EXPOSICIN UHTINTRODUCCIN El proceso trmico ms conocido al que se somete la leche se denomina pasteurizacin, en honor a Louis Pasteur (1822-1895), quien a mediados del siglo XIX prob que calentar ciertos alimentos y bebidas como la leche disminua de manera sensible el nmero de microorganismos presentes. Hacia fines de siglo XIX, los alemanes probaron que ste procedimiento resultaba eficaz para la destruccin de las bacterias presentes en la leche cruda. De este modo, dieron origen no slo a un importante mtodo de conservacin, sino tambin a una medida higinica fundamental para cuidar la salud de los consumidores y conservar la calidad de los alimentos. Los avances tecnolgicos en este proceso, de pasteurizacin, han permitido fabricar productos lcteos mediante el mtodo UHT (Ultra High Temperature por sus siglas en ingls) o en espaol UAT (Ultra Alta Temperatura), mediante el cual la leche se calienta a por lo menos 138C durante 2 segundos. De esta manera, la leche puede ser almacenada durante dos o tres meses manteniendo condiciones de inocuidad, incluso ms si el proceso se combina con un el uso de instrumental y contenedores previamente esterilizados. Desde este punto de vista, la esterilizacin va UHT es superior al mtodo HTST (High Temperature, Short Time), ms popular en algunos pases. FUNDAMENTOUHT es la abreviacin de Ultra High Temperature (Ultra Alta Temperatura). El tratamiento UHT es una tcnica de preservacin de alimentos lquidos mediante su exposicin a un breve e intenso calentamiento, normalmente a temperaturas en el rango de 135-140C. Este breve perodo de exposicin mata a todos los microorganismos que podran de otra manera afectar a la salud humana y/o destruir los productos, adems, produce una mnima degradacin del alimento y de sus propiedades organolpticas. Si bien es un proceso que produce alimentos de calidad y con vida prolongada en anaquel, requiere un equipo complejo y una planta para empaque asptico (materiales de empaque, tanques, las bombas, etc.), adems, operarios ms experimentados.El tratamiento UHT es un proceso continuo que tiene lugar en un sistema cerrado que previene que el producto sea contaminado por microorganismos presentes en el aire. El producto pasa a travs de pasos de calentamiento y enfriamiento en rpida sucesin. El envasado asptico para evitar la reinfeccin del producto, es una parte inherente al proceso.APLICACIONES DE LA ULTRA ALTA PASTEURIZACIN El tratamiento UHT es un proceso continuo, y sus aplicaciones son por lo tanto limitadas a productos que pueden ser bombeados. Este tratamiento puede ser aplicado a un amplio abanico de productos lcteos y productos alimentarios en general: Leche lquida y recombinada. Leche concentrada. Cremas lcteas. Bebidas con leche de sabores. Productos lcteos fermentados (yogurt, mantequilla, etc) Bebidas basadas en sueros. Helados. Postres. Bebidas de protenas. Bebidas de soja. Comida para bebs. Ingredientes y cremas basadas en grasas vegetales. Sopas, salsas, purs Soluciones nutricionales. Leche UHTDefinicin Decreto 616: Es el producto obtenido mediante proceso trmico en flujo continuo, aplicado a la leche cruda o termizada a una temperatura entre 135C a 150C y tiempos entre 2 y 4 segundos, de tal forma que se compruebe la destruccin eficaz de las esporas bacterianas resistentes al calor, seguido inmediatamente de enfriamiento a temperatura ambiente y envasado asptico en recipientes estriles con barreras a la luz y al oxgeno, cerrados hermticamente para su posterior almacenamiento, con el fin de que se asegure la esterilidad comercial sin alterar de manera esencial ni su valor nutritivo ni sus caractersticas fisicoqumicas y organolpticas, la cual puede ser comercializada a temperatura ambiente.Objetivo De La UHT En La Leche Obtener un producto libre de microorganismos y toxinas dainas para la salud. Modificar lo menos posible las caractersticas fsicas, qumicas y organolpticas de la leche. Que permanezca estable durante un periodo largo de tiempo (sin refrigeracin).Proceso De Obtencin De La Leche UHTEl proceso general de obtencin de leche UHT es el siguiente:

En el proceso de recepcin, la leche es bombeada a travs de un filtro, que recoge las materias extraas visibles, para llegar a un desairado donde se elimina el aire. En ocasiones existe otro desairado en zonas posteriores de la instalacin. Despus se procede a eliminar la suciedad y clulas de la leche cruda mediante la clarificacin y se realiza en su caso la normalizacin, en la que se ajusta el contenido graso final de la leche.

En ocasiones, la leche debe permanecer un cierto tiempo hasta que se realiza la esterilizacin y el envasado, periodo en el cual debe almacenarse refrigerada. Antes o despus de la operacin de esterilizacin, se realiza la homogeneizacin, en la que se rompen los glbulos de grasa reduciendo la tasa de formacin de nata, mejorando la emulsin de la grasa y el sabor.

Tras el proceso UHT, la leche se enfra y se envasa de forma asptica en recipientes estriles opacos a la luz. Tras el envasado, los envases deben quedar hermticamente cerrados y ser estancos tanto a lquidos como a microorganismos.

Proceso detallado (opcional)

Recepcin: Tras la llegada de la leche a la central, se determina la cantidad recibida (midiendo el volumen o el peso) y su calidad tanto fsico-qumica como higinica.

Posteriormente se realiza un filtrado de la leche con filtros de acero inoxidable de dimetro de paso de 0.2 a 1mm, para eliminar las partculas ms groseras. En la zona de descarga, se realiza la limpieza de las cisternas que han sido utilizadas para el transporte de la leche.

Desaireacin: Esta operacin es necesaria debido al alto porcentaje de aire que contiene la leche cruda, y al aumento de ste durante el manejo de la leche en la instalacin (puede llegar al 10% del volumen total). Si no se elimina el aire se pueden producir incrustaciones en equipos, falta de precisin en el desnatado, en la homogeneizacin, etc.

La desaireacin se realiza en primer lugar en un tanque a presin atmosfrica y posteriormente, antes de la esterilizacin, con equipos a vaco (slo en algunos casos). Los primeros se colocan en distintos lugares de la instalacin (cisternas, tuberas, bombas, etc.), mientras que los segundos se emplean antes de la llegada de la leche al esterilizador y en caliente.

El tratamiento a vaco consigue eliminar tanto el aire disperso como el disuelto. La leche, previamente calentada se introduce en la cmara de expansin, donde se ha creado un vaco equivalente a un punto de ebullicin de unos 7-8 C menos que la temperatura de la leche, de tal forma que la cada de presin provoque la salida del aire. Los vapores pasan a un condensador, donde la leche condensada vuelve con el resto y los gases son separados.

Clarificacin: La clarificacin tiene por objeto la eliminacin de partculas orgnicas e inorgnicas y aglomerados de protenas. Este tipo de equipos se basa en la separacin por centrifugacin, que permite separar partculas de hasta 4-5mm de dimetro.

Las clarificadoras de leche estn formadas por un cuerpo cnico relleno de un cierto nmero de aletas con una inclinacin determinada. La leche entra por la parte exterior de las aletas, y al subir entre ellas las partculas de mayor densidad (impurezas) van yendo hacia abajo por la fuerza centrfuga. Existen dos tipos de clarificadoras: las auto-limpiables y las que deben desmontarse para su limpieza.

Equipos similares se utilizan para la normalizacin del contenido en materia grasa, aunque stos disponen de distintas salidas para las impurezas, leche desnatada y nata. Se les denomina desnatadoras o centrfugas-separadoras.

Las desnatadoras pueden ser semi-abiertas (en la zona de entrada de la leche hay presin atmosfrica) o hermticas, siendo estas ltimas las que tienen una mayor precisin en el desnatado.

Homogeneizacin: La homogeneizacin evita la separacin de la nata y favorece una distribucin uniforme de la materia grasa. Durante esta operacin, el dimetro de los glbulos grasos se reduce de 10 a 1mm. Este efecto se consigue haciendo pasar a la leche por pequeas ranuras a alta presin. En los sistemas UHT directos, la homogeneizacin se realiza despus del tratamiento trmico.

Tratamiento UHT: El proceso trmico UHT consiste en la aplicacin de altas temperaturas durante cortos espacios de tiempo (por lo menos 135C durante 1 segundo).

Limpieza: Los niveles de higiene en las instalaciones y equipos de las industrias lcteas son muy elevados debido a las caractersticas de la materia prima utilizada y los productos fabricados. Por ello, las operaciones de limpieza de equipos e instalaciones deben ser minuciosas y frecuentes, debiendo asegurar los niveles de higiene mnimos exigibles. Las operaciones de limpieza poseen una tecnologa propia y cuentan con una gestin independiente. La determinacin de los puntos crticos de contaminacin dentro del proceso y una buena programacin son fundamentales para conseguir limpiezas efectivas.

Envasado: Es la ltima etapa del proceso, y consiste en el llenado de los envases con el producto. El factor ms importante es el mantenimiento de las condiciones aspticas del proceso.

Diagrama de flujo de la fabricacin dela leche UHT

Caractersticas Fisicoqumicas De La Leche UHT

La leche de los animales bovinos debe cumplir con las siguientes caractersticas fisicoqumicas (Decreto 616):

Parmetro/unidadenterasemidescremadadescremada

Grasa % m/v mnimo3.01.5 2.00.1 0.5

Extracto seco total % m/m mnimo11.209.708.65

Extracto seco desengrasado % m/m mnimo8.208.208.65

PeroxidasaNegativaNegativaNegativa

FosfatasaNegativaNegativaNegativa

Min.Max.MinMaxMinMax

Densidad 15/15 Cg/ml1.02951.03301.0301.03351.0331.036

Acidez expresado como cido lctico %m/v0.130.170.130.170.130.17

ndice C-0.540-0.510-0.5400.510-0.540-0.510

Crioscopico H-0.560-0.530-0.560-0.530-0.560-0.530

Tabla 1. Caractersticas Fisicoqumicas De La Leche UHT

Ventaja Y Desventajas Del Tratamiento UHT En La Leche

Ventajas

Comparado con otros mtodos de conservacin trmica el tratamiento UHT

Vida til ms larga, la duracin de la leche pasteurizada es de 4 a 7 das, mientras que la leche larga vida es de 120 a 180 das. Hay una mayor digestibilidad de las protenas debido a la desnaturalizacin de stas, por ser ms altas las temperaturas empleadas. Posibilidad de utilizar envases ms baratos, ya que el producto es esterilizado antes de su envasado. No tiene importancia el tamao del envase en la esterilizacin, ya que se esteriliza antes. No se requiere vehculos refrigerados para su transporte. No sufre cambios durante el trasporte y el almacenamiento Ahorro energtico. Instalaciones ms automatizadas, con lo que se aumenta el rendimiento. Libre de microorganismos patgenos y esporulados. Hay menor oxidacin de las grasas, aumentando la vida til y evitando la formacin de radicales libres.

Desventajas

Alta inversin inicial. Se necesita equipo complejo y una planta para empaque asptico (materiales de empaque, tanques, las bombas, mantener estril el aire y las superficies de la zona de procesado); operarios ms experimentados, debe mantenerse esterilidad en el empaque asptico. Mantenimiento de la Calidad: Las lipasas termo-resistentes o proteasas pueden conducir a un deterioro del sabor, envejecimiento de la leche. Tambin hay produccin de un sabor ms pronunciado a cocido en la UHT.

Modificaciones En La Leche UHT

Cambios Bacteriolgicos Y Qumicos En El Tratamiento Con Alta Temperatura

Cuando la leche es mantenida a una temperatura alta por un largo perodo de tiempo, se forman ciertos productos de reaccin, lo que resulta en decoloracin (pardeamiento). Tambin adquiere un flavor acaramelado y cocido, y ocasionalmente hay una gran cantidad de sedimento. Estos efectos son mayormente evitados por un tratamiento de calor a alta temperatura por un corto tiempo. Es importante que la combinacin de tiempo y temperatura sea elegida de tal forma que la destruccin de esporas sea satisfactoria y que al mismo tiempo el dao ocasionado a la leche por el calor sea mantenido al mnimo nivel posible.

La Figura semi-logartmica, marca en ordenadas el tiempo de calentamiento o el tiempo equivalente de calefaccin (en escala logartmica) y marca en abscisas las temperaturas. Ella muestra la interaccin entre el efecto esterilizante y el efecto de las reacciones de deterioro qumico, como lo es la reaccin de pardeamiento. La lnea A representa el lmite inferior de las combinaciones tiempo/temperatura que causan que la leche se vuelva marrn. Ir hacia arriba y/o hacia la derecha implica pardear la leche. La grfica anota que la pendiente de la lnea llena B corresponde a un concepto a considerarse ms abajo, el del efecto esterilizante o valor letal logartmico de 9. Dicha lnea llena B (muy sesgada, que pasa por el rectangulito superior) es el lmite inferior de las combinaciones para una completa esterilizacin (destruccin de las esporas termfilas). Las regiones de la esterilizacin dentro de recipientes y del tratamiento UHT estn marcadas especialmente en la figura. La zona vlida para procesar por la tcnica de UHT no pardea, sobre-esteriliza las esporas mesoflicas, tiene margen de seguridad para las esporas termoflicas, y no llega a destruir, en general, un 3 % de la tiamina presente inicialmente. En esa zona se afecta insignificantemente a la lisina, menos del 1 %.

Obsrvese que las dos zonas marcadas tienen lmites horizontales abajo y verticales a la derecha, en este ltimo caso 115C y 150C, respectivamente para la regin batch en envase y para la esterilizacin UHT, ambos por motivos prcticos. La figura muestra que mientras los dos mtodos tienen el mismo efecto esterilizante hay una gran diferencia en los efectos qumicos (reaccin de pardeamiento y de destruccin de vitaminas y aminocidos). Procesos de esterilizacin en zonas intermedias entre las dos aqu marcadas muestran una diferencia menor o mucho menor, segn los parmetros de tiempos/temperaturas usados. Esta es la razn por la cual la leche UHT tiene un mejor sabor y un mayor contenido nutritivo que la leche esterilizada en el envase.

Principales Problemas Microbiolgicos De Las Leches UHT

Principalmente son dos problemas:

Esporas en leche cruda: para asegurar su ausencia cuando se trata de tratamientos indirectos deberamos emplear temperaturas ms elevadas o tiempos ms amplios, por lo que la leche puede quedar tostada o bien se puede recurrir a un tratamiento directo pero aumentan muchos los costes (el consumo energtico de los tratamientos directos es muy elevado). Re-contaminacin: este riesgo existe cuando el envasado asptico y el cierre hermtico de los envases no son correctos.

Todo ello lo podemos evitar empleando materias primas con una menor contaminacin de origen, teniendo precaucin con la recirculacin de la leche en los equipos y evitando un mal cierre de los envases.

Organismos Afectados

Entre los organismos cuyas poblaciones se pueden reducir considerablemente con la pasteurizacin de la leche se cuentan los siguientes:

Brucella abortus Campylobacter jejuni Escherichia coli Coxiella burnetii Escherichia coli (0157:H7) Listeria monocytogenes Mycobacterium tuberculosis Mycobacterium bovis Salmonella enterica serotypes Streptococcus pyogenes Yersinia enterocolitica

Efectos De La Conservacin Por UHT

El tratamiento puede originar dao tecnolgico de diferentes magnitudes sobre el valor biolgico (protenas y vitaminas) y sobre las caractersticas organolpticas del producto final (color, olor y sabor). En el proceso UHT Las micelas de casena y los glbulos de grasa sufren modificaciones en su frgil integridad, ya que su estabilidad es determinada por las fuerzas fsicas de interaccin moleculares que son afectadas por el calor intenso.

Tambin se pueden apreciar las siguientes modificaciones:

En cuanto a las protenas debemos hacer la siguiente distincin: La casena apenas se modifica. Las protenas sricas se modifican parcialmente.

Reacciones de Maillard: La formacin de complejos lisina - lactosa son poco intensos. Formacin de hidroximetilfurfural (HMF), la cual contina durante el almacenamiento.

Otras modificaciones: Los minerales sufren pocas modificaciones, slo en la distribucin entre fracciones en forma coloidal y en disolucin. En la UE se est valorando establecer un lmite en el contenido de lactulosa en la leche, aunque an se ha determinado este lmite. La lactulosa es un compuesto que se forma por accin del calor a partir de la lactosa y nos indica la intensidad del tratamiento (se forma ms lactulosa en un tratamiento indirecto ya que es ms agresivo, mientras que en un proceso directo se producen menos modificaciones qumicas). En cuanto a las vitaminas se sufren algunas prdidas sensibles, aunque no de las vitaminas importantes desde un punto de vista nutricional, como por ejemplo de vitamina C.

Las enzimas sufren las siguientes modificaciones: Las proteasas (propias de la leche y microbianas) no se inactivan completamente, lo cual supone un peligro en el almacenamiento posterior. Las lipasas nativas se inactivan totalmente, mientras que las lipasas microbianas no se inactivan totalmente.

Modificaciones Del Valor Nutricional En Las Leches Tratadas Trmicamente

Vitamina C La actividad biolgica de la vitamina C es debida a la presencia en los alimentos de una de las dos sustancias siguientes: el cido ascrbico o su forma oxidada. El cido dehidroascorbico.

La leche nativa, en el momento de la secrecin, solo contiene cido ascrbico, pero pasadas algunas horas el 10-25% del cido ascrbico se transforma en cido dehidroascorbico, perdindose la capacidad anti-oxidativa en la proporcin sealada, pero no la actividad nutricional como la vitamina C.

El proceso de pasteurizacin determina prdidas del orden del 10-19% en el contenido en vitamina C de la leche, siendo tanto ms elevada cuanto mayor es el tratamiento trmico aplicado. En la leche pasteurizada puede encontrar que la relacin cido ascrbico/cido dehidroascorbico aumenta en relacin a la de la leche cruda, como consecuencia de la reduccin del cido dehidroascorbico a cido ascrbico por la oxidacin de los grupos sulfhidrilos.

Las prdidas de vitamina C aumentan durante cl proceso de almacenado, vindose fuertemente influenciadas por la presencia de oxgeno en el envase y por la accin de la luz. En leche envasada en polietileno y expuesta a la luz, se pueden observar prdidas del 50-90% del contenido en vitamina C, mientras que, en las mismas condiciones, se observan prdidas del 30-60% en envases de papel-polietileno.

El tratamiento UHT determina la destruccin o transformacin en cido ascrbico, de todo el cido dehidroascorbico presente. Las prdidas en cido ascrbico pueden oscilar entre el 10-90%, en funcin de la cantidad de oxigeno presente en la leche en el momento del tratamiento UHT.

cido flicoLa leche es una fuente importante de cido flico en la dieta. En la leche el cido flico se encuentra en forma de folacinas, compuestos a base de cido glutmico y cido metiltetrahidroflico. La leche nativa contiene aproximadamente el 60% del cido flico en forma de cido monoglutmico- metiltetrahidroflico.

Las folacinas presentes en la leche son sensibles a la oxidacin.

El proceso de pasteurizacin determina prdidas del 5-10% del contenido en folacinas. Durante el almacenado de la leche pasteurizada no parecen apreciarse prdidas sensibles del contenido en folacinas. Esta reduccin se ve influenciada por el nivel de cido ascrbico presente, ejerciendo esta sustancia un papel protector de la destruccin de las folacinas.

El tratamiento UHT determina prdidas del orden del 10-20 en el contenido de folacinas. No obstante, posiblemente ligado al papel protector de la vitamina C, las prdidas de folacinas, tanto en el proceso UHT como en el almacenamiento posterior, estn fuertemente vinculadas con el nivel de oxgeno disuelto en la leche; las prdidas de folacinas aumentan sensiblemente en las leches no des-gasificadas, con elevados contenidos en oxgeno disuelto.

Vitamina B12 El tratamiento de pasteurizacin determina prdidas del 5-10% del nivel de vitamina B12 presente en la leche. No se constatan perdidas apreciables del contenido en vitamina B12 a lo largo del almacenado en refrigeracin de la leche pasteurizada.

Los tratamientos UHT determinan prdidas del orden de 5-30% en el contenido en vitamina B12. Este fenmeno no parece estar influenciado por el contenido en oxigeno de la leche. 12 semanas de almacenamiento de la leche UHT parecen determinar prdidas del 80% en el contenido en vitamina B12.

Vitamina B6El tratamiento de pasteurizacin determina prdidas inferiores al 10% en el contenido en vitamina B6 de la leche. Durante el almacenamiento de la leche pasteurizada se pueden apreciar prdidas sensibles del contenido en vitamina B6 si los envases se exponen a la luz y carecen de proteccin frente a sta.

Los tratamientos UHT determinan prdidas inferiores al 20% en el contenido en vitamina B6. Durante el almacenado de la leche UHT se pueden observar prdidas sensibles del contenido en vitamina B6, prdidas del orden de un 35% pueden detectarse en leche UHT almacenada a temperatura ambiente durante 6 semanas.

Riboflavina La Riboflavina es una sustancia termoestable e insensible a la presencia de oxigeno; no obstante, se destruye con facilidad bajo la accin de la luz.

El tratamiento de pasteurizacin no determina prdidas apreciables del contenido en riboflavina de la leche. Prdidas sensibles del contenido en riboflavina se aprecian cuando la leche pasteurizada se almacena en envases que no protegen de la luz. As pueden detectarse prdidas del orden del 13% en leches pasteurizadas en envases de polietileno, expuestas a la luz durante 24 horas, y del orden del 4% en envases de papel expuestos a las mismas condiciones.

Los tratamientos UHT determinan prdidas del contenido en riboflavina inferiores al 10%. En envases que protegen de la luz, no se detectan prdidas sensibles del contenido en riboflavina en la leche UHT

Tiamina La tiamina es una de las vitaminas ms termolbiles. El tratamiento de pasteurizacin determina prdidas del orden del 10% del contenido en tiamina.

Los tratamientos UHT determinan prdidas de tiamina inferiores al 20%. No se constatan prdidas de tiamina durante el almacenado de la leche UHT.

Niacina, cido pantotnico y biotinaEl cido nicotnico (niacina), el cido pantotnico y la biotina son las vitaminas ms estables presentes en la leche.

Los tratamientos UHT determinan prdidas inferiores al 10% del contenido en cido nicotnico y cido pantotnico. Se aprecian prdidas del 20% en el contenido en cido nicotnico y cido pantotnico despus de 6 semanas de almacenado de la leche UHT. El tratamiento UHT y el almacenado de este tipo de leche no parecen afectar al contenido en biotina.

Vitaminas A, D y E Los tratamientos de pasteurizacin y de esterilizacin UHT no determinan prdidas apreciables de los contenidos en vitaminas A, D y E. El proceso de conservacin de la leche pasteurizada no determina disminuciones apreciable; del contenido en estas vitaminas. Se observan prdidas del contenido en vitamina A, que pueden alcanzar niveles del 50% a los 15 das, en las leches UHT. Los niveles de vitamina D y E se mantienen constantes durante el almacenado de la leche UHT.

Protenas y aminocidos El proceso de pasteurizacin determina la desnaturalizacin de una parte de las protenas solubles, siendo este fenmeno proporcional a la intensidad del tratamiento. En la leche pasteurizada no se observa ninguna disminucin de la calidad nutricional de las protenas en relacin o la leche cruda.

Modificaciones del favor inducidas por tratamientos trmicos Se entiende por flavor la sensacin percibida por el cerebro como consecuencia de la combinacin de las percepciones de sabor y olor al ingerir un alimento. El proceso de pasteurizacin, especialmente si se lleva a cabo a baja temperatura y corto tiempo, modifica solo ligeramente el sabor de la leche.

La leche UHT procesada posee un flavor franco, a cocida. Esta sensacin va disminuyendo llegando a ser mnima a los 6 das de realizado el tratamiento. Pasado ste plazo, el flavor se va deteriorando lentamente a lo largo de la vida de la leche UHT. Los sobones atpicos, amargos o astringentes, que se desarrollan en determinadas leches UHT a lo largo de su almacenado son consecuencia de procesos proteolticos que tienen lugar en las mismas como consecuencia de la presencia de proteasas termo-resistentes de origen microbiano.

NutrimentoPerdida UHT

Vitamina C10-90%En funcin de la cantidad de oxigeno presente en la leche en el momento del tratamiento UHT.

cido Flico (Folacinas)10-20%Las prdidas de folacinas aumentan sensiblemente en las leches no des-gasificadas, con elevados contenidos en oxgeno disuelto.

Vitamina B125-30%No parece estar influenciado por el contenido en oxigeno de la leche.

Vitamina B6< 20%Prdidas del orden de un 35% pueden detectarse en leche UHT almacenada a temperatura ambiente durante 6 semanas.

Riboflavina