Módulo de Lacteos

UNIVERSIDAD NACIONAL

FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS

E.A.P. INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL

MANUAL DE: INDUSTRIAS LÁCTEAS

HUÁNUCO – PERÚ 2014

EAP de Ingeniería Agroindustrial

CAPÍTULO I GENERALIDADES DE LA LECHE

Ing. Sergio Grimaldo Muñoz Garay

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1.1

LA LECHE Es el producto integral que se obtiene mediante el ordeño de una vaca lechera, debe recogerse limpiamente y no debe contener calostro. Es un líquido blanco opaco, más o menos amarillento debido al contenido de caroteno de la grasa, de gusto agradable y de olor característico. En términos lactológicos, el concepto de leche sin designación de la especie se refiere únicamente a la leche de vaca.

1.2

CALOSTRO El calostro es la secreción de las glándulas mamarias dentro de las primeras 24 horas después del parto. Se diferencia marcadamente de la leche en su composición, propiedades físicas y función. La leche secretada luego de 24 horas por la vaca es la llamada leche de transición (24 a 72 horas post parto) caracterizándose por presentar una menor cantidad de sólidos, proteínas e inmunoglobulinas (Ig) que el calostro. Las inmunoglobulinas (Ig).- son anticuerpos, éstas actúan en la identificación y destrucción de los patógenos que puedan atacar al animal. Formación de la leche en el animal El proceso de formación de la leche, comienza en el momento en que la vaca ingiere la hierba, ésta es degradada en la panza y las substancias nutritivas, se absorben en el intestino y se transportan, mediante la sangre, hasta las glándulas mamarias. La formación de la leche se inicia con la estimulación de las células musculares de las glándulas mamarias. La prolactina (PRL), que es una hormona segregada por la adenohipófisis, activa las células secretoras para que fabriquen leche después del parto. Cuando la cría succiona el pezón, la hembra envía un impulso nervioso al cerebro, de manera que segrega la oxitocina, que provoca una estimulación de las células contráctiles de la glándula, y, por lo tanto, la salida de la leche.

1.3

ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA DE LA UBRE La ubre de las vacas está fijada en la pared abdominal por medio del aparato suspensorio y se compone de cuatro glándulas independientes (cuartos) con sus respectivos pezones. Cada glándula consta de:  Parénquima glandular (alvéolos) donde se produce la leche.  Sistema excretorio que está compuesto por los conductos lácteos y la cisterna de la glándula que termina en el canal galactóforo del pezón.  Sistema intersticial, formado por una red de tejido conjuntivo en la cual van incluidos los vasos sanguíneos, linfáticos y los nervios del órgano.

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Figura 01: Conformación del tejido glandular de la ubre      

Pezón con su esfínter (1) Cisterna del pezón (2) Cisterna del cuarto (3) Anillo que divide las cisternas (4) Conducto de la leche (5) Alvéolos que segregan la leche (6)

El pezón termina en un orificio estrecho cuyo cierre está dirigido por un músculo, el esfínter, que tiene por misión prevenir el paso prematuro de la leche, así como la de impedir la entrada de bacterias u otras impurezas. Es por esto por lo que es de absoluta importancia que el ordeño se efectúe de manera que se conserve este músculo con su fuerza y flexibilidad. Del mismo modo evitar toda causa posible de daño, lesión o desgarro en la extremidad del pezón. 1.4

EL ORDEÑO El ordeño es el acto de colectar leche luego de estimular adecuadamente a la vaca para liberar la leche de la ubre, es un conjunto de operaciones encaminadas a extraer la totalidad de la leche existente en la glándula mamaria sin daño para el animal y de forma que el producto obtenido reúna las máximas calidades higiénicas, para su correcta realización, es preciso tener en cuenta las características anatómicas y fisiológicas del animal, y el método de extracción empleado. Actividad hormonal: - El descenso de la leche está regida por la oxitocina, hormona que se estimula con el buen trato y el amamantamiento del becerro. Tiene una duración en el torrente sanguíneo de 5 a 8 minutos, lo que nos obliga a hacer un ordeño rápido. - La hormona adrenalina es causada por estímulos negativos y su efecto lleva a que el animal esconda la leche.

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Condiciones ambientales: - Un lugar adecuado, trato cariñoso y una hora establecida estimulan al descenso de la leche. 1.4.1

Inhibición de la bajada de la leche En ciertas situaciones, el reflejo de liberación de la leche puede ser inhibido. Cuando esto ocurre, la leche no es liberada del alveolo y solamente una pequeña fracción puede ser recolectada. Los impulsos nerviosos son enviados a la glándula adrenal cuando eventos externos no placenteros ocurren durante el ordeño (dolor o temor). La hormona adrenalina, liberada por la glándula adrenal, puede comprimir los vasos sanguíneos y capilares de la ubre. La disminución del flujo sanguíneo decrece la cantidad de oxitocina que llega a la ubre. Además, la adrenalina inhibe la contracción de las células mioepiteliales en la ubre directamente. Por lo tanto, la vaca puede no ser ordeñada completamente en las siguientes situaciones: - Circunstancias inusuales, que conducen dolor (ser golpeadas) o temor (gritos, ladridos). - Falla del equipo de ordeño en operar adecuadamente. Luego del primer parto, las vacas deben de ser entrenadas para la rutina de ordeño. El malestar emocional que se presenta en estas vacas puede ser suficiente para inhibir el reflejo de liberación de la leche. Una inyección de oxitocina durante varios ordeños puede ayudar. Aún así, esta práctica no debe de hacerse en forma rutinaria debido a que algunas vacas pueden transformarse rápidamente en dependientes de la inyección para producir el reflejo de liberación de la leche.

1.4.2

Colección de leche de la ubre La abertura de la punta del pezón se mantiene cerrada por un grupo de músculos circulares (esfínter). Normalmente, la leche en la glándula y en la cisterna del pezón no sale del pezón sin tener una fuerza externa que supere la fuerza de los músculos del esfínter. Una diferencia en la presión entre el interior y el exterior del pezón es generalmente necesaria para abrir el esfínter y dejar salir la leche. La leche es removida rutinariamente desde la ubre por: la succión del ternero, el ordeño manual o la máquina de ordeño. Se debe tener en cuenta las buenas prácticas de higiene para obtener una leche de buena calidad higiénica.

1.4.3

Buenas prácticas de higiene Higiene y salud del personal: A continuación se mencionan las recomendaciones que debe atender todo el personal que realiza la actividad del ordeño:  Los ordeñadores tienen que presentarse aseados al ordeño.  Por cada ordeño vestir ropa limpia, de preferencia blanca, incluyendo las botas, que únicamente sea utilizada para este propósito.

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 Lavarse y desinfectarse las manos antes de iniciar el trabajo y después de ir al baño, y en cualquier momento cuando las manos estén sucias o contaminadas.  Mantener las uñas limpias, libres de barniz y cortas, para no lesionar los pezones de las vacas.  Mantener el cabello corto, patillas al ras de la oreja y sin barba. En caso necesario usar protección que cubra totalmente el cabello, la barba y el bigote. Es recomendable el uso de gorras limpias.  Los mandiles se tienen que lavar y desinfectar entre un ordeño y otro; si se usan guantes, lavarlos y desinfectarlos por cada vaca ordeñada.  Se prohíbe fumar, comer, beber o escupir en las áreas de ordeño.  Evitar objetos como lapiceros, termómetros u otros en los bolsillos superiores de la ropa o del mandil, los cuales pueden caer en la leche.  No usar joyas ni adornos: pinzas, aretes, anillos, pulseras y relojes, collares u otros accesorios que puedan caerse y contaminar la leche. Los broches pequeños y pasadores para sujetar el cabello quedan debajo de una protección.  Evitar toser o estornudar sobre la leche.  Las personas que tienen heridas no participan en el ordeño. Se pueden reubicar en otras áreas y las heridas protegerlas.  Las personas con enfermedades contagiosas no tienen que realizar actividades de pre-ordeño, ordeño o post ordeño.  Los visitantes internos y externos tienen que cumplir con las mismas medidas señaladas en los puntos anteriores. Higiene de las instalaciones: Ubicación de la unidad de producción y de la sala de ordeño.- La unidad de producción (UP) de preferencia se ubicará fuera de los centros de población. Con respecto a la ubicación de la sala de ordeño se ubicará en lugares que tengan mínimo riesgo de contaminación, de preferencia al menos a 100 m de distancia de otras actividades agropecuarias, como la producción de cerdos, ya que además de las descargas residuales, los olores son fuertes y pueden afectar la calidad de la leche. Para prevenir la contaminación de la leche es necesario considerar el diseño y orientación de la sala de ordeño las cuales son las siguientes  Los suelos del lugar destinado para el manejo de las vacas y el ordeño deben tener buen drenaje y contar con declive para evitar encharcamientos.  La orientación con el viento, es importante para impedir o limitar que los vientos sean una vía de contaminación.  Los alrededores deberán estar sin basura y desperdicios, que no existan equipos mal almacenados para evitar la presencia de plagas y malos olores.  Impedir la presencia de perros, patos, gallinas, etc. en la sala de ordeño.  Pisos impermeables, homogéneos, etc., que permitan su fácil limpieza y desinfección.  Las paredes serán lavables, impermeables y de colores claros. Ing. Sergio Grimaldo Muñoz Garay

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 Los techos serán construidos con materiales y diseño que limiten o impidan la acumulación de suciedad y eviten al máximo la condensación, ya que esta favorece el desarrollo de mohos y bacterias contaminantes. Agua para uso en el ordeño.- El agua que se utiliza en el ordeño, será potable, por el contacto de esta con los ordeñadores, con los animales en el pre-ordeño, con los equipos y utensilios. De no utilizar agua potable es muy alto el riesgo de contaminar la leche. En las unidades de producción es muy importante contar con agua suficiente e instalaciones adecuadas para su almacenamiento y distribución, sino se cuenta con agua potable es necesario hacer algún tratamiento para mejorar la condición del agua en las lecherías. El cloro es un producto apropiado y recomendado para mejorar la calidad del agua, es de bajo costo y está disponible en cualquier lugar. El agua que se utilice en la sala de ordeño requiere reunir las siguientes características: 1. Sensoriales. Sin olor, color y sabor indeseables. 2. Físicos. Libre de material extraño, (partículas visibles). 3. Microbiológicos: a) Organismos Coliformes totales: 2 UFC/100 ml. como máximo b) Organismos Coliformes fecales: Cero UFC/100 ml. Cloración.- La red municipal generalmente suministra agua potable; de no contar con este servicio, o que el agua municipal no esté tratada, hay que potabilizar. El tratamiento más frecuente para la potabilización, por su facilidad y economía, es la cloración. En el siguiente cuadro se presenta la cantidad de cloro que se tiene que aplicar en 10, 100 y 1000 litros de agua. Cuadro 01: Potabilización de agua Cantidad de agua a tratar 10.00 l 100.00 l 1000.00 l

Cantidad de cloro comercial 0.33 ml (8 gotas) 3.3 ml (80 gotas) 33.3 ml (800 gotas)

Si el agua contiene altas concentraciones de cloro, estas pueden ocasionar lesiones en las manos de los trabajadores, en las mucosas nasales y oculares por la volatilización, así como lesionar la piel del pezón de la vaca. Se recomienda mezclar perfectamente el cloro con el agua. Cuando las cantidades son pequeñas se logra por agitación, pero en cantidades mayores, por ejemplo 1000 litros, el cloro se debe aplicar durante el llenado y esperar 20 minutos para que se estabilice antes de su uso.

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1.4.4

Pre ordeño El objetivo del pre ordeño es estimular a la vaca y preparar los pezones. Consiste en un conjunto de actividades tendientes a disminuir los riesgos de contaminación de la leche y de enfermedades de las vacas, así como el buen manejo de las mismas como base para la obtención de leche de calidad. La preparación de los pezones previo al ordeño se enfoca a estos, no a la ubre; la higiene, tanto en el ordeño manual como en el mecánico, es para reducir o eliminar flora microbiana presente en la piel o en el canal del pezón. La eliminación del pelo de la ubre se realiza solamente cortando o quemando con flama de bajo calor. Lotificación de vacas El ordeño comienza con las vacas jóvenes; después las vacas adultas, se inicia con las de mayor producción y al final las de menor producción. Cuando no se cuenta con equipo de ordeño y son pocos animales, no es posible seguir el orden indicado. Estimulación La estimulación de la vaca se realiza al estar limpiando, lavando y desinfectando los pezones. Un buen manejo de los pezones propicia que el sistema nervioso central envié una señal al cerebro para que secrete la oxitocina (hormona que baja la leche de la glándula mamaria). La preparación de los pezones se realiza como máximo por un minuto. Después de este tiempo se va reduciendo el efecto de la oxitocina y con ello la estimulación para la bajada de la leche. Pre sello El pre sello es la inmersión de al menos las tres cuartas partes del pezón en una solución que puede ser yodo, cloro o clorhexidina, con ayuda de un aplicador diseñado especialmente para ello. El pezón tiene que permanecer inmerso en la solución al menos 30 segundos. Preparación de los pezones La secuencia de preparación de los pezones es la siguiente: 1. Verificación del orden de entrada de las vacas. 2. Detección de lesiones en ubres y pezones que puedan ser fuente de contaminación de la leche. 3. Limpieza de los cuatro pezones con suficiente agua. 4. Desinfección (pre sello) de los pezones de acuerdo con las indicaciones del proveedor. Puede ser yodo a una concentración de 25 mg/l. 5. Eliminación de los tres primeros chorros de leche (despunte) de cada pezón, dirigidos al tazón de fondo obscuro para detectar cambios en consistencia o en color. En caso de observar alteraciones, la leche se recibe en recipiente para desechar. Nunca tirar estos chorros de leche al suelo ni mezcle la leche proveniente de vacas enfermas con leche de vacas sanas.

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6. El secado de los pezones se recomienda hacerlo con toallas individuales de papel; no se recomienda el uso de periódico ni de toallas de tela. Las toallas utilizadas se desechan. En los sistemas familiares donde se utiliza el apoyo del becerro no se recomienda realizar el pre sello, pero si las demás recomendaciones. 1.4.5

Tipos de ordeño Ordeño manual El ordeñador debe tener una sensibilidad y capacidad de reacción que permita adaptarse a las características del animal en ordeño y obtener, con mayor suavidad y de forma total, la leche contenida en la ubre. No se debe peñizcar ni jalar los pezones para evitar daños en los tejidos de la glándula mamaria. En el ordeño manual, la mano toma todo el largo del pezón. El pulgar y el índice comprimen la parte superior del pezón y al mismo tiempo los demás dedos aprietan hacia adentro y hacia abajo (Figura 02).

Figura 02: Ordeño manual Ordeño mecánico En este proceso la máquina intenta imitar el amamantamiento de un becerro, efectuando una fase de masaje y una de extracción de leche causada por el movimiento rítmico de un vacío. Las ventajas de este tipo de ordeño es que es rítmico, homogéneo, higiénico (siempre y cuando se utilicen las normas de aseo y desinfección de equipos), además el ruido efectuado por el equipo se convierte en un estímulo positivo para el descenso de la leche. Todo equipo de ordeño consta de: pulsadores, tubos de vacío, tubos de leche y pezoneras.

Figura 03: Ordeño mecánico

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1.4.6

Suspensión del ordeño La suspensión del ordeño, se realiza cuando esta cumple 07 meses de preñez, y no de lactancia. Esta práctica se hace porque es necesario un descanso de la ubre dos meses antes del parto siguiente, tiempo necesario para la renovación de tejidos responsables de la producción, además que el animal produzca calostro para su nueva cría. Se recomienda realizar las siguientes actividades para suspender el ordeño: - Sesenta días antes del parto se realiza un último ordeño escurriendo muy bien la ubre. - Lavar y desinfectar los pezones. - Aplicar en cada pezón un antibiótico antimastítico para secado, que se caracteriza por ser más concentrado y oleoso, para una sola aplicación

1.4.7

Refrigeración Una vez ordeñada la vaca, es importante refrigerar la leche por debajo de los 4°C, para evitar que los microorganismos que pudiera contener empiecen a degradarla y descomponerla. Para ello, se utilizan tanques enfriadores que cuentan con un agitador, el cual evita que se separe la grasa de la leche.

Figura 04: Tanques enfriadores 1.5

ANÁLISIS BACTERIOLÓGICO Toma de muestras de leche Para obtener muestras de leche hay que seguir procedimientos muy estrictos de asepsia con el propósito de evitar la contaminación con microorganismos presentes en el pelo o piel de la vaca, o en el lugar donde se tomen las muestras. Material.- Se utilizan viales desechables estériles o tubos de ensayo con tapón de rosca, de 15 ml de capacidad, y etiquetados. Colección de muestra.- La muestra se puede tomar antes o durante el ordeño. Si se toma antes del ordeño es garantía para obtener un mayor número de microorganismos. Preparación de los pezones. Los pezones se lavan con solución desinfectante de cloro al 0.2%, se secan perfectamente con toallas desechables, después se eliminan los primeros chorros de la leche con el propósito de evitar residuos

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contaminantes. Con “torundas” humedecidas en alcohol (metílico o etílico) al 70% se desinfecta la punta del pezón de la siguiente manera.  Se frota vigorosamente la punta del pezón con la “torunda”, utilizando un lado del algodón por pasada.  Si el algodón queda sucio hay que repetir cuantas veces sea necesario hasta que el algodón quede Iimpio, lo que indica que el pezón ha quedado perfectamente Iimpio y desinfectado.  Cada vez que la vaca pateé o mueva la cola es necesario desinfectar los pezones nuevamente. Recomendaciones para la toma de muestras  Los tubos se identifican con el número de la vaca y el pezón muestreado.  Se toma el tubo con la mano, y con el dedo meñique y la palma de la otra mano se quita el tapón.  El tubo no tiene que tocar el pezón. Con la mínima presión posible se ordeña y no se recomienda exprimir el pezón sobre el tubo.  Para el análisis bacteriológico son suficientes 4 o 5 ml de leche. Inmediatamente después del ordeño se tapa el tubo.  Se muestrean los cuartos lo más rápidamente posible.  La persona que tome las muestras tiene que desinfectarse las manos al pasar de una vaca a otra. Almacenamiento de las muestras Las muestras siempre se debe mantenerlas a 4-5 °C, por lo que es recomendable transportarlas en termos o cajas de unicel con hielo o refrigerantes. Las muestras pueden ser congeladas durante dos o tres semanas sin sufrir cambios. 1.5.1

Brucelosis La brucelosis constituye un ejemplo clásico de zoonosis transmitida por la leche. El hombre puede contraer esta enfermedad a través del consumo de leche cruda o por el contacto con tejido y secreciones de animales enfermos. Cualquiera de los tres tipos de brucela (melitensis, abortus y suis) puede provocar la enfermedad en el hombre, pero Ia melitensis es Ia más virulenta para el ser humano. En general la leche cruda y los subproductos preparados con leche no fermentada ni tratada térmicamente (pasteurizada) constituyen productos muy peligrosos desde el punto de vista de la transmisión de la brucelosis al humano.

1.5.2

Tuberculosis El consumo de leche cruda representa alto riesgo de contagio de tuberculosis al hombre. Vacas infectadas son el reservorio más importante de bacilos tuberculosos. La incidencia de tuberculosis bovina en el hombre depende sobre todo de su presencia en el ganado bovino y de la cantidad de leche cruda o insuficientemente tratada que consume la población.

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Las vacas se contagian con los bacilos tuberculosos, procedente algunas veces del medio externo (estiércol, polvo, etc.) y las otras de las vacas infectadas. El Mycobacterium tuberculosis puede contaminar directamente la leche a través de los ordeñadores y otros operarios, y llegar al consumidor del mismo modo que otros gérmenes patógenos transmitidos por la leche, a menos que se destruya a tiempo con un tratamiento térmico adecuado (pasteurización). 1.5.3

Mastitis Prueba de fondo obscuro Permite detectar grumos en la leche (tolondrón) dirigiendo los primeros chorros a través de una malla negra, o bien utilizando un recipiente especialmente diseñado para ello. Es recomendable realizar este procedimiento en todos los ordeños, ya que además de detectar leche anormal, se eliminan bacterias que normalmente se encuentran en el canal del pezón. Prueba de California La prueba de California es uno de los métodos más específicos para la detección de mastitis sub clínica. Se fundamenta en la reacción de un detergente no-iónico (aril alkil sulfonato de sodio) con las células presentes en la leche, (las desintegra), por lo que se forma un conglomerado que da un aspecto gelatinoso. Mientras mayor sea el número de células somáticas, más aparente será la formación de gelatina y se dará una calificación mayor. Esta es una prueba subjetiva que se realiza al lado de la vaca durante el ordeño. El procedimiento para la Prueba de California es el siguiente: 1. El muestreo se realiza durante el ordeño. 2. Se utiliza una paleta especial CMT que cuenta con cuatro compartimentos. En cada uno se depositan 2-3 ml del reactivo de California, se agregan 2-3 ml de leche recién ordeñada y se mezclan agitando. Las muestras de leche se toman en condiciones asépticas y los pezones deben estar perfectamente limpios. 3. Agitar con movimientos circulares y de arriba-abajo durante 10-20 segundos para interpretar la lectura de la reacción. 4. Interpretación de resultados: escala y recuento celular. Reacción negativa 500,000-1500,000 bacterias/ml 2 >1500,000-5000,000 bacterias/ml 3 > 5000,000 bacterias/ml Estos resultados son subjetivos y reflejan la severidad de los casos. Entre las enfermedades que más pérdidas económicas ocasionan en la producción de leche está la mastitis, que es la inflamación e infección de la glándula mamaria. Generalmente puede ser controlada con el manejo del ordeño en parámetros ideales de incidencia y prevalencia, pero no se puede erradicar.

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La mastitis, es una enfermedad compleja por su etiología, patogénesis y tratamiento. La mastitis puede ser causada por varios factores, entre ellos el mal funcionamiento del equipo de ordeño y la falta de higiene, lo que favorece la penetración de microorganismos patógenos. Desafortunadamente estos agentes no solo entran a la glándula mamaria, sino que son capaces de sobrevivir y multiplicarse en número suficiente para producir infección. La mastitis es producto de la interacción entre el animal, el ambiente y los microorganismos (triada epidemiológico). El hombre tiene un papel importante en la presencia de la enfermedad, ya que es el responsable de utilizar malas prácticas de higiene. La mastitis puede ser causada por más de 137 especies bacterianas; entre las más comunes están Staphylococcus aureus, Streptococcus agalactiae, Streptococcus dys gaiactiae, Escherichia coil, Kiebsielia pneumonieae; otros agentes menos frecuentes son Arcanobacterium pyogenes, Prototheca, levaduras y micoplasmas. Mastitis infecciosa y mastitis ambiental.- Las mastitis se pueden clasificar como infecciosas y ambientales. La transmisión de patógenos que causan mastitis infecciosa de una vaca infectada a otra generalmente sucede a través del equipo de ordeño, de las manos de los ordeñadores, de los materiales para el lavado de los pezones y de la aplicación de tratamientos. Las vacas en confinamiento tienen mayor riesgo de padecer mastitis ambiental que las vacas en pastoreo. Las principales fuentes de patógenos ambientales son el estiércol, los alimentos, el polvo, la tierra y el agua Mastitis clínica y sub clínica.- En los casos de mastitis clínica se presenta inflamación de la ubre, y en la secreción láctea se observan “tolondrones”. En el caso de la mastitis sub clínica la glándula mamaria y la leche suelen presentar un aspecto normal, razón por la cual pasa inadvertida para el ganadero. El diagnóstico de la mastitis sub clínica se realiza a través de la prueba de California. Tratamiento durante el periodo seco Para evitar la presencia de antibióticos en leche, la mastitis sub clínica (diagnosticada por el grado de gelatinización que equivale a un elevado conteo celular) no suele tratarse durante la lactación, sino al inicio del periodo seco. En muchos casos desaparece al mejorar la higiene del ordeño, al revisar el equipo de ordeño y al cambiar las camas. En caso de que la incidencia sea muy alta (alto porcentaje de animales con un elevado número de células somáticas) es conveniente realizar un análisis microbiológico, con la finalidad de aplicar el tratamiento más específico y adecuado en el periodo más oportuno.

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Tratamiento durante la lactación Este tratamiento se aplica generalmente en los casos de mastitis clínica, alcanzándose una tasa de curación del 40 al 70%. Hay que considerar los tiempos de eliminación de la leche por contener residuos de antibióticos, ya que estos pueden resistir el tratamiento térmico de pasteurización o ultra pasteurización. 1.6

TIPOS DE LECHE - Entera o integral.- La que mantiene su composición original. - Estandarizada.- % de grasa alterado. - Semidescremada.- Cuando se le ha extraído parte de su contenido de grasa. - Descremada.- La que contiene menos de 0,5% de grasa. - Reconstituida.- La que resulta de mezclar; leche entera en polvo con agua potable ó leche descremada en polvo con grasa de leche y agua potable, de modo que semeje la composición normal de la leche. - Recombinada.- Mezcla de leche reconstituida con leche entera. - Enriquecida.- Es aquella que resulta de la adición de una o varias sustancias nutritivas naturales de la leche tales como: vitaminas, minerales, aminoácidos y proteínas. - Pasteurizada.- La que ha sido sometido a tratamientos térmicos específicos y por tiempos determinados para lograr la destrucción de todos los microorganismos patógenos, sin alterar en forma considerable su composición, sabor y valor alimenticio. - Homogenizada.- Aquella que ha sido sometido a tratamientos térmicos mecánicos para cambiar ciertas propiedades físicas y dividir el tamaño de los glóbulos grasos para prolongar la estabilidad de la emulsión. - Esterilizada.- La que ha sido sometido a tratamiento térmicos específicos y por tiempos definidos para lograr la destrucción de todos los microorganismos, sin afectar de forma significativa su valor alimenticio. - Evaporada.- Obtenido de la leche entera o descremada mediante la remoción de agua, hasta dejarlo cerca de 74%. - En polvo.- Porción que queda de la leche entera o descremada, después de haberle removido el agua hasta dejarla en cerca de 2%.

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1.7

COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LA LECHE Las leches contienen glúcidos o hidratos de carbono, proteínas y grasas además de vitaminas, minerales y agua. LACTOSA CARBOHIDRATOS

AGUA

NITROGENO NO PROTEICO

GLUCOSA GALACTOSA

CASEINA PROTEINA PROTEINAS DEL LACTOSUERO

TRIGLICÉRIDOS

LECHE

DIGLICÉRIDOS GRASA

MONOGLICÉRIDO S FOSFOLÍPIDOS

MINERALES

ESTEROLES, ÉSTERES Y CAROTENOIDES

SÓLIDOS LIPOSOLUBLES

A, D, E ,K

VITAMINA HIDROSOLUBLES

C, B1, B2, B3, B5, B6, B8, B12.

Figura 05: Composición de la leche La composición química promedio de la leche, se presentan en los siguientes cuadros: Cuadro 02: Composición química promedio de la leche Componente Porcentaje (%) 87,50 a. Agua 12,50 b. Total de sólidos (c+d) 3,80 c. Grasa 8,70 d. Sólidos no grasos (e+ h+i+otros) 3,30 e. Proteínas (f+g) 2,60 f. Caseínas 0,70 g. Proteínas del suero 4,70 h. Lactosa 0,12 i. Calcio La leche entera, semidesnatada (semidescremada) y desnatada (descremada), no solo presenta diferencias en su contenido graso si no también en sus demás constituyentes. Ing. Sergio Grimaldo Muñoz Garay

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Cuadro 03: Composición química en 100 g de leche entera, semi desnatada y desnatada

Leche

Hidratos Agua Proteínas Grasas Calcio Kcal de carbono (g) (g) (g) (mg) (g)

Vit. B2 (mg)

Vit. B3 (mg)

Entera

87,5

65,0

3,3

3,5

4.7

121,0

0,2

0,8

Semi desnatada

90,0

49,0

3,5

1,7

4.9

125,0

0,2

0,8

Desnatada

91,5

33,0

3,4

0,1

5,0

130,0

0,2

0,8

Leche

Vit. B12 (mcg)

Vit. A (mcg)

Vit. D (mcg)

AGS (g)

AGM (g)

AGP Colesterol (g) (mg)

Entera

0,3

50,0

0,03

2,2

1,2

0,1

14,0

Semidesnatada

0,3

23,0

0,01

1,1

0,6

0,0

9,0

Desnatada

0,3

0,0

0,0

0,1

0,0

0,0

2,0

AGS= grasas saturadas / AGM= grasas monoinsaturadas / AGP= grasas poliinsaturadas/ mcg= microgramos. La composición de la leche y la concentración de los diferentes componentes varían en función de la especie animal y las razas, tal como se observa en los siguientes cuadros. Cuadro 04: Composición química de la leche de distintas especies (100 g.) NUTRIENTE VACA BÚFALA MUJER OVEJA CABRA BURRA YEGUA Agua, g Energía, kcal Proteína, g. Grasa, g. Lactosa, g. Minerales, g.

87,0 65,0 3,2 3,4 4,7 0,72

84,0 97,0 3,7 6,9 5,2 0,79

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87,5 65,0 1,0 3.5 6,9 0,20

82 97 5.5 7 4.3 0.9

86 70 3.8 4.3 4.6 0.8

90 43 1.6 1.1 6.5 0.5

89 52 2.1 1.7 6.1 0.4

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Cuadro 05: Composición química de la leche de distintas razas RAZA

Holstein Brown Swiss Jersey Guernsey

% AGUA

88.12 87.31 85.66 86.36

% GRASA

% PROTEÍNA

% LACTOSA

% CENIZA

3.54

3.29

4.68

0.71

3.99

3.64

4.94

0.73

5.13

3.70

4.83

0.74

4.50

3.60

4.79

0.75

1.7.1

Agua El contenido de agua en la leche puede variar de 87 a 89% pero normalmente representa el 88% de la leche. Como la leche es un alimento líquido, induce a pensar en un alto contenido de agua sin embargo esta tiene de 11 a 13% de sólidos totales, lo que es equivalente a muchos alimentos sólidos.

1.7.2

Grasa La grasa de la leche está formada por varios compuestos que hacen de ella una sustancia compleja y es la responsable de ciertas características especiales con respecto a la calidad de la leche. La grasa interviene directamente en la economía, nutrición, sabor y algunas propiedades físicas de la leche y subproductos. La composición de contenido graso de la leche es función de los siguientes factores: * Raza: Holstein < Guernsey < Jersey. * Periodo de lactación: bajo en los dos primeros meses; después aumenta gradualmente. * Alimentación: Varía de acuerdo a la composición de la ración. * Temperatura: Inversamente proporcional. * Estación: En invierno es máximo, por la temperatura. * Salud: Disminuye durante los estados patológicos. * Edad: Disminuye con la edad. * Ordeño: La leche de tarde contiene más grasa (0,4% más aproximadamente). La leche tiene muchos ácidos grasos diferentes, cuantitativamente el mas abundante es el ácido palmítico, este es un ácido graso saturado y se encuentra en un 20 a 25% del total de los ácidos grasos saturados, y entre los ácidos grasos insaturados el más abundante es el ácido oleico que se encuentra en un 30 a 38% del total de los ácidos grasos insaturados. La cantidad de los lípidos varía y estos se clasifican en tres grupos como son: * Los triglicéridos, constituyen el 97 – 98% del total de los lípidos.

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* *

Fosfolípidos, constituyen entre el 0,8 y 1% del total de los lípidos. Lípidos insaponificables, constituyen el 0.4% del total de los lípidos.

 Triglicéridos.- Son ésteres de glicerol y ácidos grasos. El glicerol es un alcohol de función triple, es decir capaz de esterificar tres ácidos grasos. Según haya uno, dos o tres ácidos grasos esterificados en una molécula de glicerol, se trata de un mono, di, o tri-glicérido. Además los triglicéridos pueden ser simples, si los ácidos grasos son iguales, o mixtos si uno, dos o los tres son diferentes. Los ácidos grasos.- El número de ácidos grasos identificados en las grasas naturales de la leche es de unos 150, pero de ellos, los que son cuantitativamente significativos se limitan en 17 (cuadro 05). La grasa de la leche es la más compleja de todas las grasas conocidas. Cuadro 06: Principales ácidos grasos de los glicéridos de la leche. ÁCIDOS GRASOS

NÚMERO DE CARBONOS

CONTENIDOS MEDIOS (% EN PESO)

4.0 6.0 8.0 12.0 14.0 16.0 18.0 20.0 22.0

3.4 1.3 1.2 3.9 13.1 25.3 10.6 1.3 ----

10.0 12.0 14.0 16.0 18.0 18.0

0.2 0.3 1.3 3.7 30.8 0.7

18.0 20.0

3.2 1.1

Ácidos grasos saturados Ácido butírico Ácido caproico Ácido caprílico Ácido láurico Ácido mirístico Ácido palmítico Ácido esteárico Ácido Araquidónico Ácido behénico Ácidos grasos mono-insaturados Ácido caproleico Ácido lauroleico Ácido miristoleico Ácido palmitoleico Ácido oleico Ácido vecénico Ácidos grasos poli-insaturados Ácido linoleico Ácido araquidónico

 Los fosfolípidos.- Los fosfolípidos son un grupo de lípidos complejos que además de un alcohol (glicerol) y ácidos grasos, contienen ácido fosfórico y una base nitrogenada. Todos estos lípidos complejos son solubles en alcohol y en éter de petróleo. El contenido en la leche de fosfolípidos es de alrededor del 0.03%, es decir, aproximadamente el 1% de los lípidos totales de la leche. Ing. Sergio Grimaldo Muñoz Garay

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Propiedades de los fosfolípidos. Los ácidos grasos que forman parte de los fosfolípidos, son ácidos insaturados de cadenas largas lo que unido a la presencia del grupo fosfórico, les hace muy sensibles a la oxidación. Los fosfolípidos son el origen del gusto a oxidado que aparece frecuentemente en la leche y productos lácteos. Los fosfolípidos despiertan mucho interés en la industria alimentaría a causa de su doble carácter hidrófilo y lipófilo, que les convierte en unos eficaces agentes emulsionantes. Aplicaciones prácticas de los fosfolípidos. En el desnatado la mayor parte de los fosfolípidos se va con la nata. Durante el batido de la nata, se distribuyen a partes casi iguales entre la mantequilla y el suero. El suero de mantequilla en polvo tiene importantes propiedades emulsionantes, además de un agradable sabor, debido a los fosfolípidos presentes. Algunos productos ricos en fosfolípidos, como los huevos y el suero de mantequilla en polvo, se utilizan en la elaboración de helados para facilitar el aumento del volumen de la mezcla. La presencia de fosfolípidos aumenta el riesgo de aparición del sabor a oxidado en los productos lácteos. Los fosfolípidos de mayor presencia en la leche son la lecitina, la cefalina y los fosfoesfingolípidos. Estas sustancias tienen mucha afinidad con el agua y con los lípidos por lo que son la causa de la estabilidad de la emulsión de triglicérido en la fase acuosa de la leche.  Sustancias insaponificables.- Son constituyentes de las grasas que no saponifican con NaOH o KOH. Los más importantes son: esteroles, carotenoides y tocoferoles. Desde el punto de vista cuantitativo. Entre los esteroles se encuentra el colesterol. En el grupo de los carotenoides se hallan sustancias coloreadas, que son solubles en grasa, en la leche vacuna el principal es el beta-caroteno que son los que le dan un cierto color crema a la materia grasa de la leche. Por último, los tocoferoles son sustancias muy complejas, en particular es importante la vitamina E; en general es resistente a altas temperaturas y resulta buen antioxidante natural de la leche. Propiedades de la materia grasa de la leche Dada la complejidad de la materia grasa de la leche, resulta muy práctica su descripción mediante índices y constantes (cuadro 06). Cuadro 07: Propiedades de la materia grasa de la leche. Calor específico Densidad a 15 ºC Punto de fusión Índice de acidez

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527.4 J/Kg ºK 0.936 – 0.942 g/cm3 28 – 35 ºC Menos de 0.3 %

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Oxidación de la materia grasa La oxidación de las grasa es uno de los problemas más importante en la tecnología lechera. La grasa da origen a distintos sabores de oxidación que se describen como: sabor ha oxidado o metálico aparece cuando comienza la oxidación de los fosfolípidos. El gusto (a sebo) procede de la oxidación de los glicéridos. El más frecuente de estos defectos es el gusto a oxidado ya que los fosfolípidos, por su naturaleza y accesibilidad, se oxidan con mayor facilidad que los glicéridos. Durante los tratamientos térmicos apropiados y la homogenización, se puede prevenir la oxidación. Los antioxidantes químicos (sustancias fenólicas, galatos, sulfhídrilos) y los naturales (tocoferoles y vitamina C) son muy eficaces para evitar la oxidación de las grasas. También lo es la adición a la leche de enzimas proteolíticas que en su acción liberan grupos reductores. Se pueden tomar algunas medidas para prevenir el desarrollo del gusto a oxidado. Es fundamental evitar en la leche y los productos lácteos cualquier contaminación con cobre y hierro. Estructura fisicoquímica de la grasa de la leche La materia grasa se encuentra en la leche en forma de glóbulos esféricos suspendidos en la fase acuosa del suero. El diámetro de estos glóbulos varía normalmente entre 2 y 10 m. En el tamaño influyen la especie, la raza y el periodo de la lactación. Los glóbulos grasos son más pequeños en la leche de cabra que en la de vaca y entre estás, las de raza Holstein los producen de menor tamaño que las vacas Jersey. Generalmente el tamaño de los glóbulos grasos disminuye al final del periodo de lactación. 1.7.3 Proteínas de la leche Las proteínas son los elementos constitutivos esenciales de toda célula viviente y tiene una gran importancia en la leche y en los productos lácteos. El contenido proteico depende fundamentalmente del pienso que consumen los animales lecheros. Cuadro 08: Proteína de la leche. CONTENIDO EN PROTEÍNA Proteínas total Contenido en caseína Contenido en proteínas del suero

g/ 100 g de leche 3.3 2.6 0.7

La leche contiene como término medio un 3.3% de proteínas de las que el 80% son caseínas. Normalmente se distingue entre la caseína, que precipita a pH 4.6 y las otras proteínas que se denominan proteínas del lactosuero y que no precipitan con las caseínas a menos que previamente hayan sido desnaturalizadas por el calor u otros tratamientos. Las proteínas del lactosuero incluyen las lactoalbúminas y las lactoglobulinas. Estos dos grupos de proteínas se pueden separar utilizando una solución Ing. Sergio Grimaldo Muñoz Garay

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saturada de sulfato de magnesio que precipita las lactoglobulinas, manteniendo las lactoalbúminas en solución. COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LAS PROTEÍNAS: Las proteínas son polímeros de aminoácidos y algunas contienen además otros componentes. Los aminoácidos son sustancias orgánicas nitrogenadas que poseen a la vez un grupo carboxílico (ácido) y un grupo amino (básico). Una característica de todos los aminoácidos es que el grupo amino está siempre fijado sobre el carbono común al grupo carboxílico. Por esta razón se les llama  aminoácidos. H R

C COOH

Aminoácido (R es un radical variable).

NH2 Los aminoácidos que componen las proteínas de la leche son 19. En las proteínas, los aminoácidos están unidos “cabeza con cola”, interaccionando el grupo amino de un aminoácido con el grupo carboxilo del siguiente. Este enlace se llama peptídico. La secuencia y la frecuencia de los aminoácidos en una cadena polipeptídica, el número de cadenas por molécula y la disposición espacial de las moléculas son características específicas de cada proteína. En la hidrólisis (ácida, alcalina o enzimática), los enlaces peptídicos se rompen y los aminoácidos se liberan. Las proteínas que sólo están constituidas por aminoácidos se llaman proteínas simples. El resto pueden contener componentes distintos a los aminoácidos y se llaman proteínas conjugadas. No obstante, las lactoalbúminas y lactoglobulinas se consideran generalmente proteínas simples a pesar de que se ha demostrado que contienen grupos glucídicos o lipídicos. Las caseínas son fosfoproteínas. Desde un punto de vista práctico, hay que tener en cuenta que las caseinas precipitan por acidificación a pH 4.6, mientras que las albúminas y globulinas deben ser desestabilizadas por el calor antes de coagular por acidificación. La composición en aminoácidos de las proteínas de la leche se presenta en el cuadro 07. Hay que señalar que las proteínas del lactosuero son más ricas que la caseína en los tres aminoácidos más importantes en la alimentación humana: lisina, metionina y triptófano. También son más ricas en aminoácidos sulfurados, lo que influye en su estabilidad frente al calor.

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Cuadro 09: Composición en aminoácidos de las proteínas de la leche. Proteínas Caseína Lactoalbúmina Lactoglobulina Aminoácidos totales (%) (%) (%) (%) Glicina 0.3 0.4 0 1.5 Alanina 2.3 2.3 2.6 7.1 Valina * 6.9 7.0 5.0 5.8 Leucina * 10.8 10.8 14.1 15.5 Isoleucina * 6.4 6.1 5.1 6.4 Serina 4.8 5.4 4.0 4.4 Treonina * 4.6 4.4 5.0 5.3 Ácido 5.0 5.8 9.6 11.0 aspártico Ácido 20.5 21.7 15.2 19.8 glutámico Arginina * 3.8 3.8 3.4 2.9 Lisina ** 7.3 11.3 8.1 6.8 Cisteína ---------1.1 Cistina 0.9 0.3 3.1 4.0 Metionina ** 2.6 2.9 2.4 3.2 Fenilalanina 5.2 5.5 4.1 3.7 Tirosina 5.7 6.0 4 3.7 Histidina * 2.4 2.2 1.6 1.6 Prolina 7.6 9.8 4.0 4.7 Triptófano ** 2.1 1.9 1.8 1.2 * Aminoácidos esenciales. ** Aminoácidos más importantes en la alimentación humana Las caseínas Las caseínas (fosfoproteínas) representan el 80% de las proteínas de la leche de vaca; el resto esta compuesto por B-Lactoglobulina (alrededor del 10% de las proteínas totales), - lactoalbúmina (entorno al 2% de las proteínas totales) y pequeñas cantidades de diversas proteínas (enzimas, inmunoglobulinas, etc.). Cuando se coagulan las caseínas, quedan en solución las otras proteínas, conjuntamente con la lactosa y sales minerales para construir lo que se llama lactosuero.

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Cuadro 10: Algunas de las características fisicoquímicas de las caseínas bovinas CARACTERÍSTICA Concentración en leche (g/l) Masa molecular Punto isoeléctrico (PI)

CASEÍNA αs1

αs2

β

κ

12-15

3-4

9-11

2-4

23545 - 23615

25226

23983 - 24023

19006 - 19037

4.44 – 4.76

...

4.83 - 5,07

5.45 – 5.77

Las proteínas del lactosuero. Las proteínas del lactosuero, que representan alrededor del 20% de las proteínas de la leche de vaca, se definen como aquellas que se mantienen en solución tras precipitar las caseínas a pH 4.6. Las albúminas y las globulinas de la leche son muy diferentes a las caseínas. Son emulsoides verdaderos en el sentido en que presentan una fuerte afinidad por el agua. Para coagular estas proteínas no basta con neutralizar sus cargas, es necesario disminuir su grado de hidratación, bien por el calor o alcohol. Por esta razón las albúminas y las globulinas no coagulan con la caseína por simple acidificación a pH 4.6. Son proteínas termosensibles y se desnaturalizan por el calor a temperaturas superiores a tratamientos de pasteurización. Cuantitativamente, representan el 20% de las proteínas totales. En la leche normal, el 80% de ellas son lactoglobulinas, pero en el calostro, las lactoalbúminas son las mayoritarias. En el aspecto nutritivo, estas proteínas son más ricas que las caseínas en aminoácidos esenciales y a menudo en: lisina, metionina y triptófano. Estas proteínas no quedan retenidas en los quesos normales ya que no coagulan por acción del cuajo. Sin embargo, hay algunos quesos como el Ricotta y Mysot que se fabrican con leche cuyas proteínas solubles han sido previamente desestabilizadas por el calor. La industria lechera tiene un gran interés en recuperar estas proteínas utilizando diversos métodos como la ultrafiltración. - lactoalbúmina La -lactoalbúmina es una proteína que se encuentra en la leche de casi todas las especies, con la excepción de algunas focas. Su misión biológica es la síntesis de la lactosa, es la segunda proteína en concentración en el lactosuero de vaca (entre 1 y 1,5 mg /ml), y la más abundante en el lactosuero humano. Es una proteína formada por una sola cadena polipeptídica, de 123 aminoácidos, con un peso molecular de unos 14200, es una proteína ácida con un punto isoeléctrico de alrededor de 4.8. β-lactoglobulina La β-lactoglobulina es la proteína más abundante en el lactosuero bovino, en el que alcanza concentraciones de 2 a 4 mg/ml, representando alrededor de la mitad de las proteínas del lactosuero. Está presente también en la leche de otras especies, como la yegua y la cerda, pero no se encuentra en la leche humana. Ing. Sergio Grimaldo Muñoz Garay

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Está formada por una sola cadena de 162 aminoácidos, con un peso molecular de unos 18400. La β-lactoglobulina tiene buenas propiedades emulsionantes, es la mas hidrofóbica de las proteínas comunes del lactosuero. Inmunoglobulinas Las inmunoglobulinas son proteínas que forman parte del sistema de defensa contra microorganismos. La actividad de defensa de las inmunoglobulinas del calostro y la leche se puede ejercer de dos formas: En las especies en las que la placenta no permite el paso de inmunoglobulinas, como en los rumiantes, las inmunoglobulinas del calostro (del tipo G) transmiten la inmunidad pasiva desde la madre. En la leche de vaca, aproximadamente el 80% de la inmunoglobulinas presentes en la leche son IgG. La concentración de estas proteínas en la leche es de entre 0,4 y 1 mg/ml, aunque es muchísimo más elevada en el calostro Albúmina La albúmina de la leche es la misma que se encuentra en la sangre, y procede de ella. Es una proteína relativamente grande, con una cadena formada por 528 aminoácidos. En el lactosuero se encuentra en una concentración de alrededor de 0,4 mg/ml. Lactoferrina La lactoferrina es una proteína fijadora de hierro, emparentada estructuralmente con la transferrina de la sangre y con la ovotransferrina del huevo. Tiene carácter básico, con un punto isoeléctrico próximo a 9.0. La afinidad de la lactoferrina por el hierro es muy grande. La lactoferrina es abundante en la leche humana, encontrándose también en concentraciones significativas en la leche de los rumiantes y en la de yegua. En todos los casos, la concentración es mayor en el calostro y en el periodo de seca, pero en la leche humana se mantiene también una concentración significativamente elevada a lo largo de toda la lactación La lactoferrina de la leche está muy poco saturada con hierro, ya que una de sus misiones es la protección del recién nacido mediante el secuestro del hierro, haciendo éste indisponible para las bacterias y para la formación de radicales libres en las reacciones de oxidación. La lactoferrina obtenida del lactosuero bovino se utiliza en algunos países, especialmente en Japón, como ingrediente de alimentos infantiles. También se ha propuesto su utilización como agente antimicrobiano en la protección de la carne y de productos cárnicos. La posible utilidad de la lactoferrina como ingrediente de alimentos infantiles o para uso farmaceútico ha hecho que el gen de la lactoferrina humana se haya clonado en Aspergillus awamori y en un arroz transgénico.

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Otras proteínas del lactosuero Dependiendo de las especies, aparecen en el lactosuero una serie de proteínas minoritarias relacionadas probablemente con la biología del recién nacido de la especie en cuestión, se encuentran fracciones de proteosa peptona, de caseína beta y también se encuentran en el lactosuero distintas enzimas. 1.7.4

Lactosa Los glúcidos de la leche están compuestos esencialmente por lactosa y algunos otros azúcares en pequeñas cantidades, como la glucosa y galactosa en 0.1%. La lactosa es el componente cuantitativamente más importante de los sólidos no grasos. La leche contiene alrededor de un 5%, la leche en polvo desnatada contiene un 52% y el lactosuero en polvo un 70%. Cristalización de la lactosa. La lactosa es un azúcar relativamente soluble si la comparamos con el azúcar de mesa, su solubilidad aumenta con la temperatura. La baja solubilidad relativa de la lactosa crea problemas de cristalización en la industria lechera. En muchos productos lácteos, la lactosa alcanza las condiciones de sobresaturación y tiende a cristalizar. Generalmente es la lactosa  monohidratada la que cristaliza. Cuando la leche se deseca por un método lento, cristaliza una gran cantidad de lactosa y conduce a la formación de grandes cristales que dan al producto una textura arenosa. Poder edulcorante. La lactosa comercial () tiene un poder edulcorante cuatro veces menor que el azúcar de mesa (sacarosa). Comparativamente, la lactosa  tiene un poder edulcorante más elevado, además de ser más solubles que la lactosa . La lactosa  podría incluso reemplazar a la sacarosa como azúcar de mesa. También es posible aumentar el poder edulcorante de la lactosa por hidrólisis e inversión. Hidrólisis de la lactosa. En su hidrólisis, la lactosa origina azúcares simples: glucosa y galactosa. Se puede llevar a cabo con ácidos fuertes o enzimas. La hidrólisis ácida de la lactosa requiere un pH inferior a 2 y temperaturas elevadas (150ºC a presión), con el riesgo de formación de productos secundarios que pueden alterar el gusto final. Es preferible recurrir a la hidrólisis enzimática con la enzima especifica lactasa (-D-galactosidasa). Es un endo-enzima producida por algunos mohos, levaduras y bacterias (Streptococcus thermophilus, Saccharomyces fragiles, Candida utilis, etc.). Efectos del calentamiento. El pardeamiento de la leche durante el calentamiento se debe a la reacción entre el grupo aldehído de la lactosa y el grupo amino de las proteínas

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(reacción de Maillard) o a la polimerización (caramelización) de las moléculas de lactosa. También es posible que la lactosa se descomponga por oxidación en ácidos orgánicos, lo que explicaría en parte el aumento de acidez que se produce durante la esterilización de la leche evaporada. La reacción de Maillard, que algunas veces se busca para obtener un color dorado (panadería, pastelería), disminuye el valor nutritivo de las proteínas ya que el grupo amino está directamente implicado en la reacción. La presencia de bisulfito sódico ayuda a prevenir este tipo de pardeamiento bloqueando los grupos aldehídos de la lactosa. Efecto de los fermentos lácticos. La transformación de la leche por fermentación es una de las actividades biotecnológicas más antiguas. Se basa en la formación de ácido láctico, que es la relación fundamental en los productos lácteos fermentados. La formación de ácido láctico, se acompaña generalmente de productos secundarios. Estas fermentaciones se han utilizado para el desarrollo del aroma típico de productos como el yogurt, natas fermentadas, mantequilla madurada, algunos quesos, etc. La producción de CO2 en la degradación del ácido láctico, es parte del mecanismo de formación de ojos en los quesos tipo Gruyere. 1.7.5

Vitaminas La leche contiene todas las vitaminas necesarias para la vida, pero en cantidades diferentes que no en todos los casos son suficientes. El contenido de vitaminas de la leche depende fundamentalmente de la alimentación y del estado de salud de los animales. Los tratamientos y transformaciones a los que se someten la leche pueden hacer disminuir su contenido vitamínico. Las vitaminas de la leche están agrupadas en liposolubles e hidrosolubles. Las vitaminas liposolubles A, D, E y K, y las hidrosolubles son las del complejo B y la vitamina C. Cuadro 11: Concentraciones vitamínicas en la leche VITAMINAS ug/100 ml Vit. A 30,0 Vit. D 0,06 Vit. E 88,0 Vit. K 17,0 Vit. B1 37,0 Vit. B2 180,0 Vit. B6 46,0 Vit. B12 0,42 Vit. C 1,7 ug = 0.001 gramo

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1.7.6

Sustancias minerales Pocos alimentos, dentro de los que comúnmente forman la dieta cotidiana son tan ricos en minerales como la leche, en cantidad y variedad. Los elementos más abundantes en el contenido de cenizas en la leche son K, Cl, Ca, P, Na, S y Mg. Teniendo presente su cuantía en la leche, las sustancias minerales se dividen en macro elementos, presentes en una concentración mayor, y micro elementos presentes en una concentración menor como indica el siguiente cuadro. Cuadro 12: Contenido de minerales de la leche (mg/100ml) Macro Cantidad Micro elementos cantidad elementos Potasio 138 Cobre 0,25 Cloro 103 Hierro 0,65 Calcio 125 Zinc 0,42 Fósforo 96 Cobalto 0,25 Sodio 62 Estaño 0,11 Azufre 30 Magnesio 12 La leche contiene igualmente vestigios de yodo, azufre, manganeso, aluminio, boro, silicio y estroncio.

1.7.7

Enzimas de la leche Las enzimas presentes en la leche provienen en parte de la sangre y llegan a través de las células glandulares de la mama por secreción a la leche (enzimas originales). Otra parte de las enzimas provienen del metabolismo de los microorganismos que han llegado a la leche (enzimas bacterianas). La acción de las enzimas es muy específica y dependen fundamentalmente de la temperatura y del pH. Las enzimas más importantes de la leche cruda son: Catalasa: Esta enzima se encuentra en cantidades mínimas en las leches de vacas sanas, vacas enfermas de mastitis y las que contienen calostro presentan mayor cantidad de esta enzima. La medición del índice de catalasa es un método de apreciación directa de la calidad higiénica de la leche por que la leche mas contaminada microbiológicamente presenta mayor cantidad de catalasa. Esta enzima descompone el agua oxigenada en oxígeno molecular por lo que es fundamental medir la cantidad de oxígeno liberado, a partir de un pequeño volumen de leche al que se añade agua oxigenada. Su máxima actividad se encuentra en medio neutro, hacia pH 6.8 - 7.0, la catalasa se inactiva por una pasteurización a temperatura de 65 ºC por 30 min.

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Su cuantificación se ha propuesto como un método para identificar las leches mamíticas y calostrales. Xantioxidasa: Su presencia es importante en la elaboración de los quesos de pasta firme. Como el tipo holandés. En presencia de nitrato de potasio ayuda a combatir la acción de las bacterias butíricas, que producen grietas en estos tipos de queso. Su inactivación se produce a 75ºC durante 20 minutos y su pH óptimo es de 6 -9. Lipasas: A propósito de la hidrólisis de la materia grasa, se sabe que la leche contiene una enzima lipolítica que hidroliza los glicéridos en glicerol y ácidos grasos; por lo tanto es un factor de rancidez. Es una enzima muy sensible al calor que se inactiva a 65ºC/2 minutos; 70ºC/15 segundos; 78 ºC/1 segundo. Las lipasas bacterianas son más resistentes al calor, pero la luz solar les destruye rápidamente. En general, las lipasas dan muchos problemas en la tecnología lechera y por lo tanto es útil conocer algunos aspectos de su actuación para poder controlar sus actividades. En la leche fresca recién ordeñada, las lipasas no actúan alrededor de tres horas si la leche se conserva después del ordeño a temperatura ambiente. La división de los glóbulos grasos aumenta considerablemente la superficie lipídica accesibles a las lipasas del lactosuero, además, la agitación favorece el contacto de las lipasas con estas nuevas superficies lipídicas, si la leche se calienta a 30ºC y a continuación se vuelve a enfriar lentamente, este fenómeno se acentúa. Esta es una de las razones por las que no se recomienda añadir leche caliente a la leche fría no pasteurizada, las lipasas se destruyen fácilmente en los tratamientos de pasteurización y son atacados por enzimas proteolíticas como la pepsina o la tripsina, la acción lipolítica de las lipasas es máxima a pH 8.5 y disminuye con el descenso del pH. Así, el pH ácido (5 - 5.5) del queso cheddar, unido a la actividad proteolítica que hay en él, explican porqué en estos quesos elaborados con leche cruda es muy poco frecuente la aparición de defectos de rancidez, las leches del final de lactación son más sensibles a la lipólisis, incluso sin que se haya producido la intervención de los tratamientos que la favorecen. Este hecho se ha explicado por la adsorción a la superficie de los glóbulos grasos de una lipasa más activa que estaría presente en mayor cantidad en las leches de final de lactación. Se sabe también que el tamaño de los glóbulos grasos disminuye hacia el final de la lactación, lo que añade otro factor que favorece la lipólisis. Fosfatasas: Las fosfatasas son enzimas que catalizan la hidrólisis de los ésteres fosfóricos. En la leche hay dos fosfatasas, una alcalina (pH 8.0) y otra ácida (pH 4.0), pero la más importante es la fosfatasa alcalina. Esta enzima es una metalo-proteina, que contiene zinc y esta ligada a la materia grasa; desaparece completamente de la leche desnatada y se concentra en la crema. Se encuentra en pequeña Ing. Sergio Grimaldo Muñoz Garay

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cantidad en la leche de principio de lactación, pero cuya concentración va aumentando y al final de la lactación se encuentra en la leche en una cantidad importante. Se inactiva a temperaturas de pasteurización (La resistencia al calor de esta enzima es ligeramente superior a la de las bacterias patógenas que pueden existir en la leche). Esta propiedad la convierte en el indicador de elección para comprobar si el tratamiento de la leche ha sido el adecuado. Para esta prueba se han dispuesto diversos sustratos, pero el más utilizado es el fenil fosfato disódico, en cuya hidrólisis se libera fenol que es un compuesto muy fácil de medir colorimétricamente. Proteasas: Las proteasas, son enzimas que hidrolizan las proteínas en péptidos más simples o en último término, en aminoácidos. Se les puede llamar también peptidasas. La lisozima, cuya presencia se ha señalado en la leche, es una mucopeptidasa que puede clasificarse como una enzima proteolítica. Se ha comprobado que la leche contiene una pequeña cantidad de proteasas nativas. Su actividad proteolítica es máxima a pH 9.2 y a 37 ºC. Estas enzimas son muy termoestables su inactivación requiere un tratamiento de 80 ºC durante 10 minutos. Esta proteasa actúa preferentemente hidrolizando las caseínas  y . Mucho más importantes que está proteasa nativa son las proteasas secretadas por los microorganismos, sobre todo por los psicrótrofos (en particular por las pseudomonas) que se desarrollan en gran número en la leche durante su almacenamiento. Aunque estos microorganismos se destruyen en los tratamientos de terminación como la pasteurización, las proteasas liberadas son termorresistentes y son la causa de mucho de los problemas que se presentan en la industria lechera. Lactasa: La lactasa es una enzima que hidroliza la lactosa en glucosa y galactosa. Generalmente se encuentra en el aparato digestivo de los consumidores de leche y sería deficitaria en las personas consideradas alérgicas a la lactosa. Algunos microorganismos son productores de lactasa, pero su presencia natural en la leche no está definitivamente establecida. Amilasa: Es la enzima más importante en proporción de la leche, La leche contiene amilasas capaces de hidrolizar el almidón en dextrina. Se distinguen -amilasas y -amilasas. Son de origen sanguíneo y su cantidad en la leche depende del estado patológico de la vaca (mamitis, calostro, etc.). Las amilasas se inactivan a 65 ºC durante 30 minutos, por lo que se ha propuesto su utilización como indicadores del tratamiento térmico al igual que la fosfatasa alcalina. La leche de vaca contiene menos amilasa que la de los otros mamíferos (oveja, cabra, yegua, etc.) Ing. Sergio Grimaldo Muñoz Garay

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Peroxidasa: La peroxidasa es un ferro-enzima que se encuentra en la leche en cantidad apreciable (0.07 g/l en la leche de vaca) y su pH óptimo de actuación es de 6.8. Esta enzima es importante porque se puede identificar mediante: la prueba de Storch (la parafenilendiamina da una coloración azul oscuro), la reacción de Dupouy (se utiliza el guayacol que da una coloración rojo-salmón si es positivo). Las leches que han sido bien pasteurizados porque es preciso mantener a los 75 ºC durante 30 minutos o a los 80 ºC durante 30 segundos para conseguir su destrucción. 1.8

CARACTERÍSTICAS ORGANOLÉPTICAS Y PROPIEDADES FÍSICAS DE LA LECHE

1.8.1

Características organolépticas Aspecto: La leche fresca es de color blanco aporcelanada, presenta una cierta coloración crema cuando es muy rica en grasa. La leche descremada o muy pobre en contenido graso presenta un blanco con ligero tono azulado. Olor: Cuando la leche es fresca casi no tiene un olor característico, pero adquiere con mucha facilidad el aroma de los recipientes en los que se la guarda; una pequeña acidificación ya le da un olor especial al igual que ciertos contaminantes. Sabor: La leche fresca tiene un sabor ligeramente dulce, dado por su contenido de lactosa. Por contacto, puede adquirir fácilmente sabores extraños.

1.8.2

Propiedades físicas de la leche Densidad: La densidad de la leche puede fluctuar entre 1.028 a 1.033 g/cm3 a una temperatura de 15 ºC; su variación con la temperatura es 0.0002 g/ cm3 por cada grado de temperatura. La densidad de la leche varía entre los valores dados según sea la composición de la leche, pues depende de la combinación de densidades de sus componentes, que son los siguientes:  Agua: 1.000 g/cm3  Grasa: 0.931 g/ cm3.  Proteínas *: 1.346 g/cm3  Lactosa *. 1.666 g/cm3  Minerales *: 5.500 g/cm3

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La densidad mencionada (entre 1.028 y 1.033 g/cm3) es para una leche entera, pues la leche descremada esta por encima de esos valores (alrededor de 1.035 g/cm3), mientras que una leche aguada tendrá valores menores de 1.028 g/cm3. pH de la leche: La leche es de característica cercana a la neutra. Su pH puede variar entre 6.5 y 6.7; valores distintos de pH se producen por deficiente estado sanitario de la glándula mamaria, por la cantidad de CO2 disuelto; por el desarrollo de microorganismos, que desdoblan o convierten la lactosa en ácido láctico; o por la acción de microorganismos alcalinizantes. Acidez de la leche: Una leche fresca posee una acidez de 14 - 16 ºD (0.14 - 0.16% de ácido láctico). Una acidez menor al 14 ºD puede ser debido a la mastitis, al aguado de la leche o bien por la alteración provocada con algún producto alcalinizante. Una acidez superior al 16 ºD es producida por la acción de contaminantes microbiológicos. (La acidez de la leche puede determinarse por titulación con NaOH 10 N ó 9 N). Viscosidad: La leche natural, fresca, es más viscosa que el agua, tiene valores entre 1.7 a 2.2 cp (centipoise) para la leche entera, mientras que una leche descremada tiene una viscosidad de alrededor de 1.2 cp. La viscosidad disminuye con el aumento de la temperatura hasta alrededor de los 70ºC, por encima de esta temperatura aumenta su valor. Punto de congelación: El valor promedio es de -0.54ºC (varía entre -0.513 y -0.565ºC). Como se aprecia es menor a la del agua, y es consecuencia de la presencia de las sales minerales y de la lactosa. Punto de ebullición: La temperatura de ebullición es de 100.17ºC. Calor específico: La leche completa tiene un valor de 0.93 - 0.94 kcal/kgºC, la leche descremada 0.94 a 0.96 kcal/gºC. 1.8.3

Cálculo de la materia seca (sólidos) de la leche Conocida la densidad de la leche y su contenido de grasa, se puede calcular el “porcentaje de sólidos indirectamente por medio de una serie de fórmulas semi empíricas. Fórmula de Richmond. % de sólidos = (0.25 x D) + (1.21 x % G) + 0.66

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D = densidad; G = grasa Se usa para D solo los valores milisimales como enteros. Ejemplo si D = 1.030 g/cm3, se usa 30. Fórmula de Queensville Sólidos (g/l) = (10.6 x % G) + 2.75 (D - 1000) Para D se toma su valor leído como entero. Ejemplo si D = 1.031 g/cm3 usar 1031. Fórmula de Fleischmann % de sólidos = (1.2 x % G) + [2.665 x (D – 1000)/D] (100) D se toma el valor leído como entero. Ejemplo si D = 1.031 se debe utilizar 1031. Fórmula de Gilibaldo y Peliefo % de sólidos = 282 (D - 1) + (% G x 1.19) D = es el valor usual ó real 1.9

MICROBIOLOGÍA DE LA LECHE Las características nutricionales, que hacen, que la leche sea un alimento completo para la dieta de los seres humanos, también la hacen un medio de cultivo ideal para el crecimiento de una gran variedad de microorganismos. Ya en la antigüedad se aprovechaba la actividad de las bacterias para la elaboración de productos lácteos, fue así como se inició la elaboración del yogurt y otras bebidas lácteas fermentadas. Una de las ramas de la industria láctea que depende en gran manera de la actividad de los microorganismos, es la industria de los quesos. Una gran variedad de ellos han sido elaborados bajo la actividad enzimática de diversas especies bacterianas y fúngicas. Otros microorganismos deben ser estudiados no por su utilidad, si no por la capacidad de alterar la composición y características organolépticas de la leche y derivados lácteos o por ser agentes causales de enfermedad en los consumidores. En general se puede resumir la importancia del estudio microbiológico de la leche basado en esos tres aspectos:  Los microorganismos producen cambios deseables en las características físico químicas de la leche durante la elaboración de diversos productos lácteos.  Los productos lácteos y la leche pueden contaminarse con microorganismos patógenos o sus toxinas y provocar enfermedad en el consumidor.  Los microorganismos pueden causar alteraciones de la leche y productos lácteos haciéndolos inadecuados para el consumo. En la leche cruda, pueden encontrarse microorganismos de los diferentes grupos: bacterias, hongos (mohos y levaduras) y virus, los cuales serán

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descritos brevemente a continuación, de acuerdo a su importancia en la industria láctea. 1.9.1

Contaminación de la leche Los diferentes microorganismos alcanzan la leche por dos vías principales: la vía mamaria y el medio externo. Mamaria: Estos microorganismos pueden alcanzar la leche por vía mamaria ascendente o mamaria descendente. Por vía ascendente lo hacen bacterias que se adhieren a la piel de la ubre y posterior al ordeño entran a través del esfínter del pezón (Staphilococcus aureus, Streptococcus, etc). La vía descendente o hematógena la utilizan los microorganismos que pueden causar enfermedad sistémica o tienen la propiedad de movilizarse por la sangre y a través de los capilares mamarios llegar a infectar la ubre (Salmonellas, Brucellas, etc.) Medio externo: La contaminación de la leche puede ocurrir una vez que esta ha sido extraída de la glándula mamaria. Los utensilios, tanques de almacenamientos, transportes e incluso el personal que manipula la leche, son fuentes de contaminación de microorganismos que utilizan esta vía, que en algunos casos son las más abundantes, causantes de grandes pérdidas en la calidad del producto.

1.9.2

Fuentes de contaminación de la leche cruda Las principales fuentes de contaminación de la leche cruda son: El animal: Teóricamente la leche al salir del pezón debería ser estéril, pero siempre contiene de 100 a 1000 bacterias/ml, una baja carga microbiana que puede no llegar a multiplicarse si la leche es manipulada adecuadamente. Los microorganismos pueden entrar por vía mamaria ascendente a través del esfínter del pezón, es por ello que cualquier lesión que afecte la integridad del mismo, facilitará un aumento en la contaminación. La leche puede también contaminarse al salir por medio de pelos o sucio que se desprenden de los animales. La ubre está en contacto con el suelo, heno, y cualquier superficie donde las vacas se echan, de allí que los pezones sean considerados como una fuente importante de esporas bacterianas. En animales enfermos, (vacas con mastitis) aumenta el número de microorganismos en la leche.

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Cuadro 13: Origen de los microorganismos de la leche ORIGEN NÚMERO DE BACTERIAS/ML Salida del pezón

100-1,000

Equipo de ordeño

1,000-10,000

Tanque de refrigeración

5,000-20,000

Aire: El aire representa uno de los medios más hostiles para la supervivencia de los microorganismos debido a la constante exposición al oxigeno, cambios de temperatura y humedad relativa, radiación solar, etc. Es por ello que solo aquellos microorganismos resistentes podrán ser capaces de permanecer en el aire y llegar a contaminar los alimentos. Los microorganismos Gram negativos mueren rápidamente mientras que los Gram positivos y aquellos esporulados pueden persistir por largo tiempo. En el aire se pueden encontrar micrococcus, streptomyces y esporas de mohos como penicillium y aspergillus. Las levaduras raramente se encuentran en suspensiones aéreas. Agua: El agua utilizada para la limpieza de los equipos y utensilios de ordeño, para la higiene del animal y del personal, debe ser lo más limpia posible. El agua puede ser una fuente importante de microorganismos psicrófilos (pseudomonas) y por contaminación de esta, de bacterias coliformes. Suelo: El suelo es la principal fuente de microorganismos thermodúricos y thermófilos. La leche nunca entra en contacto con el suelo, pero si los animales, utensilios y personal, de manera que es a través de ellos que los microorganismos como el clostridium, pueden alcanzar a contaminar la leche. El ordeñador: El ordeñador puede llegar a jugar un papel importante en la contaminación de la leche, sobre todo cuando el ordeño es manual. En nuestro medio es frecuente observar como el personal encargado del ordeño no se lava las manos y peor aún se las humedece en la misma leche para lograr lubricación que facilite el ordeño. Se ha señalado al ordeñador como responsable de la contaminación de la leche con microorganismos patógenos (S. aureus, E. coli, streptococcus, etc.). Las heridas infectadas en manos y brazos pueden ser fuentes de algunos de estos microorganismos. Estiércol: El estiércol es la fuente principal de microorganismos coliformes. Estos pueden alcanzar la leche a través del animal o del ordeñador así como también por medio de los utensilios mal higienizados. Utensilios y Transporte: El contacto de la leche con el material de ordeño y su permanencia en los tanques y transporte puede multiplicar por un factor de 2 a 50 la flora microbiana presente. De allí que la higiene, afecta significativamente la calidad sanitaria de la leche. La flora microbiana proveniente de esta fuente

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puede ser diversa, pero la más frecuente es la flora termorresistente, razón más que suficiente para exigir al máximo la higiene. 1.9.3

Control de la contaminación -

-

-

El empleo de sistemas de ordeño mecánico ayuda reducir la contaminación a partir del animal, ordeñadores, aire y suelo. De manera que la contaminación en este caso estará mayormente en los tanques de almacenamiento y en el sistema de ordeño en si mismo. A través de campañas de educación se puede reducir la contaminación por parte del personal, así como una supervisión cercana para evitar que personas enfermas participen en la labor diaria de ordeño. Deben ejecutarse programas sanitarios preventivos sobre el rebaño, con lo cual no solo se logra un producto de buena calidad si no que también se incrementa la productividad. Además debe evitarse ordeñar animales enfermos o bajo tratamiento medicinal.

En fin, tomando en cuenta las principales fuentes de contaminación, pueden tomarse diversas medidas encaminadas para mejorar su calidad sanitaria final de la leche. 1.9.4

Factores que afectan el crecimiento de microorganismos Una vez que los microorganismos han alcanzado la leche comienza un periodo de adaptación de estos al medio circundante, la duración de este periodo así como la capacidad para multiplicarse esta condicionada al efecto de varios factores: intrínsecos, extrínsecos e implícitos, los cuales serán discutidos brevemente: Factores intrínsecos Los factores intrínsecos, son aquellos que tienen que ver con el alimento en si, su composición y características. Dentro de este grupo esta el pH, actividad de agua, potencial de óxido reducción, cantidad de nutrientes y sistemas antimicrobianos. pH: La gran mayoría de bacterias y hongos crecen a pH cercano a la neutralidad. El pH de la leche normal se encuentra entre 6.4 a 6.7, ligeramente ácido, esto favorece el crecimiento de una flora microbiana diversa. Sin embargo son las bacterias y de ellas el grupo de los ácido lácticas, las que se ven favorecidas para crecer en la leche. Cuadro 14: Rangos de pH para el crecimiento de los microorganismos GRUPO

RANGO

ÓPTIMO

Bacterias

4,5 - 9

6,5 - 7,5

Levaduras

2 – 11

4–6

2-9

-

Mohos Ing. Sergio Grimaldo Muñoz Garay

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Actividad del agua (aw): Como actividad de agua se conoce la cantidad de agua libre disponible para el crecimiento microbiano y para los procesos químicos y enzimáticos. En los alimentos no toda el agua se encuentra en estado libre, una parte se puede encontrar ligada a las proteínas o formando parte de otros compuestos. El 87.0 % de la leche esta constituido por agua, una parte está ligada a las caseínas y una mayor se encuentra en estado libre. La actividad de agua (aw) de la leche está estimada en 0.99, la del agua pura es 1.00. Los microorganismos así como todos los seres vivos necesitan presencia de agua para la mayoría de los procesos metabólicos. Sin embargo debido a la excesiva humedad de la leche a algunos mohos y levaduras se les dificulta la multiplicación, de allí son considerados de mayor importancia en productos lácteos deshidratados que en leche fluida. Cuadro 15: Actividad de agua (AW) a la cual crecen algunos microorganismos GRUPOS aW Bacterias G – 0,97 Bacterias G +

0,90

Levaduras

0,88

Hongos filamentosos

0,80

Bacterias halófilas

0,75

Hongos xerófilos

0,61

Potencial de Óxido-Reducción (Redox, Eh): El potencial redox de los alimentos esta determinado por la presencia de elementos reductores (que ganan oxígeno o pierden electrones) y oxidante (que pierden oxígeno o ganan electrones). El Eh puede tener valores positivos, cuando la sustancia o el alimento se comporta como oxidante o negativos cuando se comporta como reductor. El oxígeno disuelto en la leche contribuye a que la misma posea un Eh de +250 a +350 mv (milivoltios). Los microorganismos al multiplicarse, debido a su metabolismo liberan electrones y consumen oxígeno, lo cual hace que el Eh disminuya. Según las necesidades de oxígeno los microorganismos se clasifican en: - Aerobios Estrictos: Los que necesitan oxígeno para desarrollarse, no se multiplican en ambientes anaeróbicos. Ejemplos: pseudomonas, micrococcus, Bacillus, mohos. - Anaerobios Facultativos: Son microorganismos que pueden crecer en presencia o ausencia de oxígeno. Ejemplo: enterobacterias, staphylococcus.

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- Anaerobios Estrictos: Microorganismos que solo crecen en ausencia de oxígeno. Ejemplos: clostridium, propionibacterium. - Microaerófilos: Aquellos que para crecer necesitan solo una pequeña fracción de oxígeno en la atmósfera. Ejemplos: lactobacillus, streptococcus, pediococcus. Por lo general en ciertos alimentos el desarrollo inicial de los microorganismos es aeróbico y posteriormente al reducirse el Eh comienza el desarrollo de los anaeróbicos. En la leche las bacterias ácido lácticas se consiguen en abundancia y por ser varias de ellas anaerobias facultativas, pueden desarrollarse en ambos ambientes. Contenido de Nutrientes: En la leche se encuentran gran variedad de vitaminas, además por poseer azúcares fácilmente fermentables, grasas y proteínas aportan un medio enriquecido para el crecimiento de microorganismo. Sin embargo es válido notar que se encuentran pocos aminoácidos libres y péptidos de bajo peso molecular, de allí que las bacterias que no posean la capacidad de sintetizar enzimas proteolíticas se verán en mayor dificultad para crecer. Pero en la leche se dan diversa asociaciones de microorganismos que mediante relaciones simbióticas logran desarrollarse en el medio. Algunas de estas asociaciones se aprovechan para la elaboración de productos lácteos, como ejemplo se puede citar el yogurt, donde se da una simbiosis entre el streptococcus y el lactobacillus. Componentes antimicrobianos: En la leche se encuentran diversos sistemas antimicrobianos que pueden proteger a la glándula contra infecciones y a la leche de la contaminación. Desgraciadamente la protección es limitada y de poca duración posterior al ordeño. Entre estos sistemas tenemos: - Lactoferrina: Es una glicoproteína que tiene la propiedad de unirse al hierro, similar a la transferrina de la sangre. Se encuentra en altas concentraciones en la leche. Inhibe la multiplicación de las bacterias al privarlas del hierro y puede proteger a la ubre seca de la infección por escherichia coli. - Inmunoglobulinas: En la leche se pueden encontrar anticuerpos que llegan desde el torrente sanguíneo o bien sintetizados en la glándula mamaria, cuya función es proteger al recién nacido por transferencia pasiva (inmunización pasiva). Pero también actúan a nivel local para evitar o reducir la severidad de las mastitis, causada por gérmenes susceptibles al sistema complementoanticuerpo que opera en la glándula. Además pueden neutralizar toxinas. - Lactoperoxidasa (LP): La lactoperoxidasa es un enzima que se sintetiza en la ubre y está presente en altas concentraciones en la leche de vaca. Puede llegar a representar el 1% de las proteínas totales de esta.

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- Aglutininas: Son anticuerpos capaces de aglutinar las bacterias sensibles de una manera específica, formando masas agrupadas que son arrastradas a la superficie por los glóbulos grasos o se depositan en el fondo en la leche desnatada. El resultado es una verdadera inhibición por separación física. Son activas sobre un gran número de estreptococos lácticos y lactobacillos. También actúan sobre enterobacterias. Son más abundantes en el calostro. Se destruyen fácilmente con el calentamiento sobre los 60 ºC. - Fagocitosis: El principal mecanismo de defensa de la ubre lo constituyen los fagocitos polimorfonucleares (PMN). Una ubre sana puede excretar de 100,000 a 500,000 células por ml, de las cuales el 10% son PMN. En una ubre enferma, el número de células puede llegar a 10, 000,000 por ml, siendo el 90 % PMN. - La lisozima.- Enzima que se encuentra en mayor abundancia en la leche de madres humanas, se encuentra en pequeñas cantidades en la leche de vaca. Factores extrínsecos Los factores extrínsecos son los que tienen que ver con el ambiente donde se almacenan los alimentos. Entre ellos están la temperatura, la humedad relativa y los gases atmosféricos. Temperatura: No todos los microorganismos crecen a la misma temperatura. Según la temperatura óptima de crecimiento se pueden distinguir tres grupos: los mesófilos, los psicrófilos y los termófilos. Al grupo de las bacterias mesófilas pertenece la mayoría de la flora que se encuentra con mayor frecuencia en la leche, principalmente las bacterias lácticas. Bacterias psicrófilas son las que crecen a temperaturas de refrigeración. Son las bacterias Psicrófilas los miembros del género pseudomonas, flavobacterium, acinetobacter, alcaligenes, bacillus. Bacterias termófilas son aquellas que crecen bien a temperaturas entre 45 a 55ºC, en este grupo están el lactobacillus bulgáricos, L. fermenti, L. lactis, L. helveticus, L. acidophilus, strepctococcus thermóphilus, micrococcus, microbacterium, esporas de bacillus y clostridium. La temperatura a la cual se encuentra la leche después del ordeño favorece la rápida multiplicación microbiana. La mayor proporción de la flora bacteriana presente, son microorganismos mesófilos, es por ello que la inmediata refrigeración a temperaturas de 4 a 5 ºC se hace fundamental para asegurar la calidad de la leche. Pero su almacenamiento no debe ser prolongado (máximo 24 horas) ya que entonces se favorecería el aumento en número de la flora psicrótrofa. Cuando la leche no vaya a ser procesada el mismo día de recepción debe ser sometida a un proceso de termización. Humedad Relativa: La humedad de la atmósfera influye en la humedad de las capas superficiales de los alimentos en almacenamiento. En leche fluida no juega un papel importante, contrario al que puede jugar en quesos en almacenamiento o en cavas de maduración.

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Gases Atmosféricos: Al igual que la humedad relativa, los gases atmosféricos no influyen marcadamente en la calidad microbiológica de la leche cruda. Este factor debe ser considerado en el almacenamiento de ciertos derivados lácteos los cuales pueden verse alterado por una alta presión de oxígeno en la atmósfera (leche en polvo, leche evaporada, quesos, etc.). Factores implícitos Dentro de los factores implícitos se describen los relacionados directamente con las especies microbianas, su metabolismo y las relaciones que establecen. No todas las bacterias tienen la capacidad de crecer en la leche, aún cuando encuentren condiciones óptimas. Esto es debido al estado como se encuentran los diferentes componentes. Por ejemplo, no todas las especies tienen la capacidad de metabolizar la lactosa, si no que necesitan que esta esté hidrolizada para así poder utilizar la glucosa o galactosa. De manera que aquellas que estén capacitadas para producir las enzimas necesarias se verán más favorecidas en crecer. Así mismo pasa con las proteínas, muchos microorganismos no tienen poder proteolítico, por lo que dependen de otros que metabolicen las proteínas y así poder utilizar los aminoácidos libres. De esa manera en la leche y productos lácteos se pueden observar varios ejemplos de relaciones simbióticas, siendo la más destacada la que se da entre el strectococcus thermophilus y el lactobacilus bulgáricus, durante la elaboración del yogurt. En estos el primero se favorece de la capacidad proteolítica del segundo, a la vez que este incrementa su desarrollo a medida que el estreptococcus produce ácido y baja el pH de la leche. 1.9.5

Microorganismos de importancia en leche cruda A continuación se presenta una breve descripción de los principales microorganismos que pueden encontrarse en leche cruda. Bacterias: Dada las características de la leche cruda, los microorganismos predominantes y que se ven favorecidos para su crecimiento son las bacterias. En la leche se pueden encontrar diversos géneros y especies bacterianas. Aquellas de mayor importancia en la industria láctea son las llamadas bacterias lácticas y las bacterias coliformes. Bacterias Gram Positivas Bacterias lácticas: son un grupo de bacterias de diferentes géneros, ampliamente distribuidas en la naturaleza. Se encuentran en el suelo y en

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cualquier lugar donde existan altas concentraciones de carbohidratos, proteínas desdobladas, vitaminas y poco oxigeno. - Son Gram positivas y su forma puede ser bacilar, cocoide u ovoide. Soportan pH 4 en leche. Son Anaeróbicas facultativas, mesófilas y thermófilas y de crecimiento exigente. Pueden ser homofermentativas (más del 90% de su metabolismo resulta en ácido láctico) o heterofermentativas (producen además del ácido láctico, otros ácidos y gases). Los principales géneros de bacterias ácido lácticas son: lactococcus, leuconostoc, pediococcus, streptococcus, lactobacillus, carnobacterium, enterococcus, vagococcus, aerococcus, tetragenococcus, alloiococcus y bifidobacterium. Su estudio en el ámbito tecnológico es importante por lo siguiente: - Son formadoras de textura y ayudan al establecimiento de las condiciones para la elaboración de ciertos productos lácteos. Por efecto de la acidez producida por la fermentación de la lactosa, la leche puede llegar a coagular gracias a la coalescencia de las caseínas al alcanzarse el pH iso-eléctrico, lo cual es deseable en la elaboración de yogurt y quesos. En la elaboración de crema y mantequilla una ligera acidificación permite acelerar el proceso y aumentar el rendimiento. Algunas especies producen polisacáridos (gomas, mucina), que aumentan la viscosidad de la leche cambiando su textura (S. termophilus, L. bulgacricus, etc.). - Aportan sabor y aroma, ya que como parte de su metabolismo fermentativo se da la producción de acetaldehído, diacetilo, acetoina, acetona, lactonas, ácidos volátiles, alcohol y gas. El diacetilo es el principal responsable del aroma de la mantequilla. La acetoina lo es en el yogurt, mientras que el ácido láctico aporta sabor a diversos productos fermentados. Además la producción de enzimas que intervienen en el afinado de los quesos por degradación de las proteínas y las grasas afectan notablemente las características organolépticas de los mismos. - Ejercen efecto biopreservador manifestado en la prolongación de la vida útil de los productos elaborados con sus cultivos. Este efecto se lleva a cabo por varios mecanismos: a) ciertas especies producen bacteriocinas (Lactococcus lactis, Enterococcus) las cuales son proteínas que se comportan como antibióticos y que inhiben el crecimiento de bacterias relacionadas con estas; b) con la producción de ácido y descenso del pH se logra la inhibición de otras especies bacterianas y la conservación de los alimentos; c) el efecto biopreservador también se cumple gracias a la competencia por nutrientes que se da entre las diversas especies bacterianas. - Aportan beneficios para la salud de los consumidores, el cual se ha descrito como efecto probiótico. Este puede manifestarse de manera específica en la prevención y reducción de los síntomas en los cuadros diarreicos. Micrococcos: Débilmente fermentadores, forman parte de la flora inocua que contamina la leche cruda. Tienen poca actividad enzimática, por lo tanto son de muy poca importancia como agentes de adulteración en la leche. Sin embargo por ser la flora más abundante en leche cruda y tener cierta Ing. Sergio Grimaldo Muñoz Garay

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capacidad proteolítica pueden llegar a ser causante de alteraciones en leches pasteurizadas mal almacenadas. Estafilococos: Son anaerobios facultativos, fuertemente fermentadores. Son de gran importancia desde el punto de vista sanitario. Causan mastitis y pueden provocar enfermedades o intoxicaciones en los humanos. Staphilococcus aureus produce una exotoxina que causa fuertes trastornos intestinales en los humanos, la cual es termorresistente, por lo cual no es destruida con la pasteurización. El Staphilococcus epidermidis se ve implicado en algunos casos de mastitis, por lo cual puede llegar a contaminar la leche. Bacterias esporuladas: los bacillus son bacterias aeróbicas con actividad enzimática variada producen acidificación, coagulación y proteolisis. Los Clostridium son anaerobios estrictos, producen gas. Algunos producen toxinas patógenas (Clostridium botulinum). Ambos géneros son de poca importancia en leche cruda, su crecimiento es inhibido por las bacterias lácticas. Cobran importancia en productos lácteos como en leche pasteurizada, quesos fundidos, leches concentradas, quesos de pasta cocida. Resisten la pasteurización por su capacidad de producir esporas, las cuales solo se destruyen a temperaturas por encima de 100 ºC. Bacterias Gram Negativas: Enterobacterias: Los miembros de la familia Enterobacteriaceae son huéspedes normales del intestino de los mamíferos, por lo tanto su presencia en el agua y la leche se relaciona con contaminación de origen fecal. Las Enterobacterias son menos abundantes en la leche que otras bacterias gram negativas, sin embargo, tienen una gran importancia desde dos puntos de vista, higiénico: ya que varias de estas especies tienen poder patógeno, de las cuales la más temible es la salmonella y otras que pueden provocar trastornos gastrointestinales (Yersinia, E. coli, Shigella); y tecnológico: ya que son bacterias heterofermentativas, grandes productoras de gas (carbónico e hidrogeno) además producen sustancias viscosas y de sabor desagradable, todo lo cual conduce a la alteración de la leche o subproductos. Las enterobacterias más comunes de la leche cruda: escherichia coli, enterobacter aerógenes, klebsiella, citrobacter, Salmonella, shigella, proteus, serratia. Los últimos dos géneros se consiguen poco frecuentes, son microorganismos inocuos pero por su poder proteolítico pueden provocar alteraciones en la leche. Pseudomonas: más del 50% de la flora gram negativa de la leche cruda esta representada por este género. Juegan un papel importante en la conservación de productos lácteos, ya que además de ser psicrófilas, varias especies tienen un gran poder proteolítico y lipolítico. Además se ha descrito que algunas de estas enzimas resisten temperaturas por encima de los 80 ºC, por lo cual Ing. Sergio Grimaldo Muñoz Garay

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pueden causar alteraciones aún en productos elaborados con leches pasteurizadas. Achromobacteriaceae: este grupo de bacterias no fermentan la lactosa, no son proteolíticas ni patógenas, pero representan las bacterias psicrófilas que crecen en las leches conservadas a baja temperaturas, algunas pueden producir sustancias viscosas y pigmentos. Se han descritos los géneros flavobacterium, alcaligenes y achromobacter. Bacterias gran negativas diversas: Las brucellas son bacterias patógenas para los animales y para el hombre, aunque poco frecuente, pueden llegar a causar cuadros de mastitis. Se destruyen con la pasteurización. Mohos y Levaduras: No tienen importancia en leche fluida, si no más bien en los productos lácteos. Algunas especies son utilizadas como cultivos lácteos para el afinado de los quesos madurados como el penicillium candidum y penicillium camemberti en los quesos de corteza blanda como el camembert y el penicillium roqueforti en los quesos de pasta azul (Roquefort). Las levaduras al igual que los mohos son de poca importancia en la leche líquida y son fácilmente destruidos a temperaturas de pasteurización. En la leche se encuentran la especies cándida, cremoris, saccharomices lactis, saccharomices kefir, Torula kefir. Esta última se encuentra en los granos de kefir utilizados para producir esta bebida láctea, caracterizada por su sabor ácido-alcohólico, producto de la fermentación de la lactosa por estas especies. Virus: La leche se puede contaminar con los virus causantes de la Fiebre aftosa, Estomatitis vesicular, etc. Los más importantes para la industria láctea son los Bacteriófagos, virus que infectan a las bacterias produciendo su muerte, por lo cual pueden afectar la producción de derivados lácteos. 1.10

RECOLECCIÓN, TRANSPORTE, VALORIZACIÓN DE LA LECHE

RECEPCIÓN

Y

SISTEMA

DE

1.10.1 Recolección La leche, por ser un producto muy perecedero, fácilmente contaminable y muy sensible a las altas temperaturas (por los efectos que esta causa), sugiere especiales consideraciones en su recolección, fundamentalmente en el aspecto higiénico. Al respecto, cabe señalar que una leche recién ordeñada (de vaca sana) solo tiene una contaminación que puede valorarse entre 300 y 1500 bacterias por mililitro, y es a partir del ordeño cuando aumenta el recuento microbiano; a pesar de aumentar la presencia de los microorganismos, estos no se desarrollan durante las primeras horas que siguen al ordeño, pues la leche fresca tiene un cierto Ing. Sergio Grimaldo Muñoz Garay

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“poder bacteriostático” que inhibe el desarrollo en ese lapso, dependiendo, de la temperatura; así por ejemplo una leche muy limpia (1000 gérmenes por ml) a 20ºC inhibe el desarrollo bacteriano de 10 a 15 horas, pero con leches muy contaminadas, en las mismas condiciones (20 ºC) puede no durar más que 2 o 3 horas, por otra parte a 37 ºC, la leche muy limpia ese poder bacteriostático dura de 4 a 6 horas. De ahí la importancia de ciertos cuidados, teniendo en cuenta además la distinta naturaleza de los contaminantes biológicos, en efecto, entre estos hay algunos llamados psicrófilos que se desarrollan a bajas temperaturas preferentemente entre 2 y 15 ºC (entre ellos están los pseudomonas flavobacterium y los achromobacter que atacan principalmente a las grasas y proteínas y que producen olores y sabores desagradables pero no acidez), pero la mayoría se desarrollan por arriba de esos 15 ºC; tenemos así los mesófilos, que crecen entre 15ºC y 40ºC, (entre los cuales se hallan los Estreptococos que coagulan la leche por acidificación, los enterobacterias y los E. coli) y los termófilos que crecen por arriba de los 40 ºC (son preferentemente bacilos como el bacillus subtilis, bacillus termophillus, etc.) Teniendo en cuenta esto, y considerando que la temperatura de producción de la leche (en el ordeño) es de aproximadamente 37 ºC (que es una temperatura óptima para el desarrollo de microorganismos), se deduce que el mejor método para lograr mantener por más tiempo la leche fresca es enfriarla, y hacerlo a temperaturas inferiores a 10 ºC en las dos primeras horas de su ordeño y mantenerla en lo posible a estas temperaturas hasta el momento de su tratamiento industrial. Lo ideal sería el enfriamiento en el propio tambo, y así se hace en aquellos que por su dimensión productiva lo permiten, pero cuando se trata la recolección en granjas pequeñas, razones de orden económico impiden implementar un sistema de enfriamiento. Teniendo en cuenta las consideraciones anteriores, la recolección de leche sugiere tres alternativas posibles:  Envío inmediato de la leche, luego de su ordeño; esto es válido siempre que el lugar de producción sea relativamente cercano a la planta industrial.  Tratamiento de frío en el lugar de ordeño.  Envío de la leche a un centro recolector y de ahí se transporta a la planta industrial. 1.10.2 Transporte de la leche Hasta no hace mucho tiempo los tarros lecheros eran el medio más usado para el transporte, pero han sido reemplazados por los camiones cisterna; pero aun se usan (en algunas partes), teniendo en cuenta que hay muchos pequeños productores de 50, 100 y 200 litros diarios solamente. Dichos tarros son de 40 y 50 litros generalmente, eran de diseño estandarizado y construidos de hierro estañado, acero inoxidable o aluminio. Actualmente es de uso generalizado los tanques cisternas que llevan la leche hasta la planta industrial desde los centros de recolección o bien desde la misma unidad de producción si esta es de gran producción (los pequeños productores, envían en tarros la leche hacia los centros de recolección). Los tanques son construidos con doble pared y aislados, en Ing. Sergio Grimaldo Muñoz Garay

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general, con corchos; su sección es circular o elíptica (el circular es de más fácil higienización y el elíptico permite mayor estabilidad en el viaje). Generalmente los tanques están divididos en secciones para evitar el batido de la leche pues puede ocasionar la separación de la grasa. 1.10.3 Recepción de la leche. En la recepción de la planta industrial láctea, se recibe, se verifica y se registra la cantidad de leche que entra; a su vez se descarga la leche en un tanque de recepción y de allí se pasa a un tanque de almacenamiento; generalmente, como paso previo a su almacenaje, la leche pasa por un enfriador y por un filtro o clarificador. Antiguamente, cuando el medio de transporte más frecuente eran los tarros, había en la recepción plataformas de descarga, cintas transportadoras de tarros, lavaderos de tarros (externos e internos), etc., pero en la actualidad estas operaciones resultan facilitadas pues al utilizarse los camiones cisternas se hace más dinámica las operaciones de recepción pues la descarga se hace por bombeo. Por lo general, la leche que se descarga, va en primer lugar hacia un tanque de balanza donde se pesa y se extraen muestras; de ahí pasa, previo paso por filtros y enfriadores a un tanque de almacenamiento. Suele haber en algunas plantas un tanque intermedio con capacidad hasta el doble del tanque de balanza, de manera que el vaciado de los camiones, no haga del tanque de balanza un “cuello de botella” para la alimentación de los enfriadores. Estos tanques son en la mayoría de los casos de acero inoxidable, y cuentan con agitadores; esto es importante para uniformizar la leche contenida en ellos, pues de ellos se sacan muestras para análisis que deben ser representativos. A efectos de medir la cantidad de leche que llega, puede hacerse de distintas maneras: una de ellas es por medida del nivel del tanque de balanza, pero no es un método demasiado exacto, especialmente si los tanques son grandes; otra manera es pesando en la balanza (de donde deriva el monto del tanque); en este caso también se mide la densidad en los casos que se paga por volumen de leche.

Figura 07: Recepción de la leche 1.10.4

Sistemas de valorización y pago de la leche Los distintos factores que inciden en la composición de la leche que ya hemos visto, así como la posibilidad de distintas y variadas contaminaciones, hacen que la leche no sea uniforme en su calidad, lo cual ha hecho difícil pero

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necesaria, la adopción de una clasificación que permita apreciar la leche según sus características intrínsecas y según el valor que puedan tener con relación a la utilización que se le pretende dar. De lo dicho surgen criterios distintos para el pago de la leche, dado que hacerlo por su volumen es inapropiado. Se paga la leche por su calidad, y es por eso que no hay un criterio unido ya que en la calidad de la leche intervienen factores de sanidad, de composición y de higiene que son variables no solo en un país, sino en las distintas zonas lecheras de una misma región. Como la leche que llega a la planta debe ser sana (esto es: libre de tuberculosis y brucelosis), por lo cual los factores de calidad que sirven para una valorización y pago de la leche serán los de composición y de higiene. Para los primeros se tiene en cuenta que los componentes más importantes de la leche desde el punto de vista industrial y nutricional son las proteínas, la grasa y la lactosa. El valor relativo de cada uno de estos componentes dependerá de los fines que tendrá la leche. Así, para la producción de leche de consumo directo, leche concentrada y leche en polvo, interesa que la leche sea rica en sólidos totales. Si el destino de la leche es la elaboración de quesos, interesa que sea rica en grasas y caseina. Si se quiere fabricar manteca y crema, es importante el contenido de grasa, y finalmente si se quiere la elaboración de ácido láctico, lactosa o esteres lácticos conviene que la leche sea rica en lactosa. En cuanto a los factores higiénicos se considera el contenido microbiano de la misma, por su importancia en el consumo directo y en las posibilidades industriales. De ahí la importancia de controlar la higiene y utilizarlo como medio de clasificación; así por ejemplo, la capacidad de conservación, depende en forma directa de la contaminación que contenga. Es importante apuntar que un sistema de clasificación no solo es útil para el pago de la leche, sino que también tiene otros objetivos tales como: mejorar la higiene de la producción, mejorar la composición en relación al sistema adoptado, etc. 1.11

TRATAMIENTOS DE LA LECHE Después de recibida la leche en la planta industrial, es sometida a una serie de tratamientos que dependerán del destino final de la misma. Estos tratamientos son:  Higienización  Enfriamiento  Homogeneización  Tratamiento térmico (Pasteurización)

1.11.1

Higienización La leche cruda puede contener diversas partículas adquiridas en su manipuleo, desde el ordeño, lo cual obliga a eliminar esas impurezas. Para tal fin se hace una filtración, se hace pasar la leche a través de filtros de tela sintética o algodón.

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1.11.2

Enfriamiento La leche, luego de su recepción es enfriada a temperaturas de alrededor de 4 ºC y almacenada a esta temperatura. Este enfriamiento se realiza en un intercambiador de calor de placas, utilizándose agua helada como fluido enfriador. Antes se usaba un enfriador de superficie (todavía se utiliza en algunas plantas).

Figura 08: Sistema de enfriamiento de la leche Luego de enfriada se manda la leche al tanque de almacenamiento donde se la mantiene a la temperatura de 4ºC hasta su procesamiento según los diferentes usos industriales. Cabe mencionar que la leche que se destinará para la elaboración de quesos, conviene enfriarla y mantenerla alrededor de 10ºC, pues temperaturas más bajas afectan el caseinato de calcio que es fundamental para producir quesos. 1.11.3

Homogenización Este tratamiento es aplicado a la leche para los efectos de reducir el tamaño de los glóbulos de grasa y así evitar que estos asciendan a la superficie. La operación consiste en enviar la leche a alta presión, cerca de 200 kg/cm 2, a través de un conducto que está parcialmente obstruido en su extremo de salida por un tapón cónico de acero, la leche choca violentamente con lo cual se fracciona el glóbulo de grasa. La presión del tapón de acero se puede regular con un resorte. La temperatura recomendada para homogeneizar la leche es entre 65 y 70ºC.

1.11.4

Tratamiento térmico (pasteurización) Cualquiera sea el destino de la leche (ya para su venta en cualquiera de sus tipos, ya para la elaboración de derivados lácteos), debe ser sometida a un tratamiento térmico. El objeto de este tratamiento es, en primer lugar, destruir todos los microorganismos que puedan ser causa de enfermedades (patógenos) y en segundo término, disminuir el número de aquellos agentes microbianos que puedan afectar la calidad de la leche y sus productos derivados. Se puede conceptuar la pasteurización como el tratamiento térmico por debajo del punto

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de ebullición, y en un tiempo mínimo, que permite destruir la totalidad de los agentes microbianos patógenos. Antes de describir el proceso de pasteurización, se harán algunas consideraciones sobre el efecto de la temperatura sobre los componentes de la leche y sobre los microorganismos presentes en ellas. Influencia de la temperatura sobre los componentes de la leche El tratamiento térmico para destruir microorganismos puede provocar cambios en los componentes, los que, a su vez, ocasionan cambios en los productos derivados. La intensidad de estos efectos dependerá de las condiciones en que se realiza el tratamiento. Cambios en la grasa de la leche: El efecto más visible es la pérdida de la línea de crema, se sabe que en una leche cruda en reposo se forma en la superficie una película o capa de crema (línea de crema) que, de manera primaria, nos indica el contenido de grasa de la misma. El tratamiento térmico afecta esta línea de crema y la leche queda con apariencia de contener menos grasa, pero lo que en realidad ocurre es un cambio en la aglomeración de los glóbulos de grasa (se piensa que se debe a que las proteínas asociadas al glóbulo pierden su estabilidad y se desnaturalizan), la cual hace que crezca la dispersión de los mismos. Hasta los 60ºC, el efecto no se produce pero si cuando se calienta a temperaturas superiores por espacio de 30 minutos. Cambios en la lactosa: La lactosa es estable al calor, si este se aplica en forma moderada, pues si se calienta, por ejemplo, a más de 100ºC y por un tiempo relativamente prolongado, sufre dos reacciones características: la reacción de caramelización, que provoca la formación de ácidos como el fórmico, el láctico, el propiónico, etc. y de otros compuestos como el hidroximetil furfural, el furfuroldehido, etc. La segunda transformación característica es la reacción de Mayllard, en la cual la lactosa se une a los grupos aminos de los aminoácido, principalmente a los de la lisina, lo cual hace que se degraden las proteínas y se pierda algo del valor nutritivo, debido a esta reacción de Mayllard, la leche se oscurece. Cambios en las proteínas: A las temperaturas de pasteurización no ocurren cambios, pero si a temperaturas superiores a 80ºC, produciéndose en tal caso una desnaturalización de las proteínas del lactosuero, provocando esto la liberación de compuestos con grupos sulfhídrico que dan el sabor a cocido característico en esta degradación. Otro efecto que produce el calentamiento es promover la unión de la lactoglobulina y la caseina, esta unión inhibe la acción de la quimosina (cuajo) sobre la caseina causando algunos inconvenientes en la elaboración de quesos.

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Cambios en las enzimas: Las enzimas en la leche son variablemente sensibles a la temperatura, la lipasa es de los más sensibles, mientras que las fosfatasas alcalinas son unas de las más resistentes. Algunas enzimas se reactivan después de haber sido tratadas térmicamente. Cambios en las vitaminas: La temperatura y el tiempo aplicadas a la leche no causan el mismo efecto sobre las vitaminas de la leche, los que sufren más modificaciones son las vitaminas B1, la vitamina C y la B12. Influencia de la temperatura sobre los microorganismos de la leche La temperatura influye cualitativamente y cuantitativamente en el crecimiento de los microorganismos presentes en la leche. El efecto cuantitativo muestra que la cantidad de microorganismos se incrementa cuando la temperatura aumenta hasta 35 – 40ºC; por encima de estos valores la velocidad de crecimiento disminuye; también influye el tiempo que dura el tratamiento térmico. Cualitativamente, se sabe que en leches tratadas a diferentes temperaturas no se encuentran las mismas especies; esto es porque no todos los microorganismos tienen el mismo rango de temperatura óptimo para su desarrollo, los agentes microbianos podrían clasificarse, según su temperatura de crecimiento, en psicrófilos (se desarrollan entre 2 y 20ºC), los mesófilos (su desarrollo óptimo está entre 20 y 40ºC) y los termófilos (que crecen fundamentalmente por sobre los 40ºC). Proceso de pasteurización Para destruir los microorganismos de la leche es necesario someterlos a tratamientos térmicos ya se vio que la temperatura puede ocasionar transformaciones no deseables en la leche, que provocan alteraciones de sabor, rendimiento y calidad principalmente. El proceso de pasteurización disminuye casi toda la flora de microorganismos psicrófilos y la totalidad de los agentes microbianos patógenos, pero debe alterar en lo mínimo posible la estructura física y química de la leche y las sustancias con actividad biológica tales como enzimas y vitaminas. La temperatura y tiempo aplicados en la pasteurización aseguran la destrucción de los agentes patógenos tales como mycobacterium tuberculosis, Brucella, Salmonellas, etc., pero no destruye los microorganismos mastíticos tales como el staphylococcus aereus o el streptococcus pyogenes, como así tampoco destruye algunos micro organismos responsables de la acidez como los lactobacillus. Se han estudiado distintas combinaciones de temperatura y tiempo para pasteurizar pero fundamentalmente se han reducido a dos:  Pasteurización lenta o discontinua.  Pasteurización rápida o continua.

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Pasteurización lenta: Este método consiste en calentar la leche a temperaturas entre 62 y 64ºC y mantenerla a esta temperatura durante 30 minutos. La leche es calentada en recipientes o tanques de capacidad variable (generalmente de 200 a 1500 litros); esos tanques son de acero inoxidable preferentemente y están encamisados (doble pared); la leche se calienta por medio de vapor o agua caliente que vincula entre las paredes del tanque, provisto este de un agitador para hacer más homogéneo el tratamiento. El siguiente es un esquema elemental.

Figura 09: Sistema de pasteurización lenta de la leche Pasteurización rápida: Llamada también pasteurización continua o bien HTST (Heigh Temperature Short Time), este tratamiento consiste en aplicar a la leche una temperatura de 72 – 73ºC en un tiempo de 15 a 20 segundos.

Figura 10: Sistema de pasteurización rápida de la leche Estado de la leche luego de una pasteurización rápida Respecto a los componentes de la leche, luego de la pasteurización, no está afectada la línea de crema, la lactosa prácticamente no sufre ningún cambio. Tampoco sufren cambios las proteínas del lactosuero, por lo cual no se forman olor y sabor a cocido. En cuanto a las enzimas, la pasteurización destruye las lipasas y se inhibe la actividad de las fosfatosas alcalinas. Por último, afectan poco a las vitaminas. Pasteurización de la leche para distintos usos agroindustriales Pasteurización de la leche para quesos: La pasteurización de la leche destinada para la elaboración de quesos se hace generalmente a 70ºC en 15 o 20 segundos en el tratamiento rápido o a 65ºC en Ing. Sergio Grimaldo Muñoz Garay

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30 minutos en el tratamiento lento. Si se efectuara a temperaturas mayores el calcio tiende a precipitar como trifosfato cálcico que es insoluble, lo cual llevaría a una coagulación defectuosa. Pasteurización de la leche para leche en polvo: En este caso la temperatura y el tiempo de tratamiento varían de acuerdo a la leche, para leche descremada se recomienda calentarla a 88ºC durante 3 minutos y para leche con materia grasa se calienta a 90ºC durante 3 minutos (no mas). Con estos tratamientos se asegura la destrucción de las lipasas y una reducción considerable de la flora bacteriana. Pasteurización de la leche destinada a crema: Se calienta la leche a 35 - 65ºC, descremar luego y regresar la leche descremada al pasteurizador para ser tratada a la temperatura normal para destinarla a leche de consumo, en tanto la crema separada se pasteuriza a 95ºC por 12 - 20 segundos. Este tratamiento de temperatura elevada para la crema, es para eliminar lipasas, cuya presencia pueda provocar rancidez en la crema. 1.12

LECHES ULTRAPASTEURIZADAS Y LECHES ESTERILIZADAS En el mercado se ofrecen leches que han sido tratados a temperaturas superiores al punto de ebullición del agua: son las leches ultra pasteurizadas y las leches esterilizadas. Una leche ultra pasteurizada se puede obtener con un tratamiento térmico entre 110ºC y 115ºC por un lapso de tiempo corto de 4 segundos, mientras que la leche esterilizada tiene un calentamiento hasta de 140 – 150ºC en el mismo tiempo. El proceso más común para obtener estos productos es por inyección directa de vapor purificado, con la cual se eleva la temperatura; la leche pasa inmediatamente a una cámara de vacío, en donde ocurre una expansión del líquido con la siguiente separación del vapor.

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CAPÍTULO II PROCESAMIENTO DE LA LECHE

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En la siguiente figura se observa en resumen las líneas de proceso de la leche. LECHE

FERMENTACIÓN

LECHE FERMENTADA

GRASA

CENTRIFUGACIÓN

COAGULACIÓN

SECADO

LECHE ENTERA EN POLVO

CREMA

LECHE DESCREMADA

QUESO

BATIDO

SECADO

SUERO DE LECHE

SUERO DE MANTEQUILLA

LECHE DESCRAMADA EN POLVO

DESMINERALIZACIÓN

SECADO SECADO SUERO EN POLVO SUERO EN POLVO TERMOCUAGULACIÓN

REQUESÓN

HIDROLISIS

CONCENTRACIÓN

JARABES DULCES DE SUERO

Figura 11: Derivados de la leche

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2.1 ELABORACIÓN DE QUESO El queso es el producto obtenido por la coagulación enzimática o ácida de la leche, con separación del agua, lactosa y sales minerales, seguida o no de una maduración. Es el extracto proteico y graso, fresco o madurado, sólido o semisólido obtenido por la separación del suero después de la coagulación natural o artificial de la leche íntegra, leche reconstituida, leche parcial o totalmente descremada y sueros de origen láctico, por procesos tecnológicos adecuados, añadido o no de crema de leche y de otros ingredientes y aditivos de uso permitido.

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2.1.1

Clasificación de los quesos Es difícil clasificar los quesos de una forma clara, ya que, además de existir una gran variedad, son varios los criterios que se pueden seguir para su clasificación, entre ellos tenemos:  Según la leche que hayan sido elaborados  Según el método de coagulación de la leche  Según el contenido de humedad  Según el contenido en grasa del queso  Según la textura del queso acabado  Según el país o región de origen  Clasificación de quesos según su tipo de corteza  Según su proceso de elaboración Según la leche que hayan sido elaborados Desde hace mucho tiempo se utiliza distintos tipos de leche para la elaboración de queso. Universalmente los tipos de leche más empleados son: leche de vaca, leche de oveja, mezcla de leche de vaca y oveja, leche de cabra, mezcla de leche de vaca y cabra, mezcla de leche vaca - cabra y oveja. También se hacen quesos de leche reconstituida y leche recombinada (mezcla de leche fresca con leche reconstituida). En general, en la etiqueta del queso se debe indicar el tipo de leche que se ha empleado para su elaboración. Según el método de coagulación de la leche Podemos distinguir varios tipos de coagulación para elaborar quesos. - Coagulación por la acción enzimática del cuajo procedente del cuarto estomago del rumiante - Coagulación por la acción enzimática del cuajo microbiano - Coagulación por acidificación - Coagulación combinada (cuajo- ácido) - Coagulación con extractos vegetales. Este último método de coagulación incluye diversos extractos vegetales tales como el látex de la higuera y la flor del cardo Según el contenido de humedad El contenido en agua de los quesos es uno de los criterios más importantes para su clasificación: Los quesos blandos.- son madurados durante algún tiempo (algunos días hasta varias semanas), desarrollando aromas y sabores característicos de cada tipo. Tiene una corteza de cierta consistencia y la pasta es blanda e incluso semi líquida. La textura es cerrada, aunque en ocasiones se toleran ojos pequeños y poco numerosos. Por su contenido en humedad se deben consumir pronto, ya que al endurecer se pierden sus más agradables características. Los quesos blandos más conocidos mundialmente son Camembert y Brie, ambos de origen Francés, pero cuya fabricación se ha extendido por todo el mundo.

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En los quesos semi duros.- se incluyen una serie de tipos muy diferentes entre sí, como son los de pasta azul (roquefort, danablu, cabrales, etc.). Los quesos semi duros son sometidos a maduración (desde una semana a varios meses), con lo que gran parte de su humedad desaparece en ese período. Se puede conservar durante varios meses en las debidas condiciones. Suelen tener corteza en la mayoría de los casos, aunque también los hay protegidos con papel aluminio, colorantes, plásticos, etc. Los quesos duros.- son sometidos a largos períodos de maduración (incluso superior a un año) y han sido sometidos a un prensado con intensidad, por lo que su contenido en humedad se ha reducido fuertemente. Suelen tener de 20 a 40 % de agua, pasta dura y compacta, con o sin agujeros, corteza más o menos dura, con o sin cortezas plásticas, entre los quesos duros tenemos cheddar, manchego viejo, gruyere, emmental, edam, etc. Según la FAO, la clasificación de los quesos por su consistencia (grado de humedad) puede hacer: CUADRO 16: Clasificación FAO de los quesos según su contenido de humedad CLASES Pasta blanda Pasta semi blanda Pasta semi dura Pasta dura Pasta extra dura

HUMEDAD EN % Mas del 69% 61 a 69 54 a 61 49 a 54 Menos de 49

Según el contenido en grasa del queso De acuerdo con su contenido en grasa, expresado en porcentaje sobre el extracto seco, los quesos se clasifican en:  Queso doble graso, con un contenido mínimo del 60% de grasa sobre extracto seco  Queso extra graso, que tiene un contenido mínimo del 45% de grasa sobre extracto seco  Queso graso, que tiene un contenido mínimo del 40% de grasa sobre extracto seco  Queso semi graso, con un contenido mínimo de 20% de grasa sobre extracto seco  Queso magro, con un contenido de menos de 20% de grasa sobre extracto seco. El porcentaje de grasa sobre el extracto seco se obtiene según la siguiente fórmula: (Contenido de materia grasa del queso/peso del extracto seco del queso) * 100

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Según la textura del queso acabado Los quesos se clasifican según su textura en tres grandes grupos:  Quesos con ojos o agujeros redondeados (Gruyere, el Emmental, etc.)  Quesos de textura granular con ojos de formas irregulares (Tilsit, etc.)  Quesos de textura cerrada sin ojos ó quesos compactos (Cheddar, Burgos, etc.) Según el país o región de origen  Entre los quesos franceses destacan: Roquenfort, Brie, Camenbert, Bondon, Saint paulin, etc.  Entre los quesos suizos tenemos : Emmental, Gruyere, vacherin, etc  Entre los quesos alemanes tenemos: Limburger, romadur, mainzer, Tilsit, etc.  Entre los quesos Italianos tenemos: Aciago, Bel paise, Fontina, Gorgonzola, Mozzarella, Ricotta, etc.  Entre los quesos españoles tenemos: Manchego, Aragón o Tronchón, Burgos, Cabrales, etc. Clasificación de quesos según su tipo de corteza El aspecto de la corteza de un queso es una característica que ayuda a distinguir fácilmente distintas variedades. A pesar de que los llamados quesos frescos carecen de corteza, la gran mayoría pueden agruparse en alguno de los cuatro grandes tipos siguientes: quesos de corteza natural seca, de corteza enmohecida, de corteza lavada y de corteza artificial. Quesos de corteza natural seca.- Corteza formada por la propia cuajada al secarse en la superficie exterior del queso. Puede cepillarse, rascarse o recubrirse con tela para lograr un acabado de aspecto rústico o granuloso; o ser tratada con aceites si lo que se busca es un acabado suave y lustroso. Estas cortezas son, en general, duras, fuertes y gruesas. Quesos de cortezas enmohecidas.- Pueden ser: - Quesos veteados, como el Roquefort, Cabrales, etc., donde se produce el crecimiento de mohos penicillium durante la maduración en cuevas ventiladas, dando esas vetas un color azul. - Quesos de moho blanco, tales como el Camembert, y el Brie, en los cuales durante la maduración hay un desarrollo de mohos blancos que les dan su típico aspecto. Quesos de cortezas con desarrollo bacteriano.- Tales como Saint Paulin, Port Salut, etc., en los que se unta la superficie de los quesos antes de su maduración con un cultivo de bacterias, que se desarrollan dando características especiales a los quesos.

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Quesos de corteza bañada.- Ya sea con cerveza, vino o salmuera es sobre ese baño que se realiza cultivo de bacterias que dan a la superficie del queso un aspecto oleoso o grasiento en una gama de colores que va desde el amarillo claro hasta el rojo oscuro dependiendo de la intensidad del tratamiento. Suelen ser cortezas suaves y húmedas y presentar olores muy potentes. En general estas cortezas no se comen. Quesos de corteza artificial.- No son parte en si del queso mismo, ni de cultivos orgánicos en su superficie. Es un elemento ajeno que recubre la superficie externa. Puede estar constituido por sustancias de tipo orgánica como hojas o hierbas, o por materiales inorgánicos como cera coloreada o cenizas. Por ejemplo, el queso Andino. Según su proceso de elaboración Frescos.- Son los que sólo han seguido una fermentación láctica y llegan al consumidor inmediatamente después de ser fabricados. Aquellos que se elaboran con vocación de ser consumidos sin pasar por condiciones de maduración. Tienen un elevado contenido en humedad y una vida comercial más corta. Ejemplos típicos son: Burgos y Villalón Madurados.- Son los que pasan por la fermentación láctica, más otras transformaciones, a fin de conseguir un mayor afinado, los que se someten a las condiciones adecuadas de maduración para que desarrollen características propias. Según el tiempo de maduración pueden indicarse algunos tipos a modo orientativo, ya que no existe un criterio único en este sentido: CUADRO 17: Clasificación de los quesos según su maduración Quesos madurados Tiempo de maduración Queso tierno Maduración inferior a 21 días. Queso oreado Maduración de 21 a 90 días. Queso semi curado Maduración de 3 a 6 meses. Queso curado Maduración mayor de 6 meses. Fundidos.- Son los obtenidos por la mezcla, fusión y emulsión, con tratamiento térmico de una o más variedades de queso, con inclusión de sales fundentes para favorecer la emulsión, pudiéndose añadir además leche, productos lácteos u otros productos. Quesos de suero.- Obtenidos precipitando por medio de calor, y en medio de ácido, las proteínas que contiene el suero del queso para formar una masa blanca, un ejemplo es el requesón. Quesos de pasta hilada.- La cuajada, una vez rota, se deja madurar en el mismo suero durante un tiempo para que adquiera la aptitud de hilatura, como consecuencia de una desmineralización por pérdida de calcio de la masa sólida. Ing. Sergio Grimaldo Muñoz Garay

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Quesos rayados y en polvo.- Proceden de la disgregación mecánica, más o menos intensa, del queso. Presentan una humedad muy baja. 2.1.2

Leche para elaboración de quesos La leche debe presentar ciertas características para obtener un queso de calidad y con buen rendimiento. Deberán considerarse por lo tanto una serie de factores para que una leche se utilice en la elaboración de quesos. Entre ellos están: Sales minerales La leche debe ser normal, en lo que se refiere a sales minerales, específicamente la del calcio, pues este es importante en la constitución de los micelos. Contenido de proteína coagulable El contenido de caseína en la leche debe ser alto. Al principio de la lactación, las leches contienen poca caseína; por eso se usan las leches obtenidas de 10 u 11 días después del parto. Capacidad para coagular por acción del coagulante (ya sea ácido o enzimático) Las leches que se utilizan para elaborar quesos deben cuajar rápidamente con los coagulantes. Sin embargo, el tiempo de coagulación depende, entre otros factores, de la acidez (a menor pH hay mayor actividad de las enzimas y, por consiguiente, la gelatinización es más rápida); también depende de la composición de la leche. Presencia de sustancia inhibidoras Las leches que se emplean para hacer quesos no deben contener sustancias que inhiben el crecimiento microbiano (antibióticos, antisépticos, restos de detergentes, etc.) ya que estos pueden interferir en la maduración de los quesos, que se hace con cepas seleccionadas. La penicilina es el antibiótico que más inhibe a las bacterias lácticas. Presencia de microorganismos Con una leche pasteurizada se controla mejor la maduración de la misma; también se eliminan los microorganismos indeseables. Esa eliminación de la flora inicial permite controlar mejor el proceso, e inocular el microorganismo deseado (fermentos lácticos) para producir quesos de composición y calidad más uniformes: La pasteurización puede hacerse a 70ºC durante 15 a 20 segundos (pasteurización rápida) para que no precipite el calcio como trifosfato cálcico (que es insoluble), y evitar de esa manera una coagulación defectuosa. (Si se hace a mayor temperatura deberá agregarse iones de calcio, usándose el cloruro de calcio en una proporción de 20 a 30g por cada 100 Lt. de leche.

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También puede hacerse a más de 80ºC; de esta forma la lactoalbúmina y la lactoglobulina coagulan y quedan retenidos en caseína (cuajada) durante el desuerado, lo que aumenta el rendimiento, siempre en cuando se agregue iones de calcio, a la vez la pasteurización aumenta la cantidad de grasa que queda retenida en el queso. Por otra parte la pasteurización acarrea algunas desventajas. Provoca una modificación de la composición y en la estructura físico-química de la leche como la unión de la caseína en la lactoglobulina, lo que inhibe parcialmente la actividad del cuajo, lo que lleva a aumentar el tiempo de coagulación. Otro inconveniente es que dificulta el desuerado; también el calentamiento provoca la liberación de grupos sulfhídrilos de las proteínas solubles, afectando el desarrollo de los microorganismos lácticos, retardan la maduración. 2.1.3

Coagulación de la leche La coagulación o cuajado de la leche puede hacerse de dos maneras:  Coagulación ácida  Coagulación enzimática. Coagulación ácida Es la coagulación que se realiza por agregado directo de una sustancia ácida. La acidificación se hace utilizando ácido láctico en general, aunque en algunos quesos se usa ácido acético o ácido cítrico. El ácido actúa sobre los micelos (partículas que se hallan en suspensión coloidal y formados, por las caseínas en forma de fosfocaseinatos de calcio). La coagulación se efectúa por la desmineralización que provoca el ácido sobre la micela. El coagulo formado no es muy estable debiéndose procurar que dicha desmineralización no sea total para que se forma el gel láctico. El comienzo de la coagulación ocurre a un pH de 5.2 a 21 ºC, aunque la caseina lo hace a 4.5. Normalmente se trabaja a temperaturas mayores, lo cual hace que se aumente el valor de pH al cual se empieza a coagular la caseína, siendo importante para que no ocurra esa desmineralización mencionada pudiéndose llegar hasta los 85 ºC en algunos quesos. Si la acidificación es lenta y homogénea se favorece la formación del gel láctico. Este gel láctico no experimenta sinéresis (se llama así a la contracción de un gel) por lo que para que pierda agua es necesario una ligera agitación, lo que le da una cierta consistencia; la textura de la cuajada no es homogénea, siendo un poco abierta y pegajosa. Esta manera de coagular, se utiliza en quesos blandos, frescos, y solo en algunos tipos de queso se madura. Coagulación enzimática: (por acción del cuajo) Es la más común en la elaboración de quesos. Consiste en coagular la leche por medio de la acción enzimática de pepsinas, de la enzima microbiana del hongo mucor miehei. La quimosina o renina (en la naturaleza se halla en el estómago de terneros y cabritos); es una enzima proteolítica.

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La coagulación se realiza al atacarse el caseinato de calcio, por el cuajo, se transforma en paracaseinato de calcio que combinado con iones libres de calcio (sales solubles) se vuelve insoluble y se precipita formando gel o cuajada. La velocidad de coagulación y las características de la cuajada depende de una serie de factores entre los cuales se halla la acidez, cantidad de cuajo, temperatura y contenido de calcio. 2.1.3.1

Influencia de la acidez Si la coagulación se hace a pH cercanos a la neutralidad, la coagulación es lenta y la cuajada obtenida es flexible, elástica, compacta, impermeable y contiene poca agua, para desuerar se necesita acción mecánica por la nombrada impermeabilidad. Por el contrario, cuando mayor es la acidez la coagulación se hace más rápida por acción del cuajo, siendo más consistente la cuajada, pero esta queda más desmineralizada y el queso quedará menos plástico; el desuerado también es rápido.

2.1.3.2

Influencia de la cantidad de cuajo La cantidad de cuajo, por el hecho de ser una enzima, depende de su concentración; cuanto mayor sea esta, menos será el tiempo de coagulación. Esto es así, entre 2 y 20 partes de cuajo/10000 de leche, que son las cantidades que se manejan en la elaboración de quesos. La cantidad del cuajo se mide comúnmente con la llamada “fuerza del cuajo”, que es la cantidad de leche (en gramos o ml) a 35 ºC que 1 g ó 1 ml de cuajo coagula en 40 minutos. Para conocer la fuerza de un cuajo para una determinada cantidad de leche se procede de la siguiente forma: Se calientan 500 ml de leche fresca a 35 ºC y se le agrega 1 ml de cuajo (diluido en 10 ml de agua); el tiempo necesario para obtener una cuajada firme, mide la fuerza del cuajo aplicando la siguiente expresión:

Un cuajo con una fuerza 1/10000, significa que 1 ml de cuajo, coagula 10 litros de leche a 35 ºC en 40 minutos. Conocer la fuerza del cuajo es importante para determinar la cantidad a emplear, teniendo en cuenta el tiempo en que se desea cuajar, la cantidad de cuajo a adicionar será diferente. Ejemplo: calcular la cantidad de cuajo con una fuerza de 1/10000 que se necesita para coagular 6000 litros de leche a 35 ºC en 30 minutos.

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Por lo tanto, si el cuajo tiene una fuerza de 1/10000, será:

De cuajo para coagular 6000 litros de leche en 30 minutos. El cuajo comercialmente se halla en polvo, en pastillas o líquido, estando normalizado su fuerza (en forma líquida: 1/10000, 1/5000 y 1/2500. En forma sólida 1/100000). La dosis de cuajo comercial requerido depende del tipo de cuajada que se desea. Así por ejemplo, al queso gruyere se le agrega 15 a 30 ml de cuajo (1/1000) por cada 100 litros de leche y coagulan de 30 a 60 minutos. Para quesos semiduros y blandos como el camembert se usan 15 a 25 ml de cuajo (1/10000) por cada 100 litros de leche. 2.1.3.3

Influencia de la temperatura La temperatura óptima de actividad del cuajo es de 40 a 41ºC, pero no actúa a menos de 10ºC ni a más de 68ºC. Se trabaja generalmente a temperatura menos a la óptima para que la coagulación sea más lenta para obtener una cuajada más suave según el tipo de queso. Por lo general, los quesos blandos requieren una temperatura de coagulación más baja que los duros, siendo una buena temperatura de cuajada 36°C

2.1.3.4

Influencia del contenido de calcio La presencia de calcio, como se sabe, interviene en la estructura de la cuajada, lo cual hace que mejora el desuerado, facilita la retención de las grasas y otros sólidos. Como se sabe que se pierda en la pasteurización parte del calcio libre (iónico), se agrega sales de calcio (especialmente cloruro de calcio o fosfato monocálcico) para compensar de 20 a 30 g. por cada 100 litros de leche.

2.1.3.5

Influencia del tiempo de coagulación En condiciones normales de trabajo, los primeros signos de la coagulación se perciben a los 5 ó 8 minutos después de agregar el cuajo. El tiempo normal de coagulación para los quesos semi-duros y duros varía entre 25 y 45 minutos, mientras que para los quesos blandos varia 1 hora y 2 ½ horas. Hay cierta relación entre el tiempo de coagulación y la contracción de la cuajada. Cuando más rápido es el cuajado, más tendencia a ponerse dura tiene la cuajada y mayor es la retracción de la misma; y viceversa.

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El momento en que se da por finalizada la coagulación se determina, en general, en forma práctica, por la forma y aspecto que presenta la cuajada ya sea haciéndole cortes con una espátula, o la forma en que se abre la cuajada cuando se la levanta con un dedo, o metiendo la mano contra la pared del recipiente y separando la cuajada y observando el aspecto de la misma, o tomando un trozo de cuajada entre los dedos y apretando: el suero escurrido debe ser limpio. 2.1.4

Trabajo de la cuajada Una vez dada por finalizada la coagulación se trabaja la cuajada, este trabajo consiste en las siguientes operaciones:  Cortado de la cuajada  Desuerado de la cuajada  Agitación de los granos  Lavado de los granos  Chedarización (para algunos tipos de quesos) Cortado de la cuajada Tiene por objeto aumentar la superficie de exudación y favorecer la salida del suero. Esta operación se realiza con cuchillos de distintas formas. Este troceado tiene un límite, pues si es muy intenso las partículas de coagulo quedan muy finas y retienen grandes cantidades de suero durante el prensado. Para darle al queso las características deseadas hay que favorecer y controlar la salida de humedad o suero de la cuajada en las condiciones propias de cada tipo de queso; esto significa que el fraccionamiento dependerá del tipo de queso a fabricar. Las dimensiones del grano puede variar entre 3 mm y 2,5 cm; este tamaño tiene mucha importancia en la velocidad de salida del suero. Los granos grandes retienen más humedad, por lo que conservan más lactosa y por lo tanto son más ácidos. Debe cuidarse la uniformidad del tamaño de los granos, pues de lo contrario el grueso no tendrá textura uniforme, con distribución desigual de humedad y acidez. Por otra parte, los granos retienen más grasa que los granos pequeños. Para las cuajadas de leches poco maduradas el grano debe ser grande, mientras que si las leches son muy maduradas, el tamaño será menor. En general, para quesos blandos, el corte o trazado de los quesos será en granos grandes, mientras que para quesos semiduros y duros el grano deberá ser pequeño. Desuerado de la cuajada El desuerado se realiza para crear las condiciones en el sustrato necesario para el desarrollo de los microorganismos y para la actividad enzimática durante la maduración de los quesos. El desuerado depende de la temperatura: a temperaturas menores a 10ºC no se produce, siendo rápido a 30ºC, generalmente se desuera de 20 – 22ºC en quesos frescos, lo que lleva el tiempo de desuerado de 15 a 24 horas.

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En cuanto a las cuajadas de tipo enzimático (hechos con cuajo), es necesaria la aplicación de métodos mecánicos para desuerar. Los métodos mecánicos aplicados son el agitado y troceado. La temperatura influye en el desuerado de este tipo de cuajada. Para los quesos blandos, se hace de 28 – 30ºC. Para los quesos semiduros, luego de cortarse la cuajada se eleva la temperatura a 36 – 41ºC, llegando en algunos casos hasta 52ºC. En el caso de los quesos duros, el desuerado se hace a 60ºC. En el caso de los quesos gruyere, se hace a 52 – 53ºC, pues a más de 57ºC puede perderse las bacterias que forman el ácido propiónico que le da la característica de los hoyos. En el desuerado, para alcanzar las temperaturas mencionadas, se debe elevar lentamente la misma. Agitación de los granos Luego del trozado o cortado se hace la agitación para acelerar y completar el desuerado impidiéndose de esta manera la adherencia de las grasas que provocaría retención de líquidos. La agitación se efectúa con agitadores de distintas formas y dura entre 20 y 60 minutos, dependiendo de la humedad del grano. La agitación se termina cuando al colocar una porción entre los dedos y presionar, al dejar de ejercer presión los granos deben recuperar su forma original. Lavado de los granos Sirve para diluir los componentes del lactosuero; se efectúa en algunos casos poco después del cortado y desuerado. Se realiza con agua o con salmuera diluida; en el lavado se extrae la lactosa, disminuyéndose la posibilidad de acidificación. Chedarización Esta operación es típica en la producción de quesos cheddar aunque también es aplicable a otros quesos. Se efectúa luego de drenar el suero y consiste en lo siguiente: la masa de cuajada se deposita en el fondo de una tina quesera y se divide en dos porciones a ambos lados para que el suero atrapado en los granos drene hacia el centro (la tina tiene que tener una inclinación). La chedarización se caracteriza por la formación de ácido láctico y la salida de calcio de la micela, lo que hace blanda la cuajada. 2.1.5

Moldeado y prensado El moldeado tiene por prioridad lograr que los granos de cuajada se adhieran y formen piezas grandes. Existen varias formas y tamaños de los moldes. Los quesos que poseen una superficie relativa alta (relación entre la superficie total y volumen o masa) se salan más rápido y secan antes, tales como el cammembert, el roquefort en el que el proceso de maduración es de afuera hacia adentro, y en general esto ocurre para quesos blandos. Por el contrario, los quesos duros y semiduros deben tener superficie relativamente baja. Por eso los quesos blandos son pequeños (de 125 g. a 2 kg.), a diferencia de los duros que son grandes (más de 2 kg).

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Figura 12: Moldes para quesos ubicados en la prensa. El moldeado debe hacerse a temperatura templada para los quesos elaborados con leche pasteurizada fresca o poco maduradas. Por el contrario, para las cuajadas de leches muy maduradas, el moldeo se hace a baja temperatura 10 – 12 ºC.

Figura 13: Prensa para quesos En cuanto al prensado tiene por objeto endurecer la masa de cuajada y eliminar el suero sobrante. Puede hacerse por la presión que ejerce su propia masa o bien aplicando fuerza externa. El autoprensado se usa para los que tienen alto contenido de agua, como los blandos y los semiduros; consiste en ir dando vuelta los quesos a intervalos de 15 a 30 minutos al principio y luego entre 1 o 2 horas. Este proceso tarda de 3 a 24 horas según el tipo de queso. En cuanto al prensado por aplicación de fuerza externa se hace con prensas horizontales o verticales de palanca. Si la elaboración ha sido correcta, al iniciar el prensado el suero sale rápidamente y es transparente. De lo contrario, si el desuerado es lento la acidificación se hace excesiva o hay mucha desmineralización al final del prensado, por lo que la costra se hace seca y poco flexible. La presión aplicada varía según el queso, siendo entre 4 a 40 veces el peso del queso. El tiempo de prensado también es variable desde 1 a 20 horas. 2.1.6

Salado de quesos El salado se realiza para:  Regular el desarrollo de microorganismos (retarda la proliferación de agentes no deseables).  Favorece el desuerado de la cuajada.  Mejora el sabor.

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La cantidad de sal y el momento de agregarla dependen del tipo de queso. Las maneras de salar son las siguientes: Salado en el suero. Se agrega alto contenido de sal (3 a 4%) durante el agitado de los granos. Se hace en zonas tropicales. Salado en la masa del queso. Se hace luego del desuerado de los granos en la masa del queso. La sal se distribuye rápidamente, lo que influye en el desarrollo de microorganismos y por lo tanto en el aroma durante la maduración. Se agregan de 20 a 25 g/ Kg de queso. Salado con sal seca sobre la superficie del queso. Se salan con sal cristalina frotando sobre la superficie, se aplica en etapas sucesivas durante varios días (de 2 a 12 días). Por este método de salado, la sal penetra poco a poco mientras se expulsa el suero. Se reduce el volumen del queso, y la sal no se distribuye homogéneamente, por lo que para lograr la distribución adecuada deben transcurrir hasta 90 días en algunos quesos. Se hace a 8 – 12 ºC, y la deshidratación por este método es más intensa. Salado por salmuera. Para realizar este salado los quesos se sumergen en un recipiente de salmuera. Para los quesos duros se utiliza una salmuera con 14 ó 18% de sal y si son blandos 10 a 12 % (nunca menos del 10 %). La temperatura de salado óptima es de 8 a 11 ºC. El tiempo que tarda la sal en penetrar varía según el tipo de queso y de la concentración de sal que tiene la salmuera: en los semiduros tarda de 1 a 2 días y en los duros, 4 -10 días. 2.1.7

Maduración de quesos La maduración de los quesos se inicia luego del prensado. Durante la maduración se desarrolla el sabor y se modifica el aspecto, la textura, la consistencia, la digestibilidad y el valor nutritivo del queso. El fenómeno de la maduración es complejo, dado que intervienen muchos factores, además de la enorme cantidad de productos que se forman. Cada tipo de queso se caracteriza por su propio proceso de maduración, y es así que las características iniciales van cambiando, se hace amarillento, en algunos quesos se hace cada vez más blandos y en otros cada vez más duros; se desarrolla el olor y el sabor. La maduración de los quesos se debe a la acción combinada de una serie de factores, en conjunto con la acción del cuajo y de los microorganismos y sus enzimas. En general, durante la maduración se producen transformaciones en la flora microbiana, en los carbohidratos (lactosa), en las proteínas y en las grasas. Así, por ejemplo, la lactosa desaparece en horas y/o en semanas, según el tipo de queso.

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La humedad baja lentamente y la acidez que sube hasta un máximo en las primeras horas o días (según el queso) baja después En los primeros días el queso tiene olor y sabor suave y acidulado, pero luego se van acentuando a medida que se forman ácidos volátiles y productos nitrogenados. En casi todos los quesos se forma CO2 . Si se forma lentamente, se difunde por la masa y algo sale al exterior, pero si se forma con más intensidad se forman burbujas que quedan atrapados en el interior formando los ojos de hoyos. La temperatura a que se debe madurar varía entre 4 y 15ºC. En la bodega se deben dar vuelta periódicamente a los quesos para que pierda humedad en forma pareja. Las pérdidas de humedad deben ser controladas para una buena formación de la corteza; justamente para optimizar esta formación los quesos se suelen lavar periódicamente con salmuera, o suero con cal y se suelen revestir con sustancias semipermeables que posibiliten la “respiración” del queso, pero que retiren las pérdidas por evaporación. Además debe cuidarse de la formación de hongos para lo cual se usan el ácido sórbico y los sorbatos. Las cámaras donde maduran los quesos deben controlar su humedad, que depende de los tipos de quesos: para quesos muy blandos 90 – 95% de humedad; para quesos semi blandos 80 – 85% y para quesos duros 70 – 80%. Por supuesto, que el tiempo de maduración dependerá del tipo de queso. 2.1.8

Factores que disminuyen el rendimiento y cómo evitarlos En esta sección se describen los diez principales factores que hacen que no se aproveche en su totalidad el potencial de la leche para la fabricación de queso; es decir, que no se recupere en forma de queso el 75 % de las proteínas ni el 93 % de la materia grasa, y los cuidados que se deben tener para prevenirlos o minimizarlos. Con demasiada frecuencia no se les presta mucha atención a estos factores porque, vistos por separado, sus efectos sobre el rendimiento son modestos. Irónicamente, otro factor que contribuye a este menosprecio es la obtención de utilidades razonables con procesos ineficientes. Sin embargo, esta situación puede cambiar radicalmente cuando varios de los factores están presentes a la vez. El impacto conjunto no es despreciable; como veremos, se puede perder hasta 20% o más del queso por desatender estos factores. Aunque la solución a estos problemas es mayormente de índole técnica, el sistema gerencial juega un papel importante. En este sentido, pensar y actuar en términos de ganar-ganar en las relaciones con los productores de leche, tener sistemas de mantenimiento preventivo y valorar la capacitación del personal son algunas de las estrategias gerenciales de alto apalancamiento para la optimización de los rendimientos. Otra reflexión importante tiene que ver con el reconocimiento de que la labor de optimización no es asunto exclusivo de la empresa fabricante de quesos, sino que comienza en el establo del productor de leche y continúa fuera de la fábrica, durante el transporte y comercialización de los productos terminados.

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

Mastitis.- Si la leche tiene conteo de células somáticas del orden de 400,000/ml o mayor, la recuperación de proteína y de grasa disminuye en forma creciente. En otras palabras, si las vacas padecen de mastitis clínica, o aún subclínica, es posible que sólo se recupere menos del 73 % de las proteínas y menos del 92% de la materia grasa. En el caso de mastitis subclínica, la infección disminuye los contenidos de caseína, grasa y lactosa, y aumenta el contenido de proteínas lactoséricas y el pH

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Tiempo largo a temperatura ambiente.- Si el enfriamiento de la leche en la finca es lento o inexistente y el transporte de la leche a la planta procesadora es lento y tardado, la población microbiana aumenta aceleradamente después de unas cuantas horas, luego que cesa la actividad protectora del sistema de la enzima lacto-peroxidasa naturalmente presente en la leche.

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Tiempo largo de almacenamiento de la leche fría.- Si el enfriamiento de la leche en la finca es lento y luego ésta se almacena fría en un silo durante más de tres días, a temperaturas entre 3oC y 7oC, aumentan significativamente las cuentas microbianas, particularmente de bacterias que crecen a bajas temperaturas, tales como las de la especie pseudomonas y, como consecuencia, aumentan la concentración de enzimas extracelulares proteolíticas y lipolíticas, el contenido de nitrógeno soluble y la concentración de ácidos grasos libres. De esta manera, el daño enzimático causado por enzimas de origen bacteriano puede agravar las pérdidas causadas por la mastitis. El efecto final es que disminuye la cantidad de proteína y grasa que se puede recuperar en forma de queso. Como ejemplo de los dos puntos anteriores, los cuadros siguientes muestran los porcentajes de recuperación de proteína y materia grasa en la fabricación de queso cheddar, como función del conteo de células somáticas y del tiempo de almacenamiento de la leche fluida fría.

Cuadro 18: Recuperación de proteína en la fabricación de queso cheddar, como función del conteo de células somáticas y del tiempo de refrigeración de la leche cruda Conteo de células somáticas células/ml 55000 408000 814000

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Recuperación de proteína (leche refrigerada 1 día) 74.7% 73.0% 73.0%

Recuperación de proteína (leche refrigerada 5 días) 74.2 % 72.2 % 72.3%

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Cuadro 19:

Recuperación de materia grasa en la fabricación de queso Cheddar, como función del conteo de células somáticas y del tiempo de refrigeración de la leche cruda

Conteo de células somáticas células/ml 55000 408000 814000

Recuperación de proteína (leche refrigerada 1 día) 92.5% 92.1% 91.9%

Recuperación de proteína (leche refrigerada 5 días) 91.9% 91.1% 91.1%

En el cuadro siguiente se muestra el efecto de las condiciones descritas en los dos cuadros anteriores sobre los rendimientos en la fabricación de queso cheddar y sobre la eficiencia del proceso de quesería. Para fines de poder hacer las comparaciones, en el cuadro siguiente los rendimientos fueron ajustados a un contenido constante de humedad en los quesos. Como se puede apreciar, la combinación de enfriamiento prolongado y cuentas somáticas del orden de un millón/ml puede hacer que disminuya el rendimiento de queso hasta en 4 %. Estas cifras no son inusuales en la leche cruda utilizada por la mayoría de las empresas queseras pequeñas y medianas latinoamericanas. Cuadro 20:

Recuperación de materia grasa en la fabricación de queso cheddar, como función del conteo de células somáticas y del tiempo de refrigeración de la leche cruda

Conteo de células somáticas células/ml 55000 408000 814000

Rendimiento y eficiencia (leche refrigerada 1 día) Rendimiento % 10.2 10.1 10.4

Eficiencia % 99 98 98

Rendimiento y eficiencia (leche refrigerada 5 días) Rendimiento % 10.2 9.9 10.2

Eficiencia 99 98 97

Cuando el conteo de bacterias psicrotróficas llega a niveles entre 100,000/ml y 1,000,000/ml, el rendimiento en quesería disminuye cerca de 5% respecto a lo que se tendría con leche en la que el conteo de células somáticas es menor de 100,000/ml y el conteo de bacterias viables totales está entre 100,000 UFC/ml y 1,000,000 UFC/ml. Es decir, existe una correlación entre estos dos conteos indicadores. La leche para quesería debería tener una cuenta de bacterias viables totales de menos de 1 x 106 UFC/ml, preferentemente de no más de 1 x 105 UFC/ml. Ing. Sergio Grimaldo Muñoz Garay

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Según algunas investigaciones realizadas, en la leche de vacas que padecen mastitis, las enzimas proteolíticas dañan a la caseína y, además, los glóbulos de grasa se vuelven más susceptibles a la lipólisis. La mayor parte del daño enzimático ocurre dentro de la ubre, antes del ordeño, por lo que es importante que la mastitis sea un factor en los esquemas de compraventa de leche. Entonces, al aumentar la concentración de células somáticas, aumentan las pérdidas de proteína y de materia grasa, que se pierden en el lactosuero. El conteo de células somáticas es un excelente indicador del estado de salud de las vacas. 

Exceso de agitación y bombeo de la leche. Estos factores, además de acelerar la oxidación (rancidez) de la leche, promueven fuertemente la separación de la grasa de la leche. La gran mayoría de esta grasa separada pasará al lactosuero, en lugar de contribuir al rendimiento del queso. Este factor puede hacer que la recuperación de grasa sea menor del 90%. Siempre se debe buscar la forma de que la leche sufra la mínima agitación mecánica, desde el ordeño hasta la coagulación en la tina de quesería.



No añadir cloruro de calcio a la leche para quesería. El cloruro de calcio tiene como función darle mayor firmeza mecánica a la cuajada. Esto es particularmente importante cuando se trata de leche pasteurizada porque, durante la pasteurización, se da un proceso normal de descalcificación parcial de las caseínas. La cantidad que se debe añadir es no más del 0.02% en peso, con respecto al peso de la leche. Por ejemplo, para 100 kg de leche, se necesitan (100 x 0.02)/100 = 0.02 kg de cloruro de calcio; o sea, 20 gramos. Si el quesero desea utilizar una preparación comercial de cloruro de calcio, ya disuelto en forma de solución concentrada, debe añadir la cantidad recomendada por el fabricante. Si decide usar cloruro de calcio en polvo, deberá pesar la cantidad correspondiente y disolverla en por lo menos diez veces mayor cantidad de agua limpia, desde el punto de vista microbiológico (agua purificada). De hecho, siempre es recomendable diluir el cloruro de calcio por un factor de cerca de diez, aunque se trate de una preparación comercial, para facilitar la uniformidad de su concentración en todo el volumen de la leche. La ausencia de cloruro de calcio hace que muchas veces la cuajada tenga poca firmeza mecánica y, entonces, al cortarla, se generarán cantidades innecesarias de "polvo" o "finos" de cuajada, que se depositan en el fondo de la tina de quesería y se van con el lactosuero, en lugar de contribuir al rendimiento de queso.

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No diluir apropiadamente el cuajo.- El cuajo se debe diluir en aproximadamente 40 veces su volumen, usando siempre agua microbiológicamente limpia, pero nunca agua clorada pues el cloro inactiva al cuajo en cuestión de unos cuantos minutos. La dilución se debe hacer justo antes de añadir el cuajo a la leche.

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El propósito de esta dilución es permitir que la concentración de cuajo sea uniforme en todo el volumen de la leche. De otra manera, la cuajada quedará con firmeza desigual en distintas regiones de la tina de quesería y esto también promueve que disminuyen el rendimiento de queso. 

Corte prematuro de la cuajada.- Es importante no cortar la cuajada antes de que tenga su firmeza óptima, por la misma razón que se describe en los dos puntos anteriores. Antes de cortarla, la cuajada debe tener una firmeza óptima, que depende del tipo de queso. Además, la velocidad de corte, el programa de agitación de la cuajada y el programa de calentamiento o cocción, cuando están bien diseñados y se ejecutan de acuerdo a diseño, constituyen la esencia de un buen proceso de quesería, tanto en cuanto a calidad como en cuanto a rendimiento. El momento óptimo de corte se determina usando una espátula limpia, haciendo un pequeño corte en la cuajada y luego introduciendo con cuidado la espátula por debajo de la zona de corte, procediendo luego a empujar hacia arriba lentamente, observando la apariencia de la cuajada, que se irá abriendo a medida que es empujada hacia arriba. Si el corte es limpio y la superficie tiene apariencia brillante y el lactosuero que se expulsa de la cuajada en la zona de corte es casi transparente y de color verde-amarillento, se puede proceder a cortar la cuajada.

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Defectos en el diseño o estado de las liras.- Para tener rendimientos razonables de queso, es indispensable cortar la cuajada, y nunca romperla. Para cortar una cuajada, se requiere una lira especial, diseñada especialmente para este propósito. La lira debe tener un bastidor que sea rígido pero no demasiado grueso; de otra manera, el arista frontal del bastidor romperá la cuajada a medida que la lira avanza a lo largo y ancho de la tina de quesería (en lugar de cortarla) una y otra vez, día tras día, acumulando pérdidas innecesarias de rendimiento y de utilidades. El bastidor de la lira debe estar fabricado de acero inoxidable especial. Los hilos deben ser de acero inoxidable especial para este uso (lo más delgado posible pero con la resistencia mecánica y flexibilidad necesarias para que no se rompa) y deben estar libres de nudos. Finalmente, las medidas de la lira deben corresponder con precisión a las medidas de la tina de quesería. Lo único recomendable en este caso es no intentar fabricar las liras, sino enviarlas a hacer a la medida, a una empresa especializada. De otra manera, una lira defectuosa causará constantemente pérdidas innecesarias de rendimiento. Es importante que los hilos no sean de nylon, de hilo para pescar, de cuerda de guitarra ni de otros materiales que no sean acero inoxidable especial, pues esos materiales son muy difíciles de higienizar y no tienen las propiedades mecánicas óptimas para realizar un buen corte de la cuajada. Una lira mal diseñada o en mal estado es, con mucha frecuencia, la principal causa de pérdidas innecesarias de rendimiento. Desde luego, romper la cuajada con cualquier otro instrumento es aún más costoso para

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el quesero pues las pérdidas son altísimas. Sin el uso de liras, es de lo más común encontrar empresas pequeñas en las que la falta de atención a este factor hace que se recupere menos del 60% de las proteínas y menos del 75% de la grasa. Esto implica más del 20% de pérdida innecesaria en la cantidad de queso que se podría y se debería obtener. Pero, aún usando liras, si están mal diseñadas o en mal estado, es común encontrar empresas en las que se recupera menos del 67% de las proteínas y menos del 84% de la grasa. En este caso, se deja de obtener alrededor del 10% de la cantidad de queso que se podría y debería obtener. En términos de rendimiento, no es inusual que en la práctica industrial estos últimos factores sean una de las principales causas de pérdidas. Bajo condiciones cuidadosas de diseño y operación, las pérdidas no deberían ser mayores del 0.5% de la cantidad de queso. Para tener una idea clara de lo grave que puede ser esto, basta recordar que las pérdidas innecesarias del orden del 10% al 20% son casi iguales o inclusive mayores que el margen de utilidad del quesero, por lo que bajo estas condiciones sólo se podrán tener ingresos de subsistencia, en el mejor de los casos, y nunca se tendrán las utilidades necesarias para reinvertir en mejorar todos los procesos y para elevar el nivel de vida de todos los que dependen del desempeño de la empresa. Junto con la pasteurización de la leche, contar con liras adecuadas es la inversión más rentable que puede hacer un quesero. 

Contenido de humedad en el queso fuera de control.- Todo queso tiene un diseño en cuanto a su contenido óptimo de humedad. Ese contenido debe ser el que prefiere el cliente. Entonces, toda desviación respecto a la humedad óptima representa para el quesero un aumento en el costo. Peor aún, el aumento en el costo no es directamente proporcional a la desviación, sino que es una función cuadrática. Si el contenido de humedad es menor de lo deseado, el rendimiento será menor y el queso no tendrá las características que el cliente espera. Si el contenido de humedad es mayor de lo deseado, el queso tampoco tendrá las características que el cliente espera y, por otro lado, disminuye la vida de anaquel del queso; es decir, se vuelve más perecedero y esto aumentará la frecuencia de reclamos, quejas y devoluciones. En ambos casos, el quesero pierde utilidades. Como se verá más adelante, el control de la humedad en el queso se logra esencialmente cortando la cuajada en forma de cubos de un cierto tamaño, agitando cuidadosamente la cuajada y, en ciertos casos, combinando lo anterior con calentamiento gradual y lento de la cuajada, hasta que el maestro quesero, con su experiencia, determine mediante examen de la textura que la cuajada tiene la humedad apropiada. Por otro lado, es imposible no tener variaciones. La clave está en tener la humedad (y el resto del proceso) bajo control estadístico; es decir, con variabilidad controlada. Luego de conseguir tener la variación controlada,

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se debe trabajar sobre el sistema, para mejorarlo continuamente. El mejoramiento continuo hará que la variación vaya disminuyendo cada vez más. Aquí, es importante recordar que un proceso bajo control estadístico ya tiene la mayor calidad posible y el menor costo posible, a menos que se haga un cambio de fondo en el proceso. 

Sistemas inadecuados de medición y calibración.- Muchas veces, los resultados insatisfactorios no se deben a los factores mencionados arriba o inclusive a pérdidas reales en el rendimiento, sino a equivocaciones originadas por errores en los sistemas de medición y por la falta de calibración de los instrumentos usados en la planta de quesería. Las equivocaciones más comunes son las siguientes: - Cuantificar la leche usando unidades de volumen (litros, galones, etc.), en lugar de hacerlo en unidades de masa (kilogramos, libras, etc.). El error se introduce debido a que el volumen de la leche depende de la temperatura y en un proceso de quesería la leche está, en distintos momentos, a temperaturas dentro del rango entre 3 y 72oC. - Hacer análisis o mediciones de laboratorio y de proceso con procedimientos diferentes a los que especifican los métodos oficiales o estandarizados. - No calibrar periódicamente los instrumentos de planta y de laboratorio (básculas, balanzas, termómetros, medidores de pH, medidores de flujo etc.). Esto causa errores de precisión y de exactitud. - Procedimientos inadecuados de muestreo de leche, queso, lactosuero, etc. En algunos países, el reto es especialmente complejo debido a la coexistencia de diversos sistemas de unidades de medición: el sistema inglés (libras, galones, pulgadas, grados fahrenheit, etc.), el sistema métrico (kilogramos, litros, centímetros, grados celsius, etc.), el sistema colonial español (varas, por ejemplo) y, además, la tradición entre algunos queseros y productores de leche de considerar que un galón contiene 4.0 litros, siendo que contiene 3.875 litros. Aquí hay una gran oportunidad para el mejoramiento. Es mucho mejor contar con un sistema de unidades, aunque, desde luego, es posible convertir unidades de un sistema a otro, siempre y cuando no existan medidas arbitrarias e inexactas, como es el caso mencionado arriba del "galón" de cuatro litros. Esto solamente causa incertidumbre, confusión y equivocaciones que afectan no solamente los cálculos de rendimiento sino los cálculos de las cantidades a añadir de ingredientes tales como cloruro de calcio, cuajo y sal. Esto último genera variación innecesaria en la calidad del queso y en los cálculos de costos. Este documento está escrito usando el sistema métrico porque es el que prevalece en el mundo y es el sistema al que tienden los países que aún usan otros sistemas de medidas. Por otro lado, siendo decimal, es mucho más sencillo de usar e interpretar que los otros sistemas.

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2.1.9

La importancia de la pasteurización de la leche en la elaboración de quesos Hay un principio fundamental en la industria alimentaria y éste es que tiene como responsabilidad mínima ante la sociedad que los alimentos no representen un riesgo para la salud del público consumidor. En el caso de la industria de la leche y los productos lácteos, esto se logra mediante un tratamiento térmico específico llamado pasteurización, en honor de Louis Pasteur, el gran científico francés que sentó algunas de las bases más importantes en el campo de la microbiología industrial. La pasteurización es un tratamiento diseñado para eliminar todos los microorganismos patógenos, que bajo ciertas circunstancias pueden proliferar rápidamente en la leche y en el queso y causar enfermedades o, inclusive, en casos extremos, la muerte. Este último es más probable cuando se trata de niños, ancianos o personas que por otras causas tengan debilitado su sistema inmunológico. En las condiciones típicas en que se ordeña y se transporta la leche en muchos países latinoamericanos, para cuando ésta llega a la planta quesera, puede ya contener varios millones de bacterias por cada centímetro cúbico. No hay manera de saber de antemano cuáles son estas bacterias pues en el medio ambiente siempre están presentes bacterias de muchos tipos y es normal que algunas de ellas sean patógenas. Por consiguiente, lo único sensato es eliminarlas, además de que muchas de estas bacterias producen enzimas que degradan parcialmente las proteínas y la grasa de la leche, causando así disminuciones innecesarias en el rendimiento del queso. Las autoridades sanitarias de la mayoría de los países han reconocido la importancia de este asunto y han hecho de la pasteurización una obligación legal, cuyo incumplimiento es severamente penalizado. Sin embargo, más allá de los aspectos regulatorios, es esencial adquirir conciencia de que hay un contrasentido fundamental en la noción de cobrarle dinero a una persona por adquirir y consumir alimentos que pueden enfermarla. Hay dos métodos para pasteurizar la leche. El primero consiste en calentar la leche a 65oC, durante 25 a 30 minutos y el otro en calentarla durante 15 a 17 segundos, a 72oC. Ambos tratamientos son equivalentes en cuanto a su capacidad de destrucción total de microorganismos patógenos, pero el primero es un proceso que se hace en forma intermitente, por lotes. Se le conoce también como pasteurización lenta y es el método ideal para los queseros en empresas pequeñas porque los volúmenes de leche son modestos y porque el procesamiento por lotes permite realizar la pasteurización sin equipo costoso. Es importante que la temperatura suba hasta los 65oC en el menor tiempo posible y que, luego de transcurridos los 25 o 30 minutos de sostenimiento, la temperatura disminuya en el menor tiempo posible hasta la temperatura a la que se va a elaborar el queso, por ejemplo, 36oC. El calentamiento se hace generalmente usando vapor como fuente de calor. La medición de temperatura se puede hacer con un termómetro portátil de quesería, fabricado en acero inoxidable, o con un termómetro registrador. El

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enfriamiento posterior a la pasteurización se hace generalmente haciendo circular agua fría por la camisa o chaqueta del tanque de pasteurización, agitando continuamente la leche para acelerar el enfriamiento y minimizar gradientes de temperatura. El segundo método es un método continuo que requiere equipo especial, generalmente un intercambiador de calor a placas diseñado especialmente para este propósito, y la fuente usual de energía es vapor, proveniente de una caldera o de un generador de vapor. Así mismo, se requiere equipo especial, generalmente un banco de hielo, para enfriar agua en las cantidades necesarias para enfriar rápidamente la leche pasteurizada. Este método es la opción por excelencia cuando se procesan más de 500 litros de leche por hora. Algunos quesos requieren del desarrollo de acidez para su fabricación y, en esos casos, la mejor manera de hacer esto consiste en añadir a la leche pasteurizada fermentos o cultivos lácticos que contienen solamente las bacterias específicas que el queso requiere. Además de prevenir riesgos contra la salud pública y de evitar pérdidas innecesarias de rendimiento, el uso de fermentos o cultivos lácticos para generar acidez en la leche le permite al quesero producir un queso de calidad constante, día tras día. Aún tratándose de quesos con bajo contenido de humedad y elaborados con fermentos lácticos, el uso de leche cruda, la pasteurización mal controlada, el uso de equipo de pasteurización en condiciones inapropiadas y la contaminación post-elaboración pueden causar riesgos severos para el público consumidor. 2.1.10

Tratamiento de la leche antes del proceso - Si quiero tener una leche limpia y un producto procesado limpio la persona que trabaja debe estar también limpia; recortada las uñas y debe proteger su ropa con un mandil, utilizar gorra y mascarilla.

- La leche debe de mantenerse a temperatura de refrigeración - Los equipos y utensilios a utilizarse como: tina quesera, ollas, paletas, lira, batidor, moldes, coladores, termómetros y otros deben estar limpios y esterilizados con agua caliente en el momento del proceso. ¿Cómo se hace una esterilización? - Lavar los utensilios a utilizar con abundante agua y detergente - Enjuagar con agua bien caliente (hervida)

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Características de la leche para un buen producto - La leche debe ser de vacas sanas y bien alimentadas, cuidado si están enfermas con: brucelosis, tuberculosis, fiebre aftosa o mastitis. - Debe ser leche de vacas, después de 05 días de haber sido vacunadas o tratadas con antibióticos. - Debe ser una leche pura y libre de sustancias extrañas. - No debe ser leche ácida, ni de vacas en último período de producción

. Análisis de la leche ¿Cómo podemos saber si la leche es pura y apta para el proceso? Determinación de la densidad La densidad de la leche está en el rango de 1.028 – 1.035 g/ml. Si la densidad es inferior a 1.028 g/ml, entonces es posible que se le haya agregado agua. Determinación de los sólidos totales Los sólidos totales de la leche es de 11 a 13 %. Si es inferior a 11 % es posible que se le haya agregado agua. Determinación del pH El pH de la leche es de 6.4 - 6.8. Si se encuentra la leche a un pH inferior a 6.4 es una leche ácida por lo tanto está contaminado microbiológicamente por un almacenamiento inadecuado Prueba de estabilidad de caseína con alcohol al 70% - Colocar en una lámina 05 gotas de leche y 05 gotas de alcohol al 70% Reacciones - Si la leche no se corta es una leche buena

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- Si la leche se corta es una leche que tiene acidez por ser leche guardada sin una buena higiene.

Prueba de mastitis con hidróxido de sodio al 4% - Colocar en una lámina 05 gotas de leche y 02 gotas de hidróxido de sodio Reacciones - Si no se forman puntos blancos o grumos, la leche es buena, no tiene mastitis - Si hay puntos blancos y grumos es una leche que tiene mastitis

2.1.11 Elaboraciones de queso suizo Materia prima, insumos, materiales y equipos Se utilizan los siguientes insumos, materiales y equipos: A. Materia Prima C. Equipos y Materiales -Cocina - Leche fresca - Tina quesera -Moldes - Mesa -Lira vertical B. Insumos - Cuchara -Lira horizontal - Sal de masa - Paletas -Termómetro - Cuajo en polvo o pastilla - Jarras litreras - Prensas - Cernidores

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Pasos para su elaboración 1° Colar la leche:

2° Calentar hasta la temperatura de 70°C:

3° Agregar Cloruro de Calcio Una vez acondicionada la leche a 35 – 36ºC se agrega cloruro de calcio en una proporción de 20 g., por 100 litros de leche. La forma de agregar el cloruro de calcio es disolviéndolo en 100 ml de agua hervida y fría (35ºC).

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4º Agregar Cuajo: Disolver el cuajo en agua hervida y luego agregar a la leche, el agua tiene que estar a 36ºC. La proporción recomendada es: 100 - 200 ml de agua dependiendo de la cantidad de cuajo, 2 g de sal y cuajo de acuerdo a las especificaciones del fabricante.

5° Reposo: Se deja durante 40 - 60 minutos en reposo, la leche con el cuajo para que se forme la cuajada.

6° Verificar si esta lista la cuajada Si la cuajada tiene una consistencia gelatinosa, para saber si esta lista se realiza la prueba del corte (se corta la cuajada en V y se levanta con una espátula, si no se rompe está lista).

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7° Cortado de la Cuajada en Cubitos Usando la lira se corta la masa primero en forma horizontal y luego vertical. La finalidad es dejar escapar el suero y formar cubitos de 1 - 2 cm., de lado aproximadamente.

8° Reposo Finalizado el primer corte, se deja reposar la cuajada por 05 minutos, con el fin de que los cubitos adquieran consistencia y se coloquen al fondo de la tina quesera.

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9° Primer batido El primer batido se realiza lentamente, por un espacio de 5 minutos, esto se hace con la finalidad de que la cuajada tome consistencia y para evitar que los cubitos se junten entre ellos. 10º Primer desuerado Consiste en retirar parte del suero obtenido, como resultado del corte, se recomienda un 40% de la leche utilizada. Por ejemplo: por cada 10 litros de leche sacar 04 litros de suero.

11° Lavado y salado de la cuajada Antes de iniciar el segundo batido, se lava la cuajada agregando agua hirviendo con sal en forma lenta, la finalidad es diluir los componentes del suero, darle una consistencia característica de un queso suizo y realizar el salado. Se agrega el 20% de agua con 36 gramos de sal por litro de la sumatoria de la cuajada parcialmente desuerada y del agua caliente a adicionar. La sal tiene que hervir con el agua y debe adicionarse a la cuajada cerniendo por que la sal tiene impurezas. A medida que se adiciona el agua caliente se bate lentamente la cuajada hasta que se endure el grano por efecto de la temperatura esto puede durar de 3 - 5 minutos. 12° Segundo desuerado Inmediatamente después del lavado la cuajada, se procede a retirar el suero, hasta que se vean los granos de la cuajada.

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13° Moldeado Consiste en trasladar la cuajada a los moldes, este proceso es inmediato, para evitar que se enfríe la cuajada, la temperatura no debe ser menor de 25 grados centígrados.

14° Prensado Una vez que el queso está en los moldes, se coloca en una prensa por un tiempo de 8 horas para que el queso adquiera una forma adecuada y elimine el suero. Las pesas deben de tener un peso como mínimo de 10 veces más que el peso del queso que se está prensando.

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15° Maduración (Opcional) Llevar a un cuarto frío que se llamará sala de maduración, tendrá 85% de humedad relativa y temperatura promedio de 15°C. El queso deberá madurar 2 semanas. Poner los quesos en los andamios y voltearlos la primera semana dos veces por día, la segunda semana una vez por día. Las tablas de los andamios deben ser de madera u otro material que no confieran olores, sabores, ni colores.

16. Empacado El empacado del producto, juega un papel muy importante en la comercialización, cumple las funciones siguientes: a. Protección: Protege el producto desde el momento de ser envasado hasta su consumo final, soporta el manipuleo de la carga, descarga, almacenamiento, transporte; preferible envolver con papel poligrasa. b. Conveniencias: Empaques bien diseñados favorecen al productor, transportista, vendedor y consumidor. c. Economía: Un empaque diseñado adecuadamente reduce daños e incentiva la venta del producto. d. Promoción: El empaque tiene gran valor como medio de difusión de la marca, promoviendo el consumo del producto. Finalizado el proceso del empacado se lleva a refrigeración, la temperatura adecuada de conservación es de 4 grados centígrados iniciar la comercialización después de 06 horas de refrigeración. ¿Sabía usted que sus CLIENTES son personas como cualquiera de nosotros que únicamente busca adquirir alimentos sanos y seguros? Sus CLIENTES y los CONSUMIDORES en general, cuando adquieren un producto esperan encontrar tres cosas principalmente: Calidad, Seguridad e Integridad Económica. Ing. Sergio Grimaldo Muñoz Garay

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2.1.12

Elaboraciones de queso ucayalino Se elabora, mediante el siguiente Flujograma. LECHE RECEPCIÓN

CALENTAMIENTO

T = 85ºC

Ácido cítrico 1.8 g/Lt COAGULADO

DESUERADO

3 - 4 horas

MOLIDO

Sal (20 g/ kg)

SALADO - AMASADO

MOLDEADO

PRENSADO

5 - 6 horas

MADURADO

Tº = 2 – 8 ºC

ENVASADO

ALMACENADO

Tº = 2 – 8 ºC

Figura 14: Flujograma de elaboración de queso ucayalino

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Recepción La leche es recepcionada con los estándares de calidad mencionados anteriormente Calentamiento La leche es calentada a 85ºC para destruir gérmenes patógenos (se observa la formación de espuma). Coagulado En esta operación se procede a la coagulación de las proteínas de la leche para ello a la leche con temperatura de 85ºC se la añade una solución de ácido cítrico (1.8 gr de ácido cítrico por litro de leche disueltos en 100 gr de agua). Desuerado Luego del coagulado se desuera la cuajada mediante un paño de tela y se deja en reposo por un tiempo de 3 – 4 horas. Molido La cuajada escurrida es molida en un molino manual previamente esterilizado. Salado y Amasado La cuajada molida es depositada en un recipiente y se adiciona 20 g de sal por Kg de queso, luego se procede a un amasado para homogenizar el producto. Moldeado La masa es colocada en moldes de distintos tamaños (½ Kg. de capacidad por ejemplo) Prensado El prensado se realiza manualmente colocando sobre los moldes un material pesado (10 veces del peso del queso), por un espacio de tiempo de 5 – 6 horas. Madurado Después del prensado los quesos son colocados en bolsas de plástico y almacenados en refrigeración por 12 horas para su maduración Envasado Una vez madurado el queso estos son empaquetados con papel manteca cubiertos de una lámina plastificada en presentaciones de distintos pesos: ¼ Kg, ½, Kg, etc.

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Almacenado El producto empaquetado es almacenado a temperatura de 2 - 8ºC hasta su posterior comercialización. Rendimiento 8.0 litros de leche = 1 kg de queso 2.1.15

Elaboración de queso fresco Se elabora, mediante el siguiente flujograma. LECHE RECEPCIÓN

FILTRADO

TRATAMIENTO TÉRMICO

REGULACIÓN DE LA TEMP.

De acuerdo a la especificación del fabricante

37ºC

ADICIÓN DEL CUAJO

PRIMER DESUERADO

Sal (36 g/ Lt)

70ºC

40 % del suero

SALADO

SEGUNDO DESUERADO

PRENSADO

MADURACIÓN

12 horas 1 -2 horas

ENVASADO

ALMACENADO

Tº = 2 – 8ºC

Figura 15: Flujograma de elaboración de queso Fresco

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Recepción La leche es recepcionada con los estándares de calidad mencionados anteriormente. Procediendo de establos que garanticen un ordeño sano, limpio y libre de contaminación. Filtración La leche se cuela o filtra utilizando un paño de tocuyo limpio y desinfectado, con el fin de eliminar partículas extrañas procedentes del ordeño. Tratamiento térmico La leche es calentada a 70ºC para destruir gérmenes patógenos (se observa la formación de espuma). Regulación de la temperatura La leche se enfría hasta que llegue a 37ºC que es la temperatura en la que actúan óptimamente el cuajo. Adición del cuajo Se utiliza el cuajo comercial, la cantidad a emplearse se determina según las indicaciones del fabricante. El cuajo debe disolverse en agua hervida a 37 ºC con sal en una proporción de 1 gramo de sal en 100 ml de agua. Luego se deja en reposo de 40 a 60 min. Hasta que coagule la caseína de la leche. Cortado de la cuajada y primer desuerado Antes del cortado de la cuajada se realiza la verificación de la misma y luego se desuera el 40 % del suero Salado Se adiciona 36 g de sal por cada litro de suero que queda en el recipiente después del primer desuerado. Por ejemplo, si se procesa 10 litros de leche echar 36 x 6 = 216 gr de sal, se mueve y se deja en reposo durante 5 minutos. Prensado El prensado se realiza colocando sobre los moldes un material pesado (10 veces del peso del queso), por un espacio de tiempo de 12 horas. Maduración La maduración de este tipo de queso se realiza bajo refrigeración. La maduración del queso contribuye a dar el sabor y aroma característico al producto. El tiempo de maduración por tratarse de queso fresco es de 1 - 2 días. Envasado Una vez madurado el queso estos son empaquetados con papel manteca cubiertos de una lámina plastificada en presentaciones de distintos pesos: ¼ Kg, ½, Kg, etc. Almacenado El producto empaquetado es almacenado a temperatura de 2 - 8ºC hasta su posterior comercialización. * Antes del envasado el queso puede ponerse en un sartén que tiene mantequilla y calentarse, volteando el queso por todos sus costados para que la mantequilla llegue a toda parte del queso. Rendimiento 8.0 litros de leche = 1 kg de queso Ing. Sergio Grimaldo Muñoz Garay

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2.2 ELABORACIÓN DE YOGURT El yogurt es el producto de la leche coagulada obtenido por la fermentación láctica mediante la acción de lactobacillus bulgáricus y streptococcus thermophilus, a partir de la leche pasteurizada. Los microorganismos productores de la fermentación láctica deben de estar presentes en el producto terminado en cantidad mínima de 1x107 colonias por mililitro. El ácido desarrollado en la leche permite una mejor conservación del producto.

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2.2.1

Microflora del yogurt Las bacterias del yogurt pertenecen al grupo de las homofermentativas y transforman hasta el 95% de lactosa a ácido láctico. La micro flora del yogurt contiene streptococcus thermóphilus, el cual origina condiciones favorables para el crecimiento de lactobacillus bulgáricus, que es el encargado de producir el ácido láctico hasta 1.8 %. Ambas bacterias viven en simbiosis, esto significa que se estimula recíprocamente para poder subsistir y reproducirse mutuamente. El streptococcus thermóphilus produce ácido fórmico que requiere el lactobacillus bulgáricus. Mientras que este por su acción proteolítica libera aminoácidos de la caseína, valina que requiere el streptoccus thermóphilus, y también los aminoácidos histidina glicina, metionina y ácido glutámico. De esta manera el streptococcus crece en número más rápido que el lactobacillus bulgáricus, posteriormente por acción del ácido láctico que produce ambos el crecimiento del streptococcus thermóphilus se reduce (antibiosis), equiparándose el número con el lactobacillus bulgáricus.

2.2.2

Productos de la fermentación Los productos que se forman durante la fermentación de la leche en el proceso del yogurt son: Principal  Ácido láctico Secundario  Acetaldehído  Acetona  Diacetilo  Glucanos

2.2.3

Cambio de pH En la siguiente figura se muestra la medición del pH en la leche (6.5 ± 0.03) y en el yogurt (4.4 ± 0.1), en 5 muestras obtenidos de diferentes procesos.

Figura 16: pH de la leche y el yogurt en 5 muestras Ing. Sergio Grimaldo Muñoz Garay

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2.2.4

Clasificación del yogurt El yogurt se puede clasificar: Por el tipo de elaboración y tecnología a usar - Yogurt aflanado - Yogurt batido - Yogurt líquido Por el contenido de grasa en la leche - Yogurt de leche entera. - Yogurt de leche semi descremada - Yogurt de leche descremada Por el tipo de acabado. - Natural. - Frutado. - Saborizado.

2.2.5

Cultivo láctico El cultivo láctico para yogurt, está constituida por una combinación de streptococcus thermóphilus y lactobacillus bulgáricus al 50%; estos dos microorganismos crecen en simbiosis y ambas son responsables de la fermentación láctica de la leche. La relación entre las dos bacterias se mantiene controlando las condiciones óptimas para la propagación del cultivo: - Cantidad inoculada.- 2 a 3% de fermento láctico. - Temperatura de incubación 42 a 45ºC - Tiempo de incubación.- 3 horas En el proceso de elaboración de yogurt se puede utilizar tres tipos de cultivos:   

Cultivo puro.- es el cultivo generalmente liofilizado (en polvo), que se adquiere de laboratorios especializados. Cultivo madre.- se prepara a partir del cultivo puro Cultivo industrial.- se prepara a partir del cultivo madre y se utiliza para la producción industrial de yogurt.

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Preparación del cultivo madre El cultivo madre, se prepara siguiendo el presente flujograma: RECEPCIÓN DE LA LECHE

PASTEURIZADO

Tº = 85 ºC /2min

ENFRIADO Tº = 43 – 45ºC Adición del cultivo liofilizado INCUBADO

Tº = 43 – 45ºC  = 3 – 4 horas

ENVASADO

CONGELADO

T º= > de -2ºC

Figura 17: Diagrama para la elaboración del cultivo madre Recepción de la Leche El cultivo madre se puede elaborar a partir de leche fresca o leche reconstituida. La leche debe ser recepcionada teniendo en cuenta los estándares de calidad de INDECOPI en el rango de 14 – 18 ºD. Se debe tener en cuenta si se va utilizar cultivo liofilizado de 100 litros ó 500 litros. Dependiendo se adicionará a 1.0 litro de leche ó 5 litros de leche respectivamente. Pasteurizado Se realiza con el objetivo de obtener una mezcla libre de microorganismos patógenos, la temperatura de la leche es elevada a 85ºC por 2 minutos.

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Enfriado Luego del pasteurizado la leche es enfriada a 43 - 45ºC para inocular el cultivo liofilizado cuyo desarrollo óptimo está a 4 5ºC. Incubado La leche es incubado a 43 – 45 ºC por 3 – 4 horas aproximadamente de pendiendo del material de incubación. Envasado Terminado el tiempo de incubación el cultivo madre es envasado en recipientes plastificados previamente esterilizados de 200 ml de capacidad. Con cada recipiente conteniendo los 200 ml de cultivo madre, en promedio se podrá elaborar 20 litros de yogurt. Congelado Luego que se ha envasado el cultivo madre es congelado de inmediato, para paralizar la actividad de los microorganismos concentrados en el cultivo. A partir del cultivo madre puede prepararse el cultivo industrial. Cada litro de cultivo madre adicionando a 10 litros de leche fresca o reconstituida, las operaciones a seguir son las mismas para la elaboración del cultivo madre. 2.2.6

Proceso de elaboración El procesamiento de yogurt consiste básicamente en inocular a la leche, el fermento láctico preparado previamente, luego se incuba la leche inoculada, a 45ºC durante tres horas. A continuación se describe el flujo de operaciones para la elaboración de yogurt:

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RECEPCIÓN DE LA LECHE

ESTANDARIZADO

HOMOGENIZADO Azúcar = 10% Leche en Polvo = 20 g/l

FORMULADO PASTEURIZADO ENFRIADO

Cultivo madre = 1-2%

ºT = 80 – 85ºC

ºT = 45ºC

INOCULADO 2

1

3

ENVASADO

INCUBADO

INCUBADO

INCUBADO

REFRIGERADO

HOMOGENIZADO

REFRIGERADO

BATIDO

REFRIGERADO

FRUTADO Y/O SABORIZADO

ENVASADO

Fruta = 10 - 15%

ENVASADO

PRODUCTO TERMINADO Figura 18: Flujograma de operaciones del procesamiento de elaboración de diferentes tipos del yogurt

Donde: 1.- Yogurt aflanado 2.- Yogurt batido. 3.- Yogurt líquido.

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Incubado para los 3 tipos de yogurt: T = 3-4 h ºT = 43 – 45ºC

Refrigeración para los 3 tipos de yogurt: T = 8 - 12 h ºT = 4ºC

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Recepción La leche cruda debe ser de la más alta calidad bacteriológica. Debe tener un bajo contenido en bacterias y sustancias que puedan impedir el desarrollo de los cultivos típicos del yogurt (antibióticos, residuos de sustancias de limpieza, enzimas, virus bacteriófagos, etc.), la acidez de la leche debe de estar en el rango de 14 – 18 ºD. Estandarización El contenido de grasa y sólidos de la leche se estandariza de acuerdo con las normas y principios FAO/OMS, con lo que se obtiene una clasificación de los grupos de yogurt:  Yogurt de leche entera: contenido graso mínimo de 3.0%  Yogurt de leche semidesnatada: contenido graso mayor de 0.5% y menor de 3%  Yogurt de leche desnatada ó descremada: contenido graso máximo de 0.5%. Para el ajuste de los sólidos solubles no grasos se puede realizar las siguientes acciones: se concentra la leche por evaporación, mediante la adición de leche desnatada en polvo o por adición de leche concentrada. El aumento de sólidos solubles no grasos incrementa la viscosidad y la estabilidad de la cuajada del yogurt. La leche añadida debe tener la misma calidad bacteriológica. El yogurt que mas se comercializa es el de leche entre 1. 0 y 3.0 % de grasa, para la elaboración de yogurt dietética (de bajas calorías), se normaliza el contenido de grasa a menos de 1.00%. Homogenización El objetivo de la homogenización es hacer que los glóbulos de grasa sean mucho mas pequeñas obteniéndose finalmente las siguientes ventajas:  Impide la separación de la grasa almacenamiento.

durante la incubación y

 Distribución uniforme de vitaminas liposolubles.  Mejora la viscosidad y le da brillantez al yogurt.  Aumenta la consistencia y estabilidad del producto.  Aumenta la digeribilidad.  La homogenización se realiza a una temperatura de 50 - 60º C. Formulado En esta operación se adiciona a la leche: azúcar 10% y la leche en polvo 0.5% - 2% con el fin de dar sabor y consistencia característica al producto. Ing. Sergio Grimaldo Muñoz Garay

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Pasteurizado La pasteurización puede realizarse en intercambiadores de calor donde la leche se caliente hasta 75ºC y se mantiene a esta temperatura por 10 minutos; luego se enfría de inmediato. Se puede pasteurizar también en ollas u otros recipientes, donde la leche se calienta hasta 85ºC con agitación constante, manteniéndose a esta temperatura durante 15 segundos. Los objetivos de esta etapa del proceso de fabricación son:   



Eliminar microorganismos patógenos Reducir la población microbiana total para que no interfiera con el desarrollo de las bacterias lácteas del cultivo iniciador Desnaturalizar las proteínas del suero para mejorar la textura del producto final y para ayudar a evitar la separación del suero durante la conservación del yogurt (especialmente en el yogur firme o compacto). Hidratar los estabilizantes (añadidos anteriormente) que se disuelven en caliente.

Enfriado Después de la pasteurización de la leche debe enfriarse de inmediato en el intercambiador de calor, hasta una temperatura de 45ºC sino se dispone de intercambiador; el enfriamiento se realiza sumergiendo en agua fría o helada las ollas o recipientes en que se calentó la leche; en este caso es muy importante evitar toda posible contaminación, después del tratamiento térmico. Inoculación La leche a 45ºC se coloca en tanques o cubos de fermentación; estos deben ser lo mas aisladas posibles, para evitar pérdidas de calor y mantener la temperatura de 45ºC en la leche inoculado. La cantidad de cultivo láctico (cultivo madre) que se añade es de proporción de 2% - 3% (20 - 30 ml por cada litro de leche); se dispersa con agitación por 30 segundos para que se distribuya uniformemente en toda la leche. Según el tipo de yogurt (firme o batido), la incubación se realizará en el envase o en tanques de coagulación. El proceso de inoculación del cultivo (biomasa), a la leche se resume en dos líneas:

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Figura 19: Proceso de inoculación del cultivo Incubación La leche inoculada se mantiene en las cubas de fermentación durante 3 - 4 horas a 45ºC. La temperatura de incubación esta entre 42 a 45ºC. La incubación térmica cuando la leche haya conseguido un pH de 4.7 o en grados dornic unos 60 a 70º la incubación puede realizarse también directamente en los vasos para consumo dependiendo del tipo de yogurt a elaborar. Refrigeración Después de la incubación, se enfría el cuagulo de 4 a 8ºC por 8 horas con el objeto de alcanzar la acidez deseada 89º a 120º dornic. El enfriamiento tiene como finalidad reducir la actividad metabólica de los microorganismos. Frutado y/o saborizado La cantidad de fruta que se adiciona va entre 12 a 15% se agrega en forma de mermelada, mas no directamente como fruta. En este caso se adiciona al inicio solo el 50 – 70 % del azúcar y la mermelada se elabora con 800 g de azúcar por cada kg de fruta. Las esencias y saborizantes, se pueden adicionar en la pasteurización o al momento del batido. Envasado y almacenado Se envasan en recipientes de plástico a temperatura baja. Desde el punto de vista microbiológico el cultivo de yogurt tiene un crecimiento limitado entre 5 a 12ºC la mayoría de las industrias almacenan su producto de 1 - 5ºC de tal manera que le dan mayor tiempo de durabilidad.

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2.2.7

Balance de materia En el siguiente cuadro, se presenta el balance de materia para la elaboración del yogurt natural de leche entera. Cuadro 21: Balance de materia ( Operación ( 1Recepción )Homogenizac :ión Formulado LPasteurizado eEnfriado c hIncubado e Refrigerado e nEnvasado

Inicio Ingreso (Kg) (Kg)

Salida Continua % Rendimiento (Kg) (Kg) Operación Proceso

200 200

-----

-----

200 200

100 100

100 100

200 220,8 220,8 2 221,2 2 221,2 2 221,2 2 216.2 2

20,8(1) 0.02(2) 0,4(3 )

-------

220,8 220,82 221,22

110,4 110.41 100,61

110,4 110,41 110,61

---

---

221,22

100

110,61

---

---

221,22

100

110,61

---

5

216,22

97,74

108,11

(Almacenado ----1 ) : Leche en polvo 0,5% y azúcar 10% (2): Sorbato de potasio 0,01% (3): Cultivo para yogurt 2%

216,22

100

108,11

2.2.8

Yogurt de larga duración El yogurt de larga conservación (dos a cuatro meses) es un producto que ha sido tratado térmicamente (tratamiento UHT 137ºC durante 4 segundos) después de la incubación, con el fin de destruir las bacterias lácteas u otros microorganismos alterantes que puedan haber contaminado el yogurt durante el proceso de fabricación. Posteriormente se envasará de forma aséptica en envases de plástico. Su almacenado, distribución y conservación pueden realizarse a temperatura ambiente.

2.2.9

Calidad del yogurt El yogurt de buena calidad debe tener una consistencia suave y una apariencia brillante. En la evaluación de la calidad del yogurt, se consideran principalmente las siguientes características 

El cuerpo del producto. Es una característica que influye los conceptos de viscosidad y consistencia. El cuerpo del yogurt, depende esencialmente de la

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concentración de proteínas de la leche pues estas son los que coagulan, eventualmente depende también de la presencia de estabilizadores. 

La acidez del yogurt El nivel de acidez debe estar comprendido entre 0.6 a 1.50% de ácido láctico el pH del yogurt debe estar entre 4.0 a 4.5. Niveles de acides mayor de 1.5 % determinan menor calidad organoléptico.

Defectos del yogurt Cuadro 22: Defectos del yogurt Naturaleza

Origen

Gusto a levadura, a frutado, a  alcohol Gusto mohoso

Insipidez, sin aroma

 

Contaminación por mohos Frutas de mala calidad en los yogures con frutas



Desequilibrio de la flora (demasiados estreptococos) Tiempo de incubación bajo Poco contenido de extracto seco

  

Actividad débil de los microorganismos (siembra escasa, incubación corta, inhibidores en la leche, bacteriófagos)



Fallas en la fermentación (siembra muy alta, incubación prolongada) Enfriamiento lento Conservación a una temperatura elevada

Falta de acidez

Demasiada acidez

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Contaminación por levaduras

 

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2.2.10

Valor nutritivo del yogurt Cuadro 23: Contenido en nutrientes por 100 g de yogurt Macronutrientes

Yogur natural

Energía (Kcal) Grasa (g) Proteína (g) Hidratos de carbono (g)

55.5 2.6 4.2 5.5

Yogur natural desnatado 40.0 0.32 4.5 6.3

Vitaminas Vitamina A (ER) Tiamina (B1) (mg) Riboflavina (B2) (mg) Piridoxina (B6) (mg) Vitamina (B12) (µg) Acido fólico (µg) Niacina (EN) Vitamina (C) (mg) Vitamina (D) (mg) Vitamina (E) (mg)

9.8 0.04 0.03 0.05 Trazas 3.70 1.5 0.70 0.06 0.04

0.8 0.04 0.19 0.08 0.40 4.70 1.35 1.60 Tr Tr

Minerales Calcio (mg) Fósforo (mg) Cinc (mg) Hierro (mg) Yodo (mg) Magnesio (mg) Potasio (mg) Sodio (mg) Zinc (mg)  

142 90 0.59 0.09 3.70 14.3 214 63 0.59

140 116 0.44 0.09 5.30 13.70 64 211 0.44

1.0 UI de vitamina A = 0.3 Mcg de todo tras - retinol ó 0.6 Mcg de bata caroteno 1.0 ER = 3.33 UI de vitamina A

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2.3 ELABORACIÓN DE MANJAR BLANCO La producción de manjar blanco es una forma de conservación de la leche, mediante el empleo de azúcar y la concentración del producto por cocción prolongada hasta por lo menos 65% de sólidos solubles, la cocción prolongada de la leche ocasiona la evaporación parcial del agua contenida en ella, favorece además ciertas reacciones entre proteínas y azúcares que son los que dan el color y sabor característico al producto.

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2.3.1

Tipos de manjar blanco Los principales tipos de manjar blanco son los siguientes: Manjar blanco con chocolate.- Producto que en su formulación contiene un agregado de licor de cacao (pasta de cacao) no mayor de 3.0% sobre la masa de la leche original. Manjar blanco con maní y almendras.- Producto que contenga un agregado de maní y almendras hasta un 2.0% Manjar blanco tipo argentino.- En su proceso se adiciona azúcar caramelizada en un 2% y se aromatiza, con 0,06% de vainilla líquida en su formulación. Manjar blanco tipo natillas.- Producto artesanal típico de la Costa Norte del Perú, fabricado bajo el mismo principio de evaporación en olla abierta teniendo como diferencia fundamental la utilización de azúcar caramelizada y adición de aromatizantes naturales como la vainilla en 0.06%. Manjar blanco con almidón.- Producto comprendido en la definición y que contenga un porcentaje de almidón en peso no superior al 5% del total de la leche. Manjar blanco con vainilla.- Producto que contiene vainilla además de los ingredientes de la definición en una proporción de 40 - 60 gramos por cada 100 Kilogramos de leche (0.04 – 0.06%). Manjar blanco de leche en polvo.- Producto comprendido en la definición, y elaborado a partir de leche reconstituida. El manjar blanco obtenido a partir de la leche reconstituida presenta el inconveniente de azucararse si no se adiciona la cantidad suficiente de glucosa (20 g/l) y manteca (30 g por litro) en su proceso. Manjar blanco sólido.- Elaborado a partir de dulce de leche convencional, con el agregado final de mayor cantidad de sacarosa y grasa de leche, pudiendo contener sustancias aromáticas u otros componentes: maní, almendras, etc.

2.3.2

Composición química del manjar blanco Entre los denominados alimentos lácteos, el manjar blanco por su elevado contenido de lípidos e hidratos de carbono constituye un alimento energético

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Cuadro 24. Composición del manjar blanco Composición química Humedad Sacarosa Sólidos de leche Materia grasa Proteínas Lactosa Cenizas

2.3.3

Mínimo (%) 30.0 37.0 24.0 2.0 10.0 6.0 1.0

Máximo (%) 35.0 48.0 30.0 10.0 8.0 15.0 2.0

Promedio 32.5 42,5 27.0 6.0 7.0 12,5 1,5

Control de la acidez titulable Antes del proceso debe conocerse la acides titulable de la leche. ANÁLISIS La acidez titulable de la leche recepcionada debe estar comprendida en el rango de 14 – 18 ºD según INDECOPI. Para este análisis se procede de la siguiente manera. Procedimiento - Se toma 9 ml de muestra de leche y se vierte en un vaso de precipitación de 50 ml de capacidad luego se adiciona tres gotas de solución de fenoltaleina al 1%. - Luego se titula con solución del NaOH (0,1N) hasta observar un cambio de color rosáceo. - Se efectúa la lectura teniendo en cuenta que cada décima de ml de gasto de solución de NaOH equivale a 0,01g de ácido láctico y es equivalente a 1 ºD. A continuación observamos, resultados de la medición de la acidez titulable de la leche en una planta productora de manjar blanco.

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Cuadro 25: Acidez titulable de la leche (º Dornic) Días 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Promedio

2.3.4

Habana 14.75 14.75 15.75 16.00 15,50 15,50 15.00 15,75 15.50 15.50 15.75 15,43

Proveedores San marcos 15,75 16.00 16,75 15,50 15.00 16.00 15,50 16,50 16.00 16,50 16.00 16

Soritor 15,20 15,40 15,80 15,40 15,20 15,60 15,40 15,80 15,80 15.40 16.00 15,54

Insumos para la elaboración del manjar blanco

2.3.4.1 Sacarosa Es el producto sólido cristalizado de jugo de la caña de azúcar (Saccharum officinarum), mediante procedimientos apropiados. Al estado puro el azúcar es un hidrato de carbono denominado sacarosa, cuya fórmula es C12H22O11. El azúcar refinado es obtenido por aplicación de procedimientos industriales de refinación, constituido por cristales de sacarosa pura, limpios, transparentes e incoloros. Mediante ácidos diluidos la sacarosa se desdobla en glucosa y fructosa, manteniendo el enlace entre ambos mediante un oxígeno puente entre los dos grupos carbonilo potenciales, lo cual indica que no posee poder reductor, característica importante por su incidencia en la reacción de Maillard. Cristaliza fácilmente, lo cual puede impedirse agregando jarabe de glucosa, o por inversión de una pequeña cantidad de sacarosa mediante ácidos, o por la enzima sacarosa o invertasa. La leche y la sacarosa, componentes fundamentales del manjar blanco, intervienen en distintas proporciones en su elaboración. La formulación debe ser establecida teniendo en cuenta el grado de concentración del producto final, la riqueza de la leche en materia grasa, y el tiempo que mediará entre la elaboración del manjar blanco y su posterior consumo.

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Porcentaje de sacarosa con relación al grado de concentración del manjar blanco La cantidad de sacarosa a añadirse deberá estar en relación inversa a la proporción de sólidos totales que se desea obtener durante la fabricación del manjar blanco; ello debido a que una mayor proporción de sólidos determina menor concentración de humedad en el producto, fenómeno físico que dificulta una adecuada solubilización de la sacarosa presente, originando de este modo su cristalización. Porcentaje de sacarosa con relación a la materia grasa de la leche Una mayor proporción de la materia grasa en la leche, permite adicionarle mayor cantidad de sacarosa para la fabricación de dulce de leche, sin que éste soporte riesgos de azucaramiento en corto tiempo. Porcentaje de sacarosa con relación al almacenamiento del manjar blanco La evaporación de la humedad contenida en el manjar blanco será mayor cuanto más demore en ser consumido; pudiendo disminuir en tal forma que rompa el equilibrio de solubilidad entre sacarosa y humedad, provocando la aparición de cristales de sacarosa perceptibles al paladar. En la práctica se establece que, cuando se emplea leche con un porcentaje de grasa que oscila alrededor del 3%, la cantidad de sacarosa a agregarse no deberá excederse del 23% ni ser inferior al 18%, determinándose como la proporción más adecuada 20%; para obtener un manjar blanco final con una concentración de sólidos totales de 65 70%. El manjar blanco cristaliza rápidamente cuando es almacenado a temperaturas inferiores a 0°C. De resultar imprescindible almacenar el producto a bajas temperaturas, es recomendable elaborar el manjar blanco en una proporción de humedad mayor a la normal (50%) completando su concentración según los requerimientos, igualmente la proporción de sacarosa deberá ser menor a lo normal. Las mejores temperaturas de almacenamiento del manjar blanco son los 12 a 20°C, según ensayos realizados. 2.3.4.2 Glucosa La glucosa en industrias alimentarias es utilizada para disminuir la solubilidad de la sacarosa y también para regular el grado relativo de dulzor; determina asimismo una cristalización más lenta, y en iguales concentraciones es menos viscosa. La glucosa es muy activa en la reacción de Maillard, que consiste en la combinación de los azúcares que contienen un grupo carbonilo libre con los aminoácidos por lo que su presencia posibilita el llamado

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empardecimiento no enzimático de los alimentos, fenómeno de importancia en la fabricación del dulce de leche. 2.3.4.3 Almidones El almidón es el más importante de los polisacáridos y está ampliamente distribuido en la naturaleza como materia de reserva en casi todas las partes de los vegetales. Proporciona más calorías a la dieta normal del hombre que ninguna otra sustancia simple. Los gránulos del almidón no son homogéneos, sino que están compuestos de formas y tamaños variados, lo que permite su observación microscópica ordinaria. Por lo general, todos los almidones contienen dos tipos de estructura molecular, amilosa y amilopectina, resultando la amilosa más fácilmente hidrolizable que la amilopectina. Para su reconocimiento en los alimentos se utiliza la acción del yodo, que se ha visto constituye un efecto óptico y no un cambio químico; pues si se calienta una solución de almidón a la que se ha adicionado una gota de tintura de yodo, pierde su color azul, que se recobra luego por enfriamiento. El almidón de maíz contiene únicamente un 25% de amilosa, siendo el resto amilopectina, en la actualidad se han obtenido nuevas variedades de maíz, que contienen en su almidón hasta un 35% amilosa. Las enormes diferencias de los distintos tipos de almidón dependen de:  La proporción relativa de las dos fracciones de amilosa y amilopectina.  El grado de polimerización de la amilosa y la homogeneidad de las unidades en las cadenas y la ramificación de la fracción amilopectina. El almidón se produce industrialmente a partir de tubérculos como las papas, de cereales como el trigo, maíz, arroz, etc. Para la obtención de almidón es necesario reblandecer la materia prima en agua, disgregando el material por trituración, separando luego los gránulos de almidón por sedimentación o filtración de la masa líquida así obtenida. Si es necesario se utilizará sulfitos para proceder el blanqueado del producto, mejorando notablemente el color y la apariencia. El almidón está constituido por muchas moléculas de glucosa. Unas 24 a 30 moléculas de glucosa forman una cadena principal a la que están unidas muchas cadenas colaterales similares y se forman enormes moléculas compuestas de 2000 a 3000 unidades de glucosa con elevados pesos moleculares. El almidón no tiene carácter reductor y no proporciona reacciones correspondientes al grupo aldehídico libre de la glucosa.

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2.3.4.4 Lactosa Desde el punto de vista químico, la lactosa es un disacárido, compuesto por dos hexosas, glucosa y galactosa. Es el principal azúcar de la leche de vaca, posee poder reductor y al estado puro se presenta bajo la forma de cristales blancos translúcidos que tienen una densidad de 1,53 y son solubles en el agua. En condiciones naturales, la lactosa se halla disuelta en el suero, constituyéndose en el nutriente más importante del mismo. La lactosa contenida en la leche suele alcanzar valores que van desde 4,5 hasta 4,8%. Los microorganismos transforman la lactosa en ácido láctico, provocando de este modo la fermentación láctica, perjudicial para la calidad sanitaria de la leche. La lactosa representa un rol decisivo en la industria del manjar blanco, tanto por su influencia sobre la calidad físico-química del producto, como también en su estabilidad organoléptica. Es por esto que en la elaboración de la fórmula de fabricación de manjar blanco, la lactosa resulta un parámetro importante. 2.3.5

Soluciones al problema de la cristalización Para disminuir el problema de la cristalización las siguientes soluciones pueden ser utilizadas. Control sobre la formulación La formulación y la leche utilizada para la fabricación del manjar blanco influyen profundamente el comportamiento físico químico del producto final, al mismo tiempo que su composición y rendimiento. Para las características de la leche de composición media 3% de materia grasa, 4,5% de latosa, se considera adecuado un porcentaje de sacarosa que vaya desde 18 a 23% determinando que la proporción adecuada es 20%. Generalizando puede decirse que la cantidad de sacarosa a utilizarse está en función fundamental de la materia grasa, lactosa y proteínas que posee la leche; si ésta contiene mayor tenor de proteínas y menor de lactosa puede ser posible trabajar hasta con 30% de sacarosa. Se obtienen buenos resultados utilizando crema de leche o manteca en el proceso. Hidrólisis enzimática Dentro del grupo de las enzimas hidrolíticas: hidrolasas, se hallan las glicosidasas que participan en la hidrólisis de los disacáridos, hallándose la enzima lactasa dentro de ellas. Esta capacidad de degradar a la lactasa en los monosacáridos glucosa y galactosa, es precisamente la que se aprovecha en la industria del dulce de leche para disminuir el efecto nocivo de la cristalización excesiva de la lactosa sobre la estabilidad organoléptica del producto.

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Constituye uno de los métodos más efectivos, la leche puede ser hidrolizada en frío o en caliente. En caso de una hidrólisis en caliente se debe pasteurizar muy bien la leche antes del tratamiento, para evitar un alto desarrollo de microorganismos. Almacenamiento controlado El manjar blanco cristaliza rápidamente cuando es sometido a temperaturas de refrigeración. La lactosa por su escasa solubilidad a bajas temperaturas y los ácidos grasos de la leche por su elevado punto de fusión, son los elementos del manjar blanco más propensos a cristalizarse a bajas temperaturas, paralelamente es necesario tomar en consideración el comportamiento similar de la sacarosa. Se ha determinado que el mejor rango de temperatura para almacenar el manjar blanco se halla entre los 12 y 20°C, sin embargo la acción de la temperatura está ligada al uso de materia prima e insumos adecuados. Son útiles también los estabilizadores químicos que pueden utilizarse, debiendo preferir a aquellos que estabilicen la proteína de la leche dificultando al mismo tiempo el movimiento particular en el producto. Reacción de Maillard El pardeamiento no enzimático de los productos alimenticios es consecuencia de la degradación de sus azúcares y de las interacciones de las sustancias originadas; las reacciones de pardeamiento de los azúcares, inducidas por el calor en ausencia de compuestos aminos se conocen generalmente como caramelización; implican enolizaciones y deshidrataciones catalizadas por ácidos y bases. Cuando hay compuestos aminos y azúcares se origina un segundo tipo de reacción que lleva al pardeamiento: son las reacciones aminoazucaradas o reacciónes de Maillard; los aminoácidos péptidos y proteínas se condensan con los azúcares y actúan como catalizadores propios para la enolización y deshidratación. La degradación del azúcar sigue un curso muy similar al de la caramelización, pero las reacciones tienen lugar en condiciones de calentamiento más suaves y a pH próximo a la neutralidad. La reacción de Maillard es una de las más importantes en la leche y en los productos lácteos como el dulce de leche. Es precisamente esta reacción, la que explica el color castaño del manjar blanco; y que en él se da por la acción de compuestos que poseen complicada estructura molecular denominada melanoidinas. Los azúcares reductores deben poseer un grupo carbonilo libre para poder reaccionar con los aminoácidos presentes en la leche; la lactosa y la glucosa son dos de ellos; mientras que, la sacarosa deberá sufrir un proceso de inversión o desdoblamiento de su molécula en glucosa y levulosa o fructosa para originar oscurecimiento en el dulce de leche. La glucosa es un azúcar muy activo durante la reacción de Maillard. Entre los principales fenómenos que produce la Reacción de Maillard se encuentran: Ing. Sergio Grimaldo Muñoz Garay

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- Coloración oscura - Sabor a caramelo - Insolubilidad de las proteínas, disminuyendo al mismo tiempo su valor protéico. - Liberación de dióxido de carbono a partir de las moléculas de aminoácidos de la leche principalmente. - Producción de compuestos reductores. La reacción de Maillard se ve influenciada por las diferencias de calor en el proceso de elaboración del manjar blanco. En los procesos termodinámicos es conocida la existencia del calor sensible y calor latente; ambos son de importancia durante la fabricación del dulce de leche. Al primero es necesario tomarlo en consideración durante la elaboración del producto, cuando los incrementos de la temperatura durante el calentamiento son constantes, mientras que el calor latente se manifiesta decisivamente hacia la finalización de la fabricación. Cuando el dulce de leche llega al porcentaje de sólidos solubles deseado, debe ser enfriado rápidamente (50 – 60°C) para evitar que el calor latente contenido en el producto sea causante del excesivo pardeamiento u oscurecimiento de los bordes y superficie del producto; este mismo calor latente puede ser responsable de la floculación de las proteínas en caso de detenerse el procesamiento del manjar blanco.

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2.3.6

Proceso de elaboración La elaboración de de manjar blanco es básicamente un proceso de concentración, en que se elimina parte del agua de la leche y simultáneamente se desarrollan el sabor y el color característico del producto. A continuación se presenta el flujograma de elaboración del manjar blanco. LECHE

RECEPCIÓN

Bicarbonato de sodio 0.2 – 0.5 g/Litro

NEUTRALIZADO Tº = 40ºC CALENTAMIENTOY MEZCLADO

Azúcar 180 – 200 g/Litro

Glucosa 10 - 15 g/ Litro

Tº = 70ºC

CONCENTRADO

65 – 68 °Brix

PRE -ENFRIADO

Tº = 65 – 70ºC

LLENADO - PESADO

ENFRIADO

ALMACENADO

Tº Ambiente

T° = 8ºC

Figura 20: Flujograma de elaboración de manjar blanco.

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Recepción La leche es recepcionada con una acidez titulable de 14 – 18 ºD. Neutralizado Para neutralizar la acidez de la leche se añade bicarbonato de sodio (NAHCO3) en base a su acidez, el bicarbonato se adiciona a 40ºC (ver el siguiente cuadro). El fundamento de la adición del bicarbonato de sodio, es que las reacciones de Maillard que se producen durante la coloración generan ácidos, que sumados a los ya presentes y al efecto de la evaporación del diluyente, elevan la concentración de los mismos a un valor tal que provocarían la floculación de las proteínas. Cuando se trata de leches normales, bien equilibradas en su composición salina se utiliza para neutralizar bicarbonato de sodio de peso molecular 84. El peso molecular del ácido láctico (C3H6O3) es: C X 3 = 36 O X 3 = 48 HX6=6 TOTAL 90 El peso molecular del Bicarbonato de sodio Na H (CO3) Na X 1 = 23 HX1=1 C X 1 = 12 O X 3 = 48 TOTAL 84 Se puede decir que para neutralizar 90 gramos de ácido láctico se requiere de 84 gramos de Bicarbonato de sodio, entonces para neutralizar 0,1 gramo de ácido láctico se necesitará: 90 --------- 84 0,1 --------- X X = (0,1X 84)/90 X = 0,0933 gramos e Bicarbonato de Sodio De acuerdo a la definición de lo que es un grado Dornic se dice: 1ºD = 0,01% de ácido láctico en la leche. Esto quiere decir que si una leche tiene 1 ºD es igual que decir que hay 0,01 gramo de ácido láctico en 100 ml de leche, por lo tanto en un litro de leche hay 0,1 gramo de ácido láctico. O lo que es lo mismo:

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1ºD ------- 0,01 gramo de ácido láctico en----------------100 ml de leche 1ºD ------ 0,1 gramo de ácido láctico en ---------------- 1 litro de leche Se sabe que 0,1 gramo de ácido láctico se neutraliza con 0,09333 gramos de bicarbonato de sodio. La acidez final de la leche que se busca al neutralizar con bicarbonato de sodio es 12 ºD, para procesar manjar blanco.

Por ejemplo: Se tiene 80 litros de leche con 16 ºD de acidez ¿Cuánto de Bicarbonato de Sodio será necesario para neutralizar la leche a 12 ºD? Acidez a neutralizar = 16ºD 16 ºD – 12 ºD = 4 ºD 4º D = 0,04% de ácido láctico 0,04% = 0,4 gramos de ácido láctico /l de leche. En 80 litros: 0,4 X 80 = 32,0 gramos de ácido láctico. Si 0,1 g de ácido láctico = 0,09333 gramos de bicarbonato de sodio 32 gramos de ácido láctico = X gramos de bicarbonato de sodio = 32,0 x 0,09333 gramos de Bicarbonato de Sodio = 29,86 gramos de bicarbonato de sodio. Sobre la base de este razonamiento se puede utilizar el siguiente cuadro para regular con bicarbonato la acidez de la leche: Cuadro 26: Relación de la acidez de la leche y la adición de bicarbonato de sodio Acidez de la leche en °D Bicarbonato de sodio (g/l de leche) 14 0,187 15 0,280 16 0,373 17 0,470 18 0,560 La información que se muestra en el cuadro facilita los cálculos. Por ejemplo los 80 litros de leche tienen 16 ºD. El factor para este valor es 0,373 por tanto la cantidad de bicarbonato necesaria para neutralizar a 12 ºD es: 80 X 0,373 = 29,8 gramos de bicarbonato de sodio. Calentamiento y mezclado La leche es calentada a 70ºC para la incorporación del azúcar blanca de 180 a 200 g por cada litro de leche, el producto final alcanzará 65 - 68 °Brix. Es recomendable adicionar el azúcar cuando la evaporación este avanzada.

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Es de fundamental importancia determinar el momento en que debe darse por terminada la concentración. Si se pasa de punto, se reducen los rendimientos y se perjudican las características organolépticas del dulce. Por el contrario la falta de concentración produce un producto fluido, sin la consistencia típica. En las plantas es normalmente la pericia del dulcero lo que determina el punto exacto, empleando a veces pruebas empíricas; una de ellas consiste en hacer caer una gota de dulce en un vaso de agua para ver si llega al fondo sin disolverse, otras, separando entre los dedos índice y pulgar una pequeña cantidad de producto y observando cómo y cuanto se estira; con mucha práctica se alcanza el punto deseado. Es necesario, complementar la experiencia con la exactitud, para lo cual las observaciones empíricas se hacen a modo de orientación y ya en las cercanías del punto final se controlan con el refractómetro. Según las instalaciones, la llave de vapor se cierra cuando el dulce acusa un 66 – 68% de sólidos, contando con que la evaporación producida mientras el dulce se descarga y enfría reducirá la humedad hasta el 30% deseado. Concentrado En esta operación se lleva acabo a fuego moderado por un espacio de tiempo de 2 horas aproximadamente hasta alcanzar la concentración ideal (65 – 68 ºBrix), al final de la concentración se adiciona glucosa en un 10 - 15 g/Litro, la glucosa le confiere al producto una dulzura apetecida por el consumidor, una textura espesa y además contribuye a que el producto adquiera mayor brillo en su presentación final, sin embargo en el almacenamiento prolongado, la presencia de glucosa puede contribuir al aumento de viscosidad. Pre – Enfriado Obtenido el manjar este, es retirado de la cocina y enfriado hasta una temperatura de 60 – 65ºC (para no dañar los envases). La velocidad de enfriamiento es muy importante ya que un descenso de temperatura muy lenta favorece la formación de grandes cristales en tanto que un rápido descenso de temperatura, facilitará la formación de muchísimos cristales muy pequeños. La temperatura deberá descender rápidamente hasta unos 60°C. Llenado – Pesado El manjar blanco con temperatura de 60 – 65ºC es adicionado a los envases previamente desinfectados de ¼ de Kg por ejemplo, procediendo esta operación en una balanza de precisión. Envasar a mayor temperatura tendría el inconveniente de que continuarían produciéndose vapores dentro del envase, que condensado en la superficie interior de las tapas podría facilitar el desarrollo de hongos. Ing. Sergio Grimaldo Muñoz Garay

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Se pueden emplear envases de diferentes materiales como se describe a continuación: Envases de vidrio Resultan los más recomendables por las amplias posibilidades que ofrece de conservar más tiempo la estabilidad organoléptica físicoquímica y microbiológica del producto. El envase de vidrio permite la esterilización del dulce de leche lo que reduce considerablemente los peligros de contaminación. Otra ventaja de este envase es el permitir un mínimo contacto entre el medio ambiente y el producto. Envases de hojalata estañada Permite también una gran durabilidad del dulce de leche lo que constituye el envase ideal con fines de exportación. Reduce al mínimo también el contacto del dulce de leche con el medio ambiente, ampliando sus posibilidades de conservabilidad notablemente. Envases de polietileno De limitada difusión, por las dificultades que representa su utilización, respecto a la durabilidad del envase en sí. Presentan la ventaja de facilitar el almacenamiento y transporte. Enfriado El manjar blanco envasado es enfriado a temperatura de ambiente para su posterior sellado. Almacenado Luego el producto final es almacenado en una cámara frigorífica a temperatura no menor de 12ºC para su posterior comercialización. Para elaborar manjar blanco con café se adiciona 01 gramo de café soluble por litro de leche inmediatamente después de adicional el azúcar. Para elaborar manjar blanco de color caramelo y un sabor a tofi, se derrite el 50% del azúcar (rubia) y luego se adiciona la leche y se mueve hasta que se disuelva todo el azúcar, se adiciona el bicarbonato y luego el 50 % de azúcar (blanca). Al final se adiciona 0.4 – 06 g de vainilla por litro de leche. Para elaborar el manjar blanco con papa, se cocina la papa amarilla y luego se hace el puré de papa con la ayuda de un tenedor, para que sea lo más fino posible se hecha en una jarra con agua para y luego se hace pasar por un cernidor. Se pesa y se adiciona por cada litro de leche 50 g de para amarilla.

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2.3.7

Formulación Cuadro 27: Formulación para un kg de manjar blanco A partir de leche fresca Leche fresca Azúcar Bicarbonato de sodio Sorbato de potasio

2.500 litros 0.625 kg. 0.800 g 0.750 g

A partir de la leche en polvo Leche en polvo Azúcar Bicarbonato de sodio Agua Sorbato de potasio

0.300 kg. 0.625 kg 0.800 g 2.500 litros 0.750 g

El bicarbonato de sodio se utiliza para neutralizar el acidez de la leche y de este modo evitar la formación de grumos. El sorbato de potasio es un conservador químico, que inhibe el desarrollo de hongos y levaduras. 2.3.8

Balance de materia En el siguiente cuadro, se presenta el balance de materia para 10 kg de leche en la elaboración de manjar blanco. Cuadro 28: Balance de materia Operación

Inicio (Kg) 10 10

Recepción Neutralizado Calentamient 10,0028 o y mezclado Concentrado 12,0028 Pre enfriado 4,9528 Llenado y 4,9528 pesado Enfriado 4,8528 Almacenado 4,8528

Ingreso (Kg) --0,0028(1)

Salida Continua (Kg) --10 --10.0028

% Rendimiento Operación Proceso 100 100 100,028 100,028

2 (2)

---

12,0028

119,99

120,028

0.2(3) ---

7,25 ---

4,9528 4,9528

41,26 100

49,528 49,528

---

0,1

4,8528

97,98

48,528

-----

-----

4,8528 4,8528

100 100

48,528 48,528

(1): Bicarbonato de sodio 0. 028% (2): Azúcar 20% (3): Glucosa 1.5 %

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2.3.9

Defectos y alteraciones más comunes del manjar blanco 

La cristalización o azucarado.- Es el defecto más común, y entre las causas que lo provocan están: - Excesiva Concentración.- Al disminuir muy por de bajo de lo normal la proporción de agua, se produce una sobresaturación de azúcares, provocando su cristalización. - Falta de glucosa.- Esta se opone a la cristalización de la sacarosa y de la lactosa y si es adicionado en poca cantidad (fuera del rango), es posible una cristalización. - Excesiva cantidad de sacarosa.- Una elevada proporción de sacarosa puede ser causa para la cristalización.



Falta de sabor y color.- Este problema es insuficiente de cocción



Color muy oscuro.- Causado por una cocción prolongada.



Desarrollo de hongos en la superficie Causado por: - Uso de envases no esterilizados. - Contaminación posterior al proceso. - Falta de conservantes químicos.

Ing. Sergio Grimaldo Muñoz Garay

debido

al tiempo

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2.4 ELABORACIÓN DE MANTEQUILLA Es el producto graso obtenido exclusivamente de la leche o nata de vaca, higienizados de alto contenido graso; puede ser de crema fresca o madura por medio de la adición de cultivos lácteos especiales. La mantequilla es una mezcla pastosa con un contenido de graso de 82% o más este producto se obtiene batiendo la crema. Por este procedimiento mecánico, los glóbulos grasos se separan de la fase acuosa y se junta, incorporando partículas líquidas. 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.

2.4.1 Composición media de la mantequilla Ing. Sergio Grimaldo Muñoz Garay

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La composición varía según el país. En el siguiente cuadro, se presenta la composición de la mantequilla. Cuadro 29: Composición de la mantequilla según su origen Origen Grasa % Agua % Centro Americano Mantequilla con sal 80.00 16.00 Mantequilla sin sal 82.00 16.00 Estados Unidos Mantequilla con sal 80.00 16.00 Mantequilla sin sal 82.50 15.00 Francia Mantequilla con sal 82.00 16.00 Mantequilla sin sal 84.00 15.00 España Mantequilla con sal 80.00 16.00 Mantequilla sin sal 82.00 15.00

Sal

%

0.50 a 2.50