Artículo original

Desarrollo de un queso fresco con cultivos probióticos e ingredientes vegetales

Development of fresh cheese with probiotic cultures and vegetable ingredients

Dr. C. Ramón de Cangas Morán¹  , Dr. C. Andrés Llavona Fernández²  , Dr. C. Purificación Lopez-Sela de Ardás³  , MSc Sara Aguirre⁴  , Dr. C Aldo Hernández Monzón⁵ 

¹Fundación Alimenta Tu Salud. Oviedo, España.

² Departamento de Medicina. Escuela de Enfermería. Universidad de Oviedo, Oviedo, España

³Área de Fisiología. Departamento de Biología Funcional. Universidad de Oviedo, Oviedo, España.

⁴ Instituto Alimentario Inoqua, Oviedo, España.

⁵Instituto de Farmacia y Alimentos. Universidad de La Habana, La Habana, C.P. Cuba.

RESUMEN

Este trabajo tuvo como objetivo determinar la relación y la dosis de cultivo Lactobacillus casei y Lactobacillus acidophilus en la leche, y la proporción de ingredientes vegetales para el desarrollo de un queso fresco con beneficios a la salud. El queso se elaboró con leche descremada pasteurizada, adición de cultivos probióticos y cuajo como coagulante sin la adición de cloruro de sodio. Se controló en el queso la viabilidad, la aceptabilidad y su vida de almacenamiento. Al queso se le incorporaron los ingredientes vegetales según plan experimental y la variable de respuesta fue la aceptabilidad. A las mejores formulaciones se le hizo evaluación sensorial con personas potencialmente consumidores y a la seleccionada se le determinaron los indicadores nutricionales. Se concluyó que los cultivos deben utilizarse en relación 1:1 y dosis de 2,5 %, el queso refrigerado mantuvo una viabilidad por encima de 10⁶ ufc/g hasta los 14 días. El queso fresco desarrollado con cultivos probióticos y con la adición de canela 3,5 a 5,0 %, fibra de avena 7,5 a 10 %, nuez 7,5 a 10 %; romero 2 %, pimentón dulce 1 % y orégano 0,4 % presentó calidad sensorial aceptable y por su composición nutricional puede considerarse con propiedades tales que su consumo tenga beneficios fisiológicos efectivos en la mejora de la salud.

Palabras-clave: Cultivos probióticos; queso fresco; ingredientes vegetales; fibra dietética

ABSTRACT

This work aimed to determine the relationship and dose of Lactobacillus casei and Lactobacillus acidophilus in milk, and the proportion of vegetable ingredients for the development of a fresh cheese with health benefits. The cheese was made with pasteurized skim milk, addition of probiotic cultures and rennet as a coagulant. It is without the addition of sodium chloride. Cheese was controlled for viability, acceptability and shelf life. The vegetable ingredients were added to the cheese according to the experimental plan and the response variable was acceptability. The best formulations were made sensory evaluation with judges potentially consumers and selection was determined nutritional indicators. It was concluded that the cultures should be used in a 1:1 ratio and 2.5% doses. The refrigerated cheese maintained a viability above 10⁶ cfu/g until 14 days. The fresh cheese developed with probiotic cultures and with the addition of cinnamon 3.5 to 5.0%, fiber of oat 7.5 to 10.0%, nuts 7.5 to 10.0%, rosemary 2.0%, sweet paprika 1.0% and oregano 0.4% presented acceptable sensorial quality and by the nutritional composition this cheese can be considered with properties that its consumption may has effective physiological benefits in the improvement of the health.

Key words: Probiotic cultures; fresh cheese; vegetable ingredients; dietary fiber

Introducción

El queso es un alimento con una densidad nutricional elevada. Así por ejemplo, en Estados Unidos el consumo de queso contribuye a la ingesta del 9 % de la proteína total, 11 % del fósforo y el 27 % del calcio y es una buena fuente de proteínas de elevado valor biológico,¹ la proteína láctea tiene todos los aminoácidos esenciales y se destaca por el elevado contenido en aminoácidos de cadena ramificada (leucina, isoleucina y valina). En el proceso de elaboración de los quesos se produce hidrólisis de las caseínas, lo que, además de contribuir a la adquisición de características organolépticas particulares, hace que aumente la digestibilidad de la proteína sin alterarse su valor nutritivo.²

En este sentido fomentar el consumo de queso puede ser interesante, pero lo cierto es que entre la población y entre los propios profesionales sanitarios el queso también se percibe como un alimento con un alto contenido de grasa y sodio. Esto hace que algunos segmentos poblacionales sean más afectados por patologías cardiovasculares y tengan que limitar o eliminar su consumo, ya que la Organización Mundial de la Salud (y otras organizaciones) y diversos estudios advierten sobre la importancia de la reducción de la ingesta de sodio.³

Tras realizar en las bases de datos una exhaustiva revisión acerca de estudios publicados sobre el desarrollo de quesos modificados nutricionalmente y con adicción de sustancias como fibra, especias, hierbas aromáticas, nueces y probióticos, se ha podido comprobar que existen (incluso a la venta en el mercado) o se han desarrollado quesos bajos en grasa y sin grasa,⁴ quesos bajos en grasa a los cuales se les ha añadido alguna sustancia buscando algún beneficio extra, como chitosán,⁵ quesos bajos en sal,⁶ quesos bajos en grasas con sustancias bioactivas o extractos,⁷ quesos con probióticos⁸ y quesos bajos en grasa con adicción de romero.⁹

En España, en el año 2013 el Ministerio de Agricultura elaboró un catálogo electrónico por iniciativa de la Dirección General de la Industria Alimentaria que se centraba en los quesos típicos de cada comunidad autónoma pero no tiene en cuenta los quesos industriales ni los quesos funcionales. Aunque lo cierto es que la industria alimentaria española ofrece en el mercado algunos quesos modificados. En este sentido tras una exhaustiva revisión del mercado español (a través de revisión de las principales cadenas de distribución en el país y comprobación de sus catálogos) se pudo comprobar que sólo hay cuatro tipos de quesos: cero grasa, el llamado queso tipo Burgos cero grasa (hay varias marcas); queso de untar cero grasa (una marca); queso fresco batido cero grasa (varias marcas) dentro de los cuales hay uno con salvado de avena y requesón cero grasa (una marca). Los tres casos son versiones desnatadas de quesos existentes en el mercado que sí llevan grasa y de los que en algunos casos también existen versiones con contenido reducido en grasa pero no cero grasas. También en el mercado español existen quesos bajos en sal (lonchas, queso tipo Burgos, quesos semicurados) e incluso también hay quesos bajos en grasa y bajos en sal, con fibra o con antioxidantes.

Sin embargo no existen en el mercado quesos que aún en reducción en sodio, mayor riqueza en potasio, reducción de grasa, presencia de betaglucano, contenido de grasa poli insaturada, características antioxidantes y probióticas que lo hagan un alimento funcional.

Los probióticos pueden ser definidos como microorganismos vivos que cuando se administran en cantidades adecuadas confieren beneficios para la salud en el organismo.¹⁰

Son varios los microorganismos descritos como probióticos, siendo los más nombrados en la literatura científica los pertenecientes al grupo de las bacterias lácticas, destacándose dentro de estos el Lactobacillus casei, Lactobacillus acidophilus y Bifidobacterium bifidum que son habitantes normales del tracto digestivo humano.¹¹ Se recomienda que la concentración de un probiótico en un producto debe encontrarse en un intervalo entre 10⁶ a 10⁸ ufc/mL o g para que el producto mantenga sus características probióticas y sus propiedades terapéutica.¹² Pero aparte de beneficios en la salud, como por ejemplo su capacidad para reducir el colesterol,¹³ las bacterias probióticas pueden mejorar las características sensoriales de los productos en cuanto al aroma, el sabor y la textura.¹⁴

Las bacterias probióticas tales como L. casei y L. acidophilus unidos pueden tener un efecto sinérgico como por ejemplo una mayor mejora en diferentes parámetros inmunológicos.

Un buen probiótico se considera L. casei debido a que favorece la degradación de los hidratos de carbono, la degradación de las proteínas, la degradación de las grasas y la absorción de aminoácidos y vitaminas,¹⁵ tiene actividad antimicrobiana, reduce la actividad de las enzimas colónicas como la β-glucuronidasa,¹⁶ mejora el estado diarreico,¹⁷ incrementa la actividad inmune innata.¹⁸ Algunos estudios sugieren que podría tener utilidad en el síndrome de colon irritable,¹⁹ e incluso puede ser una ayuda para los pacientes con artritis reumatoide y ayudar a aliviar los síntomas y mejorar citoquinas inflamatorias²⁰ podría también ayudar a regular el movimiento intestinal irregular en pacientes gastrectomizados.²¹

L. acidophilus puede reducir el LDL-colesterol y el colesterol total ¹³ puede prevenir la diarrea ^22,23 prevenir la diarrea del viajero.²⁴ Además inhibe el crecimiento (por competencia) de bacterias como Helicobacter pylori²⁵ o Yersinia pseudotuberculosis²⁶ entre otras, produce mejoras en el metabolismo microbiano y en la microbiota intestinal,²⁷ puede tener utilidad en los trastornos funcionales del intestino mejorando los síntomas de hinchazón y distensión abdominal.²⁸

La mezcla de los cultivos como L. acidophilus y L. casei u otros puede ser positiva en aspectos metabólicos ²⁹ e incluso de esta forma parece que existe más protección frente a diarrea asociada a antibióticos y la diarrea asociada a Clostridium difficile.³⁰

Se ha demostrado que el queso fresco es un excelente vehículo para transportar a los cultivos probióticos a través de la vía gástrica.³¹

Por tanto la mera reducción del sodio y de la grasa en un queso puede de por sí suponer una ventaja desde el punto de vista de los beneficios a la nutrición humana, pero además el queso como alimento puede tener un mejoramiento en cuanto a beneficios fisiológicos extras, con la adición de productos o ingredientes que lo enriquezcan en fibra (betaglucanos de fibra de avena), en antioxidantes (romero, orégano, pimentón dulce), en determinados ácidos grasos (nuez), en probióticos (determinadas cepas bacterianas).

Teniendo en cuenta estos antecedentes este trabajo tuvo como objetivo determinar la relación y la dosis de cultivo Lactobacillus casei y Lactobacillus acidophilus en la leche y la proporción de ingredientes vegetales para el desarrollo de un queso fresco de coagulación enzimática con beneficios potenciales a la salud.

Materiales y Métodos

Los quesos se elaboraron en una pequeña fábrica de quesos asturiana y los análisis correspondientes fueron realizados en el Instituto Agroalimentario INOQUA, Instituto Interprofesional Lechero de Asturias, Instituto de Productos Lácteos de Asturias y en el Laboratorio Agroalimentario de la Universidad de Oviedo.

Las materias primas utilizadas para la elaboración del queso fueron las siguientes: leche fluida descremada; cultivos lácticos LA-5 (Lactobacillus acidophilus) y L. casei-431 (Lactobacillus paracasei paracasei) procedentes de la firma CHR HANSEN, certificados como probióticos, romero y orégano molido, canela en polvo procedentes de conservas Dani, nuez troceada de la firma Aperitivo Medina y fibra de avena (oatwell 28X) de la firma suiza DSM.

Los análisis de control realizados fueron los siguientes: viabilidad de los dos microorganismos probióticos (L. paracasei y L. acidophilus) y evaluación sensorial del queso.

La viabilidad se determinó mediante el método de siembra en placas utilizando como medio el MRS, el suplemento antibiótico que se añadió al medio MRS para aislar L. casei fue la vancomicina a una concentración de 1 mg/L y para el aislamiento de L. acidophilus se utilizó la clindamicina a una concentración de 0,1 mg/L. La incubación se realizó a una temperatura de 37 ºC y el conteo de los microorganismos se llevó a cabo a las 72 horas en las diferentes diluciones decimales.

La evaluación sensorial para seleccionar los quesos con mejor aceptabilidad se realizó con cinco catadores expertos y una vez seleccionados fueron caracterizados en base a sus atributos organolépticos mediante una prueba descriptiva con escala verbal teniendo en cuenta los atributos: apariencia general, olor, textura en boca y sabor.³²

Las formulaciones de quesos seleccionadas se sometieron posteriormente a una evaluación de intensidad de aceptación mediante una escala hedónica estructurada de cinco puntos que va desde me gusta mucho hasta me disgusta mucho, con la participación de 60 personas adultas potencialmente consumidores del producto.³³

Al producto final desarrollado se le realizaron las determinaciones siguientes: humedad,³⁴ grasa,³⁵ proteína,³⁶ cenizas,³⁷ ácidos grasos saturados³⁸ hidratos de carbono totales y azúcares totales,³⁹ minerales,^40,41 fibra alimentaria soluble e insoluble, ⁽⁴² vitamina D,⁴³⁾ E y A.⁴⁴

Para el desarrollo de la parte experimental se diseñaron dos experimentos para determinar la relación y dosis de cultivo en el desarrollo del producto (experimento 1) y el diseño de la mezcla para la adición de los ingredientes vegetales en la masa quesera (experimento 2).

Diseño del experimento 1.

Para el diseño se utilizó un factorial Superficie de Respuesta mediante el programa STATGRAPHICS Centurion⁴⁵ siendo las variables independiente relación de cultivo (1:1 a 1:2) y dosis de cultivo (1,5 a 2,5 %), como variable de respuesta se utilizó la viabilidad. La matriz del diseño se presenta en la tabla 1.

Tabla 1 Diseño del experimento para la relación de cultivo y dosis de cultivo a adicionar a la leche 

Diseño del experimento 2:

Para el diseño se consideró un sistema de mezcla haciendo uso del programa Design- Expert,⁴⁶ donde se consideró mantener constante los condimentos romero (2 %), orégano (0,4 %) y pimentón (1 %) según lo reportado^9,47 y se consideraron como variables independientes canela (2 a 5 %), fibra de avena (4 a 6 %), nuez de castilla (5 a 10 %) y masa quesera (71,6 a 81,6 %). Como variables de respuesta se tomaron la aceptabilidad y la viabilidad. La matriz del diseño de experimento se presenta en la tabla 2.

Elaboración del queso

Para la elaboración del queso la leche fue previamente descremada, posteriormente se sometió a pasteurización a 65 ^oC durante 30 min, se enfrió a 35 ^oC, los cultivos fueron añadidos directamente a la leche según las dosis y proporciones de la tabla 1, el cuajo de acuerdo a las especificaciones del fabricante (Laboratorios Arroyo). Después de la coagulación, la cuajada se cortó, se desueró y se elaboró durante 30 min. Posteriormente la masa quesera se amasó, se envasó y se refrigeró.

Mezclado de ingredientes vegetales a la masa quesera

La adición de los ingredientes a la masa quesera (variante seleccionada en el experimento 1) se realizó de acuerdo al diseño del experimento 2. Tras el mezclado por amasado, se envasó en envase de plástico cilíndrico para alimentos y se refrigeró a 5 ± 1 ^oC.

Los resultados fueron procesados mediante el programa de estadística STATGRAPHICS Centurion.⁴⁵

Tabla 2 Diseño del experimento de mezcla de masa quesera e ingredientes vegetales 

Resultados y discusión

La tabla 3 presenta la viabilidad de los microorganismos probióticos a las 24 h de la elaboración del queso almacenado en refrigeración.

La viabilidad de cada uno de los lactobacilos evaluada tanto en forma conjunta como por vía aislada (individual) no presentó diferencias significativas.

La viabilidad relacionada con el factor relación de cultivo no fue significativa ni para la viabilidad individual ni para la total de lactobacilos, por lo que puede utilizarse el cultivo en la relación 1:1 sin afectar este indicador.

Tabla 3 Viabilidad de los lactobacilos a las 24 h de elaborado los quesos 

La influencia del factor dosis de cultivo sobre la viabilidad total fue significativa solamente para L. acidopilus (p ≤ 0,05), no presentaron diferencias las dosis 1,5 -2,0 %; 2,0-2,5 %; 2,0- 2,7 % y 2,5- 2,7 %, en base a este resultado se puede realizar la inoculación con las dosis de cultivo 1,5 a 2,5 % o de 2,0 a 2,7 %. Para la continuación de la investigación se decidió tomar la dosis intermedia de 2,5 % de cultivo.

En la figura 1 se muestra el comportamiento de la viabilidad de los microorganismos durante el almacenamiento de la masa quesera inoculada con una dosis de cultivo al 2,5 % en una relación 1:1. Durante 14 días la viabilidad no mostró variación y se mantuvo por encima del mínimo terapéutico para cada uno de los microorganismos (10⁶ ufc/g), por lo que el queso fresco mantuvo las características probióticas para poder ser utilizado en la elaboración del producto con los ingredientes vegetales.

Fig.1 Comportamiento de la viabilidad de los microorganismos en la masa quesera durante el almacenamiento 

De las formulaciones del queso con las adiciones de ingredientes vegetales solo cuatro fueron seleccionados por los catadores expertos (el resto fueron rechazados por sabor muy fuerte en alguno de los ingredientes), los descriptores organolépticas y la impresión general de calidad de cada uno de ellos se presentan en la Tabla 4.

De las cuatro formulaciones solo dos resultaron con impresión general de buena (UWB, XRJ) y dos de aceptable (MFA, ODH). Las formulaciones fueron sometidas a la evaluación por personas potencialmente consumidores

Los resultados de la prueba de aceptación con 60 consumidores coincidió para las cuatro formulaciones con una puntuación media de tres puntos, que corresponde a una calificación de ni me gusta ni me disgusta.

La aceptabilidad de los quesos no supone un problema, ya que el queso fue diseñado para personas con patologías que requieren ingesta de fármacos (que son habitualmente muy rechazados por los pacientes) como alternativa a éstos, de tal forma que en el diseño primaron los componentes que facilitarían los efectos fisiológicos frente a su calidad organoléptica pese a lo cual se logró producir un queso no rechazado.

En la figura 2 se presenta el número de respuestas por intensidad de agrado para cada formulación y así decidir por una formulación.

Tabla 4 Descriptores organolépticos e impresión general de calidad de los quesos seleccionados 

La formulación XRJ fue la que recibió más respuesta de me disgusta y la de mayor número de respuestas de me gusta se situaron la formulaciones MFA y UWB. Teniendo en cuenta estos resultados se seleccionó la formulación UWB con una composición de canela 3,5 a 5,0 %, fibra de avena 7,5 a 10 %, nuez de 7,5 a 10 %; romero 2 %, pimentón dulce 1 % y orégano 0,4 %.

Fig. 2 Comportamiento de las respuestas en cada formulación según intensidad de agrado. 

La tabla 5 presenta los resultados de la evaluación química nutricional del producto. De acuerdo a los indicadores nutricionales que presentó el queso desarrollado se puede considerar como un producto que su consumo puede tener efectos fisiológicos efectivos en la mejora de ciertos indicadores sanguíneos como son el LDL-colesterol, HDL-colesterol, triglicéridos, hemoglobina glicosilada y proteína C reactiva ultrasensible.

Tabla 5 Indicadores nutricionales del queso desarrollado 

Conclusiones

Para la elaboración del queso fresco de coagulación enzimático el cultivo mixto L. casei y L. acidophilus puede utilizarse para la inoculación en una dosis de 2,5 % en relación 1:1 sin afectar la viabilidad individual de los microorganismos ni la total de lactobacilos. El producto obtenido mantuvo la viabilidad por encima de 10⁶ ufc/g hasta los14 días de almacenamiento en refrigeración a 5 ± 1 ^oC.

El queso fresco desarrollado con cultivos probióticos y con la adición de ingredientes vegetales presentó calidad sensorial aceptable y por su composición nutricional el consumo de este producto puede considerarse con beneficios fisiológicos efectivos a la salud en la mejora de ciertos indicadores sanguíneos.

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Recibido: 07 de Julio de 2018; Aprobado: 15 de Octubre de 2018

^*Autor para la correspondencia. Correo electrónico: [e-mail]

Conflicto de intereses Los autores declaran que no existen conflictos de intereses.