Separación de Componentes de la Leche

Introducción

La leche es una emulsión compleja que contiene agua, proteínas (principalmente caseína), grasas, lactosa, vitaminas y minerales. En esta práctica aprenderás a separar los principales componentes de la leche mediante procesos de coagulación y filtración, observando las propiedades de cada fracción.

Composición de la leche

• Agua: 87-88% del total
• Proteínas: 3-3.5% (caseína 80%, proteínas del suero 20%)
• Grasas: 3.5-4% (lípidos en forma de glóbulos)
• Lactosa: 4.5-5% (azúcar de la leche)
• Minerales: 0.7% (calcio, fósforo, etc.)
• Vitaminas: A, D, E, K, B

Material necesario

• Leche entera fresca (200-250 mL)
• Vinagre blanco o jugo de limón (ácido acético)
• Vaso de precipitados grande
• Placa calefactora o mechero Bunsen
• Termómetro
• Varilla de agitación
• Embudo y papel de filtro o tela de gasa
• Vasos para recoger las fracciones
• Espátula
• Balanza (opcional)

Procedimiento experimental

Coagulación de la caseína

Verter 200 mL de leche en un vaso de precipitados Calentar suavemente hasta 40-50°C (no hervir) Retirar del fuego Añadir lentamente vinagre (aprox. 20 mL) mientras se agita Observar la formación de grumos blancos (caseína) Dejar reposar 5-10 minutos Se separan dos fases: sólida (cuajada) y líquida (suero)

Separación de la caseína y el suero

Colocar un papel de filtro o gasa en el embudo Filtrar la mezcla separando la parte sólida de la líquida Recoger el líquido amarillento-verdoso (suero) en un vaso Lavar la caseína con agua fría para eliminar restos de ácido Escurrir bien la caseína Extender sobre papel absorbente para secar

Separación de la grasa (opcional)

Tomar leche fresca en un recipiente transparente Dejar reposar varias horas en el refrigerador Observar la capa de nata (grasa) que se forma en la superficie Retirar cuidadosamente la nata con una cuchara

Observaciones y resultados

Caseína (cuajada)

Sólido blanco gomoso que representa la principal proteína de la leche. Al secar, forma una masa plástica que históricamente se usó para hacer botones, peines y objetos decorativos (plástico de caseína o galalita).

Suero

Líquido amarillento-verdoso que contiene proteínas del suero (lactalbúmina, lactoglobulina), lactosa, vitaminas hidrosolubles y minerales. Es la base para producir proteína de suero (whey protein) utilizada en suplementos deportivos.

Grasa (nata)

Capa cremosa amarillenta rica en lípidos y vitaminas liposolubles. Es la materia prima para elaborar mantequilla y crema.

Fundamento científico

La caseína es una fosfoproteína que se encuentra en la leche en forma de micelas estabilizadas por iones de calcio y fosfato. Estas micelas mantienen la caseína en suspensión coloidal.

Al añadir un ácido (vinagre, limón), se reduce el pH de la leche. La caseína tiene su punto isoeléctrico alrededor de pH 4.6, donde precipita porque pierde su carga y las micelas se desestabilizan, formando grumos sólidos que podemos separar por filtración.

El calor moderado acelera el proceso pero no es esencial. Si se calienta demasiado, también coagulan las proteínas del suero.

Aplicaciones industriales

• Queso: La caseína coagulada es la base de todos los quesos
• Yogur: Fermentación ácida que coagula la leche
• Proteína de suero: Suplementos nutricionales y deportivos
• Mantequilla y crema: Productos derivados de la grasa láctea
• Lactosa: Se extrae del suero para diversos usos
• Bioplásticos: La caseína se puede usar para hacer plásticos biodegradables
• Adhesivos: La caseína es base de pegamentos naturales

Experimentos adicionales

Plástico de caseína

Moldea la caseína húmeda en formas deseadas. Déjala secar completamente (varios días). Obtendrás un material duro similar al plástico que se puede pulir y pintar.

Test de proteínas

Añade unas gotas de hidróxido de sodio y sulfato de cobre a una muestra de suero. Un color violeta indica presencia de proteínas (reacción del biuret).

Comparación de leches

Repite el experimento con diferentes tipos de leche (entera, desnatada, vegetal) y compara los resultados.

Preguntas para reflexionar

• ¿Por qué se coagula la leche cuando se agria?
• ¿Qué diferencia hay entre la leche entera y la desnatada en este experimento?
• ¿Cómo se relaciona este proceso con la fabricación de queso?
• ¿Qué pasaría si usáramos una base (como bicarbonato) en lugar de ácido?
• ¿Por qué las proteínas del suero no precipitan con el ácido?

Precauciones de seguridad

• Usar gafas de protección
• Tener cuidado al calentar la leche (no hervir)
• El vinagre puede irritar los ojos - evitar salpicaduras
• No ingerir los productos del laboratorio
• Lavar bien las manos después de la práctica
• Desechar correctamente los residuos orgánicos
• Limpiar inmediatamente cualquier derrame