EFECTO DE LA MADURACION EN EL CONTENIDO DE
NITRATOS Y NITRITOS EN QUESOS SEMIDUROS¹

Luz H. Molina*; Elizabeth Gallardo*; Carmen Brito*; Manuel Pinto*
e Irma Molina**.
* Instituto de Ciencia y Tecnología de los Alimentos. Facultad de Ciencias
Agrarias. Universidad Austral de Chile. Casilla 47. Valdivia. Chile.
** Instituto de Estadística. Facultad de Ciencias. Universidad Austral de
Chile. Casilla 567. Valdivia. Chile.

Recepcion originales 22 de Marzo 1999.
1 Trabajo financiado en partes con los fondos de la dirección de investigación, Proyecto S-98-16 de la Universidad Austral de Chile

ABSTRACT

Effect of ripening in nitrates and nitrites contents in semihard cheeses.

Six batches of cheese, three of Chanco and three chilean Gauda with different additions of NaNO₃ to milk (0.015%, 0.02% and 0.03%) were studied. Cheese was stored at 10 to 12°C, during ripening, with a relative humidity of 85% to 90%. Nitrate and nitrite contents were determined by the method of cadmium reduction and photometry at 0, 3, 6 and 9 weeks of ripening. Also samples of semihard cheese were picked up, at random, from the market for the same analysis.
The nitrate contents reduction in Chanco and Gauda cheese manufacturad with different treatments of addition of NaNO₃ has exponential shape, being most evident in Chanco cheese.
Contents of nitrate market cheese samples Chanco, Chanco de campo and Gauda, was under the limit recommended by FAO/WHO (50 mg/kg). With mathematical functions describing the reduction of nitrates in cheese is possible to calculate residues in Chanco cheese.

Key words: nitrates and nitrites, semihard cheese, cheese ripening.

RESUMEN

Se elaboraron 6 tinas de queso, tres de Chanco y tres de Gauda chileno con distintas adiciones de NaNO₃a la leche (0,015%, 0,02% y 0,03%). Durante la etapa de maduración los quesos se mantuvieron en cámaras de almacenamiento a una temperatura entre 10 a 12°C, con una humedad relativa de 85 a 90%. Se tomaron muestras al inicio, 3, 6 y 9 semanas de maduración para el análisis de nitrato y nitrito por el método de reducción de cadmio y fotometría. Además, se obtuvieron muestras al azar de quesos semiduros de mercado de diferentes industrias lecheras para el análisis de nitrato y nitrito. La reducción de nitrato según el tiempo de maduración en los quesos Chanco y Ganda elaborados con distintos tratamientos de adición de NaNO₃ se presenta en forma exponencial, siendo más evidente en el queso Chanco.
En las muestras de queso de mercado Chanco, Chanco de Campo y Gauda se obtuvo un valor inferior a 50 mg de nitrato/kg de queso, en el 100, 92,9 y 62,5% de las muestras respectivamente. Al aplicar una función de regresión a los resultados de las muestras elaboradas a nivel piloto, se puede predecir los residuos de nitratos en quesos Chanco.

INTRODUCCION

La adición de nitrato de sodio o potasio a la leche utilizada para la elaboración de quesos semiduros, se efectúa para prevenir la fermentación butírica y el desarrollo de bacterias de las especies Clostridium tyrobutyricum cuyas esporas sobreviven a la pasteurización normal de la leche. Se ha determinado a través de varias investigaciones que una fracción del nitrato adicionado es reducido a nitrito bajo la acción de la enzima xantina-oxidasa, los cuales forman otros compuestos nitrogenados por acción de bacterias ácido lácticas (Glaeser, 1989). En la conversión de nitrato a nitrito en el queso participan también otros factores, tales como, cantidad de nitrato adicionado en la elaboración del queso, tiempo y temperatura de maduración, pH del queso y microflora presente en su interior (van den Berg y Stadhouders, citados por FIL/IDF, 1987).

Otro de los métodos utilizados para prevenir la hinchazón tardía de los quesos es el uso de la enzima lisozima, pero en investigaciones realizadas en Holanda, se concluyó que la efectividad de dicha enzima es muy limitada contra la fermentación ácido-butírica en queso Gouda, el cual es susceptible a la hinchazón tardía (FIL/IDF, 1987; Glaeser, 1989).

El nivel máximo fijado de nitrato es de 50 (mg/kg) para algunos tipos de quesos por el Codex Alimentarius (FAO/ OMS, 1992). En general, los quesos semiduros listos para consumo suelen contener entre 15 a 25 (mg/kg) de nitrato, incluso se ha observado que quesos elaborados sin la adición de nitrato pueden contener hasta 10 (mg/kg) (Glaeser, 1989).

Actualmente en varios países, tiende a reducirse el consumo de nitratos y nitritos en la alimentación, mediante la prohibición o restricción del uso de estas sales como aditivos en alimentos, dada la posibilidad de formación de compuestos N-nitrosos, los cuales tienen efectos toxicológicos por su acción cancerígena en un amplio rango de especies de animales (Blüthgen et al., 1997). Así, en Francia, Grecia e Italia no se permite la adición de nitrato a la leche para la elaboración de queso (Glaeser, 1989); en Alemania y Holanda la máxima adición de nitrato es 15 g de KNO₃/100kg de leche (Blüthgen et al., 1997).

En diferentes países, se han desarrollado estudios con relación al contenido de nitratos y nitritos en quesos semiduros, con el fin de estandarizar un producto de calidad uniforme (Glaeser, 1989).

En Chile, se permite la adición de nitrato de sodio o potasio a la leche utilizada en la elaboración de quesos con la restricción de obtener hasta un máximo de 25 (mg/kg) de producto terminado (Chile, Ministerio de Salud, 1997).

En el año 1997 en Chile, el 31% de la leche recepcionada por las industrias lecheras (1.525,7 millones de litros), fue utilizada en la elaboración de queso, siendo el segundo lácteo en importancia respecto al volumen de mayor producción en el país, después de la leche en polvo (Chile, ODEPA, 1998).

Se estima que aproximadamente el 65% de la producción de quesos corresponde a tipo semiduros, entre ellos Chanco y Gauda, además de queso Chanco de Campo, producido por medianas y pequeñas unidades, que ya en el año 1988, procesaron 115 millones de litros de leche (Brito, 1991).

El queso Chanco es un queso chileno, mantecoso, con cáscara y abundantes ojos irregulares, elaborado en forma industrial (automatizado), utilizando leche pasteurizada y madurado por lo menos 21 días, el queso Chanco de Campo es similar, pero elaborado en queserías pequeñas o medianas de tipo prediales (no automatizadas) (Brito, 1985). El queso Gauda chileno no presenta cáscara y se envasa al vacío en bolsas tipo "cryo-vac" al inicio de su maduración. Corresponde a un queso de consistencia semiduro, firme de cortar; posee pocos ojos redondos de 0,1 a 0,3 cm de diámetro, que se madura por al menos 1 mes y se elabora de acuerdo a pautas industriales propias del país (Olivares y Pasten, 1982).
Las características físicas, químicas y de composición de estos tipos de quesos se han establecido a través de distintos estudios. Así, las características promedio del queso Chanco y Gauda de la Región Metropolitana de Chile son: humedad 46,6% y 46,2%; materia grasa 24,9% y 25,2%; pH 5,2 y 5,2; sal 1,62% y 1,81%, respectivamente (Olivares y Pasten, 1982). En el queso Chanco de Campo se han estimado las siguientes características generales: humedad 45,42% ± 3,30; materia grasa 28,32% ± 3,33; pH 5,31 ± 0,18 y sal 1,50% ± 0,43 (Molina et al. 1996).

El objetivo de la presente investigación fue estimar el efecto del tiempo de maduración en la disminución de nitratos y nitritos en queso Chanco y Gauda, elaborados con distintas dosis de nitratos y a su vez determinar el nitrato residual en quesos semiduros de mercado.

MATERIAL Y METODOS

Elaboración de quesos semiduros Chanco y Gauda.
Se elaboraron seis tinas de queso Chanco y Gauda, tres de cada uno, con distintas concentraciones de nitrato de sodio: 0,015%, 0,020% y 0,030% en la Planta Piloto del Centro Tecnológico de la Leche, de la Universidad Austral de Chile. Para cada elaboración se utilizaron 200 1 de leche en tinas rectangulares de acero inoxidable de doble pared, con capacidad de 250 1 de leche.

Para la elaboración de ambas variedades, se utilizaron las guías descritas por Brito (1990), cuyas diferencias en la elaboración se presentan fundamentalmente en: contenido de materia grasa de la leche, dosis de cultivos lácticos adicionados, temperatura de cocimiento, sistema de salado y prensado. En la Figura 1, se presentan las líneas de flujo utilizadas para la elaboración de ambas variedades. La línea de producción del queso Chanco tiende a lograr un queso "mantecoso" (mayor tenor graso), con acidificación más suave, menor dosis de cultivo, no tiene pre prensado y el salado es mixto (en masa y saladero). Presenta ojos irregulares y cascara. En el queso Gauda se tiende a lograr un queso cortable "rebanable", más firme con una acidez ligeramente mayor que el Chanco y con masa más cerrada (sólo escasos ojos) y sin cascara (envasado en cry-o-vac).

Se tomaron muestras a las 0, 3, 6 y 9 semanas de maduración para el análisis de nitratos y nitritos, de acuerdo a la Norma FIL/IDF 50:B (1985). El análisis al inicio de la maduración se realizó en el queso a la salida de prensa. Durante la etapa de maduración los quesos se mantuvieron en cámara de almacenamiento a una temperatura entre 10 a 12°C con una humedad relativa entre 85 a 90% y aireación.

Figura 1      Flujograma de elaboración de quesos semiduros Chanco y Gauda.
Chanco and Gauda cheese elaboration flowsheet.

Obtención de muestras de quesos semiduros de mercado.
Se obtuvieron 22 muestras de queso Chanco del mercado nacional, 8 de queso Gauda y 14 muestras de queso Chanco de Campo, al azar, en un período de seis meses, registrándose la fecha de elaboración de cada uno marcada en la pieza de queso por la industria procesadora. La obtención de muestras se realizó de acuerdo a la Norma FIL/ IDF 50:B(1985).

Análisis de nitratos y nitritos en queso.
El análisis de nitratos y nitritos se realizó en duplicado por el método descrito por FIL/IDF 84:A (1984), con una columna de cadmio cuperizada.

Análisis estadístico. Se analizaron los resultados obtenidos a través de análisis de varianza de una y dos vías y test Tukey al 95% de confianza. Además, se aplicó análisis de regresión en los resultados de las muestras de queso elaboradas a nivel piloto.

RESULTADOS Y DISCUSION

Contenido de nitrato residual en quesos Chanco y Gauda elaborados con distintas dosis de nitrato de sodio

Los resultados obtenidos para ambas variedades de queso se presentan en las Figuras 2 y 3. En la Figura 2, se aprecia claramente en el queso Chanco, una disminución gradual de nitratos de acuerdo al avance en la maduración, aunque en la 9^a semana de maduración se obtuvo un valor similar, tanto para la dosis de 0,02% como de 0,03% de nitrato de sodio. La menor dosis de nitrato de sodio utilizada (0,015%), como se esperaba, dió los menores valores de nitrato en cada una de las semanas analizadas, sólo el queso recién elaborado, presentó un valor de nitrato ligeramente superior (51,85 mg/kg) al máximo de 50 (mg/kg), permitido por el Códex Alimentarius (FAO/OMS, 1992), aunque sólo en la 6^a semana de maduración alcanzó valores dentro del máximo permitido en el Reglamento Sanitario de los Alimentos de Chile (25 mg/kg) (Chile, Ministerio de Salud, 1997). No obstante, la normativa del Mercosur para el sector lácteo ha establecido un máximo de nitrato en el queso de 50 (mg/kg) (Fepale, 1997). Este hecho, adquiere especial importancia, frente al potencial de Chile como país exportador, como así también en su mercado interno, puesto que estas variedades de queso, salen a la venta después de un corto período de maduración, el queso Chanco sale alrededor de 21 días y Gauda cercano a los 30 días.

Figura 2   Contenido de nitrato residual en queso Chanco, según semanas de maduración y dosis de nitrato.
Nitrate contents in Chanco cheese with different amounts of nitrate in its elaboration and time of ripening.

Figura 3    Contenido de nitrato residual en queso Gauda, según semanas de maduración y dosis de nitrato.
Nitrate contents in Gauda cheese with different amounts of nitrate in its elaboration and time of ripening.

Con el tratamiento de adición de nitrato de sodio al 0,02%, ya en la 6^a semana de maduración se obtienen valores inferiores a los 50 mg de nitrato/ kg de queso (40,71 mg/kg) y en el tratamiento de 0,03% de nitrato de sodio, se obtuvo un valor dentro de este rango sólo en la 9^a semana de maduración (41,4 mg/kg).
El análisis de varianza de los resultados, indicó diferencias estadísticamente significativas (p£0,05) entre semanas de maduración y niveles de adición de nitrato. Según el test Tukey, se detectaron diferencias significativas de nitrato al inicio con respecto a las 6^a y 9^a semanas de maduración y entre dosis de nitrato agregado (0,015 y 0,030 %).

En el queso de la variedad Gauda elaborado a nivel piloto, la disminución del contenido de nitratos durante la maduración fue más notoria, en especial en aquellos quesos elaborados con 0,03% de nitrato, donde se obtuvo un 92,9 % de disminución entre la 0 y la 6^a semana de almacenamiento (Figura 3). Ya, a las 3 semanas de maduración se alcanzan valores en todos los tratamientos dentro de los rangos establecidos por la reglamentación vigente en el país, excepto en los quesos elaborados con 0,03% de nitrato de sodio en que se obtuvo un valor de 29,05 mg de nitrato/kg de queso.

A diferencia de los resultados obtenidos en queso Chanco, no se presentaron diferencias estadísticamente significativas (p³0,05), según la dosis de nitrato utilizada en la elaboración, pero sí entre el inicio y demás semanas de maduración (p³0,05).

La degradación de los nitratos, además de los factores mencionados anteriormente, depende de la tecnología aplicada para la variedad de queso (Smiechowska y Przybylowski, 1994).

Los mismos autores, en un estudio sobre determinación de residuos de nitratos en quesos Zulaw, Gauda y Edam, determinaron que la mayor disminución de nitratos ocurre durante el prensaje y salado; observando además, grandes diferencias en la tasa de reducción de nitratos entre las distintas variedades de queso analizadas.

En el presente estudio, las diferencias determinadas podrían ser explicadas por el hecho que en la elaboración del queso Gauda se utiliza un pre-prensado y la presión aplicada en el prensaje es mayor que en el queso Chanco, entre otras diferencias de la tecnología utilizada. Así, los valores promedios de nitrato en queso Chanco son mayores a los obtenidos en queso Gauda, considerando tanto la dosis de nitrato de sodio utilizada en su elaboración, como las semanas de maduración.

La reducción de nitratos en los quesos Chanco y Gauda según el tiempo de maduración y tratamientos de adición de nitrato de sodio, se presenta en forma exponencial. En el presente estudio, esta situación es más evidente en el queso Chanco, tal como describen Smiechowska y Przybylowski (1994), en queso Gouda, quienes concluyeron que se pueden aplicar funciones matemáticas para predecir residuos de nitratos en quesos, dependiendo del tiempo de maduración.

Aplicando la función descrita por los autores señalados (y=ax^b), a los resultados experimentales con los distintos tratamientos y en forma logarítmica, se obtienen los parámetros de la función que se presentan en la cuadro 1. Donde, y corresponde a los mg de nitrato/kg de queso y x al tiempo de maduración del producto.

Considerando el comportamiento de la disminución de nitratos en los quesos Chanco y Gauda, según las semanas de maduración y para cada una de las dosis de adición de nitrato, se pueden establecer valores máximos residuales de nitratos en el queso. De esta manera, al aplicar la función para el queso Chanco elaborado con 0,015% de nitrato de sodio a la 4^a semana de maduración, se obtiene un valor de 28,2 (mg/kg).

Consecuentemente, se puede predecir los residuos de nitrato en el queso para las diversas dosis de nitrato adicionados a la leche, entre 0,015% a 0,030%, según el tiempo de maduración. La importancia que tiene la aplicación de esta función de regresión es que permite predecir valores máximos residuales de nitrato en quesos semiduros nacionales.

Contenido de nitratos en quesos semiduros Chanco, Gauda y Chanco de Campo del mercado.
En la cuadro 2 se presenta los resultados obtenidos en el análisis de nitrato en quesos Chanco, Gauda y Chanco de Campo del mercado.

Las 22 muestras de queso Chanco dieron resultados inferiores a los máximos permitidos por organizaciones internacionales (FAO/OMS, 1992; FEPALE, 1997), de 50 (mg/kg) de nitrato, aunque en el 54,5% de las muestras se obtuvieron valores superiores a los 25 (mg/ de nitrato/kg), establecido en el Reglamento Sanitario de los Alimentos (Chile, Ministerio de Salud, 1997).

En el queso Gauda, tres muestras de las 8 analizadas dieron valores superiores a los 50 (mg/kg) y sólo tres de ellas, tenían valores inferiores a 25 (mg/kg), aunque el queso elaborado a nivel piloto a las 3 semanas de maduración ya presentó valores inferiores a los 25 (mg/kg), con las dosis de nitrato de sodio de 0,015% y 0,02%. Por lo tanto, las probables causas de diferente comportamiento entre el contenido de nitratos del queso Gauda elaborado a nivel piloto y muestras de mercado, podría deberse a una mayor cantidad de nitrato de sodio o potasio adicionado a la leche, como también a diferencias en la tecnología utilizada.

En el queso Chanco de Campo, sólo una muestra dio un valor superior a 50 (mg/ kg) de nitrato, la cual tenía 2 semanas de maduración y del total de 14 muestras analizadas sólo cuatro dieron valores superiores a los 25 mg de nitrato/kg de queso, además, en tres de ellas se obtuvo un valor de 5 (mg/kg), que es el límite de detección del método utilizado en la medición.

Aplicando la función descrita para queso Gouda por Smiechowska y Przybylowski (1994), en los quesos Chanco del mercado y con los valores de la función obtenida para el queso Chanco elaborado a nivel piloto, se podría obtener una estimación del nivel de nitrato utilizado en la elaboración de los quesos (cuadro 3).

De acuerdo a los residuos de nitrato estimados en la cuadro 3, se observa que las muestras de queso elaboradas con una adición de 0,02% de nitrato, sólo a las 4 semanas de maduración cumplirían con la reglamentación internacional. Con la adición de nitrato de 0,03%, los residuos de nitrato en las muestras de queso Chanco, sobrepasan el máximo permitido, incluso con 7 semanas de maduración. La reglamentación vigente en el país, sólo se cumpliría con la dosis de 0,015%, a partir de las 5 semanas de maduración del queso.

Al comparar los valores determinados con la función de regresión con los resultados obtenidos en el total de muestras de queso Chanco de mercado analizadas, sólo cuatro (18%), tendrían una adición de nitrato.de sodio o potasio superior al 0,015%, las demás muestras tendrían una adición < 0,015% de nitrato de sodio o potasio. En el queso Chanco de Campo, tres muestras tendrían una adición superior al 0,015% de nitrato (21,4%).

La aplicación de la función obtenida en quesos Gauda elaborados a nivel piloto con distintos tratamientos de nitrato de sodio, no se ajustaría a ninguna de las 8 muestras de mercado analizadas. Lo anterior, podría deberse a diferencias tecnológicas de la elaboración, con relación a las muestras elaboradas a nivel piloto, así como al uso de mayores dosis de nitrato a la leche, entre otras diferencias, y/o a un tiempo de almacenamiento distinto al registrado en el momento de la obtención de las muestras. A fin de establecer un modelo que describa más adecuadamente la reducción de nitrato durante la maduración para esta variedad de queso chileno, sería conveniente realizar un estudio considerando un mayor número de muestras, entre otros aspectos.

Contenido de nitritos en quesos Chanco y Gauda elaborados con distintas dosis de nitrato de sodio.
Como se esperaba, el contenido de nitrito en ambas variedades de queso aumenta hasta la 6^a semana de maduración en el queso Chanco y Gauda. Este último, con la adición de 0,03% de NaNO₃ presenta una disminución del contenido de nitrito a la 6^a semana para luego aumentar en la 9^a semana de maduración. (Figuras 4 y 5). Los valores obtenidos al inicio de maduración, son mayores en el queso Gauda, 0,57 (mg/kg) versus 0,13 (mg/ kg) en queso Chanco. Los mayores valores determinados en el queso Chanco fueron a las 6^a y 9^a semanas de maduración, de 1,55 y 1,36 (mg/kg) respectivamente, con la mayor dosis de nitrato utilizada en su elaboración (0,03%). En el queso tipo Gauda el valor más alto se obtuvo a la 9^a semana de maduración, pero con la menor dosis utilizada en su elaboración (0,015%).

Figura 5      Contenido de nitrito en queso Gauda, según semanas de maduración y dosis de nitrato.
Nitrite contents in Gauda cheese with different amounts of nitrate in its elaboration and time of ripening.

De acuerdo a Goodhead et al., (1976), existe una relación lineal en la disminución de nitratos especialmente después de un mayor período de maduración en el queso Gouda, así, la degradación del producto será mayor en aquellos quesos con mayor adición de nitratos. El valor máximo de nitritos determinado en el período fue de 1,65 (mg/kg), valor inferior al máximo encontrado en estudios sobre quesos Gouda de 5 (mg/kg) (Smiechowska, et al. , 1991).

En ambas variedades de queso, no se detectaron diferencias estadísticamente significativas (p>0,05), en el contenido de nitritos según la dosis de nitrato de sodio utilizada en su elaboración, pero sí, entre semanas de maduración (p< 0,05), lo que correspondió en queso Chanco entre el inicio y 6^a semanas y en el Cauda entre la 9^a versus inicio y 3 semanas de maduración.

Contenido de nitritos en quesos semiduros de mercado.
El contenido de nitritos en los quesos semiduros de mercado fue inferior a los 2 (mg/kg), excepto en una muestra de queso Gauda con 4 semanas de maduración cuyo valor fue de 2,85 (mg/ kg) y una muestra de queso Chanco con 2,03 mg de nitrito/kg de queso, con 5 semanas de maduración (cuadro 4). Los resultados obtenidos se encuentran dentro de los rangos mencionados en otros estudios en quesos semiduros.

Cuadro 4     Contenido de nitritos (mg/kg) en quesos semiduros de mercado con diferentes semanas de maduración.
Nitrites contents (mg/kg) in market semihard cheese with different weeks of ripening.

Zakrzewski et al., (1985), determinaron en 18 muestras de queso Edam elaborados con 0,02% de adición de nitrato, después de 3 semanas de maduración niveles de 2,8 (mg/kg) de nitrito.

Przybylowsky y Smiechowska (1990), determinaron en quesos Zulawski elaborados con 0,01% y 0,02% de nitrato de potasio, niveles de 1,2 (mg/kg) de nitrito a la 6^a semana de maduración.

Schmiechowska et al., (1991), elaboraron 9 tinas de queso Gouda con tres tratamientos de adición de nitrato de potasio, (sin adición; 0,01% y 0,02%), e informan que ninguna muestra analizada excedió los 50 (mg/kg) de nitrato y los 5 (mg/kg) de nitrito en el queso madurado.

CONCLUSIONES

Se concluye que la legislación actualmente vigente en el país en relación a la presencia de nitratos en quesos, es bastante estricta para el queso semiduro elaborado en el país.

Para cumplir con la normativa internacional de máximo contenido de nitrato en quesos semiduros, la adición de NaNO₃ a la leche utilizada en su elaboración no debe superar el 0,02%.

Al comparar los resultados obtenidos entre muestras elaboradas a nivel piloto y las del mercado, se estima que a la mayor parte de los quesos Chanco y Chanco de Campo se les adicionó entre 0,015% a 0,02% de NaNO₃ en su elaboración, en cambio en queso Gauda chileno no se pudo establecer una relación clara.

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