MIRIAM GUADALUPE RODRIGUEZ OLVERA

Instituto Politécnico Nacional
CENTRO DE INVESTIGACIÓN EN CIENCIA
APLICADA Y TECNOLOGÍA AVANZADA
UNIDAD QUERÉTARO
POSGRADO EN TECNOLOGÍA AVANZADA
Análisis químico de los compuestos importantes del
sabor de queso tipo panela inoculado con
Lactococcus lactis UQ2Rif Lac+
TESIS QUE PARA OBTENER EL GRADO DE
MAESTRÍA EN TECNOLOGÍA AVANZADA
PRESENTA
Q. en A. Miriam Guadalupe Rodríguez Olvera
Directores de Tesis:
Dr. Pedro Alberto Vázquez Landaverde
Dra. Blanca Estela García Almendárez
Querétaro, Qro. Diciembre de 2013.
A Dios por permitirme cumplir una meta más y bendecirme en el camino.
A mi mamita hermosa por ser mi motor, mi inspiración y mi soporte en todo momento. Gracias por
recordarme en todo momento lo grande que soy, porque cuando ya no tengo fuerzas para
continuar, siempre estás para impulsarme y recordarme que puedo lograr todo lo que me
proponga. Te adoro mami!!!
A mi esposo amado por ser mi amigo, confidente y compañero de aventuras. Gracias por la
infinita paciencia y apoyo que me brindaste en todo momento para culminar una de mis más
grandes metas y por permitirme robarte mucho del tiempo en el que merecía estar contigo. Gracias
por soportar mis momentos de estrés y por compartir mis alegrías… gracias por aceptar mis
locuras por más simples que parecieran, como dormir con la luz prendida porque me daba miedo
estudiar sola por las noches, gracias por creer en mi e impulsarme siempre. Te amo!
A mi Ximenita preciosa por ser mi razón de ser, por ser toda una guerrera y enseñarme que no
existe obstáculo que impida superar cualquier adversidad, sólo la falta de fe y la falta de coraje
para salir adelante. Eres grande princesa, nunca lo olvides!!!!
A mi papito lindo por enseñarme a ser perseverante, a luchar por mis sueños y a nunca
conformarme con lo menos si siempre existe la oportunidad de crecer. Eres un gran ejemplo de
éxito. Te quiero papi!!!
A mis hermanis Fer, Panda y Paco por ser mis cómplices de locuras, por siempre ayudarme a
terminar mis metas, por ser excelentes tíos y hacerla de papás cuidando y guiando a Xime cuando
yo necesitaba terminar mis tareas… pero sobre todo gracias por todas esas sesiones de risoterapia
para olvidar el estrés. Los quiero!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
Familia Hermosa: sabiendo que jamás existirá una forma de agradecer toda una
vida de lucha, sacrificio y esfuerzo constante, sólo quiero que sientan que el
objetivo logrado también es suyo y que la fuerza que me ayudó a conseguirlo fue su
incondicional apoyo. Los amo!!
Al Dr. Pedro Alberto Vázquez Landaverde por darme la oportunidad de crecer tanto personal
como profesionalmente y transmitirme todo su conocimiento. Gracias por confiar en mí y hacerme
partícipe del gran ímpetu que se puede tener a la ciencia, a amar grandemente lo que uno hace y a
querer seguir creciendo en este apasionante mundo de los sabores. Gracias por su todo su apoyo
en esta aventura.
A la Dra. Blanca Estela García Almendárez y al Dr. Carlos Regalado González por tantos años
de compartir tanto profesional como personalmente todas su experiencias, ya que todas las bases
para crecer en esta profesión las obtuve de ustedes. Gracias por todo su apoyo.
A la Dra. Norma Gabriela Rojas Avelizapa, Dr. Reynaldo Carlos Pless Elling y Dr. Gonzalo
Velázquez de la Cruz por su apoyo, colaboración, entrega y enriquecedoras aportaciones a este
trabajo. Gracias por su excelente labor docente y por siempre tener tiempo para las cosas
escolares y personales.
A la Dra. Ma. Guadalupe del Carmen Méndez Montealvo por su sincera y excelente labor en pro
de los derechos de los estudiantes, por brindarnos apoyo y confianza en los momentos más
complicados de esta aventura llamada maestría.
A mi flavor team… Bibis, Chivis, Gera, Luisa y Rosy por su sincera amistad, por sus experiencias
y los momentos inolvidables de risa y llanto que hicieron más llevadero el trabajo… pero en
especial a mis mellizas ñoñolsen!!! Jary y Yoss por su inigualable amistad, por todos los
momentos únicos que nos hicieron llorar para crecer (Chachis!!!!!!!) pero sobre todo por todos los
momentos llenos de alegría que han hecho mi estancia en CICATA una de las mejores
experiencias de mi vida. Las quiero mil!!!!!!!
A mis amigos malteadosos… Luz, Renata, Anita y Claudia por hacerme empezar el día con una
sonrisa… pero en especial a mi amigo Pepe… gracias amigo por todas tus enseñanzas de vida,
por nuestras terapias en el club, por nuestros momentos de reflexión que muchas veces me
ayudaron a retomar este reto con la mejor actitud. Eres una gran persona y estoy agradecida de
haberte conocido.
Al Departamento de posgrado: Lupita, Israel y Lucy… pero con especial cariño a Gerardo, por
estar siempre dispuesto a ofrecer una sonrisa a pesar del mal día. Gracias por su gran labor.
A todos los que hicieron posible este sueño… Gracias.
Índice General
Índice General ...................................................................................................................................... i
Índice de tablas ................................................................................................................................... v
Índice de figuras ................................................................................................................................. vii
Resumen ............................................................................................................................................. ix
Abstract ............................................................................................................................................... xi
CAPÍTULO 1 .........................................................................................................................................
Introducción ......................................................................................................................................... 1
CAPÍTULO 2 .........................................................................................................................................
Antecedentes....................................................................................................................................... 5
2.1 Queso ....................................................................................................................................... 5
2.2 Sabor en queso ........................................................................................................................ 6
2.2.1 Proteólisis ........................................................................................................................... 6
2.2.2 Hidrólisis de lactosa ........................................................................................................... 8
2.2.3 Lipólisis............................................................................................................................... 9
2.2.4 Otros................................................................................................................................. 10
2.2.5 Adición de cultivos ........................................................................................................... 11
2.3 Lactococcus lactis UQ2Rif Lac+ ............................................................................................ 12
2.4 Sabor de queso inoculado con Lactococcus lactis UQ2Rif Lac+........................................... 13
2.5 Análisis de los compuestos aromáticos ................................................................................. 15
2.5.1 Espacio de cabeza (Headspace, HS) ............................................................................. 17
2.5.2 Microextracción en fase sólida (SPME) ........................................................................... 17
2.6 Identificación de compuestos activos olfativamente .............................................................. 19
2.7 Cuantificación de compuestos activos olfativamente ............................................................ 19
2.7.1 Adición de estándar interno múltiple ................................................................................ 19
2.7.2 Adición de estándar en matriz real con estándares internos múltiples ........................... 20
2.7.3 Estándares externos ........................................................................................................ 21
2.8 Valor de actividad de aroma (OAV) ....................................................................................... 22
CAPÍTULO 3 .........................................................................................................................................
Justificación ....................................................................................................................................... 25
i
ÍNDICE GENERAL: Análisis químico de los compuestos importantes para el sabor de
queso tipo panela inoculado con Lactococcus lactis UQ2Rif Lac+
CAPÍTULO 4
Hipótesis ............................................................................................................................................ 27
CAPÍTULO 5 .........................................................................................................................................
Objetivos ............................................................................................................................................ 29
5.1 General ................................................................................................................................... 29
5.2 Específicos ............................................................................................................................. 29
CAPÍTULO 6 .........................................................................................................................................
Materiales y métodos ........................................................................................................................ 31
6.1 Activación de L. lactis UQ2Rif Lac+ para su incorporación como inóculo en queso panela . 31
6.2 Incorporación de L. lactis UQ2Rif Lac+ en la elaboración de queso panela como cultivo
protector ....................................................................................................................................... 31
6.3 Desarrollo de una técnica de cuantificación de compuestos volátiles mediante la adición de
estándar en matriz real con estándares internos múltiples.......................................................... 32
6.4 Desarrollo de una técnica de cuantificación de ácidos grasos libres mediante curva de
calibración externa con estándares internos múltiples ................................................................ 34
6.5 Extracción de los compuestos volátiles por SPME ................................................................ 35
6.6 Extracción de ácidos grasos libres ......................................................................................... 36
6.7 Determinación de los valores de actividad de aroma (OAV) para los compuestos
identificados ................................................................................................................................. 36
CAPÍTULO 7 .........................................................................................................................................
Resultados y discusión ...................................................................................................................... 37
7.1 Desarrollo de una técnica de cuantificación de compuestos volátiles mediante la adición de
estándar en matriz real con estándares internos múltiples.......................................................... 37
7.2 Desarrollo de una técnica de cuantificación de ácidos grasos libres mediante curva de
calibración externa con estándares internos múltiples ................................................................ 38
7.3 Extracción y cuantificación de los compuestos volátiles por SPME ...................................... 39
7.4 Determinación de los valores de actividad de aroma (OAV) para los compuestos
identificados ................................................................................................................................. 41
7.5 Determinación de los valores de actividad de aroma (OAV) para los ácidos grasos libres
identificados ................................................................................................................................. 62
ii
ÍNDICE GENERAL: Análisis químico de los compuestos importantes para el sabor de
queso tipo panela inoculado con Lactococcus lactis UQ2Rif Lac+
CAPÍTULO 8 .........................................................................................................................................
Conclusión y perspectivas ................................................................................................................. 65
CAPÍTULO 9 .........................................................................................................................................
Referencias ....................................................................................................................................... 67
iii
Índice de tablas
Tabla 1. OAV de algunos componentes volátiles del aroma de queso Camembert ........................ 23
Tabla 2. Concentración real de las soluciones de compuestos de calibración ................................ 33
Tabla 3. Concentración real de las curvas de calibración para compuestos volátiles en la muestra
final de queso .................................................................................................................................... 34
Tabla 4. Ecuaciones de regresión lineal para compuestos de sabor en queso panela.................... 37
Tabla 5. Ecuaciones de regresión lineal para ácidos grasos libres en queso panela ...................... 38
Tabla 6. Compuestos volátiles identificados en los quesos control e inoculado con Lactococcus
lactis UQ2Rif Lac+ analizados por .................................................................................................... 42
Tabla 7. Ácidos grasos libres identificados en los quesos control e inoculado con Lactococcus lactis
UQ2Rif Lac+ ...................................................................................................................................... 62
v
Índice de figuras
Figura 1. Degradación de los componentes del queso involucrados en la formación de
componentes del sabor ....................................................................................................................... 7
Figura 2. Análisis de componentes principales (ACP), tendencia de 38 compuestos identificados
para los diferentes tipos de quesos. ................................................................................................. 14
Figura 3. Rango de recuperación de compuestos volátiles mediante diferentes métodos de
separación de compuestos volátiles. ................................................................................................ 16
Figura 4. Secuencia de eventos que muestran los pasos para la extracción por medio de SPME. 18
Figura 5. Representación gráfica del método de adición de estándar en matriz real. ...................... 21
Figura 6. Elaboración de queso panela adicionado con Lactococcus lactis UQ2Rif Lac+. .............. 32
Figura 7. Efecto del tiempo de extracción en los compuestos volátiles de queso panela ................ 39
Figura 8. Compuestos con los valores de OAV más altos en los quesos control e inoculado con
Lactococcus lactis UQ2Rif Lac+ ....................................................................................................... 55
Figura 9. Compuestos con los valores de OAV más altos en el queso control comparados con su
contraparte en el queso inoculado con L. lactis UQ2Rif Lac+ .......................................................... 56
Figura 10. Compuestos con los valores de OAV más altos en el queso inoculado con L. lactis
UQ2Rif Lac+ comparados con su contraparte en el queso control .................................................. 58
vii
Resumen
Las notas de sabor y aroma que caracterizan a los quesos no pasteurizados son cualidades
que el consumidor aprecia y busca. Sin embargo, es incuestionable el riesgo asociado a su
consumo debido a la falta de medidas que controlen la inocuidad de este tipo de productos. Una
modificación en la microflora inicial que reduce microorganismos y elimina patógenos, se logra con
la pasteurización, misma que hace posible una producción de calidad uniforme; pero trae consigo
un sabor insípido en el queso, ya que diversos estudios han confirmado que la flora nativa, en
especial las bacterias ácido lácticas del género Lactococcus son importantes en el desarrollo de
compuestos de sabor. Se ha comprobado que es posible restaurar el sabor, lograr uniformidad en
la calidad y asegurar la inocuidad del producto, pasteurizando la leche y añadiendo cultivos
lácticos, como el Lactococcus lactis UQ2Rif Lac+. En este trabajo se identificaron los compuestos
importantes del sabor de queso tipo panela inoculado con Lactococcus lactis UQ2Rif Lac+ por HSSPME-GC-MS y el perfil de ácidos grasos libres por extracción con solventes. En el queso control
se identificaron 9 alcoholes, 6 aldehídos, 4 compuestos de azufre, 19 cetonas, 33 ésteres, 3 éteres,
2 pirazinas, 3 terpenos, 12 compuestos aromáticos y 22 hidrocarburos; haciendo un total de 113
compuestos volátiles. En el queso inoculado con L. lactis UQ2Rif Lac+ se identificaron 11
alcoholes, 10 aldehídos, 4 compuestos de azufre, 15 cetonas, 13 ésteres, 5 éteres, 4 terpenos, 8
compuestos aromáticos y 26 hidrocarburos; haciendo un total de 96 compuestos volátiles. Se
identificaron 12 ácidos grasos tanto en el queso control como en el queso inoculado con L. lactis
UQ2Rif Lac+. Este estudio mostró que el decanal, el hexanal, el 2,4-ditiapentano, el etil éster del
ácido 3-metilbutanóico, el etil éster del ácido heptanóico, el etil éster del ácido hexanóico, el ácido
acético, el ácido butanóico, el ácido hexanóico y el ácido oléico son los compuestos con mayor
valor de actividad de aroma en el queso control, sugiriendo que son los compuestos clave para el
sabor de queso tipo panela. Por otro lado, este trabajo mostró que el 3-metil-1-butanol, el
bencenacetaldehído, el 3-metilbutanal, el dimetil sulfuro, el metanotiol, la 2,3-butanodiona, la 2pentanona, el ácido acético, el ácido butanóico, el ácido hexanóico y el ácido oléico son los
compuestos con mayor valor de actividad de aroma, sugiriendo que son los compuestos clave para
el sabor de queso tipo panela inoculado con Lactococcus lactis UQ2Rif Lac+. La adición del cultivo
protector L. lactis UQ2Rif Lac+ durante la elaboración de queso panela ofrece un efecto
bifuncional, ya que cumplió con el objetivo de sintetizar la bacteriocina nisina brindando un efecto
bioprotector y favoreciendo la estabilidad microbiológica del queso, además de favorecer la síntesis
de compuesto volátiles específicos que son percibidos como agradables por el consumidor. Con
esto se logra un producto de calidad uniforme, inocuo y con sabor agradable pues la flora presente
en el producto y las características sensoriales se estandarizan, lo cual es muy buscado por la
industria láctea hoy en día.
Palabras clave: queso, Lactococcus lactis UQ2Rif Lac+, compuestos volátiles.
ix
Abstract
The flavor and aroma notes that characterize unpasteurized cheeses are qualities that
consumers appreciate and seek. However, there is unquestionably a risk associated with their use,
due to the lack of measures to control the safety of this type of product. Pasteurization achieves a
modification of the initial microflora, reduces and eliminates pathogenic microorganisms; it also
enables a production of uniform quality, but it brings with it a flat taste in the cheese, since several
studies have confirmed that the native flora, especially the lactic acid bacteria of the genus
Lactococcus, are important in the development of flavor compounds. It has been found possible to
restore the taste uniformity in the quality, and to ensure the safety of the product, by adding
pasteurized milk and dairy cultures, such as Lactococcus lactis UQ2Rif Lac+. This study identified
key flavor compounds in fresh basket cheese (panela) inoculated with Lactococcus lactis UQ2Rif
Lac+ by HS-SPME-GC-MS and the free fatty acid profile by solvent extraction. In the control cheese
were identified 9 alcohols, 6 aldehydes, 4 sulfur compounds, 19 ketones, 33 esters, 3 ethers, 2
pyrazines, 3 terpenes, 12 aromatic compounds and 22 hydrocarbons, making a total of 113 volatile
compounds. In cheese inoculated with L. lactis UQ2Rif Lac+ were identified 11 alcohols, 10
aldehydes, 4 sulfur compounds, 15 ketones, 13 esters, 5 ethers, 4 terpenes, 8 aromatic compounds
and 26 hydrocarbons, making a total of 96 volatile compounds. In both cheeses were identified 12
fatty acids. This study showed that decanal, hexanal, 2,4-dithiapentane, 3-methylbutanoic acid ethyl
ester, heptanoic acid ethyl ester, hexanoic acid ethyl ester, acetic acid, butanoic acid, hexanoic acid
and oleic acid are the compounds with the highest odor activity value in control cheese, suggesting
that these are key compounds in the flavor of fresh basket cheese (panela). Furthermore, this study
demonstrated that 3-methyl-1-butanol, benzeneacetaldehyde; 3-methyl-butanal, dimethyl sulfide,
methanethiol, 2,3-butanedione, 2-pentanone, acetic acid, butanoic acid, hexanoic acid and oleic
acid are compounds with the highest odor activity value, suggesting that this are key compounds in
the flavor of fresh cheese inoculated with Lactococcus lactis UQ2Rif Lac+. The addition of a
protective culture of L. lactis UQ2Rif Lac+ during the making of panela cheese provides a
bifunctional effect, as it meets the objective to synthesize the bacteriocine nisin give a bioprotective
effect and favoring the microbiological stability of cheese, it also helps the synthesis of specific
volatile compounds that are perceived as pleasant by the consumer. These achieve a product of
uniform quality, safe and with good taste as the flora present in the product and sensory
characteristics are standardized, which is highly desirable in the dairy industry.
Keywords: cheese, Lactococcus lactis UQ2Rif Lac+, volatile compounds.
xi
CAPÍTULO 1
Introducción
El queso fresco es un producto de alta demanda en México. Entre 2005 y 2011, la
producción industrial de leche y derivados lácteos registró un comportamiento favorable en la
mayor parte de los productos. De acuerdo a la información proporcionada por el INEGI, destacan la
producción de quesos, con una tasa de crecimiento anual promedio de 5.7%, al pasar de 178,000
toneladas en 2005 a 247,000 toneladas en 2011. México se ubica en el noveno lugar en la
producción de quesos a nivel global con una oferta en el 2010 de 244,000 toneladas. El consumo
de queso también mostró un comportamiento favorable al pasar de 265,000 toneladas consumidas
en 2005 a 321,000 toneladas en 2011 (SAGARPA, 2011). Por otro lado, la producción y consumo
de quesos frescos también ha ido incrementando en otros países. En Estados Unidos, la
producción de queso fresco en 2007 fue de 190,580,000 libras, mientras que en 2011 la
producción aumentó a 224,649,000 libras (USDA-NASS, 2012)
En México el queso más consumido es el queso panela con un 52.3% de preferencia por la
población, donde los atributos más importantes evaluados por el consumidor son su sabor y aroma
(SAGARPA, 2011). En nuestro país muchas veces se elige no pasteurizar la leche para la
elaboración de quesos frescos ya que conserva en el producto sabores y olores agradables, sin
embargo esto viola la norma NOM-091-SSA1-1994 establecida por la Secretaria de Salud (SSA) y
pone en riesgo la inocuidad sanitaria del producto así como la seguridad del consumidor.
En Estados Unidos se reportaron 121 brotes de enfermedades transmitidas por alimentos
(ETAs) relacionados con el consumo de productos lácteos entre 1996 – 2006, dando como
resultado 4,413 reportes de personas enfermas. De éstos, 1,571 (36%) fueron asociados al
consumo de productos lácteos sin pasteurizar. Los brotes relacionados con productos lácteos sin
pasteurizar se tradujeron en 202 hospitalizaciones (tasa de hospitalización del 13%), mientras que
los brotes donde se vieron involucrados productos lácteos pasteurizados dieron como resultado 37
hospitalizaciones (tasa de hospitalización del 1%). Se asociaron 2 muertes con un brote causado
por productos lácteos sin pasteurizar. La incidencia de brotes causados por los productos lácteos
sin pasteuriza fue mayor en los estados que permiten la venta de productos lácteos sin pasteurizar,
que en los estados que prohibían dicha venta. De los brotes donde se vieron involucrados
productos lácteos elaborados sin pasteurizar, se identificaron como causantes de las
1
Análisis químico de los compuestos importantes para el sabor de queso tipo panela inoculado
con Lactococcus lactis UQ2Rif Lac+
enfermedades bacterias como Campylobacter spp., Salmonella spp., Listeria spp., Escherichia coli,
Brucella spp. y Shigella spp (Langer et al., 2012).
Los productos lácteos tienen sabores característicos que han sido asociados a la actividad
metabólica de la flora nativa de la leche. Sin embargo, además del problema sanitario por la gran
variedad de microorganismos presentes en la leche cruda, el proceso de manufactura del queso
fresco no es uniforme y varía con la localidad y las tradiciones regionales. Una modificación en la
microflora inicial que reduce microorganismos y elimina patógenos, se logra con la pasteurización.
Sin embargo, las características sensoriales de los productos lácteos se modifican por el proceso
de pasteurización ya que afecta compuestos de sabor además de reducir considerablemente la
flora nativa. El incorporar cultivos protectores del mismo origen lácteo, puede favorecer la síntesis
de nuevos compuestos de sabor que asemejen perfiles sensoriales de productos no pasteurizados.
Se ha considerado el uso de co-cultivos o cultivos protectores para la elaboración de
productos lácteos tradicionales elaborados con leche pasteurizada, ya que se busca que el cultivo
protector desarrolle en el producto las características de quesos artesanales, siendo doblemente
efectivo, brindando características sensorialmente aceptables y protegiendo al alimento mediante
la bioconservación. La bioconservación es una alternativa de conservación de alimentos frescos,
implica una serie de métodos en los cuales se usan bacterias y/o sus metabolitos como medio de
protección en diversos alimentos. Las bacterias más utilizadas e investigadas recientemente son
aquellas que pertenecen al grupo de las bacterias ácido lácticas (BAL), que se caracterizan por
fermentar azúcares transformándolos en ácido láctico y otros metabolitos. Resulta de interés la
capacidad de estas bacterias en la síntesis de bacteriocinas, que son polipéptidos de bajo peso
molecular capaces de inhibir el desarrollo de diversos microorganismos patógenos o deterioradores
de alimentos.
La nisina fue la primer bacteriocina aislada a partir de la bacteria ácido láctica Lactococcus
lactis subsp. lactis. Es la bacteriocina mejor caracterizada y utilizada como conservador de
alimentos y es la única reconocida por la FDA con categoría GRAS (Generally Recognized As
Safe). Se produce de forma natural en algunos productos lácteos y se utiliza en la conservación del
alimento. De igual forma se emplea como aditivo en productos lácteos para prevenir el crecimiento
de microorganismos deterioradores y patógenos principalmente por bacterias Gram positivas,
especialmente de los géneros Clostridium, Staphylococcus, Bacillus y Listeria. El Diario Oficial de
la Federación en el acuerdo por el que se determinan los aditivos y coadyuvantes en alimentos,
bebidas y suplementos alimenticios, su uso y disposiciones sanitarias publicado el 16 de julio de
2012 permite la utilización de la nisina como conservador en quesos frescos, teniendo un límite
máximo de 12.5 mg/kg.
2
INTRODUCCIÓN
En el laboratorio de biotecnología de la Facultad de Química de la Universidad Autónoma de
Querétaro se aisló una cepa de Lactococcus lactis, identificada como L. lactis UQ2, esta cepa fue
posteriormente modificada por conjugación para favorecer su desarrollo en leche, la cepa
resultante L. lactis UQ2Rif Lac+ muestra un buen crecimiento en leche y sintetiza la bacteriocina
genéticamente identificada como nisina A.
La cepa modificada L. lactis UQ2Rif Lac+ se incorporó como cultivo bioprotector en queso
panela y en el Centro de Investigación de Ciencia Aplicada y Tecnología Avanzada del Instituto
Politécnico Nacional unidad Querétaro se analizó el perfil químico de los compuestos importantes
para el sabor mediante técnicas instrumentales de extracción de compuestos volátiles, lo que
permitió conocer y caracterizar el sabor de queso tipo panela elaborado con Lactococcus lactis
UQ2Rif Lac+.
3
CAPÍTULO 2
Antecedentes
2.1 Queso
Se define al queso como un producto elaborado con la cuajada de leche estandarizada y
pasteurizada de vaca o de otras especies animales, con o sin la adición de crema, obtenida por
coagulación de la caseína con cuajo, gérmenes lácticos, enzimas apropiadas, ácidos orgánicos
comestibles y con o sin tratamiento ulterior por calentamiento, drenada, prensada o no, con o sin
adición de fermentos de maduración, mohos especiales, sales fundentes e ingredientes
comestibles opcionales. La proporción entre las proteínas de suero y la caseína debe ser igual o
menor al de la leche. No debe contener grasa y proteínas de origen diferente al de la leche, ni
almidones y féculas (NOM-121-SSA1-1994).
De acuerdo al proceso de elaboración, el queso puede clasificarse en: fresco, madurado o
procesado. Los quesos frescos son aquellos que se caracterizan por un alto contenido de
humedad, sabor suave y sin corteza, pudiendo o no contener ingredientes opcionales y teniendo
un periodo de vida de anaquel corto, para consumo preferentemente dentro de los primeros 20
días a partir de su fecha de elaboración, requiriendo condiciones de refrigeración (NOM-121-SSA11994).
Durante su elaboración, los quesos pueden ser adicionados con cultivos bacterianos, puede
ser con cepas puras o combinadas. Se utilizan para el desarrollo de acidez inicial de la leche, la
formación de aromas específicos o la producción de gas y formación de ojos durante la
maduración del queso, consiguiendo entre todos el mejor resultado para cada tipo específico de
queso (NMX-F-713-COFOCALEC-2005).
Los quesos con cultivos bacterianos pueden estar adicionados con microorganismos que
justifiquen la declaración del atributo probiótico, siempre y cuando se cuente con los estudios
científicos y reportes de su funcionalidad, que lo sustenten ante la autoridad competente. También
pueden estar adicionados con cultivos protectores, que evitan características no deseables en el
producto y aseguran que el cultivo específico se desarrolle adecuadamente (NMX-F-713COFOCALEC-2005).
5
Análisis químico de los compuestos importantes para el sabor de queso tipo panela inoculado
con Lactococcus lactis UQ2Rif Lac+
2.2 Sabor en queso
Una de las características de calidad del queso es su sabor (Fox et al., 2000). La formación
de los compuestos de sabor en el queso depende de la humedad, contenido de sal y pH, así como
condiciones de maduración como temperatura de almacenamiento, humedad del aire en la cámara
de maduración y duración del periodo de maduración (Forde et al., 2000; Marilley et al. 2004).
Los componentes específicos del sabor y aroma del queso son difíciles de distinguir, ya que
se hallan en una mezcla equilibrada y compleja (Fox et al., 2000). Basándose en evaluación
sensorial y análisis químicos de quesos, se han identificado varios compuestos volátiles como
responsables del sabor y aroma final del queso (Ayad et al., 2004). Estos compuestos volátiles
(hidrocarburos, alcoholes, aldehídos, cetonas, ésteres, ácidos grasos libres, compuestos de
nitrógeno y de azufre) son resultado de la digestión de proteínas y lípidos, así como la degradación
de aminoácidos y ácidos grasos (Forde et al., 2000). Aminas, aldehídos, alcoholes y amonio,
derivados de la degradación de aminoácidos, son importantes en el desarrollo del sabor del queso
al igual que la formación de ácidos grasos libres. Los compuestos volátiles como metilcetonas,
tioésteres y lactonas resultan del catabolismo de los
ácidos grasos libres y juegan un papel
importante en el sabor del queso (Marilley et al., 2004).
El sabor del queso es derivado principalmente del rompimiento de las proteínas y grasa de la
leche, así como la hidrólisis de la lactosa por medio de la actividad de algunas enzimas. Las
enzimas pueden ser tanto propias de la leche (plasmina y lipasa), añadidas a la leche (quimosina o
renina y esterasa pregástrica), secretadas por microorganismos o liberadas de células microbianas
seguidas de la muerte celular y lisis. Algunos compuestos son producidos por reacciones químicas,
por ejemplo, reacciones de Maillard y Strecker entre aminoácidos y varios carbonilos,
especialmente dicarbonilos, como diacetilo, glioxal o metil glioxal (Fox et al., 2000; Forde et al.,
2000).
2.2.1 Proteólisis
La proteólisis es la reacción bioquímica más importante en la elaboración de quesos y juega
un papel vital en el desarrollo de textura y sabor. Las enzimas proteolíticas proporcionan una
mezcla de aminoácidos así como cambios directos en el sabor del queso. Los aminoácidos son
precursores de compuestos volátiles de aroma, los cuales son degradados a compuestos como
aminas, aldehídos, alcoholes y amoniaco, compuestos que participan en la formación de sabor y
aroma (Figura 1). La hidrólisis de proteínas juega un papel importante ya que conduce a cambios
de textura en la matriz del queso (Fox et al., 2000).
6
ANTECEDENTES
La proteína es casi insípida, pero tiene tanta influencia como la materia grasa considerando
que ambas diluyen, suavizan y mezclan los diversos sabores. Los productos finales de la
proteólisis son sápidos; las peptonas son amargas, por lo que no deben ser demasiado
abundantes. Los aminoácidos libres desempeñan un papel importante pues favorecen el desarrollo
de distintos sabores. Algunos tienen un sabor azucarado: glicina, alanina, serina etc., otros
amargo: leucina, lisina, triptófano entre otros. La tirosina es insípida y la cistina tiene un singular
sabor a caucho; los diácidos (aspártico y glutámico) tienen un sabor a caldo (Fox et al., 2000).
Figura 1. Degradación de los componentes del queso involucrados en la formación de
componentes del sabor (Marilley et al., 2004)
La proteólisis es muy importante considerando que los pequeños péptidos y aminoácidos,
los cuales son resultado de la proteólisis, contribuyen directamente en el sabor del queso. La
presencia de aminoácidos en quesos depende de la actividad de las aminopeptidasas, la cual está
relacionada con la lisis celular producida por lactococos. Entonces, los aminoácidos pueden ser
catabolizados a compuestos aromáticos como aminas, ácidos, carbonilos y compuestos que
contienen azufre (Fox et al., 2000).
7
Análisis químico de los compuestos importantes para el sabor de queso tipo panela inoculado
con Lactococcus lactis UQ2Rif Lac+
Se cree que el catabolismo de los aminoácidos es logrado por bacterias ácido lácticas (BAL),
las cuales son responsables de la formación de aroma en queso. Los aminoácidos son
catabolizados por dos vías; una conduce a la formación de compuestos azufrados, mientras que la
otra se inicia por reacciones de transaminación, vía principal de la degradación de aminoácidos por
BAL. Estas reacciones conducen a la formación de α-cetoácidos los cuales comienzan a
degradarse en componentes de aroma (Curioni y Bosset, 2002).
El indol y el escatol (3-metilindol) son compuestos que contienen nitrógeno, los cuales se ha
visto que contribuyen significativamente al perfil de aroma de algunos quesos. El indol es un
producto de la degradación del triptófano por levaduras, Micrococcus y Brevibacterium linens.
Gallois (1984) encontró que las pirazinas que dan aroma a papa cruda son un defecto producido
por la degradación de L-valina por Pseudomonas taetrolens (Curioni y Bosset, 2002).
2.2.2 Hidrólisis de lactosa
La proporción de lactosa afecta el sabor de los quesos. El desarrollo del sabor es mucho
más rápido en los quesos con alto contenido de lactosa que en los quesos que requieren lavado de
la pasta (Fox et al., 2000; Forde et al., 2000).
La hidrólisis de la lactosa produce moléculas de glucosa y galactosa, donde la glucosa es
convertida a piruvato. El piruvato es iniciador de formación de componentes de sabor de cadena
corta, tales como diacetilo, acetona, acetato, acetaldehído y etanol. Los productos de degradación
de la lactosa: ácidos volátiles (acético, propiónico, butírico, etc.), cetonas (diacetilo) y ésteres, son
sápidos y odorantes (Cogan y Hill, 1993; Escamilla-Hurtado et al., 1996; Henriksen y Nilsson, 2001;
Syu, 2001; Melchiorsen et al., 2002).
En la concentración adecuada el ácido láctico imparte un sabor refrescante a los quesos
frescos. El ácido láctico y el ácido acético son resultado de glicólisis, los cuales causan disminución
en el pH del queso y pueden causar la formación de sabores desagradables. Por lo tanto, el sabor
de quesos con bajo contenido de lactosa se describe como limpio y suave (Fox et al., 2000; Forde
et al., 2000).
El acetato puede contribuir en el sabor del queso. El acetato se produce de la oxidación del
lactato, y depende de la población de bacterias ácido lácticas no iniciadoras y de la disponibilidad
de oxígeno. El acetato también se puede producir de lactosa y citrato por bacterias iniciadoras o de
aminoácidos por bacterias iniciadoras y lactobacilos. Altas concentraciones de acetato pueden
causar off-flavors (Fox et al., 2000).
8
ANTECEDENTES
Cepas de Lactococcus lactis subsp. lactis y Leuconostoc spp metabolizan el citrato a
diacetilo en presencia de azúcares fermentables durante la producción y maduración temprana.
Por lo tanto, el diacetilo es un compuesto de aroma significativo para quesos no madurados (Fox et
al., 2000).
2.2.3 Lipólisis
La grasa en la leche es esencial para el desarrollo de sabor ya que los lípidos son muy
importantes para el sabor de queso por dos razones. La primera razón es la función de los lípidos
como solventes para compuestos aromáticos que se forman a partir de lípidos, proteínas y lactosa.
Sin embargo, los lípidos también pueden absorber del ambiente compuestos que causan offflavors. La segunda razón es que son la fuente de ácidos grasos de cadena corta que tienen
sabores fuertes y característicos (Fox et al., 2000; Curioni y Bosset, 2002).
Los ácidos grasos son producidos por la lipólisis y una proporción menor de ácidos grasos
libres se originan a partir de la degradación de lactosa y aminoácidos (Fox et al., 2000; Curioni y
Bosset, 2002). Estas reacciones dependen de la acción de lipasas endógenas de la leche o de la
acción de lipasas microbianas. Los ácidos grasos de cadena más corta también se pueden derivar
a partir de cetonas, ésteres y aldehídos por oxidación. Sin embargo, la intensa lipólisis en queso
es indeseable por el desarrollo de rancidez (Bosset y Gauch, 1993; Fox et al., 1995).
Aunque los lípidos en queso pueden ser oxidados o hidrolizados, la oxidación es poco
probable por el bajo potencial redox en quesos. La hidrólisis de los triglicéridos de la leche forma
ácidos grasos de cadena corta e intermedia, éstos junto con la formación de compuestos volátiles,
están directamente relacionados con el sabor de queso (Delgado et al., 2009).
En general, los ácidos grasos de cadena larga (>12 átomos de carbono) tienen
características de sabor menores que los de cadena corta e intermedia (C4-C12). Por ejemplo, el
ácido acético y propiónico tienen olor típico a vinagre, el cual tiene importancia para el sabor de
muchos quesos (Curioni y Bosset, 2002). El ácido acético puede resultar del catabolismo de
lactosa, citrato, aminoácidos, o de la fermentación del ácido propiónico. Además, el ácido
propiónico, butírico, hexanóico y ácidos grasos volátiles de cadena ramificada son importantes
para el sabor de algunos tipos de queso. El ácido propiónico es el producto final de la fermentación
de la lactosa por propionobacterias. El ácido butírico puede originarse del catabolismo de
triglicéridos y de la fermentación de lactato por clostridios. El ácido hexanóico es liberado por la
lipólisis de triglicéridos. Los ácidos grasos volátiles de cadena ramificada son ácido 2metilpropanóico (isobutírico), 2-metilbutanóico, 3-metilbutanóico (isovalérico), resultado del
catabolismo de los aminoácidos valina, isoleucina y leucina respectivamente (Beuvier y Buchin,
2004).
9
Análisis químico de los compuestos importantes para el sabor de queso tipo panela inoculado
con Lactococcus lactis UQ2Rif Lac+
En algunos quesos que tienen alto potencial redox, los aldehídos insaturados que tienen
sabor fuerte y son causantes de defectos en el sabor, pueden ser originados por la oxidación de
ácidos grasos poliinsaturados (Fox et al., 2000).
Los ácidos grasos también son precursores de metilcetonas, alcoholes, lactonas y ésteres,
los cuales tienen influencia importante en el sabor de queso (Azarnia, 2006; Beuvier y Buchin,
2004). Por ejemplo, el metabolismo de ácidos grasos por Penicillium spp. en queso incluye la
liberación de ácidos grasos por sistemas lipolíticos, oxidación de β-cetoácidos y la reducción de
metilcetonas correspondientes a alcoholes secundarios bajo condiciones aerobias (Fox et al.,
2000). Por lo tanto, sus niveles dependerán del balance entre la producción y la degradación, el
cual depende a su vez del grado de madurez del queso (Beuvier y Buchin, 2004).
Las cetonas, especialmente las metilcetonas, tienen olores característicos importantes para
el aroma de los quesos madurados por hongos en la superficie y para quesos azules (Curioni y
Bosset, 2002). La concentración de metilcetonas está relacionada con la lipólisis. En la superficie
de quesos madurados, estos compuestos son originados por la actividad enzimática de Penicillium
roqueforti, Penicillium camemberti o Geotrichum candidum en cetoácidos. Los cetoácidos están
naturalmente presentes a bajas concentraciones en la grasa de la leche (Fox et al., 2000; Curioni y
Bosset, 2002).
Las lactonas poseen un aroma fuerte y tienen un rol importante en el sabor del queso (Fox et
al., 2000). Las lactonas se producen por la liberación de cetoácidos por lipólisis, seguido de
reducción hasta hidroxiácidos y su ciclación espontánea (Fox et al., 2000; Beuvier y Buchin, 2004).
La presencia de lactonas en el queso está relacionada directamente con la alimentación del animal
(Beuvier y Buchin, 2004).
2.2.4 Otros
Los ésteres juegan un papel importante en el sabor del queso. Tienen aroma dulce, frutal y
floral. En especial los etil ésteres juegan un papel importante en la formación del sabor frutal en el
queso (Curioni y Bosset, 2002; Beuvier y Buchin, 2004). Se sabe que las reacciones de
esterificación ocurren entre ácidos grasos de cadena corta a mediana y alcoholes primarios y
secundarios (Curioni y Bosset, 2002). Los ácidos grasos reaccionan con grupos de alcohol para
formar ésteres como butanoato de etilo, hexanoato de etilo, acetato de etilo, octanoato de etilo,
decanoato de etilo y hexanoato de metilo (McSweeney et al, 1997).
Los alcoholes tienen efecto en el sabor de la mayoría de los quesos. Molimard y Spinnler en
1996 afirmaron que muchas vías metabólicas están implicadas en la biosíntesis de los alcoholes,
10
ANTECEDENTES
como el metabolismo de la lactosa, la reducción de metilcetonas y el metabolismo de aminoácidos,
así como la degradación de los ácidos linoléico y linolénico (Curioni y Bosset, 2002). La presencia
de la microflora nativa en leche afecta la producción de alcoholes en quesos (Beuvier y Buchin,
2004).
Los aldehídos son compuestos aromáticos importantes para el sabor del queso. Los
aldehídos se originan de los aminoácidos por transaminación o por degradación de Strecker, la
cual incluye reacciones no enzimáticas durante la maduración. Los aldehídos son compuestos
transitorios en queso porque son reducidos rápidamente a alcoholes primarios u oxidados a sus
ácidos correspondientes (Curioni y Bosset, 2002).
Los compuestos volátiles de azufre juegan un papel importante en el sabor de queso. Éstos
son el sulfuro de hidrógeno (H2S), dimetilsulfuro [(CH3)2S], dimetildisulfuro (CH3-S-S-CH3) y
metanotiol (CH3SH) los cuales se encuentran en la mayoría de los quesos. Los compuestos de
azufre en queso derivan de los aminoácidos azufrados. Estos compuestos tienen olores fuertes a
ajo y a queso maduro (Fox et al., 2000; Beuvier y Buchin, 2004).
2.2.5 Adición de cultivos
El desarrollo de aroma en quesos resulta de las actividades metabólicas de las bacterias
presentes, por glicólisis, lipólisis y proteólisis. Para responder a la creciente demanda de productos
con las características de aroma mejorado, se han usado de manera prometedora cepas para la
madurar los quesos con un aumento en la producción de sabor (Marilley et al., 2004).
Durante la elaboración de algunos tipos de queso, el inicio del proceso de fermentación
comienza con la adición de cultivos iniciadores en la leche. Se utilizan microorganismos iniciadores
mesófilos y termófilos, con temperaturas óptimas de crecimiento entre 30 y 45 °C,
respectivamente. Los iniciadores termófilos se adicionan para la producción de quesos semiduros y
duros. Algunas de las bacterias ácido lácticas termófilas iniciadoras utilizadas son Streptococcus
salivarius subsp. thermophilus, Lactobacillus helveticus, Lactobacillus delbrueckii subsp. lactis,
mientras que Lactococcus lactis subsp. cremoris, Lactococcus lactis subsp. lactis, Leuconostoc
lactis y Leuconostoc mesenteroides subsp. cremoris se usan como iniciadores mesófilos (Cogan y
Hill, 1993).
En una amplia variedad de quesos, las bacterias ácido lácticas contribuyen al sabor
mediante la acción de las células vivas y, cuando ocurre lisis, mediante la liberación de material
11
Análisis químico de los compuestos importantes para el sabor de queso tipo panela inoculado
con Lactococcus lactis UQ2Rif Lac+
intracelular que incluye enzimas como peptidasas y enzimas catalíticas a la matriz del queso
(Garde et al., 2007).
El uso de cultivos adjuntos productores de bacteriocinas ha demostrado un desarrollo más
rápido de la intensidad de sabor (Garde et al., 2007). Algunas cepas de L. lactis productoras de
bacteriocinas han sido evaluadas en la manufactura de diferentes variedades de queso. Seguido
de su adición el microorganismo comienza su actividad peptidolítica y de transaminación, que son
factores clave en la formación de compuestos de aroma y sabor (Alegría et al., 2010).
Durante la elaboración de queso, L. lactis se enfrenta a varias condiciones de estrés que
afectan su actividad metabólica y por lo tanto, la formación de textura y sabor (Yvon et al., 2011). L.
lactis posee un complejo sistema proteolítico que junto con otras enzimas convierten la caseína en
péptidos y aminoácidos. Los aminoácidos son los precursores clave de la formación de
compuestos volátiles de sabor, una vez que son metabolizados en aldehídos, cetonas, amidas,
alcoholes y compuestos sulfurados (Gutierrez-Méndez et al., 2008).
L. lactis es capaz de producir compuestos volátiles de cadena ramificada, derivados del
catabolismo de aminoácidos de la leche (Centeno et al., 2002). Se ha visto que los principales
mecanismos de adaptación en el ambiente de un queso están mediados por la acidificación del
medio y el requerimiento de aminoácidos (Yvon et al., 2011).
2.3 Lactococcus lactis UQ2Rif Lac+
La presencia de cultivos iniciadores no es suficiente para explicar la formación del sabor en
quesos, pues la flora nativa juega un papel importante. De hecho, algunas características de sabor
sólo se observan en productos lácteos artesanales y se detectan en muy bajas cantidades en
quesos procesados industrialmente (Centeno et al., 2002).
Mauriello et al. (2001) mostraron que la producción de compuestos volátiles responsables
del sabor varían entre Lactococcus, Streptococcus, Enterococcus, Lactobacillus (mesófilos y
termófilos) y en algunos casos varía entre cultivos. Ayad et al. (1999) enfatizan que Lactococcus
nativo aislado de productos lácteos y no lácteos producen sabores específicos diferentes a los que
producen cepas industriales. Wouters et al. (2002) demostraron que distintos Lactococcus nativos
muestran características sensoriales más pronunciadas que las cepas iniciadores industriales.
En estudios recientes sobre la flora asociada en queso fresco, utilizando leche pasteurizada
y sin pasteurizar para su elaboración, se encontró que la cepa Lactococcus lactis está presente
12
ANTECEDENTES
para ambos quesos, pudiendo contribuir con las características sensoriales del queso. Otras cepas
que fueron identificadas molecularmente fueron Leuconostoc mesenteroides y Enterococcus
faecium, de las cuales se ha reportado su capacidad para desarrollar características sensoriales
asociadas con el queso tradicional (Renye et al., 2008).
Lactococcus lactis, es una bacteria ácido láctica mesófila capaz de fermentar la lactosa
produciendo ácido láctico en gran cantidad, se utilizan diversos medios para su cultivo (Salminen y
Von Wright, 1993). Es ampliamente utilizada en fermentaciones alimentarias, como en la
producción de queso y mantequilla, pero en los últimos años se ha estudiado la fisiología y
genética de esta bacteria debido a que se han encontrado diversas aplicaciones de los metabolitos
que produce (Mireau et al., 2005).
Lactococcus lactis UQ2, es una cepa nativa aislada de un queso panela de la región y es
productora de nisina A (García-Almendárez et al., 2008). L. lactis UQ2 puede ser usado como
cultivo protector para mejorar la calidad de quesos frescos, además de contribuir a mejorar las
características sensoriales del producto (García-Parra et al., 2009).
En estudios previos se ha observado el crecimiento de L. lactis UQ2 utilizando leche como
7
medio de cultivo donde alcanza una población máxima de 10 UFC/mL y una producción entre 3 y
5 UI/mL de nisina (García-Parra et al., 2010).
Por su baja producción de nisina se realizó una modificación por transconjugación de L.
lactis UQ2, la cual es aceptada por la legislación de la Comunidad Europea, para ser utilizada sin
perder su grado alimenticio. Lactococcus lactis NCDO712 contiene un plásmido, el pLP712 con un
peso de 56.5 kb, que proporciona la capacidad de utilizar las proteínas de la leche, así como de
llevar a cabo la hidrólisis de la lactosa. Este plásmido fue trasferido por conjugación a la cepa
nativa L. lactis UQ2. La cepa modificada se denominó Lactococcus lactis UQ2Rif Lac+ (GarcíaParra et al., 2010).
2.4 Sabor de queso inoculado con Lactococcus lactis
UQ2Rif Lac+
La diversidad e interacción de la flora asociada en el ecosistema del queso, es uno de los
principales factores que contribuyen a su complejo sabor, estas interacciones pueden ser
benéficas si resultan en un buen balance del sabor. La comunidad microbiana en un queso es muy
compleja, más en el queso elaborado con leche sin pasteurizar que en aquel elaborado con leche
pasteurizada, ya que la flora asociada establece la diferencia entre estos dos tipos de queso. La
pérdida de la calidad sensorial en queso subsecuentemente está dada por la pasteurización. En
13
Análisis químico de los compuestos importantes para el sabor de queso tipo panela inoculado
con Lactococcus lactis UQ2Rif Lac+
busca de mejorar estas características sensoriales en queso pasteurizado se han realizado
diferentes estudios en relación a la formación del sabor por cepas nativas, en diferentes casos la
percepción del sabor producida por cepas nativas fue distinta en dos modelos leche y queso
(Peláez y Requena, 2005; Randazzo et al., 2008).
En estudios previos se utilizó el cultivo protector Lactococcus lactis UQ2Rif Lac+ en la
elaboración de quesos con el fin de evaluar la formación de compuestos de sabor durante la vida
de anaquel. Se realizaron 4 tratamientos: pasteurizado-con inóculo (P-CI), sin pasteurizar-con
inóculo (SP-CI), pasteurizado-sin inóculo (P-SI) y sin pasteurizar-sin inóculo (SP-SI) (Ochoa, 2011).
Se identificaron 38 compuestos durante el almacenamiento de los quesos producidos y se
evaluaron mediante un análisis estadístico de componentes principales (ACP) (Figura 2). Los
diferentes tipos de queso: pasteurizado-con inóculo (P-CI), sin pasteurizar-con inóculo (SP-CI),
pasteurizado-sin inóculo (P-SI) y sin pasteurizar-sin inóculo (SP-SI) mostraron tendencias
diferentes. El queso elaborado P-CI, se encuentra determinado por alcoholes, cetonas y aldehídos,
contrario al queso P-SI el cual está determinado por ácidos y ésteres (Ochoa, 2011).
Componente 2 (12.4 %)
Octanoato de metilo
PSI30
Decanoato de metilo PSI7
PSI21
Acido decanoico
Acido octanoico
Butanoato de metilo
Hexanoato de metilo
PSI0
2-Metil 1-propanol
3-Hidroxi 2-butanona
2-Nonanona
Fenil etil alcohol
3-Metil 1-butanol
PCI0
PCI7 PCI30
PCI14
PCI21
Hexanal
SPCI0
SPSI0
PSI14
Acido butanoico
SPCI7
SPCI30
SPCI14
SPCI21
SPSI30
SPSI7
Acido hexanoico
SPSI14SPSI21
Componente 1 (77.3 %)
Figura 2. Análisis de componentes principales (ACP), tendencia de 38 compuestos
identificados para los diferentes tipos de quesos (Ochoa, 2011).
PCI: pasteurizado-con inóculo, (SP-CI): sin pasteurizar-con inóculo, (P-SI): pasteurizado-sin inóculo, (SP-SI): sin
pasteurizar-sin inóculo
14
ANTECEDENTES
La elaboración del queso con y sin adición del cultivo protector así como el empleo de leche
pasteurizada y sin pasteurizar determina la tendencia de formación de los componentes de sabor
en la matriz del queso (Ochoa, 2011).
Dentro de los 38 compuestos seleccionados se encontraron 4 previamente reportados como
producidos por Lactococcus lactis: hexanal, 3-metilbutanal, 3-metil-1-butanol y 2-metilpropanol, los
cuales podrían estar determinando la orientación del sabor en el queso adicionado del cultivo
protector (Ochoa, 2011). Además, sensorialmente se percibe una mejora en el sabor del queso
inoculado con la cepa protectora, ya que Piña en 2012, evaluando la preferencia del consumidor
por estos quesos, encontró que el queso con 3% de grasa y 0.1% de nivel de inóculo fue el que
tuvo mayor preferencia del consumidor en relación a los tratamientos control.
Si bien estos estudios mostraron que existe diferencia en el perfil de compuestos de sabor
entre los distintos tratamientos y que además se tiene una tendencia a mejorar el sabor, hace falta
investigar cuáles son los compuestos importantes involucrados.
2.5 Análisis de los compuestos aromáticos
Desde hace tiempo, la investigación del sabor radica principalmente en el estudio de
sustancias volátiles de un alimento o de un saborizante. Tanto la industria como los investigadores
están muy concentrados en entender el sabor por medio de la búsqueda de todos los posibles
compuestos responsables del sabor de cierto alimento, ya que como se conoce, el sabor viene
definido por todos aquellos compuestos volátiles. Por otro lado, el aroma de un alimento es muy
complejo, incluso el aroma más ligero es clave para la percepción, sin embargo, un simple
resfriado podría privar al cerebro de los estímulos de aroma, que es pieza importante para la
percepción del aroma, dejando a la percepción del sabor con los sabores básicos (salado, ácido,
dulce, amargo) y respuestas quimiostéticas. Sin aroma es muy difícil identificar el sabor de un
producto, así que es justificable tanta atención por parte de los académicos y de la industria hacia
la comprensión del sabor a partir del aroma (Reineccius, 2006).
La industria y los académicos están comenzando a extender sus definiciones de sabor para
incluir otras estímulos sensoriales,
entre los más notables, el sabor, quimiostéticas, textura y
apariencia (Reineccius, 2006).
El estudio del aroma comprende varios factores que constituyen un reto analítico. Entre
estos factores se encuentran la baja sensibilidad de la instrumentación analítica comparada con la
alta sensibilidad del sentido del olfato, el cual tiene un límite de detección teórico cercano a 10
-19
moles (Reineccius, 2006), nivel mucho menor que cualquier detector instrumental, lo cual sumado
al amplio rango de concentraciones en las cuales se encuentran los componentes responsables
15
Análisis químico de los compuestos importantes para el sabor de queso tipo panela inoculado
con Lactococcus lactis UQ2Rif Lac+
del aroma (0,1-15 mg/kg), la diversidad de funciones químicas, el gran número de componentes y
la inestabilidad de algunos analitos, conllevan a que un solo método de separación o análisis no
sea suficiente para proveer un panorama completo de los componentes responsables del aroma.
Además, estas características hacen que el análisis de todos los componentes del aroma de
un alimento merezcan un estudio “bioguiado” para enfocar los esfuerzos de identificación y
cuantificación en aquellos componentes volátiles capaces de interactuar con las proteínas
receptoras en el bulbo olfativo humano y determinar así los compuestos activos olfativamente y
diferenciar aquellos que son clave en el aroma del alimento (Molyneux y Schieberle, 2007).
No hay método que asegure extraer completamente el aroma de un alimento y de igual
forma, ninguno lo hará de la misma manera, para ello, tiene que tenerse en mente cuál es el
objetivo, para poder emplear un método de extracción adecuado. En la Figura 3, se
puede
observar que ningún método logra extraer al máximo todos los compuestos, hay algunos que lo
hacen para los últimos compuestos (entendiendo por éstos a los que se encuentran en la parte
final de un cromatograma), pero otros que lo hacen para la otra parte. Es decir, para construir un
perfil completo del aroma es necesario combinar varios métodos de extracción (Reineccius, 2006).
Figura 3. Rango de recuperación de compuestos volátiles mediante diferentes métodos de
separación de compuestos volátiles. (Leahy, M.M., G.A. Reineccius, 1984).
(ET-etanol, PRO-propanol, BAL-butil alcohol, OCT-octano, DEC-decano, EPR-propionato de etilo, EBU-butirato de
etilo, EVA-valerato de etilo, HEP-heptanona, ACE-acetofenona, BAC-acetato de benzilo, MSA-salicilato de metilo,
CAR-carvona, ION-β-iononona, MAN-antranilato de metilo, EMP-etilmetilfeniglicidato, IEU-isoeugenol.
El análisis de los compuestos de un aroma comienza con la separación de la fracción volátil
a partir del alimento. Para el estudio del aroma global, es imprescindible que el aroma del extracto
sea idéntico o al menos muy similar al del alimento objeto de estudio y que no haya cambiado por
transformaciones térmicas o enzimáticas. De tal forma que mediante una evaluación olfativa
primero se debe confirmar que el extracto obtenido cumpla esta condición antes de hacer cualquier
otro análisis químico (Schieberle, 1995).
16
ANTECEDENTES
Entre las técnicas comúnmente usadas se pueden mencionar procesos de concentración del
headspace (HS), extracción por procesos de absortividad y métodos con solventes por extracción o
destilación (Schieberle, 1995).
2.5.1 Espacio de cabeza (Headspace, HS)
Un análisis de espacio de cabeza en el equilibrio por encima del alimento resulta ser un
análisis conveniente para el estudio de los aromas. Es muy fácil, manejable, simple y fácilmente
automatizable. En este análisis se coloca el alimento dentro de un frasco de vidrio que tenga tapa
de “septum” inerte, comúnmente compuesto de teflón, que permita llegar al equilibrio entre el
alimento y el espacio de cabeza, en un periodo de 30 min a 60 min; después se colecta una
muestra del gas del espacio de cabeza dentro de una jeringa y se hace una inyección directa en el
cromatógrafo de gases (CG). Sin embargo, la primera limitación es la falta de sensibilidad,
empezando por el volumen de inyección ya que se limita únicamente a 10 ml o menos; sólo los
-6
compuestos volátiles presentes que excedan la concentración de 10 g/L (en el espacio de cabeza)
-4
serán detectados por el CG, y sólo aquellos que excedan de 10 g/L serán adecuados para la
identificación en el espectrómetro de masas. Sin embargo, la concentración de la mayoría de los
-4
-10
compuestos en los alimentos están en el rango de 10 g/L a 10
g/L (o menos), de esta forma sólo
los componentes más abundantes serán detectados de manera directa por el muestreo de
headspace (Reineccius, 2006).
Los componentes trazas necesitarán algún método de headspace de concentración, el cual
permita un muestreo de grandes volúmenes de espacio de cabeza, así como una compensación
de las bajas concentraciones (Reineccius, 2006). Otra desventaja de este método es que
representa cierta dificultad en usarlo como método cuantitativo ya que la sensibilidad que se puede
obtener por este método es baja, la cual podría ser enriquecida por adición de sales, ya que por su
alta afinidad a soluciones acuosas del producto despojarían a los compuestos volátiles de los sitios
de atrapamiento de la matriz, llevando consigo a los compuestos de aroma al headspace
(Reineccius, 2006).
2.5.2 Microextracción en fase sólida (SPME)
La microextracción en fase sólida es una técnica nueva, rápida, robusta y no necesita de una
extracción de solventes o de alguna preconcentración de los compuestos volátiles y semivolátiles.
Utiliza una partición de componentes orgánicos entre la masa acuosa, la fase vapor y la película
polimérica de sílica fundida dentro del aparato de la microextracción en fase sólida (SPME, por sus
siglas en inglés). La técnica fue descrita por primera vez por Berlardi y Pawliszyn para el análisis
ambiental de componentes químicos en el agua. En los subsecuentes años, numerosos reportes
17
Análisis químico de los compuestos importantes para el sabor de queso tipo panela inoculado
con Lactococcus lactis UQ2Rif Lac+
han aparecido, para problemas ambientales, ciencia forense, toxicología, botánica, microbiología,
entomología, sabores de alimentos, fisicoquímica y estudios fundamentales de la técnica de SPME
(Harmon, 2002).
La técnica de microextracción en fase sólida es independiente de la forma de la matriz.
Líquidos, sólidos y gases pueden ser muestreados rápidamente. La técnica SPME es una técnica
de equilibrio y asegura los requerimientos cuantitativos que según las condiciones de extracción
pueden ser controladas cuidadosamente. Cada componente químico se comporta diferente
dependiendo de su polaridad, volatilidad, coeficiente de partición en compuestos orgánicos/agua,
volumen de la muestra en el espacio de cabeza, la velocidad de agitación, el pH de la solución y la
temperatura de la muestra. La incorporación de un estándar interno en la matriz y la adherencia a
tiempos de muestreo establecidos usualmente resulta en una excelente correlación cuantitativa.
Considerando que la técnica de SPME no requiere el uso de solventes ni el calentamiento forzado
de la muestra, la formación de artefactos químicos es reducida de forma considerable, aunque no
eliminada completamente (Harmon, 2002).
El proceso de la microextracción en fase sólida es ilustrado en la Figura 4, donde la muestra
es colocada dentro de un vial o algún otro contenedor apropiado que está sellado con un septum.
La fibra normalmente debería limpiarse antes de cualquier análisis porque la fase polimérica puede
absorber químicos del aire y producir picos falsos en el cromatograma. La limpieza puede llevarse
a cabo en poco minutos, con la sola inserción de la fibra dentro de un puerto de inyección sobre el
cromatógrafo de gases (Harmon, 2002).
PROCEDIMIENTO DE EXTRACCIÓN
Retirar fibra y
Perforar el septum
Exposición de la
jeringa
del contenedor de la
fibra SPME/extraer
muestra
analitos
PROCEDIMIENTO DE DESORCIÓN
Perforar el septum
del puerto de
inyección del CG
Retirar fibra y
jeringa
Exponer
fibra/desorber
Figura 4. Secuencia de eventos que muestran los pasos para la extracción por medio de
SPME. (Harmon, 2002).
18
ANTECEDENTES
2.6 Identificación
olfativamente
de
compuestos
activos
La identificación de los compuestos activos olfativamente involucra la comparación de los
siguientes parámetros: los índices de retención en al menos dos columnas de diferente polaridad,
el valor del umbral de olor, la nota olfativa y el espectro de masas de los analitos contra los
obtenidos para sustancias de referencia bajo las mismas condiciones de estudio. Si el componente
de referencia no se encuentra disponible, se requiere realizar su síntesis para corroborar esta
identificación mediante la comparación de los parámetros analíticos y olfativos antes mencionados
1
13
e inclusive la comparación de sus espectros de RMN H y C (Schieberle, 1995).
2.7 Cuantificación
olfativamente
de
compuestos
activos
El método convencionalmente usado en la cuantificación de compuestos del aroma, es la
adición de un estándar interno, cuyas propiedades físicas y químicas sean semejantes a las del
analito a cuantificar y luego la determinación de la relación de un comportamiento cromatográfico o
espectral determinado. Sin embargo, esta cuantificación es aproximada por cuanto el estándar no
reproduce exactamente las propiedades del analito (Schieberle, 1995).
2.7.1 Adición de estándar interno múltiple
El estándar interno es una sustancia que se añade a todas las muestras y estándares en
cantidad conocida y a la vez en cantidad suficiente para ser determinado sin problemas. Es decir,
es una sustancia patrón. La sustancia patrón también puede ser un componente mayoritario de las
muestras que esté en una concentración suficientemente elevada para que pueda ser la misma en
todos los casos (Lorenzo, 2006).
Los métodos basados en la adición de un estándar interno generalmente se utilizan cuando
el analista está interesado en la concentración de uno o algunos de los componentes y el método
de análisis es susceptible a errores tanto sistemáticos como al azar. El método está basado en que
cuando las señales del analito y del estándar interno responden proporcionalmente a las
fluctuaciones del método y del instrumento empleado, entonces la razón de estas señales es
independiente de dichas fluctuaciones. De esta forma el método compensa por errores
provenientes de la manipulación de la muestra por analizar, ya que se minimizan los errores
instrumentales debido a que el analito y el estándar varían de la misma forma (Lorenzo, 2006).
19
Análisis químico de los compuestos importantes para el sabor de queso tipo panela inoculado
con Lactococcus lactis UQ2Rif Lac+
Para hacer la representación gráfica, se calcula el cociente entre la respuesta del analito y la
respuesta del estándar interno y en la gráfica se representan frente a las concentraciones de los
patrones. En el eje y se representan la relación de respuestas y en el eje x la concentración del
analito. Si la concentración del estándar interno es constante en las disoluciones con diferentes
concentraciones de analito, la curva de calibración será lineal (Lorenzo, 2006).
La dificultad para llevar a cabo este método es encontrar a la sustancia con las condiciones
adecuadas para ser el estándar interno, ya que se requiere que dé una señal similar a la del analito
pero a la vez que sea lo suficientemente diferente como para que el instrumento pueda
diferenciarlas. También se debe asegurar que no haya estándar interno en la matriz de la muestra
para asegurar que la única procedencia del patrón sea la cantidad añadida. Es importante que la
señal sea reproducible, así como que el estándar sea una sustancia estable y de alta pureza que
genere una señal similar a la del analito (Lorenzo, 2006).
2.7.2 Adición de estándar en matriz real con
estándares internos múltiples
Para realizar el método de adición de estándares internos múltiples en matriz real se realizan
curvas de calibración donde se añaden una serie de soluciones que contienen igual cantidad del
estándar interno e incrementos en la cantidad del analito a la muestra real, de manera que todas
tengan una concentración de analito que es la suma de la original y la añadida (Lorenzo, 2006).
Se obtiene una señal para cada alícuota y se representan en función de las concentraciones
del estándar añadido. Así, se obtiene una recta de calibración. Si se comparan las gráficas de
calibración externa o normal y la obtenida por adiciones patrón, se ve que es paralela a la obtenida
con estándares puros, es decir, con la misma pendiente, significa que no hay efectos de matriz
(interferencias) (Lorenzo, 2006).
La concentración de analito en la muestra se obtiene por extrapolación de la recta de
calibrado, con lo que la precisión es menor que si se calculara por interpolación, como en el
método de estándar externo. Una desventaja de este método es que se requiere más tiempo para
realizar las adiciones y las medidas, pero la ventaja es que se puede comprobar que se cumple la
relación lineal entre la respuesta y la concentración del analito (Lorenzo, 2006).
20
ANTECEDENTES
Figura 5. Representación gráfica del método de adición de estándar en matriz real.
2.7.3 Estándares externos
Un estándar externo se prepara por separado de la muestra. En cambio, un estándar interno
se añade a la muestra. Los estándares externos se usan para calibrar instrumentos y
procedimientos cuando no hay efectos de interferencia de la matriz de componentes sobre la
disolución del analito. También pueden usarse para calibrar un análisis en el que el analista tiene
suficiente control sobre las condiciones como para que la contribución producida por los
interferentes sobre las medidas puedan mantenerse constantes; así puede realizarse la oportuna
corrección del error determinado por el interferente (Rubinson y Rubinson, 2001).
Se prepara una serie de estándares externos que contienen el analito en concentraciones
conocidas. Lo ideal es usar tres o más de las disoluciones en el proceso de calibración. No
obstante, se puede confiar en calibraciones de dos puntos en algunos análisis de rutina (Skoog et
al., 2008). La calibración externa de la respuesta del instrumento se realiza utilizando estándares
que contienen distintas concentraciones de analito. En una determinación ideal, sólo las
concentraciones de la especie ensayada debería cambiar en una serie de disoluciones estándar
(Rubinson y Rubinson, 2001).
La calibración se consigue al obtener la señal de respuesta (absorbancia, altura del pico,
área del pico) en función de la concentración conocida del analito. Una curva de calibración se
prepara con una gráfica de los datos o ajustándolos a una ecuación matemática aceptable, como la
ecuación de la recta dada por la pendiente y la ordenada al origen que se usa en el método de los
21
Análisis químico de los compuestos importantes para el sabor de queso tipo panela inoculado
con Lactococcus lactis UQ2Rif Lac+
mínimos cuadrados lineales. El paso siguiente es la etapa de predicción, en la que se obtiene la
señal de respuesta para la muestra y se usa para predecir la concentración desconocida del
analito, Cx, a partir de la curva de calibración o de la ecuación con mejor ajuste. La concentración
del analito en la muestra original se calcula luego mediante C x aplicando los factores de dilución
convenientes tomados de los pasos que se siguieron para preparar la muestra (Skoog et al., 2008).
2.8 Valor de actividad de aroma (OAV)
La percepción de la nariz humana hacia los compuestos volátiles liberados de los alimentos,
depende de la cantidad de liberación del compuesto de la matriz y de las propiedades de aroma
del compuesto. Se sabe que sólo una pequeña parte del gran número de compuestos volátiles que
conforman la matriz contribuyen a la percepción global del aroma. Además, estas moléculas no
contribuyen igualmente al perfil global del sabor en un alimento, por lo tanto, un pico de
cromatografía
con
área
grande
(generada
por
un
detector
químico)
no
corresponde
necesariamente a altas intensidades de olor, debido a las diferencias en la relación de
intensidad/concentración. Por consiguiente, el interés general de los investigadores se ha dirigido a
la determinación de la contribución de los componentes individuales al sabor del producto
(d'Acampora et al., 2008).
En general, la importancia sensorial de un compuesto activo aromáticamente depende de su
concentración en la matriz y su límite de detección por la nariz humana. Por otra parte, también
debe considerarse el grado impredecible de la interacción de las moléculas de sabor, entre ellas y
con otras moléculas, así como con otros constituyentes de los alimentos (lípidos, proteínas,
carbohidratos, etc.) (d'Acampora et al., 2008).
Una vez identificados y cuantificados aquellos componentes con actividad olfativa en el
aroma de un alimento, se busca estimar la importancia de cada componente en cuanto a su aporte
a la percepción global. Patton y Josephson (1957) propusieron estimar dicho aporte relacionando
la concentración del analito en el aroma del alimento con su valor umbral de olor (odor-threshold),
relación actualmente conocida como Odor Activity Value (OAV) o valor de actividad de aroma
(Reineccius, 2006).
Para ilustrar los beneficios del uso de OAV en la estimación del aporte de cada compuesto al
aroma, en la Tabla 1 se presentan los OAVs calculados para algunos compuestos de aroma
presentes en queso Camembert. Estos resultados indican que en el aroma del queso camembert el
metanotiol es fundamental para lograr el aroma característico de este queso. Sin embargo, este
aporte no es únicamente debido a la concentración de este analito, pues su bajo umbral de olor le
permite tener un aporte relevante para el aroma. Es así como los OAV del metanotiol, metional,
22
ANTECEDENTES
dimetil sulfuro y acetaldehído, indican que estos poseen un aporte importante en el aroma global
del queso camembert e inclusive superior al ofrecido por componentes mayoritarios como la 2undecalactona y la δ-decalactona.
Sólo aquellos componentes con OAV>1 pueden ser considerados como los más importantes
para el aroma global del alimento y por ende ser empleados en los ensayos de recombinación y
omisión para la determinación de los componentes impacto del aroma del alimento.
Tabla 1. OAV de algunos componentes volátiles del aroma de queso Camembert (Kubícková
y Grosch, 1998)
Concentración
Umbral de olor
(µg/Kg)
(µg/L)
2,3-Butanodiona
110
10
11
3-Metilbutanal
142
13
11
Metional
125
0.2
625
2-Undecalactona
700
3,400
<1
δ-Decalactona
1080
400
3
Metanotiol
260
0.06
4,333
Dimetil sulfuro
250
1.2
208
Acetaldehído
25
0.22
114
Componente
OAV
23
CAPÍTULO 3
Justificación
El sabor de un queso no pasteurizado es sumamente importante, pues las notas de sabor y
aroma que lo caracterizan son cualidades que el consumidor aprecia y busca. Sin embargo, es
incuestionable el riesgo asociado a su consumo debido a la falta de medidas que controlen la
inocuidad de este tipo de productos. Además del problema sanitario por la gran variedad de
microorganismos presentes en la leche cruda, el proceso de manufactura del queso fresco no es
uniforme y varía con la localidad y tradiciones regionales. Una modificación en la microflora inicial
que reduce microorganismos y elimina patógenos, se logra con la pasteurización, misma que hace
posible una producción de calidad uniforme; pero trae consigo un sabor insípido en el queso. Por lo
tanto, poder ofrecerle al consumidor quesos pasteurizados pero con buen sabor (como el de los
quesos artesanales) y seguros es muy importante.
Es posible mejorar el sabor de manera natural, lograr uniformidad en la calidad del producto
e incrementar la vida de anaquel añadiendo cultivos lácticos a quesos pasteurizados, como el
Lactococcus lactis UQ2Rif Lac+.
Es por esto que conocer y caracterizar el sabor de queso elaborado con Lactococcus lactis
UQ2Rif Lac+ permitirá generar un perfil químico que puede ser controlado y monitoreado para
producir queso de sabor superior de manera consistente.
25
CAPÍTULO 4
Hipótesis
Es posible determinar los compuestos clave para el sabor de un queso tipo panela inoculado
con Lactococcus lactis UQ2Rif Lac+ por medio del estudio del perfil químico del sabor.
27
CAPÍTULO 5
Objetivos
5.1 General
Determinar los compuestos volátiles importantes para el sabor de queso tipo panela
inoculado con Lactococcus lactis UQ2Rif Lac+.
5.2 Específicos
1) Producir queso panela con y sin adición de Lactococcus lactis UQ2Rif Lac+.
2) Desarrollar una técnica de cuantificación para compuestos volátiles mediante la adición
de estándar en matriz real con estándares internos múltiples.
3) Desarrollar una técnica de cuantificación para ácidos grasos libres mediante curva de
calibración externa con estándares internos múltiples.
4) Extraer, identificar y cuantificar los compuestos volátiles generados en los quesos por
medio de la técnica HS-SPME-GC-MS.
5) Extraer, identificar y cuantificar los ácidos grasos libres (FFA) por medio de extracción
por solventes.
6) Determinar los valores de actividad de aroma (OAV) para la fracción volátil.
7) Determinar los valores de actividad de aroma (OAV) para los ácidos grasos libres.
8) Establecer un perfil de compuestos importantes para el sabor de queso tipo panela
inoculado con Lactococcus lactis UQ2Rif Lac+ considerando los resultados obtenidos
por las distintas técnicas de análisis.
29
CAPÍTULO 6
Materiales y métodos
6.1 Activación de L. lactis UQ2Rif Lac+ para su
incorporación como inóculo en queso panela
L. lactis UQ2Rif Lac+ proveniente de una conserva a -70°C, se colocó en un tubo con caldo
M17 adicionado al 0.5% de lactosa y se incubó durante 24 h a 30°C. Una vez activada la cepa, se
tomaron 100 L y se inocularon en otro tubo con 5 mL de leche pasteurizada (esterilizada a
112°C/15 minutos) y se incubó a 30 °C por 12 h. El cultivo del último tubo, se inoculó en un
matraz conteniendo leche pasteurizada suplementada con soluciones estériles de sulfato de
magnesio 0.5 g/L y sulfato de manganeso 0.1 g/L, y se incubó a 30°C por 6 h. La cepa de
Lactococcus
lactis UQ2Rif Lac+ fue proporcionada por el laboratorio de Biotecnología del
Departamento de Investigación y Posgrado en Alimentos de la Facultad de Química.
6.2 Incorporación de L. lactis UQ2Rif Lac+ en la
elaboración de queso panela como cultivo
protector
El queso se elaboró con leche pasteurizada comercial marca Lala, la cual se consiguió en un
supermercado local y todos los litros utilizados fueron del mismo lote. La leche se calentó a 30°C y
se agregó el inóculo (1% v/v). La leche se dejó reposar por 15 min para asegurar el crecimiento de
Lactococcus lactis UQ2Rif Lac+. Transcurrido este tiempo se agregó el cloruro de calcio (0.05 g/L;
Baker, Xalostoc, México).
Posteriormente se adicionó el cuajo microbiano (0.4 mL/L; QuaLact, México) y se agitó
constantemente para lograr su completa incorporación. Se dejó reposar por 15 min favoreciendo la
formación de la cuajada. Una vez obtenido el cuajo se cortó por medio de liras en forma horizontal
y vertical, se dejó reposar 10 min más para lograr un desuerado lento, manteniendo una
temperatura de 32°C.
31
Análisis químico de los compuestos importantes para el sabor de queso tipo panela inoculado
con Lactococcus lactis UQ2Rif Lac+
Se procedió a la eliminación parcial del suero (2/3 del volumen inicial) y la pasta resultante
se adicionó con 0.7% de NaCl (Baker, Xalostoc, México) p/v respecto al volumen inicial de leche,
seguido de un desuerado total. La pasta obtenida se colocó en moldes, en donde se continuó el
desuerado por autoprensado durante 12 h a 4°C. Una vez transcurrido este tiempo el queso se
desmoldó y se empacó al vacío (Figura 6). El queso se congeló y se almacenó a -24°C hasta su
análisis. El queso control se elaboró de la misma manera, sin la adición de Lactococcus lactis
UQ2Rif Lac+.
Figura 6. Elaboración de queso panela adicionado con Lactococcus lactis UQ2Rif Lac+.
6.3 Desarrollo de una técnica de cuantificación de
compuestos volátiles mediante la adición de
estándar en matriz real con estándares internos
múltiples
Se preparó una solución patrón de estándar de calibración en metanol la cual contenía 17.32
mg/kg de dimetilsulfuro, 8,622.05 mg/kg de 2-metil-1-propanol, 8,225.95 mg/kg de 3-metil-1butanol, 17.69 mg/kg de 1-octanol, 88.16 mg/kg de 3-metilbutanal, 16.75 mg/kg de hexanal, 17.53
mg/kg de nonanal, 17.62 mg/kg de 2-nonanona, 899.29 mg/kg de 2,3-butanodiona, 17.20 mg/kg de
32
MATERIALES Y MÉTODOS
2-heptanona, 18.66 mg/kg de etilbutirato y 18.63 mg/kg de etilhexanoato. La solución patrón de
calibración se diluyó en metanol para obtener cuatro puntos más de calibración, hasta obtener las
concentraciones que se muestran en la Tabla 2. Se añadieron alícuotas (0.01 g aproximadamente)
de las soluciones diluidas a la muestra de queso para obtener las concentraciones finales que se
muestran en la Tabla 3.
Tabla 2. Concentración real de las soluciones de compuestos de calibración
Grupo
Compuesto
Concentración de calibración
funcional
Alcoholes
(mg/kg)
2-Metil-1-propanol
905.43, 2134.28, 4331.84, 6464.11 y 8622.05
3-Metil-1-butanol
863.83, 2036.23, 4132.84, 6338.93 y 8225.95
1-Octanol
1.86, 4.38, 8.89, 13.73 y 17.69
3-Metilbutanal
9.26, 21.82, 44.29, 69.35 y 88.16
Hexanal
1.76, 4.15, 8.42, 13.18 y 16.75
Nonanal
1.84, 4.34, 8.81, 12.12 y 17.53
Azufrados
Dimetil sulfuro
1.82, 4.29, 8.70, 12.61 y 17.32
Cetonas
2-Nonanona
1.85, 4.36, 8.85, 12.90 y 17.62
2,3-Butanodiona
94.44, 222.61, 451.82, 671.87 y 899.29
2-Heptanona
1.81, 4.26, 8.64, 13.15 y 17.20
Etil butirato
1.96, 4.62, 9.38, 13.73 y 18.66
Etil hexanoato
1.96, 4.61, 9.36, 14.21 y 18.63
Aldehídos
Ésteres
Se preparó una solución patrón de estándar interno en metanol la cual contenía 232.40
mg/kg de cis-6-nonen-1-ol, 24.39 mg/kg de trans-2-octenal, 23.34 mg/kg de dimetil disulfuro, 21.78
mg/kg de 5-hexen-2-ona y 24.06 mg/kg de etil 6-heptenoato.
Las curvas de calibración de los compuestos volátiles se construyeron basados en la
técnica de adición de estándar (Penton, 1999) y aplicando análisis de regresión lineal del índice de
la concentración (µg/kg de compuesto por µg/kg de estándar interno) y el índice del área del pico
(área del compuesto/área del estándar interno). El análisis se realizó por triplicado para cada nivel
de concentración, en dos columnas: DB-5MS y DB-Wax.
Para la cuantificación, se agregaron 0.01 g aproximadamente de la solución de estándar
interno a las muestras de queso para obtener una concentración final de 1.35 mg/kg de cis-6nonen-1-ol, 140 μg/kg de trans-2-octenal, 140 μg/kg de dimetil disulfuro, 1.13 mg/kg de 5-hexen-2ona y 140 μg/kg de etil 6-heptenoato; los compuestos volátiles se analizaron siguiendo el
33
Análisis químico de los compuestos importantes para el sabor de queso tipo panela inoculado
con Lactococcus lactis UQ2Rif Lac+
procedimiento descrito previamente. Las concentraciones se calcularon basándose en el índice del
área del pico del compuesto entre el área del estándar interno.
Tabla 3. Concentración real de las curvas de calibración para compuestos volátiles en la
muestra final de queso
Grupo
Compuesto
Concentración de calibración
funcional
Alcoholes
2-Metil-1-propanol
5.55, 13.03, 26.34, 39.44 y 49.39 mg/kg
3-Metil-1-butanol
5.30, 12.43, 25.13, 38.68 y 47.12 mg/kg
1-Octanol
10, 30, 50, 80 y 100 μg/kg
3-Metilbutanal
60, 130, 270, 420 y 510 μg/kg
Hexanal
10, 30, 50, 80 y 100 μg/kg
Nonanal
10, 30, 50, 80 y 100 μg/kg
Azufrados
Dimetil sulfuro
10, 30, 50, 80 y 100 μg/kg
Cetonas
2-Nonanona
10, 30, 50, 80 y 100 μg/kg
2,3-Butanodiona
0.58, 1.36, 2.75, 4.10 y 5.15 mg/kg
2-Heptanona
10, 30, 50, 80 y 100 μg/kg
Etil butirato
10, 30, 60, 80 y 100 μg/kg
Etil hexanoato
10, 30, 60, 90 y 110 μg/kg
Aldehídos
Ésteres
6.4 Desarrollo de una técnica de cuantificación de
ácidos grasos libres mediante curva de calibración
externa con estándares internos múltiples
Se preparó una solución patrón de estándar de calibración en hexano-isopropanol 1:1 la cual
contenía 300 µg/kg de cada uno de los siguientes ácidos: butanóico, hexanóico, octanóico,
decanóico, dodecanóico, tetradecanóico, hexadecanóico y octadecanóico. La solución patrón de
calibración se diluyó con hexano-isopropanol 1:1 hasta concentraciones finales de 250, 200, 150,
100, 75 y 50 µg/kg.
Se preparó una solución patrón de estándar interno en hexano-isopropanol 1:1 la cual
contenía 1.0 g/kg de cada uno de los siguientes ácidos: pentanóico, heptanóico, nonanóico,
undecanóico, pentadecanóico y heptadecanóico.
34
MATERIALES Y MÉTODOS
Se realizó un análisis de regresión lineal del índice de la concentración (µg/kg de compuesto
por µg/kg de estándar interno) y el índice del área del pico (área del compuesto/área del estándar
interno). El análisis se realizó por triplicado para cada nivel de concentración.
6.5 Extracción de los compuestos volátiles por SPME
La extracción de compuestos volátiles se llevó a cabo utilizando la técnica HS-SPME
modificada de Verzera et al. (2004) y de Jae-Hwan et al. (2003). La muestra de queso congelada
se rayó finamente y se pesaron 3 g de queso congelado en un vial ambar de 40 mL (I-CHEM).
Posteriormente se adicionaron 6 g de agua destilada deodorizada (hervida 30 min) al 25% de
NaCl.
La muestra se equilibró por 30 min y se evaluó el tiempo de extracción de 30 min, 1 h, 2 h y
3 h para observar la mayor obtención de compuestos volátiles. La extracción se llevó a cabo a
40°C
con
una
fibra
de
2
cm
de
tres
fases:
DVB/CAR/PDMS
(Divinilbenceno/Carboxeno/Polidimetilxilosano) 50/30 µm de espesor de fase (Supelco, Bellefonte,
VA, EUA). Durante la extracción se agitó constantemente la muestra con una barra magnética en
un plato agitador a 500 rpm.
Una vez trascurrido el tiempo de extracción los compuestos fueron desorbidos de la fibra en
el puerto de inyección por 8 min a 230°C en modo splitless. Se utilizó un cromatógrafo de gases
7890A (Agilent Techologies, Inc., Wilmington), acoplado a un detector de espectrometría de masas
cuadrupolar modelo 5975C (Agilent Techologies, Inc., California, EUA). Se utilizaron dos columnas:
una columna capilar DB-Wax (30 m x 250 µm de diámetro, 0.25 µm de espesor de fase, Agilent
Technologies Inc., California, EUA) y una columna capilar DB-5MS (60 m x 250 µm de diámetro,
0.25 µm de espesor de fase, Agilent Technologies Inc., California, EUA). El programa de
temperatura del horno fue el siguiente: 40°C por 3 min, seguido de un incremento a 180°C con una
velocidad de 5°C/min, finalmente un incremento a 230ºC con una velocidad de 20°C/min donde se
mantuvo por 5 min. El gas de arrastre utilizado fue helio (pureza 99.999%), a flujo constante dentro
de la columna de 1 mL/min.
El detector de espectrometría de masas se utilizó en modo de impacto electrónico a 70 eV,
con un gain factor de 1, las temperaturas de la línea de transferencia, fuente de ionización y
cuadrupolo fueron 250°C, 230°C y 150°C respectivamente, y un rango de masas de 33 a 800 uma.
La identificación de los compuestos volátiles se realizó a partir de su espectro de masas,
tomando como identificación positiva un 80% de similitud al indicado en la base de datos
NIST/EPA/NIH Mass Spectra Library, versión 1.7, USA.
35
Análisis químico de los compuestos importantes para el sabor de queso tipo panela inoculado
con Lactococcus lactis UQ2Rif Lac+
6.6 Extracción de ácidos grasos libres
La extracción de los ácidos grasos libres se llevó a cabo basándose en la técnica de
Chavarri et al. (1997). Se pesaron 10 g de la muestra de queso en un mortero de porcelana. Se
añadieron 4 mL de ácido sulfúrico 2 N y 1 mL de la solución de estándar interno y se mezclaron
hasta su completa incorporación a la muestra. Se agregaron 40 mL de éter-heptano (1:1 v/v) y se
mezclaron por 2 minutos. El sobrenadante se colectó en viales de 20 mL y se congeló hasta su
purificación por intercambio iónico.
Para la purificación de los ácidos grasos libres se utilizó un cartucho SPE NH 2 Hypersep de
500 mg de fase (Thermo Scientific, Bellefone, VA, EUA), el cual se acondicionó con 10 mL de
heptano. Posteriormente se adicionó el extracto de la muestra. Los lípidos neutros se eluyeron de
la columna con 5 mL de una mezcla de cloroformo-isopropanol (2:1), y los ácidos grasos libres se
eluyeron con 5 mL de ácido fórmico al 2.0% en éter.
Se inyectaron 3 µL del extracto con un split 1:1 directamente en el cromatógrafo de gases
7890A (Agilent Techologies, Inc., Wilmington) con detector de ionización de flama (FID). Se utilizó
una columna capilar DB-FFAP (30 m x 0.53 µm de diámetro, 1.0 µm de espesor de fase, Agilent
Technologies Inc., California, EUA). El programa de temperatura del horno fue el siguiente: 60°C
por 2 min, seguido de un incremento a 220°C con una velocidad de 6°C/min. El gas de arrastre
utilizado fue nitrógeno (pureza 99.999%), a flujo constante dentro de la columna de 15 mL/min. La
temperatura del puerto de inyección y del detector fue de 230 °C.
La identificación de los ácidos grasos libres se realizó considerando su tiempo de retención.
Las concentraciones se calcularon basándose en el índice del área del pico del compuesto entre el
área del estándar interno.
6.7 Determinación de los valores de actividad de
aroma (OAV) para los compuestos identificados
Los OAV se calcularon dividiendo la concentración de los compuestos de aroma entre su
umbral de detección reportados en la literatura (Burdock, 2010).
36
CAPÍTULO 7
Resultados y discusión
7.1 Desarrollo de una técnica de cuantificación de
compuestos volátiles mediante la adición de
estándar en matriz real con estándares internos
múltiples
La técnica de adición de estándar en matriz real permite la extrapolación regresiva para
calcular la cantidad original de analito presente en la muestra. Se construyeron 12 curvas de
calibración para compuestos derivados de la interacción de Lactococcus lactis UQ2Rif Lac+ con la
2
matriz de queso, en dos columnas, obteniéndose buenos coeficientes de correlación (R >93%)
(Tabla 4).
Tabla 4. Ecuaciones de regresión lineal para compuestos de sabor en queso panela
Grupo
funcional
Alcoholes
Aldehídos
Compuesto
COLUMNA DB-Wax
Ecuación
Ecuación
de
R
2
regresión
2-Metil-1-propanol
R
2
regresión
0.979
y = 0.363x
0.994
3-Metil-1-butanol
y = 0.164x
0.986
y = 0.390x
0.994
1-Octanol
y = 0.637x
0.943
y = 5.229x
0.987
y = 0.169x
0.968
y = 0.425x
0.992
Hexanal
y = 2.041x
0.954
y = 4.217x
0.997
Nonanal
y = 3.100x
0.969
y = 2.562x
0.990
y = 0.165x
0.953
y = 0.557x
0.992
y = 1.383x
0.972
y = 0.704x
0.974
2,3-Butanodiona
y = 0.008x
0.991
y = 0.019x
0.995
2-Heptanona
y = 1.894x
0.965
y = 1.368x
0.984
y = 0.713x
0.935
y = 6.004x
0.984
y = 2.448x
0.930
y = 2.650x
0.986
3-Metilbutanal
Dimetil sulfuro
Cetonas
2-Nonanona
Etil butirato
Etil hexanoato
cis-6-Nonen-1-ol
de
y = 0.036x
Azufrados
Ésteres
Estándar interno
COLUMNA DB-5MS
trans-2-Octenal
Dimetil disulfuro
5-Hexen-2-ona
Etil 6-heptenoato
37
Análisis químico de los compuestos importantes para el sabor de queso tipo panela inoculado
con Lactococcus lactis UQ2Rif Lac+
Estos coeficientes indican que todos los puntos observados muestran un comportamiento
lineal, es decir, el aumento de la concentración es directamente proporcional al aumento del área
obtenida. En base a esta correlación es posible determinar las concentraciones de las muestras a
partir de sus áreas de manera confiable. El uso de estándares internos múltiples se ha sugerido
para una cuantificación más precisa (Qian y Reineccius, 2003).Cada compuesto, dependiendo de
sus características de polaridad y grupo funcional, tendrá diferente afinidad a la matriz de queso.
La adición de un estándar para cada grupo funcional presente es especialmente útil para analizar
muestras cuya matriz compleja (como el queso) hace altamente probable la presencia de
interferencias no espectrales y variacioes en el sistema o proceso de extracción que no son
tomadas en cuenta. Es importante destacar que esta técnica no elimina las interferencias sino que
las compensa, ya que permite obtener la señal de los estándares y los compuestos de la muestra
bajo las mismas condiciones; pues el cociente de las señales del analito y del estándar interno es
independiente de dichas fluctuaciones y algunos efectos de la matriz.
7.2 Desarrollo de una técnica de cuantificación de
ácidos grasos libres mediante curva de calibración
externa con estándares internos múltiples
Se construyeron 8 curvas de calibración para ácidos grasos libres derivados de la
interacción de Lactococcus lactis UQ2Rif Lac+ con la matriz de queso, obteniéndose buenos
2
coeficientes de correlación (R >91%) lo que indica que todos los puntos observados muestran un
comportamiento lineal, es decir, el aumento de la concentración es directamente proporcional al
aumento del área obtenida. En base a esta correlación es posible determinar de manera confiable
las concentraciones de las muestras a partir de sus áreas (Tabla 5).
Tabla 5. Ecuaciones de regresión lineal para ácidos grasos libres en queso panela
Ácido
38
Estándar
interno
Ecuación de regresión
R
2
Butanóico
Pentanóico
y=0.015x
0.989
Hexanóico
Heptanóico
y=0.018x
0.988
Octanóico
Nonanóico
y=0.019x
0.983
Decanóico
Undecanóico
y=0.022x
0.980
Dodecanóico
Pentadecanóico
y=0.020x
0.914
Tetradecanóico
Pentadecanóico
y=0.020x
0.926
Hexadecanóico
Heptadecanóico
y=0.018x
0.953
Octadecanóico
Heptadecanóico
y=0.012x
0.967
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
7.3 Extracción y cuantificación de los compuestos
volátiles por SPME
Debido a la diferencia de tiempos utilizados en las técnicas de Verzera et al. (2004) y de
Jae-Hwan et al. (2003), se evaluó el tiempo de extracción de la muestra (queso con 3.5% de grasa,
sin inóculo) de 30 min, 1 h, 2 h y 3 h para lograr mayor sensibilidad en la técnica. Se observó que
incrementando el tiempo de extracción aumenta la sensibilidad (Figura 7). Esto concuerda con lo
reportado por Vázquez Landaverde et al. (2005), donde se demuestra que el tiempo es el
parámetro más significativo que afecta la extracción de compuestos volátiles con fibra SPME para
muestras de leche.
A las 2 h existe un incremento importante en la extracción de compuestos volátiles
comparado con 30 min y 1 h, sin embargo, aumentar el tiempo parece no tener un efecto en la
extracción. Por otro lado, de acuerdo a las barras de error, no existe diferencia entre la extracción
de 2 h y 3 h, por lo que el tiempo elegido para la técnica de extracción de compuestos volátiles fue
2 h.
Otra consideración acerca del tiempo con respecto a la extracción de compuestos volátiles
en la técnica SPME es que el aumento del tiempo durante la extracción en el headspace puede
concentrar ciertos compuestos volátiles, con el desplazamiento simultáneo de otros (Wercinski y
Pawliszyn, 1999; Dufour et al., 2000; Pinho et al., 2002). Esto puede llevar a la exclusión
progresiva de algunos compuestos importantes de bajo peso molecular.
30 min
1h
2h
3h
9,000,000,000
8,000,000,000
Área total (UA)
7,000,000,000
6,000,000,000
5,000,000,000
4,000,000,000
3,000,000,000
2,000,000,000
1,000,000,000
0
Figura 7. Efecto del tiempo de extracción en los compuestos volátiles de queso panela
39
Análisis químico de los compuestos importantes para el sabor de queso tipo panela inoculado
con Lactococcus lactis UQ2Rif Lac+
En el queso control se cuantificaron 9 alcoholes, 6 aldehídos, 4 compuestos de azufre, 19
cetonas, 33 ésteres, 3 éteres, 2 pirazinas, 3 terpenos, 12 compuestos aromáticos y 22
hidrocarburos; haciendo un total de 113 compuestos. En el queso inoculado con L. lactis UQ2Rif
Lac+ se cuantificaron 11 alcoholes, 10 aldehídos, 4 compuestos de azufre, 15 cetonas, 13 ésteres,
5 éteres, 4 terpenos, 8 compuestos aromáticos y 26 hidrocarburos alifáticos; haciendo un total de
96 compuestos.
Se puede observar que para el queso control los grupos funcionales con mayor cantidad de
compuestos volátiles son las cetonas y los ésteres. Se cuantificaron un total de 19 cetonas,
perteneciendo la mayoría al grupo de metilcetonas. Las cetonas son los constituyentes comunes
en la mayoría de los productos lácteos y se consideran una fracción importante en el perfil de
compuestos volátiles de los quesos, principalmente las metilcetonas de C 3 a C15 (prevaleciendo la
2-pentanona, heptanona y 2-nonanona), el diacetilo y la acetoína (Barbieri et al., 1994; Bellesia et
al., 2003; Careri et al., 1994; Lee et al., 2003; Qian y Reineccius, 2002a). La mayoría de las
cetonas están asociadas a notas a mantequilla, frutales, florales y a hongo (Boscaini et al., 2003;
Curioni y Bosset, 2002; Frank et al., 2004: Qian y Reineccius, 2002a; Qian y Reineccius, 2002b).
Se cuantificaron un total de 33 ésteres. Los ésteres son compuestos comúnmente
encontrados en el queso, resultado de la esterificación entre cadenas cortas y medias de ácidos
grasos al igual que de alcoholes primarios y secundarios derivados de la fermentación de la lactosa
o del catabolismo de amino ácidos. La mayoría de los ésteres encontrados describen notas dulces,
afrutadas y florales. Especialmente los etil ésteres son conocidos por su papel importante en la
formación de carácter afrutado en queso. Estos compuestos contribuyen al buen sabor en queso
ya que minimizan la acidez y notas amargas que proporcionan los ácidos grasos y las aminas,
respectivamente. Los ésteres juegan un importante rol en perfiles de aroma de quesos como:
Gorgonzola, Cheddar, Grana, Pecorino y Ragusano (Curioni y Bosset, 2002). Se ha atribuido un
papel importante en el aroma de algunas variedades de queso a ésteres como el butanoato de etilo
y hexanoato de etilo (Garde et al., 2007).
En el queso inoculado con L. lactis UQ2Rif Lac+ los grupos funcionales con mayor cantidad
de compuestos volátiles son los alcoholes, aldehídos, cetonas y ésteres con 11, 10, 15 y 13
compuestos respectivamente. Se puede observar que existe un mayor balance entre la cantidad de
compuestos volátiles.
Numerosas vías metabólicas se encuentran involucradas en la biosíntesis de alcoholes que
se encuentran en quesos: el metabolismo de la lactosa, la reducción de metilcetonas, el
metabolismo de los aminoácidos al igual que la degradación del ácido linoléico y linolénico. La
presencia de alcoholes primarios de cadenas ramificadas como el 3-metil-1-butanol, indican la
40
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
reducción de aldehídos producidos a partir de leucina, compuesto identificado en queso Mozzarella
el cual confiere un agradable aroma a queso fresco (Curioni y Bosset, 2002). Además se ha
reportado el 3-metil-1-butanol como un compuesto que se encuentra normalmente en el queso y en
algunas variedades puede estar presente en cantidades elevadas, de hecho, este compuesto se
ha encontrado predominando en cultivos lácteos de algunas cepas de L. lactis (Centeno et al.,
2002). La presencia de alcoholes metilados ha sido asociada con sabores producidos por ciertas
cepas de Lactococcus; han sido identificados como compuestos clave del sabor de quesos
artesanales y se ha sugerido que en balance con otros compuestos volátiles, contribuyen
positivamente al sabor del queso (Morales et al., 2003).
Algunos aldehídos provienen de aminoácidos de cadena ramificada como leucina, isoleucina
y valina (Centeno et al., 2002). Su síntesis depende de la disponibilidad de los precursores
(Morales et al., 2003). El tipo de cultivo influye en la abundancia relativa de los aldehídos
encontrados en productos lácteos. Durante la maduración del queso, los aminoácidos son
liberados mediante proteólisis. Una vez que los aminoácidos se encuentran en su forma libre, su
degradación ocurre fácilmente. Se han identificado diversas aminotransferasas de diversos grupos
de bacterias ácido lácticas, incluyendo cepas de L. lactis (Carunchia et al., 2005). La adición de un
cultivo protector Lactococcus lactis subsp. lactis INIA 415 productor de nisina Z contribuye a la
formación de aldehídos (Garde et al., 2002).
7.4 Determinación de los valores de actividad de
aroma (OAV) para los compuestos identificados
El valor de actividad de aroma (OAV) es el índice entre la concentración de un compuesto en
un producto y el umbral nasal o retronasal del compuesto. La cuantificación de los compuestos y el
cálculo de sus OAV es necesario para obtener una estimación más precisa de la contribución de
cada uno de los compuestos al sabor del queso. La Tabla 6 muestra los compuestos volátiles
obtenidos por la técnica SPME para el queso control y el queso inoculado con L. lactis UQ2Rif
Lac+, así como sus OAV.
En el queso control los compuestos con valor de actividad de aroma (OAV) mayor a 1
fueron: decanal, heptanal, hexanal, nonanal, octanal, 2,4-ditiapentano, dimetil sulfuro, metanotiol,
2,3-butanodiona, 2-butanona, 2-pentanona, 3-pentanona, etil éster del ácido 3-metilbutanóico, etil
éster del ácido butanóico, metil éster del ácido butanóico, etil éster del ácido heptanóico, etil éster
del ácido hexanóico, metil éster ácido hexanóico, etil éster del ácido propanóico, D-limoneno y
eucaliptol; siendo un total de 21 compuestos (5 aldehídos, 3 compuestos de azufre, 4 cetonas, 7
ésteres y 2 terpenos).
41
Análisis químico de los compuestos importantes para el sabor de queso tipo panela inoculado con Lactococcus lactis UQ2Rif Lac+
Tabla 6. Compuestos volátiles identificados en los quesos control e inoculado con Lactococcus lactis UQ2Rif Lac+ analizados por
HS-SPME-GC-MS
CONCENTRACIÓN
(mg/kg) (CV<7.04%)
KOVATS IR
COMPUESTO
No. CAS
DB-Wax DB-5MS
CONTROL
QUESO
CON L.
lactis
OAV
UMBRAL
(mg/kg)
CONTROL
QUESO
CON L.
lactis
DESCRIPTOR
ID
ALCOHOLES
1549
1,6-Octadien-3-ol, 3,7dimetil-
000078-70-6
0.005
0.003
0.01
0.511
0.280
806
653
1-Butanol
000071-36-3
0.060
0.000
509
0.000
0.000
1212
734
1-Butanol, 3-metil-
000123-51-3
0.236
48.023
4.1
0.058
11.713
919
1-Heptanol
000111-70-6
0.000
0.014
0.003
0.000
4.779
1373
879
1-Hexanol
000111-27-3
0.023
0.000
20
0.001
0.000
1575
1075
1-Octanol
000111-87-5
0.014
0.511
2
0.007
0.255
1-Propanol
000071-23-8
0.607
0.190
40
0.015
0.005
1-Propanol, 2-metil-
000078-83-1
0.000
8.590
3.3
0.000
2.603
731
1101
42
621
Aroma floral, notas
terpénicas, frescas,
a producto natural
Sabor
seco
y
quemante,
olor
similar al alcohol
amílico
Característico
a
whiskey,
olor
pungente
Fragante, madera,
aceite,
aromático,
olor a grasa y
pungente,
sabor
picante
Herbáceo, madera,
fragante,
dulce,
fruta verde, sabor
aromático
Fresco, olor a rosa,
naranja,
dulce,
sabor herbáceo
Olor
alcohólico
maduro, sabor frutal
Olor desagradable,
penetrante a vino
MS, RI
MS, RI
MS, RI
MS
MS, RI
MS, RI
MS
MS, RI
RESULTADOS Y DISCUSION
Tabla 6 Continuación
CONCENTRACIÓN
(mg/kg) (CV<7.04%)
KOVATS IR
COMPUESTO
No. CAS
DB-Wax DB-5MS
CONTROL
QUESO
CON L.
lactis
OAV
UMBRAL
(mg/kg)
CONTROL
QUESO
CON L.
lactis
1474
7-Octen-2-ol, 2,6-dimetil- 018479-58-8
0.008
0.005
NR
932
Etanol
000064-17-5
3.339
4.548
10
0.334
0.455
Feniletil Alcohol
000060-12-8
0.000
10.403
3.5
0.000
2.972
Fenol
000108-95-2
0.004
0.003
5.5
0.001
0.001
000432-25-7
0.000
0.004
NR
057266-86-1
002277-19-2
0.000
0.511
0.173
0.000
0.13
25
0.000
0.020
1.334
0.000
1950
1118
1996
DESCRIPTOR
Cítrico,
lima,
herbáceo, floral
Sabor quemante
Olor característico a
rosas, sabor inicial
ligeramente
amargo, luego dulce
y resabio a durazno
Olor
fuerte
repugnantemente
dulce e irritante
ID
MS
MS, RI
MS, RI
MS, RI
ALDEHÍDOS
963
1104
1-Cyclohexeno-1carboxaldehído, 2,6,6trimetil2-Heptenal, (Z)6-Nonenal, (Z)-
1648
1050
Bencenacetaldehído
000122-78-1
0.000
1.304
0.004
0.000
325.903
1528
968
Benzaldehído
000100-52-7
0.000
4.821
4.1
0.000
1.176
1229
43
Olor a alcanfor
MS, RI
Agrio, almendras
Olor a melón, cítrico
Olor
verde,
pungente,
sabor
amargo, a bajas
concentraciones se
torna dulce y frutal
Sabor
y
aroma
característico,
similar
a
la
almendra
MS, RI
MS, RI
MS, RI
MS, RI
Análisis químico de los compuestos importantes para el sabor de queso tipo panela inoculado con Lactococcus lactis UQ2Rif Lac+
Tabla 6 Continuación
CONCENTRACIÓN
(mg/kg) (CV<7.04%)
KOVATS IR
COMPUESTO
No. CAS
DB-Wax DB-5MS
CONTROL
QUESO
CON L.
lactis
OAV
UMBRAL
(mg/kg)
CONTROL
QUESO
CON L.
lactis
915
646
Butanal, 3-metil-
000590-86-3
0.000
10.409
0.013
0.000
800.654
1501
1209
Decanal
000112-31-2
0.851
0.082
0.002
425.566
40.948
1183
904
Heptanal
000111-71-7
0.278
0.049
0.25
1.112
0.198
1069
803
Hexanal
000066-25-1
0.859
0.494
0.05
17.190
9.874
1400
1107
Nonanal
000124-19-6
3.040
0.431
1
3.040
0.431
1299
1005
Octanal
000124-13-0
0.096
0.291
0.056
1.714
5.197
DESCRIPTOR
Olor pungente, a
manzana, olor a
almendra, animal,
frutal
Olor
penetrante,
dulce, floral ,cítrico,
a grasa
Olor
pungente,
fuerte,
áspero,
sabor a grasa
Olor
fuerte,
penetrante, verde,
pasto,
sabor
característico frutal
Olor fuerte a grasa,
en dilución tiene
notas a rosa y
naranja.
Sabor
cítrico
Olor a grasa, cítrico,
miel
ID
MS, RI
MS
MS, RI
MS, RI
MS, RI
MS, RI
AZUFRADOS
1918
741
44
892
2,4-Ditiapentano
001618-26-4
0.062
0.023
0.003
20.822
7.667
920
Dimetil sulfona
000067-71-0
0.054
0.048
0.25
0.216
0.193
Dimetil sulfuro
000075-18-3
0.474
0.495
0.01
47.432
49.494
Olor a mostaza
Sulfuroso,
leche
quemada
Intenso,
rábano
crudo, cebolla. Nota
verde
a
bajas
concentraciones
MS, RI
MS, RI
MS, RI
RESULTADOS Y DISCUSION
Tabla 6 Continuación
CONCENTRACIÓN
(mg/kg) (CV<7.04%)
KOVATS IR
COMPUESTO
No. CAS
CONTROL
QUESO
CON L.
lactis
000074-93-1
0.329
0.417
2,3-Butanodiona
000431-03-8
5.336
2,3-Octanediona
000585-25-1
OAV
UMBRAL
(mg/kg)
CONTROL
QUESO
CON L.
lactis
0.004
82.179
104.244
17.133
0.015
355.724
1142.186
0.018
0.000
NR
2,5-Cyclohexadieno-1,4diona, 2,6-bis(1,1000719-22-2
dimetiletil)-
0.001
0.000
NR
2,5-Octanediona
003214-41-3
0.007
0.000
NR
DB-Wax DB-5MS
Metanotiol
DESCRIPTOR
ID
Cebolla o ajo en
descomposición
MS
CETONAS
618
1328
1494
1325
a
MS
a
NR
903
600
2-Butanona
000078-93-3
8.928
8.304
5
1.786
1.661
1292
709
2-Butanona, 3-hidroxi-
000513-86-0
0.000
1.338
10
0.000
0.134
1181
893
2-Heptanona
000110-43-0
0.087
0.022
0.14
0.622
0.159
1294
2H-Pyran-2-ona, 6heptiltetrahidro
000713-95-1
0.003
0.023
10
0.000
0.002
1394
1092
2-Nonanona
000821-55-6
0.078
0.149
0.2
0.391
0.746
1295
992
2-Octanona
000111-13-7
0.028
0.007
2.5
0.011
0.003
45
Aroma
fuerte
mantequilla,
placentero
Sabor
"recalentado"
Olor a caramelo,
dulce, frutal
Olor
dulce
a
albaricoque
Olor
a
madera,
yogurt,
sabor
a
crema, mantequilla
Olor frutal, picante,
canela, plátano
Olor fuerte, fresco,
cacahuate,
mantequilla
Sabor a té, rosas,
olor a ruda
Olor frutal (manzana
verde),
amargo,
verde, alcanforado
MS
MS
MS
MS, RI
MS, RI
MS, RI
MS
MS, RI
MS, RI
Análisis químico de los compuestos importantes para el sabor de queso tipo panela inoculado con Lactococcus lactis UQ2Rif Lac+
Tabla 6 Continuación
CONCENTRACIÓN
(mg/kg) (CV<7.04%)
KOVATS IR
COMPUESTO
No. CAS
678
2-Pentanona
000107-87-9
6.818
QUESO
CON L.
lactis
21.837
850
3-Hexanona, 2,5-dimetil- 001888-57-9
0.000
797
691
3-Hexen-2-ona
3-Pentanona
4-Octanona, 5-hidroxi2,7-dimetil
000763-93-9
000096-22-0
953
2.964
0.050
0.93
0.000
0.053
Olor herbáceo
MS
0.001
4.337
0.003
4.031
0.002
1.1
0.545
3.943
1.572
3.664
Olor herbáceo
Olor frutal, etéreo
MS
MS
006838-51-3
0.000
0.017
NR
CONTROL
5-Hepten-2-ona, 6-metil- 000110-93-0
0.013
0.022
0.05
0.267
0.430
1656
1072
Acetofenona
000098-86-2
0.019
0.044
0.17
0.113
0.259
Acetona
000067-64-1
7.343
6.977
40
0.184
0.174
1157
Camfor
000464-49-3
0.013
0.001
1
0.013
0.001
682
Cyclobutanona, 2-etil-
010374-14-8
2.339
0.000
NR
896
Cyclohexanona
000108-94-1
0.007
0.000
197
Cyclohexanona, 5-metil2-(1-metiletil)-
010458-14-7
0.003
0.000
NR
1459
46
Olor frutal, etéreo
NR
988
1292
ID
2.3
CONTROL
1344
817
DESCRIPTOR
QUESO
CON L.
lactis
9.494
DB-Wax DB-5MS
972
OAV
UMBRAL
(mg/kg)
MS
Olor cítrico, verde,
sabor
agridulce,
resabio a pera
Olor
fuerte,
pungente,
dulce,
medicina,
sabor
amargo, aromático
a cereza
Olor
aromático
característico,
pungente,
sabor
dulce
Aroma etéreo a
menta, cálido
NR
0.000
0.000
Olor a
pimienta
NR
MS, RI
MS
MS, RI
MS
MS, RI
MS
acetona,
MS, RI
MS
RESULTADOS Y DISCUSION
Tabla 6 Continuación
CONCENTRACIÓN
(mg/kg) (CV<7.04%)
KOVATS IR
COMPUESTO
No. CAS
DB-Wax DB-5MS
CONTROL
QUESO
CON L.
lactis
OAV
UMBRAL
(mg/kg)
CONTROL
QUESO
CON L.
lactis
DESCRIPTOR
ID
ÉSTERES
1122
885
1373
1161
857
1149
1307
1008
1690
1-Butanol, 3-metil-,
acetato
000123-92-2
0.000
0.102
0.043
0.000
2.379
1-Etilpentil acetato
005921-83-5
0.089
0.000
10
0.009
0.000
010544-63-5
0.238
0.000
10
0.024
0.000
054340-72-6
0.004
0.000
NR
002396-83-0
0.014
0.000
10
032210-23-4
0.098
0.017
NR
2-Ácido butanóico, etil
éster
2-Ácido heptenóico, etil
éster, (E)
3-Ácido hexenóico, etil
éster
4-tert-Butilciclohexil
acetato
NR
0.001
0.000
610
Acetato de etilo
000141-78-6
0.642
0.068
5
0.128
0.014
1061
820
Ácido acético, butil éster
000123-86-4
0.009
0.000
0.5
0.017
0.000
Ácido acético, hexil éster 000142-92-7
0.021
0.000
0.48
0.044
0.000
47
Aroma verde, frutal
NR
885
1271
Olor fuerte, dulce,
frutal a plátano,
sabor agridulce con
resabio a pera
Sabor fuerte, floral,
frutal, a geranio
Sabor fuerte, agrio,
frutal a caramelo
Olor frutal etéreo, a
brandy, evocando a
piña
Olor fuerte frutal,
sabor quemante y
luego dulce con
resabio a piña
Olor
placentero
floral,
manzana,
cereza, pera, sabor
agridulce
MS, RI
MS
MS, RI
MS
MS, RI
MS
MS, RI
MS, RI
MS, RI
Análisis químico de los compuestos importantes para el sabor de queso tipo panela inoculado con Lactococcus lactis UQ2Rif Lac+
Tabla 6 Continuación
CONCENTRACIÓN
(mg/kg) (CV<7.04%)
KOVATS IR
COMPUESTO
No. CAS
DB-Wax DB-5MS
Ácido butanedióico,
hidroxi-, dietil ester
1691
1028
866
1027
804
982
714
986
1591
Ácido butanóico, 3-metil,
000108-64-5
etil éster
Ácido butanóico, etil
000105-54-4
éster
Ácido butanóico, metil
000623-42-7
éster
CONTROL
QUESO
CON L.
lactis
0.002
0.000
NR
0.033
0.000
0.0004
83.688
0.000
1.063
0.324
0.18
5.907
1.801
0.088
0.064
0.043
2.052
1.495
0.091
0.000
CONTROL
QUESO
CON L.
lactis
855
Ácido butanóico, propil
éster
000105-66-8
0.011
0.000
0.124
613
Ácido carbónico, dimetil
éster
000616-38-6
0.000
0.070
NR
1394
Ácido decanóico, etil
éster
000110-38-3
0.002
0.000
0.012
1327
Ácido decanóico, metil
éster
000110-42-9
0.012
0.002
NR
1543
Ácido dodecanóico, metil
000111-82-0
éster
0.004
0.000
20
0.000
0.000
000106-30-9
0.038
0.000
0.002
18.897
0.000
1000302-89-9
0.028
0.000
NR
000123-66-0
0.791
0.054
0.005
1329
1097
1276
989
1238
1000
48
000626-11-9
OAV
UMBRAL
(mg/kg)
Ácido heptanóico, etil
éster
Ácido hex-5-enoico, etil
éster
Ácido hexanóico, etil
éster
DESCRIPTOR
ID
NR
MS
Olor fuerte frutal,
vino, a manzana
Olor frutal con nota
a piña y dulce
Olor a manzana,
sabor dulce
Olor a piña y
albaricoque, sabor
frutal,
dulce,
a
plátano y piña
NR
0.191
0.000
Olor
frutal
resabio
a
(cognac)
10.860
MS, RI
MS, RI
MS
MS
con
uva
NR
158.205
MS, RI
Olor floral, graso,
evocando olor a
vino
Olor frutal evocando
a cognac
MS, RI
MS, RI
MS
MS, RI
NR
MS
Olor fuerte frutal con
notas a piña-plátano
MS, RI
RESULTADOS Y DISCUSION
Tabla 6 Continuación
CONCENTRACIÓN
(mg/kg) (CV<7.04%)
KOVATS IR
COMPUESTO
No. CAS
CONTROL
QUESO
CON L.
lactis
000106-70-7
0.087
0.029
0.087
003050-69-9
0.057
0.000
NR
DB-Wax DB-5MS
1177
929
988
Ácido hexanóico, metil
éster
Ácido n-capróico, vinil
éster
OAV
UMBRAL
(mg/kg)
CONTROL
QUESO
CON L.
lactis
1.003
0.339
Ácido octanóico, etil
éster
000106-32-1
0.061
0.002
0.092
0.665
0.021
1125
Ácido octanóico, metil
éster
000111-11-5
0.017
0.000
0.87
0.020
0.000
1595
Ácido propanóico, 2metil-, 1-(1,1-dimetiletil)2-metil-1,3-propanediil
éster
074381-40-1
0.006
2.875
NR
1060
Ácido propanóico, 2metil-, 3-metilbutil éster
002050-01-3
0.000
0.015
0.014
918
676
Ácido propanóico, 2metil-, metiléster
000547-63-7
0.017
0.000
35
950
706
Ácido propanóico, etil
éster
000105-37-3
0.059
0.000
1250
Etil (E)-2-octenoato
007367-82-0
0.007
1048
Etil 2-hexenoato
027829-72-7
Isobornil acetato
000125-12-2
1343
1590
49
Olor etéreo, piña
NR
1196
1426
DESCRIPTOR
Olor frutal, floral con
notas a vino y
albaricoque
Olor fuerte a vino,
frutal, a naranja
ID
MS, RI
MS
MS, RI
MS, RI
NR
MS
1.043
Olor frutal con notas
remanentes a piña
MS
0.000
0.000
Olor frutal a piña,
manzana, con notas
remanentes
a
albaricoque
MS, RI
0.045
1.308
0.000
Olor a ron y piña
MS, RI
0.000
10
0.001
0.000
0.110
0.000
10
0.011
0.000
0.012
0.007
2
0.006
0.004
0.000
Olor frutal, verde
con notas a madera
Olor frutal, verde, a
pulpa de piña y
manzana
Olor a alcanfor
MS, RI
MS, RI
MS
Análisis químico de los compuestos importantes para el sabor de queso tipo panela inoculado con Lactococcus lactis UQ2Rif Lac+
Tabla 6 Continuación
CONCENTRACIÓN
(mg/kg) (CV<7.04%)
KOVATS IR
COMPUESTO
No. CAS
DB-Wax DB-5MS
CONTROL
QUESO
CON
L.lactis
OAV
UMBRAL
(mg/kg)
CONTROL
QUESO
CON
L.lactis
DESCRIPTOR
Olor
dulce,
manzana,
piña,
verde, frutal
Olor frutal, a ron,
sabor dulce
Olor débil a cebolla,
miel, a lirio
Olor frutal, pera,
sabor agridulce
ID
947
Isopentil hexanoato
002198-61-0
0.005
0.000
25
0.000
0.000
622
Metil propionato
000554-12-1
0.154
0.000
8.8
0.017
0.000
1731
Metil tetradecanoato
000124-10-7
0.002
0.000
708
n-Propil acetato
000109-60-4
0.065
0.000
2.7
033100-27-5
000629-14-1
000111-76-2
000060-29-7
0.000
0.286
0.107
0.159
0.097
0.000
0.079
0.107
NR
NR
NR
NR
NR
NR
NR
NR
MS
MS
MS
MS
053897-30-6
0.000
0.341
NR
NR
MS
000625-44-5
0.000
0.340
NR
NR
MS
2,3-Dietilpirazina
015707-24-1
0.176
0.000
10
0.018
0.000
917
Pirazina, 2,5-dimetil-
000123-32-0
0.003
0.000
1.8
0.002
0.000
937
TERPENOS
1R-alfa-Pineno
007785-70-8
0.007
0.063
NR
0.024
0.000
MS
MS, RI
MS, RI
MS
ÉTERES
1966
1409
620
1232
706
15-Crown-5 éter
Etano, 1,2-dietoxiEtanol, 2-butoxiEtil éter
Oxirano, 2-(1,1dimethiletil)-3-metilPropano, 1-metoxi-2metilPIRAZINAS
1454
50
Aroma a nuez, nuez
de castilla
Olor terroso, a papa
Aroma a pino
MS
MS, RI
MS
RESULTADOS Y DISCUSION
Tabla 6 Continuación
CONCENTRACIÓN
(mg/kg) (CV<7.04%)
KOVATS IR
COMPUESTO
No. CAS
DB-Wax DB-5MS
CONTROL
QUESO
CON L.
lactis
OAV
UMBRAL
(mg/kg)
CONTROL
QUESO
CON L.
lactis
DESCRIPTOR
Aroma a madera,
picante, seco
Olor
a
limón,
naranja
Olor característico
alcanforado, fresco,
pungente,
sabor
refrescante
ID
1452
Cariofileno
000087-44-5
0.000
0.210
0.09
0.000
2.331
MS, RI
1185
1033
D-Limoneno
005989-27-5
0.603
0.252
0.2
3.017
1.261
1195
1037
Eucaliptol
000470-82-6
0.436
0.125
0.064
6.813
1.948
Benceno
Benceno, 1,2,3,4tetrametil-
000071-43-2
0.028
0.024
NR
NR
MS, RI
000488-23-3
0.009
0.000
NR
NR
MS
MS, RI
MS, RI
COMPUESTOS
BENCÉNICOS
650
1121
1266
965
Benceno, 1,3,5-trimetil-
000108-67-8
0.048
0.042
NR
NR
MS
1174
876
Benceno, 1,3-dimetil-
000108-38-3
0.202
0.028
NR
NR
MS, RI
1194
965
Benceno, 1-etil-3-metil-
000620-14-4
0.058
0.000
NR
NR
MS, RI
000099-87-6
0.040
0.054
10
NR
MS
000128-37-0
000100-42-5
000100-41-4
000095-47-6
000106-42-3
000108-88-3
0.089
0.050
0.148
0.281
0.371
1.726
0.193
0.000
0.028
0.000
0.002
0.762
NR
0.08
NR
NR
NR
NR
NR
NR
NR
NR
NR
NR
MS, RI
MS, RI
MS, RI
MS, RI
MS, RI
MS, RI
1028
1934
1241
1111
1165
1126
1025
51
1531
869
897
878
756
Benceno, 1-metil-4-(1metiletil)Butilhidroxitolueno
Estireno
Etilbenceno
o-Xileno
p-Xileno
Tolueno
0.004
0.005
0.619
0.000
Análisis químico de los compuestos importantes para el sabor de queso tipo panela inoculado con Lactococcus lactis UQ2Rif Lac+
Tabla 6 Continuación
CONCENTRACIÓN
(mg/kg) (CV<7.04%)
KOVATS IR
COMPUESTO
No. CAS
DB-Wax DB-5MS
CONTROL
QUESO
CON L.
lactis
OAV
UMBRAL
(mg/kg)
CONTROL
HIDROCARBUROS
1025
807
1,3,5-Cicloheptatrieno
1256
1684
682
1035
788
52
0.193
NR
NR
MS
0.000
0.057
NR
NR
MS
0.000
0.000
0.342
0.019
NR
NR
NR
NR
MS, RI
MS
0.050
0.000
NR
NR
MS, RI
006874-32-4
0.000
0.037
NR
NR
MS, RI
007239-23-8
002198-23-4
0.000
0.011
0.015
0.000
NR
NR
NR
NR
MS
MS
002146-41-0
0.000
0.193
NR
NR
MS
000694-87-1
0.000
0.035
NR
NR
MS
000291-64-5
000292-64-8
0.000
0.000
0.017
0.053
NR
NR
NR
NR
MS
MS
000822-50-4
0.000
1.094
NR
NR
MS, RI
062238-09-9
0.000
0.052
NR
NR
MS
038851-69-3
0.008
0.016
NR
NR
MS
000124-18-5
0.000
0.050
NR
NR
MS, RI
1-Penteno, 3-etil-2-metil- 019780-66-6
1728
ID
0.000
757
1192
891
1003
000544-25-2
993
1025
2-Octeno, 3,7-dimetil-,
(Z)3-Dodeceno, (Z)4-Noneno
Biciclo[2.2.1]heptano, 2etilBiciclo[4.2.0]octa-1,3,5trieno
Cicloheptano
Ciclooctano
Ciclopentano, 1,2dimetil-, trans
Ciclopropano, 1-hexil-2metilcis-1-Butil-2metilciclopropano
Decano
DESCRIPTOR
NR
1,4,7,10,13,16017455-13-9
Hexaoxaciclooctadecano
1-Deceno
000872-05-9
1-Decino
000764-93-2
971
QUESO
CON L.
lactis
RESULTADOS Y DISCUSION
Tabla 6 Continuación
CONCENTRACIÓN
(mg/kg) (CV<7.04%)
KOVATS IR
COMPUESTO
No. CAS
DB-Wax DB-5MS
1003
706
ID
0.000
0.102
NR
NR
MS
1039
Decano, 2,6,8-trimetil-
062108-26-3
0.000
0.014
NR
NR
MS
1077
1200
1552
1708
017312-54-8
000112-40-3
000112-95-8
000629-78-7
0.056
0.027
0.025
0.000
0.009
0.007
0.002
0.001
NR
NR
NR
NR
NR
NR
NR
NR
MS
MS, RI
MS
MS, RI
054833-48-6
0.002
0.000
NR
NR
MS
000142-82-5
0.211
0.017
NR
NR
MS, RI
013475-82-6
0.018
0.000
NR
NR
MS
001632-16-2
0.111
0.000
NR
NR
MS, RI
062108-31-0
0.104
0.000
NR
NR
MS
000544-76-3
000110-54-3
0.006
0.135
0.002
0.000
NR
NR
NR
NR
MS, RI
MS, RI
003404-80-6
0.087
0.000
NR
NR
MS
901
Decano, 3,7-dimetilDodecano
Eicosano
Heptadecano
Heptadecano, 2,6,10,15tetrametil
Heptano
Heptano, 2,2,4,6,6pentametilHeptano, 3-metilenoHeptano, 4-etil-2,2,6,6tetrametilHexadecano
Hexano
Hexano, 2-metil-4metilenoNonano
000111-84-2
0.000
0.011
NR
NR
MS, RI
1036
Nonano, 3-metil-5-propil- 031081-18-2
0.112
0.008
NR
NR
MS
801
1056
1523
Octano
Octano, 2,6-dimetilPentadecano
Pentano, 3-metileno-
0.004
0.126
0.004
0.160
0.013
0.000
0.000
0.000
NR
NR
NR
NR
NR
NR
NR
NR
MS, RI
MS
MS
MS
698
1024
1600
602
837
53
DESCRIPTOR
062108-23-0
784
662
CONTROL
QUESO
CON L.
lactis
Decano, 2,5,6-trimetil-
1011
1003
CONTROL
QUESO
CON L.
lactis
OAV
UMBRAL
(mg/kg)
000111-65-9
002051-30-1
000629-62-9
000760-21-4
Análisis químico de los compuestos importantes para el sabor de queso tipo panela inoculado con Lactococcus lactis UQ2Rif Lac+
Tabla 6 Continuación
CONCENTRACIÓN
(mg/kg) (CV<7.04%)
KOVATS IR
COMPUESTO
No. CAS
DESCRIPTOR
ID
NR
NR
MS, RI
1400
Tetradecano
000629-59-4
0.005
QUESO
CON L.
lactis
0.126
1032
Tetradecano, 2,2-dimetil- 059222-86-5
0.037
0.000
NR
NR
MS
1305
Tridecano
0.018
0.003
NR
NR
MS, RI
DB-Wax DB-5MS
CONTROL
000629-50-5
NR: NO REPORTADO
MS: IDENTIFICADO POR ESPECTROMETRÍA DE MASAS
RI: IDENTIFICADO POR ÍNDICE DE RETENCIÓN DE KOVATS
54
OAV
UMBRAL
(mg/kg)
CONTROL
QUESO
CON L.
lactis
RESULTADOS Y DISCUSION
En el queso inoculado con L. lactis UQ2Rif Lac+ los compuestos con valor de actividad de
aroma (OAV) mayor a 1 fueron: 3-metil-1-butanol, 1-heptanol, 2-metil-1-propanol, feniletil alcohol,
(Z)-2-heptenal, bencenacetaldehído, benzaldehído, 3-metilbutanal, decanal, hexanal, octanal, 2,4ditiapentano, dimetil sulfuro, metanotiol, 2,3-butanodiona, 2-butanona, 2-pentanona, 3-hexen-2ona, 3-pentanona, 1-butanol-3-metil acetato, etil éster del ácido butanóico, metil éster del ácido
butanóico, etil éster del ácido hexanóico, 2-metil-3-metilbutil éster del ácido propanóico, cariofileno,
D-limoneno y eucaliptol, siendo un total de 27 compuestos (4 alcoholes, 7 aldehídos, 3 compuestos
de azufre, 5 cetonas, 5 ésteres y 3 terpenos).
Normalmente los compuestos activos aromáticamente con valores altos de OAV suelen ser
más importantes para el sabor global, aunque también puede existir sinergia o supresión de aroma
por la interacción de los compuestos. En la Figura 8 se muestran los compuestos con los valores
de OAV más altos en los quesos control e inoculado con L. lactis UQ2Rif Lac+.
1200
1142
CONTROL
1000
QUESO
CON L.
lactis
801
OAV
800
600
426
400
356
326
200
0
0 12
0
0
41 17
21
10
8
49
47
158
104
82
84
39
0
19
0
11
Figura 8. Compuestos con los valores de OAV más altos en los quesos control e inoculado
con Lactococcus lactis UQ2Rif Lac+
En la Figura 9 se muestran los compuestos que presentan mayor OAV en el queso control
comparados con su contraparte en el queso inoculado con L. lactis UQ2Rif Lac+.
55
Análisis químico de los compuestos importantes para el sabor de queso tipo panela inoculado
con Lactococcus lactis UQ2Rif Lac+
Los aldehídos son compuestos transitorios en el queso, ya que se reducen rápidamente a
alcoholes primarios o incluso oxidados a los ácidos correspondientes. Los aldehídos de cadena
lineal como el hexanal, nonanal y decanal se forman durante la β-oxidación de ácidos grasos
insaturados; se caracterizan por aromas herbáceos, pero se vuelven muy desagradables cuando
sus concentraciones exceden ciertos niveles (Garde et al., 2007). Sin embargo, se sabe que
contribuyen en el sabor del queso debido a sus bajos umbrales de detección y su rápida
conversión a los alcoholes correspondientes (Irigoyen et al., 2007).
450
426
CONTROL
400
QUESO CON
L. lactis
350
OAV
300
250
200
158
150
84
100
50
41
17 10
21
8
0
19
0
11
0
Decanal
Hexanal
2,4-Ditiapentane Ácido butanóico, Ácido heptanóico, Ácido hexanóico,
3-metil-, etil ester
etil ester
etil ester
Figura 9. Compuestos con los valores de OAV más altos en el queso control comparados
con su contraparte en el queso inoculado con L. lactis UQ2Rif Lac+
El decanal es un aldehído con olor penetrante, dulce, floral, cítrico y a grasa, con un umbral
de 0.002 mg/kg (Burdock, 2010). De acuerdo con Vázquez-Landaverde et al. (2005), la
concentración total de aldehídos no es diferente entre la leche cruda y la leche pasteurizada.
Además, basándose en el OAV, el nonanal y decanal parecen ser contribuyentes importantes del
aroma en leche cruda, pasteurizada y ultrapasteurizada. El decanal ha sido reportado en el perfil
de sabor de quesos Cheddar, Ras Egipcio, Bitto, de Cabra Griego y en queso Hispánico (Singh et
al., 2003; Ayad et al., 2004; Panseri et al., 2008; Bontinis et al., 2012; Garde et al., 2002).
El hexanal es un aldehído con olor fuerte, penetrante, pasto, sabor característico frutal, con
un umbral de 0.05 mg/kg. El hexanal además de resultar de la autooxidación de ácidos grasos
insaturados puede resultar de la descomposición espontánea de hidroperoxidasas promovidas por
calentamiento (Grosch, 1982). El hexanal también puede ser transferido a la leche de la
alimentación de la vaca (Scanlan et al., 1968). El hexanal ha sido reportado en el perfil de sabor de
56
RESULTADOS Y DISCUSION
quesos Cheddar, Ras Egipcio, Bitto, Parmesano, Camembert y Gouda (Singh et al., 2003; Ayad et
al., 2004; Panseri et al., Qian et al., 2003; Kubícková y Grosch, 1998, Smith et al., 2005).
Los ésteres son compuestos comúnmente encontrados en queso, resultado de la
esterificación entre cadenas cortas y medias de ácidos grasos al igual que de alcoholes primarios y
secundarios derivados de la fermentación de la lactosa o del catabolismo de amino ácidos. La
mayoría de los ésteres encontrados describen notas dulces, afrutadas y florales. Estos compuestos
contribuyen al buen sabor en queso ya que minimizan la acidez y notas amargas que proporcionan
los ácidos grasos y las aminas, respectivamente (Curioni y Bosset, 2002).
El etil éster del ácido 3-metilbutanóico, (etil-3-metilbutanoato) es un compuesto con olor
fuerte frutal, a vino, a manzana, con un umbral de 0.0004 mg/kg; que juega un papel importante en
las características sensoriales y el aroma de los quesos Mozzarella y Emmental, ya que se ha visto
que la característica de sabor de estos quesos depende principalmente de los ésteres ramificados,
además, los etil ésteres son conocidos por su papel importante en la formación de carácter
afrutado en queso (Moio et al., 1993; Preininger y Grosch, 1994).
El etil éster del ácido hexanóico, (hexanoato de etilo) es un compuesto con notas a piña o
plátano, pero también se ha correlacionado positivamente con olor a acre y notas a salado, ácido y
picantes como a pimienta. Tiene un umbral de 0.005 mg/kg y juega un importante rol en perfiles de
aroma de quesos como: Parmesano, Bitto, Gorgonzola, Cheddar, Grana, Pecorino, Camembert,
Emmental, Mozzarella y Ragusano (Panseri et al., 2008; Curioni y Bosset, 2002). Garde y
colaboradores en 2002 lo reportaron como un compuesto producido por la incorporación de
Lactococcus lactis subsp. lactis INIA 415 productor de nisina Z en queso Hispánico.
En la Figura 10 se muestran los compuestos con los valores de OAV más altos en el queso
inoculado con L. lactis UQ2Rif Lac+.
Numerosas vías metabólicas se encuentran involucradas en la biosíntesis de alcoholes que
son encontrados en quesos: el metabolismo de la lactosa, la reducción de metilcetonas, el
metabolismo de aminoácidos, así como la degradación de los ácidos linoléico y linolénico
(Mollimard y Spinnler, 1996).
El 3-metil-1-butanol es un alcohol que presenta notas características a whisky y olor
pungente, con un umbral de 4.1 mg/kg. La presencia de alcoholes primarios de cadenas
ramificadas como el 3-metil-1-butanol, indican la reducción de aldehídos producidos a partir de
leucina (Curioni y Bosset, 2002). Se ha reportado el 3-metil butanol como un compuesto que se
encuentra normalmente en el queso y en algunas variedades puede estar presente en cantidades
57
Análisis químico de los compuestos importantes para el sabor de queso tipo panela inoculado
con Lactococcus lactis UQ2Rif Lac+
elevadas; de hecho, este compuesto se ha encontrado predominando en cultivos lácteos de
algunas cepas de L. lactis (Centeno et al., 2002). Es responsable del aroma en quesos suaves,
dando notas florales alcohólicas (Mollimard y Spinnler, 1996). La presencia de alcoholes metilados
ha sido asociada con sabores producidos por ciertas cepas de Lactococcus, han sido identificados
como compuestos clave del sabor de quesos artesanales y se ha sugerido que en balance con
otros compuestos volátiles contribuyen positivamente al sabor del queso (Morales et al., 2003). El
3-metil-1-butanol ha sido reportado en el perfil de sabor de quesos Cheddar, Ras Egipcio, Bitto,
Parmesano, Mozzarella y Gorgonzola (Singh et al., 2003; Ayad et al., 2004; Panseri et al., 2008;
Qian et al., 2003). Garde y colaboradores en 2002 reportaron mayor producción de 3-metil-1butanol en quesos elaborados con cepas productoras de bacteriocinas que en sus respectivos
quesos elaborados sin ellas.
1142
1200
CONTROL
1000
801
OAV
800
QUESO
CON L. lactis
600
356
326
400
200
0 12
0
0
4749
104
82
3 9
0
Figura 10. Compuestos con los valores de OAV más altos en el queso inoculado con L.
lactis UQ2Rif Lac+ comparados con su contraparte en el queso control
Los aldehídos ramificados son originados probablemente por la degradación de aminoácidos
mediante vía enzimática (Moio et al., 1993), así como a reacciones no enzimáticas (degradación de
Strecker) (Griffith y Hammond, 1989).
El 3-metilbutanal es un compuesto con olor pungente, a manzana, a almendra, frutal, con un
umbral de 0.013 mg/kg. Proviene de la leucina por transaminación o degradación de Strecker. Se
encontraron niveles altos de este compuesto en queso tipo Gouda elaborado con L. lactis subsp.
lactis S19 y con lactococos nativos de productos lácteos y no lácteos como cultivos iniciadores,
58
RESULTADOS Y DISCUSION
donde se le atribuyeron notas a malta, a cocoa y picantes (Weerkamp et al., 1996; Ayad et al.,
2000). También se ha encontrado en queso Proosdij, en el cual es responsable del sabor a
chocolate y picante (Engels et al., 1997); y en el queso Emmental, donde sus niveles incrementan
durante la maduración (Thierry et al., 1999). Garde y colaboradores en 2002 encontraron mayores
niveles de 3-metilbutanal en quesos elaborados con la bacteria productora de bacteriocina E.
faecalis INIA 4 y bacterias mesófilas como cultivo iniciador. El 3-metilbutanal también ha sido
reportado como compuesto clave en el perfil de sabor de quesos Cheddar, Ras Egipcio, Bitto,
Parmesano, Camembert, Gouda, Azul, Gorgonzola y Suizo (Singh et al., 2003; Ayad et al., 2004;
Panseri et al., Qian et al., 2003; Kubícková y Grosch, 1998; Smith et al., 2005; Qian et al., 2002).
Uno de los aldehídos aromáticos más importantes es el bencenacetaldehído, formado por la
degradación de la fenilalanina a través de reacciones de transaminación, descarboxilación y
reducción. Tiene un umbral de 0.004 mg/kg y presenta notas verdes, pungentes con sabor amargo,
y a bajas concentraciones se torna dulce y frutal. Es uno de los compuestos con mayor actividad
aromática en queso Gruyere (Rychlik y Bosset, 2001a, b) y Mozzarella elaborado de leche bovina
(Moio et al., 1993). En queso Cheddar se han reportado resabios a notas florales y tendientes a
rosa, las cuales han sido atribuidas a la presencia de este aldehído aromático. La adición de
bencenacetaldehído (50 a 500 ppb) a queso Cheddar suave imparte intensidades distintas de
notas a rosa (Dunn y Lindsay, 1985). A concentraciones más altas, este compuesto da notas
astringentes, amargas y picantes. (Singh et al., 2003). El bencenacetaldehído ha sido reportado en
el perfil de sabor de quesos Cheddar, Bitto, Parmesano, Camembert y queso Azul (Singh et al.,
2003; Panseri et al., 2008; Qian et al., 2003; Kubíckova y Grosh, 1998; Qian et al., 2002).
La fracción volátil de los quesos contiene varios compuestos con azufre, como metanotiol,
metional, dimetil sulfuro, dimetil disulfuro, dimetil trisulfuro, sulfuro de carbono y sulfuro de
hidrógeno (Lindsay y Rippe, 1986; Urbach 1995; Weimer et al., 1999) y son contribuyentes
importantes para el sabor del queso (Milo y Reineccius, 1997). Los compuestos de azufre se
originan esencialmente por la degradación de la metionina (Yvon y Rijen, 2001). Estos compuestos
tienen notas fuertes a cebolla y a quesos muy maduros. Por otra parte, sus umbrales de
percepción son muy bajos y por lo tanto es probable que estén involucrados en el aroma final del
queso (Panseri et al., 2008).
El metanotiol es un compuesto con notas a cebolla o ajo, con un umbral de 0.004 mg/kg. Es
derivado de la metionina y puede ser precursor de otros compuestos de azufre como el dimetil
disulfuro y el dimetil trisulfuro vía reacciones oxidativas. Existen microorganismos capaces de
producir metanotiol a partir de metionina, especialmente P. camemberti, G. candidum y B. linens
(Jollivet et al., 1994). Ha sido reportado como compuesto clave en quesos Camembert, Cheddar y
Gruyere (Panseri et al., 2008). Una comparación de la composición de compuestos volátiles en
59
Análisis químico de los compuestos importantes para el sabor de queso tipo panela inoculado
con Lactococcus lactis UQ2Rif Lac+
quesos Cheddar reducidos y no reducidos en grasa mostró que el nivel de metanotiol en el queso
está altamente correlacionado con el sabor. Esta observación indica que la falta de aroma en
queso Cheddar reducido en grasa se debe principalmente a la falta de metanotiol, además una
combinación de metanotiol y ácido decanóico o ácido butanóico dieron una mejor correlación con
queso Cheddar que sólo metanotiol (Dimos et al., 1996). La adición de metanotiol a la pasta de
queso Cheddar reducido en grasa produce un aroma fuerte a Cheddar (Urbach, 1997).
El dimetil sulfuro es un compuestos con notas intensas, a rábano crudo, cebolla, con notas
verdes a bajas concentraciones, con un umbral de 0.01 mg/kg. El DMS es un producto del
metabolismo de propionobacterias y se forma a partir de la metionina. Ha sido reportado como un
potente compuesto de sabor en queso Cheddar y Camembert (Panseri et al., 2008).
Debido a sus aromas típicos, las cetonas, en especial las metilcetonas, son conocidas
principalmente por su contribución al aroma de queso y son más abundantes en quesos fabricados
de manera artesanal (Karahadian et al., 1985). Por otra parte, la 2-heptanona junto con la 2nonanona y el diacetilo son considerados los componentes principales en el aroma a mantequilla
(Belitz y Grosch, 1999).
La 2-pentanona es un compuesto con notas frutales, dulces con olor etéreo y tiene un
umbral de 2.3 mg/kg. Contarini et al (1997) y Contarini y Povolo (2002) reportaron que las
concentraciones de distintas metilcetonas, entre ellas la 2-pentanona, incrementan en proporción
de acuerdo a la severidad del tratamiento térmico y están asociadas con el desarrollo de sabor a
leche cocida en la leche UHT. Este compuesto ha sido reportado en el perfil de sabor de queso
Cheddar y Grana (Panseri et al., 2008).
La 2,3-butanodiona (diacetilo) es el compuesto característico con aroma fuerte a
mantequilla, placentero, con un umbral de 0.015 mg/kg. El diacetilo es producido como
consecuencia del metabolismo de lactococos, principalmente por la vía de lactosa y de citrato, pero
también puede ser producido a partir de ácido aspártico (Yvon y Rijnen, 2001). La reducción del
diacetilo resulta en la formación de acetoína y la reducción de ésta forma 2,3-butanediol, luego 2butanona y finalmente 2-butanol (Izco y Torre, 2000).
La 2,3-butanodiona juega un papel muy importante en la fracción volátil de un gran número
de productos lácteos fermentados, debido a sus notas a mantequilla dulce y aroma a vainilla
(Bontinis et al., 2012). No parece estar involucrada en el sabor de quesos madurados, aunque está
presente en quesos frescos y disminuye su concentración mientras el queso madura (Singh et al.,
2003). El diacetilo ha sido reportado como compuesto clave en el perfil de sabor de quesos
Cheddar, Ras Egipcio, Bitto, Parmesano, Camembert, Gouda, Azul, de Cabra Griego y queso
60
RESULTADOS Y DISCUSION
Xinotyri (Singh et al., 2003; Ayad et al., 2004; Panseri et al., 2008; Qian et al., 2003; Kubícková y
Grosch, 1998; Smith et al., 2005; Qian et al., 2002; Bontinis et al., 2012). Garde et al. (2002)
encontraron mayores niveles de diacetilo en quesos elaborados con bacterias productoras de
bacteriocina como cultivo iniciador.
El objetivo final de la investigación del sabor de un alimento es identificar y clasificar
compuestos químicos aromáticos únicos que contribuyen al olor y sabor característicos de ese
alimento. Este conocimiento permite a la industria de los aromas duplicar mejor los sabores a
través de rutas biosintéticas y pueden facilitar un mejor control en la calidad de las materias primas
por la búsqueda específica de compuestos clave. Sin embargo es importante recordar que no sólo
la concentración individual de los compuestos es importante, sino también el equilibrio entre éstos,
ya que esto es lo que causa la percepción global en el consumidor.
Por otro lado, cuando se conocen los compuestos clave con mayor impacto en el sabor
global del alimento, se brindan herramientas únicas a los saboristas los cuales son capaces de
usar estos materiales como compuestos básicos en la formulación de versiones mejoradas de
sabores existentes. Mientras se sigan desarrollando técnicas analíticas con mayor sensibilidad, la
investigación en sabores continuará con esfuerzos para descubrir nuevos sabores con carácter de
impacto, los cuales permitan desarrollar sistemas de sabor de nueva generación.
61
Análisis químico de los compuestos importantes para el sabor de queso tipo panela inoculado con Lactococcus lactis UQ2Rif Lac+
7.5 Determinación de los valores de actividad de aroma (OAV) para los ácidos
grasos libres identificados
Se identificaron 12 ácidos grasos libres tanto en el queso control como en el queso inoculado con L. lactis UQ2Rif Lac+. Los ácidos grasos
son importantes e incluso predominantes componentes de sabor de muchos tipos de quesos.
Tabla 7. Ácidos grasos libres identificados en los quesos control e inoculado con Lactococcus lactis UQ2Rif Lac+
KOVATS
IR
DB-FFA
CONCENTRACIÓN (mg/kg)
ÁCIDO
GRASO
No. CAS
CONTROL
QUESO CON
L. lactis
CONTROL
QUESO
CON L.
lactis
Atributo
ID
1460
Acético
000064-19-7
139.39 ± 1.44
100.33 ± 1.12
15.00
9.933
7.020
Vinagre, agrio
ST, RI
1588
Butanóico
000107-92-6
1.34 ± 0.05
1.11 ± 0.01
0.24
5.583
4.625
Rancio, queso
ST, RI
1797
Hexanóico
000142-62-1
0.96 ± 0.04
0.76 ± 0.06
0.093
10.323
8.172
Queso, cabra,
establo
ST, RI
2008
2184
2538
Octanóico
Decanóico
Dodecanóico
000124-07-2
000334-48-5
000143-07-7
0.65 ± 0.13
1.11 ± 0.24
1.01 ± 0.11
0.66 ± 0.10
5.14 ± 0.52
1.09 ± 0.15
0.910
2.20
5.00
0.714
0.505
0.202
0.725
2.336
0.218
Queso, dulce
Jabón, cera
Jabón, metálico
ST, RI
ST, RI
ST, RI
Tetradecanóico
000544-63-8
3.66 ± 1.02
4.27 ± 0.17
10.00
0.366
0.427
Hexadecanóico
Palmitoléico
Octadecanóico
Oléico
Linoléico
000057-10-3
000373-49-9
000057-11-4
000112-80-1
000060-33-3
7.01 ± 1.24
0.68 ± 0.12
6.6 ± 1.07
215.59 ± 0.93
2.03 ± 0.15
7.03 ± 0.61
0.66 ± 0.05
5.60 ± 1.11
190.24 ± 1.48
2.38 ± 0.28
10.00
10.00
20.00
20.00
20.00
0.701
0.068
0.330
10.780
0.102
0.703
0.066
0.280
8.760
0.119
2940
3184
NR: NO REPORTADO
ST: IDENTIFICADO CON ESTÁNDAR PURO
RI: IDENTIFICADO POR ÍNDICE DE RETENCIÓN DE KOVATS
62
OAV
UMBRAL
(mg/kg)
Ligero a cera,
aceite
Aceitoso
NR
NR
NR
NR
ST, RI
ST, RI
ST, RI
ST, RI
ST, RI
ST, RI
RESULTADOS Y DISCUSION
Los ácidos grasos no sólo son compuestos de aroma por sí mismos, sino que también sirven
como precursores de metilcetonas, alcoholes, lactonas y ésteres. Es importarte tomar en cuenta
que el valor de pH del queso afecta la concentración de los ácidos grasos volátiles. Sólo la forma
libre, protonada de los ácidos grasos es activa aromáticamente y contribuye al sabor del queso
(Brennand et al., 1989).
En el queso control los ácidos grasos con mayor valor de actividad de aroma (OAV > 1)
fueron: acético, butanóico, hexanóico y oléico. En el queso inoculado con L. lactis UQ2Rif Lac+ los
ácidos grasos con mayor valor de actividad de aroma (OAV > 1) fueron: acético, butanóico,
hexanóico, decanóico y oléico.
Los ácidos grasos que contienen cuatro o más átomos de carbono pueden ser originados de
la lipólisis de la grasa de leche o del rompimiento de aminoácidos. La lípolisis se debe a la acción
de lipasas presentes en la leche y en el caso de queso elaborado con leche sin pasteurizar se
debe a la acción de lipasas microbianas. Las bacterias ácido lácticas presentes como cultivos
iniciadores sólo generan débil actividad lipolítica. En general, los ácidos grasos de cadena larga
(>12 carbonos) juegan un papel menos importante en el sabor debido a sus altos umbrales de
percepción (Preininger et al., 1996), contrario a las cadenas de 4 a 10 átomos de carbono que
poseen un umbral bajo y cada uno cuenta con notas características. En ambos quesos se encontró
que los ácidos grasos con mayor OAV fueron los de cadena corta.
El ácido acético cuenta con un típico olor a vinagre y tiene un umbral de 15 mg/kg. Aunque
el ácido acético no se considera un producto de la lipólisis sino principalmente un producto de otras
vías bioquímicas, como la fermentación de lactato o el metabolismo de los aminoácidos por
bacterias, contribuye en gran medida al sabor final del queso Feta (Kondylia et al., 2002). Además
se ha encontrado como el compuesto de aroma mayoritario en quesos Cheddar, Gruyere, Roncal y
Emmental (Curioni y Bosset, 2002). También ha sido reportado en el perfil de sabor de quesos
Brie, Camembert, Azul, Colby y Brick (Mullin y Emmons, 1997).
El ácido butanóico presenta notas de sabor a queso y tiene un umbral de 0.24 mg/kg. Este
compuesto juega un papel importante en el olor de muchos tipos de quesos como Camembert,
Cheddar, Grana Padano, Gruyere, Pecorino, Ragusano y Roncal (Curioni y Bosset, 2002;
Randazzo et al., 2008). Las diferentes concentraciones de ácido butanóico encontradas en queso
se deben en parte a la actividad hidrolítica de las lipasas (Marilley et al., 2004).
El ácido hexanóico presenta notas penetrantes, a cabra, a establo, y tiene un umbral de
0.093 mg/kg. El ácido decanóico presenta notas cerosas y tiene un umbral de 2.2 mg/kg. El ácido
hexanóico es también un compuesto característico en el sabor de queso Grana Padano y queso
63
Análisis químico de los compuestos importantes para el sabor de queso tipo panela inoculado
con Lactococcus lactis UQ2Rif Lac+
Roncal, mientras que el ácido octanóico y decanóico figuran entre los principales compuestos de
sabor de este último tipo de queso (Curioni y Bosset, 2002).
En estudios recientes sobre recombinación y omisión de compuestos, se encontró que los
mayores cambios en las calificaciones de un panel entrenado para el descriptor a “sudado”
presente en el queso se debieron a la eliminación del ácido hexanóico y decanóico. Para el
descriptor a “mantequilla” se observó un mayor cambio en la calificación cuando se omitió el ácido
propiónico. El mayor cambio en el descriptor a “tierra” se dio por la omisión del ácido acético,
mientras que para el descriptor “crema” se dio con la eliminación del ácido propiónico. Para el
descriptor a “nuez” el mayor cambio producido se debió a la omisión del ácido pentanóico. Una
disminución en la concentración de estos ácidos grasos permitió que los descriptores “crema” y
“mantequilla” se volvieran más intensos (Curioni y Bosset, 2002).
Una baja concentración en ácidos grasos caracteriza a los quesos jóvenes (aquellos que no
tienen mucho tiempo de maduración), mientras que una alta concentración de éstos se percibe
como “off flavors”; de tal forma que un adecuado balance en el nivel de concentración de los ácidos
grasos presentes contribuye a un buen sabor en el queso (Curioni y Bosset, 2002).
Se observa que los niveles de los ácidos grasos libres son bajos en el queso inoculado con
L. lactis UQ2Rif Lac+ y en el queso control. Para el queso control esto indica prácticamente una
nula actividad lipolítica ya que la lipasa natural de la leche fue destruida por el proceso de
pasteurización y no se añadió lipasa durante la fabricación del queso. En el caso del queso
inoculado con el cultivo protector, esto puede deberse a dos factores: a una baja actividad lipolítica
por parte del microorganismo, o bien, a que los ácidos grasos libres generados por el cultivo fueron
utilizados como precursores para la formación de compuestos volátiles de sabor.
64
CAPÍTULO 8
Conclusión y perspectivas
El perfil de compuestos de sabor para el queso control es muy distinto al perfil de queso tipo
panela inoculado con la cepa L. lactis UQ2Rif Lac+. Mientras que el queso control presenta notas
florales, frescas y verdes, el queso inoculado presenta notas fuertes a queso madurado, pero a su
vez mantiene notas a queso fresco gracias a la formación de grandes cantidades de 2,3butanodiona, debido a la adición del cultivo protector.
La adición del cultivo protector L. lactis UQ2Rif Lac+ durante de elaboración de queso
panela ofrece un efecto bifuncional ya que sintetiza la nisina brindando un efecto bioprotector y
favoreciendo la estabilidad microbiológica del queso, además de favorecer la síntesis de
compuesto volátiles específicos que son percibidos como agradables por el consumidor. Con esto
se puede suponer que se logra un producto de calidad uniforme, inocuo y con buen sabor pues la
flora presente en el producto y las características sensoriales se podrían estandarizan.
Esta aplicación tiene un gran futuro en dos grandes vertientes, la primera debida a que la
adición de L. lactis UQ2Rif Lac+ permite generar un sabor dirigido hacia notas de sabor
encontradas en los quesos no pasteurizados las cuales son sensorialmente aceptadas. Además,
cuenta con un valor añadido ya que es productor de nisina y consecuentemente, se puede ofrecer
al mercado un producto pasteurizado sin los riesgos microbianos asociados a quesos elaborados
con leche no pasteurizada y con sabor superior de manera consistente, lo cual es muy buscado por
la industria láctea. A su vez, la industria demanda la producción de sabores de manera
biotecnológica, siendo éste el segundo campo de aplicación ya que puede ofrecerse este queso
como ingrediente de sabor a la industria de quesos enzimáticamente modificados.
65
CAPÍTULO 9
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