Universidad austral de chile
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2.4. Tipos de coagulantesLos coagulantes más usados son, sin lugar a dudas, los de origen animal, pero se ha investigado en gran medida el uso de cuajos microbianos y en menor medida el de cuajos vegetales. Sin embargo, hay que tener especial cuidado con los cuajos a utilizar, ya que algunos de éstos cuajos sustitutos, ya sea de origen animal, vegetal o microbiano, muestran una actividad proteolítica no específica y pueden causar efectos indeseables en el queso, tal como la formación de sabores amargos (GAYA et al., 1999). Además, las enzimas coagulantes retenidas en la cuajada tienen un gran impacto sobre el desarrollo del sabor y textura durante el complejo proceso de maduración del queso (CARRERA et al., 1999). 2.4.1. Enzimas coagulantes de origen animal. ALAIS (1985), señala que la mayoría de los quesos producidos alrededor del mundo eran fabricados usando tradicionalmente un coagulante enzimático extraído del abomaso o cuarto estómago de terneros de entre 10 a 30 días de edad. Este extracto, conocido como cuajo, consiste en dos enzimas proteolíticas: la quimosina y pepsina. La proporción de estas dos enzimas varia dependiendo de la edad del animal al momento de extraer el cuajo. Además, este autor señala que las únicas enzimas interesantes en quesería son las secretadas por el estómago del animal, ya que, por ejemplo, las grandes enzimas digestivas producidas por el páncreas, como son la tripsina y quimotripsina, no interesan, ya que su actividad proteolítica no específica es demasiado grande y su pH óptimo se sitúa en la zona alcalina. También menciona que se han identificado tres tipos de enzimas gástricas: la quimosina, la pepsina y la gastiscina. a) La quimosina, cuyo pH óptimo de actividad proteolítica se acerca a 4; es la enzima predominante en el estómago de los rumiantes jóvenes no destetados (88-94%), ya que en animales maduros esta proporción decae notoriamente (6-10%). En los animales monogástricos parece ser que no se encuentra más que en estado de indicios. La estabilidad de la quimosina en la zona ácida depende mucho del pH. Hacia pH 2,0 hay una zona de estabilidad limitada; alrededor de pH 3,5 la enzima es muy inestable, probablemente como consecuencia de una autólisis. La estabilidad es buena entre 5,3 y 6,3 y decrece muy rápidamente por encima de pH 6,5 (ALAIS, 1985) Por otra parte, BROOME y LIMSOWTIN (1998) y KEATING (1978), describen que la actividad proteolítica de la quimosina tiene su óptimo entre 3,0 y 4,0, siendo el pH límite de 7,3 a 7,5. FAO (1985), menciona que a partir del pH 6,8 la actividad de la quimosina se retrasa. Además, se señala que la quimosina es altamente sensible a la agitación, calentamiento, luz, álcalis, diluciones y productos químicos. Finalmente, KOSIKOWSKY (1982) y COVACEVICH (1980), mencionan que la temperatura óptima de la quimosina es de 40ºC, ya que temperaturas mayores pueden desnaturalizar la enzima y anular su efectividad como coagulante. b) La pepsina es una endopeptidasa que ataca los enlaces peptídicos del interior de las cadenas polipeptídicas (MAHLER y CORDES, 1971). La enzima, también llamada “pepsina-II” o pepsina “A”, está presente al momento de extraer en una proporción mucho menor (6-12%) en comparación a la quimosina, pero a medida que el animal madura va alcanzando valores superiores (90-94%). Además, esta enzima es activa en medios más ácidos (pH inferior a 2). Muy predominante en los rumiantes destetados y casi única en los bóvidos. La pepsina es una proteasa muy ácida, su pH óptimo para la actividad proteolítica está en torno a 2,0 y se inhibe a valores de pH superiores a 6,6. Por ello coagula mal o no coagula las leches frescas (ALAIS, 1985). c) La gastricsina, enzima menor, con propiedades intermedias, corresponde a la “pepsina-I”, o pepsina ”B” (ALAIS, 1985).
Otras enzimas de origen microbiano son las enzimas fúngicas. Se utilizan tres especies de mohos para producir las enzimas coagulantes que se encuentran en el mercado internacional, las cuales son fabricadas por grandes firmas de la fermentación: Endothia parasitica (moho parásito del castaño), Mucor pusillus (moho banal mesófilo del suelo) y Mucor miehei (moho banal termófilo del suelo. (ALAIS, 1985). Además, dentro de las enzimas fúngicas de origen microbiano también destacan las proteasas y peptidasas de Rhizomucor pusillus y Cryphonectria parasitica (SOUSA y MALCATA, 1997) Por otra parte, diversos estudios en ingeniería genética han demostrado la gran eficacia del uso de quimosina producida por fermentación usando microorganismos, para obtener una quimosina que sea más pura, como por ejemplo Chymax, Chimogen, Maxiren, etc. (BARBANO y RASMUSSEN, 1992). Además, MORRIS y ANDERSON (1991), señalan que no se encuentran diferencias en cuanto a calidad, actividad proteolíticas y producción en la fabricación de quesos tomando en cuenta un cuajo estándar de ternero y la quimosina producida por técnicas de fermentación (cuajo genético). Una de las ventajas que tiene el uso de quimosina pura en la elaboración de quesos es que se puede llegar a una definición más precisa de la actividad proteolítica durante la maduración (BANKS, 1992). Además del aspecto cinético de la coagulación, se considera el aspecto reológico, puesto que una característica general de las enzimas microbianas es el endurecimiento más lento de la cuajada al principio y más rápido al final, en comparación con el cuajo animal, por otra parte, estas cuajadas obtenidas carecen de cohesión, y la actividad proteolítica de estos productos es bastante elevada (ALAIS, 1985)
La ficina, extraída de la higuera (Ficus carica L.), la bromelina, extraída de los tallos de la piña (Ananas satirus L.), son parecidas a la papaína (de la papaya, Carica papaya L.), que por sí sola puede romper los enlaces peptídicos que la tripsina y la pepsina rompen separadamente. Ocurre lo mismo, probablemente, para las preparaciones enzimáticas del cardo, calabazas, etc. (ALAIS, 1985). Las proteinasas de plantas pueden llegar a tener un efecto proteolítico desfavorable en la fabricación de queso por el hecho que pueden generar sabores indeseables. Dos excepciones muy conocidas son unas proteasas extraídas de las flores del cardo (Cynara cardunculus y Cynara humilis) y la extraída de berries, Withania coagulans, las cuales pueden ser convenientes para la fabricación de queso cottage o quesos suaves (BROOME y LIMSOWTIN, 1998). Tres proteinasas de C. cardunculus han sido aisladas, purificadas y parcialmente caracterizadas en términos de actividad, éstas pertenecen al grupo de las proteinasas aspárticas llamadas “cynarasas” o “cyprosinas”. Además, existen dos de esta variedad que ya se han logrado aislar y se denominan cardosinas A y B, siendo la primera muy similar a la quimosina en términos de especifidad y cinética, mientras que la otra es muy similar a la pepsina. Por otro lado, las proteinasas encontradas en C. humilis son diferentes a las encontradas en C. cardunculus, ya que tienen diferencias en términos de fuerza de coagulación de la leche (VIOQUE et al., 2000). En la década de los sesenta, ya existían estudios de otras plantas a las cuales se les ha demostrado la presencia de enzimas muy similares a la quimosina, dentro de las cuales se incluyen enzimas de la higuera, la Ficus carica, y de las semillas Ricinus communi, (ZUCKERMAN-ATARK y LEIBOVITZ, 1961 y 1962). GUPTA y ESKIN (1977) y RAMAMURTI y JOHAR (1964), estudiaron varios vegetales por su actividad coagulante e informaron un máximo de actividad en los jugos de calabaza, perteneciente a la familia de las Cucurbitaceae, la que es conocida con el nombre genérico de Benincasa cerifera Por otra parte, ESKIN y LANDMAN (1975), purificaron parcialmente la enzima de la calabaza, la cual tuvo la capacidad de coagular la leche.
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