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Artículo

Estudio del efecto de una película antimicrobiana en la vida útil del queso Costeño

Study of the effect of an antimicrobial film on the shelf life of Costeño cheese

Margarita Rosa Arteaga Márquez¹, Reynaldo Espitia Petro¹*, Erika Patricia Ramírez Coronado¹,

Cristian Camilo Hernández Bedoya², Linda Chams Chams², Dargin Lucía Espitia Petro³, Walter J. Martínez B.⁴

Universidad de Córdoba, Facultad de Ingeniería¹ - Facultad de Ciencias de la Salud² - Facultad de Ciencias Básicas³. Montería, Córdoba, Colombia.

⁴Universidad del Norte, Facultad de Ingenierías. Barranquilla, Atlántico, Colombia.

*Autor para correspondencia: respitiap@correo.unicordoba.edu.co

Aceptado 28-Agosto-2015

Resumen

Se estudió el efecto de una película antimicrobiana en la vida útil del queso Costeño elaborado a diferentes concentraciones de cloruro de sodio (2,5 % p/p sin cubrimiento de película; 2,5 y 3,0 % p/p cubierto con película antimicrobiana), almacenado (0, 5, 10, 15, 20, 25 y 30 días) a temperaturas de 12 ± 1 ºC y 28 ± 2 ºC. El principio activo fue nisina (16 mg/100 mL de solución). Se realizaron análisis químicos (pH, acidez titulable, materia grasa y humedad), microbiológicos (recuentos de coliformes, Escherichia coli, Staphylococcus aureus coagulasa positiva, detección de Salmonella y recuento de mohos y levaduras) y sensoriales (pruebas de ordenación por atributos y de escala hedónica). Los resultados mostraron que para los quesos almacenados a 12 ± 1 ºC, no hubo diferencias estadísticas significativas en el comportamiento del pH, y para la acidez se encontraron diferencias estadísticas significativas los días 15, 20, 25 y 30. Respecto al contenido de cloruro de sodio se obtuvo mayor pérdida de humedad y aumento en el contenido de materia grasa con diferencias estadísticas significativas los días 30 y 5 para los quesos almacenados a 12 ± 1 ºC y 28 ± 2 ºC, respectivamente. La temperatura a 12 ± 1 ºC fue el factor más influyente en la conservación del queso. Los tratamientos con cubrimiento de película fueron aceptados sensorialmente durante los 30 días de estudio y hubo diferencia respecto al sabor los días 20 al 30. El tratamiento control presentó crecimiento visible de mohos y levaduras el día 15. La película antimicrobiana ejerció un efecto inhibitorio sobre Staphyloccocus aureus coagulasa positiva en los quesos.

Palabras claves: nisina, película antimicrobiana, queso Costeño, temperatura, vida útil.

Abstract

The effect of an antimicrobial film was studied in shelf life of Costeño cheese prepared at different concentrations of sodium chloride (2.5 % w/w without a covering film, 2.5 and 3.0 % w/w covered with antimicrobial film), stored (0, 5, 10, 15, 20, 25 and 30 days) at 12 ± 1 ºC y 28 ± 2 ºC. The active ingredient was nisin (16 mg/100 mL of solution). Chemical analyzes (pH, titratable acidity, fat and moisture), microbiological (coliforms counts, Escherichia coli, coagulase positive Staphylococcus aureus, Salmonella and enumeration of molds and yeasts) and sensory tests (sorting by attributes and hedonic scale) were performed. The results showed that for the cheese stored at 12 ± 1 ºC, there were no statistically significant differences in the behavior of pH, and for acidity, statistically significant differences were found at days 15, 20, 25 and 30. With respect to the content of sodium chloride, there was a greater loss of moisture and increase of the fat content, presenting statistically significant differences at days 30 and 5 in stored cheese at 12 ± 1 ºC and 28 ± 2 ºC, respectively. The temperature at 12 ± 1 ºC was the most influential factor in cheese conservation. Treatments with antimicrobial film were sensorially accepted until 30 days, and there was a difference in taste (days 20 to 30). The control treatment presented visible growth of molds and yeasts at day 15. The antimicrobial film exerted an inhibitory effect on coagulase positive Staphylococcus aureus in cheeses.

Keywords: antimicrobial film, Coastal cheese, nisin, shelf life, temperature.

INTRODUCCIÓN

El queso Costeño es un producto autóctono de la Costa Atlántica Colombiana, el cual se produce de forma artesanal utilizando leche cruda como materia prima y elaborado bajo las mínimas condiciones higiénicas sanitarias, por lo que se considera un medio propicio para la proliferación de microorganismos. Entre las bacterias patógenas, Listeria monocytogenes por su mayor prevalencia, agente causal de Listeriosis, una de las enfermedades más importantes adquirida en el 99 % de los casos por el consumo de alimentos contaminados (Carrascal-Camacho et al., 2013).

El queso, debido a su composición fisicoquímica, pH y actividad de agua, es un alimento de alto riesgo a nivel mundial, sobre todo porque generalmente se consume en fresco. En un trabajo realizado por Gallegos et al. (2007), en los municipios Montería y Cereté (Departamento de Córdoba, Colombia), señalaron que el queso Costeño allí producido, a menudo están contaminados con Listeria spp., Listeria ivanovii involucrada en algunos casos de infecciones oportunistas en seres humanos y Listeria innocua, microorganismo empleado en el sector industrial de alimentos como indicador de la calidad de sanitización.

En el Sistema Nacional de Vigilancia en Salud Pública (SIVIGILA) durante el período 2008-agosto de 2010, se informaron 2 brotes asociados al consumo de leche, donde los microorganismos involucrados fueron Escherichia coli y Staphylococcus coagulasa positiva; y en el Informe de Vigilancia de las Enfermedades Transmitidas por Alimentos (ETAs) de 2010 del Instituto Nacional de Salud se informaron 147 (16,5 %) brotes asociados al consumo de queso de 899 brotes notificados donde los microorganismos implicados fueron Staphylococcus aureus, E. coli, Salmonella spp., Proteus spp., Bacillus cereus, L. monocytogenes y Shigella spp. (INS, 2011). Lo anterior puede atribuirse a las deficientes prácticas de manufacturas en las que se elabora el producto y también al uso de leche cruda, en vez de pasteurizada.

El Ministerio de Salud de la República de Colombia en su Resolución número 02310 de 1986, en el Capítulo VII, Articulo 49, Parágrafo 1, declara lo siguiente: “No se permite la elaboración de queso fresco para consumo humano a partir de leche cruda, salvo en los casos en que por las condiciones especiales de ubicación, dificultades de transporte, sistema de producción y un volumen de producción menor de 500 litros/día, la autorice el Ministerio de Salud o su autoridad delegada” (MinSalud, 1986). Dando espacio lo anterior para la producción de queso utilizando leche cruda, por parte de los pequeños productores del Departamento de Córdoba; sin embargo, los mismos no cuentan con una autoridad delegada por el Ministerio de Salud que controle tal situación, y se hace necesario brindarles una alternativa para que continúen con su actividad.

Se ha optado por la nisina como opción para disminuir la carga microbiana en diferentes variedades de queso. Pinto et al. (2011) describieron que la nisina es producida por ciertas cepas de Lactococcus lactis subsp. lactis y exhibe actividad antimicrobiana contra una amplia gama de esporas y bacterias Gram-positivas, incluyendo Staphylococcus. Se ha sugerido como antimicrobiano natural para ser utilizado como bioconservante en los alimentos, incluyendo productos lácteos, y se considera generalmente como seguro. Además, agregan los autores que, la nisina es la única bacteriocina autorizada para su uso en la industria alimentaria y muchos estudios recientes han demostrado su efectividad.

El objetivo de este trabajo fue evaluar el efecto de una película antimicrobiana en la vida útil del queso Costeño, a través de análisis microbiológicos, fisicoquímicos y sensoriales, durante un periodo de 30 días.

MATERIALES Y MÉTODOS

La investigación se llevó a cabo en la planta piloto del programa de Ingeniería de Alimentos de la Universidad de Córdoba (Sede Berástegui), ubicada en el kilómetro 12, vía Cereté-Ciénega de Oro (Córdoba, Colombia). Los análisis fisicoquímicos y sensoriales se realizaron en el Laboratorio de Lactología y en el de Análisis de Alimentos de la Universidad de Córdoba (Sede Berástegui), y los análisis microbiológicos se llevaron a cabo en el Laboratorio de Investigación en Microbiología de Alimentos, perteneciente al programa de Bacteriología de la misma universidad (Sede central).

Elaboración de películas antimicrobianas

Las películas antimicrobianas se elaboraron según la metodología descrita por Chams-Chams (2013), con algunas modificaciones. Se prepararon 650 mL de soluciones acuosas de CMC (Cimpa® S. A. S., Bogotá, Colombia) a 2,46 % p/v a temperatura de 80 ºC en baño de maría, durante un tiempo de 15 minutos, seguidamente las soluciones se llevaron a 60 ºC y se adicionaron 30 mL de glicerol como agente plastificante y nisina comercial al 98 % (Cimpa® S. A. S., Colombia) como agente antimicrobiano en concentraciones de 16 mg/100 mL. Finalmente, se homogenizaron las emulsiones y se esparcieron en cajas de vidrio de 50 x 25 cm, luego se secaron a 60 ºC por 72 horas, en estufa, marca BINDER, modelo ED 23 (BINDER GmbH, Tuttlingen, Alemania).

Leche cruda y análisis fisicoquímicos

Se recibieron 400 L de leche cruda, proveniente de los hatos de la Universidad de Córdoba (Sede Berástegui), la recolección se hizo durante el ordeño de la mañana a temperatura ambiental (18 ± 2 ºC), en canecas previamente lavadas y esterilizadas. Posteriormente, la leche se llevó a la planta piloto, durante un recorrido de 30 minutos, se almacenó a 8 ± 2 ºC por 3 horas y se tomaron 3 muestras de 10 mL a las que se realizaron las siguientes mediciones: temperatura (ºC), materia grasa (%), sólidos no grasos (%), densidad (g/mL), proteína (%), lactosa (%), agua adicionada (%), temperatura de congelación (ºC) y sólidos totales (%) mediante el analizador de leche LAC-60 (Boeckel + Co (GmbH + Co) KG, Hamburg, Alemania) (Fig. 1). Se midió el pH con un pHmetro marca ION, modelo pHB-500 (IONLAB, Curitiba, Brasil) por inmersión del electrodo en la muestra y previa calibración, a través del método AOAC 981.12 (AOAC, 2005), acidez titulable (% ácido láctico) siguiendo el método AOAC 942.15 (AOAC, 1990) y también se realizó recuento de células somáticas por medio del contador DeLaval (DeLaval International AB, Tumba, Suecia).

Elaboración de los quesos

Para la elaboración de los quesos se siguió el procedimiento descrito por Calderón et al. (2011) con omisión del proceso de pasteurización de la leche. Se emplearon 400 L de leche de bovinos con acidez no mayor de 0,20 % de ácido láctico que luego se hizo pasar por un filtro desechable de papel para leche distribuido por INSMEVET S. en C. (Bogotá, Colombia). Posteriormente se ajustó la temperatura en un intervalo comprendido entre 33 y 35º C en una marmita de 200 L y se adicionó cloruro de calcio (Cimpa® S. A. S., Colombia), a razón de 20 g/100 L de leche. Seguidamente, se agregó el cuajo comercial marca MARSCHALL® (E. I. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, DE, USA) a concentración 30 mL/10 L de leche y se agitó a 100 rpm durante 30 segundos. Se dejó en reposo durante 45 minutos y se hicieron cortes a la cuajada, nuevamente se dejó en reposo 5 minutos y se agitó lentamente hasta completar el desuerado; inmediatamente se adicionó 2 - 3 % de cloruro de sodio. Finalmente se le dio forma empleando moldes de acero inoxidable de 15 cm de arista y se prensó a 10 lbf empleando una prensa hidráulica, marca JAVAR® (JAVAR S. A. S., Bogotá, Colombia) durante un tiempo de 8 horas y se cubrieron con la película antimicrobiana (Fig. 2).

Análisis químicos en los quesos

El pH en los quesos se determinó con un pHmetro marca ION, modelo pHB-500 acorde al procedimiento de la AOAC 981.12 (AOAC, 2005). La acidez titulable se obtuvo siguiendo el método 942.15 de la AOAC (1990). Para la determinación de materia grasa se empleó el estándar IDF 152A:1997 (IDF, 1997). El contenido de humedad se determinó en base al estándar IDF 4A:1982 (IDF, 1982). Para todos los análisis se realizaron 3 repeticiones por cada muestra.

Análisis microbiológicos

Los análisis microbiológicos se realizaron de acuerdo a lo establecido en la Norma Técnica Colombiana NTC 750 para productos lácteos (queso) (ICONTEC, 2009): recuento de coliformes (NMP/g), recuento de E. coli (NMP/g), recuento de Staphylococcus aureus coagulasa positiva (bacterias/g), detección de Salmonella (en 25 g), y recuento de mohos y levaduras (UFC/g). El procedimiento que se siguió para los análisis fue el descrito por la ICMSF (1984).

Análisis sensoriales

Prueba de ordenación por atributos

Se empleó un panel no entrenado, constituido por 30 consumidores habituales de queso Costeño, estudiantes de la Universidad de Córdoba, 15 hombres y 15 mujeres con edades comprendidas entre 18 y 28 años. Los atributos evaluados fueron apariencia, sabor y textura en boca. La prueba se desarrolló siguiendo la metodología descrita por Lurueña-Martínez (2010).

Prueba de escala hedónica

Se diseñó una escala hedónica de 6 puntos (donde el punto 6 significó ‘me gusta extremadamente’ y el punto 1 ‘me disgusta extremadamente’) mediante la cual fueron evaluados los atributos apariencia, sabor y textura en boca, por 30 consumidores habituales de queso Costeño, estudiantes de la Universidad de Córdoba, 15 hombres y 15 mujeres con edades comprendidas entre 18 y 28 años. La metodología usada fue la propuesta por Hernández-Alarcón (2005).

Diseño experimental

Se evaluó el efecto del tiempo, la temperatura de almacenamiento y la concentración de cloruro de sodio sobre la acidez titulable (% ácido láctico), el pH, materia grasa (%) y contenido de humedad (%) en el queso Costeño con película antimicrobiana; se empleó un diseño multifactorial a diferentes niveles, como se especifica a continuación: tiempo (0, 5, 10, 15, 20, 25 y 30 días), temperatura (12 ± 1 ºC y 28 ± 2 ºC) y porcentaje de cloruro de sodio (2,5 % p/p sin cubrimiento de película (TC); 2,5 y 3,0 % p/p cubierto con película antimicrobiana (T1 y T2, respectivamente)). El número de réplicas fue 3, para cada tratamiento.

Análisis estadísticos

Donde se consideró necesario, se realizó análisis de varianza (ANOVA) con un nivel de confianza de 95 %, y de manera opcional, prueba de comparación de medias de Duncan. Se utilizó el software Statistical Analysis System, versión 9.1 (SAS Institute Inc., Cary, NC, USA).

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Calidad de la leche cruda

El Cuadro 1 muestra los promedios y la desviación estándar de los diferentes parámetros medidos en la leche.

Parámetros como la acidez (% ácido láctico) y la temperatura de congelación se encontraron fuera del intervalo especificado en el Decreto 616 de 2006 referido al Reglamento Técnico sobre los requisitos que debe cumplir la leche en Colombia, el cual establece que estos deben estar entre 0,13 y 0,17 % de ácido láctico, y entre -0,530 y -0,510 ºC, respectivamente (Diario Oficial, 2006). De acuerdo a Calderón-R. et al. (2007) y García de Ruiz et al. (2013), el porcentaje de ácido láctico es un parámetro de gran importancia a tener en cuenta en la calidad de la leche, dado que este es un metabolito producido por el crecimiento de las bacterias ácido lácticas, que transforman la lactosa en ácido láctico, acético, propiónico; ácidos grasos y acetona. Para Flores-Zelaya et al. (2010), los límites pueden oscilar dentro de un margen más amplio, igual que lo establecido en la Norma Técnica Colombiana NTC 399 para productos lácteos (leche) con acidez expresada como ácido láctico entre 0,13 y 0,18 % (ICONTEC, 2002), por lo que puede asociarse este resultado a una acidez aparente y no a una acidez desarrollada por el crecimiento o proliferación microbiana. Calderón et al. (2006) determinaron que la leche cruda producida en regiones de Colombia, como el Magdalena medio, muestran porcentajes de acidez que oscilan en un intervalo más amplio (0,110 - 0,350 % de ácido láctico). Estos autores, basados en criterios de calidad de otros entes, clasificaron como “excelente” a leches con crioscopía entre -0,545 y -0,531.

En el Cuadro 1 también se aprecia que el contenido de grasa, sólidos no grasos y sólidos totales, estuvo dentro lo estipulado en el Reglamento Técnico, en el cual los valores mínimos que se deben cumplir son 3,00; 8,30 y 11,30 %, respectivamente (Diario Oficial, 2006). El contenido de células somáticas se ubicó por debajo del criterio del Reglamento del Parlamento Europeo y Consejo de la Unión Europea de 400 CS/µL (PE/CUE, 2004) y por debajo de 345,133 CS/µL, valor encontrado por Calderón et al. (2012) en leches crudas procedentes de Montería (Córdoba). El conteo de células somáticas en una leche sin mastitis subclínica es bajo, pero en leches procedentes de cuadros con mastitis subclínicas o clínicas, su número se incrementa y su proporción cambia, de acuerdo a la severidad de la inflamación (Fernandes y de Oliveira, 2007).

El parámetro proteína no cumplió, el cual según la NTC 399 debe ser mínimo de 3,3 %. Múltiples factores como: composición de la dieta, clima, etapa de lactancia y genética, entre otros, de forma individual o conjunta, determinan el volumen y la concentración de componentes lácteos como la proteína (Calvache-García y Navas-Panadero, 2012), lo cual puede asumirse como explicación al bajo contenido de proteína de la leche empleada; más no se debe a una adulteración de esta, dado que los parámetros densidad y acidez estaban en los intervalos establecidos en el Reglamento Técnico colombiano y la NTC 399 (1,030 y 1,033 g/mL; 0,13 y 0,18 % ácido láctico). Henno et al. (2008) sostienen que la temperatura de congelación, al igual que el porcentaje de acidez es un parámetro significativo en la determinación de calidad de la leche y es ampliamente utilizado para detectar la adulteración por agua en la misma. Sin embargo, no es del todo constante, está influenciado por factores relacionados con la variación en el medio ambiente, la raza, composición genética alterada que surge de los programas de cría, así como cambios en los métodos de producción. Por lo que variaciones presentadas pueden asociarse a los factores mencionados, y no a una adulteración.

En base a los criterios de calidad tabulados por Calderón et al.(2006), la leche empleada para la elaboración del queso fue “buena” dado que todos los valores se encontraron en el intervalo o por encima de la clasificación; menos el contenido de lactosa que estuvo muy por debajo (5,3 - 4,9 %).

Análisis químicos en los quesos

La determinación de los parámetros químicos de los tratamientos almacenados a temperatura de 28 ± 2 ºC solo se llevó a cabo hasta el día 5, debido al deterioro visible de los quesos. Para los quesos almacenados a 12 ºC los parámetros de pH y acidez (% ácido láctico) se evaluaron cada 5 días por un periodo de 30 días y el contenido de materia grasa (%) y de humedad (%) se determinó para los días 0 y 30.

Parámetros químicos de los quesos almacenados a 28 ± 2 ºC

En el Cuadro 2 se puede ver que inicialmente los valores de pH y acidez, no presentaron variación entre los tratamientos (p > 0,05), y para el contenido de materia grasa y humedad aunque hubo variación, no fue estadísticamente significativa (p > 0,05) estando lo anterior relacionado con el contenido de cloruro de sodio. Así, inicialmente el T2 presentó mayor contenido de materia grasa y menor porcentaje de humedad. Al quinto día, hubo disminución del pH y la humedad e incremento de la acidez y el contenido graso en todos los tratamientos con respecto a los valores iniciales y de manera significativa (p < 0,05).

Parámetros químicos de los quesos almacenados a 12 ± 1 ºC

pH

El comportamiento en el tiempo del pH de los quesos almacenados a 12 ± 1 ºC se muestra en la Fig. 3. No hubo diferencias significativas (p > 0,05) los días 5, 10, 15, 20, 25 y 30. Se aprecia de forma general que el pH descendió con el tiempo, lo cual puede ser explicado por el aumento de la concentración de ácido láctico, como resultado de la fermentación de lactosa por la acción de bacterias ácido lácticas (Lurueña-Martínez, 2010), y para el T2, el descenso fue menos pronunciado, como también ocurrió a temperatura 28 ± 2 ºC, en comparación con el TC (Cuadro 2).

En el día 0 se obtuvo un pH de 5,64 para los 3 tratamientos, y para el día 30 los valores medios de pH fueron TC 4,49; T1 4,59 y T2 4,84 (Fig. 3); estos se encuentran por fuera de lo especificado que establece que el valor para este parámetro debe estar comprendido en un intervalo de 5,0 a 5,2 (Novoa-Castro y Rodríguez-Calderón, 1994). Morales-Moreno et al.(2012) y López-Tenorio et al. (2012) obtuvieron, respectivamente, pH de 5,38 y 5,4 para queso Costeño. No obstante, Ballesta-Rodríguez (2014) mostró valores que oscilaron en un intervalo de 6,50 a 6,78. La nisina es, en general, más eficaz en pH ácidos y tiene una actividad máxima a pH 5,5 (Sanjurjo et al., 2006). Por otra parte, cambios de pH ocurridos en queso tratado y no tratado con nisina, han sido atribuidos al curso natural de la maduración (Pinto et al., 2011).

Acidez (% ácido láctico)

El comportamiento de la acidez (% ácido láctico) en el tiempo se presenta en la Fig. 4. Solo para los días 5 y 10 no existió diferencia estadísticamente significativa (p > 0,05), lo contrario ocurrió los días 15, 20, 25 y 30, donde se detectaron diferencias estadísticamente significativas (p < 0,05) y mediante la prueba de comparación de medias de Duncan se determinó que los días 15, 20 y 25, el TC y el T2 conformaron un grupo homogéneo diferente del T1; y para el día 30 los 3 tratamientos fueron diferentes entre sí. El aumento de la acidez fue directamente proporcional al tiempo, mayor para el TC y menor para el T1.

La acidez titulable (% ácido láctico) para el día 0 fue de 0,59 % para todos los tratamientos, y para el día 30, TC 0,69; T1 0,65 y T2 0,66 %; estos valores exceden el requisito de ficha técnica del queso fresco tipo Costeño documentado por Burbano-Caicedo (2012). Valores de acidez en queso Costeño diferentes a los obtenidos han sido determinados por Ballesta-Rodríguez (2014) y Chávez-Acosta y Romero-Naranjo (2006) con intervalos de 0,08-0,23 y 0,37-1,15 %, respectivamente.

Contenido de materia grasa (%)

El contenido de materia grasa en los quesos almacenados a 12 ± 1 ºC se presenta en el Cuadro 3. Inicialmente las determinaciones no mostraron diferencias estadísticamente significativas (p > 0,05) entre los tratamientos, en cambio, para el día 30 si existieron diferencias significativas (p < 0,05) y al aplicar el test de comparación de medias de Duncan se obtuvo que los 3 tratamientos fueron diferentes.

Para la materia grasa (%) en el día 0 para el TC y el T1 (24,50 % para ambos) los resultados se encontraron dentro del intervalo establecido para este parámetro a diferencia del T2 (25,10 %) que superó el límite superior. El día 30, para TC, T1 y T2 (30,33; 34,99 y 40,27 %, respectivamente) los valores se ubicaron fuera del intervalo de 23 a 25 % (Novoa-Castro y Rodríguez-Calderón, 1994). El incremento en el contenido de grasa en las muestras a los 30 días se atribuye a la deshidratación de las mismas. Comparando los TC, T1, T2 se observa (Cuadro 3) que el contenido de materia grasa aumentó en mayor proporción en los 2 últimos tratamientos, los cuales fueron los que más se deshidrataron (Cuadro 4). Estos resultados coincidieron con los de autores como Chávez-Acosta y Romero-Naranjo (2006) quienes obtuvieron contenidos de materia grasa (%) para queso tipo Costeño fresco en intervalo de 19-26 %. No obstante, Morales-Moreno et al. (2012) y López-Tenorio et al. (2012) obtuvieron valores medios de 25,5 y 31,0 %, respectivamente, en este mismo tipo de queso.

Guinee y McSweeney (2006) han documentado estudios de contenido de materia grasa (%) en diferentes tipos de queso en los que se ha logrado establecer que la grasa constituye el componente mayoritario, con valores comprendidos entre 42 y 56 % para la mayoría de variedades y las diferencias en dicho contenido entre una variedad y otra, dependen de varios factores, como la composición de la leche (en particular de la relación proteína/grasa) y del proceso de elaboración del queso.

Contenido de humedad (%)

El contenido de humedad en los quesos almacenados a 12 ± 1 ºC se presenta en el Cuadro 4. No hubo diferencia estadística significativa (p > 0,05) para el tiempo 0, por el contrario, para el día 30, se encontró diferencia estadística significativa (p < 0,05); el test de comparación de medias de Duncan indicó que todas las medias fueron diferentes.

En el día 0, el contenido de humedad para el T2 fue 41,89 %, y para el TC y T1 42,93 %. Para el día 30 se observó una acentuada disminución en los valores de todos los tratamientos. Ballesta-Rodríguez (2014) obtuvo valores promedios de contenido de humedad de 50,62 a 55,25 % en queso costeño salado en 1 % del peso de la cuajada obtenida. Lo anterior coincide con los resultados de Pinto et al. (2011), quienes encontraron disminución del contenido de humedad en queso desde 44,63 a 29,29 % transcurridos 30 días.

Análisis microbiológicos en los quesos

Los resultados de los análisis de coliformes totales y Salmonella spp. fueron >2400 y ausencia, respectivamente, en los quesos almacenados a temperatura 12 ± 1 ºC y a temperatura 28 ± 2 ºC; en el primer caso para todo el periodo de tiempo evaluado y en el segundo solo se realizaron análisis hasta el día 5, debido al deterioro de las muestras de quesos.

Coliformes fecales en los quesos almacenados a 12 ± 1 ºC

De forma general, el recuento de coliformes fecales presentó una disminución a lo largo del tiempo, y hubo un incremento inesperado el día 10 en el T1 y T2 (Fig. 5). El espectro antimicrobiano de la nisina es considerado estrecho al no inhibir flora Gram negativa (Márquez y García-Rojas, 2007).

Staphyloccocus aureus coagulasa positiva en los quesos almacenados a 12 ± 1 ºC

Como se puede ver en la Fig. 6 la población de Staphyloccocus aureus coagulasa positiva presentó una disminución en el tiempo a partir del día 5 en el T1 y T2, que llegó a 0 el día 30. Caso contrario ocurrió en TC, donde las bacterias crecieron exponencialmente. Márquez y García-Rojas (2007) encontraron que la nisina ejerció un efecto inhibitorio sobre la población de S. aureus en queso blanco artesanal tipo “telita” al emplear 2 concentraciones (10,0 y 16,7 mg de nisina/kg). Maldonado y Llanca (2007) hallaron en queso de mano que una concentración de 500 UI/g de nisina reducía y mantenía en 1,2 log UFC/g la población de S. aureus durante 7 días (10 ± 2 ºC), mientras que en la muestra control la población microbiana aumentó y alcanzó 6,64 log UFC/g.

Pinto et al. (2011) estudiaron el efecto de diferentes concentraciones de nisina (0, 100 y 500 UI/mL) contra S. aureus en queso tradicional de la región Serro en Minas Gerais (Brasil), fabricados con leche cruda. También evaluaron la influencia de la nisina en las propiedades fisicoquímicas, las características mecánicas y el color de los quesos de más de 60 días de maduración. Encontraron que la nisina fue efectiva en la reducción de S. aureus manifestándose una reducción de 1,2 y 2,0 ciclos log, lo cual se observó al séptimo día de la maduración de quesos que contenían 100 y 500 UI/mL de nisina, respectivamente, en comparación con la muestra control. Los principales cambios en las propiedades físicoquímicas, características mecánicas y de color se asociaron con la maduración del queso.

Por otra parte, la liberación gradual del agente antimicrobiano de la película comestible también puede ayudar a impedir la proliferación de microorganismos de mejor manera que la nisina añadida directamente, porque parece contrarrestar, al menos parcialmente, la inactivación de la misma (Sanjurjo et al., 2006). Sin embargo, de acuerdo con Chung et al. (2001), la liberación lenta puede que no sea tan eficaz como la adición directa del antimicrobiano cuando la concentración inicial del microorganismo es bastante alta.

Núñez et al. (2004) describen que la nisina es un biocompuesto que tienden a dañar solo a aquellos microorganismos similares a las bacterias que los producen. Los monómeros de la nisina se unen a la membrana citoplasmática a través de uniones electrostáticas con los fosfolípidos cargados negativamente, luego estos se insertan en la membrana con una reorientación que es dependiente del potencial de la membrana. Los monómeros se agregan dando como resultado la formación de un poro en la membrana, ubicándose hacia dentro de la región de fosfolípidos los restos hidrofilicos y hacia afuera los hidrofóbicos, ocasionando la salida de iones y la pérdida de fuerza protón motriz a la que le sigue la muerte celular. Esto explicaría la reducción de la población microbiana.

Mohos y levaduras en los quesos almacenados a 12 ± 1 ºC

En la Fig. 7 se muestra el comportamiento de los recuentos de mohos y levaduras en el queso. Para el caso de mohos y levaduras se presentó un crecimiento exponencial en los 3 tratamientos, más pronunciado en el T2 y menor en el T1. La nisina muestra poca o ninguna actividad contra mohos y levaduras (Delves-Broughton, 1990; Pintado et al., 2010). Ollé-Resa et al. (2014) utilizaron nisina en películas comestibles de almidón de yuca (tapioca) para queso y no observaron un efecto en el crecimiento de Saccharomyces cerevisiae, no obstante, la combinación nisina-natamicina si controló el crecimiento de la levadura.

Análisis microbiológico en los quesos almacenados a 28 ± 2 ºC

En el Cuadro 5 se presenta el análisis microbiológico general para las muestras que fueron almacenadas a temperatura 28 ± 2 ºC por 5 días.

El NMP/g de coliformes fecales se mantuvo constante para el T1 y T2, a diferencia del TC, en donde se apreció una disminución.

Para el recuento de Staphyloccocus aureus coagulasa positiva fue notable un declive para el T1 y T2; mayor para este último. El aumento en la concentración de cloruro de sodio incrementa ligeramente la bioactividad de la nisina (Parente et al., 1998; Chollet et al., 2008).

Un comportamiento diferente mostró el TC el cual registró un aumento significativo con respecto al día 0. Mohammadi y Jodeiri (2014) en la evaluación del efecto de la nisina y la temperatura sobre S. aureus en quesos, encontraron, que a concentración de nisina de 1 µg/g, se produjo un efecto inhibitorio en el crecimiento y la producción de enterotoxina de la bacteria, y además, el efecto fue más pronunciado a 8 ºC que a 25 ºC.

Comparando la población de mohos y levaduras para las muestras almacenadas a temperatura 12 ± 1 ºC el día 5 (Fig. 5) y 28 ± 2 ºC (Cuadro 5), se puede inferir que las poblaciones para esta última condición fueron mayores. La razón de altos recuentos de mohos y levaduras se debe a largo periodo de almacenamiento y/o al almacenamiento a alta temperatura del producto (Senbetu, 2014).

En líneas generales, como ha sido documentado en la literatura, la nisina, como otras bacteriocinas, posee actividad antimicrobiana contra un limitado espectro de microorganismos; inhibe la mayoría de las bacterias Gram positivas y sus esporas, pero muestra poca o ninguna actividad, no inhibiendo a la mayoría de las bacterias Gram negativas, mohos y levaduras (Delves-Broughton, 1990; Jozala et al., 2011).

Cabe destacar, que la pérdida de bioactividad de la nisina ha sido planteada por Chollet et al. (2008) y Glass y Johnson (2004), quienes sugieren que la grasa puede reducir la actividad antimicrobiana de la nisina, dado que esta se absorbe en compuestos no polares. Por otra parte, Bhatti et al. (2004) encontraron que bajos contenidos de grasa se correlacionaron con alta actividad antimicrobiana de la misma.

Evaluación sensorial

En el Cuadro 6 se presenta la significancia de los resultados del análisis de varianza de los datos obtenidos en las evaluaciones sensoriales de los quesos almacenados a 12 ± 1 ºC. La prueba de ordenación por atributos se llevó a cabo los días 5, 10 y 15, y la prueba de escala hedónica se realizó los días 0, 20, 25 y 30.

Para el día 0 se comparó el T1 con el T2; no hubo diferencias estadísticas significativas en la apariencia (p-valor = 0,2430), el sabor (p-valor = 0,2576) y la textura (p-valor = 0,7718) de los quesos. Para los días 5 al 15 no hubo diferencias estadísticas significativas (p < 0,05) entre los 3 tratamientos para los 3 atributos evaluados.

Para los días 20 al 30, debido al crecimiento visible de mohos y levaduras en el TC, solo se evaluaron el T1 y el T2, los cuales no presentaron deterioro visible. El día 20 hubo diferencias significativas en el sabor (p-valor = 0,0034), mientras que para la apariencia (p-valor = 0,5576) y la textura (p-valor = 0,8960) no hubo. De manera similar, el día 25 hubo diferencias significativas en el sabor (p-valor = 0,0200) mientras que para la apariencia (p-valor = 0,8850) y la textura (p-valor = 0,8960) no hubo, y lo mismo ocurrió el día 30.

Chams-Chams (2013) menciona que en la costa colombiana el queso Costeño se prepara con concentraciones de 2 y 3 % de cloruro de sodio, y sin cloruro de sodio observó en una evaluación sensorial que un alto porcentaje de catadores rechazó al alimento y manifestaron que no les agradó el sabor. Con esta práctica, se detectaron diferencias estadísticas en el sabor los días 20, 25 y 30 en el T1 y T2 (Cuadro 6). No obstante, el sabor de los quesos, está influenciado por los compuestos volátiles producto del metabolismo de proteínas, lípidos, lactosa residual, lactato y citrato, y en menor grado por compuestos que proceden de la leche de partida (Lurueña-Martínez, 2010).

Al pasar los días los quesos fueron más duros y pasaron de un color blanco cremoso a amarillento, con cierta cantidad de grasa, lo cual se debió a la pérdida de humedad desencadenada por el cloruro de sodio empleado, lo que fue percibido en la textura y apariencia de los quesos debido a que no se hallaron diferencias significativas en los diferentes tiempos evaluados para la textura, tampoco las hubo para la apariencia (Cuadro 6). Resultados parecidos han sido obtenidos por Estrella-Flores (2013), quien evaluó quesos sin ningún tipo de cubrimiento y almacenados a temperatura de refrigeración, los cuales presentaron cambios en el color y la textura. Lurueña-Martínez (2010) también observó cambios en el color y en la textura a través del tiempo en una variedad de queso, y mencionó la relación de los cambios en el color sobre todo con el extracto seco, la materia grasa, el contenido en aminoácidos y la estructura, mientras que los cambios en la textura principalmente con los fenómenos de proteólisis y a la pérdida de humedad. Para Ballesta-Rodríguez, (2014) la dureza de un queso está relacionada con la composición química, y la humedad es determinante, donde a menor contenido de agua quesos más duros y menos elásticos. Por otro lado, Chávez-Acosta y Romero-Naranjo (2006) han manifestado que el tipo de leche, la técnica de elaboración y el tiempo de maduración, influyen en el color de un queso.

CONCLUSIONES

Entre los quesos almacenados a 12 ± 1 ºC, no hubo diferencias estadísticas significativas en el comportamiento del pH, y para la acidez se encontraron diferencias los días 15, 20, 25 y 30.

A mayor contenido de cloruro de sodio, se obtuvo mayor pérdida de humedad y aumento en el contenido de materia grasa, en el tiempo. Hubo diferencias estadísticas significativas los días 30 y 5 para los quesos almacenados a 12 ± 1 ºC y 28 ± 2 ºC, respectivamente.

Independientemente del porcentaje de cloruro de sodio, la temperatura a 12 ºC fue el factor más influyente en la conservación del queso.

Los tratamientos con películas y diferente concentración de cloruro de sodio (T1 y T2), durante los 30 días de estudio de los quesos almacenados a 12 ± 1 ºC, fueron aceptados sensorialmente por los panelistas, y hubo diferencia estadística significativa respecto al sabor los días 20 al 30. El tratamiento control (TC) presentó crecimiento visible de mohos y levaduras y no se evaluó los días 20 al 30.

En los quesos almacenados a 12 ± 1 ºC, la película antimicrobiana con concentración de nisina de 16 mg/100 mL de solución, ejerció un efecto inhibitorio sobre la población de Staphyloccocus aureus coagulasa positiva; la población disminuyó en el tiempo a partir del día 5 en el T1 y T2, y llegó a 0 el día 30. A temperatura 28 ± 2 ºC, el efecto fue mayor en el T2 el día 5.

RECOMENDACIONES

Desarrollar estudios similares con énfasis en diferentes temperaturas de refrigeración y con predicción de vida útil.

Agregar un agente antimicótico a la película para inhibir el crecimiento de mohos y levaduras.

Realizar estudios sobre películas antimicrobianas aplicadas a queso Costeño que permitan determinar la migración de la nisina desde la película hasta el interior del producto.

Coordinar estudios con las autoridades competentes que permitan determinar el grado de contaminación del queso Costeño elaborado en el Departamento de Córdoba, con miras a tomar acciones que permitan la implementación de uso de cubrimientos, para garantía de un producto con mayor inocuidad.

AGRADECIMIENTOS

Los autores agradecen a la Universidad de Córdoba (Colombia), especialmente a los programas de Ingeniería de Alimentos y Bacteriología, por brindarnos todas las herramientas necesarias para la realización de esta investigación, y a Margarita Rosa Arteaga Márquez por su valiosa orientación y colaboración.

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