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Productos lácteos funcionales para toda la sociedad.
El Área Lácteos del ITA trabaja en el desarrollo de Productos Lácteos sin
Colesterol, Probióticos y No Probióticos, manteniendo la saludable grasa de la
leche.
El Área Lácteos del Instituto de Tecnología de Alimentos (ITA), dependiente de
la Facultad de Ingeniería Química de la Univ. Nacional del Litoral (UNL), en la
provincia de Santa Fe, viene desarrollando desde hace cuatro años diversos
productos lácteos funcionales, tanto probióticos como no probióticos, sin
colesterol pero manteniendo la grasa láctea. Ya se han desarrollado: leche,
yogur, leche fermentada con probióticos, queso untable reducido en grasas con
probióticos, dulce de leche, cremas de bajo tenor graso y base para helados,
todos sin colesterol. Hay seis tesis defendidas sobre estos temas y otras tantas por
terminar, de grado y pos-grado, junto con dos Becas Doctorales CONICET
(PGT I 08), además de una patente presentada y aceptada, y otra por presentar,
ante el INPI. Los resultados obtenidos se están transfiriendo a instituciones
públicas, sociales, científico-tecnológicas, académicas y se transferirán a
empresas interesadas en el tema. La investigación está a cargo del Dr. Sergio D.
Rozycki, Director del Proyecto CAI+D 2009/2011 y CAI+D Orientado 2009/2010.
Se hace una reseña de los productos lácteos funcionales y nutracéuticos
desarrollados en su institución.
El objetivo general de los proyectos en marcha es obtener y evaluar productos lácteos
sin colesterol (con y sin probióticos), manteniendo total o parcialmente la grasa láctea,
para consumo de la población en riesgo nutricional y/o cardiovascular. Los objetivos
específicos incluyen, por un lado, alterar favorablemente las características
fisicoquímicas, nutricionales y reológicas de la leche y los productos lácteos
mencionados, y por otro modificar las características organolépticas y texturales de
los mismos, obteniendo productos con propiedades potenciadas con respecto a los de
mercado.
Los resultados alcanzados con estos proyectos constituyen un importante
aporte para el logro de productos actualmente muy solicitados, denominados
“funcionales” y “nutracéuticos”, que mejoran el estado de salud y reducen el riesgo de
enfermedades, principalmente cardiovasculares y carcinogénicas.
El aporte de calcio, de proteínas del fruto de espina corona (Gleditsia
amorphoides) y de aminoácidos esenciales, a través de proteínas de suero, mejora el
nivel nutricional y las características organolépticas y texturales de estos alimentos,
elevando la aceptación por parte de los consumidores. También contribuye al
mejoramiento de los procesos y productos en la industria láctea, lo cual redunda en un
aumento de la competitividad en el mercado nacional e internacional.
Por otro lado, estos desarrollos permiten revalorizar, en zonas de muy baja
industrialización (región chaqueña, principalmente provincias de Chaco y Formosa),
especies colonizadoras de áreas deforestadas (espina corona) hoy prácticamente
improductivas. Así se pueden generar subproductos de alto valor agregado y
nutricional, con el consecuente empleo de mano de obra local y con una disminución
de costos a través del uso de ingredientes que pueden reemplazar, total o
parcialmente, a diversos gelificantes, varios de ellos importados (goma guar y
garrofin).
En definitiva, se logró obtener productos de consumo masivo, de bajo costo y
muy buen aporte nutricional, preventivos de enfermedades, que deberían colocarse al
alcance de la población con menos recursos. De ese modo se ayuda a alcanzar una
alimentación adecuada, con el objeto de minimizar o eliminar los efectos negativos,
psicofísicos y neurológicos que produce la falta de ingesta de los nutrientes mínimos
necesarios, principalmente en edades tempranas.
Los productos lácteos obtenidos, debido a la presencia de microorganismos
viables beneficiosos para la salud (probióticos) y al agregado de proteínas de alto
valor nutritivo, así como también debido a la ausencia de colesterol, además son
considerados una muy buena matriz para vehiculizar otros nutrientes específicos,
debido a su aceptación y consumo masivo. Se podrán utilizar para una parte de la
población en riesgo nutricional y/o cardiovascular, mediante otros posibles agregados
de sustancias específicas, como vitaminas, minerales, etc., a través de planes sociales
o similares, subvencionados total o parcialmente por entes gubernamentales.
Desarrollo de productos lácteos sin colesterol, probióticos y no
probióticos.
Desde el año 2006 hasta la fecha en el ITA se desarrollaron y evaluaron durante su
vida útil diversos productos lácteos sin colesterol. Los que llevan agregado de
microorganismos probióticos fueron un queso untable (de alta aw), reducido en grasas
(patente presentada y aceptada en INPI, 2009) y un yogur y leches fermentadas
probióticas. Los no probióticos fueron leche entera, dulce de leche, cremas livianas
(15-30% grasa) y base para helados (patente a presentar en INPI, 2011).
En la mayoría de los casos se mantuvieron los niveles normales de grasa
láctea, a la cual se le extrajo el colesterol con betaciclodextrina (βCD), favoreciendo
ciertas características texturales, organolépticas, reológicas y nutricionales mediante
el agregado de aminoácidos esenciales (proteínas de suero), calcio e hidrocoloides
estabilizantes/gelificantes. Se estudió el comportamiento a la gelificación de las
proteínas de espina corona y las posibles interacciones con las proteínas lácteas y
otros gelificantes no importados de uso industrial (gelatina y almidón modificado).
Asimismo se estudió la influencia de la espina corona y las proteínas de suero
(WPC 35), sobre las características texturales y reológicas de los productos lácteos
desarrollados, evaluando la concentración óptima en que deben agregarse en cada
caso para potenciar sus características con respecto a productos similares obtenidos
con hidrocoloides, varios de ellos importados (goma guar, goma garrofín,
carrageninas).
Se determinó además cómo influyen estos hidrocoloides, las proteínas de
suero y el exceso de βCD sobre el flavor, así como otras características que pudieran
impartir a los productos lácteos. Por medio de un panel de evaluadores sensoriales
entrenados se estudiaron las transformaciones producidas, evaluando las variaciones
de calidad con el tiempo de maduración y almacenamiento, la aceptabilidad y los
posibles defectos organolépticos de los productos formulados.
Finalmente, se evaluó la viabilidad de los distintos fermentos probióticos
utilizados (L. casei, L. acidophilus y Bifidobacterium lactis BB12) en el queso, y las
leches fermentadas, durante el tiempo de maduración y/o almacenamiento durante el
período de su vida útil, verificando que cada uno de los productos finales cumplía con
la exigencia vigente, para poder ser considerado como un alimento probiótico (> 106107 UFC/g o ml).
Beneficios para toda la sociedad.
Actualmente existen muy pocos alimentos que responden a las características
principales alcanzadas en estos productos lácteos (con probióticos, reducidos en
grasas y sin colesterol), que corresponden a un espacio comercial que está siendo
abordado por pocas empresas de gran envergadura en nuestro país. El consumo de
estos alimentos -generalmente de alto precio- está siendo direccionado hacia un bajo
porcentaje de la sociedad, de buen poder adquisitivo y con actividades muchas veces
relacionadas al deporte. La mayor parte de la población, principalmente la de menos
recursos, quedan excluida de los beneficios que otorgan.
Esta situación podría paliarse optimizando procesos de producción, envasado y
distribución a un costo tal que pueda ser consumido por un mayor porcentaje de la
población, principalmente con carencias nutricionales y/o enfermedades cardíacas, ya
sea por consumo individual o a través de planes sociales. Este hecho ha sido
implementado en Tucumán, a través del CERELA, con una leche fermentada con
bacterias lácticas acidificantes y probióticos propios de ese centro de investigación,
que recibió el premio principal en el concurso innovar 2009, en Buenos Aires.
Concomitante con esto, se podría generar una industrialización de frutos de
especies autóctonas que hasta el momento no están siendo comercializados
adecuadamente. Aparece como muy favorable el hecho de que la espina corona, con
diversas características nutricionales y usos muy beneficiosos como aditivo
alimentario, crece por sí sola, en altísimo número o densidad de cultivo.
Por último, existen PyMEs y cooperativas tamberas que podrían utilizar estos
resultados para lograr una diversificación y expansión de su producción, aumentando
su competitividad a través de productos con mayor valor agregado, y generando más
empleo formal. Estos segmentos productivos podrían asociarse a entes oficiales para
desarrollar una actividad de cooperación y abordaje de problemáticas sociales de larga
data y minimizar los efectos nocivos de la mala alimentación en los sectores más
pobres de la sociedad.
En la fase final de los proyectos que han permitido desarrollar estos productos,
se utilizarán parcialmente las instalaciones de una PYME santafesina, Heladerías
Veneto S.A., principal colaboradora de estos dos proyectos, para formular y
obtener algunos de los productos mencionados y así realizar el cambio de escala a
etapa industrial. Además la agrupación Caritas Parroquial Cristo Obrero, de un barrio
muy carenciado de la capital de Santa Fe, colaborará con sus instalaciones y un grupo
de personas (300-500) para evaluar los productos obtenidos a través de ensayos de
aceptabilidad. En una etapa posterior es posible que este grupo voluntario colabore
para efectuar análisis clínicos “in vivo” para demostrar que el alimento (no sólo los
microorganismos) tiene características probióticas, a través de la cuantificación de
compuestos específicos, por ejemplo, dosaje de inmunoglobulinas en sangre (IgA),
cuyo aumento indica una activación del sistema inmunológico.
Leche, grasa láctea y colesterol.
En la leche el colesterol se encuentra asociado a la materia grasa, con un contenido
medio entre el 12 y el 14 mg%, situado dentro del glóbulo graso (80%), en su
membrana (10%), y el resto en el plasma (Walstra y Jenness, 1987). Se puede extraer
de la leche por acomplejamiento, luego de ser liberado del glóbulo graso a través de la
ruptura del mismo. Un agente muy eficaz es la beta-ciclodextrina (βCD) que puede
extraerlo hasta en un 92-95%, según el tipo de leche o producto lácteo (Ahn, J. y
Kwak, H.S., 1999; Shim y col., 2003; Rozycki y col., 2007).
El colesterol producido en el hígado generalmente alcanza para los
requerimientos diarios del organismo (formación de membranas celulares, sales
biliares, esteroides, hormonas, vitamina D, etc.) (Prociencia-CONICET, 1988). Lo
que se ingiere con la dieta, en su mayoría, es un exceso que coadyuva a la formación
de los depósitos en la pared interna de las arterias, produciendo infartos o accidentes
cerebrovasculares (el 7,9% de la población mundial muere cada año a causa de un alto
nivel de colesterol en sangre). Los chicos con más riesgo de tener colesterol alto
tienen entre 9 y 13 años. La Universidad de Columbia (EE.UU.) reveló que el 10% de
los niños entre tres y cuatro años tiene problemas de colesterol. La Argentina es el
tercer país de America Latina con mayor índice de muertes por infartos y ACVs,
detrás de Brasil y México (CESNI - Arg.). Además, el 46% de las defunciones son
por enfermedades relacionadas a esto y el 40% de la población padece
hipercolesterolemia (200-240 mg/dL).
El colesterol posee un doble enlace reactivo, que promueve la oxidación del
mismo a través de radicales libres cuando se expone al calentamiento, al oxígeno
molecular o a la luz (Nourooz-Zadeh, 1998 a y b) produciendo decenas de
compuestos oxidados (COPs) que son indeseables desde el punto de vista
toxicológico, ya que algunos tienen comportamiento aterogénico (Peng y col., 1991a),
citotóxico (Peng y col., 1991b), mutagénico y carcinogénico (Morin y col., 1991b).
Varios de estos compuestos están presenten en leche y productos lácteos que son
sometidos a los fenómenos nombrados (Lercker, G. y Rodriguez-Estrada, M.T., 2000;
Sieber, R, 2005).
El 20% o más del colesterol sérico puede controlarse con la dieta, mientras que
el resto queda determinado por la parte genética de cada ser humano. Pero ese mínimo
de 20% suele ser determinante para que diversos pacientes padezcan de
hipercolesterolemia. El colesterol sérico total (CST) y el colesterol “malo” (LDL) se
asocian positivamente (promueven) a enfermedades cardiovasculares y coronarias
(ECC), mientras que el colesterol “bueno” (HDL) se asocia negativamente con ECC.
Además, los ácidos grasos saturados (AGS) de la leche y los productos lácteos,
elevan el CST y LDL, pero también el HDL (AGS de C12 > C14 > C16 > C18).
Luego de un extenso review, basado en numerosos estudios clínicos realizados en el
mundo, Parodi (2009) sostiene que la relación CST/HDL es el mejor predictor de
enfermedades cardíacas y coronarias, más que el CST o LDL. En este aspecto, los
AGS de 12 C (C12:0) y de 18 C (C18:0) reducen levemente esa relación, mientras que
los de 14 C (C14:0) y 16 C (C16:0) se consideran neutros con respecto a la
enfermedad cardíaca y coronaria. El ácido graso monoinsaturado oleico (C18:1)
reduce levemente la relación CST/HDL. Esto permite sostener que la grasa láctea
mínimamente actúa como neutra, o que desmejora levemente la predisposición a
padecer ECC, contrariamente a lo que se creyó durante mucho tiempo respecto a
todas las grasas de origen animal.
Por todo lo expuesto, debe evitarse el exceso de colesterol en la dieta, pero sin
cambiar las características organolépticas y nutricionales de los alimentos. Hay que
tener en cuenta que la grasa láctea juega un rol muy importante para la aceptación
sensorial, a la vez que contiene alrededor de un 30% de ácidos grasos esenciales y
muy baja cantidad de ácidos trans, por lo cual es considerada no perjudicial para la
salud (Spreer, 1991; Alais, 2003). La grasa láctea también contiene ácido linoleico
conjugado (LCA, C18:2) que es anticarcinogénico, inhibe la aterosclerosis, favorece
la reducción de grasa corporal y peso, estimula el sistema inmunológico, mejora la
síntesis de tejido óseo y la prevención de diabetes. La grasa láctea es la fuente dietaria
natural más rica de LCA, y de vitamina D con actividad antirraquítica de la cual no
hay demasiadas fuentes naturales alternativas.
La leche y los productos lácteos son una base de la alimentación,
principalmente de niños y adolescentes, por ser alimentos muy completos y de
aceptación masiva. Los lácteos denominados actualmente “sin colesterol” son
aquellos a los cuales se les ha extraído la totalidad de la grasa. Principalmente en
menores de dos años y en adultos es contraproducente restringir la grasa láctea, ya
que la vitamina D regula la absorción de calcio en los huesos y su deficiencia puede
provocar osteoporosis. Además la leche, y los productos lácteos, son una fuente
excelente de calcio. La grasa además confiere aroma y textura (cremosidad,
untuosidad, palatabilidad) muy apreciados en los alimentos (Walstra y Jenness, 1987).
La betaciclodextrina (βCD), un agente extractor del colesterol.
El empleo de ciclodextrinas constituye una metodología promisoria para remover el
colesterol de la grasa, del huevo y de productos lácteos. La b-ciclodextrina forma un
compuesto insoluble con el colesterol, que puede ser luego removido fácilmente por
filtración o centrifugación, permitiendo disminuir en más de un 90% el contenido de
colesterol de estos productos sin extraer la vitamina D (Roderbourg y col, 1993; Cully
y Vollbrecht, 1994; Hedges y McBride, 1999; Parodi, 2009). Además es no tóxica y
está considerada un compuesto GRAS (Generally Recognized As Safety). Posee un
anillo de siete unidades de glucosa, que forman una cavidad hidrofóbica dentro de la
cual cabe adecuadamente el colesterol, formando un complejo en relación 3:1 (βCD colesterol).
El desafío principal es lograr extraer el complejo bCD-colesterol en condiciones de
planta industrial, a través del proceso de centrifugación, donde el producto se
encuentra expuesto a una elevada aceleración centrífuga pero solo unos pocos
segundos (6-10 seg.), condiciones que no han sido estudiadas hasta el momento
debido a que los trabajos realizados a nivel mundial, emplean bajas aceleraciones
(500-700 ges) durante más de 15-20 minutos, condiciones inexistentes a nivel de
planta industrial.
Nuestro grupo ha realizado experiencias en condiciones fabriles, con dos centrifugas
que trabajan en serie, de diseño especial, logrando una muy buena separación del
complejo mencionado.
Alimentos con probióticos.
Los alimentos que contienen microorganismos probióticos en forma viable durante
toda su vida útil son un inmejorable coadyuvante para una alimentación saludable.
Estos productos promueven una diversidad de acciones beneficiosas para la salud
(acción anticarcinogénica y activación del sistema inmunitario, protección de
infecciones intestinales, actividad hipocolesterolémica, inactivación de compuestos
tóxicos, reducción de la intolerancia digestiva a la lactosa, deconjugación de ácidos
biliares, etc.) (Bottazzi, 1991; Reinheimer y Zalazar, 2006). Estos efectos terapéuticos
permiten
clasificar
a
productos
con
estas
características
como
funcionales/nutracéuticos, atribuyéndoseles propiedades relacionadas al mejoramiento
de la salud y aumento de la longevidad (Bottazzi, 1991).
Materias primas con características prebióticas y nutrientes
esenciales.
El agregado de proteínas de suero (WPC) potencia las características nutricionales de
los alimentos, habida cuenta que poseen un alto valor biológico (VB = 125), 25%
mayor que las proteínas del huevo (VB = 100), y casi un 50% mayor que la caseína de
la leche (VB = 88) (Spreer, 1991). El calentamiento de estas proteínas libera péptidos,
aminoácidos y otros compuestos (lactulosa, ácido fórmico) que favorecen el
desarrollo de las bacterias acidolácticas y probióticas de los fermentos (efecto
prebiótico).
En cuanto a los gelificantes utilizados en diversas formulaciones de los
productos desarrollados en el ITA, la espina corona es rica en proteínas, tiene muy
buen nivel de fibra dietaria, constituida mayoritariamente por galactomananos
(polisacáridos no amiláceos-hidrocoloides), un contenido lipídico caracterizado por
una importante insaturación con predominio de ácido linoleico, buenos niveles de
hierro, calcio y otros micronutrientes (Freyre y col. 2001). Además posee alta
cantidad de fitatos y polifenoles con capacidad antioxidante, anticarcinogénica y
anticolesterolémica, siendo aconsejable su consumo (Shahidi, 1997). Su contenido
predominante en ácidos grasos insaturados, principalmente linoleico, junto con un
buen nivel de oleico, que coadyuvan a la disminución del colesterol indeseable.
La relación de galactomananos en la espina corona es similar a la de
gelificantes importados (goma guar y garrofin), pudiendo sustituirlos total o
parcialmente, disminuyendo o eliminando la necesidad de su importación. El
potencial que poseen los Prosopis y la espina corona para desarrollar ingredientes
alimentarios se remarcó en diversos trabajos (Zolfaghari y col., 1986; Marangoni y
Alli, 1988; Bravo y col., 1994). Las leguminosas en general pueden resultar un
excelente paliativo para los problemas globales de malnutrición y desertificación, con
todas sus secuelas sobre el hombre y el medio ambiente (Figueiredo, 1990; Salunkhe
y Deshpande,1991). Además, su utilización a nivel industrial generaría trabajo formal
en la región de donde son oriundas (chaqueña), que posee un alto índice de pobreza,
desocupación y desempleo.
Nuevas líneas de investigación.
Se han presentado proyectos para el desarrollo y evaluación de nuevos Productos
Lácteos Funcionales, a saber:
* Queso Cremoso sin Colesterol.
* Queso Cremoso sin Colesterol, Probiótico.
* Queso Semiduro sin Colesterol.
* Queso semiduro sin Colesterol, Probiótico.
* Base para Helados sin Colesterol, con Probióticos.
* Base para Helados sin Colesterol Apto para Diabéticos (de Bajo índice Glucémico).
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Más información:
Área Lácteos - Instituto de Tecnología de Alimentos (ITA) - Facultad de Ingeniería
Química (FIQ) – Universidad Nacional del Litoral (UNL). 1º de mayo 3250 – (3000)
Santa Fe. Tel.: 54-342-4571164 (int.: 2607), [email protected] / Particular:
[email protected] y TE: 54-342-4698147.