Procedimiento para la descontaminación microbiana de leche o lactosuero mediante desionización a través de una membrana semipermeable sin que se alteren las propiedades físico-químicas,

nutritivas, bioactivas y organolépticas del producto natural. El procedimiento tiene aplicación en sectores de la industria alimentaria que precisen de un método de pasteurización no térmica, en particular, en la industria de procesamiento de productos lácteos.

Procedimiento de descontaminación microbiana de leche o lactosuero mediante desionización.

Esta invención se refiere a un procedimiento para la descontaminación microbiana de leche o lactosuero mediante desionización sin alterar sus propiedades intrínsecas, de forma tal que el número de microorganismos presentes en estos fluidos sea muy reducido o nulo, prolongando el tiempo de conservación de estos productos en su estado natural. La invención tiene por objeto proporcionar un procedimiento adecuado para la disminución de microorganismos contaminantes de la leche o lactosuero aumentando su tiempo de conservación, sin que ello suponga una desnaturalización proteica o alteración físico-química extensa de los componentes lácteos, preservando así sus propiedades físico-químicas, nutritivas, bioactivas y organolépticas naturales.

La invención resulta de aplicación en sectores de la industria alimentaria que precisen un método de pasteurización no térmica, y en particular para industrias que procesen leche y productos lácteos.

Estado de la técnica

La leche cruda no contiene bacterias o están presentes en muy bajo número si es obtenida en condiciones asépticas. Sin embargo, este producto natural se contamina rápidamente con microorganismos del entorno al contactar con partes de la superficie del animal (ej. ubres) o con diversos materiales (ej. aparataje para el ordeño, tanques de recogida, etc.). Consecuencia de esta contaminación microbiana es el rápido deterioro de este producto rico en proteínas, carbohidratos, grasas, etc. que posee por tanto unas propiedades nutricionales óptimas para la multiplicación de los microorganismos ya que son similares a las encontradas en los medios de cultivo microbianos. La refrigeración de la leche a temperaturas de 4ºC y 8ºC prolonga su conservación durante días debido a la ralentización del metabolismo microbiano dificultando así su multiplicación. No obstante, es la disminución o eliminación de estos microorganismos la que asegura una mayor estabilidad de la leche y un tiempo de conservación más prolongado. Con esta finalidad, se han utilizado mayoritariamente dos tipos de procedimientos, unos basados en la desnaturalización proteica por medio del calor (ej. pasteurización, esterilización, tratamiento UHT) y otros que eliminan a los microorganismos por filtración de la leche a través de membranas. La pasteurización es la técnica que utiliza calor para la eliminación parcial de los microorganismos presentes en la leche, y es el procedimiento industrial más antiguo y el más utilizado para obtener la descontaminación microbiana de este producto. También existen otros procedimientos más intensivos basados en el calor y que son utilizados con el mismo fin (ej. esterilización, UHT). Estos procedimientos térmicos de descontaminación microbiana provocan la desnaturalización o la modificación de elementos microbianos que son esenciales (ej. proteínas, enzimas, etc.) para la supervivencia de los microorganismos, de manera que las alteraciones físico-químicas y estructurales que experimentan dichos elementos se traducen en una pérdida de su función biológica y consecuentemente provocan la muerte y/o la inactivación microbiana. Sin embargo, estos procedimientos tienen el inconveniente del efecto desnaturalizante que el calor también ejerce sobre las proteínas lácteas y la modificación de otros componentes (ej. grasas) de la leche. Existe abundante bibliografía que recoge las consecuencias de las alteraciones citadas, tales como: a) cambio en el sabor; b) pérdida de las propiedades biológicas o bioactivas de este producto natural (ej. destrucción de anticuerpos, lisozima, lactoferrina, etc.); c) disminución de las propiedades nutritivas de la leche; y d) potencial contaminación con endotoxinas bacterianas procedentes de los microorganismos muertos durante la esterilización. Así, se ha descrito que la pasteurización de leche humana disminuye la concentración de proteínas antimicrobianas (ej. IgA secretora, lactoferrina, lisozima y lactoperoxidasa) y por ello la actividad antimicrobiana de la leche (Akinbi et al., Journal of Pediatric Gastroenterology and Nutrition (2010) 51: 347-352). La pasteurización es también responsable de la desnaturalización proteica y de la modificación de la grasa, alteraciones que impiden la absorción intestinal de algunos componentes grasos esenciales para el lactante. Se ha constatado que esta mala absorción provoca un retraso del crecimiento en niños alimentados con leche pasteurizada respecto a los que toman leche materna no tratada mediante ese procedimiento térmico (Andersson et al., Acta Paediatrica (2007) 96: 1445-1449). Por otra parte, la concentración de endotoxinas bacterianas liberadas por las bacterias muertas por el calor durante la pasteurización puede ser hasta siete veces superior a la detectada en la leche no pasteurizada (Motter, J., Netherlands and Milk Dairy Journal (1987) 41: 137-145).

La filtración a través de membranas también ha sido utilizada para la descontaminación microbiana de la leche. No obstante esta técnica tiene una aplicación industrial limitada debido a las dificultades que presentan para su uso la presencia de algunos componentes lácteos, tales como la caseína. La caseína suele asociarse a micelas estabilizadas por el fosfato cálcico, impidiendo su paso a través de los poros de la membrana de filtración. Además, la caseína es una proteína muy hidrofóbica y tiende a formar interacciones hidrofóbicas con superficies y con otras proteínas atascando los poros de la membrana de filtración. Aunque este problema se ha intentado solucionar utilizando la filtración tangencial o membranas de filtración con un tamaño de poro mayor o procesando leches descremadas previamente, la eliminación de los microorganismos no ha podido ser garantizada.

Descripción de la invención

La presente invención se refiere a un procedimiento para la descontaminación microbiana de leche o lactosuero, a través de la desionización de la muestra.

A los efectos de la presente invención y su descripción, se entiende por desionización el proceso por el cual las sales disueltas son retiradas de la solución. En este proceso los aniones y cationes son sustituidos por iones hidroxilo o hidrógeno, respectivamente.

Es un objetivo general de la presente invención evitar los inconvenientes indicados anteriormente proporcionando un procedimiento para la descontaminación microbiana de leche y otros productos lácteos que preserve sus propiedades biológicas naturales y su calidad organoléptica.

Para ello, se utiliza un procedimiento de pasteurización no térmico basado en la desionización (ej. diálisis) que provoca la auto-descontaminación de la leche. Este procedimiento se fundamenta, aunque no exclusivamente, en: 1) el reciente descubrimiento del mecanismo de la acción antimicrobiana de las transferrinas (lactoferrina y transferrina) (Andrés M.T. y Fierro J.F., Antimicrobial Agents and Chemotherapy (2010) 54: 4335-4342). Estudios publicados recientemente demuestran que las transferrinas (lactoferrina y transferrina), proteínas presentes en la leche y otras secreciones, son capaces de bloquear la translocación de protones a través de la membrana citoplasmática bacteriana inhibiendo selectivamente al complejo H⁺-ATPasa. El desequilibrio iónico causado por esta acción provoca la muerte de los microorganismos que se encuentran en medios carentes de otros cationes alternativos (Na⁺, K⁺, Ca2⁺, etc.) como se demuestra en Viejo-Díaz M., Andrés M.T., y Fierro J.F., Biochemistry (Moscow) (2003) 68: 217-227; y 2) la concentración de lactoferrina presente en la leche bovina y humana (aprox. 0,1 g/L y 1 g/L, respectivamente) (Sánchez et al, Biological Chemistry Hoppe-Seyler (1988) 369: 1005-1008). Esta concentración de lactoferrina podría permitir la auto-descontaminación natural de la leche en la condición que se describe aquí, es decir, cuando existen bajas concentraciones de iones, condición obtenida durante el proceso de desionización de la leche o de sus derivados.

Efectivamente, la descontaminación microbiana es obtenida porque la desionización de la leche sumada a la actividad inhibidora de lactoferrina, componente natural de la leche, sobre la H⁺-ATPasa bacteriana provoca la inhibición o la muerte de los microorganismos.

El procedimiento objeto de la invención comprende las siguientes etapas:

1. Procedimiento para la descontaminación microbiana de leche o lactosuero que comprende las siguientes etapas:

2. Procedimiento, según la reivindicación 1, caracterizado por que la leche o el lactosuero es de vaca, oveja, cabra, búfalo o humana.

3. Procedimiento, según la reivindicación 1, caracterizado por que la membrana semipermeable posee un tamaño de poro de exclusión entre 0,01 y 10 kDa.

4. Procedimiento, según la reivindicación 1, caracterizado por que la desionización se realiza mediante un proceso de diálisis.

5. Procedimiento según la reivindicación 1 caracterizado por que la membrana semipermeable es tubular, contiene en su interior la leche o el lactosuero y está sumergida en un fluido con una concentración iónica inferior a la presente en la leche o el lactosuero.

6. Procedimiento, según la reivindicación 1, caracterizado por que la desionización se realiza mediante un proceso de electrodiálisis.

7. Procedimiento, según la reivindicación 5, caracterizado por que la desionización se realiza mediante un proceso de electrodiálisis.

8. Procedimiento según las reivindicaciones 4, 5, 6 ó 7 caracterizado por que el fluido utilizado para obtener la desionización es agua, agua destilada o una solución acuosa.

9. Procedimiento, según la reivindicación 1, caracterizado por que los componentes inorgánicos y orgánicos de la etapa c) son sodio, potasio, cloro, calcio, magnesio, fosfato, sulfato, lactosa y/o vitaminas.