El cardo Cynara cardunculus en la elaboración de queso

Los quesos de oveja y cabra tienen una gran repercusión en la economía de las zonas rurales de la cuenca Mediterránea, formando parte de su cultura. Por ello, adquiere una especial relevancia todo lo relacionado con la mejora u optimización de los aspectos tecnológicos durante su elaboración, así como el control microbiológico y de los procesos bioquímicos que tienen lugar durante todas las etapas de la fabricación, sobre todo cuando se trata de quesos protegidos bajo Denominación de Origen (D.O.)[1]. La industria láctea está especialmente interesada en la consecución de quesos de calidad y con alta seguridad alimentaria para dar respuesta a los nuevos desafíos y exigencias de los consumidores nacionales e internacionales. Esto unido al hecho de que se ha estimado que la demanda mundial de importaciones de queso irá aumentando alrededor de un 20% hasta 2022 [2], hace que en los últimos años se haya incrementado enormemente el número de trabajos científicos en torno a esta temática.

La coagulación es una de las etapas claves durante el proceso de elaboración de queso, ya que es la base de la conversión de la leche en este producto. Durante esta etapa se produce una concentración de la grasa y las proteínas de la leche mediante la agregación y precipitación de las caseínas, por medio de la acción enzimática de proteinasas de origen animal, vegetal, microbiano [3] o genético [4]. El resultado es la formación de un entramado proteico semisólido que, a modo de “esponja”, engloba los glóbulos de grasa y que conocemos como cuajada.

El extracto obtenido de flores molidas presenta una mayor actividad coagulante que el obtenido de las flores enteras, y la liofilización de sus extractos acuosos es una alternativa eficaz a la preparación diaria^[11], que permite aumentar la producción a nivel industrial

El cuajo animal, obtenido del cuarto estómago de los terneros jóvenes (abomaso), contiene principalmente la enzima llamada quimosina, que es una proteinasa aspartática con muy alta especificidad y baja actividad proteolítica, lo que permite obtener un gran rendimiento de queso. Sin embargo, al ser de origen animal su disponibilidad es limitada, lo que la dificulta su abastecimiento y eleva su precio. Esto, junto con la enorme expansión de consumidores que tanto por razones personales como religiosas, siguen dietas especiales en las que no se ingiere ningún producto derivado de animales, está haciendo que el interés por el uso de coagulantes de origen animal decrezca.

Por otro lado, existe bastante controversia en el uso de organismos modificados genéticamente para la obtención de formas puras de enzimas coagulantes similares a las animales. De hecho, algunos países como Alemania, Francia o Países Bajos tienen una legislación muy restrictiva a este respecto. Todos estos inconvenientes están incrementando el interés por la utilización de coagulantes vegetales, ya que las enzimas proteolíticas vegetales pueden extraerse a través de procesos de purificación sencillos [5], y se consideran adecuadas sustitutas de las de origen animal.

Las proteinasas vegetales que contienen las flores secas de cardo (Cynara cardunculus L.) han sido exitosamente utilizadas a lo largo de décadas como coagulantes para la elaboración de quesos tradicionales en la Península Ibérica [6, 7]. La alta actividad proteolítica que presentan, mucho mayor que la que poseen los de origen animal, puede ocasionar pérdidas en el rendimiento del queso [8] y sabores indeseables (alto amargor) cuando este se prepara con leche de vaca [8]. Sin embargo, esto no sucede con leche de oveja o cabra, probablemente debido a la especificidad de esta enzima, manifestando una actividad diferente cuando actúa sobre estos tipos de leche [8].

Ventajas e inconvenientes del uso de Cynara cardunculus

A pesar de que el uso de flores de Cynara cardunculus L. está ampliamente extendido para la elaboración de quesos, existe una serie de inconvenientes derivados de la recolección, manipulación, así como de las condiciones de almacenamiento de las flores, que dan lugar a una falta de estandarización de la calidad y elevados niveles de contaminación microbiana. Todo ello hace que a día de hoy resulte difícil su comercialización con un Registro Sanitario.

Los quesos resultantes de la formulación con Cynara cardunculus presentan unas características organolépticas particulares muy apreciadas por los consumidores, como son textura blanda y suave, alta solubilidad en boca y bajo amargor

En Extremadura, se emplean extractos vegetales obtenidos de flores molidas de cardo desde hace siglos para la elaboración de quesos de oveja protegidos bajo D.O., tales como la Torta del Casar y Queso de la Serena. Los quesos resultantes presentan unas características organolépticas particulares muy apreciadas por los consumidores, como son textura blanda y suave, alta solubilidad en boca y bajo amargor. En cuanto a su elaboración, la cantidad de flores secas y volumen de agua utilizado (para la obtención de un extracto vegetal acuoso), dependerán del volumen de leche que se emplee para la elaboración del queso, la calidad de la materia prima y la experiencia del quesero. No existe un método estandarizado para la preparación del extracto acuoso de Cynara cardunculus L., pero el proceso básico consiste en tomar las flores secas, molerlas, macerarlas en agua a temperatura ambiente durante un tiempo variable (normalmente de 12 a 24 horas) y, después, filtrar el extracto con una tela o gasa [9]. Por regla general, para coagular 100 l de leche a 30º C en una hora, son necesarios 50 g de flores.

Liofilización, la mejor opción para conservar el extracto vegetal

Respecto a las condiciones de almacenamiento, se ha observado que la actividad coagulante del extracto vegetal mantenido en congelación (-20º C) durante tres meses se mantiene estable, lo que permite economizar tiempo y conocer los parámetros microbiológicos y la actividad del cuajo antes de su uso. Sin embargo, el almacenamiento en refrigeración (4º C) no resulta eficaz, ya que se producen enormes pérdidas de actividad coagulante [10].

Los artesanos queseros suelen optar por preparar los extractos vegetales diariamente. En este sentido, se ha comprobado que la liofilización de los extractos acuosos de las flores es una alternativa eficaz a la preparación diaria [11], que permite aumentar la producción a nivel industrial.

Observación de la actividad coagulante

En nuestro estudio se evaluó la actividad coagulante (MCA) de extracto vegetal de Cynara cardunculus L. en dos condiciones, en función del tratamiento de las flores y en relación a los tiempos de maceración:

1. Extracto vegetal obtenido de flores molidas y enteras (el resultado se refleja en la imagen que abre este artículo).

2. Tiempos de maceración de 4 y 18 horas.

Los resultados revelaron que independientemente del tiempo de maceración empleado (4 ó 18 horas), el extracto obtenido de flores molidas presentaba una mayor actividad coagulante que el obtenido de las flores enteras (Figura 1). En concreto, macerar el extracto vegetal molido durante 4 horas (Figura 1A), supuso un incremento de alrededor del 30% de MCA respecto a la actividad obtenida tras ese tiempo en el cuajo de flores enteras, mientras que tras 18 horas (Figura 1B), el incremento rondaba el 25%.

Asimismo, se observó que el tiempo de maceración también influye en la actividad coagulante del extracto de flores molidas, obteniéndose sorprendentemente que, tras 4 horas, el valor de MCA es superior al hallado tras 18 horas de maceración (Figura 2A), hecho de especial relevancia ya que lo esperado sería que a mayor tiempo de extracción, mayor valor de MCA. Esto supone un ahorro de tiempo considerable respecto al tiempo empleado comúnmente por los artesanos queseros, lo cual podría traducirse en aumentos en la productividad. Además, un menor tiempo de infusión minimiza el desarrollo o crecimiento microbiano en el caso de que la materia prima tuviera una baja calidad microbiológica.

Bibliografía:

[1]. Medina M y Nuñez M. Cheeses from ewe and goat millk. En: Cheese: Chemistry, Physics and Microbiology. Elsevier 2017.

[2]. OECD-FAO. http://www.oecd.org/site/oecdfaoagriculturaloutlook/. 2013.

[3]. Boletín Oficial del Estado, 20 de enero de 1988, núm. 17. España. Orden 14 de enero de 1988 por la que se aprueba la norma general de identidad y pureza para el cuajo y otras enzimas coagulantes de leche destinados al mercado interior. Disponible en https://www.boe.es/eli/es/o/1988/01/14/(2)/con.

[4].Poulsen NA y cols. Journal of Dairy Science. 96: 4830-4842, 2013.

[5]. Grozdanovic MM y cols. International Dairy Journal. 32: 46-52, 2013.

[6]. Roseiro L. Sleep and Dairy News. 8. 65-80, 1991.

[7]. Macedo A y cols. Journal of Dairy Science. 76: 1725-1739, 1993.

[8]. Ben Amira y cols. International Journal of Food Properties. 20: S76-S93.

[9]. Roseiro LB y cols. International Journal of Dairy Technology. 56: 76-85, 2003.

[10]. Tavaira FK y cols. Food Chemistry. 72: 79-88. 2001.

[11]. Roa I y cols. Coagulante para leche extraído de Cynara cardunculus, procedimiento para su preparación y sus aplicaciones. Patente número ES2117958B1, 1999.

Agradecimientos:

Esta investigación ha sido sufragada por el Proyecto INNOACE, cofinanciado por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional a través del programa de Cooperación Interreg V-A España-Portugal (POCTEP) 2014-2020.