El suero representa entre el 80 y el 90% del volumen total de la leche que va a ser procesada y contiene aproximadamente el 50% de los nutrientes de la leche original: proteínas solubles, lactosa, vitaminas y sales minerales. A través de su tratamiento con distintas tecnologías pueden obtenerse diferentes subproductos. Los principales factores que motivaron su utilización fueron el impacto ambiental, el aprovechamiento de los nutrientes que presenta y el aumento de la demanda de sus subproductos por parte de mercados locales e internacionales. Este documento brinda información sobre el proceso de producción de lactosa en polvo (grado alimentario y farmacológico) y sobre el proceso de producción de proteínas concentradas de suero (Whey Protein Concentrates - WPC) y aislados proteicos de suero (Whey Protein Isolates – WPI).
Composición del lactosuero
En la tabla 1 se muestra la composición aproximada del lactosuero. Se observa que el componente mayoritario es el agua, pero presenta una cantidad importante de materia orgánica (lactosa y proteínas principalmente).
Pretratamiento del suero
Independientemente del tratamiento posterior, la primera etapa que se efectúa es la separación de la grasa y de los finos de caseína (Figura 1), ya que interfieren en los pasos posteriores. En el suero siempre se encuentran presentes finas partículas de caseína. Éstas tienen un efecto adverso en el proceso de separación de la grasa, por eso deben ser separadas en primer lugar. El suero que va a ser almacenado, antes de su tratamiento debe ser enfriado o pasteurizado tan pronto como se separa la grasa contenida en el mismo. Cuando el almacenamiento va a ser corto (10-15 horas), el enfriamiento es suficiente para reducir la actividad bacteriana. Si el suero va a estar almacenado por períodos más largos es necesario proceder a su pasteurización.
Aprovechamiento de la lactosa
La lactosa, el llamado azúcar de la leche, es un disacárido natural con peso molecular de 342 g/mol. La lactosa está formada por la unión b (1-4) de la b -D-galactopiranosa (galactosa) y la a o b -D-glucopiranosa (glucosa). Existe bajo dos formas isómeras: a y b, que se diferencian estructuralmente sólo en la posición del -OH en el carbono monomérico de la glucosa. Sin embargo, difieren apreciablemente en sus propiedades físicas (Tabla 2), lo que conduce que tengan distintas aplicaciones.
La lactosa en estado sólido puede presentarse en estado cristalino o en estado amorfo. La lactosa en estado cristalino puede existir en diferentes formas. Las más conocidas son la a-lactosa y b- lactosa. También existen dos formas de a-lactosa anhidra cristalina, la forma estable y la inestable (higroscópica). Además se conoce la existencia de una forma cristalina llamada mixta, que contiene tanto a-y b-lactosa en una especial red cristalina. La cristalinidad es el resultado de una disposición altamente ordenada de las moléculas de lactosa. La lactosa amorfa carece de cristalinidad y la disposición de las moléculas es más o menos aleatoria. A continuación se describen las formas más frecuentes de lactosa sólida.
A. a-lactosa monohidratada
La forma más común de obtener la lactosa en forma sólida es cristalizando una solución sobresaturada. Cuando la cristalización se realiza a temperaturas inferiores a 93,5ºC, se obtienen cristales de a-lactosa monohidratada, es decir que cada molécula de lactosa está asociada con una molécula de agua, la cual no se elimina durante los procesos normales de secado. Este tipo de lactosa se usa en la industria farmacéutica como excipiente.
B. b-lactosa
Cuando una solución concentrada de lactosa se cristaliza a temperaturas superiores a 93,5°C, se forman exclusivamente cristales de b-lactosa, los cuales comparados con los cristales de b-lactosa monohidratada, son más frágiles y no contienen agua en su estructura cristalina. La pureza isomérica es aproximadamente el 80% a-lactosa y el 20% restante b-lactosa anhidra. Este tipo de lactosa se utiliza principalmente como material de relleno aglutinante para la producción de comprimidos.
C. Lactosa amorfa
Cuando una solución de lactosa altamente concentrada se seca muy rápidamente, como por ejemplo secado por pulverización, se obtiene una masa de lactosa en estado vítreo la cual es muy higroscópica. Este estado vítreo es una forma de lactosa amorfa que contiene tanto a- y b-lactosa. Una aplicación de la lactosa amorfa es la formación de comprimidos por compresión directa.
