La presente tesis doctoral se enmarca dentro del proyecto europeo CRAFT 512626 (2004-07) cuyos objetivos principales fueron el estudio de los cambios producidos en la leche y en diferentes licuados vegetales al aplicar la tecnología de ultra-alta-presión homogenización (UHPH) y su potencial capacidad para producir a partir de leche o licuados tratados, diferentes productos derivados.
La UHPH es una nueva tecnología que posibilita la inactivación microbiana, la modificación de las principales estructuras de la leche e incluso cambios en las actividades enzimáticas. Con esta potencialidad de uso se creyó interesante abordar este trabajo de tesis consistente en el estudio de aplicación de la UHPH en leche como alternativa al tratamiento térmico convencional para la obtención de leche líquida de consumo.
Para cumplir con dicho objetivo, en primer lugar se llevaron a cabo estudios microbiológicos para establecer las condiciones de presión y temperatura necesarias para alcanzar una reducción microbiana inicial acorde a la normativa vigente para leches tratadas térmicamente. La leche se trató en un intervalo de presiones de 100-300 MPa (simple y doble etapa) con temperatura de entrada (Ti) de 30 y 40ºC y en base a estas pruebas se determinó que las condiciones más propicias a ser utilizadas eran las de 200 y 300 MPa con Ti = 30 y 40ºC. Por otra parte, en base a los registros de temperatura obtenidos en el equipo UHPH, se seleccionó como muestra control una leche de alta pasteurización (PA; 90ºC, 15s).
Se llevaron a cabo tres repeticiones en las que la leche se trató en las condiciones previamente seleccionadas y luego fue almacenada a 4ºC durante 21 días. Sobre estas muestras se estudiaron los cambios microbiológicos, físico-químicos, enzimáticos y sus efectos en la proteólisis, lipólisis, oxidación, formación de compuestos volátiles y características sensoriales de las leches.
En este trabajo se ha podido constatar que los tratamientos UHPH a presiones de 200-300 MPa fueron tan eficaces como el tratamiento PA en reducir la población microbiana, pero a diferencia del tratamiento térmico esta tecnología evita el sobrecalentamiento del producto tal como han mostrado los indicadores térmicos estudiados. La reducción microbiológica permitió obtener un producto con una vida útil de unos 18 días en refrigeración. Por otra parte, la UHPH produjo la reducción del tamaño de las partículas de la leche por efecto de la homogenización. En cuanto a las enzimas la fosfatasa alcalina fue completamente inactivada por todos los tratamientos. Sin embargo, la lactoperoxidasa y la plasmina no fueron inactivadas totalmente por algunos tratamientos. La actividad residual de plasmina junto con la reducción del tamaño de las partículas en las leches tratadas por UHPH llevó a que estas muestras presenten una mayor hidrólisis de caseínas en comparación a la leche PA. Las leches tratadas a 200 MPa se caracterizaron por sufrir un proceso lipolítico que se evidenció por el incremento de ácidos grasos libres durante el almacenamiento y que luego se comprobó mediante el análisis sensorial. Mientras que la lipólisis se dio en las muestras tratadas a 200 MPa, la oxidación mostró un fenómeno más intenso en las leches de 300 MPa. Sin embargo, este defecto no fue percibido por la mayoría de los consumidores que la describieron como una leche sin defectos, siendo la más apreciada en su valoración global.
El tratamiento UHPH de 300 MPa con Ti = 30ºC podría utilizarse como alternativa al tratamiento de pasteurización para la obtención de leche de consumo ya que permite alcanzar niveles microbiológicos, características físico-químicas y organolépticas comparables a una leche PA pero evitando el sabor a cocido característico de ésta última y la tendencia al desnatado durante su almacenamiento.

This Doctoral Thesis is framed within the European project CRAFT 512626 (2004-07) which main goals were to study the changes produced by ultra-high pressure homogenization (UHPH) in milk and in different vegetal milks and the potential of this new technology to produce from milk different products.
The UHPH is a new technology that enables the microbial inactivation, the modification of the main structures of milk and even changes in enzyme activities. With this potential use was thought interesting to address this thesis work involving the study of the UHPH application in milk as an alternative to conventional heat treatment to obtain liquid milk for consumption.
To meet this objective, in first place microbiological studies were conducted to establish the conditions of pressure and temperature needed to achieve an initial reduction of microorganisms according to the limits established for heat treated milk. Milk was treated in a range of pressures from 100 to 300 MPa (single and double stage) with inlet temperature (Ti) from 30 to 40ºC and, on the basis of these tests, it was determined that the most appropriate conditions to be used were 200 and 300 MPa with Ti = 30 y 40ºC. Furthemore, based on records of temperature obtained in the UHPH equipment, a high-pasteurized milk (PA; 90ºC, 15 s) was selected as a control sample.
Three repetitions were carried out in which milk was treated under the conditions previously selected and then stored at 4ºC for 21 days. On these samples were studied the microbiological, physico-chemical and enzymatic changes and its effects on the proteolysis, lipolysis, oxidation, formation of volatile compounds and sensory characteristics of milk.
In this work it was found that UHPH treatments at 200-300 MPa were as effective as PA treatment in reducing the microbial population, but unlike the heat treatment this technology avoids the overheating of the product as was shown by the thermal indicators studied. The microbiological reduction yielded a product with a shelf-life of about 18 days under refrigeration. On the other hand, due to homogenization the UHPH produced a reduction in the milk particles size. In relation to enzymes, the alkaline phosphatase was completely inactivated by all treatments. However, the lactoperoxidase and plasmin were not completely inactivated by certain treatments. The residual activity of plasmin together with the reduction of particle size in UHPH-treated milk led to greater hydrolysis of casein compared to PA milk. Milk samples treated at 200 MPa were characterized by a lipolytic process that was demonstrated by the increase of free fatty acids during storage and that was also confirmed through the sensory analysis. Whereas lipolysis was produced in samples treated at 200 MPa, oxidation took place in samples treated at 300 MPa. Nevertheless, oxidation was not perceived by the majority of consumers who described milk treated at 300 MPa as a milk without defects and it was the most prized in its overall assessment.
The UHPH treatment at 300 MPa with Ti = 30ºC could be used as an alternative to pasteurization to obtain fluid milk because it allows microbiological, physico-chemical and organoleptic characteristics similar to PA milk but avoiding the characteristic cooked flavour of PA milk and the tendency to creaming during storage.