La transformación de la leche en queso comparte en general los siguientes procesos:
• Coagulación: este proceso incluye las modificaciones físico-químicas de las micelas de caseína debido a la acción de enzimas proteolíticas y/o agentes acidificantes que inducen a la formación de una red proteica conocida como coágulo o gel.
• Desuerado: este proceso corresponde a la separación de una parte del suero debido al corte del gel formado y los posteriores procesos de moldeado y prensado por los que se obtiene la cuajada o queso fresco.
• Maduración: este proceso consiste en una serie de modificaciones bioquímicas de los componentes de la cuajada o queso fresco debido a la acción de enzimas de diferentes orígenes (endógenas de la leche, enzimas coagulantes y enzimas del fermento).
Dependiendo de los parámetros tecnológicos usados y la ejecución de procesos adicionales (como el prensado y el salado) es posible obtener una gran variedad de quesos. Las características de textura, flavor y aroma del producto final están determinadas por la composición de la leche, el pH de la cuajada y por las condiciones de maduración (Brulé et al., 2000).
Coagulación
Los procesos tecnológicos previos a la coagulación influyen grandemente sobre la aptitud tecnológica de la leche. El proceso que se aplica comúnmente a la mayoría de productos alimentarios es el tratamiento térmico, que tiene como objetivo principal inactivar posibles microorganismos patógenos asociados con enfermedades y de deterioro del alimento (Kelly y Fox, 2006). La pasterización baja (62,8 ºC por 30 min o 72 ºC por 15 s) es el tratamiento térmico más utilizado en la industria láctea y su efecto sobre la composición y las propiedades tecnológicas de la leche de vaca es conocido (Van Hooydonk et al., 1987). Sin embargo, debido a las diferencias entre especies, los cambios observados en leche de vaca no son extrapolables a la leche de oveja y cabra (Raynal-Ljutovac et al., 2007). Raynal y Remeuf (1998) estudiaron el efecto del tratamiento térmico sobre las propiedades físico-químicas y tecnológicas de la leche de vaca, cabra y oveja. Estos autores observaron que conforme aumenta el tiempo y la temperatura del tratamiento térmico, se produce un incremento del tiempo de coagulación, un aumento del tiempo de agregación, una disminución de la firmeza del gel y una menor capacidad de desuerado. No obstante, estos efectos fueron más marcados en la leche de vaca en comparación a lo observado en la leche de cabra y oveja.
La primera etapa para la obtención de queso se inicia con la hidrólisis enzimática de la k- CSN. Esta hidrólisis altera las propiedades de las micelas de forma que se vuelven inestables y tienden a agregarse y conforme la reacción avanza se forman entramados proteicos que dan lugar al gel o coágulo. Existen varias enzimas de origen animal, vegetal y microbiano que pueden coagular la leche. Las enzimas proteolíticas que se extraen del estómago de los terneros lactantes son las más usadas en la elaboración de queso madurado. Esta preparación
enzimática conocida como cuajo, contiene fundamentalmente dos proteasas que son la quimosina y la pepsina, siendo la primera la principal enzima presente (Brulé et al., 2000).
Es posible diferenciar tres fases durante la coagulación enzimática: la primera es la hidrólisis de la k-CSN por acción de la quimosina, la segunda consiste en la agregación o floculación de las micelas y el tercero corresponde al desarrollo de una red proteica por reticulación que da lugar al gel (Brulé et al., 2000). La k-CSN es la proteína de la leche que actúa como estabilizador coloidal y previene la precipitación de las micelas (Carlson y Hill, 1987a). Cuando la quimosina hidroliza la k-CSN en el enlace peptídico Phe105-Met106, produce la rotura de la cadena proteica que da lugar a la formación de para-k-CSN o k-CSN (f1-105) y de un macropéptido o k-CSN (f106-169). Esta hidrólisis tan específica provoca la reducción del área superficial de las micelas y una menor repulsión entre ellas desestabilizando el sistema coloidal (Brulé et al., 2000). La concentración inicial de caseína, la concentración de la enzima, la temperatura y el pH son algunos de los factores que afectan la velocidad de la reacción enzimática.
La hidrólisis de la k-CSN provoca la floculación irreversible de las micelas y la posterior agregación de las partículas. Este proceso de aglomeración es complejo y está limitado por el grado de hidrólisis de la k-CSN. Cuando la caseína hidrolizada es menor al 60-80%, la floculación ocurre lentamente, sin embargo cuando el grado de hidrólisis supera este porcentaje, es rápida y promueve la formación de grandes agregados micelares, que incluso son visibles y forman espontáneamente el gel (Carlson y Hill, 1987a,b). Los iones de calcio tienen un impacto importante sobre la asociación de las micelas hidrolizadas. La adición de iones en forma de cloruro de calcio reduce la velocidad de agregación e incrementa la firmeza de la cuajada; por el contrario, si el contenido de calcio en la leche disminuye en un 30%, no se produce la coagulación de las micelas (Mistry, 2006).
La última fase de coagulación de la leche, es la formación del coágulo o gel. Los agregados formados durante la floculación se unen a través de enlaces hidrofóbicos y fuerzas electrostáticas que van otorgando firmeza al coágulo (Carlson y Hill, 1987c). Al inicio, el incremento en la firmeza de la matriz se debe al mayor número de moléculas que se unen progresivamente, y posteriormente es el resultado de la fusión de las micelas (Walstra et al., 1999). Las características finales del gel deben ser apropiadas para evitar las pérdida de proteína y grasa durante el corte y sinéresis de la cuajada (Brulé et al., 2000). Los principales
factores que afectan la firmeza del gel son el pH, la concentración de iones de calcio, la concentración de proteína y el tratamiento térmico de la leche previo a la coagulación (Singh y Fox, 1986).
Desuerado
Los geles obtenidos por coagulación enzimática son bastante estables si no se manipulan; no obstante al cortar el gel éste se contrae y provoca la sinéresis de la cuajada. Los factores que promueven la sinéresis son: el cortado de la cuajada (que puede ser fino o grueso), la disminución del pH, la presencia de iones de calcio, el incremento de la temperatura y la agitación de la cuajada durante el calentamiento. Otros parámetros, como el contenido de grasa y proteína de la leche, así como la firmeza inicial del gel también influyen sobre el proceso de desuerado (Fox y McSweeney, 1998). El resultado de esta etapa es la obtención de una “masa” de coágulos que posteriormente se moldearán y prensarán obteniéndose por otro lado una fracción acuosa que se denomina suero. El suero contiene los componentes solubles de la leche (lactosa, sales minerales y fracciones del nitrógeno soluble) y también trazas de componentes insolubles como algunas partículas de grasa y proteínas (Ramet, 2000).
Madurado
El proceso de fabricación de queso conlleva la concentración de los principales componentes de la leche mediante la extracción parcial del agua. El producto que resulta de este proceso tiene una textura húmeda, elástica y es esencialmente insípido. Mediante el proceso de maduración, cada tipo de queso desarrolla su aroma, textura y flavor característicos debido a una serie de fenómenos promovidos principalmente por agentes proteolíticos y lipolíticos además de la degradación de la lactosa y citrato por parte del sistema enzimático de los cultivos adicionados (El Soda, 1997). A continuación se describirán brevemente estos procesos que ocurren durante la maduración.