Cuajo

El cuajo ( / ˈrɛnɪt / ) es un conjunto complejo de enzimas producidas en el estómago de los mamíferos rumiantes . La quimosina , su componente clave, es una enzima proteasa que cuaja la caseína de la leche. Además de la quimosina, el cuajo contiene otras enzimas, como la pepsina y una lipasa .

El cuajo se ha utilizado tradicionalmente para separar la leche en cuajada sólida y suero líquido , que se utiliza en la producción de quesos. El cuajo de terneros se ha vuelto menos común para este uso, hasta el punto de que hoy en día menos del 5% del queso en los Estados Unidos se elabora con cuajo animal. ^[1] La mayoría de los quesos se elaboran ahora con quimosina derivada de fuentes bacterianas.

Una de las principales acciones del cuajo es la de su proteasa quimosina, que escinde la cadena de caseína kappa. ^[2] La caseína es la proteína principal de la leche . La escisión elimina el glicomacropéptido (GMP) , ligeramente cargado negativamente , de la superficie de la micela de caseína. Debido a que las cargas negativas repelen otras cargas negativas, el GMP evita que las micelas de caseína se adhieran entre sí. Una vez eliminado el GMP, las micelas de caseína pueden comenzar a agruparse y perder su carga polar, lo que hace que se eleven fuera de las moléculas de agua polares y se unan a la grasa de la leche no polar como una porción de la cuajada del queso. Esta acción se potencia en presencia de iones fuertes como los que se forman a partir del calcio y el fosfato. Como tal, esos productos químicos se agregan ocasionalmente para complementar las cantidades preexistentes en el proceso de elaboración del queso, especialmente en la leche de cabra pobre en fosfato de calcio. La red de proteína de caseína sólida truncada atrapa otros componentes de la leche, como grasas y minerales, para crear queso. ^{[ cita requerida ]}

El cuajo de ternera se extrae de la mucosa interna de la cuarta cámara del estómago (el abomaso ) de los terneros jóvenes durante el sacrificio del ganado. Estos estómagos son un subproducto de la producción de ternera . ^[3] El cuajo extraído de terneros mayores ( alimentados con pasto o granos ) contiene menos o nada de quimosina , pero un alto nivel de pepsina y solo se puede utilizar para tipos especiales de leche y quesos. Como cada rumiante produce un tipo especial de cuajo para digerir la leche de su propia especie, existen cuajos específicos para la leche, como el cuajo de cabrito para la leche de cabra y el cuajo de cordero para la leche de oveja . ^[4]

Los estómagos secos y limpios de terneros jóvenes se cortan en trozos pequeños y luego se colocan en agua salada o suero , junto con un poco de vinagre o vino para reducir el pH de la solución. Después de un tiempo (durante la noche o varios días), la solución se filtra. El cuajo crudo que queda en la solución filtrada se puede utilizar para coagular la leche. Aproximadamente 1 gramo de esta solución puede coagular normalmente de 2 a 4 litros de leche. ^[5]

Los estómagos congelados se muelen y se introducen en una solución de extracción de enzimas. A continuación, el extracto de cuajo crudo se activa añadiendo ácido; las enzimas del estómago se producen en una forma inactiva y son activadas por el ácido del estómago . A continuación, el ácido se neutraliza y el extracto de cuajo se filtra en varias etapas y se concentra hasta alcanzar una potencia típica de aproximadamente 1:15.000; es decir, 1 g de extracto puede coagular 15 kg de leche. ^{[ cita requerida ]}

Un kilogramo de extracto de cuajo contiene aproximadamente 0,7 g de enzimas activas; el resto es agua y sal y, a veces, benzoato de sodio ( E211 ), entre un 0,5 % y un 1,0 % para su conservación. Por lo general, 1 kg de queso contiene aproximadamente 0,0003 g de enzimas de cuajo. ^{[6] [7]}

Debido a la disponibilidad limitada de estómagos de mamíferos para la producción de cuajo, los fabricantes de queso han buscado otras formas de coagular la leche al menos desde la época romana . Las muchas fuentes de enzimas que pueden ser un sustituto del cuajo animal varían desde plantas y hongos hasta fuentes microbianas. ^[8] Los quesos producidos a partir de cualquiera de estas variedades de cuajo son adecuados para lactovegetarianos , así como para aquellos que mantienen una dieta kosher . La quimosina producida por fermentación se usa con más frecuencia en la fabricación industrial de queso en América del Norte y Europa hoy en día porque es menos costosa que el cuajo animal. ^[9]

Muchas plantas tienen propiedades coagulantes. Homero sugiere en la Ilíada que los griegos usaban un extracto de jugo de higo para coagular la leche. ^[10] Otros ejemplos incluyen varias especies de Galium , hojas secas de alcaparra , ^[11] ortigas , cardos , malva , Withania coagulans (también conocida como Paneer Booti, ​​Ashwagandh y la quesera india) y hiedra terrestre . Algunas producciones tradicionales de queso en el Mediterráneo utilizan enzimas de cardo o Cynara (alcachofas y cardos). También se puede utilizar ácido fítico, derivado de soja no fermentada , o quimosina producida por fermentación (FPC). ^{[ cita requerida ]}

El cuajo vegetal puede utilizarse en la producción de quesos kosher y halal , pero casi todos los quesos kosher se producen con cuajo microbiano o FPC. ^{[ cita requerida ]} Los llamados cuajos vegetales comerciales suelen contener un extracto del moho Rhizomucor miehei descrito a continuación. ^{[ cita requerida ]}

Algunos mohos como Rhizomucor miehei son capaces de producir enzimas proteolíticas . ^[12] Estos mohos se producen en un fermentador y luego se concentran y purifican especialmente para evitar la contaminación con subproductos desagradables del crecimiento del moho. ^[13]

La opinión tradicional es que estos coagulantes dan lugar a un amargor y un bajo rendimiento en el queso, especialmente cuando se añeja durante mucho tiempo. Con el paso de los años ^{[ ¿cuándo? ]} , los coagulantes microbianos han mejorado mucho, en gran medida debido a la caracterización y purificación de enzimas secundarias responsables de la formación de péptidos amargos/descomposición proteolítica no específica en el queso añejado durante largos períodos. En consecuencia, se ha hecho posible producir varios quesos de alta calidad con cuajo microbiano. ^[14]

También es apto para la elaboración de queso vegano , siempre que no se utilicen ingredientes de origen animal en su producción. ^[15]

Debido a las imperfecciones mencionadas anteriormente de los cuajos microbianos y animales, muchos productores buscaron otros sustitutos del cuajo. Con la ingeniería genética se hizo posible aislar genes de cuajo de animales e introducirlos en ciertas bacterias , hongos o levaduras para hacer que produzcan quimosina recombinante durante la fermentación. El microorganismo modificado genéticamente se elimina después de la fermentación y la quimosina se aísla del caldo de fermentación, de modo que la quimosina producida por fermentación (FPC) que utilizan los productores de queso no contiene un OGM ni ningún ADN de OGM. La FPC es idéntica a la quimosina producida por un animal, pero se produce de una manera más eficiente. Los productos FPC han estado en el mercado desde 1990 y, debido a que la cantidad necesaria por unidad de leche se puede estandarizar, son alternativas comercialmente viables a los cuajos animales o vegetales crudos, así como generalmente se prefieren a ellos en la producción industrial. ^[16]

Originalmente creada por la compañía de biotecnología Pfizer , la FPC fue la primera enzima producida artificialmente en ser registrada y permitida por la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos . ^{[17] [18]} En 1999, aproximadamente el 60% de los quesos duros de los Estados Unidos se elaboraban con FPC, ^[19] y tiene hasta el 80% de la participación en el mercado mundial de cuajo. ^[20] Para 2017, la FPC representa el 90% de la participación en el mercado mundial de cuajo. ^[21]

El FPC más utilizado es el producido por el hongo Aspergillus niger y comercializado bajo la marca CHY-MAX ^[22] por la empresa danesa Chr. Hansen , o el producido por Kluyveromyces lactis y comercializado bajo la marca Maxiren por la empresa holandesa DSM. ^[23]

El FPC es quimosina B, por lo que es más puro que el cuajo animal, que contiene una multitud de proteínas. El FPC proporciona varias ventajas al productor de queso en comparación con el cuajo animal o microbiano: mayor rendimiento de producción, mejor textura de la cuajada y menor amargor. ^[16]

Los quesos producidos con FPC pueden certificarse como kosher ^{[24] [25]} y halal ^[25] , y son adecuados para vegetarianos si no se utilizó ningún alimento de origen animal durante la producción de quimosina en el fermentador. ^{[ cita requerida ]}

Muchos quesos blandos se producen sin utilizar cuajo, coagulando la leche con un ácido, como el ácido cítrico o el vinagre , o el ácido láctico producido por la leche agria . El queso crema , el paneer , el queso rubing y otros quesos de consistencia ácida se elaboran tradicionalmente de esta manera. La acidificación también puede provenir de la fermentación bacteriana, como en la leche cultivada . ^{[ cita requerida ]}

Las alternativas veganas al queso se elaboran sin utilizar leche animal, sino soja, trigo, arroz o anacardos. Estos pueden coagularse con ácido utilizando fuentes como vinagre o jugo de limón. ^{[26] [27] [28] [29]}

En el yazidismo , se cree que la Tierra se coaguló y se formó cuando el cuajo fluyó desde el Manantial Blanco del Lalish celestial en el cielo hacia el Océano Primordial. ^[30]

• Queso
• Cuajada (postre)
• Leche
• Pepsina

• Página de Fankhauser sobre la historia y el uso del cuajo
• Apéndice D - Evaluación de hongos filamentosos - Presunción calificada de seguridad
• Registro de la FDA de la quimosina recombinante
• Quimosina recombinante
• Experimentos sobre el rendimiento del queso y la proteólisis mediante enzimas coagulantes de la leche
• Validación de quimosina recombinante y bovina por espectrometría de masas
• Proteasas vegetales nativas y biotecnológicamente modificadas con aplicaciones industriales