Lacteos Final

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PRODUCTOS LÁCTEOS ELIANA BERNAL VILLAMIZAR 20421058 ARLEY NOVA RINCÓN 2040820 ANDREA PINZÓN FRÍAS 2052372 Profesor: Ing. JOSÉ ANDRÉS PÉREZ MENDOZA BIOPROCESOS ESCUELA DE INGENIERÍA QUÍMICA UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER Bucaramanga, 2009

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PRODUCTOS LÁCTEOS

ELIANA BERNAL VILLAMIZAR 20421058

ARLEY NOVA RINCÓN 2040820

ANDREA PINZÓN FRÍAS 2052372

Profesor:

Ing. JOSÉ ANDRÉS PÉREZ MENDOZA

BIOPROCESOS

ESCUELA DE INGENIERÍA QUÍMICA

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER

Bucaramanga, 2009

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INTRODUCCIÓN

Los lácteos, también denominados productos lácteos, son aquel grupo de alimentos que incluyen

la leche, así como sus derivados procesados (generalmente fermentados). Las plantas industriales

que producen estos alimentos pertenecen a la industria láctea y se caracterizan por la

manipulación de un producto altamente perecedero, como es la leche, que debe vigilarse y

analizarse correctamente durante todos los pasos de lacadena de frío hasta su llegada al

consumidor.1

La leche empleada mayoritariamente en la elaboración de los lácteos procede de la vaca (en

concreto de la raza Holstein),2 aunque también puede consumirse leche procedente de

otros mamíferos tales como la cabra o la oveja y, en algunos países, la búfala, la camella, la yak,

la yegua, y otros animales. En la actualidad la mayor parte de los alimentos funcionales se

elaboran a partir de productos lácteos.3 El consumo de productos lácteos ha experimentado,

desde la década de 1950, un considerable crecimiento en la demanda mundial que ha llevado a la

industria a superar retos.

La presente revisión bibliográfica tiene como objeto analizar los bioprocesos que se realizan a lo

largo de la producción de los derivados de la leche, teniendo en cuenta aspectos tales como las

condiciones de la materia prima, las condiciones de operación y las condiciones a las que se llevan

a cabo la producción de cada uno de los productos terminados.

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1. LA LECHE

La leche es una secreción nutritiva de color blanquecino opaco producida por las glándulas

mamarias de las hembras de los mamíferos (incluidos los monotremas).1 2 3 Esta capacidad es una

de las características que definen a los mamíferos. La principal función de la leche es la de nutrir a

los hijos hasta que son capaces de digerir otros alimentos. Además cumple las funciones de

proteger el tracto gastrointestinal de las crías contra patógenos, toxinas e inflamación y

contribuye a la salud metabólica regulando los procesos de obtención de energía, en especial

el metabolismo de la glucosa y la insulina.4 Es el único fluido que ingieren las crías de los

mamíferos (del niño de pecho en el caso de los seres humanos) hasta el destete. La leche de los

mamíferos domésticos forma parte de la alimentación humana corriente en la inmensa mayoría

de las civilizaciones: de vaca, principalmente, pero también de oveja, cabra, yegua, camella, etc.

La leche es la base de numerosos productos lácteos, como la mantequilla, el queso, el yogur, entre

otros.5 Es muy frecuente el empleo de los derivados de la leche en las industrias agroalimentarias,

químicas y farmacéuticas en productos como la leche condensada, leche en

polvo, caseínao lactosa.6 La leche de vaca se utiliza también en la alimentación animal. Está

compuesta principalmente por agua, iones (sal, minerales y calcio),hidratos de carbono (lactosa),

materia grasa y proteínas.2

1.1 Definición

Se puede definir la leche desde los siguientes puntos de vista:

� Biológico: es una sustancia segregada por la hembra de los mamíferos con la finalidad de

nutrir a las crías.

� Legal: producto del ordeño de un mamífero sano y que no representa un peligro para el

consumo humano.

� Técnico o físico-químico: sistema en equilibrio, constituido por tres sistemas dispersos:

solución, emulsión y suspensión.

1.2 Características de la leche cruda

1.2.1 Propiedades Físicas:

La leche de vaca tiene una densidad media de 1,032 g/ml. Es una mezcla compleja

y heterogénea compuesta por un sistema coloidal de tres fases:

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� Solución: los minerales así como los hidratos de carbono se encuentran disueltos en el agua.

� Suspensión: las sustancias proteicas se encuentran con el agua en suspensión.

� Emulsión: la grasa en agua se presenta como emulsión.

Contiene una proporción importante de agua (cerca del 87%). El resto constituye el extracto

seco que representa 130 gramos (g) por l y en el que hay de 35 a 45 g de materia grasa.

Otros componentes principales son los glúcidos lactosa, las proteínas y los lípidos. Los

componentes orgánicos (glúcidos, lípidos, proteínas, vitaminas), y los componentes minerales

(Ca,Na, K, Mg, Cl). La leche contiene diferentes grupos de nutrientes. Las sustancias orgánicas

(glúcidos, lípidos, proteínas) están presentes en cantidades más o menos iguales y constituyen la

principal fuente de energía. Estos nutrientes se reparten en elementos constructores, las

proteínas, y en compuestos energéticos, los glúcidos y los lípidos.

1.2.2 Propiedades químicas

El pH de la leche es ligeramente ácido (pH comprendido entre 6,6 y 6,8). Otra propiedad química

importante es la acidez, o cantidad de ácido láctico, que suele ser de 0,15-0,16% de la leche.

Análisis químico proximal de la leche de diversos mamíferos

Composición media de la leche en gramos por litro

Agua Extracto seco

Materia grasa

Materias nitrogenadas Lactosa

Materias minerales Totales Caseína Albúmina

Leche de mujer

905 117 35 12-14 10-12 4-6 65-70 3

Équidos

Yegua 925 100 10-15 20-22 10-12 7-10 60-65 3-5

Asna 925 100 10-15 20-22 10-12 9-10 60-65 4-5

Rumiantes

Vaca 900 130 35-40 30-35 27-30 3-4 45-50 8-10

Cabra 900 140 40-45 35-40 30-35 6-8 40-45 8-10

Oveja 860 190 70-75 55-60 45-50 8-10 45-50 10-12

Búfala 850 180 70-75 45-50 35-40 8-10 45-50 8-10

Reno 675 330 160-200 100-105

80-85 18-20 25-50 15-20

Porcinos

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Cerda 850 185 65-65 55-60 25-30 25-30 50-55 12-15

Carnívoros y Roedores

Perra 800 250 90-100 100-110

45-50 50-55 30-50 12-14

Gata 850 200 40-50 90-100 30-35 60-70 40-50 10-13

Coneja 720 300 120-130 130-140

90-100 30-40 15-20 15-20

Cetáceos

Marsopa 430 600 450-460 120-130

- - 10-15 6-8

Las sustancias proteicas de la leche son las más importantes en el aspecto químico. Se clasifican en

dos grupos: proteínas (la caseína se presenta en 80% del total proteínica, mientras que las

proteínas del suero lo hacen en un 20%), y las enzimas.7

La actividad enzimática depende de dos factores: la temperatura y el pH; y está presente en todo

el sistema de diversas formas. La fosfatasa es un inhibidor a temperaturas depasteurización e

indica que se realizó bien la pasteurización. La reductasa es producida por microorganismos ajenos

a la leche y su presencia indica que está contaminada. Laxantoxidasa en combinación con nitrato

de potasio (KNO3) inhibe el crecimiento de bacterias butíricas. La lipasa oxida las grasas y da olor

rancio a los productos y se inhibe con pasteurización. La catalasa se incrementa con la mastitis y, si

bien no deteriora el alimento, se usa como indicador microbiológico

1.2.3 Propiedades microbiológicas8

La leche cruda no debe contener más de 300.000 colonias bacterianas/ml, determinados por

recuento de placa. La leche pasteurizada no debe tener más de 30.000/mililitros.

La flora microbiana varía con los distintos tipos de quesos e inclusive entre varios quesos del

mismo tipo. Los microorganismos más importantes para recuento de quesos son: conformes,

bacterias psicotrofas, presencia de hongos y levaduras, Staphílococcus aureus (mastitis),

salmonella sp., gacillus cereus, Lactobacillus y Clostridíum perfrígens.

Aparte de la salmonella, el peligro potencial de fabricar quesos con leche cruda estaría también en

brucelosis y tuberculosis.

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La leche cruda debería ser de buena calidad bacteriológica, para evitar fermentaciones y

reacciones enzimáticas indeseables y debería estar libre de sustancias inhibitorias como

antibióticos residuales, los cuales interfieren con el crecimiento de la bacteria iniciadora.

Generalmente se considera que el queso con leche cruda tiene más sabor (Robinson,

1981).

A nivel de granjas se está generalizando el uso de refrigeración, con la cual sobreviven bacterias,

principalmente psicotrofas como Pseudomonas, Aeromonas y Alcalígenes que se multiplicarán

durante el transporte y el almacenamiento. Una eficiente pasteurización reduce el contaje total de

los microorganismos en el queso, pero sus enzimas pueden sobrevivir el tratamiento de calor y

ocasionar sabores desagradables en los quesos.

Estas enzimas tienen el potencial de perjudicar las propiedades de procesamiento de la leche. Las

lipasas pueden causar rancidez en el queso cheddar, holandés, suizo y camembert. Las enzimas

pueden degradar la caseína en la leche cruda durante el almacenamiento, produciendo péptidos,

los cuales se pierden en el suero y afectan los rendimientos del queso.

Con la pasteurización es importante el uso de fermentos y/o del cultivo iniciador. Estas enzirnas o

bacterias añadidas conjuntamente con las bacterias de la leche pueden verse afectadas en su

actividad por productos generados por bacterias de la leche o puede ocurrir una inhibición

competitiva, estando sujetas a inactivación y/o proteólisis.

Los organismos patógenos que pueden estar presentes en la leche cruda para elaboración de

quesos, pueden derivarse de ubres infectadas (mastíticas), de heces e instrumentos infectados, en

los cuales los microorganismos, a excepción de los formadores de esporas y los enterococos,

pueden ser destruidos por pasteurización total. Sin embargo, cuando el queso se hace de leche

cruda o hay una postcontaminación con patógenos o permanecen sus enterotoxinas, puede causar

un daño alimenticio.

Debido a la contaminación frecuente de la leche por el personal obrero y la alta incidencia de

mastitis estafilocócica en los rebaños lecheros, lacausafrecuentededañoporiosalimentos es debido

a las enterotoxinas producidas por Staphilococcus aureus. La salmonella aparece poco, no así las

cadenas enteropatogánicas de E. colíque causa desquebrajamientos en humanos y cuya

contaminación postpasteurización es rara.

Los iniciadores lácticos usados en la elaboración de quesos pueden efectivamente proteger al

queso contra patógenos por la producción de ácido láctico, ácido acético, agua oxigenada y

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antibiótico (ejemplo: nisina). Bajo condiciones óptimas de acidificación, la multiplicación y

muertede lospatógenospuedeestarinfluenciada por las cepas iniciadoras usadas.

La inclusión de leches mastíticas causa dificultades de coagulación, producen bajos rendimientos o

un queso muy húmedo. Las altas temperaturas pueden bloquear también la actividad enzimática

al depositarse las sales de la leche, especialmente bajo condiciones ácidas y a temperaturas sobre

75 °C, lo cual produce cuajadas suaves que liberan agua lentamente, en comparación con las

cuajadas elaboradas a partir de leche cruda.

1.2.4 Propiedades nutricionales9

Proteínas. La leche de vaca contiene de 3-3,5 por ciento de proteínas, distribuida en caseínas,

proteínas solubles o seroproteínas y sustancias nitrogenadas no protéicas. Son capaces de cubrir

las necesidades de aminoácidos del hombre y presentan alta digestibilidad y valor biológico.

Además del papel nutricional, se ha descrito su papel potencial como factor y modulador del

crecimiento.

Agua. Dispone un 88% de agua.

Lípidos. Figuran entre los constituyentes más importantes de la leche por sus aspectos

económicos y nutritivos y por las características físicas y organolépticas que se deben a ellos. La

leche entera de vaca se comercializa con un 3,5 por ciento de grasa, lo cual supone alrededor del

50 por ciento de la energía suministrada. Los componentes fundamentales de la materia grasa son

los ácidos grasos, ya que representan el 90 por ciento de la masa de los glicéridos.

Los ácidos grasos son saturados e insaturados:

Azúcares. La lactosa es el único azúcar que se encuentra en la leche en cantidad importante (4,5

por ciento) y actúa principalmente como fuente de energía. Se ha observado un efecto

estimulante de la lactosa en la absorción de calcio y otros elementos minerales de la leche. . La

leche de vaca contiene alrededor de 1 por ciento de sales. Destacan calcio y fósforo. El calcio es un

macronutriente de interés, ya que está implicado en muchas funciones vitales por su alta

biodisponibilidad así como por la ausencia en la leche de factores inhibidores de su absorción. Es

fuente importante de vitaminas para niños y adultos. La in-gesta recomendada de vitaminas del

grupo B (B1, B2 y B12) y un porcentaje im-portante de las A, C y ácido pantoténico se cubre con el

consumo de un litro de leche

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1.2.5 Composición

Tabla 1: Composición de la leche de diferentes especies (por cada 100 gramos)10

Nutriente Vaca Búfalo Humano

Agua, g 88,0 84,0 87,5

Energía, kcal 61,0 97,0 70,0

Proteína, gr. 3,2 3,7 1,0

Grasa, gr. 3,4 6,9 4,4

Lactosa, gr. 4,7 5,2 6,9

Minerales, gr. 0,72 0,79 0,20

La composición de la leche varía considerablemente con la raza de la vaca, el estado de lactancia, alimento, época del año y muchos otros factores. Aún así, algunas de las relaciones entre los componentes son muy estables y pueden ser utilizados para indicar si ha ocurrido alguna adulteración en la composición de la leche.

Tabla 2: Concentraciones minerales y vitamínicas en la leche (mg/100ml)10

MINERALES mg/100 ml VITAMINAS ug/100 ml*

Potasio 138 Vit. A 30,0

Calcio 125 Vit. D 0,06

Cloro 103 Vit. E 88,0

Fósfor 96 Vit. K 17,0

Sodio 8 Vit. B1 37,0

Azufre 3 Vit. B2 180,0

Magnesio 12 Vit. B6 46,0

Minerales trazas** <0,1 Vit. B12 0,42

Vit. C 1,7

* ug = 0,001 gramo

** Incluye cobalto, cobre, hierro, manganeso, molibdeno, zinc, selenio, iodo y otros.

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2. OBTENCIÓN DE LA LECHE

2.1. El ordeño

Las técnicas de ordeño son básicamente dos:

� Manual: Es necesario limpiar las ubres del animal de manera aséptica (esto es, con un jabón

especial y usando siempre agua potable) para evitar contagiar al animal con mastitis.

� Mecánica: Utiliza una succionadora que ordeña a la vaca en el mismo orden que el ordeño

manual. Extrae la leche haciendo el vacío. La diferencia radica en que lo hace en menos

tiempo y sin riesgo de dañar el tejido de la ubre. Se emplea en las industrias y en

algunas granjasdonde el ganado lechero es muy grande. Las succionadoras deben limpiarse

con una solución de yodo al 4%.

Al realizar el ordeño, siempre deben realizarse dos tareas:

� Desinfectar el pezón con agua destilada: Esto se realiza con una malla fabricada con manta de

cielo (una tela de color blanco realizada con hilo fino).

� Sellar el pezón: Se realiza con la misma solución con la que se limpian las succionadoras. La

diferencia radica en que el pezón se va a limpiar totalmente con esta solución para cerrar el

conducto lactífero. De esta forma se evita que el pezón se infecte. Si la succionadora generó

una herida en el animal, pues éste tiene piel muy sensible, el yodo evitará una infección

posterior.

Figura1: Esquema de ordeño mecánico

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3. RECEPCIÓN ANÁLISIS Y ACONDICIONAMIENTO DE LA LECHE

La figura siguiente muestra un esquema general del procesamiento de la leche desde su recepción

en planta hasta su conversión en diferentes productos

Figura2. Procesos para derivados lácteos

Se va a seguir el lineamiento mostrado en la figura anterior para el desarrollo de la temática.

3.1 Recepción de la leche

Figura 3. Recepción de Leche, vía tanque pesado

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El primer paso en el procesamiento de la leche es la recepción de la misma. Actividad que

afecta en gran medida la imagen de la empresa, ya que dependiendo de la calidad de la materia

prima (leche cruda), la cual debe ser establecida durante la recepción de la misma, dependerá la

calidad de los productos obtenidos.

Bajo el tema de recepción se manejan varios aspectos que van desde el momento posterior

de su obtención hasta los primeros procesos básicos antes de su transformación en derivados

lácteos.

3.1.1 Transporte de la leche11

La leche debe ser transportada desde la granja hasta las plantas procesadoras a través de

camiones cisternas, los cuales deben estar dotados de sistemas de enfriamiento de la leche o

aislamientos que mantengan la leche refrigerada o eviten que pierda temperatura durante el

trayecto. El diseño de las cisternas de cumplir con lo siguiente:

� Estar divididas en varios compartimientos (dos o tres) según la capacidad de

almacenaje. Esto evita la fuerte agitación por efecto de “vaivén” durante las

arrancadas y frenadas del camión a la vez que permite separar las leches de

diferentes productores o leches de diferente calidad.

� Las paredes deber ser redondeadas lo cual evita la acumulación de sucio y facilita

la limpieza y desinfección del tanque En nuestro país la mayoría, si no todos,

los vehículos utilizados para el transporte de leche cruda no poseen

sistemas de enfriamiento propios. En cambio poseen sistemas aislantes del

calor, que de manera eficiente evitan la pérdida de más de 1ºC en 24 horas.

Los vehículos utilizados para el transporte de leche cruda no poseen sistemas de

enfriamiento propios. En cambio poseen sistemas aislantes del calor, que de manera eficiente

evitan la pérdida de más de 1ºC en 24 horas.

El transporte debe asegurar el mantenimiento de la calidad de la leche cruda para que esta llegue

a la planta en condiciones de ser procesada para el consumo, por lo que no debe ser un factor

contaminante de la leche.

La leche debe ser manejada en todo momento con cuidado debido a que los tratamientos

bruscos (agitación, congelamiento, etc.) producen lesiones de los glóbulos grasos y liberación

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de grasa (ácidos grasos libres) que pueden conducir a la rancidez de la leche. En algunos países se

clasifica la leche de acuerdo al contenido de ácidos grasos libres por ser un reflejo del manejo que

ha tenido esta.

Figura 4. Camión sisterna para la recogida de leche

3.1.2 Recepción de la leche12,13

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Una vez en la planta la leche cruda debe ser sometida a una serie de análisis físicos y químicos

que determinen de manera rápida si reúne las condiciones establecidas para su recepción y

procesamiento. Estos análisis deben poder realizarse en un período no mayor de 30 minutos, ideal

que sea menor.

Dentro de estos análisis se encuentran las denominadas pruebas de plataforma tales como la

determinación de la temperatura, caracteres organolépticos (olor, color), peso específico

(densidad relativa), además de las denominadas pruebas de laboratorio: acidez titulable, pH,

tiempo de reducción de la rezasurina y prueba de estabilidad proteica al calor (prueba de

alcohol). El empleo de equipos automatizados y de procesos rápidos ha permitido incorporar a

los análisis de recepción, la determinación de grasa, proteínas, punto crioscópico, cloruros,

entre otras.

Una vez tomada la decisión de recibir la leche, esta es vaciada desde el camión por medio de

bombas y mangueras sanitarias (de fácil limpieza y desinfección), pasando luego por filtros,

desgasificadotes, contadores de flujo, enfriadores de placas y luego almacenada en grandes

silos hasta su procesamiento.

El flujo de la leche por lo general es de la manera siguiente:

3.1.3Equipos11

Mangueras Sanitarias: Son mangueras de gomas resistentes a los químicos y al calor que

se emplean para su desinfección, de allí el término “sanitaria”, y que además deben ser

fáciles de limpiar y desinfectar. El material debe ser inerte y no impartirle a la leche

ningún olor o sabor extraño. Su uso generalmente está limitado al área de recepción, ya

que en el resto de las plantas procesadoras la leche es conducida a través de

tuberías de acero inoxidable.

Tuberías: Las tuberías utilizadas en la industria láctea así como el resto de los equipos, en

las áreas que tienen contacto directo con el producto, son construidas con acero

inoxidable, ya que este tiene la ventaja de no impartirle olores o sabores a la leche, es

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resistente al calor, ácidos y álcalis empleados durante las tareas de lavado y desinfección.

Las tuberías son de diferentes diámetros de acuerdo al volumen a trasportar y son

unidas entre sí y con los diferentes equipos con juntas de fácil remoción para su

limpieza, pero que a la vez deben asegurar la unión para evitar goteo de leche o que entre

aire al sistema.

Bombas: La leche necesita ser bombeada desde el camión cisterna hacia los tanques

de almacenamiento y desde estos hacia el resto de los componentes del proceso.

En la industria láctea se utilizan diferentes tipos de bombas según el producto que

se esté trabajando (leche, crema, leches fermentadas, etc.), las cuales deben tener en

común el ser elaboradas en acero inoxidable, ser fácilmente desmontables para su

lavado y desinfección y no deben dañar en ningún grado al producto, por ejemplo

incorporar aire o causar rompimiento de los glóbulos de grasa con la consecuente

liberación de ácidos grasos y alteración de las características organolépticas.

Las bombas centrifugas son las más económicas y por ello las más ampliamente

empleadas. Se utilizan para transportar la mayoría de los fluidos. Tienen la desventaja de

que no son autocebante y no pueden bombear líquidos can gran cantidad de aire. Otro

tipo de bomba son las bombas de anillo líquido que son autocebante y pueden

bombear líquidos con alta cantidad de aire, por lo que generalmente se usan para el

transporte de fluidos de limpieza (álcalis, ácidos, agua caliente). También son

empleadas para bombear líquidos viscosos y que deben ser tratados con suavidad.

Las bombas de desplazamiento positivo se emplean en aquellos casos donde se requiere

trabajar con altas presiones y líquidos viscosos que deben ser tratados con productos pero

no dentro de las líneas de proceso. Son menos empleadas.

Filtros: Los filtros ayudan a eliminar las partículas macroscópicas de la leche, tales como

restos de alimentos, insectos, etc. Son elaborados de acero inoxidable. Es prudente que se

cuento con dos filtros, que trabajen alternativamente mediante una bifurcación en la

tubería, de manera que al obstruirse uno por exceso de sucio pueda desviarse el flujo de

lecha hacia el otro sin detener el bombeo de leche. Contador de Flujo: toda planta

procesadora debe tener un sistema confiable para conocer la cantidad de leche que está

recibiendo. Algunas emplean sistemas de balanzas que pesan al camión lleno del producto

y luego de haberlo vaciado, y por la diferencia de peso determinan la cantidad de leche.

Otro manera es por medio de un contador de flujo, el cual es un mecanismo diseñado para

registrar el volumen de leche que pasa a través de el. El aire contenido en la leche hace

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que las lecturas no sean exactas, razón que debe tomarse en cuenta para instalar un

desaireador antes del contador.

Contador de Flujo: Toda planta procesadora debe tener un sistema confiable para conocer

la cantidad de leche que está recibiendo. Algunas emplean sistemas de balanzas que

pesan al camión lleno del producto y luego de haberlo vaciado, y por la diferencia de peso

determinan la cantidad de leche. Otro manera es por medio de un contador de flujo, el

cual es un mecanismo diseñado para registrar el volumen de leche que pasa a través de

él. El aire contenido en la leche hace que las lecturas no sean exactas, razón que debe

tomarse en cuenta para instalar un desaireador antes del contador.

Desaireador: El desaireador que se ubica en el área de recepción (diferente al

desgasificador en la línea de proceso), es un equipo en cierto modo simple, que cumple la

función, como su nombre lo indica, de eliminar aire de la leche.

La leche en la ubre contiene aire en una cantidad que depende de la cantidad de aire en la

sangre de la vaca. Esa cantidad oscila entre el 4,5 al 6% de los cuales, 0,1% es oxigeno, 1%

es nitrógeno y 3,9 a 4,9% es dióxido de carbono. La cantidad de oxigeno es baja

debido a que en la sangre este está ligado a la hemoglobina, mientras que los niveles de

CO2 son altos, ya que es transportado por la sangre hacia los pulmones. Ese aire se

encuentra una parte disuelto y otra parte disperso.

Durante el ordeño, el vaciado de la leche en cantaras, tanques de

almacenamiento y durante el transporte se le incorpora más aire a la leche, llegando a un

volumen que puede estar entre 5 al 7% (6% en promedio), pero que en algunos

casos pudiera ser del 10%.

Ese aire causa diversos problemas como imprecisión en la medida del volumen de la leche,

incrustación en las superficies de las placas de los pasteurizadotes, ineficiencia en el

descremado centrifugo, batido parcial de la crema con la consecuente liberación de

grasa libre, y reduce la estabilidad del yogurt (separación de suero). Esas son

razones más que suficiente para justificar la eliminación del aire en la leche.

Enfriador de Placas: el enfriador de placas es un intercambiador de calor (serán

discutidos más profundamente durante el tema de pasteurización), donde por un lado

circula la leche a enfriar y por el otro agua helada. Su empleo se justifica debido a

que la leche llega a la planta a diferentes temperaturas, y antes de almacenarse se

debe asegurar que la misma este por debajo de los 5ºC. Este equipo no es necesario si la

leche que es recibida será inmediatamente procesada.

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Tanques de Almacenamiento: Las industrias lácteas emplean comúnmente tanques

silos verticales, diferentes a los horizontales que se consiguen en las unidades de

producción. La capacidad de esos tanques varía desde los 25.000 hasta los 200.000 litros.

Cuando son muy grandes son colocados fuera de la instalación. Estos tanques no poseen

sistemas de enfriamiento, la leche es enfriada antes de ser almacenada. Poseen

sistemas aislantes que evitan que la leche se caliente. Además deben están

provistos de agitadores para evitar la separación de la crema. La agitación debe ser suave

para no causar cambios en el producto. El llenado siempre se hace por la parte inferior

para evitar la formación de espuma.

3.1.4 Estandarización12

El proceso de estandarización se realiza con el objetivo de regular el contenido graso de

la leche a un valor deseado, para la elaboración de los diversos derivados lácteos.

Algunas plantas procesadoras reciben leche cruda con un porcentaje de grasa por encima

del mínimo exigido por las normas legales, ello permite que se estandarize la leche al

valor establecido en las normas, descremando y obteniendo crema que pueden

utilizar para la elaboración de otros productos (crema, mantequilla, etc.), a la vez que

obtienen leche completa con un porcentaje menor al de la materia prima cruda,

pero que cumple con lo exigido en las normas.

Tradicionalmente al hablar de estandarización se está refiriendo al ajuste del contenido

graso, pero igualmente puede hablarse de estandarización cuando se realiza el ajuste del

contenido de sólidos no grasos, por ejemplo, en la elaboración de yogur; aunque algunos

prefieren llamar a este proceso fortificación.

La regulación del contenido graso puede realizarse añadiendo o sustrayendo crema,

añadiendo leche descremada o mezclando leche descremada con crema.

3.2 Valoración de la calidad de la Leche

3.2.1 Determinación del contenido en grasa14

El contenido de grasa en la leche puede variar de menos de 3 % a más de 6 %, dependiendo de

la raza, la alimentación, etc. Esta se encuentra emulsificada en forma de glóbulos grasos de un

tamaño de 0,1 a 6 micras. Los glóbulos se encuentran rodeados de una membrana de

Page 17: Lacteos Final

fosfolípidos y proteínas que le imparten estabilidad y evitan su coalescencia. La estabilidad de

la emulsión se rompe con el batido, la congelación o laacción de agentes químicos (ácidos,

detergentes, etc.), y es aumentada por la homogeneización que reduce el tamaño de los

glóbulos a 2 micras o menos de diámetro.

La determinación del contenido graso es de gran importancia ya que:

• Este parámetro influye en el precio a pagar por litro de leche.

• Permite determinar si una muestra de leche cumple con los valores legales establecidos.

• Es necesario conocer su valor para estandarizar la leche a los parámetros requeridos para la

elaboración de derivados.

• Para tener valores de referencia para la selección genética de los rebaños.

Los métodos utilizados para la determinación de grasa en leche y derivados pueden

clasificarse dentro de tres grupos:

� Métodos Volumétricos: que utilizan agentes químicos (ácido sulfúrico, detergentes),

para lograr la ruptura de la emulsión, la separación de la grasa y medir

consecutivamente la grasa separada en botellas especiales. A este grupo ertenecen los

métodos de Babcock (Herreid 1942), de Gerber (Gerber-Schneider) y aquellos que

emplean detergentes tales como la técnica Tesa.

� Métodos Gravimétricos: aquellos que utilizan solventes orgánicos para extraer la

grasa, que luego de la evaporación de estos, se determina mediante pesada

delextracto graso seco. En este grupo se encuentra el método de Roesse-Gottlied y sus

diversas modificaciones entre las cuales se encuentra la de Mojonnier (Mojonnier,

Bros 1925).

� Métodos Instrumentales: fundamentados en la determinación de una determinada

propiedad de la leche proporcional en algún sentido a su contenido de grasa. por

ejemplo la medición de la turbidez en condiciones controladas en instrumentos como

el Milkotester, el Lactronic, etc.

Page 18: Lacteos Final

3.2.1.1 Determinación de grasa en leche cruda o pasteurizada,homogeneizada o no. método de

gerber.

El método de Gerber perfeccionado por el químico Suizo N. Gerber, en 1892, sefundamenta al

igual que el de Babcock, en el empleo del ácido sulfúrico y la fuerza centrifuga para separar la

grasa de la leche o sus derivados en unas botellas especiales que permite medir directamente el

porcentaje de grasa por volumen. Al mezclarse la grasa con el ácido en determinadas

proporciones, el ácido primero precipita y luego disuelve las proteínas y demás constituyentes de

la leche con excepción de la grasa. Al mismo tiempo el ácido digiere la membrana del glóbulo de

grasa y eleva la temperatura de la muestra, lo que a su vez disminuye la tensión interfacial (grasa-

fase acuosa ácida) y la viscosidad. En estas condiciones la grasa funde, se aglomera y tiende a

separarse favorecidos por la diferencia de su densidad (0.93) y la densidad de la mezcla ácida

(1.43).

A diferencia del método de Babcock, el método de Gerber utiliza alcohol isoamílico, el cual ayuda

a disminuir la tensión interfacial favoreciendo la ruptura de la emulsión, la separación de la grasa,

además de prevenir la sulfonación y carbonización de la misma.

El método de Gerber tiene las siguientes ventajas sobre el de Babcock: es más rápido, requiere

menor cantidad de ácido y sus resultados no son afectados por la homogenización. Sin embargo

tiene la desventaja de necesitar otro reactivo, tapones especiales que deben ser reemplazados con

el uso y es más peligroso. Los resultados obtenidos con este método son ligeramente superiores

que los obtenidos por el de Babcock.

Materiales:

� Butirómetros de Gerber

� Centrifuga de Gerber calentada a 55 °C

� Baño de agua a 55 – 60 °C

� Pipetas volumétricas de 11 mL

Reactivos:

� Ácido Sulfúrico (p.e. 1,82 - 1,83).

� Alcohol Isoamílico (p.e. 0,810 – 0,812),

Muestras:

Page 19: Lacteos Final

� Leche Cruda

� Leche Pasteurizada.

Procedimiento:

Hacer dos determinaciones en paralelo

1. Transferir 10 ± 0,2 mL de ácido sulfúrico enfriado entre 15,5 y 21,1 °C a un butirómetro de

Gerber.

2. Adicionar cuidadosamente 11 mL de leche a no más de 23,9 °C (lentamente al principio para

evitar la mezcla) y 1 mL de alcohol isoamílico. Nunca debe adicionarse el alcohol directamente

sobre el ácido.

3. Insertar el tapón y sujetando el butirómetro por los extremos agitar los líquidos totalmente

evitando quemarse con proyecciones de la mezcla ácida. Cuando la cuajada se halla disuelto por

completo continuar la agitación por 10 a 15 segundos para asegurar la total digestión. En caso de

leche homogeneizada la agitación debe ser un 50% más prolongada.

4. Invertir el butirómetro varias veces para mezclar el ácido remanente en el cuello.

5. Llevar los butirómetros invertidos a la centrifugadora a 1000 r.p.m. por cinco minutos. La

centrifuga debe estar calentada a no menos de 55°C.

6. Remover los butirómetros y leer inmediatamente el porcentaje de grasa, haciendo coincidir la

base de la columna con el cero, por medio del ajuste del tapón.

7. Si el número de butirómetros es grande, se pueden colocar en baño María a 55-60°C hasta el

momento de efectuar la lectura. De resultar difícil la separación de la grasa se recomienda calentar

los butirómetros a 65°C y repetir lacentrifugación.

Resultados Problemáticos:

La columna de grasa separada debe observarse de un color amarillo translúcida sin partículas

suspendidas y el liquido bajo la columna debe estar perfectamente claro. A veces se forman unos

depósitos entre la capa de la materia grasa y la solución atacada, las causas pueden ser que la

leche no se haya mezclado completamente con el ácido, que sean impurezas provenientes del

ácido o partículas de sucio de los tapones. En todo caso es recomendable repetir la prueba. Si la

Page 20: Lacteos Final

materia de grasa no se separa bien, puede ser que los butirómetros se hayan enfriados o que la

cantidad de ácido sea insuficiente. En el primer caso basta con volver a calentar los butirómetros y

en el segundo se debe repetir el análisis.

Algunos otros defectos se presentan en el siguiente cuadro

Defectos de la columna Posible causa

Muy oscuro y/o conteniendo partículas carbonosas

Exceso de ácido o ácido muy fuerte. Temperatura de la leche y/o el ácido muy alta. Adición violenta del ácido Mezcla incompleta o retardada

Muy clara y/o conteniendo partículas de cuajada

Cantidad insuficiente de ácido. Ácido débil. Temperaturas bajas de la leche y/o ácido. Agitación insuficiente o inadecuada que produce disolución incompleta de las proteínas.

Con apariencia turbia (lechosa) Butirómetros sucios. Agua dura.

3.2.2. Determinación del contenido en sólidos lácteos no grasos14

La determinación de sólidos totales (ST) y sólidos no grasos (SNG) es de importancia para:

• Determinar si una muestra cumple con los requisitos legales establecidos.

• Dicho valores combinados con la información lactométrica y otras pruebascomplementarias

permite establecer si una leche se encuentra adulterada.

• Establecer el rendimiento de la leche para la elaboración de productos lácteos(queso, yogurt,

leche en polvo, etc.)

• Tener valores de referencia para la selección genética de los rebaños. El porcentaje promedio de

sólidos totales es de 12,7% representados por la grasa en emulsión, las proteínas en suspensión

coloidal, lactosa, vitaminas, sales y otros componentes orgánicos e inorgánicos en solución. Los

componentes sólidos no grasos representan en promedio 8,7%. En Venezuela se ha reportado un

promedio de 13,7% de sólidos totales para la leche producida en el Estado Zulia (Boscán 1973).

Page 21: Lacteos Final

Las Normas COVENIN para leche cruda (0903-93) y leche pasteurizada (0798:1994), exige un

mínimo de 12 % para sólidos totales y 8,8 % de sólidos no grasos.La determinación de los sólidos

totales se puede realizar por diferentes métodos:

1. Métodos Gravimétricos: Fundamentos en la evaporación del agua de una muestra de

peso conocido y la pesada del residuo seco. La evaporación puede hacerse por

diferentes técnicas como son:

1.1. Calentamiento preliminar en baño de vapor, seguido de desecación a 98-100ºC, en estufa

hasta peso constante; método oficial de la Association of Official Analytical Chemists

(A.O.A.C.).

1.2. Evaporación preliminar sobre una placa termoeléctrica hasta la aparición de las primeras

trazas de color marrón, seguido de desecación al vació a 100ºC; método de Mojonnier, 1925.

1.3. Calentamiento con una lámpara de rayos infrarrojos o por el calor irradiado de una resistencia

eléctrica, técnicas aplicadas en las Balanzas de Ohaus, Cenco, y similares (Newlander and

Atherton, 1964).

2. Métodos Volumétricos: permiten la determinación del agua contenida en una

muestra, por técnicas volumétricas tal como la destilación y subsiguiente medición

del agua destilada en un tubo colector graduado, como en el método de destilación

con tolueno aplicado en el análisis de leche en polvo (Newlander-Atherton,1964).

3. Métodos basados en la medición de una determinada propiedad: Proporcional en

cierto sentido al contenido de sólidos totales. En este grupo encontramos los

siguientes métodos:

3.1. La determinación de peso específico, cuyo valor conocido el porcentaje de grasa, permite

calcular, mediante formulas especiales tanto el porcentaje de sólidos totales como el de

sólidos no grasos. Esta determinación puede hacerse utilizando diversas técnicas como

aquellas que emplean la balanza de Mohr-Westphal, el picnómetro, el lactómetro o las

técnicas de la esfera plásticas (Golding, - 1959 ).

3.2. La medición de la absorbancia en el infrarrojo, como en el Milko-Scan de N. Foss Electric.

Page 22: Lacteos Final

3.2.2.1 Sólidos totales y cenizas en leche, leche descremada o suero. Método A.O.A.C.

En este método, una cantidad exactamente conocida de la muestra preparada se

evapora en baño de María para eliminar la mayor parte del agua y luego se somete a

desecación en una estufa hasta peso constante. La muestra desecada puede utilizarse

para determinar el porcentaje de cenizas totales por incineración a no más de 550°C

realizando el cálculo por diferencia de peso.

Materiales y aparatos:

� Cápsula de porcelana o platino (diámetro no menos de 5 mm y 20-25 mm alto)

� Pinzas

� Baño de vapor

� Estufa de desecación (AOAC:98-100ºC) (100±2ºC según COVENIN 932)

� Mufla (550ºC)

� Desecador de vidrio

� Balanza analítica

Muestra:

� Leche

Procedimiento:

Hacer dos determinaciones en paralelo de acuerdo con el siguiente procedimiento:

Determinación de sólidos totales: (COVENIN 932-76)

1. Pesar 5 g de muestra preparada (20ºC) en cápsulas de porcelana previamente taradas. Si

se van a determinar las cenizas, emplear crisoles tapados.

2. Evaporar sobre un baño de vapor por 30 minutos, exponiendo la mayor parte de la

superficie externa del crisol al vapor.

3. Llevar los crisoles a la estufa de desecación calentada a 100ºC ± 2ºC.

4. Después de 3 horas de desecación, enfriar los crisoles en un desecador

5. Pesar los crisoles rápidamente. Repetir hasta que la diferencia no sea mayor de 0,5 mg

(Periodos de 30 min)

Page 23: Lacteos Final

6. Calcular el porcentaje de sólidos totales de cada muestra y tomar el promedio.Expresar

los resultados en peso/volumen.

� Determinación de cenizas totales: (A.O.A.C)

Para la determinación de cenizas totales, continuar el procedimiento de la siguiente

manera:

1. Llevar los crisoles a la mufla calentada a no más de 550ºC

2. Incinerar hasta obtener cenizas libres de carbón.

3. Enfriar en un desecador y pesar.

4. Calcular el porcentaje de cenizas totales por diferencia de peso

3.2.2.2 Determinación de sólidos totales y sólidos no grasos en leche. Método lactométrico.

El peso específico de la leche aumenta proporcionalmente con el porcentaje de sólidos

no grasos y disminuye a medida que aumenta el contenido de grasa. El aguado y la

adición de crema tiende a disminuir esta propiedad, mientras que la separación de la

grasa láctea la aumenta. La leche descremada, por lo tanto, tiene mayor densidad que la

leche integral. En base a la relaciones mencionadas, se han establecido formulas

especiales que permiten calcular el porcentaje de sólidos totales y sólidos no grasos en

las leche a partir de la lectura lactométrica corregida y el porcentaje de grasa.

A continuación se presentan las formulas simplificadas de Babcock:

%�� � ��. �� � � . ���� � �. %��� � ��. �� � ��. ���� � �.

Donde: %ST: Porcentaje de sólidos totales

%SNG: Porcentaje de sólidos no grasos

L: Lectura lactométrica corregida (15ºC) en grados Quevenne

G: Porcentaje de grasa

Cuando el porcentaje de grasa es superior a 4% es necesario hacer una corrección de 0,14 para ST

Materiales y Aparatos:

Page 24: Lacteos Final

� Los mismos utilizados para la determinación de Densidad y Grasa

Muestras:

� Leche cruda y pasteurizada

Procedimiento:

1. Determinar el peso específico de la muestra en grados Quevenne (L) a la

temperatura del laboratorio por el procedimiento indicado en el trabajo práctico numero

uno. Paralelamente determinar el porcentaje de grasa de la muestra (G).

2. Calcular el porcentaje de sólidos totales y sólidos no grasos a partir de L Y G, aplicando la

formula correspondiente.

3.2.2.3 Sólidos totales en leche. Método de mojonnier

Su fundamento es el mismo que el del método de la A.O.A.C. con la diferencia de que la

desecación se hace en una plancha eléctrica en presencia de vacío. Los resultados obtenidos

son más exactos que los arrojados por el método de la A.O.A.C., debido principalmente a

las altas temperaturas alcanzadas en este ultimo, que conlleva a la formación de una

película superficial que dificulta mucho la evaporación, impidiendo muchas veces la total

eliminación del agua. A las temperaturas próximas a los 100 ºC, se pierden junto con el agua

ciertos componentes volátiles como ácidos grasos de cadena corta. Además se desencadena

diversas reacciones químicas que repercuten en variaciones de peso, así por ejemplo, reacciones

de óxido reducción lipídica que dan lugar a ganancias de peso o de reacciones de Maillard que

producen lo contrario.

Materiales:

� Aparatos de Mojonnier

� Platos de aluminio

� Pipetas para “Pesar”

Procedimiento:

1. Tomar 5 mL de muestra y transferirla en un plato de aluminio.

Page 25: Lacteos Final

2. Calentar el plato en la placa de calentamiento a 180 °C hasta la aparición de las primeras trazas

de color marrón.

3. Transferir los platos a la cámara de vacío y calentar por 10 minutos

aproximadamente. La temperatura debe ser de 100°C y el vacío no menos de 20 pulgadas.

4. Enfriar los platos en el desecador y pesar.

5. Calcular el porcentaje de ST por diferencia de peso. Expresar los resultados en peso/peso

3.2.3. Determinación del extracto seco total.

Los sólidos presentes en la leche se expresan mediante el extracto amo, para lo cual se evapora

un volumen de leche a sequedad y se pesa luego el residuo obtenido, calculando el porcentaje

correspondiente.

El extracto seco no graso, o extracto flaco, se establece restando la grasa butirosa

del extracto seco:

extracto seco total - grasa butirosa = extracto seco no graso

El extracto seco no graso ha de superar el 8,25%. Su disminución es otro índice de adulteración,

por aguado o por descremado.

3.2.1. Recuento microbiológico

Por ser la leche un producto biológico rico en hidratos de carbono, grasas, proteínas, minerales,

vitaminas y oligoelementos, y por poseer un pH óptimo (cercano a la neutralidad), se constituye

en un medio adecuado para la multiplicación de la mayoría de las bacterias contaminantes15.

Recogida asépticamente y procedente de un animal sano, siempre contiene células provenientes

de la sangre y de la glándula mamaria, además de los diversos microorganismos que habitan

normalmente en el canal del pezón16.

La actividad bacteriana en la leche puede deberse a contaminación, provocando alteración en la

composición, desarrollo de patógenos, formación de toxinas, etc., o bien por inoculación, como

ocurre en los procesos de elaboración de los productos fermentados17. Una alta carga de bacterias

Page 26: Lacteos Final

contaminantes en la leche disminuye la vida útil de los productos elaborados, desmejora la calidad

organoléptica y nutricional, e interviene en los procesos de fermentación ácido láctica y en la

coagulación enzimática promoviendo el deterioro o proteólisis de las caseínas (1, 35). La tasa de

multiplicación de las bacterias es dependiente de la temperatura, y cuanto más controlado se

encuentre el ambiente de las vacas durante el ordeñe, menor número de organismos podrán

ingresar y colonizar el canal del pezón17.

Conservar la leche recién ordeñada a ~ 4 °C permite mantener estable la carga bacteriana. Sin

embargo, a bajas temperaturas por largos períodos de tiempo se selecciona el desarrollo de la

flora psicrotrofa, lo cual origina serios problemas en la industria láctea, siendo importante por lo

tanto no solo conocer la cantidad de bacterias presentes sino también su tipo, ya que ciertos

grupos (Pseudomonas spp., Bacillus spp., etc.) son productores de enzimas proteolíticas y

lipolíticas, las cuales ocasionan reducción en los rendimientos queseros, rancidez, gelificación de

la leche UHT, etc. 18

La calidad integral de la leche adquiere gran importancia en función a dos aspectos fundamentales

como son la salud pública y su aptitud industrial, necesitando obviamente de todos los sectores

involucrados en la producción primaria, conservación, transporte, almacenamiento y

transformación. Es imprescindible partir de animales sanos, genéticamente aptos, apropiadas

condiciones de alimentación y manejo, buenas prácticas de higiene, control y tratamiento de

mastitis y otras patologías, con el objetivo de asegurar al consumidor productos inocuos, íntegros

y legítimos19.

En la actualidad, existen programas que contemplan análisis fisicoquímicos, bacteriológicos y

aquellos referidos a la sanidad de la ubre, los cuales permiten implementar sistemas de pagos por

calidad, e inclusive, numerosos han sido los esfuerzos para desarrollar y aplicar metodologías

rápidas de diagnóstico como ser la evaluación de ATP bioluminiscencia, enumeración de

microorganismos por fluorescencia óptica utilizando naranja de acridina y actividad de catalasa

para detectar altos niveles de bacterias mesófilas. En este marco, los aspectos microbiológicos

adquieren suma relevancia, en especial el recuento de bacterias totales ya que define la calidad

higiénica de la leche producida. Por otro lado son numerosas las estrategias en lo que respecta a

incorporar programas de aseguramiento de la calidad en la industria lechera, al igual que

establecer rigurosos sistemas de control a nivel de productos terminados. Los países lecheros

desarrollados han caracterizado la calidad de leche que producen no solamente a nivel de tambos,

sino también de industrias, lo cual les ha permitido evolucionar de manera sistemática e

implementar estrategias continuas de mejoramiento.

Page 27: Lacteos Final

3.2.1. Presencia de antibióticos20,21,22

La presencia de antibióticos en la leche está dada por la costumbre de los criadores de administrar

betalactámicos y otros antibiótico a las reses para que estas tengan mayor crecimiento y

produzcan más carne, además de que les previene infecciones.

Ya que esta clase de antibióticos (betalactámicos) son muy alergénicos y pueden producir tales

efectos a mínimas concentraciones, existe reglamentación en muchas partes del mundo que

delimitan la concentración máxima permisible de determinados antibióticos en derivados

animales (carne, leche, etc.).

La mayoria de estos límites se encuentran en el rango de las ppb (nanogramos por militro, o

microgramos por kilogramo, o sea una nada). Algunos de éstos límites son de 5 ppb para la

amoxicilina y de 1 ppb para la ampicilina.

Tabla3: Riesgos a la salud de los consumidores por la presencia de residuos de antibióticos en leche

El uso excesivo de los antibióticos, y en muchos casos, inapropiado, ha dado lugar a un rápido

aumento de microorganismos resistentes a estos medicamentos, es decir, microorganismos que

han adquirido la capacidad para resistir los efectos de un antibiótico ante el cual normalmente

eran susceptibles.

Es importante enfatizar que las referencias técnicas y normativas, tanto nacionales como

internacionales, indican que es indispensable se apliquen buenas prácticas agrícolas, veterinarias,

de alimentación animal, así como de higiene en las explotaciones lecheras, para evitar la presencia

de residuos de fármacos en la leche.

Page 28: Lacteos Final

3.3 TERMIZACIÓN23

En muchas centrales lecheras de gran tamaño no es posible pasterizar y procesar toda la leche

inmediatamente después de la recepción. Parte de la leche debe ser almacenada en tanques silo

durante horas o días. Bajo estas condiciones, incluso un enfriamiento intenso no es suficiente para

prevenir serios deterioros de la calidad.

Muchas industrias entonces precalientan la leche hasta una temperatura inferior a la de

pasterización para inhibir eventualmente el crecimiento bacteriano. Este proceso de denomina

termización. La leche se calienta a 63º-65ºC durante 15 segundos, una combinación

tiempo/temperatura que no inactiva la enzima fosfatasa. La doble pasterización está prohibida en

muchos países, ya que la termización no debe sustituir las condiciones de pasterización.

De esta forma se consigue ampliar la vida de almacenamiento de la leche cruda sin limitar sus

posteriores posibilidades de utilización. A continuación, y debido a que la leche tiene unos

contenidos de grasa variables, se la somete a normalización. Esta operación permite ajustar su

contenido en grasas a unos valores concretos y, con ello, la obtención de leches de consumo y

otros derivados lácteos con proporciones muy determinadas de grasa en función del uso

estimado.

Para prevenir que las bacterias formadas de esporas se multipliquen tras la termización, la leche

debe ser rápidamente enfriada hasta 4ºC o hasta una temperatura inferior, y no se debe mezclar

con leche cruda o no tratada. Muchos expertos opinan que la termización tiene un efecto

favorable sobre ciertas especies formadoras de esporas. El tratamiento térmico provoca que

muchas esporas retornen a la forma vegetativa, lo que implica que serían destruidas mediante un

tratamiento de pasterización posterior de la leche.

La termización debe aplicarse únicamente es casos excepcionales. El objetivo debe ser pasterizar

toda la leche que entra a la industria dentro de las 24 horas de su recepción.

Page 29: Lacteos Final

4. PROCESAMIENTO DE PRODUCTOS LÁCTEOS

Existen muchas categorizaciones acerca de los lácteos. Una de las clasificaciones más intuitivas

resulta de la clasificación los sub-productos resultantes de la leche cruda, tal y como se puede

mostrar en el siguiente gráfico:

4.1 QUESO

Queso, producto alimenticio sólido o semisólido que se obtiene separando los componentes

sólidos de la leche, la cuajada, de los líquidos, el suero. Cuanto más suero se extrae más compacto

es el queso. El queso se elabora desde tiempos prehistóricos a partir de la leche de diferentes

mamíferos, incluidos los camellos y los alces. Hoy en día, sin embargo, la mayoría de los quesos

son de leche de vaca, a pesar del incremento que ha experimentado en los últimos años la

producción de quesos de cabra y oveja. Es un elemento importante en la dieta de casi todas las

sociedades porque es nutritivo, natural, fácil de producir en cualquier entorno, desde el desierto

hasta el polo, y permite el consumo de leche en momentos en que no se puede obtener.

4.1.1Categorías

En la actualidad existen más de 2.000 variedades de queso, entre las que se encuentran algunas

variaciones sobre los tipos originales, como el suizo-americano, el cheddar canadiense o el brie de

Somerset. A pesar de su origen animal, los quesos pueden dividirse en dos categorías básicas:

naturales y procesados.

Quesos procesados

Page 30: Lacteos Final

Un adelanto reciente es la fabricación de quesos procesados, producidos a partir de uno o más

tipos de quesos naturales, añadiendo emulsionantes, agua, nata y aromas de jamón, frutas,

nueces o especias. Se conservan más tiempo que los quesos naturales y su valor nutritivo es casi el

mismo. No obstante, se pierde el carácter único del queso original.

Quesos naturales

Hay miles de variedades de quesos naturales, aunque pueden clasificarse en siete categorías

básicas según su textura o grado de humedad y el tipo de corteza, criterios ambos que se emplean

para juzgarlos y determinar sus características básicas.

Su composición química promedio es la siguiente:

AGUA 60,0%

GRASA 19,0%

PROTEÍNA 17,0%

CARBOHIDRATOS 2,0%

SALES MINERALES 2,0%

4.1.2 Elaboración

Cuajado

Cuajadas de queso gouda.

Page 31: Lacteos Final

El único proceso estrictamente necesario en la elaboración del queso es el denominado cuajado,

consistente en separar la leche usada en una cuajada sólida del suero líquido. El queso que se

pretende obtener será básicamente la cuajada, a la que adicionalmente se le aplicarán otros

procesos hasta dar con las características buscadas. Las formas más comunes de realizar la

separación de la leche es añadiéndole algún tipo de fermento o cuajo y la acidificación. Para

acidificar la leche se pueden emplear ácidos como el vinagre o el limón, pero actualmente es más

frecuente el uso de bacterias, que convierten los azúcares de la leche en ácido láctico. Estas

bacterias, junto a las enzimas que producen, también juegan un importante papel en el futuro

sabor del queso tras su añejamiento. En la mayoría de quesos se emplean bacterias como las

Lactococcus, Lactobacillus o Streptococcus. Los quesos suizos se caracterizan por el uso de

bacterias Propionibacter shermani, que producen burbujas de dióxido de carbono y dotan al queso

de agujeros, como en el caso del emmental.

Algunos quesos frescos se cuajan únicamente por acidificación, pero en la mayoría se usan

también cuajos. El cuajo hace que tome un estado más consistente, en comparación con las

frágiles texturas de las cuajadas coaguladas simplemente por ácidos. También permiten tener un

nivel más bajo de acidez. Generalmente los quesos frescos y menos añejos se obtienen a partir de

cuajadas con un mayor porcentaje de acidificación, frente al uso de cuajo, más significativo en

quesos más duros, secos y curados.

Procesamiento de la cuajada

Mezclado y batido de la cuajada de queso emmental, previamente a su troceado.

En este punto, el queso ha adquirido una textura espesa y húmeda. Algunos quesos blandos

estarían prácticamente listos, a falta de ser deshidratados, salados y empaquetados. En el resto de

Page 32: Lacteos Final

quesos, la cuajada se corta en pequeñas secciones, para facilitar la extracción del agua de las

piezas individuales de cuajada.

En el caso de los quesos duros, se calientan a temperaturas entre un intervalo de 33ºC a 55ºC. De

esta manera se deshidrata más rápidamente y también se consiguen sutiles cambios en el sabor

final del queso, afectando a las bacterias existentes y a la estructura química de la leche. En los

quesos que se calientan a temperaturas superiores se emplean bacterias termófilas, capaces de

sobrevivir a ellas, como las Lactobacillus o Streptococcus.

La sal juega distintos papeles en la elaboración del queso, aparte de aportar un sabor salado.

Puede emplearse para mejorar la conserva, y para afirmar la textura con su interacción con las

proteínas. En algunos quesos la sal se aplica únicamente al exterior del queso, pero en otros casos

se mezcla directamente con la cuajada.

Dependiendo del tipo de queso se aplican un gran número de técnicas específicas, que dan las

características finales al sabor y a la textura. Se pueden citar como ejemplos el estirado y

sumergimiento en agua caliente, hasta llegar a la textura fibrosa de la mozzarella; o el constante

batido de la cuajada, limpiándola con agua para bajar el nivel de acidez muy lentamente, aplicado

en quesos como el emmental o gouda.

Muchos quesos no adquieren su forma final hasta que son prensados en un molde. Cuanto más

duro es el queso, mayor presión se le ha aplicado. La presión elimina humedad —los moldes

permiten la fuga del agua— y hace que la cuajada se afirme en cuerpo sólido.

Añejamiento

Los quesos frescos ya estarían listos para consumir llegados a este punto, sin embargo, a la

mayoría de quesos les queda todavía un largo periodo de añejamiento y curado hasta estar

completamente listos. Durante el añejamiento dentro de los moldes, nuevos microbios se

introducen en el queso, intensificando su sabor. Lentamente la caseína y la grasa se convierten en

una compleja red interna de aminoácidos, aminas y ácido graso.

Durante el proceso del curado también se le pueden aplicar otras técnicas de conservación y

modificación del sabor, como el incremento de la sal introduciéndolo en agua salada, el ahumado,

o incluso el sazonado con especias o vino. Un caso radical ocurre con el queso casu marzu de

Page 33: Lacteos Final

Cerdeña, cuyo proceso de añejamiento se realiza con larvas de la mosca del queso. Cabe anotar

que este queso se puede consumir con las larvas adentro, y que actualmente su venta se

encuentra prohibida por las autoridades sanitarias italianas, por lo que se consume

clandestinamente.

4.1.3 Operaciones unitarias con sus condiciones de operación

La elaboración del queso en términos generales es muy parecida entre los distintos tipos de

quesos. Sin embargo, existen algunos cambios importantes en algunas operaciones unitarias

dentro de la variedad de productos.

a) Recibo de leche en planta:

La leche cruda es transportada en cisternas de acero inoxidable y en bidones plásticos, por medio

de camiones de baranda, una vez que llega a la planta procesadora se procede al lavado de los

tanques normalmente en áreas externas a la planta.

Cuando la leche entra a la planta se toma muestras la misma para la realización de análisis, cuyos

resultados deben cumplir con los parámetros establecidos para la aceptación (Temperatura

máxima: 28° C, Organolépticos: olor, sabor y color característicos de leche cruda, Prueba de

Alcohol: no debe presentar reacción o formación de coágulos) y posterior recepción del lote,

descargándola en la tina de recepción de leche.

Se realizan otros análisis de la leche una vez descargada para evaluar su calidad: Reductasa

(Reducción del azul de metileno) y Acidez.

b) Higienización / Medición / Enfriamiento:

Le leche se hace pasar por un filtro de tela fina, en ese momento puede ser medida ya sea por

volumen (contando el número de pichingas llenas y su nivel) o a través de una balanza

incorporada al tanque de recepción para medir el peso.

Luego se bombea hacia el sistema de enfriamiento de placas para bajar su temperatura a 4° C.

Este procedimiento no siempre se cumple en todas las queseras.

c) Almacenamiento de leche en planta:

Page 34: Lacteos Final

La leche cruda enfriada es almacenada en los tanques silos de leche cruda, antes de ser impulsada

a la línea de proceso.

EN LOS TANQUES DE ALMACENAMIENTO:

d) Estandarización:

La leche cruda, es bombeada hacia la descremadora para estandarizar el contenido de materia

grasa a 2.5 %, separando la grasa en exceso del parámetro en forma de crema.

e) Pasteurización / Enfriamiento / Traslado de leche:

La leche es impulsada hacia el intercambiador de calor de placas denominado (sistema de

pasteurización HTST) por medio de bombeo, en el cual se realiza el ciclo de pasteurización a 76º C

durante 15 segundos en la sección de calentamiento del intercambiador de calor y el tubo de

mantenimiento (serpentín) para ser enfriada en la sección de enfriamiento del HTST hasta 33-34º

C, luego es impulsada a la tina en la que se elaborará el producto.

f) Inoculación:

La leche calentada hasta 33-34º C se le agrega los aditivos (Cuajo líquido y cultivos lácticos

mesófilos) y se agita para lograr una distribución homogénea de los aditivos. Esta operación es

realizada en un tiempo aproximado de 10-15 minutos.

g) Coagulación:

La mezcla inoculada coagula totalmente a 33-34° C durante un periodo de 30-40 minutos.

Densidad de la leche cogulada Cuba de cuajado

h) Corte manual de la cuajada:

Una vez que se lleva a cabo la coagulación de la leche (33-34 º C) se procede al corte del producto

formado utilizando liras de acero inoxidable provistas de cuerdas de acero inoxidable tensadas,

que son las que realizan el corte de la leche cuajada. Esta operación es realizada en un tiempo de

aproximadamente 10-15 minutos.

Page 35: Lacteos Final

Lira o cuchilla y el movimiento de la lira en el cuajo

i) Desuerado:

Se da previamente 30 minutos de agitación rápida auxiliado con las palas plásticas y 10 minutos de

agitación lenta y se procede a realizar el desuerado total del producto a 33-34 º C durante 45

minutos, haciendo drenar todo el suero contenido en él.

j) Molienda / Salado:

El queso concentrado a 33-34º C, en una alternativa, es llevado en bloque a la máquina picadora

para su trituración y se le va agregando la sal con una dosificación de 0.18 libras de sal por cada 4

litros de leche procesada. La otra alternativa es desuerar y reintegrar el 20 % del suero con una

concentración de sal del 7 % peso / volumen. Es agitado durante 15 minutos para lograr un salado

homogéneo, se desuera totalmente y es llevado en bloque a la máquina picadora para su

trituración. En ambos procesos se logra tener en el producto final una concentración de sal de 4.5

%.

k) Moldeo /Prensado:

El producto salado (33-34º C) es colocado en moldes de acero inoxidable y prensados a 100 PSI en

una prensa hidráulica por un periodo de 48 horas.

Introduciendo cuajo en molde. Moldes listos para prensar. Prensado de quesos

l) Maduración:

Es la última fase de la fabricación del queso. La cuajada, antes de iniciarse la maduración, presenta

una capacidad, volumen y forma ya determinadas. Suele ser ácida en razón de la presencia de

ácido láctico. En el caso de los quesos frescos la fabricación se interrumpe en esta fase. Los demás

tipos de queso sufren una maduración más o menos pronunciada, que es un fenómeno complejo y

más conocido.

• Los quesos duros: maduran en condiciones que eviten el crecimiento superficial de

microorganismos y disminuyan la actividad de los microorganismos y enzimas del interior.

La maduración ha de ser un proceso lento y uniforme en toda la masa del queso, no debe

afectar el tamaño.

Page 36: Lacteos Final

• Los quesos blandos: se mantienen en condiciones que favorezcan el crecimiento de

microorganismos en su superficie, tanto mohos (Penicillium amemberti en queso

Camembert), como bacterias Brevibacterium linens en queso Limnurger). Los enzimas

producidos por estos microorganismos se difundirán hacia el interior del queso,

progresando la maduración en esta dirección. La forma plana y el tamaño relativamente

pequeño de estos quesos favorecerán dicho proceso.

• Un sistema intermedio sería el utilizado en los quesos madurados internamente por

mohos (quesos azules). Al inicio, los microorganismos y sus enzimas son responsables de

cambios en el interior del queso. Posteriormente se favorece la penetración de aire al

interior del queso, introduciéndose, de forma natural o mediante inoculación, mohos

como Penicillium roqueforti, responsable del sabor y aspecto característicos de estos

quesos.

m) Empaque:

El producto terminado es empacado en bolsas de Poli-Etileno de Baja Densidad.

Almacenamiento de quesos prensados Empaque al vacío

n) Almacenamiento:

Los quesos son llevados al cuarto frío de almacenamiento de producto terminado manteniéndose

la temperatura a 4-8º C para garantizar una vida útil de 60 días.

o) Expendio:

El producto es vendido algunas veces en planta, otras veces se transporta al extranjero

directamente en camiones provistos de frío para mantener la temperatura adecuada entre 4-6º C.

4.1.4. Diagrama de Flujo de Proceso de Elaboración de Queso

Page 37: Lacteos Final

4.1.5. Equipos Auxiliares

Una quesera típica que funcione de manera semi-automatizada y se evite al máximo la

manipulación de la leche y el derrame debe contar con los siguientes componentes para poder

decir que cumple con todas las disposiciones reguladoras, industriales, sanitarias y ambientales:

� Cántaros o Pichingas de aluminio

Page 38: Lacteos Final

� Tanque para recepción de leche

� Bomba para trasiego de leche

� Medidor de Flujo digital

� Intercambiador de calor de placas

� Separadora centrífuga y normalizadora

� Tanque para almacenar leche cruda

� Intercambiador de calor de placas

� Tanque para crema

� Marmita

� Pasteurizador de Placas

� Tina Quesera de doble chaqueta con agitadores integrados

� Liras de acero inoxidable

� Palas de acero inoxidable

� Tanque para salmuera

� Molino

� Moldes de acero inoxidable

� Prensa Hidráulica

� Mesa de Trabajo

� Máquina selladora al vacío

� Accesorios y tuberías

Page 39: Lacteos Final

� Planta Eléctrica

� Banco de Hielo

� Compresor de aire

� Tanque de acero inoxidable para el lacto-suero

� Tanque para Almacenar agua

4.1.6. Parámetro de rendimiento

En su totalidad el potencial de la leche para la fabricación de queso es de aproximadamente 75%,

es decir, que se recupere en forma de queso el 75 % de las proteínas y el 93 % de la materia grasa.

4.1.7 Organismos utilizados en la fabricación del queso

La enzima utilizada es la renina o quimosina. Produce la proteolisis parcial de la leche, que

conduce a la formación de la cuajada y, posteriormente, al queso. Anteriormente, se obtenía a

partir del rumen de los rumiantes, con uan producción bastante baja. Los microorganismos

permiten obtener enzimas de las mismas características que las animales, obteniéndose

principalmente de hongos (Rhizomucor miehei, Rhizomucor pusilis, Aspergillus nidulans o

Aspergillus niger), debido a su mayor facilidad para la manipulación genética. Actualmente, se

estudian procesos usando Esclerichia coli o Kluyveromyces lactis. Se utilizan también distintas

lipasas, que al degradar ácidos grasos generan compuestos que otorgan sabor a los lácteos.

4.1.8 Sistemas de control

- Control de la producción de leche.

La D.O. participa y promueve acciones encaminadas a mejorar el ordeño higiénicamente

adecuado. Se realizan análisis de la leche tanto químicos como bacteriológicos, además de

investigar la incidencia de actuaciones fraudulentas.

Page 40: Lacteos Final

- Control de fabricación.

La D.O. desarrolla una labor de supervisión de los diferentes sistemas de control y facilita a las

empresas un modelo de parte de fabricación.

- Control de producto acabado en quesería. Se realiza una toma de muestras mensual al azar en las

queserías adscritas y se analizan aspectos como la ausencia de pasterización, índices de grasa,

niveles microbiológicos, etc. Además se lleva a cabo el análisis sensorial.

- Control de conservación y venta del producto.

Se realiza un control mediante visitas a los establecimientos de venta de Idiazabal y se toman

muestras frecuentemente para corroborar que se cumplen todos los requisitos establecidos.

Independientemente de los controles de calidad específicos realizados por el C.R.D.O., los

productores están comenzando a presentar una sensibilidad a implantar sistemas de autocontrol

en las empresas, de acuerdo con la normativa europea y que mejoren y faciliten las actividades de

control y homogeneización de los quesos. En este sentido, se ha realizando un trabajo de

introducción de un sistema basado en la metodología ARCPC (Análisis de Riesgos y Control de

Puntos Críticos) en varias queserías a raíz del cual se ha confeccionando un modelo de

implantación para las mismas (Molina y col., 1998)

4.1.9. Costos de producción

Para la instalación de una quesería es necesario considerar la ubicación de la planta de producción

dentro de un área determinada. Es importante tener muy en claro los diferentes aspectos en los

que se desarrollan las empresas de este tipo como son los factores que intervienen en el proceso

productivo.

A. Requerimientos básicos del local

El local para una quesería debe estar ubicado en un punto tal que tenga facilidad de acceso a las

zonas en las que se realizará el acopio y la zona en la que se ofrecerá el producto elaborado; para

esto es necesario a su vez contar con suficiente agua, luz, servicios auxiliares, como sistemas de

comunicación vial.

Page 41: Lacteos Final

B. Requerimientos de equipos e insumos y la inversión estimada para implementar una quesería

de 300 L por día.

C. Requerimiento del Personal

El número de personas que se estima pueden laborar en una quesería es un total de tres personas

como mínimo, tomando en consideración el tamaño de la planta el volumen mínimo rentable y las

condiciones actuales de capacidad operativa y rentabilidad que pueda dejar esta actividad.

D. Sistema de abastecimiento

Para el presente caso se considera la utilización de leche fresca como materia prima, en volumen

mínimo de 300 litros por vez, por lo que la ubicación de la zona de abastecimiento, el precio de la

materia prima y las necesidades de la zona serán determinantes para el buen funcionamiento de

la actividad productiva.

Page 42: Lacteos Final

E. Distribución en Planta

Sobre la base de los 300 litros de producción, se debe tener en cuenta que el diseño de la planta

de procesamiento, debe ser adecuada y sobre todo funcional, de modo que tenga todas las

posibilidades de desarrollo y crecimiento a futuro, considerando un inicio de producción del

volumen antes mencionado.

- Costos directos

- Costos indirectos

- Costos unitarios

Page 43: Lacteos Final

4.1.10. Diagrama de bloques para la producción de queso

4.2. Crema de leche

Crema es la parte especialmente rica en grasa de la leche obtenida por descremado natural o por

centrifugación de la leche entera. El uso de la crema es diverso, pero su mayor utilidad es como

alimento natural del hombre y, tratada en forma especial como materia prima en la elaboración

de mantequilla.

El nivel graso de la crema depende del destino de producción que se le dé: para la producción de

mantequilla debe tener de 35 a 40% de grasa; la crema para café tiene un contenido graso de 12 a

18%, la crema para batir normalmente tiene 35% de grasa y la doble nata o crema tiene mínimo

50% de grasa.

El uso de crema en la elaboración de mantequilla tiene las siguientes finalidades:

• Reducir el volumen de la masa a batir, aumentando la capacidad de la batidora.

Page 44: Lacteos Final

• Acortar la duración del batido

• Aumentar el rendimiento industrial al disminuir el porcentaje y el volumen total de la

materia grasa perdida en el suero de mantequilla.

4.2.1. Descremado de la leche

La separación de la crema o nata se fundamenta en la diferencia de densidad entre los glóbulos

grasos (0,93) y la que constituye la leche desnatada (1,036).

Hasta finales del ultimo siglo se practicaba el desnatado espontáneo, dejando la leche en reposo

durante varias horas. Este método ha sido abandonado, modernamente se ha impuesto el

desnatado centrífugo por sus múltiples ventajas.

� Separación por decantación espontánea o estática

Cuando la leche se deja en reposo, los glóbulos grasos se separan en régimen laminar, es decir, sin

turbulencia. Se efectúa en recipientes variables principalmente de poca altura, y a temperaturas

vecinas a 10°C.

Este sistema de descremado natural sólo se emplea para la fabricación de ciertos quesos y ya no

se emplea para la fabricación de mantequilla debido a que la leche descremada retiene de 0,5 a

1,5% de grasa, asimismo es lento y tiene alto riesgo de contaminación.

� Separación mecánica por acción centrífuga

El desnatado natural, es una operación lenta y discontinua. Para acelerarlo y en flujo continuo se

recurre a la fuerza centrífuga que separa a los componentes de la leche en capas distintas en base

a la densidad, de este modo se obtiene la crema, leche descremada y las impurezas contenidas en

la leche (pelos, tierra, guano, etc.)

El descremado mecánico se realiza en equipos denominados descremadoras o desnatadoras.

4.2.2 Equipos de descremado de la leche

4.2.2.1 Descremadoras centrífugas

Funcionamiento de una desnatadora "abierta"

Page 45: Lacteos Final

El aparato se compone esencialmente de un tambor o bol rotatorio, donde tiene lugar la

separación de la crema, de los mecanismos de arrastre del bol, de colectores de la crema, de la

leche descremada y del armazón que sostiene todos estos elementos.

Bol

Generalmente adopta una forma más o menos cilíndrica. Un tubo central conduce la leche hasta la

base del bol. Este último está provisto en su interior de platillos ensartados en el tubo central y

separados entre sí unos 2 milímetros por los pequeños salientes de su cara superior. El número de

platillos varía según el débito de la desnatadora. Los aparatos de las granjas, con una capacidad de

desnatado de 150 litros/hora, tienen una veintena de platillos, mientras que las desnatadoras

industriales de 5.000 litros/hora pueden tener más de un centenar.

La leche completa penetra en el bol por los orificios situados en la base del tubo central de

alimentación. La leche desnatada y la nata salen por los colectores de la parte superior del bol. Un

tornillo de regulación de caudal, situado en el orificio de salida de la nata, permite variar a

voluntad el contenido en grasa de la misma al modificar su distancia al eje del bol. En efecto,

cuanto más cerca se halle de este ultimo, tanto más rica y espesa será la nata.

Actualmente el bol de la desnatadora es siempre de acero inoxidable. En la desnatadora de tipo

tubular, el bol constituye un tubo largo y estrecho sin platillos. La alimentación se efectúa por

aspiración en la parte inferior y la nata y la leche desnatada salen por el extremo superior.

Mecanismos de mando

En la mayoría de los casos, el bol descansa en un árbol vertical sobre cojinetes con rodamientos de

bolas. La extremidad inferior del árbol lleva una ranura y engrana en una rueda de dientes

helicoidales que un dispositivo especial de acoplamiento progresivo por fricción hace solidario de

un árbol horizontal, accionado por una manivela en las desnatadoras a mano o por un motor en

los aparatos de mayor caudal.

Un taquímetro, provisto de un timbre en las desnatadoras de granja permite controlar la velocidad

de rotación del bol, que puede detenerse rápidamente gracias a un eficaz sistema de freno. El

engrase del conjunto del árbol y de la rueda helicoidal se realiza por un baño de aceite muy fluido

completado, a veces, por un sistema de bomba.

Page 46: Lacteos Final

En el curso de la rotación, el bol se autoequilibra, ya que su centro de gravedad está situado por

debajo de su punto de apoyo en el árbol.

En ciertas desnatadoras, el bol carece de soporte y cuelga de un eje animado por un movimiento

de rotación. El bol se encuentra en una posición invertida con respecto a la de los otros modelos.

Tuberías

Son las siguientes:

- Alimentador, constituido por un dispositivo conectado a la parte superior del tubo central del

bol, que lleva un flotador y un regulador del caudal:

- Colector de nata, recipiente circular provisto de una tubería de evacuación por la que sale la nata

- Colector de la leche desnatada, idéntico al precedente, excepto en volumen, que generalmente

es un poco mayor.

Mientras que en los aparatos de bol asentado el colector de nata está situado por encima del

colector de leche desnatada, en los aparatos de bol suspendido la disposición es inversa.

Los colectores son de acero inoxidable.

Bastidor

Los colectores están conectados sobre un bastidor de hierro esmaltado protegiendo el bol y los

mecanismos. En algunas pequeñas desnatadoras cerradas es corto y puede fijarse una tabla. Los

aparatos más importantes soportan un bastidor de 3 a 4 pies.

4.2.2.2 Descremadoras semi-cerradas o semi-herméticas

En la desnatadora abierta, la leche desnatada al salir con fuerza al colector, provoca la formación

de gran cantidad de espuma por incorporación del aire. Esta espuma es extraordinariamente

molesta en la industria, porque disminuye la capacidad de los recipientes, dificulta el buen

funcionamiento de las bombas, etc.

Page 47: Lacteos Final

Para eliminar la espuma hay, que impedir la agitación de la leche al aire libre. Esto se consigue

evacuándola a presión (2,5 a 3,5 bares) mediante una pequeña cámara situada en la parte

superior del bol y solidaria a él.

Esta cámara desemboca en un canal de evacuación que forma cuerpo con el alimentador y que,

por tanto, es fijo.

La leche desnatada es aspirada por este canal hasta el espacio anular que separa el tubo de ajuste

de la evacuación, siguiendo canales helicoidales dispuestos en este último. La leche penetra en la

tubería por lo que es evacuada al exterior.

La nata es recogida mediante un tornillo en un colector. La regulación de la riqueza de nata puede

realizarse mediante este tornillo y también mediante un grifo situado en la tubería de evacuación,

pues cuando disminuye el caudal se obtiene una nata menos rica y a la inversa.

Algunas desnatadoras sin espuma lanzan la nata también a presión por medio de dispositivos

análogos a los antes descritos para la leche desnatada, con lo que, de todos los colectores, sólo

queda en ellas el alimentador.

4.2.2. 3 Descremadoras herméticas

En las desnatadoras "abiertas" o "semicerradas" cuando la leche completa llega al bol, animado

por su movimiento de rotación, se produce un choque violento que provoca una homogeneización

parcial de la grasa de la leche por ruptura de los glóbulos. Pero en cuanto más pequeños son

éstos, tanto más difícilmente se separan de la leche. El desnatado es, pues, menos eficaz y se

producen pérdidas de grasa en la leche desnatada.

Por el contrario, en la desnatadora hermética, la leche completa es dirigida por una bomba hasta

el centro del bol, donde la velocidad lineal es casi nula. Los glóbulos de grasa chocan con poca

fuerza y no se produce la homogeneización con lo que las perdidas de grasa en la leche desnatada

son escasas. Por otra parte, al ser el bol

completamente hermético, siempre trabaja lleno de leche, no pudiendo formarse espumas al no

entrar aquella en ningún momento en contacto con el aire.

Las desnatadoras herméticas no llevan colectores. La alimentación, según los distintos modelos,

tiene lugar por la parte superior o por la inferior mediante una canalización abierta en el árbol del

Page 48: Lacteos Final

bol. La regulación de la riqueza de nata se efectúa mediante una llave que lleva el conducto de

salida de la nata.

Necesitan una fuerza motriz un poco mayor que las "abiertas".

4.2.3 Condiciones para un buen descremado

Unas se refieren al estado de la leche y otras al modo de realizar la operación.

� Calidad de la leche

Una leche sucia y ácida deja en el bol gran cantidad de residuos que dificultan la circulación de la

leche desnatada.

� Temperatura de la leche

En general se calienta la leche hasta 30 ó 35ºC. Esta técnica es difícil de aplicar en los casos en que

la acidez de la leche suele superar los 20ºD.

� Funcionamiento del bol

El bol debe estar, perfectamente equilibrado para evitar vibraciones perjudiciales.

Evidentemente, después de cada operación de desnatado, es necesario desmontar y limpiar

cuidadosamente el bol y los platillos.

� Alimentación

También en esta operación deben observarse rigurosamente las recomendaciones del fabricante,

evitando el aumentar la capacidad fijada para ganar tiempo. La alimentación debe ser tan regular

como sea posible.

� Dispositivo de remezcla

Se ha indicado que un dispositivo de remezcla permite realizar una depuración excelente de la

leche en las desnatadoras herméticas.

Page 49: Lacteos Final

4.3. Mantequilla

Desde el punto de vista legal la mantequilla se define como el producto graso obtenido

exclusivamente de leche o crema de vaca higienizada. Técnicamente la mantequilla es una

emulsión del tipo “agua en aceite”, obtenida por batido de la crema, y que contiene no menos del

82% de materia grasa y no más del 16% de agua.

4.3.1. Composición de la mantequilla

4.3.2. Composición fisico-química de la mantequilla

Las constantes físico – químicas más importantes de la mantequilla son las siguientes (esto se

refiere a la sustancia grasa que la conforma).

1) Peso específico: Muy cerca de 0.870.

2) Punto de Fusión: entre 29 y 34°C

Page 50: Lacteos Final

3) Punto de solidificación: entre 19 y 23°C

4) Indice de refracción: entre 44,5 y 46,5 refractómetro Zeiss, a la temperatura de 35°C.

5) Indice de Crismer: “Expresa la temperatura en correspondencia de la cual la solución en caliente

de 1 gr. De grasa en 5 cc de alcohol etílico (densidad 0.7967), evidencia turbidez por

enfriamiento”. Los límites normales se encuentran entre 53 y 56°C.

6) Número de saponificación: “Llamado también número de Kottstorfer, expresa la cantidad en

miligramos de potasio hidratado necesario para saponificar 1 gramo de grasa. Regularmente entre

220 y 235.

7) Número de yodo: “Expresa el número de gramos de yodo que vienen ligados por los glicéridos

insaturados contenidos en 100 gramos de grasa”. Regularmente entre 26 y 36.

8) Número de Reichert – Meissel–Wolny: “ Expresa el número de cc de solución N/10 de Na OH

que se necesita para neutralizar los ácidos volátiles, solubles en agua, obtenidos en condiciones

standard, por saponificación de 5 grs. De mantequilla fundida y filtrada”. Regularmente entre 26 y

32.

9) Número de Polenske: “Expresa el número de cc de solución N/10 de Na OH que se necesita para

neutralizar los ácidos volátiles, solubles en agua, obtenidos en condiciones standard, por

saponificación de 5 grs. De mantequilla fundida y filtrada”. Regularmente entre 2 y 3.

4.3.3. Composicion nutricional

Valor Nutricional de la mantequilla en 100 gramos

Nutrimento Mantequilla

Calorías

Carbohidratos

Proteínas

Grasas

Saturadas

Calcio

737

0.1 g

0.5 g

81.7 g

54 g

15 mg

Page 51: Lacteos Final

4.3.4 Proceso de elaboración

� Nata

La nata es la materia prima necesaria para la elaboración de mantequilla. El contenido graso de

esta crema debe ser de 35 % a 40 %. La nata se obtiene del desnatado de la leche en centrífuga

como se explica en el sector lácteo.

La nata debe ser de buena calidad bacteriológica, libre de defectos de sabor o aroma y exenta de

antibióticos o desinfectantes que impidan el crecimiento de los microorganismos implicados en la

maduración de la mantequilla.

El número de ácidos grasos insaturados de la nata es un factor importante en la elaboración de la

mantequilla. El índice más utilizado para su medida es el índice de yodo de la grasa láctea, que

Page 52: Lacteos Final

indica el porcentaje de de yodo que la grasa puede fijar (el yodo es fijado por los dobles enlaces de

los ácidos grasos insaturados, que son líquidos a temperatura ambiente). El índice de yodo varía

entre 24 y 46. Las variaciones están determinadas por la alimentación de las vacas.

Por lo tanto, las grasas con un alto índice de yodo (alto contenido de grasa insaturada) producirá

una mantequilla de textura grasienta. Tanto las grasas blandas (índice de yodo superior a 42)

como las grasas duras (índice de yodo inferior a 28) pueden dar mantequillas de consistencia

aceptable, si variamos el proceso de maduración en función del índice del yodo de la nata.

� Normalización

Consiste en regular el contenido graso de la nata. Normalmente la nata llega con un contenido de

grasa superior al necesario para la obtención de mantequilla; por este motivo debe ser

normalizada a 35 %-40 % de grasa. Generalmente la nata se normaliza con leche desnatada.

� Neutralización

En algunos países, los productores desnatan la leche en las propias granjas y venden directamente

la nata a la industria. Muchas veces, esta nata se encuentra en malas condiciones, más o menos

acidificada, y con extraños paladares. Esta nata debe ser neutralizada, es decir, debe reducirse su

acidez para poder ser pasterizada. La nata dulce es más fácil de manipular y de hacer circular por

los intercambiadores de calor.

En la elaboración industrial de la mantequilla existen dos procedimientos usuales para la

neutralización:

Mecánico: consiste en arrastrar por lavados repetidos con agua las materias no grasas de la

nata, donde se encuentran los cuerpos ácidos.

Químico: en este proceso los ácidos se neutralizan mediante la incorporación de sustancias

alcalinas (CaCO3 y NaOH).

Page 53: Lacteos Final

� Pasterización

La nata pasa a ser pasterizada a una temperatura de 95 ºC o más. Estas elevadas temperaturas no

sólo aseguran la destrucción de los microorganismos patógenos, sino también la de

microorganismos y enzimas (lipasas) que podrían tener efectos perjudiciales sobre el

mantenimiento de la calidad de la nata y además confiere a la mantequilla una mayor resistencia a

la alteración por oxidación, debido a que las altas temperaturas producen compuestos

antioxidantes.

� Desgacificación

A veces las natas pueden contener sustancias aromáticas indeseables. En estos casos se efectúa

una desaireación al vacío, que consiste en calentar la nata a 78 ºC y a continuación aplicarle un

vacío, que provoca que las sustancias aromáticas se evaporen.

� Inoculación de estárteres

Los microorganismos, responsables del aroma, utilizados para a la elaboración de la mantequilla

son: Str. diacetilactis y Leuc. citrovorovum . El ácido láctico, el diacetilo y el ácido acético son las

sustancias aromáticas más importantes producidas por las bacterias, siendo el más relevante el

diacetilo.

La inoculación debe realizarse antes de la etapa de maduración. El cultivo es mezclado con la nata

en la tubería por donde pasa la nata antes de ser bombeada al depósito de maduración o en el

mismo deposito de maduración.

La cantidad de cultivo viene determinada por el tipo de maduración (programa de temperaturas)

que sufrirá la nata.

� Maduración

El objetivo de la maduración es acidificar la nata (proporciona aroma y sabor) y cristalizar la

materia grasa de forma simultanea en depósitos de maduración.

(Depósitos aislados, de acero inoxidable y con camisas por donde circulan los fluidos de

calentamiento y enfriamiento.)

Page 54: Lacteos Final

La nata se somete a tratamientos térmicos según un programa de temperaturas, que dará a la

grasa la estructura cristalina requerida cuando se produce su solidificación en la etapa de

enfriamiento. El programa dependerá del índice de yodo de la nata. La maduración dura

aproximadamente de 12 a 15 horas.

Los ácidos grasos tienen diferente punto de fusión. Si la nata después de la pasterización se

sometiera a un enfriamiento gradual, las diferentes grasas cristalizarían a distintas temperaturas

formando “cristales puros” y dando lugar a un mínimo de grasa sólida, por lo tanto, a mantequilla

blanda. Pero este método es peligroso, ya que la grasa se mantiene durante el tiempo suficiente a

temperaturas favorables para el crecimiento de microorganismos.

Por el contrario, un enfriamiento rápido produce la cristalización rápida de todas las grasas, y las

grasas de bajo punto de fusión quedan atrapadas en los mismos cristales formando “cristales

mixtos”. En este caso existe una gran proporción de grasa sólida y la mantequilla saldrá dura.

Esto se puede evitar calentado otra vez la nata a una temperatura algo superior, que haga derretir

los ácidos grasos de bajo punto de fusión y separarlos de los cristales. La grasa fundida es entonces

recristalizada a una temperatura ligeramente menor, con lo que se obtiene una porción mayor de

“cristales puros” y menos “cristales mezclados”, y una cantidad mayor de grasa liquida y una grasa

más blanda.

Por ejemplo, un programa para una grasa dura (cuando el índice de yodo es bajo):

Enfriamiento después de la pasterización: 8 ºC durante 2 horas.

Calentamiento suave: 20 ºC-21 ºC durante 2 horas.

Enfriamiento: 16 ºC y después a la temperatura de batido.

Es por esta razón el índice de yodo (cantidad de ácidos grasos insaturados de bajo punto de fusión)

es importante, para determinar los parámetros de maduración de la nata.

� Batido en contínuo

Después de la maduración, la nata pasa por un intercambiador de calor que le da la temperatura

requerida para el batido.

Page 55: Lacteos Final

En la etapa de batido, la nata es agitada violentamente con el objetivo de romper los glóbulos de

grasa y provocar la coalescencia de la grasa y la formación granos de mantequilla. La nata se divide

en dos fracciones: los granos de mantequilla y la mazada, que pasan a la sección de separación o

primer amasado.

� Lavado o desuerado en continuo

Antiguamente se realizaba un lavado de los granos para eliminar cualquier contenido residual de

mazada o de sólidos lácteos, pero actualmente esta práctica ya no se realiza. Simplemente, los

granos de mantequilla pasan a través de un canal cónico y de una placa perforada (sección de

secado y exprimido), donde se eliminan los restos de mazada aún retenida en la mantequilla.

� Salado o amasado en continuo

Una vez exprimida la mantequilla pasa a la amasadora. Con el amasado se pretende obtener una

mantequilla con una fase grasa continua, que contiene una fase dispersada muy finamente. El

amasado se completa cuando se consigue completar la inversión de fases.

El amasado en continuo se compone de tres secciones y cada una de ellas tiene su propio motor,

de forma que pueden funcionar a diferentes velocidades.

En la primera sección, la mantequilla es apelmazada por la acción de un tornillo sin fin. Al final de

esta etapa, si se va a elaborar mantequilla salada, se añade la sal en forma de salmuera a través de

un inyector de alta presión situado en la cámara de inyección.

En la segunda sección, la mantequilla es amasada al vacío, donde se pretende reducir el contenido

de aire de la mantequilla.

La última etapa de amasado está dividida en cuatro secciones separadas por placas perforadas.

Cada sección tiene una pala de amasado con diferentes formas para dar un tratamiento óptimo a

la mantequilla.

El amasado afecta al aroma, sabor, conservación de la calidad, apariencia y color de la

mantequilla.

Page 56: Lacteos Final

4.3.5. Deterioro químico de las grasas

4.3.5.1. Rancidez oxidativa

Es el más común e importante tipo de deterioro de la grasa que compone la mantequilla. Se

caracteriza por tener un ligero olor y sabor dulce en su etapa inicial, estas características se van

acentuando conforme la oxidación progresa las características de olor y sabor no se deben a una

sola sustancia química sino mas bien a una variedad de aldehídos, cetonas y ácidos producidos en

cantidades pequeñas como productos secundarios de la oxidación.

4.3.5.2. Antioxidantes

Los antioxidantes son sustancias que en unos pocos minutos son capaces de retardar o prevenir

los procesos de autooxidación de la grasa. El solo hecho de que sea necesario muy pequeñas

cantidades de antioxidación, es una circunstancia que aboga a favor de la teoría de reacción en

cadena de radicales libres expuestas anteriormente. Esto digiere que un antioxidante dará un

átomo de hidrógeno más rápidamente el radical libre de ácido graso. Cuando el radical libre toma

el átomo de hidrógeno del antioxidante no se oxida, se rompe el proceso y la reacción termina .

Existen muchos antioxidantes, por ejemplo, los tocoferoles, lecitinas, etc. El antioxidante que es

recomendable emplear es el Butil Hidroxi Anisol (BHA), en cantidad de 100 ppm sobre la cantidad

de grasa.

4.3.5.3. Oxidación Lipoxidasa

Las Enzimas lipoxidativas han sido aisladas de la soya, pescado, grasa de cerdo, etc. La lipoxidasa

de soya puede catalizar la oxidación de ciertos ácidos grasos con formación de peróxidos.

Los ácidos grasos con más de dos enlaces dobles, son los únicos que son atacados.El mecanismo

de la oxidación sugiere un mecanismo similar al de la autooxidación. Esto no significa que los dos

tipos de oxidación son necesariamente los mismos, la oxidación lipoxidasa de los linoleatos

produce casi totalmente hidroperóxidos de linoleatos conjugados mientras que la autooxidación

bajo las mismas condiciones, produce una considerable cantidad de hidroperóxidos no

conjugados.

Page 57: Lacteos Final

4.3.5.4. Rancidez Hidrolítica

La rancidez hidrolítica es debida a la hidrólisis de las grasas con liberación de ácidos grasos libres.

En muchas grasas, la presencia de ácidos grasos libres no producen defectos objetables, sin

embargo, en la mantequilla, la sola liberación de ácido butírico libre, ocasiona un olor y sabor tan

desagradable, que puede malograr el producto totalmente. Por esta razón, la rancidez hidrolítica

es muy importante en la industria lechera. La hidrólisis de los glicéridos es provocada rápidamente

por la lipasa. Un alto contenido de humedad y temperatura ayuda a que esto se produzca.

Este defecto puede ser previsto mediante la inactivación de la enzima por el calor y, guardando la

grasa de la humedad y el calor.

4.3.5.5. Reversión De Sabor

El origen de este término se debe probablemente al hecho de que las grasas de origen marino

pierden su olor a pescado por deodorización, pero, bajo ciertas condiciones el olor puede aparecer

nuevamente. Las grasas que muestran el fenómeno de reversión de sabor, presentan

características muy similares a estas grasas. La reversión de sabor en las grasas ha sido definida

por “BAILEY”, por la aparición de sabores indeseables con la presencia de menor oxidación que la

requerida para producir verdadera rancidez.

La reversión de sabor en grasas aparece entonces como resultado de una ligerísima oxidación de

ciertos componentes de la grasa. Los ácidos grasos que contienen más de dos enlaces dobles y un

isómero del ácido linoleíco formado por hidrogenación aparecen responsables de la reversión de

sabor. La mejor solución parece el procurar un mejoramiento de los métodos de hidrogenación.

Este problema es muy importante en la elaboración de margarinas principalmente; en la industria

lechera es de menor importancia.

4.4. Leche en polvo

La leche en polvo o leche deshidratada se obtiene mediante la deshidratación de leche

pasteurizada. Este proceso se lleva a cabo en torres especiales llamadas spray, en donde el agua

que contiene la leche es evaporada, obteniendo un polvo de color blanco amarillento que

conserva las propiedades naturales de la leche. Para beberla, el polvo debe disolverse en agua

potable. Este producto es de gran importancia ya que, a diferencia de la leche fluida, no precisa

Page 58: Lacteos Final

ser conservada en frío y por lo tanto su vida útil es más prolongada. Presenta ventajas como ser de

menor costo y de ser mucho más fácil de almacenar. A pesar de poseer las propiedades de la leche

natural, nunca tiene el mismo sabor de la leche fresca. Se puede encontrar en tres clases básicas:

entera, semi-descremada y descremada. Además puede o no estar fortificada con vitaminas A y D.

Se distinguen dos tipos de leche en polvo desde el punto de vista comercial:

-Leche en polvo entera, con un mínimo del 26% de materia grasa en peso.

-Leche en polvo desnatada , con un máximo del 1,5% de grasa en peso.

La primera se conserva por un período máximo de seis meses, ya que al ser tan alto el contenido

en grasa, ésta se va deteriorando durante el almacenamiento, llegando a notarse el sabor rancio

en la leche reconstituida. La leche en polvo desnatada se puede conservar bien por un período de

hasta tres años.

4.4.1. Caracterización de la leche en polvo

Las características de la leche en polvo son las siguientes:

-Color uniforme, blanco o cremoso claro, carente de color amarillento o pardo, característicos de

un producto recalentado.

-Olor y sabor fresco y puro, antes y después de su reconstitución.

-Humedad, máximo 5% en peso.

-Materia grasa, como mínimo 26% en peso para la leche entera y 1,5% como máximo para la

desnatada.

-Acidez expresada en ácido láctico, 1,45% en peso como máximo para la leche entera y 1,85%

como máximo para la leche desnatada.

-Acidez de la grasa, expresada en ácido oleico, máximo del 2% en peso de la grasa.

-Ausencia de impurezas macroscópicas.

-Índice de solubilidad: para la leche entera, un mililitro como máximo; para la leche desnatada,

1,25 ml. como máximo.

- Las leches en polvo parcialmente desnatadas, cuyos contenidos grasos estén comprendidos entre

el 1,5 y 26%, responderán a las características precedentes, con la excepción de la acidez,

expresada en ácido láctico, cuyo máximo valor en porcentaje vendrá dado por la siguiente

fórmula: (Máximo %= 1,874 – 0.0163 X % graso de la leche en polvo).

Page 59: Lacteos Final

-Menos de 100.000 colonias de gérmenes por gramo de leche en polvo.

-Ausencia de coliformes en 0,1 g de leche en polvo.

-Prueba de la fosfatasa negativa.

4.3.1.1 Características Físico-Químicas

Humedad: Máximo 3.5%

Materia grasa: Mínimo 26%

Acidez titulable: Máximo 18.0 ml

Indice de insolubilidad: Máximo 1 ml

Partículas tostadas: Máximo Disco "B"

Proteínas: Mínimo 25%

4.3.1.2 Características Microbiológicas

Mesófilos aerobios: n=5 c=2 m=5000 M=10000

Coliformes a 30ºC/g: n=5 c=2 m=10 M=100

Coliformes a 45ºC/g: n=5 c=2 m<3 M=10

Estafilococos aureus/g: n=5 c=1 m=10 M=100

Salmonella spp/25 g: n=10 c=0 m=0

4.3.2 Proceso de obtención

Page 60: Lacteos Final

Torre de atomización para la producción de leche en polvo: 1. Bomba de alta presión. 2.

Atomizador. 3. Suministro de aire caliente. 4. Cámara de mezcla. 5. Cámara de secado. 6. Descarga

del producto. 7. Ciclón.

La bomba de alta presión (1) envía la leche concentrada hacia la cámara (4), donde se mezcla

perfectamente con el aire caliente, que es enviado por un ventilador (3) y que pasa por un

calentador hasta alcanzar la temperatura de 150-250º C. A estas altas temperaturas disminuye la

humedad relativa del aire, aumentando así su capacidad de absorber agua.

El atomizador (2) divide finamente la leche en pequeñísimas gotas, que se encuentran en la

corriente de aire caliente dentro de la cámara de secado (5). El agua libre se evapora

instantáneamente.

El agua contenida en el interior pasa por difusión hacia la superficie de la gotita, desde donde es

evaporada por el aire caliente. Las partículas de leche nunca se llegan calentar excesivamente, ya

que el calor del aire es consumido en la evaporación del agua y no en el calentamiento de dichas

partículas.

La leche en polvo descarga por (6) pasa a la sección de envasado. El aire pasa por un ciclón (7), que

recupera las partículas de polvo que contenga.

Como se quiere obtener un producto en polvo que se disuelva en agua de forma instantánea se

deben obtener aglomerados porosos, para lo que se recurre a un sistema de atomización al que se

conecta otro de fluidización. En esta instalación, el aire de secado entra y sale por la parte superior

de la cámara de secado, la cual tiene forma cónica, con una sección cilíndrica de escasa longitud

en la parte de arriba. Al final del cono, en su parte más estrecha, se encuentra el secador de lecho

fluido. El producto se atomiza en un atomizador situado en el dispersor de aire del techo de la

cámara, descendiendo en una atmósfera cargada de polvo hacia el secador de lecho fluido, donde

se controla el contenido de humedad y la forma del producto.

Con este procedimiento se obtiene un producto de gran calidad y solubilidad perfecta, debido a

que las partículas son mas finas que en los otros procedimientos. Las instalaciones corrientes

tienen un rendimiento de 10 a 500 kg. de leche en polvo por hora, pero pueden construirse

instalaciones para rendimientos mucho mas elevados . En primer lugar se debe espesar la leche

fresca mediante evaporadores de condensación. seguidamente el producto se pulveriza en forma

de finísima niebla a temperaturas superiores a 100° C, a fin de extraer rápidamente el agua y

obtener un producto húmedo aún , que por enfriamiento se deseca por si solo.

Page 61: Lacteos Final

Durante el funcionamiento de un secador de leche fluido ( ),el polvo procedente de la cámara de

secado del atomizador entra a la primera sección, donde es humificado por vapor. Las vibraciones

a que está sometido el secador, empujan el polvo humedecido a través de las secciones de secado,

donde está entrando el aire caliente por el lecho de producto en polvo, a una temperatura cada

vez menor según se avanza por la máquina.

Principio de funcionamiento de un secador de leche fluido

Se pueden producir aglomerados en la primera etapa de secado al adherirse unos granos con

otros, pero al final hay un tamiz que retiene a los más grandes y los recircula. El polvo final sale

con la humedad y en condiciones de disolución rápida deseadas.

Page 62: Lacteos Final

4.3.2.1 Tipos de secadores Spray

4.5. YOGURT

El yogurt es un producto lácteo fermentado, levemente ácido, de cultivo semisólido que es

producido por homogeneización y pasteurización. El yogurt, es un producto efectivo para

restaurar y mantener el funcionamiento normal de nuestro equilibrio intestinal, rico en vitaminas

B. Este producto tiene una gran variedad de sabores, y es barato. El yogurt se ha popularizado en

muchos países al rededor del mundo. Mucha gente con problemas digestivos consume yogurt

para ayudar al tratamiento de este desorden. Otros lo consumen para mantener o conservar su

salud ya que proporciona nutrientes. Además, el yogurt es producido a bajo costo lo que es un

beneficio para los consumidores y productores. Por supuesto, los muchos beneficios del yogurt

son, de poca importancia para muchos consumidores, ya que ellos lo consumen por su agradable

sabor.

El yogurt tuvo sus orígenes en Turquía. Los procedimientos usados para la producción en masa

fueron desarrollados en naciones occidentales. La importancia de la planta descrita en este

estudio no sólo es el bajo costo para instalarla, sino también para operarla. Ambas en conjunto

con el crecimiento de la popularidad internacional del yogurt, hace de este estudio una inversión

razonable para cualquier emprendedor que desee establecer una producción capaz de generar un

rápido retorno de la inversión, así como también un flujo estable de ganancias para los años

siguientes.

Cuadro 1 Formula para Yogurt

Leche fluida completa 90.7%

Secador Spray

corriente directa

Secador Spray

corriente directa

Secador Spray

corrientes opuestas

Page 63: Lacteos Final

leche completa en polvo 5 %

Azúcar 4 %

TOTAL 100%

4.5.1. PROCESO de ELABORACIÓN

Selección de la leche

Aunque se ha utilizado leche de diferentes especies animales para la fabricación del yogur, en la

industrialización se utiliza básicamente leche de vaca. Puede utilizarse, leche entera, leche

parcialmente descremada, leche descremada o crema de leche. La leche más apropiada es la que

posea un contenido elevado de proteínas por razón de su alta densidad. A pesar de ello no es

necesario elegir una leche con una proporción elevada de extracto seco para la producción de

yogur, pues aquel puede ser aumentado más tarde por medio de otros productos como, leche

descremada concentrada, leche en polvo descremada, suero, lactosa. Para que el cultivo iniciador

se desarrolle, han de tenerse en cuenta los siguientes criterios:

* bajo recuento bacteriano.

* libre de antibióticos, desinfectantes, leche mastítica (*), calostro (*) y leche rancia.

* sin contaminación por bacteriófagos (*).

Pasteurización:

En la preparación del yogurt , la leche se pasteuriza a 95 – 96 ºC por un tiempo de 5 min. para

destruir los microorganismos patógenos y la flora que no interese. Luego se enfría hasta los 45 ºC

que es la temperatura que normalmente se usa en la incubación.

Incubación:

Se inocula con un starter de los dos microorganismos, el Streptococcus termophilus y el

Lactobacillus bulgaricus, pero que han sido cultivados por separado para evitar un exceso de

producción de ácido láctico. De este modo, no se ve favorecida una especie frente a la otra dentro

del mismo starter.

Si la leche está libre de inhibidores, la actividad microbiana está determinada principalmente por

la temperatura de incubación y la cantidad de inóculo agregado. Mientras mayor sea la diferencia

Page 64: Lacteos Final

con la temperatura óptima y menor la cantidad de inóculo agregada mayor será el tiempo de

fermentación .

La temperatura y el tiempo de incubación, además de la cantidad de inóculo, no solo influyen en la

acidez final sino también en la relación entre bacterias. En el caso del cultivo del yogurt con

Streptococcus termophilus y Lactobacillus bulgaricus, una menor cantidad de inóculo y bajas

temperaturas favorecen al Streptococcus termophilus y en el caso inverso al Lactobacillus

bulgaricus. En la elaboración de yogurt es preferible usar un corto tiempo de procesamiento, y

para eso se regula la temperatura y la cantidad de inóculo. Normalmente se usan temperaturas de

incubación entre 42 y 45 ºC, de 2 a 3% de cultivo y un tiempo de incubación de 230 a 3 hs.

En un principio el pH (comúnmente de 6,8) es favorable para el Streptococcus termophilus que se

desarrolla más rápido produciendo ácido fórmico y dióxido de carbono, bajando así el pH hasta 5

aproximadamente. De este modo se estimula el crecimiento del Lactobacillus bulgaricus. Al mismo

tiempo, el desarrollo del Lactobacillus bulgaricus favorece el crecimiento del Streptococcus

termophilus por la producción de nutrientes como ácido láctico, péptidos y aminoácidos como la

valina.

Esta aparición del ácido láctico es el que provoca el descenso del pH, que a su vez es el

responsable de la coagulación de la leche. La coagulación se produce a causa de la estabilidad de

las caseinas. Al pH de la leche fresca, las caseinas tienen carga negativa y se repelen. En la

acidificación de la leche, los iones hidrógeno del ácido son absorbidos por las caseinas, por lo que

la carga negativa va disminuyendo y así también la repulsión entre ellas. La coagulación empieza

cuando la repulsión ha disminuido. A un pH de 4,6 las caseinas son eléctricamente neutras y

completamente insolubles. Este nivel de pH se conoce como punto isoeléctrico de la caseina. Su

efecto en el yogurt es que una vez ocurrida le confiere su consistencia semisólida característica.

En los productos lácteos fermentados, la fermentación culmina cuando se alcanza un valor de 4,2

a 4,5 de pH aproximadamente, o cuando se observa un valor de 0,75 a 0,8 de acidez titulable. Una

vez lograda la acidez requerida, debe enfriarse a 4 o 5 ºC para detener la fermentación y evitar

que se siga produciendo ácido láctico.

Como vimos, estos microorganismos y su efecto sinérgico del crecimiento conjunto son los

responsables finalmente de la formación de aromas y texturas típicos del yogurt. Entre los

componentes responsables del aroma se encuentran el acetaldehido, acetoína, diacetilo.

Fermentación y Envasado:

Este proceso de fermentación se puede lograr de dos maneras distintas, según se quiera obtener

Page 65: Lacteos Final

yogurt firme o yogurt batido. El yogurt firme se envasa inmediatamente a la adición del starter en

vasitos o tarritos y son llevados de esta forma a una estufa donde se produce la fermentación

hasta el punto deseado y luego se refrigera en cámaras o en túneles de refrigeración.

En cambio, en el yogurt batido la fermentación se produce directamente en el reactor, se

homogeneiza, se enfría en un intercambiador entre 22 y 24 ºC, temperatura indicada para

retardar el desarrollo de las bacterias, se termina por envasar en recipientes que son

inmediatamente refrigerados.

4.5.3. Operaciones unitarias empleadas en el proceso

La planta esta diseñada para producir 5.000 litros de leche por hora, y puede laborar los 365 días

del año; para esto procedimos a seleccionar proveedores y haciendas de leche; las cuales, fueron

sometidos a análisis y pruebas rigurosas con el fín de que la materia prima llegue a la planta

fresca, segura y fría a una temperatura de 4°C.

Recepción de Leche.- Al llegar los tanqueros a la planta, con la ayuda de los más modernos

aparatos de laboratorio la analizan para dar el visto bueno de su descargue y recepción en

nuestros silos de almacenamiento.

Pasteurización.- la Leche es enviada al procesador que montado en un bastidor cuenta con un

Panel de Control computarizado, pasteurizador de placas, descremadora (autolimpiante,

estandarizadora), desaireador (velocidad variable) y holding time (tiempo de retenciön tubular).

Este es el pulmón donde pasteurizamos la leche y por medio del cuál eliminamos los gérmenes

patógenos que puedan causar enfermedades. Nuestro equipo único en el país nos permite

pasteurizar la leche bajo el sistema H.T.S.T. (alta temperatura corto tiempo), por medio del cúal

esta mantiene todas sus cualidades y características propias; deciamos que es único en el país

debido a que luego de pasteurizada la leche en el mismo equipo se procede a calentarse a

temperaturas de incubación para Yogurt o queso.

Incubación.- La leche es enviada a los tanques maduradores, por medio de un sistema de tuberías

de acero inoxidable, para posteriormente agregarle en forma aséptica un cultivo leofilizado que

contiene cepas seleccionadas de lactobacillos bulgaricous y estreptococus thermófilos, que le dan

el aroma, sabor y textura característico de nuestro YOGURT PERSA. Este proceso tiene una

duración de 4 a 5 horas y se realiza en reposo; luego de transcurrido este tiempo, el departamento

de Control de Calidad realiza los análisis respectivos con el fín de proceder al corte de la

acidificación y su inmediato enfriamiento.

Enfriamiento.- Este se realiza en un enfriador tubular en el cúal el producto es empujado con aire

Page 66: Lacteos Final

filtrado (aire culinario), hasta los tanques de envasado.

Envasado.- El yogurt llega a los tanques de sala de envase por medio de tuberías de acero

inoxidable, para procederse a su envasado en máquinas llenadoras, en donde el material de

polietileno es desinfectado por medio de una lámpara de U.V. (Ultra-violeta) y se forma el tubo de

llenado, un controlador secuencial dosifica la cantidad exacta de producto procediendo a

realizarse el sellado transversal tanto superior como inferior del envase.

Almacenamiento.- Los envases son colocados en gavetas plásticas previamente desinfectadas y

enviados a cámara de refrigeración o congelación dependiendo del tipo de producto elaborado.

Durante todo el proceso el Departamento de Control de Calidad realiza el monitoreo de cada una

de las etapas del proceso; con el fín de que se cumplen todos los parámetros y las normas

establecidas.

4.5.4. Condiciones de operación

Estandarización

Consiste en adicionar leche en polvo y azúcar a la leche con el fin de elevar los sólidos totales y

darle el dulzor adecuado al producto, si se desea elaborar yogurt natural, no se adiciona azúcar.

Pasteurización

La leche se calienta hasta alcanzar la temperatura de 85ºC y se mantiene a esta temperatura por

10 minutos.

Enfriamiento

Concluida la etapa de pasteurización, enfríe inmediatamente la leche hasta que alcance 43ºC de

temperatura.

Inoculación

Consiste en adicionar a la leche el fermento que contiene las bacterias que la transforman en

yogurt.

Incubación

Adicionado el fermento, la leche debe mantenerse a 43ºC hasta que alcance un pH igual o menor a

4,6. Por lo general se logra en 6 horas.

Enfriamiento

Alcanzado el pH indicado, inme-diatamente deberá enfriarse el yogurt hasta que se encuentre a

15ºC de temperatura, con la finalidad de paralizar la fermentación láctica y evitar que el yogurt

continúe acidificándose.

Page 67: Lacteos Final

Batido

Se realiza con la finalidad de romper el coágulo y uniformizar la textura del producto. Adición de la

fruta, aromas y/o colorantes. A fin de mejorar la calidad y presentación del yogurt se le puede

adicionar fruta procesada en trozos a 45ºBrix, en la proporción de 6 a 10%, dependiendo del costo

de la fruta. También se puede agregar saborizantes, aromas y colorantes; cuidando que sean de

uso alimenticio.

Envasado

Es una etapa fundamental en la calidad del producto, debe ser realizada cumpliendo con los

principios de sanidad e higiene. El envase es la carta de presentación del producto, hacia el

comprador, por tanto, deberá elegirse un envase funcional, operativo y que conserve intactas las

características iniciales del producto.

Almacenamiento

El producto, deberá ser almacenado en refrigeración a una temperatura de 4ºC, y en condiciones

adecuadas de higiene, de los contrario, se producirá el deterioro del mismo. Si se cumplen con las

condiciones antes mencionadas el tiempo de vida útil del producto, será aproximadamente de 21

días.

Manejo del fermento

Los fermentos lácticos, se venden liofilizados, y por lo general son para volúmenes de 500 litros o

más. Para utilizarlos en volúmenes menores debe efectuarse una división siguiendo el siguiente

procedimiento:

1. En un litro de agua tibia previamente hervida adicionar 130 gramos de leche en polvo.

2. Pasteurizar la leche a 85 ºC por 20 minutos

3. Enfriar la leche pasteurizada a 4 ºC.

4. Agregar el contenido del sobre de Cultivo de Yogurt y agitar, hasta su completa disolución.

5. Distribuir el contenido en los envases de acuerdo al volumen que se quiera preparar. Por

ejemplo si se tiene un sobre de cultivo de yogurt para 500 litros y se quiere preparar 50 litros de

yogurt, la dilución anterior se divide en 10 envases. Cada envase contendrá 100 ml que servirán

para preparar 50 litros de yogurt cada vez. Los envases deben ser previamente esterilizados.

6. Una vez distribuido el cultivo en los envases, éstos se deben congelar inmediatamente.

Page 68: Lacteos Final

7. El cultivo congelado, antes de ser utilizado debe descongelarse a temperatura de refrigeración.

4.5.5. DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROCESO

4.5.6. Microorganismos q interviene en la producción del yogurt

La acción conjunta de dos microorganismos: Lactobacilus bulgaris y Streptococcus termophilus.

Actuan en Culaquier yogur comercial también puede llevar aunque no es necesario Estreptococcus

lactis.

Lactobacilus bulgaris, es una bacteria láctea homofermentativasolo produce ácido láctico, las

heterofermentativas producen otros tipos de ácidos. Se desarrolla muy bien entre 45 y 50º,

produce disminución del pH, puede producir hasta un 2,7% de ácido láctico, es proteolítica,

producen hidrolasas que hidrolizan las proteinas sobre todo la caseina esta es la razón por la que

se liberan aminoacidos sobre todo la valina, esto tiene interés porque la valina favorece el

desarrollo del Streptococcus termophilus.

Streptococcus termophilus, es una bacteria homofermentativa termorresistente, se desarrolla a

37-40º pero puede resistir 50º e incluso 65º media hora. Tiene menor poder de acidificación que

el lactobacilus. En el yogur viven en perfecta simbiosis.

Starter, son cultivos iniciados de una fermentación. Se destruye la flora existente en un alimento y

se introduce un starter. En el caso del yogur el starter es de los dos microorganismos, pero han de

cultivarse parcialmente por separado. Puede hacerse un cultivo junto, pero se produciría exceso

de ácido láctico. El cultivo se hace entre 40 y 50º.

Page 69: Lacteos Final

4.5.7. Biorreactores utilizados

El Lactobacillus casei, es una bacteria ácido láctica que es utilizada para la elaboración de

productos lácteos fermentados, conocida por tener excelentes efectos nutricionales, además de

un sabor agradable, teniendo un efecto promotor de la salud, esto a través de la microflora

intestinal y modulación del sistema inmune. La cepa de Lactobacillus casei ha demostrado tener

efecto sobre los problemas gastrointestinales de niños de corta edad, demostrando la disminución

de la presencia y frecuencia de diarrea, además de parásitos intestinales patógenos como la

Giardia Lamblia y sobre la flora intestinal. Esto se logró hallando una concentración celular

mediante bioensayos de laboratorio, a determinados periodos de tiempo y con características

semejantes, por duplicado para optimizar cada uno de los procesos.

Se realizó a nivel de laboratorio, mediante recuentos en cámara de Newbauer, realizando esto en

tratamiento por duplicado de lo cual se obtuvieron los resultados de fermentar la bebida por 4

horas a una temperatura de 40°C y sin agitación, de acuerdo a la siguiente figura.

Bioensayo para estudiar el comportamiento del inóculo de 3 y 2 horas de incubación, sin aplicar

agitación.

BIOCONVERSIÓN ESCALA DE LABORATORIO (2 L)

Acidez inicial: 19 °D Inóculo: 3%,

Temperatura empleada: 40 °C. r.p.m. No se presenta

Recuento del inóculo: 1,0 – 2,0 * 109 cell / ml Volumen del inóculo: 60 ml.

Volumen de trabajo: 2000 ml. Tiempo de proceso: 6 horas

Tiempo de incubación del inóculo: 3 y 2 horas.

Gráfico 3. Resultados del crecimiento celular para el inóculo de 3 y 2 horas de incubación sin

aplicar agitación.

Page 70: Lacteos Final

Gráfico 4. Resultados de la determinación de acidez para el inóculo de 3 y 2 horas de incubación

sin agitación.

Como se observa en el gráfico 2, la curva que presenta los mejores recuentos, el mejor

crecimiento es la del inóculo de 3 horas sin agitación, se alcanza una concentración aproximada de

1,4*1010, a partir de lo cual se seleccionó este valor como el óptimo para el proceso de

bioconversión, teniendo en cuenta que las demás graficasparecen ser muy similares. En el gráfico

1, se observa que alcanza la acidez a la misma 3 hora que la concentración celular, según

referencia bibliográfica que debe estar en un rango entre 80 – 90 °D.

Se diferencia de los demas bioensayos y curvas tanto por el crecimiento celular, acidez y por las

características organolépticas del producto final, por ello se elige el inóculo de 3 horas de

incubación, sin agitación, además no se presenta la precipitación de la leche que se presentaba

anteriormente con la agitación.

Page 71: Lacteos Final

4.5.8. Control del proceso

Industrialización y Reglamentaciones

El sistema HACCP enfatiza el control del proceso, concentra el control en los puntos críticos para la

inocuidad del producto, valoriza la comunicación entre la industria y la inspección. Se trata de un

sistema Preventivo y no reactivo. Una herramienta utilizada para proteger los alimentos de

peligros biológicos, químicos e físicos.

Plan HACCP. Es un documento donde se especifica claramente todas las medidas que se deben

aplicar para asegurar la inocuidad alimentaria de un determinado producto obtenido de una

determinada manera. Por lo que no existe un Plan HACCP general, este es específico para cada

producto y para cada línea de producción.

Peligro: Es todo elemento Físico, Químico o Microbiológico que pueda ser deletereo para el

consumidor.

Riesgo: Es la probabilidad que un peligro ocurra. Para ejemplificar estos dos últimos puntos

trabajaremos un ejemplo de la vida cotidiana:

Cruzar la calle siempre presenta el PELIGRO de ser atropellados por un automóvil.

Si cruzamos en una esquina con semáforo, cuando éste está con la luz verde la probabilidad de ser

atropellados se reduce en gran medida, es decir el riesgo es menor.

Cuando lo hacemos con la luz roja la probabilidad de ser atropellados es exponencialmente mayor,

por lo que el riesgo es mayor. Es decir el peligro siempre ha sido el mismo, lo que varió fue la

probabilidad de ocurrencia del mismo, el riesgo.

Punto Crítico de Control (PCC): Son aquellos puntos del flujograma donde es posible eliminar o

disminuir dentro de límites aceptables un Peligro.

Punto de Control (PC): Son factores físicos, químicos o microbiológicos que pueden ser utilizados

para prevenir un peligro. Dentro de estos encontramos por ejemplo pH, temperatura,

concentración de sal, Aw, etc.

4.5.9. Control de calidad

El control de calidad en un proceso productivo de yogurt debe ser minucioso desde la materia

prima que es la leche, hasta el producto final incluyendo cada etapa del procesamiento. Asimismo

Page 72: Lacteos Final

se deben evaluar los insumos y todos los materiales que intervienen en el proceso. Materia prima

e insumos

Se realiza antes del procesamiento , en el que se verifica la calidad fisicoquímica y microbiológica

de la leche e insumos.

Los principales análisis que se deben efectuar a la leche son: Acidez, grasa, densidad, pH,

detección de antibióticos, células somáticas y recuento bacteriano. Los métodos que se emplean

para la ejecución de estos análisis están especificados en la Norma Técnica Nacional.

Del proceso

Se debe cumplir con el control de los parámetros técnicos como tiempos, temperaturas, pH y

normas sanitarias.

Del producto final

Consiste en evaluar los parámetros sensoriales, fisicoquímicos y microbiológicos del producto

final.

4.5.10. Costos

Determinación de costos de producción para un taller que elabora 50 litros.

Costos directos, Material directo

Page 73: Lacteos Final

2. Costos indirectos

Varios

Page 74: Lacteos Final

1. Costo total

PARAMETROS

4.5.10 Aplicaciones en el hombre

Tratamiento de diarreas:

La administración de Lactobacillus bajo forma liofilizada reduce la importancia y la duración de las

diarreas infecciosas, motrices (colopatias), inflamatorias de tipo rectocolitis e ileitis de Crohn, o a

continuación de una antibioterapia.

Inhibición del desarrollo de bacterias patógenas:

Se ha propuesto que los probióticos inhiben el crecimiento de bacterias enteropatogénicas al

producir sustancias antimicrobianas llamadas bacteriocinas. Por ejemplo, los lactobacilos inhiben

el crecimiento de Escherichia, Salmonella, Shigella, Pseudomonas, Clostridium y Staphilococcus.

También se cree que los probióticos compiten con las bacterias enteropatógenas por los

receptores de la capa epitelial del tracto gastrointestinal. Muchas bacterias requieren adherirse al

tracto gastrointestinal para colonizarlo y producir enfermedad.

Así, los probióticos compiten por los sitios de adhesión de las células epiteliales para reducir la

capacidad de las bacterias enteropatógenas para colonizar y lesionar la mucosa intestinal.

Acción sobre el sistema inmunitario:

Los Lactobacillus refuerzan las defensas inmunitarias locales y generales, favoreciendo la

producción de IgA al nivel intestinal y estimulando la activación de los macrófagos así como las

estructuras linfoides.

Page 75: Lacteos Final

Intolerancia a la lactosa:

Esta intolerancia, debida a la ausencia de asimilación de lactosa, principal glúcido de la leche, está

provocada por un defecto de síntesis de la lactasa, enzima de las células en cepillo de la

membrana epitelial del intestino. Esta anomalía provoca numerosos problemas gastro-intestinales

en los sujetos sensibles.

Las experiencias dirigidas a pacientes que presentan esta intolerancia demuestran que la

administración de los Lactobacillus facilita la digestión de lactosa y disminuye o retarda la

aparición de problemas intestinales. Los mejores resultados se obtienen con los fermentos lácticos

vivos.

Efecto sobre el estreñimiento:

La administración de Lactobacilus acidofilus en pequeñas dosis mejora el transito intestinal y

permite reducir la utilización de laxantes.

Este efecto se obtiene únicamente con bacterias vivas. Parece que las bacterias lácticas modifican

el equilibrio de la flora microbiana intestinal, provocando de esta manera una excitación de la

mucosa y de los músculos. Este efecto es mejorado por un aporte cotidiano de fibras (pectinas de

frutas, celulosa, inulina...).

Efecto anticancerígeno:

Los Lactobacillus utilizados vivos podrían prevenir la inutilización de cánceres o el desarrollo de

células tumorales; ya sea destruyendo las sustancias cancerígenas tales como las nitrosaminas ya

sea porque inhiben el desarrollo de bacterias productoras de enzimas tales como beta-glucosidasa

y beta-glucoronidasa, que catalizan la transformación de sustancias precancerígenas en sustancias

cancerígenas.

Los Lactobacillus parecen favorecer la supresión de células tumorales al aumentar la actividad de

los macrófagos de la mucosa intestinal por estimulación de la inmunidad local.

Efecto metabólico:

Numerosos estudios han sido realizados para determinar si el aporte de probióticos, como los

Lactobacillus favorecían la disminución de la tasa de colesterol sanguínea.

El aporte de Lactobacillus acidofilus en los cerdos reduce de manera significativa la tasa de

colesterol sanguíneo con respecto a la muestra. Hepner y sus colaboradores pusieron en evidencia

que en los humanos se constata una disminución de la tasa de colesterol en sujetos donde la

alimentación estaba complementada con Lactobacillus.

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