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• CondoriMamaniJuan

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Recinto Universitario Augusto C. Sandino UNI - RUACS Procesos de Manufactura Objetivos. Analizados los procedimientos básicos de conservación de la leche, destacando la incidencia de estos en los procesos tecnológicos, indicando los principales productos obtenidos a nivel industrial. Contenidos: -

Leche y composición Definición básica Tratamientos térmicos. Industrialización. subproductos

Básica para nuestra alimentación, la leche ha sido utilizada desde antes del neolítico, época en que se llevo a cabo la domesticación de los mamíferos, coincidiendo esto con la domesticación de las plantas, con esto el hombre garantizaba en esta época y posteriores un recurso más de alimentación. Pero alguna vez, te has preguntado ¿Qué es la leche?, ¿Cuáles son los productos químicos más importantes que pueden obtenerse de la leche y que aplicación tienen?, ¿Cómo se puede obtener una leche más higiénica? ¿Cómo puedo alargar la vida útil de la leche? Tomando como referencia sus conocimientos, de acuerdo a lo discutido con sus equipos de trabajo analicemos algunas definiciones establecidas por la NTON 03 027 – 99, relacionada a esta temática. Leche: Es el producto de la secreción normal de la glándula mamaria de animales bovinos sanos, obtenida por ordeño diario, higiénico e ininterrumpido Ing. Karla Dávila

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Leche Cruda entera: Es el producto no alterado, no adulterado, del ordeño higiénico, regular, completo e ininterrumpido de vacas sanas, que no contenga calostro y que esté exento de color, olor, sabor y consistencia anormales. Leche adulterada: Es aquella a la que le han sustraído, adicionado o reemplazado, total o parcialmente, sus elementos constitutivos naturales o adicionado otros extraños, en condiciones que puedan afectar la salud humana o animal, o modificar las características físico-químicas y organolépticas señaladas en la presente norma. Leche higienizada: Es el producto obtenido al someter la leche cruda entera a un proceso de pasteurización, irradiación, ultra pasteurización o esterilización. Leche falsificada: Es aquella con la apariencia y características generales del producto legítimo, protegida o no por marca registrada, que se denomina como ésta, sin serlo o que no procede de sus verdaderos fabricantes. A continuación le brindo algunas características físico - química que debe de cumplir la leche entera establecidas según esta norma.

Requisitos

Mínimo

Máximo

Densidad a 15 ºC (Gravedad específica)

1.0300

1.0330

Materia Grasa % m/m

3.0

-

Sólidos Totales % m/m

11.3

-

Sólidos no grasos % m/m

8.3

-

Acidez expresada como ácido láctico % (m/v) Ph

0.13

0.16

6.6

6.7

Ensayo de reductasa (azul de metileno), en horas

6.5

-

4.0

7.0

Leche para consumo directo Leche para pasteurización

Ing. Karla Dávila

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Presencia de conservantes

Negativa

Presencia de conservantes

Presencia de adulterantes

Negativa

Presencia de adulterantes

Presencia de neutralizantes

Negativa

Presencia de neutralizantes

Así mismo debe de cumplir con las siguientes condiciones especiales y características organolépticas:  Ausencia de sustancias tales como preservativos, sustancias tóxicas y residuos de drogas o medicamentos. Para residuos de plaguicidas se tendrán en cuenta normas oficiales de carácter nacional o en su defecto las normas internacionales FAO, OMS, u otras adoptadas por la entidad sanitaria competente.  Ausencia de calostro, sangre u otros elementos extraños en suspensión  Aspecto: Líquido sin suciedad visible  Color : Desde blanco a blanco amarillento  Olor : Características sin olores extraños  Sabor: Ligueramente dulce

Tratamientos a que es sometida la leche en dependencia de su procedencia:  Enfriamiento de la leche en las fincas de primera categoría. Es el proceso a que se somete la leche producida en estas fincas, inmediatamente después del ordeño, con el objetivo de conseguir mediante el uso de cortina de enfriamiento, tanque de expansión u otro método técnico aprobado por la autoridad sanitaria correspondiente, que su grado de temperatura sea entre 2 ºC y 4 ºC.  Enfriamiento de la leche en las fincas de segunda categoría. Se entiende por enfriamiento de la leche en fincas de segunda categoría, la práctica de procedimientos técnicos o no, autorizados y aceptados por la entidad sanitaria respectivo, a que se somete la leche producida en estas fincas, con el objeto de conseguir que su grado de temperatura sea el adecuado para evitar su alteración, teniendo en cuenta aspectos como la temperatura Ing. Karla Dávila

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ambiental, las distancias entre fincas y las plantas de destino y los sistemas de transporte.  Enfriamiento de la leche en las plantas para enfriamiento o centrales de recolección. Entenderse por enfriamiento de la leche en plantas para enfriamiento o centrales de recolección al proceso a que se somete la leche procedente de fincas de primera categoría, con el objeto de conseguir que su grado de temperatura sea entre 2 ºC a 4 ºC, mediante la utilización de equipos para enfriamiento tubulares de placas u otro sistema de capacidad adecuada a la velocidad de recepción de la leche, aprobado por entidad sanitaria correspondiente. Por otro parte la composición de la leche es la que determina su valor nutritivo, evaluado en porcentajes de aminoácidos esenciales, vitaminas, grasas y carbohidratos. La leche es el único material elaborado por la naturaleza para funcionar exclusivamente como fuente de alimento, a continuación le muestro la composición de la leche de diferentes especies: Mujer

vaca

Oveja

Cabra

Burra

Yegua

Calorías

7,6

68,0

104,0

75,0

45,0

47,0

Proteínas

1,1

3,3

5,5

3,8

1,6

2,1

Grasa

4,5

3,6

7,0

4,3

1,1

1,7

Carbohidratos

7,6

4,8

4,3

4,6

6,5

6,1

Agua

87,0

87,0

82,4

86,3

90,4

89,5

Vitamina A

0,7

0,03

0,06

0,04

-

0,02

Vitamina B1

0,01

0,04

0,06

0,04

-

0,03

Vitamina C

5,0

1,0

3,0

2,0

-

10,0



Calorías, vitaminas y sales por 100 gramos. Proteínas, grasas, carbohidratos en porcentaje

Ing. Karla Dávila

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El contenido según peso de los principales compuestos de la leche en una muestra media.

La grasa de la leche es una mezcla de varios tipos de grasas (triglicéridos, fosfolípidos, etc.), y se sintetizan en la sangre, presentándose en emulsión, con micelas de 1 a 10 Um de diámetro, que en reposo coalescen formando glóbulos de grasas de mayor volumen, que por su menor densidad suben a la superficie y forman la “crema”. Ésta puede batirse para eliminar el suero embebido y obtener la mantequilla. El descremado industrial se realiza por centrifugación intensa. Los ácidos grasos constituyentes de los glicéridos son de dos clases: la mayor parte (85%) de elevados pesos moleculares (C14, C16 y C18) saturados e insaturados,; el resto son ácidos volátiles como el butírico, el caprílico, etc., responsables del aroma y sabor característicos de la mantequilla. La lactosa, llamada azúcar de la leche, es el azúcar típico, además contiene pequeñas cantidades de glucosa y se Ing. Karla Dávila

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produce principalmente a partir de la sangre. La proteína de la leche, puede dividirse en dos grupos: el más abundante (80 – 90 %) esta constituido por la caseína, la cual proviene de la sangre, propiamente un heteroproteico o proteína conjugada cuyo grupo prostético es un grupo fosfórico combinado con Ca, K, Na. En el polipéptido se encuentran todos los aminoácidos esenciales, que le dan el valor nutritivo excepcional. La caseína actúa además como, coloide protector de la emulsión de la grasa. El resto de las proteínas son lactoalbumina y algo de lactoglobulina (0,1%). Las cenizas de leche contienen los minerales como el calcio, fósforo y magnesio. Por ultimo aparecen considerables cantidades de de vitaminas A y B en la leche, con cantidades menores de vitaminas C, D, E, y K. Las vitaminas no se sintetizan en la ubre, aunque se absorben desde la sangre. Las aplicaciones de la leche según la utilización y transformación a que se someterse son:  Consumo directo e inmediato, previa esterilización (Pasteurización, uperización), para evitar alteraciones por gérmenes del animal o del exterior.  Consumo directo aplazado, con tratamientos que facilitan la conservación, almacenamiento y transporte, como concentración (leche concentrada o condensada) y deshidrata (leche en polvo)  Fermentación, para consumo, como yogurt, cuajada, quesos, etc.  Elaboración Industrial, separando sus componentes: -

Descremado, o separación de la mantequilla por centrifugación, que suele preceder a las anteriores.

-

Coagulación de las proteínas, separada la crema, para obtener quesos o caseína y suero.

-

Cristalización de la lactosa en el suero, fermentación de la misma para obtener acido láctico, o acondicionamiento de piensos compuestos.

Métodos para conservación de la leche. La calidad de la leche es una de las bases de una industria lechera, la cual requiere una leche con la capacidad de conservarse y con composición óptima, lo que traduce en ganancias. Ing. Karla Dávila

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La capacidad de conservación se logra utilizando métodos físicos de TC, lo cual permite una mayor vida útil de la leche y que implican la elevación o descenso de la temperatura. La esterilización y la pasteurización, son dos métodos de conservación de la leche por calentamiento, cuyo principal objetivo es lograr que la leche y sus derivados queden exentos de organismos patógenos y que tenga una vida de almacenamiento aceptable. Aunque también existe una práctica común llamada terminación, que no es una pasteurización completa, sino un proceso intermedio que permite conservar la leche sin que pierda sus características.  Terminación. Es un proceso de sub pasteurización que puede ser usado para tratar leche cruda, esta supone el calentamiento de la leche a una temperatura de 60 oC a 66 oC durante 20 a 5 segundos y este nivel de tratamiento térmico destruye la mayoría de bacterias de la leche. Con este procedimiento se evitan las alteraciones durante el almacenamiento en ambiente frio en la fabricas; la leche termizada puede mantenerse por cuatro días hasta 4 oC sin aumento importante en el numero total de bacterias. El tratamiento térmico aplicado durante la termización permite tratamientos posteriores a la leche para fabricar derivados lácteos. La termización es, por consiguiente, un medio apropiado para alargar la vida útil de la leche cruda sin limitar las posibilidades de su destino final.  Pasteurización. Este proceso térmico fue desarrollado por el científico Louis Pasteur en 1864, para prevenir la fermentación anormal de los vinos. En la actualidad la pasteurización se aplica a un número de alimentos: leche, crema, helados, enlatados en general, jugos, cervezas y vinos. La pasteurización de la leche consiste en calentarla hasta un rango de temperaturas entre 63 oC y 70 oC, durante 30 minutos y 60 segundos, aunque también se recomienda temperaturas entres 72 y 78 oC, por 15 segundos, respectivamente, tiempo suficiente para destruir los m. o patógenos que puede contener la leche; de esta manera se hace apta para el consumo humano o los procesos de transformación. Después de los procesos de filtración (depuración) de la leche se recomienda la pasteurización por las siguientes razones: Ing. Karla Dávila

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o Destruye todos los gérmenes patógenos y no patógenos. o Facilita el desarrollo de las cepas inoculadas, lo cual permite obtener el queso o yogurt de calidad uniforme. o Aumenta el rendimiento de la leche en quesos, debido a la desnaturalización de las proteínas solubles, cuya intensidad es proporcional a la temperatura utilizada durante la pasteurización; hay mayor retención de materia grasa e insolubilización de algunas sales minerales La esterilización es un tratamiento más intenso (110 – 120 OC) y prolongado 20 minutos, después del envasado, que asegura la destrucción de los m.o y esporas presentes. La uperización, desarrollada y aplicada modernamente, se realiza en una cámara, donde la leche precalentada y comprimida entra pulverizada en microgotas y se pone en contacto con vapor saturado (5- 6 bar, 150- 160 Oc). El vapor pierde su calor y se condensa sobre las gotas que son el foco frio, en una vertiginosa cesión de calor, por ser muy pequeño el coeficiente de película y grande la turbulencia. El tiempo de residencia es mínimo (2 S´). En este proceso la leche queda aguada, pero pasa inmediatamente a otra cámara de expansión con presión reducida (0,4 bar), correspondiente a una temperatura del vapor más baja 75 oC, que provoca la evaporación súbita del agua, quedando la leche en las condiciones iníciales y con las características organolépticas de la leche fresca, pero totalmente estéril: se denomina leche UHT (Ultra High Temperature) Coagulación. Caseína Los polipéptidos de la leche están en suspensión coloidal y para coagularlos basta con acidificar la leche (PH = 6,5) hasta rebasar el punto isoeléctrico del coloide (PH= 4,5). Según el agente empleado se obtienen distintos tipos de caseína: a) Caseína fosfocálcica: se precipita con lab a unos 60 oc. Este producto de la secreción gástrica de los mamíferos, llamado también cuajo o reninas, contiene enzimas proteolíticas. La caseína después de precipitada, lavada, seca y molida, se utiliza para preparar materias plásticas – cuero artificial – con cargas diversas (tipo caolín, magnesia, celulosa en polvo, incluso ceras y colorantes), el producto es termoplástico, moldeable en caliente. Las formas obtenidas se endurecen en formol al 5 %. El endurecimiento se debe al entrelazado de las moléculas de albuminoide con puentea – CH2 aportados por el HCOH. Ing. Karla Dávila

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La caseína plástica se utilizaba ampliamente, antes de que aparecieran los plásticos petroquímicos, para botones, peines, bisuterías, bolas de billar, aisladores eléctricos, juguetes, etc. b) La caseína acida es la proteína libre precipitada con ácidos, generalmente HCl, H2SO4 o acido láctico que puede proceder de la propia fermentación inicial de la leche. La caseína lavada, seca y molida se emplea para preparar colas. Mezclándola cuando aun esta húmeda con bórax, álcalis, cal, silicato sódico, etc- más resistentes a la humedad que las colas animales, especialmente si se les añade materias plásticas sintéticas. En disolución alcalina se usa para impregnar papel y materias textiles los cuales quedan impermeabilizados después de tratarlos con formol; para el acabado de cueros; como componentes de las pinturas de caseína para decorar papel, loma, madera o metal. Otras aplicaciones de la caseína “acida” son la preparación de pomadas y cosméticos, solidificantes de aceites, lustradores de calzados, emulgentes o adherente en insecticidas, clarificadores de vinos. c) La caseína precipitada con acido láctico, es el requesón, que tiene notable importancia en la industria alimentaria para la obtención de innumerables tipos de quesos, mediantes fermentaciones muy variadas. d) La caseína acida y otras proteínas vegetales – de semilla de soja, maní, etc. – sirven para preparar fibras textiles, desplazadas actualmente por las de origen petroquímico. La caseína se disuelve el legía de sosa, para “desovillar” sus moléculas que son cadenas proteicas. Luego filtrada la disolución y madurada se puede hilar. Era la fibra italiana “lanital”, hoy sustituidas por las sintéticas. Bibliografía Lechera, E. S. (2004). Sub Especialidad: Tecnolia de la leche. S.C: S. E. Ortuno Vian, A. (2006). Introducción a la Quimica Industrial. Barcelona, España: REVERTE. http://www.minsa.gob.ni/regulacion/alimentos/productos%20lacteos/norma%20tecnica%20de% 20leche%20entera%20cruda.pdf

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Agua (87,5%9

Sólidos totales (12,5%)

Grasa (3,8%)

Sólidos no grasos (8,7%)

Fracción nitrogenada (3,3%) N, no proteico (0,2%)

Cenizas y Vitaminas (0,8%)

Proteína (3,1%)

Caseína (2,6%)

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Lactosa (4,6%)

Albumina y globulina (0,5%)

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