://www.tdx.cat/TDX-0615110-105125http://hdl.handle.net/10803/5712TDX (Tesis Doctorals en Xarxa)reponame:TDR. Tesis Doctorales en Redinstname:CBUC, CESCAInglésADVERTIMENT. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs.info:eu-repo/semantics/openAccessoai:www.tdx.cat:10803/57122026-06-14T12:46:07Z |
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