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Prevención de la sobremaduración y de la
formación de aminas biógenas en quesos
mediante tratamientos de altas presiones
Manuel Nuñez, Dpto. Tecnología de Alimentos, SGIT, INIA
XXII Foro INIA de Colaboración Público Privada
Leche y Productos Lácteos. I + D+i. Cadena Alimentaria
Madrid, 14 de abril de 2015
Financiación: Proyecto AGL2009-07801 (MICINN)
Conocido desde hace 8.000 años.
7,8 millones Tn/año en la UE.
20,9 millones Tn/año en el mundo.
Unas 1000 variedades, resultado de diferencias en los procesos bioquímicos de la maduración.
Glicolisis y catabolismo de
lactato y citrato
Lipolisis y catabolismo de
ácidos grasos libres
Proteolisis y catabolismo de
aminoácidos libres
O
H
HH
H
OHOH
H OH
OH
CH2
OH
O
O
H
HH
H
OH
H OH
OH
CH2
OH
O
H
HH
OH
H
OH
H OH
CH2
OH
Lactosa
O
H
HH
OH
H
OH
H OH
OH
CH2
OH
Galactosa Glucosa
OHOC
CH2
C
CH2
OHOCOH
OHOC
Citrato
Tagatosa-6-P
Dihidroxiacetona-P
Glucosa-6-P
Gliceraldehido-3-P
Oxalacetato Piruvato
Lactato
Acetato
Acetil-CoA
Acetato
Acetaldehido
Etanol
-Acetolactato
Acetoina
Diacetilo
CO2
CO2
CO2
CO2
2,3-butanodiol
OHOCH3 CH C
OHLDH
DL-lactato
O2
Acetato
y CO2
BAL-N
I
CO2 y H
2O
Penic
illiu
m
Clost
ridium
tyro
buty
ricum
Butirato
y H2
PropionibacteriumPropionato,
Acetato,
CO2 y H
2O
O
O
O
O
CH3O
CO
C
C
CH3
CH3
Lipasas
RS
O
CH3 C
SHR
CH3 C
O
OH
CH3
CH3 C
O
O CH2
CH3CH3 C
O
CH3 CH CH3
OH
O
CH3 C OH
O
CH3 C
co2
CH3CH2OH
OH
O
H2O
Tioésteres Etilésteres
Metilcetonas
2-Alcoholes
Ácidos grasos
Triglicéridos
Tioles
Etanol
Diglicéridos Monoglicéridos
Glicerol
-oxidación parcial
ó hidroxiácidos
ó lactonas
Caseínas
Péptidos de alto peso molecular
Péptidos de bajo peso molecular
AminoácidosDescarboxilasasDesaminación
oxidativaAminasCetoácidos
Liasa
s
Fenol Indol Metanotiol
Transa
min
asas
Cetoácido 1 Aminoácido
Cetoácido 2
CO2
NH3
Hidroxiácido
Aldehido
Acetil-CoA
Ácido carboxílico
Alcohol
Éster
Tirosina Triptófano Metionina
Tioéster
2-HADH
CAD
C
-CA
DH
Red
. Oxidación
Proteasas
Proteasas y peptidasas
Peptidasas
El queso
Los procesos bioquímicos están modulados por variaciones en las tecnologías de elaboración.
Agentes de la maduración
Desequilibrio de compuestos
Compuestos indeseables
Disminución de la calidad
Rechazo por el consumidor
Pérdidas económicas
Punto óptimo de consumo
Enzimas de la leche
Enzimas coagulantes
Otras enzimas añadidas
Microorganismos de la leche
Cultivos lácticos y no lácticos
Microorganismos contaminantes
La sobremaduración
Sobremaduración
Amina biógena Estructura química Categoría
Tiramina Monoamina aromática
β-Feniletilamina
Monoamina aromática
Histamina Monoamina heterocíclica
Triptamina Monoamina heterocíclica
Putrescina Diamina alifática
Cadaverina Diamina alifática
Espermina Poliamina alifática
Espermidina Poliamina alifática
N
NH
NH2
NH2
NH
NH2
NH2NH2
NH2 NH2
NH2NHNHNH2
NH2NH
NH2
Aminas biógenas
Compuestos nitrogenados de bajo peso molecular, con actividad biológica.
En el organismo: desempeñan funciones fisiológicas y tienen efectos tóxicos.
En alimentos: se forman generalmente por descarboxilación de aminoácidos.
NH2
OH
Las aminas biógenas
• Proceso no térmico basado en
Principio de Le Chatelier
Ley de Pascal
• 400-600…1400 MPa
Altas presiones hidrostáticas
• Efecto sobre microorganismos
Membrana / pared
Estructuras internas
ADN
Proteínas
• Efecto sobre enzimas
Inactivación/activación
• Efecto sobre sustratos
Modificaciones estructurales
Cambios en textura y color
Valor nutricional intacto
Las altas presiones
Objetivos del proyecto
Queso Azul
Torta del Casar
Queso Brie Queso Arzúa-Ulloa
Prevención de la sobremaduración y de la formación de aminas biógenas en
quesos mediante tratamientos de altas presiones
Tratamientos altas presiones y muestreos
Queso Azul
Torta del Casar
Queso Brie
Queso Arzúa-Ulloa
1 d 21 d 42d 63 d 90 d 180 d 270 d 360 d
180 d 1 d 240 d 21 d 35d 60 d 120 d
180 d 1 d 240 d 120 d 60 d 21 d 14 d
1 d 120 d 90 d 60 d 30 d 21 d 14 d
Maduración
Maduración
Maduración
Maduración
Almacenamiento
Almacenamiento
Almacenamiento
Almacenamiento
Análisis realizados
Análisis bioquímicos
• proteínas
• péptidos
• aminoácidos libres
• aminas biógenas
• ácidos grasos libres
• compuestos volátiles
Actividades enzimáticas
• actividad aminopeptidasa
• actividad esterasa
• actividad tirosina descarboxilasa
Evaluación sensorial
• olor
• aroma
• sabor
Textura
• fracturabilidad
• elasticidad
• firmeza
Color CIE
Análisis microbiológicos
• aerobios mesófilos totales (PCA)
• bacterias lácticas (M17 y MRS)
• lactobacilos (Rogosa)
• enterococos (KF)
• micrococos (MSA)
• estafilococos coagulasa positivos (BP+RPFII)
• Listeria monocytogenes (Palcam)
• bacterias Gram negativas (MacConkey)
• coliformes (VRBA)
• mohos y levaduras (CG)
Análisis físico-químicos
• pH
• extracto seco
Resultados
4.0
4.5
5.0
5.5
6.0
6.5
7.0
7.5
8.0
90 d 180 d 270 d 360 d
pH
Tiempo (días)
Queso Azul Control 400-3s 600-3s 400-6s 600-6s 400-9s 600-9s
4.0
4.5
5.0
5.5
6.0
6.5
14 d 21 d 60 d 120 d 180 d 240 d
pH
Tiempo (días)
Queso Arzúa-Ulloa Control 400-2s 600-2s 400-3s 600-3s
4.0
4.5
5.0
5.5
6.0
6.5
7.0
7.5
8.0
14 d 21 d 30 d 60 d 90 d 120 d
pH
Tiempo (días)
Queso Brie Control 400-2s 600-2s 400-3s 600-3s
4.0
4.5
5.0
5.5
6.0
6.5
7.0
7.5
8.0
35 d 60 d 120 d 180 d 240 d
pH
Tiempo (días)
Torta del Casar Control 400-3s 600-3s 400-5s 600-5s
pH
Resultados
2
3
4
5
6
7
8
9
10
90 d 180 d 270 d 360 d
Ae
rob
ios
to
tale
s (
Lo
g U
FC
/g)
Tiempo (días)
Queso Azul Control 400-3s 600-3s
400-6s 600-6s 400-9s
600-9s
2
3
4
5
6
7
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9
10
35 d 60 d 120 d 180 d 240 d
Ae
rob
ios
to
tale
s (
Lo
g U
FC
/g)
Tiempo (días)
Torta del Casar Control 400-3s 600-3s
400-5s 600-5s
2
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4
5
6
7
8
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10
14 d 21 d 30 d 60 d 90 d 120 d
Ae
rob
ios
to
tale
s (
Lo
g U
FC
/g)
Tiempo (días)
Queso Brie Control 400-2s 600-2s
400-3s 600-3s
2
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4
5
6
7
8
9
10
14 d 21 d 60 d 120 d 180 d 240 d
Ae
rob
ios
to
tale
s (
Lo
g U
FC
/g)
Tiempo (días)
Queso Arzúa-Ulloa Control 400-2s 600-2s
400-3s 600-3s
Aerobios mesófilos totales
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
21 d 60 d 120 d 180 d 240 d
β-c
as
eín
a (m
g/g
ES
)
Tiempo (días)
Queso Arzúa-Ulloa Control 400-2s 600-2s
400-3s 600-3s
0
20
40
60
80
100
120
140
21 d 30 d 60 d 90 d 120 d
β-c
as
eín
a (
mg
/g E
S)
Tiempo (días)
Queso Brie Control 400-2s 600-2s
400-3s 600-3s
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
21 d 35 d 60 d 120 d 180 d 240 d
β-c
as
eín
a (
mg
/g E
S)
Tiempo (días)
Torta del Casar Control 400-3s 600-3s
400-5s 600-5s
Resultados
β-caseína
0
5
10
15
20
25
30
35
21 d 63 d 90 d 180 d 270 d 360 d
β-c
as
eín
a (
mg
/g E
S)
Tiempo (días)
Queso Azul Control 400-3s 600-3s
400-6s 600-6s 400-9s
600-9s
Resultados
Actividad aminopeptidasa
0
5
10
15
20
25
30
90 d 180 d 270 d 360 d
Ac
tivid
ad
en
Le
u-p
-NA
(n
mo
l p
-nit
roa
nilin
a/m
in·g
)
Tiempo (días)
Queso Azul Control 400-3s 600-3s
400-6s 600-6s 400-9s
600-9s
0
20
40
60
80
100
120
35 d 60 d 120 d 180 d 240 d
Ac
tivid
ad
en
Le
u-p
-NA
(n
mo
l p
-nit
roa
nilin
a/m
in·g
)
Tiempo (días)
Torta del Casar Control 400-3s 600-3s
400-5s 600-5s
0
2
4
6
8
10
12
14 d 21 d 30 d 60 d 90 d 120 d
Ac
tivid
ad
en
Le
u-p
-NA
(n
mo
l p
-nit
roa
nilin
a/m
in·g
)
Tiempo (días)
Queso Brie Control 400-2s 600-2s
400-3s 600-3s
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
14 d 21 d 60 d 120 d 180 d 240 d
Ac
tivid
ad
en
Le
u-p
-NA
(n
mo
l p
-nit
roa
nilin
a/m
in·g
)
Tiempo (días)
Queso Arzúa-Ulloa Control 400-2s 600-2s
400-3s 600-3s
Resultados
Aminoácidos libres totales
0
20
40
60
80
100
120
140
160
90 d 180 d 270 d 360 d
Am
ino
ác
ido
s lib
res
to
tale
s (
mg
/g E
S)
Tiempo (días)
Queso Azul Control 400-3s 600-3s
400-6s 600-6s 400-9s
600-9s
0
5
10
15
20
25
30
35
40
35 d 60 d 120 d 180 d 240 d
Am
ino
ác
ido
s lib
res
to
tale
s (
mg
/g E
S)
Tiempo (días)
Torta del Casar Control 400-3s 600-3s
400-5s 600-5s
0
20
40
60
80
100
120
140
160
14 d 21 d 30 d 60 d 90 d 120 d
Am
ino
ác
ido
s lib
res
to
tale
s (
mg
/g E
S)
Tiempo (días)
Queso Brie Control 400-2s 600-2s
400-3s 600-3s
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
14 d 21 d 60 d 120 d 180 d 240 d
Am
ino
ác
ido
s lib
res
to
tale
s (
mg
/g E
S)
Tiempo (días)
Queso Arzúa-Ulloa Control 400-2s 600-2s
400-3s 600-3s
Resultados
Actividad tirosina descarboxilasa
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
60 d 180 d
Ac
tivid
ad
TD
C (
mU
A/g
ES
)
Tiempo (días)
Torta del Casar Control 400-3s 600-3s
400-5s 600-5s
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
14 d 21 d 60 d 120 d 180 d 240 d
Ac
tivid
ad
TD
C (
mU
A/g
ES
)
Tiempo (días)
Queso Arzúa-Ulloa Control 400-2s 600-2s
400-3s 600-3s
Resultados
Aminas biógenas totales
0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
90 d 180 d 270 d 360 d
Am
ina
s t
ota
les
(m
g/g
ES
)
Tiempo (días)
Queso Azul Control 400-3s 600-3s
400-6s 600-6s 400-9s
600-9s
0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
4.00
4.50
5.00
35 d 60 d 120 d 180 d 240 d
Am
ina
s t
ota
les
(m
g/g
ES
)
Tiempo (días)
Torta del Casar Control 400-3s 600-3s
400-5s 600-5s
0.00
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
0.70
0.80
0.90
1.00
14 d 21 d 60 d 120 d 180 d 240 d
Am
ina
s t
ota
les
(m
g/g
ES
)
Tiempo (días)
Queso Arzúa-Ulloa Control 400-2s 600-2s
400-3s 600-3s
Resultados
Actividad esterasa
0
10
20
30
40
50
60
63 d 90 d 180 d 270 d 360 d
Ac
tivid
ad
es
tera
sa
(p
mo
les
α-n
aft
ol/ m
in · g
ES
)
Tiempo (días)
Queso Azul Control 400-3s 600-3s
400-6s 600-6s 400-9s
600-9s
0
2
4
6
8
10
12
14
35 d 60 d 120 d 180 d 240 d
Ac
tivid
ad
es
tera
sa
(pm
ole
s α
-na
fto
l/m
in·g
ES
)
Tiempo (días)
Torta del Casar Control 400-3s 600-3s
400-5s 600-5s
0
10
20
30
40
50
60
14 d 21 d 30 d 60 d 90 d 120 d
Ac
tivid
ad
es
tera
sa
(p
mo
les
α-n
aft
ol/ m
in · g
ES
)
Tiempo (días)
Queso Brie Control 400-2s 600-2s
400-3s 600-3s
0
2
4
6
8
10
12
14
14 d 21 d 60 d 120 d 180 d 240 d
Ac
tivid
ad
es
tera
sa
(p
mo
les
α-n
aft
ol/ m
in · g
ES
)
Tiempo (días)
Queso Arzúa-Ulloa Control 400-2s 600-2s
400-3s 600-3s
Resultados
Ácidos grasos libres de cadena corta
0
2
4
6
8
10
12
14
16
63 d 90 d 180 d 270 d 360 d
Ác
ido
s g
ras
os
de
ca
de
na
co
rta
(m
g/g
ES
)
Tiempo (días)
Queso Azul Control 400-3s 600-3s
400-6s 600-6s 400-9s
600-9s
0
2
4
6
8
10
12
14
21 d 35 d 60 d 120 d 180 d 240 d
Ác
ido
s g
ras
os
de
ca
de
na
co
rta
(m
g/g
ES
)
Tiempo (días)
Torta del Casar Control 400-3s 600-3s
400-5s 600-5s
0
1
2
3
4
5
6
14 d 21 d 30 d 60 d 90 d 120 d
Ác
ido
s g
ras
os
de
ca
de
na
co
rta
(m
g/g
ES
)
Tiempo (días)
Queso Brie Control 400-2s 600-2s
400-3s 600-3s
0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
14 d 21 d 60 d 120 d 180 d 240 d
Ác
ido
s g
ras
os
de
ca
de
na
co
rta
(m
g/g
ES
)
Tiempo (días)
Queso Arzúa-Ulloa Control 400-2s 600-2s
400-3s 600-3s
Resultados
Compuestos volátiles azufrados y nitrogenados
0
50
100
150
200
250
300
350
30 d 60 d 120 d
Azu
fra
do
s (
ab
un
da
nc
ia r
ela
tiva
)
Tiempo (días)
Queso Brie Control 400-2s 600-2s
400-3s 600-3s
0
50
100
60 d 120 d 240 d
Azu
fra
do
s (
ab
un
da
nc
ia r
ela
tiva
)
Tiempo (días)
Torta del Casar Control 400-3s 600-3s
400-5s 600-5s
800
2800
4800
6800
8800
0
5
10
15
20
25
30 d 60 d 120 d
Nit
rog
en
ad
os
(a
bu
nd
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cia
re
lati
va
)
Tiempo (días)
Queso Brie Control 400-2s 600-2s
400-3s 600-3s
300
400
500
Resultados
Calidad de sabor
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
90 d 180 d 270 d 360 d
Ca
lid
ad
de
sa
bo
r
Tiempo (días)
Queso Azul Control 400-3s 600-3s
400-6s 600-6s 400-9s
600-9s
0
1
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6
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9
10
60 d 120 d 180 d 240 d
Ca
lida
d d
e s
ab
or
Tiempo (días)
Torta del Casar Control 400-3s 600-3s
400-5s 600-5s
0
1
2
3
4
5
6
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8
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10
21 d 30 d 60 d 90 d 120 d
Ca
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sa
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r
Tiempo (días)
Queso Brie Control 400-2s 600-2s
400-3s 600-3s
0
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21 d 60 d 120 d 180 d 240 d
Ca
lid
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de
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bo
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Tiempo (días)
Queso Arzúa-Ulloa Control 400-2s 600-2s
400-3s 600-3s
Conclusiones
• La aplicación de altas presiones hidrostáticas al queso en el momento adecuado de la
maduración permite controlar los niveles de microorganismos y las actividades
enzimáticas, con una mayor efectividad en el caso de los tratamientos a 600 MPa.
• Como consecuencia de la inactivación de microorganismos y enzimas, se reduce la
formación de compuestos potencialmente tóxicos tales como aminas biógenas y de otros
compuestos indeseables tales como compuestos volátiles azufrados y nitrogenados.
• Los tratamientos por altas presiones contribuyen a mantener durante mayor tiempo el
equilibrio deseado de compuestos responsables de aroma y sabor, previenen el fenómeno
de sobremaduración y prolongan la vida útil del producto.