La producción de queso es un proceso complejo donde los microorganismos juegan un papel fundamental, tanto en la creación de las características deseables como en la potencial aparición de problemas de calidad y seguridad alimentaria.
Microorganismos Beneficiosos en la Elaboración del Queso
Los microorganismos más importantes en el proceso productivo del queso son los cultivos lácticos. Se trata de bacterias ácido-lácticas que pertenecen, principalmente, a los géneros Lactobacillus spp., Leuconostoc spp. y Lactococcus spp.
Tipos de Bacterias Lácticas y sus Características
- Lactobacillus spp.: Es un género de bacterias Gram-positivas con forma de bacilo.
- Leuconostoc spp.: Es un género formado por bacterias Gram-positivas con forma de coco que normalmente se distribuyen formando cadenas.
- Lactococcus spp.: Es un género de bacterias Gram-positivas con forma de coco que suelen aparecer agrupadas por pares o formando cadenas cortas.
Todos ellos son microorganismos anaerobios facultativos y no son esporulados. Son los responsables de la fermentación láctica que da lugar a la formación del queso a partir de la leche.
Fermentación Láctica
Las bacterias ácido-lácticas pueden ser homofermentativas o heterofermentativas.
- Las homofermentativas producen lactato a partir de lactosa.
- Las heterofermentativas metabolizan la lactosa y producen lactato, acetato, etanol y CO2.
Una bacteria ácido-láctica comúnmente utilizada en la producción de quesos suizos e italianos es Propionibacterium freudenreichii, debido a que es una bacteria termofílica y los procesos productivos de este tipo de quesos presentan etapas a altas temperaturas. El ácido propiónico que produce contribuye a la conservación del queso, previniendo el crecimiento de hongos y proporcionando características aromáticas.
Contribución de Hongos Beneficiosos
Entre los microorganismos beneficiosos también encontramos algunas especies de hongos, que contribuyen a las propiedades organolépticas de algunos tipos de queso. Estos hongos son los responsables de ciertas reacciones de proteólisis y lipólisis, así como del metabolismo del lactato durante la maduración del queso, reduciendo la acidez del cuajo y produciendo compuestos químicos que proporcionan el aroma, la textura y el aspecto de determinados tipos de quesos.
Microbiología de los quesos
Microorganismos Patógenos y Alterantes en el Queso
Aunque los principales microorganismos que encontramos en el queso son beneficiosos y son los responsables de la fermentación de la leche necesaria para su fabricación, en el queso también podemos encontrar microorganismos patógenos y alterantes que hay que tener en cuenta, ya que pueden colonizar el queso dando lugar a problemas de calidad y de seguridad alimentaria.
Bacterias Deteriorantes
- Pseudomonas spp.: Este grupo de microorganismos presenta enzimas proteasas y lipasas extremadamente estables, que no son inactivadas por tratamientos térmicos como la pasteurización o el tratamiento UHT. Su actividad proteolítica degrada la caseína dando lugar a péptidos que producen sabor amargo. Son los responsables de la hinchazón precoz en los quesos, que ocurre entre 24 y 48 horas después de la elaboración, después del salado pero antes de la maduración. Estos microorganismos pueden proceder de la leche cruda, de tuberías, tanques, equipos, herramientas o falta de higiene por parte de los operarios. Metabolizan la glucosa produciendo ácido láctico, ácido acético, etanol, CO2 y H2.
- Coliformes y Clostridium spp.: Aunque los coliformes son el grupo principal, otros microorganismos como algunas bacterias ácido-lácticas o especies del género Clostridium spp., como Clostridium tyrobutyricum, son capaces de llevar a cabo la fermentación butírica, en la cual metabolizan el ácido láctico y generan ácido butírico, ácido acético, CO2 y H2, causando el sabor y olor característico a rancio.
Bacterias Patógenas
Algunas especies del género Clostridium spp. incluyen especies patógenas que pueden aparecer en quesos procedentes de la leche cruda. Uno de los patógenos más relevantes en productos lácteos es Listeria monocytogenes, que puede encontrarse en quesos elaborados con leche cruda.
Hongos y Levaduras Perjudiciales
Se pueden encontrar levaduras perjudiciales en la salmuera de algunos quesos. En las instalaciones donde se fabrican quesos también podemos encontrar contaminación por hongos:
- Mucor spp.: Producen mixosporas, esporas hidrofílicas cuya diseminación y crecimiento se ven favorecidos por la humedad. Normalmente aparecen en ambientes saturados de agua como las salas de maduración, en agua estancada o en la condensación de vapor que se produce en los techos y paredes.
- Penicillium spp.: Produce xerosporas, que son esporas hidrofóbicas y, por ello, las corrientes de aire favorecen su diseminación.
- Aspergillus spp.: Aparece mayoritariamente en quesos curados.
Impacto del Aroma en la Percepción del Queso
El aroma resulta fundamental a la hora de elegir un queso, por eso la industria lleva décadas ensayando en su producción cómo conseguir ajustar el sabor y el olor de sus productos al gusto de los consumidores, adaptando la microbiota de sus quesos y empleando las bacterias ácido lácticas más eficaces para cada producto. Esto es lo que hacían hace siglos los maestros queseros sin saber una letra de microbiología, confiando a la diversidad de especies de bacterias el resultado de su trabajo, con menos garantías sanitarias y resultados a veces “odoríficamente complicados”.
Nuevas Técnicas de Caracterización de Aromas
La química analítica ha encontrado una fórmula para facilitar la caracterización de los quesos sin riesgos sanitarios y de una manera más eficaz. Se trata de un nuevo sistema que permite diferenciar distintos tipos de bacterias en función de los compuestos orgánicos volátiles (el aroma) que producen cuando actúan sobre las proteínas de la leche, sin necesidad de realizar cultivos durante días.
Concretamente, en un trabajo publicado en la revista Food Chemistry, se ha empleado la técnica de Espectrometría de Movilidad Iónica (IMS) para caracterizar la actividad de cuatro cepas diferentes de bacterias lácticas, las más populares en la producción de quesos: Lactobacillus casei, Lactobacillus paracasei subsp. paracasei, Lactococcus lactis subsp. lactis y Lactococcus lactis cremoris. Estas bacterias ofrecen la posibilidad de enriquecer el aroma y la diversidad de productos lácteos actuando sobre la caseína y, sobre todo, sobre la lactosa, que es al final la responsable de la producción de los ácidos, y otros compuestos que otorgan a los quesos sus aromas característicos. Además, la técnica contribuye a buscar en el ambiente bacterias que por su aroma sean de interés para la tecnología lechera.
Esta técnica, con un coste muy inferior en tiempo y dinero por análisis que las empleadas habitualmente, ha sido probada con éxito por investigadores de la Universidad de Córdoba en el control de variedades de aceite o jamón, transfiriendo al sistema productivo una metodología clave para evitar fraudes y asegurar la calidad de los productos.
Estudio sobre el Queso Crema Tropical y la Microbiota
Contexto y Problemas de la Producción Tradicional
El queso crema tropical es un queso de gran aceptación en el sureste de México, principalmente elaborado en los estados de Chiapas y Tabasco. Su manufactura artesanal es muy similar en ambos estados, utilizando la acidificación de la leche bronca con suero ácido del día anterior y cuajo de ternera.
Un problema con este proceso es que la Norma Oficial Mexicana 121-SSA1-1994 exige que la leche sea pasteurizada. La pasteurización de la leche permite obtener productos lácteos con mejores características higiénicas al destruir la mayor parte de los microorganismos patógenos presentes en la leche bronca.
Sin embargo, para que se pueda fabricar el queso con leche pasteurizada, es necesario agregar microorganismos acidificantes a la leche. Los consumidores aprecian los quesos artesanos por sus singulares características de sabor y aroma, atribuidas a la actividad metabólica de la microbiota autóctona presente en la leche cruda. El uso de cultivos lácticos comerciales puede alterar estas propiedades organolépticas, ya que suelen ser seleccionados de quesos de otras regiones y pueden llevar a la pérdida de cepas autóctonas a largo plazo.
Aislamiento y Caracterización de Bacterias Lácticas
Los objetivos de un estudio reciente fueron aislar, identificar y caracterizar un cultivo láctico con bacterias autóctonas, las cuales fueron inoculadas en leche pasteurizada para obtener un producto con el perfil de queso deseado.
Metodología de Aislamiento e Identificación
Las cepas de bacterias ácido-lácticas (BAL) fueron aisladas a partir de muestras de queso crema tropical artesanal. Se homogenizaron muestras de queso y se sembraron en medio de cultivo Man, Rogosa, Sharpe (MRS), incubadas a 30 °C durante 48 horas. Las bacterias fueron aisladas mediante resiembras sucesivas, formando una colección de 20 cepas de BAL. Solo se seleccionaron aquellas identificadas como Lactobacillus spp. para estudios posteriores.
Identificación Bioquímica y Molecular
Se realizaron pruebas bioquímicas para evaluar la producción de CO2, y el sistema API 50 CH se usó para la identificación bioquímica. Además, la prueba de hidrólisis de arginina se realizó para detectar la producción de amonio. Para la identificación molecular, el DNA genómico de seis cepas presuntivamente caracterizadas como Lactobacillus spp. fue aislado y el gen 16S rDNA fue amplificado y secuenciado. Se identificaron cinco especies de Lactobacillus fermentum y una especie de Lactobacillus pentosus.
Evaluación de la Capacidad Acidificante
Cada una de las cepas (108 UFC ml-1) fue inoculada en leche semidescremada ultrapasteurizada e incubada a 30, 37 y 42 °C. El pH fue medido a las 0, 6, 12, 24, 48 y 72 horas de incubación. Se encontraron diferencias significativas (p < 0.05) en cada una de las cepas entre las temperaturas de fermentación y el tiempo de incubación. Los valores de pH más bajos se produjeron a las 72 horas de incubación en las temperaturas de 37 °C y 42 °C.
Se evaluó la producción de ácido láctico, ácido acético, ácido propiónico y ácido butírico en leche fermentada con cada cepa, y no hubo diferencias significativas en los niveles de producción de dichos metabolitos (p > 0.05).
Análisis Fisicoquímico y Microbiológico del Queso Crema Tropical
Se elaboró queso crema tropical con las cepas de BAL seleccionadas utilizando leche estandarizada y pasteurizada. Para el análisis fisicoquímico, se determinó la acidez total y el pH. Para el análisis microbiológico, se evaluó la presencia de coliformes, Escherichia coli, hongos y levaduras en la leche bronca, leche pasteurizada, queso artesanal y queso elaborado con leche pasteurizada.
Las poblaciones más bajas de microorganismos perjudiciales se encontraron en el queso fabricado con leche pasteurizada (p < 0.05). El número de bacterias lácticas no resultó diferente entre ambos tipos de queso (p > 0.05).