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• Paula Parra

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LACTEOS Y SUS DERIVADOS

El consumo humano de la leche de origen animal comenzó hace unos 11.000 años con la domesticación del ganado durante el llamado óptimo climático. Este proceso se dio en especial en oriente medio, impulsando la revolución neolítica. El primer animal que se domesticó fue la vaca, a partir del Bos primigenius, después la cabra, aproximadamente en las mismas fechas, y finalmente la oveja, entre 9000 y 8000 a. C. (ver apartado siguiente). Existen hipótesis, como la del genotipo ahorrador, que afirman que esto supuso un cambio fundamental en los hábitos alimentarios de las poblaciones cazadoras-recolectoras, que pasaron de alimentarse con ingestas abundantes pero esporádicas a recibir aportes diarios de carbohidratos. Según esta teoría, este cambio hizo que las poblaciones euro-asiáticas se volviesen más resistentes a la diabetes tipo 2 y más tolerantes a la lactosa en comparación con otras poblaciones humanas que sólo más recientemente conocieron los productos derivados de la ganadería. Sin embargo esta hipótesis no ha podido ser verificada e incluso su propio autor, James V Neel la ha refutado, alegando que las diferencias observadas en poblaciones humanas podrían deberse a otros factores ambientales. Respecto a la capacidad de los adultos para tolerar los productos lácteos sin fermentar, en especial la leche, se han esgrimido varias hipótesis. Una de ellas es que el gen responsable de la lactasa (enzima que hidroliza la lactosa), un gen raro y poco frecuente en las poblaciones europeas del Neolítico, posiblemente se ha conservado como consecuencia de incluir los productos lácteos en la alimentación humana. Habría aparecido hace 7.500 en una zona centrada alrededor de la actual Hungría, y aunque este gen compensaría la deficiente síntesis de vitamina D en latitudes septentrionales, éste no parece un factor imprescindible para su aparición. Durante la Edad Antigua y la Edad Media, la leche era muy difícil de conservar y, por esta razón, se consumía fresca o en forma de quesos. Con el tiempo se fueron añadiendo otros productos lácteos como la mantequilla. La revolución industrial en Europa, alrededor de 1830, trajo la posibilidad de transportar la leche fresca desde las zonas rurales a las grandes ciudades gracias a las mejoras en los transportes. Con el tiempo, han ido apareciendo nuevos instrumentos en la industria de procesado de la leche. Uno de los más conocidos es el de la pasteurización, sugerida para la leche por primera vez en 1886 por el químico agrícola alemán Franz von Soxhlez. Estas innovaciones han conseguido que la leche tenga un aspecto más saludable, unos tiempos de conservación más predecibles y un procesado más higiénico.

1. Producción de la leche: 1.1. Características físicas: La leche tiene un sabor ligeramente dulce proveniente de la lactosa y un aroma delicado que viene de la grasa. La leche tiene un color ligeramente blanco amarillento debido a la grasa y a la caseína. Los glóbulos de grasa y en menor grado la caseína, impiden que la luz pase a través de ella, por lo cual la leche parece blanca. El color amarillo de la leche se debe a la grasa, en la que se encuentra el caroteno. Este es un colorante natural que la vaca absorbe con la alimentación de forrajes verdes. La descremada toma un color azulado por la riboflavina o vitamina B2. La acidez de la leche se expresa en la cantidad de ácido que puede neutralizarse con hidróxido de sodio al 0.1%. De esta forma, se mide el ácido presente en la solución. Esta clase de acidez se llama acidez real. La acidez promedio de la leche cruda fresca es de 0.165%. El pH expresa sólo la concentración de hidrógeno y se mida la acidez actual. La leche cruda fresca tiene un pH 6.6, es decir, que es una solución ligeramente ácida. La densidad de la leche es el peso de un mililitro de leche a una temperatura de 20°C. Se determina con un lactodensímetro. La densidad promedio es aproximadamente 1.03 g/ml. Cuando la leche ha sido alterada por la adición de agua, la densidad será menor. En el caso que haya sido desnatada, la densidad será mayor. La leche hierve 100.16°C al nivel del mar a causa de las sales y la lactosa disueltas. Estas sustancias determinan también el punto de congelación de la leche. Este se encuentra entre -0.53 y -0.55°C. Debido a que el contenido de estas sustancias no varía mucho, el punto de congelación se aprovecha para el control de fraudes en la leche. 1.2. Control de calidad: La leche es sometida a pruebas para determinar si el proceso al que ha sido sometida es el adecuado para su uso: a. b. c. d.

Determinación de la densidad para comprobar la pureza de la leche. Punto de congelación que indica eventuales adulteraciones. Determinación de la acidez. Con una acidez mayor de 0.18% se rechaza. Precipitación con alcohol, que consiste en la mezcla de cantidades iguales de leche y de alcohol a 68%, si se produce la coagulación, la acidez es demasiado elevada. e. Ebullición: Si la leche se coagula hirviéndola, ésta es inadecuada para la pasteurización. f. Reacción con azul de metileno para evaluar el grado de contaminación con microorganismos. g. Conteo estándar de bacterias.

h. Sedimentación que se realiza para determinar el contenido de impurezas, filtrando la leche a través de un algodón especial. i. Presencia de antibióticos. j. Contenido de células, que indica la presencia de mastitis en las vacas productoras. 1.3. Procesos físicos de la estandarización de la leche: Selección de la raza Limpieza del ganado Ordeño manual y mecánico Filtración Enfriado Recolección Transporte Recepción (muestreo) Gráfico 1. Manejo general de la leche antes de procesarla. El manejo y transporte de la leche cruda se deben tener en cuenta todas las normas de higiene exigidas para evitar el deterioro rápido de la leche por sus condiciones óptimas para el crecimiento de microorganismos. Inmediatamente después del ordeño deben realizarse las operaciones enunciadas en el gráfico 1, que van a ser explicadas a continuación: a. Filtrado: Consiste en hacer pasar la lecha del recipiente de ordeño a la cantina, colocando en la boca de esta un embudo de tela o de lienzo, previamente desinfectado por ebullición en agua, para eliminar contaminantes microscópicos como tierra, hojas, pelos. Esta operación no elimina los microorganismos, solo impurezas y se debe realizar cuando la leche está caliente. b. Enfriado: La leche recién ordeñada está a temperatura de 37°C, que es la temperatura óptima de crecimiento microbiano, por esto debe enfriarse inmediatamente cerca de 0°C. Para el enfriamiento se utiliza hielo y refrigeración mecánica.

c. Recolección: Tiene como objeto reunir la leche de las haciendas para entregarla a las plantas procesadoras. Se efectúa en cantinas (aluminio, plástico) de 40-50 litros; generalmente el productor recoge la leche en la hacienda y la coloca en un lugar de fácil acceso y protegido del sol. Para grandes cantidades y sectores industrializados se utilizan tanques cisternas, donde la leche permanece a temperaturas más bajas que en las cantinas y por tiempos más prolongados, hasta de 48 horas. d. Transporte: Como se enunció anteriormente se realiza en:  Cantinas: Generalmente se utilizan camiones con carrocería de madera que transportan aproximadamente 100 cantinas de 40 litros.  Camiones cisterna: Con sistema de refrigeración para enfriar la leche al ser cargada. Su capacidad es mayor de 4000 litros y es más económica que el uso de camiones y hay menos operaciones de carga y descarga, ya que éstas se hacen por medio de aire comprimido y de vacío.  En algunos lugares, donde hay buena infraestructura, la leche es transportada de los centros de recolección a las fábricas por tuberías de conducción a larga distancia. e. Recepción en planta: Al recibir la leche en las plantas procesadoras se controla el olor y aspecto general; la leche con impurezas o cortada es rechazada. También se realizan pruebas de acidez, de alcohol, conocidas como pruebas de andén o plataforma y el contenido de proteínas y grasa.

1. Recepción de leche

• Evaluación de propiedades organolepticas olor, color, sabor, temperatura. Pruebas de andén.

2. Higienización

• Filtado, colado o centrifugado.

3. Estandarización

• Grasa: 3.2 - 3.5%

4. Homogenización

• Temperatura = 65°C

5. Pasterización

• Lenta: 60 - 65°C por 30 minutos. • Alta: 92°C por 3 segundos. • Rápida - ATCT: 72°C por 17 segundos.

6. Envase

• Bolsas de polietileno, cajas de tetrapack, garrafas plásticas.

7. Almacenamiento

• Refrigeración a 4°C.

Gráfico 2. Diagrama para obtención de leche de consumo (pasterización).

f. Higienización: Después de la recepción de la leche se somete a un proceso de pesado y de depuración higienizada, que se hace con el fin de eliminar la mayoría de las partículas ajenas a la leche. Los principales métodos para depurar son:  Colado: Las partículas de suciedad contienen gran cantidad de microorganismos y por ello deben ser eliminadas inmediatamente después del ordeño o la llegada, a los sistemas de procesamiento. Los tamices retienen las partículas gruesas de suciedad formadas principalmente por paja, insectos y otros de tamaño considerable. Los microorganismos y las células epiteliales pasan sin ningún problema a través del colador.  Filtración: Tiene como finalidad eliminar las impurezas visibles formadas por pelos, partículas de excremento, de vegetales y polvo. En la actualidad los filtros son muy usados en las granjas y en algunas plantas lecheras. Existen diferentes tipos de filtros elaborados en algodón comprimido, telas especiales u otro material y pueden ser desechables o de un solo servicio. Los filtros tampoco eliminan las células epiteliales, los leucocitos, ni los microorganismos, salvo los que están atrapados dentro de las partículas se suciedad.  Centrifugación: La eliminación de las impurezas por este sistema es más completa que las anteriores. Este sistema se basa en que los microorganismos e impurezas tiene una densidad mayor que las otras partículas de la leche, por tanto se logra la separación de la leche, haciendo que los microorganismos queden en el fondo del recipiente. g. Estandarización: Consiste en adicionar o sustraer materia grasa, a fin de lograr el mínimo porcentaje necesario para obtener uniformidad en el producto. Para la elaboración de los diferentes productos lácteos se necesita leche con diversos contenidos de grasa. Las normas de cada país disponen el contenido de grasa mínima que debe tener la leche de consumo. Por esta razón se desnata hasta obtener el contenido de grasa estándar para cada país. El desnatado consiste en la separación de la crema y de la leche descremada a partir de las leche entera. Se puede efectuar gracias a la diferencia de densidad de la grasa y de la leche descremada, aprovechando la inestabilidad de la emulsión en que se encuentra la grasa de la leche. Por lo tanto, es posible el descremado natural por gravedad y el mecánico por centrifugación. Este último sistema tiene tres ventajas importantes: la rapidez de desnatado, la calidad de la crema obtenida y la eficiente separación de la grasa. Para facilitar la operación de la máquina descremadora es conveniente que la leche se encuentre entre 26 y 35°C de temperatura. Las partes principales de éstas son: El recipiente de abastecimiento de leche, el cono y el motor. El cono es la parte donde ocurre la separación de la crema y la eliminación del sedimento. Está formado por un eje hueco que permite la entrada

de la leche, varios discos conocidos como platillos o discos polarizadores, tornillo de regulación de la crema, orificios de salida para la leche descremada, la crema y el armazón. La leche entra hasta el fondo del cono por el eje hueco rodeado de discos cónicos superpuestos y separados entre sí; estos discos separan la leche en capas finas y las ponen en rotación casi instantáneamente. Los discos tienen agujeros que forman un conducto vertical cerca de la zona neutra, por el que asciende la crema al orificio de la salida y la leche descremada lo hace por el extremo de los discos. h. Homogenización: Consiste en reducir el tamaño de los glóbulos de grasa, dispersándolos en la leche. El homogeneizador es una bomba que conduce la leche a través de una hendidura estrecha de alta presión; a mayor contenido de grasa mayor presión. La leche homogeneizada es más digerible pero se pone rancia más rápido. i. Obtención de la leche de consumo: La leche de consumo es la leche procesada de tal forma que sea inocua o sin peligro para el consumidor. Debe tener una capacidad de conservación que asegure una buena calidad durante el lapso comprendido entre producción y su consumo. La leche de consumo se presenta: Pasteurizada, esterilizada y ultrapasteurizada.  Pasterización: Es un tratamiento térmico con temperaturas inferiores al punto de ebullición (90 - 100°C), dependiendo de la altura del nivel del mar, en un tiempo corto para destruir los microorganismos patógenos y las enzimas causantes de reacciones indeseables y mantener la calidad nutricional del alimento. Existen tres tipos:  Lenta: Se efectúa en tanque o marmitas de doble camisa a temperaturas de 60 – 65°C y se mantiene con una ligera agitación durante unos 30 minutos, luego se enfría rápidamente hasta una temperatura de 4°C. Este enfriamiento rápido se puede realizar desalojando el vapor del tanque haciendo circular agua helada con hielo agitando la leche suavemente. Con este método de pasterización no se modifican considerablemente las propiedades nutricionales de la leche fresca, ya que es a temperaturas mayores de 75°C donde hay destrucción de vitaminas y proteínas por calor.  Baja: Se realiza en recipientes cerrados a una temperatura de 75°C por 20 segundos.  Alta: Se realiza en pasteurizadores a una temperatura de 92°C por 3 segundos presentando cambios fisicoquímicos en la leche como la desnaturalización del 20% de las proteínas y la pérdida del 13% de las vitaminas A, B, C, se utiliza en leches con alto recuento bacteriano. La pasterización alta a 85°C durante 10-12 segundos, se utiliza para leches

altamente contaminadas, nata o crema para la elaboración de mantequilla y a la leche destinada para fabricar yogurt y leche en polvo. Este proceso se hace en pasteurizadores cerrados de placas.  Rápida o ATCT: Es la más empleada, y consiste en una serie de placas rectangulares que unen y ajustan a un tornillo central. La leche circula a lo largo de varias de éstas y el elemento de calefacción corre a lo largo de la cara opuesta o contracorriente, aisladas por uniones de caucho que impiden que se mezclen los dos líquidos (leche y agua caliente). Se realiza a una temperatura de 72°C por 17 segundos. El paso de envase se realiza en diversos tipos de empaques, de acuerdo al tipo de pasterización de la leche. Hay envases plásticos, como las bolsas lechosas de polietileno y las garrafas; de cartón con recubrimiento plástico interior, como las tetrapack y tetrabrik, en las cuales se puede mantener la leche en lugares frescos, no refrigerados.  Esterilización: Consiste en someter los alimentos a temperaturas mayores de 100°C o punto de ebullición, por un tiempo determinado, dependiendo de varios factores como su composición química, la forma, el tamaño y el contenido del envase. El principal objetivo de la esterilización es la eliminación de la mayoría de los microorganismos presentes en los alimentos, especialmente de las bacterias esporuladas, entre las que están las del género Clostridium, que son muy resistentes al calor. Con la esterilización se obtiene un producto de alta conservación destruyendo la mayoría de los gérmenes. No se aplica una esterilización total, que elimina la totalidad de gérmenes, tanto patógenos como no patógenos, pero deteriora en un gran porcentaje las características nutricionales del alimento, por esta razón se utiliza la esterilización comercial, en la cual se eliminan solamente los microorganismos patógenos y se deterioran en forma limitada las propiedades y los nutrientes de la leche y en general de los alimentos sometidos a tratamiento químico. La leche se esteriliza en envases a 112°C por 20 – 25 minutos. Normalmente se preeseteriliza a una temperatura de 135°C por un tiempo corto, en intercambiadores de placas antes de envasarlas. Con la esterilización la leche adquiere unas características diferentes a las de la leche pasterizada, ya que las altas temperaturas y largo tiempo alteran sus propiedades fisicoquímicas y organolépticas, como la coloración café por caramelización de la lactosa, sabor a leche hervida y más viscosa.

1. Operaciones preliminares

• Recepción, higienización, estandarización y homogenización.

2. Preesterilización

• 135°C por 17 segundos.

3. Envasado

• En botellas de vidrio y bolsas plásticas

4. Esterilización

• 120°C por 20 - 25 minutos.

5. Almacenamiento

• Refrigeración a 4°C o ambiente..

Gráfico 3. Diagrama para obtención de leche de consumo (esterilización).  Ultrapasterización o UHT: Es una manera de esterilizar la leche a granel. Se aplica una temperatura de 150°C durante un tiempo corto. Esto se logra por la inyección de vapor a alta temperatura en una corriente de leche precalentada. L a leche se enfría rápidamente en un recipiente de expansión refrigerada y al vacío. Aquí la leche pierde el vapor. El enfriamiento termina en un cambiador de placas y enseguida la leche se envasa asépticamente. Mediante este procedimiento, se obtiene un producto que se puede conservar durante varios meses a temperatura ambiente. La leche ultrapasteurizada tiene propiedades casi iguales a las de la leche pasterizada. j. Almacenamiento: En general, la leche se debe mantener en refrigeración a una temperatura de 4°C, a excepción de la leche ultrapasteurizada envasada en cajas de cartón que le permiten mantener su inocuidad por un tiempo aproximado de seis mese o sin refrigeración.

2. Derivados lácteos: 2.1. Queso: Es una mezcla de proteínas, grasa y otros componentes lácteos. Esta mezcla se separa de la fase acuosa de la leche después de la coagulación de la caseína. El poder de conservación del queso se realiza bajo los siguientes factores:  El queso desarrolla cierto grado de acidez que ataca e inhibe las bacterias que producen la putrefacción.  Cierto grado de salinidad, que tiene el mismo poder conservante de la acidez.  Su forma una corteza que protege contra hongos especialmente.  Una preparación higiénica y el uso de cultivos de bacterias deseables, que reduce el número de bacterias perjudiciales en el queso. El queso es uno de los alimentos más nutritivos por su alto contenido de proteína, similar al de la leche; una onza de queso semimaduro equivale en valor nutritivo a un vaso de leche mediano de 200 ml, cuanto más duro el queso es más nutritivo porque los nutrientes están más concentrados. Los nutrientes más importantes del queso son las proteínas, grasas y minerales. 2.1.1. Materias primas para la elaboración de queso: a. La leche: Se emplea leche de diversas especies como de cabra, oveja, búfala y vaca, que es la más utilizada. Su composición varía mucho de una especie a otra, razas de una misma especie y hasta entre individuos de una misma raza. La fabricación de quesos depende de la materia grasa, la proteína, la lactosa y de los componentes individuales como los ácidos grasos, las albúminas y globulinas (proteínas sensibles al calor). La grasa de la leche es responsable del aroma, sabor, cuerpo y textura del queso. Un queso sin grasa es duro e insípido y no desarrolla el sabor típico esperado. b. Cloruro de calcio: La capacidad de la leche para formar un coagulo firme es importante para el desuerado y por lo tanto para la fabricación de un buen queso. Un bajo contenido de iones de calcio produce una mala capacidad de coagulación. En la pasteurización de la leche se insolubilizan parte de los iones de calcio, por lo tanto es necesario reponerlo adicionando de 10 a 20 gramos de cloruro de calcio por cada 100 litros de leche. Este cloruro de calcio debe ser útil para adición en alimentos y se debe disolver en agua por lo menos media hora antes para facilitar la ionización y una mayor efectividad. c. Nitratos: Se usa especialmente en la fabricación de quesos madurados como nitrato de potasio y nitrato de sodio. Se adicionan para evitar la hinchazón en el queso o la producción excesiva de gas. En los quesos no madurados se puede presentar hinchazón precoz, en las primeras 48 horas, por la presencia de bacterias coliformes que transforman la lactosa y el ácido cítrico en otros ácidos y gases desarrollando un sabor desagradable. Para evitar esto se adicionan nitratos en una proporción de 15 gramos por

100 ml de leche; los nitritos se reducen por acción bacteriana a nitritos y son eliminados en el suero. d. Colorantes: El color amarillo de los quesos se debe principalmente al contenido de caroteno que hay en la grasa. Este contenido varía durante el año dependiendo del forraje o alimentación de los animales. Para ofrecer un color uniforme se pueden agregar colorantes vegetales como achiote y caroteno que dan al queso un color amarillo rojizo. En Colombia se usa principalmente en el queso doble crema y hay que adicionarlo antes del cuajo, de lo contrario queda con coloración no homogénea. El colorante debe guardarse en botellas oscuras para protegerlo de la luz, puesto que se sedimenta con su incidencia. e. Decolorantes: Algunos quesos se decoloran para semejar los quesos de la leche de oveja o de cabra que contienen menos cantidad de carotenos que la leche de vaca. Uno de estos puede ser la clorofila de 10 a 8 gramos por cada 100 ml de leche, que es complementaria del caroteno y juntos hacen que el queso adquiera un color blanco. f. Sal: En una proporción adecuada la sal mejora el sabor del queso. La cantidad varía de acuerdo con los diferentes tipos de queso y según el método empleado para su aplicación. Normalmente los quesos contienen de 1 a 3% de sal que se aplica sobre la leche, el suero o en la masa de queso. g. Enzimas: Para la fabricación de algunas variedades de queso, además de adicionar cuajo, se les agrega otros tipos de enzimas coagulantes, que ayudan a desarrollar el sabor y el aroma característicos. h. Cultivos lácticos: Tienen una función acidificante y formadora de sabor. La cantidad varía según el tipo de queso, la cantidad de leche, etc. Generalmente se utiliza entre 1 – 2% para algunos quesos duros y 0.5 – 1% para quesos blancos semiduros. Se deben adicionar a la leche de cuajo con el fin de ambientar los microorganismos a las nuevas condiciones de trabajo y permitir una premaduración de la leche para obtener una mejor coagulación. i. Coagulantes: El cuajo o renina, es una enzima proteolítica de gran acción de coagulación sobre la leche; es extraída de los cuajares de los rumiantes jóvenes sacrificados antes del destete. Cuando más joven, mayor proporción de cuajo se obtiene. Debe mantenerse a 4°C y secarse a temperatura ambiente 4 días antes de ser usado para activar el poder coagulante e impedir la condensación de la humedad en el mismo. Otros coagulantes son la pepsina y las enzimas producida por ciertas clases de mohos. 2.1.2. Fabricación del queso:

1. Recepción de leche

• Evaluación de propiedades organolepticas olor, color, sabor, temperatura. Pruebas de andén.

2. Higienización

• Filtación y clarificación.

3. Estandarización

• Con un porcentaje de grasa que depende del tipo que queso (0.4 - 4.8%) a 65°C

4. Tratamiento térmico

• Termización, pasteurización.

5. Inoculación

• Adición del cultivo láctico. • Siembra de la leche o cuajo a T = 32°C.

6. Coagulación

• Otención de la cuajada a T = 32°C de 30 a 40 minutos.

7. Corte de la cuajada

• Granos 1.5 - 2 cm.

8. Desuerado cuajada

• Corte limpio y brillante. •Suero verdoso transparente.

9. Salado

• 1 a 1.5%.

10. Moldeado

• Moldes redondos, cuadrados, rectangulares o cónicos.

11. Prensado

• Colocar 20 lb de peso por cada lb de queso por 2 horas o 5 lb de peso por cada lb durante 20 horas.

12. Maduración Gráfico 4. Proceso de elaboración general de queso. a. Recepción de la leche: Debe estar libre de todo tipo de sustancias u organismos extraños que puedan poner en peligro la salud del consumidor. Las operaciones ya fueron explicadas en el ítem de la leche. b. Higienización de la leche: La leche que llega a las planta de proceso debe estar higienizada y fría, sin embargo en la mayoría de estas se hacen operaciones de filtración, clarificación y enfriamiento.

c.

Estandarización de la leche: La grasa se ajusta en un determinado porcentaje para obtener productos con las características deseadas.

d. Tratamiento térmico: Su finalidad es la destrucción de microorganismos y enzimas que son perjudiciales para el proceso y/o el consumidor. Se realiza como una medida técnica para destruir la microflora indesesable de la leche que puede producir defectos en el queso o su acidificación. Existen tres formas de hacer el tratamiento que se presentan en la siguiente tabla:

SISTEMA TEMPERATURA TIEMPO Calentamiento instantáneo 75 – 90°C (sin retención) A alta temperatura y corto 71 – 75°C 15 – 40 segundos tiempo de retención Baja temperatura y largo 61 - 65°C 20 – 40 minutos tiempo de retención Tabla 1. Sistemas para tratamiento térmico de la leche para elaboración de queso. e. Inoculación o adición del cultivo: Tiene por objeto controlar la fermentación de la cuajada y el queso para obtener las características deseadas. El cultivo es la base fundamental para obtener un buen queso. El cultivo láctico se agita bien para una correcta homogeneidad que busca evitar la presencia de grupos que pueden aparecer en el queso formando pequeños centros de decoloración o provocar una fermentación dispareja en la cuajada. Hay dos clases de cultivos lácticos:  Cultivos mesófilos mixtos: Se adiciona del 0.5 al 2% de acuerdo a la dureza del queso a fabricar. La temperatura de la leche para agregar el cultivo está entre 19 y 20°C, por un tiempo que depende la clase de queso.  Cultivos termófilos: El porcentaje de adición está entre 0.5 y 2% y se adiciona a una temperatura de 42°C, en tiempo suficiente para lograr el grado de fermentación deseado para diferentes clases de queso. f.

Coagulación de la caseína: Es la solidificación de la leche por la precipitación de la caseína, que encierra la mayor parte de la grasa. Esto permite la formación de la cuajada que se puede cortar en granos regulares y tiene determinadas características, dependiendo de la variedad de queso a elaborar mediante la agitación, el calentamiento y la fermentación. El coagulante enzimático más usado es el cuajo o renina. El cuajo comercial se emplea en muy pequeño porcentaje de acuerdo a su fuerza y la cantidad de leche a un temperatura de 30 – 40°C; este no actúa si la leche está muy fría o muy caliente. Se adiciona en proporción de una pastilla por cada 75 litros de leche, si se añade demasiado cuajo la coagulación es

muy rápida, la cuajada queda dura, el grano desuera mal y el queso puede quedar amargo. Si se agrega una cantidad menor, la coagulación es muy lenta, la leche se enfría, se pierde tiempo, además hay pérdida de proteínas que se quedan en el suero. Para una buena distribución y efectividad del cuajo, se disuelve en agua con sal que ayuda a facilitar su dilución y a la coagulación de la leche. La cuajada tiene una apariencia de gelatina de color blanco y se forma después de 30 minutos de la adición del cuajo. g.

Corte de la cuajada: Es el corte en pequeños granos para facilitar la salida del suero. La cuajada se encuentra lista para cortar cuando al ser levantada con el dedo se parte limpiamente o se corta con un cuchillo y sus paredes son lisas y brillantes y el suero es verdoso y transparente (30 – 50%). El tamaño de los granos de la cuajada depende del contenido de agua que se desea en el queso. Para quesos blandos, que tienen bastante agua, se corta en bloque de cuajada en granos grandes; para obtener quesos duros, con poca cantidad de agua en el interior de la masa, los granos deben ser muy pequeños. El corte de la cuajada comprende dos fases que se realizan con una lira, que puede tener los cortes sobre el plano horizontal o cortes verticales de lamas. Después del corte de la cuajada, que se debe realizar muy suavemente para evitar la pulverización de los granos y la salida de grasa, se deja en reposo de 5 – 10 minutos para que los granos adquieran resistencia.

Imagen 1. Lavado de los granos. h. Desuerado: A la cuajada fraccionada se le aumenta la temperatura, hasta una temperatura máxima de 45°C, para ayudar a expulsar el suero por contracción. La cuajada se agita lentamente para que los granos se separen y se precipiten y se trasladan a los moldes o para continuar el proceso de las diferentes variedades de queso. i.

Salado de cuajada: La adición de sal en el queso contribuye en el sabor deseado, evita la proliferación de microorganismos, ayuda a completar el desuerado, contribuye a la formación de la corteza, e influye en la acción de las enzimas durante la maduración, retrasándola cuando la concentración se sal es alta. El contenido de sal puede variar del 1 – 6% y su aplicación se puede hacer:

 Directamente en la leche en proporción del 0.4%.  En la cuajada, antes de la separación del suero, el 6%.  En la cuajada después de la separación del suero, en un 0.2% de sal en relación a la cantidad de leche usada para producir quesos de pasta firme y dura.  En la cuajada, en un 2% con respecto a su peso.  Directamente en la superficie del queso frotándolo con sal, 7% del peso del queso.  Por inmersión en salmuera con 20% de sal; en este sistema la relación de la sal con respecto al queso es del 3%. Este método permite una mejor distribución de la sal por ósmosis y difusión. El tiempo de salada depende de la variedad y tipo de queso y de las diferentes operaciones anteriores puede durar hasta 10 días. QUESO SAL TEMPERATURA PH Pasta dura y firme 19 – 22% 10 – 14°C 4.6 – 5 Pasta blanda 16 – 18% 15 – 18°C 5 – 5.2 Tabla 2. Condiciones para elaboración de queso con pasta dura y blanda. j.

Modelado y prensado: Los granos de cuajada se colocan dentro de recipientes para dar formas al queso. Se puede realizar antes o después del salado. Hay moldes cuadrados, redondos, largos, cónicos, cilíndricos, etc. Al prensar la cuajada, se elimina más suero y se compacta la masa para que adopte la forma deseada. La intensidad y duración del prensado varía de acuerdo al tipo de queso, siendo menor para quesos blandos y mayor para quesos duros; el tiempo varía entre 20 minutos para quesos blandos, hasta 24 – 48 horas para quesos duros. El prensado debe ser muy suave al comienzo y se va aumentando progresivamente; si el queso es sometido a una presión fuerte cuando tiene mucho suero, se deshidrata fuertemente la parte superficial de la masa, se juntan tanto los granos formando una pared que no permite la salida del suero del interior de la masa. Generalmente se aplican 20 lb de peso por cada lb de queso durante 2 horas, ó 5 lb de peso por cada lb de queso por 20 horas.

Imagen 2. Prensado de los granos.

Imagen 3. Algunos de los moldes usados en el modelado. k.

Maduración: O envejecimiento de los quesos. Es un proceso muy complejo que involucra varios fenómenos físicos, químicos y microbiológicos. Al término del período de maduración el queso debe lograr la textura, aroma y sabor deseados. Las principales modificaciones durante la maduración son:       

Pérdida de humedad. Destrucción de la lactosa. Neutralización o desaparición parcial del ácido láctico. Elevación del pH. Solubilización parcial de la caseína. Hidrólisis parcial de la grasa. Formación de la corteza.

Los quesos salen de la salmuera se dejan escurrir durante 24 horas y luego se llevan al cuarto de maduración, donde se pueden mantener desde tres semanas hasta u año, regulando la temperatura y humedad relativa, de acuerdo al tipo de queso a producir. Las temperaturas adecuadas de maduración pueden estar entre 4.4 – 13°C, la humedad relativa entre 70 – 80% para quesos duros y extraduros, y 80 – 95% para blandos y semiblandos. Imagen 4. Maduración del queso.

2.1.3. Clasificación de los quesos: a. Por contenido en materia grasa: De acuerdo con su contenido en grasa, expresado en porcentaje de la grasa/masa sobre el extracto seco total. Se denomina %G/ES. % G/ES Designación < 60 Extra graso 45 – 60 Graso 25 – 45 Semi graso 10 – 25 Bajo contenido de grasa < 10 Desnatado Tabla 3. Clasificación contenido en materia grasa. b. Por consistencia de la pasta: Dicha clasificación se hace teniendo e cuenta el porcentaje del queso sin considerar su grasa, o lo que es igual, la humedad del queso desgrasado. Se denomina %HSMG o HQD (Contenido de Humedad sin Extracto Seco). % HQD Designación < 51 Extraduro 49 – 56 Duro 54 – 63 Semiduro 61 – 69 Semiblando > 67 Blando Tabla 4. Clasificación consistencia de la pasta. c. Por período de maduración: Atendiendo a su maduración o no, los quesos se denominarán de la siguiente forma:  Queso fresco: Es el que está dispuesto para el consumo al finalizar el proceso de fabricación.  Queso madurado: Es el que, tras el proceso de elaboración, requiere mantenerse durante cierto tiempo a una temperatura y en condiciones tales que produzcan los cambios físicos y químicos característicos del mismo. Peso Peso > 1.5 Kg < 1.5 Kg Tierno < 7 días < 7 días Semicurado 35 días 20 días Curado 106 días 45 días Viejo 160 días 100 días Añejo > 270 días Tabla 5. Clasificación período de maduración. Nivel

d. Por tipo de elaboración:  Quesos Fermier o de Granja: Son elaborados con métodos tradicionales y en la propia granja, utilizando únicamente leche cruda procedente de animales criados en su explotación. El resultado son quesos de alta calidad, de producción limitada y en donde la estacionalidad afecta la singularidad del queso. No existe ningún proceso automatizado y continuo, aunque puede disponerse de alguna ayuda mecánica.  Quesos artesanales: Son los elaborados siguiendo métodos tradicionales y en general mediante estructuras pequeñas que suelen oscilar entre 1 y 5 personas. La leche procede de granjas cercanas a su quesería y son controladas por el quesero. Pueden ser elaborados con leche cruda o pasteurizada, aunque lo más habitual y aconsejable es que sean de leche cruda. En su elaboración interviene constantemente el quesero, sin tener ningún proceso automatizado, aunque pueda disponer de alguna mecanización puntual en algún punto de la elaboración.  Quesos Latiere o cooperativas: Se realizan con leche de los propios miembros de la cooperativa, tienen una dimensión más amplia en el radio de recogida de leche y esta diversidad de ganaderos trae consigo una mezcla de leches. La fabricación es semiautomatizada y la normalización se basa en una preocupación por el rendimiento medio, que combina la seguridad y la productividad.  Quesos industriales: Es un producto industrial obtenido a partir de leche adquirida a diferentes granjas, a veces muy distantes unos de otras, con un proceso de fabricación automatizado que se realiza a gran escala. De ahí su necesidad de estandarizar la materia prima (leche), con el indispensable uso de la pasteurización, termización o microfiltración. 2.2. Crema de leche: La crema o nata es una leche con alto contenido en grasa. Existen varios tipos de cremas, según su contenido graso o grado de acidez. El proceso para la obtención de ésta, como ya se ha visto en el proceso de estandarización de la leche, puede ser mediante un sistema natural o por un sistema mecánico. 2.2.1. Crema ácida: Más conocida como mantequilla rala; existen dos tipos, unos de ellos producido por productos de la leche y otro por las plantas lecheras. La mantequilla rala producida por el productor de leche es obtenida por fermentación natural, a temperatura ambiente, de la crema que saca de su propia finca. Esta varía en su contenido graso y, la posibilidad de presencia de microorganismos patógenos es muy alta, lo cual constituye una amenaza para el consumidor. La producida en las plantas lecheras es un producto uniforme libre de microorganismos patógenos y de fermentación controlada mediante la inoculación de cultivos lácticos. El contenido graso de la crema está entre 18 y 25%, obteniéndose así una buena consistencia y sabor.

1. Estandariza

• Dejar la grasa en el porcentaje adecuado, mediante mezclas entre cremas y leche fresca.

2. Pasteurizar

• La mezcla a 71°C por 30 minutos.

3. Enfriar

• Rápidamente al baño maría hasta una temperatura aproximada de 21°C.

4. Cultivo láctico

• Agregarlo en proporción de 0.5 a 2%.

5. Incubar

• Se deja a temperatura de 21°C hasta que la acidez sea de 0.5 o 0.6%

6. Envasar

• Adecuadamente y debe dejarse en refrigeración.

Gráfica 5. Producción de crema de leche ácida. 2.2.2. Crema escurrida: Es también conocida como mantequilla escurrida. Este producto es elaborado a partir de la crema ácida, normalmente de aquella que ha sido recogida del mercado por presentar suero visible en el envase. El proceso consiste en colocar la crema ácida en sacos de manto. Una vez amarrado el saco, se cuelga de una cámara fría o un lugar fresco durante tres días, para que elimine parte del suero; se forma una masa pastosa que es salada al gusto y se envasa en bolsas o vasos plásticos para enviarla al mercado. 2.2.3. Crema dulce: También conocida como crema fresca, es un derivado de la crema cruda y su contenido graso puede variar considerablemente pero su acidez titulable es menor de 0.2%. Dentro de la crema dulce se encuentra la crema para el café, cuyo contenido de grasa varía de 18 a 30%. El proceso de producción de estas cremas consiste en ajustar su contenido graso al porcentaje deseado, luego debe ser pasteurizada, homogeneizada y enfriada, para ser envasada y comercializada. 2.2.4. Crema batida: Puede ser hecha a partir de la crema ligera e incluso de la crema pesada. La capacidad de batido de la crema depende de su contenido graso, composición de la grasa, acidez titulable, y del estado de dispersión de las proteínas. La cantidad de aire incorporado en la crema, puede aumentar el volumen de ésta de 90 a 100%, facilitando su batido. Su proceso de producción consiste en ajustar el contenido graso al porcentaje deseado, debe estar entre el 30 y 40%, luego debe ser pasteurizada, enfriada de 2 a 4°C y almacenada a estas temperaturas durante 48 horas, para dotar las grasas de una consistencia uniforme y con ello su acondicionamiento para el batido manual o mecánico y la incorporación de aire. 2.3. Mantequilla: Es un producto de alto contenido graso, obtenido a partir de la crema proveniente de la leche; puede ser crema fresca o madurada por medio de la adición de

cultivos lácticos especiales. La mantequilla puede o no contener sal, y en ambos casos debe tener una consistencia firme y uniforme a 10 o 12 °C. El sabor y el olor deben ser los típicos del producto fresco o madurado y el color puede variar de blanco amarillento a amarillo dorado, según la preferencia del consumidor. Se puede presentar en dos formas, la dulce y la salada, a ésta última se incorpora sal en una proporción variable entre 2 y 4%. 2.3.1. Elaboración: a. Selección de la crema: La mantequilla puede ser hecha a partir de la crema dulce o ácida; en ambos casos el sabor de la crema usada es un factor determinante en la calidad de la mantequilla. La crema dulce puede tener un sabor desagradable y la crema ácida puede poseer al mismo tiempo un sabor fresco y agradable, o viceversa. Las causas más comunes de los malos sabores y olores son el medio ambiente, los microorganismos, las reacciones químicas y la alimentación del animal del cual proviene la leche que da origen a la crema. b. Neutralización: Su objetivo es aproximar a la acidez normal de las cremas ácidas a la crema que se va a emplear. El porcentaje de acidez de la crema que se va a pasteurizas no debe ser mayor del 0.2% de ácido láctico. El proceso consiste en agregar a la crema una solución o un producto alcalino. Entre estos productos permitidos están:  Ortofosfato de sodio (PO4Na3)  Carbonato de sodio (Na2CO3)  Bicarbonato de sodio (NaHCO3)  Hidróxido de sodio (NaOH)  Hidróxido de calcio (Ca(OH)2) La neutralización de la nata, se puede efectuar lavando la crema, que consiste en mezclar la nata con una o dos veces su volumen de agua, seguido por el desnatado. El agua arrastra consigo una gran parte de las sustancias solubles como el ácido láctico y la lactosa. Sin embargo para obtener mantequilla de buena calidad se debe reintroducir la cantidad de lactosa necesaria como sustrato para el cultivo láctico. c.

Estandarización: La normalización o ajuste del contenido graso es muy común debido a que las cremas que se utilizan tienen diferente porcentaje de grasa. La crema debe tener de 30 a 38% de grasa, y en el proceso de concentración y refrigeración 80% aproximadamente. La normalización de la crema puede ser entera, agua y preferiblemente con leche descremada y fresca, que proporciona lactosa para la maduración y además mejora las cualidades organolépticas de la crema.

d. Pasteurización: Es un proceso que destruye los microorganismos, inactiva o elimina algunas enzimas que causan problemas durante el almacenamiento de la mantequilla, como las que enrancian el producto. La termoresistencia de los gérmenes es la nata es ligeramente superior en relación con su termoresistencia en la leche, por eso se deben aplicar tratamientos más profundos. La nata con un contenido graso alrededor de 35% se pasteuriza a 95°C durante 30 segundos. También se aplica la pasteurización lenta a 65°C durante 45 minutos. Con estos métodos se logra al mismo tiempo la desgasificación. La crema debe ser enfriada en forma rápida, inmediatamente después de la pasteurización, para evitar la aparición del sabor a cocinado o a aceite y favorecer la solidificación del glóbulo graso que ocurre entre 8 y 22°C. e. Maduración: La producción de mantequilla se crema dulce requiere de una maduración sin acidificación. Para esto se conserva la nata a la temperatura de cristalización hasta el día siguiente o por lo menos 4 horas. A partir de la nata madura sin acidificación se elabora la mantequilla de crema dulce. En la maduración con acidificación se añade de 1 a 3% de cultivo láctico a la nata. Esta se deja en reposo durante 2 horas a la temperatura de cristalización. La acidificación de puede efectuar en caliento o frío. En el primer método, se calienta la nata hasta unos 22°C que debe ser consistente de 5 a 9 horas. En el segundo método se calienta hasta unos 15°C y se lleva a cabo entre 15 y 20 horas. Después de la maduración se enfría hasta la temperatura óptima de batido. f.

Batido, lavado y amasado: El batido tiene por objeto transformar la grasa de la nata en mantequilla. La grasa que está en emulsión con el agua en la crema, se separa de la fase acuosa en el curso del batido. La agitación incorpora aire a la crema y origina la formación de espuma, en la cual se acumula la grasa, también permite la liberación de la grasa líquida. Esta última repele el agua, suelta los glóbulos, y en este momento la espuma baja bruscamente formando los granos de mantequilla. La temperatura óptima del batido se encuentra entre 4 y 14°C, cuando el contenido graso de la crema es más alto, la temperatura óptima del batido debe ser más baja. Culminado el batido, se separa la fase líquida (suero) de los granos de mantequilla, este proceso es el desuero. El suero puede ser utilizado como producto de leche fermentada, se transforma en requesón o se utiliza para alimentación animal. Luego de separar el suero es necesario retirar las grasas sobrantes con el fin de combatir el desarrollo de bacterias. El agua para el lavado debe ser pura, estéril y mantener una temperatura baja. Las mantequillas de crema dulce se lavan solo una vez, y las mantequillas de crema ácida con períodos de conservación largos, 2 o 3 veces. El contenido de agua en la mantequilla debe ser aproximado del 14%. Una vez lavada se procede al amasado

que sirve para convertir los granos en una masa homogénea y para reducir y distribuir bien las gotas de agua y suero en la masa. Se puede incorporar sal refinada 2 al 4%. Se añade antes del amasado y se debe interrumpir este proceso varias veces durante algunos minutos, para que los cristales de sal puedan disolverse en la masa de mantequilla. g.

Empaque y conservación: La mantequilla debe empacarse inmediatamente después del amasado, porque se pone rígida transcurriendo cierto tiempo. La mantequilla se debe moldear o darle forma para su comercialización y se empaca en papel celofán, papel plastificado o en recipientes plásticos. El procedimiento más seguro para conservar la mantequilla es el uso de refrigeración (temperaturas entre 4-10°C).

2.3.2. Control de calidad primario en mantequillas:           

Sabor ácido: Acidez excesiva en la crema, lavado insuficiente, mala refrigeración de la crema. Sabor a cocido: Altas temperaturas de pasteurización. Sabor a levadura: Equipos o utensilios contaminados. Sabor a cebo: Oxidación de la grasa por el aire. Sabor a jabón: Residuos de agentes limpiadores. Sabor a rancio: Presencia de gérmenes que degradan la grasa, almacenamiento inadecuado de la mantequilla. Insípido: Producción insuficiente de aromas o falta de sal. Presencia de agua: Temperatura demasiado alta durante el batido y el amasado. Consistencia untuosa: Demasiada grasa líquida en la nata, temperatura alta en el amasado y el batido. Manchas: Provocadas por hongos o por condiciones sanitarias inadecuadas. Arenosidad: Debido a las inadecuadas temperaturas en el proceso de cristalización.

BIBLIOGRAFIA:   

RODRIGUEZ B. MARIA M., Manual Técnico de Derivados Lácteos I, 1° Edición, Ed. UNAD Facultad de Ciencias Agrarias. Enero de 2002. DURAN RODRIGUEZ FELIPE, Lácteos y Derivados. Obtención, conservación, procesos. Ed. Grupo Latino Editores, 2009. ROMERO CESAR VEGA, Tecnología de Quesos. Fundamentos Teóricos. Universidad de Pamplona. 2004.

Páginas web:  

http://www.mundoquesos.com/p/clasificacion-del-queso.html http://wwwcaracteristicasdelaleche.blogspot.com/2010/11/la-leche.html

INDUSTRIA DE LACTEOS Y DERIVADOS

PAULA TATIANA PARRA CAMACHO

FUNDACION UNIVERSIDAD DE AMERICA FACULTAD DE INGENIERIA INGENIERIA QUIMICA CURSO PROCESOS QUIMICOS BOGOTA 2012