09-IndustriaLactea_2007

8/18/2019 09-IndustriaLactea_2007

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PROCESOSINDUSTRIALES

LÁCTEOS

INTRODUCCIÓN

En leche y sus derivados juegan un papel fundamental en la alimentación humana. Todos los mamíferosfemeninos producen leche después del nacimiento de sus crías. El hombre usa la leche de variosanimales para su propia alimentación. Con el término leche se distingue la leche de vaca; si se trata deleche de otros animales se especifica, como leche de cabra, de oveja, etc. La elaboración de la lechese enfoca a la producción de leche de consumo limpia y sana, así como a su transformación endiferentes productos comestibles de larga duración.

El siguiente cuadro muestra el flujo de la leche en sus diferentes operaciones:

La leche es un medio óptimo para el desarrollo de microorganismos. Por esta razón, todo el manejo de laleche, desde la ordeña hasta la elaboración y venta de productos, debe efectuarse bajo condicionesestrictas de higiene. Además, para evitar el deterioro de la materia prima, es necesario someterla atratamientos de conservación. La leche debe elaborarse tan pronto como sea posible.

LECHE

En la industria de productos lácteos se utiliza principalmenteleche de vaca, en cantidades menores lade cabra y de oveja. La vaca produce leche durante aproximadamente 300 días posteriores alnacimiento de las crías. La leche producida durante los primeros 4 días es inadecuada para laelaboración de productos lácteos debido a su diferente composición. Esta clase de leche se llamacalostro. En la composición de la leche influyen los siguientes factores:

Raza y edad de la vaca lechera. Etapa de lactancia. Método de ordeña. Estado de salud. Alimentación. Clima.


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La leche cruda se clasifica según su contenido de grasa, de proteína y según la presencia de impurezas,de microorganismos y de olores extraños.

Composición química

Los principales componentes de la leche son los siguientes:

Agua. Proteínas Grasa. Lactosa. Sales minerales. Vitaminas.

Aproximadamente el 85% de la leche es agua. En esta agua se encuentran los otros componentes endiferentes formas de solución.Las sales y la lactosa se encuentran disueltas en el agua formando una solución verdadera. La mayoría

de las sustancias proteínicas no son solubles y forman conjuntos de varias moléculas. Sin embargo,estos conjuntos son tan pequeños, que la mezcla tiene aparentemente las mismas características queuna solución verdadera. Este tipo de solución se llama solución coloidal.

La grasa es insoluble al agua y por esto se encuentra en la leche en forma de glóbulos grasas formandouna emulsión. Una emulsión es la mezcla dé pequeñas gotas de un sustancia en otro sustancia sin quellegue a disolverse. Una emulsión puede ser estable o inestable. La leche cruda es una emulsióninestable de grasa en agua. Después de un cierto tiempo, la grasa se estratifica en forma de nata.Las sustancias proteicas de la leche se dividen en proteínas y enzimas. Estas sustancias estáncompuestas de aminoácidos. La combinación de estos aminoácidos en la molécula determina lascaracterísticas de la sustancia. Las proteínas en la leche son la caseína, la albúmina y la globulina. Lacaseína de la leche se encuentra combinada con calcio y fosfato en forma coloidal, la caseína es lamateria prima para los quesos, si se acidifica la leche, hasta un pH de 4.7 el calcio y el fosfato seseparan de la caseína, la última es insoluble y deposita, si se acidifica la leche aún más, la caseínavuelve a disolverse.La albúmina y la globulina son solubles, pero se vuelven insolubles por un calentamiento a más de 65°C. Este cambio de estado físico por calentamient o se llama desnaturalización de la proteína.Las enzimas son compuestos proteínicos que aceleran los procesos biológicos. la acción de las enzimasdepende de la temperatura y del pH del medio. Las temperaturas bajas reducen su actividad, atemperaturas elevadas, entre 70 y 85 ºC, se inactiva la mayor parte de las enzimas.

En la leche cruda normalmente se encuentran las siguientes enzimas: Fosfatasa. Se inactiva a temperaturas mayores a 70 °C. La presencia de esta enzima indica que

la leche no se ha pasteurizado a la temperatura adecuada. Peroxidasa. Se inactiva a temperaturas mayores a los 80 °C. Si esta enzima está ausente

significará que la leche ha sido pasteurizada a una temperatura elevada. Catalasa. Esta enzima se encuentra en cantidades mínimas en la leche de vacas sanas. Vacas

enfermas de mastitis producen leche con una cantidad mayor de esta enzima. Además algunasbacterias ajenas a la leche la producen. La catalasa se inactiva por una pasteurización atemperatura baja.

Lipasa. Esta enzima separa la grasa en glicerina y sus ácidos grasos. Las ácidos provocanolores y sabores desagradables en la leche, en la crema y en la mantequilla. Esta enzima seinactiva por una pasteurización a temperatura baja.

Xantinoxidasa. Su presencia es importante en la elaboración d los quesos de pasta firme, comoel tipo holandés. En presencia de nitratos de potasio ayuda a combatir la acción, de lasbacterias butílicas, que producen grietas en este tipo de queso. Se inactiva por unapasteurización a temperatura elevada.

Otra enzima, que puede encontrarse en la leche, es la reductasa. Esta sustancia no es una enzimaláctea, pero es producida por microorganismos. La presencia de la reductasa en la leche indica que laleche está contaminada con microorganismos.


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La cantidad de grasa en la leche es variable y depende de la raza y de la alimentación de la vaca, lagrasa contribuye mucho al sabor y a las propiedades físicas de la leche y de los productos lácteos,puede contener glicerina y uno, dos o tres ácidos grasos, tomando la designación de triglicérido.La grasa está distribuida en la leche en forma de glóbulos, rodeados de una película que contienelecitina y proteína, esta película permite que los glóbulos queden en emulsión.

La lactosa da sabor dulce a la leche, está compuesta de glucosa y de galactosa, las bacterias lácticaspueden transformar la lactosa en ácido láctico, ésta acidificación no es deseable en el caso de lechepara consumo, pero en la obtención de productos lácteos, como yogurt, mantequilla y queso, lafermentación de la lactosa en ácido láctico ejerce una acción conservadora. En la leche tratada atemperaturas altas, la lactosa, en combinación con proteína, produce una coloración café.Las sales minerales de la leche son cloruros, fosfatos, sulfatos, carbonatos y citratos, los mineralesprincipales son (calcio, sodio, potasio, magnesia y hierro). Los citratos intervienen en el aroma de lamantequilla, el contenido de sales cálcicas es Importante en la alimentación, porque favorecen elcrecimiento de los huesos. Además, las sales de calcio tienen gran influencia en la coagulación de laleche cuando se elabora queso, sin embargo, al pasteurizar la leche, una parte de estas sales de calciose vuelve insoluble, por esto se añade una cantidad de cloruro de calcio en la leche pasteurizadadestinada a la elaboración de queso.En la leche se encuentran también las vitaminas A, B1, B2 y D, durante el ordeñe, se incorporan a laleche algunos gases, como bióxido de carbono, oxígeno y nitrógeno, luego, una parte de estos gases sedesprende formando espuma, durante el almacenamiento, el contenido gaseoso disminuye, ciertasbacterias también desarrollan gases en la leche.La siguiente tabla proporciona el promedio de la composición de algunos tipos de leche:

Especie Agua Grasa Proteína Lactosa Sales mineralesMujer 87.6% 3.6% 1.9% 6.6% 0.2%,Vaca 87.6% 3.7% 3.2% 4.8% 0.7%Cabra 87.5% 4.1% 3.4% 4.2% I 0.8%Oveja 81.5% 7.5% 5.6% 4.4% 1.0%Llama 86.5% 3.2% 3.9% 5.6% 0.8%

Características físicas

La leche tiene un sabor ligeramente dulce y un aroma delicado, el sabor dulce proviene de la lactosa,mientras que el aroma viene principalmente de la grasa. Sin embargo, la leche absorbe fácilmenteolores del ambiente como el olor del establo o de pintura recién aplicada, además, ciertas clases deforrajes consumidos por las vacas proporcionan cambios en sabor y olor a la leche, también la acción demicroorganismos puede tener efectos desagradables en sabor y olor.La leche tiene un color ligeramente blanco amarillento debido a la grasa y a la caseína, los glóbulos degrasa y en menor grado la caseína, impiden que la luz pase a través de ella, por lo cual la leche pareceblanca, el color amarillo de la leche se debe a la grasa, en la que se encuentra el caroteno, éste es uncolorante natural que la vaca absorbe con la alimentación de forrajes verdes, la leche descremada tomaun color azulado, causado por la riboflavina o vitamina B2. .La presencia de ácidos tiene gran importancia en la elaboración de la leche, la acción de estos ácidosafecta los fenómenos microbiológicos, la formación de la mantequilla y Ia precipitación de las proteínas.La acidez de la leche se expresa en la cantidad de ácido que puede neutralizarse con hidróxido de sodioal 0.1%, de esta forma, se mide el ácido presente en la solución. Esta clase de acidez se llama acidezreal o propia de la leche. La acidez promedio de la leche cruda fresca es de 0.165%.El pH expresa sólo la concentración de hidrógeno, puede variar entre O y 14, una solución de pH 7 esneutral, la leche cruda fresca tiene un pH 6.6, es decir, que es una solución ligeramente ácida.La densidad de la leche es el peso de un mililitro de leche a una temperatura de 20°C, se le determinacon un lactodensímetro, la densidad promedio de leche es aproximadamente 1.030 g/ml.Cuando la leche está alterada por la adición de agua, la densidad será menor. En el caso de que la lechehaya sido desnatada, la densidad será mayor. Cuando se elimina el agua de la leche, se obtiene elextracto seco, la leche contiene 125 hasta 130 g de extracto por litro, la cantidad depende mucho delcontenido graso de la leche. Por ejemplo, cuando se extrae la grasa de la leche antes de eliminar el

agua, se obtiene un extracto seco magro a razón de unos 88 g por litro. La leche hierve a 100.16 °C alnivel del mar a causa de las sales y la lactosa disueltas, éstas sustancias determinan también el puntode congelación de la leche que se encuentra entre -0.53 y - 0.55 ºC. debido a que el contenido de estassustancias no varía mucho, el punto de congelación se aprovecha para el control de fraudes en la leche.


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La leche recién ordeñada contiene sustancias que limitan el desarrollo de los microorganismos, con lapasteurización, estas sustancias se descomponen, dando lugar a un mayor desarrollo de las bacterias.

Microorganismos

La leche constituye un excelente sustrato para el desarrollo de microorganismos, éstos pueden proliferarrápidamente en ella provocando transformaciones deseables o indeseables.Las bacterias lácticas y algunos mohos se aprovechan en la obtención de productos como mantequillade crema ácida, leches fermentadas, quesos, se emplean en forma de cultivos especiales.

Inmediatamente después del ordeñe, la leche contiene una pequeña cantidad de gérmenes, queaumenta rápidamente por el contacto con el aire, con los utensilios de la ordeñe y con las manos delordeñador, por esto se debe ordeñar y elaborar la leche en condiciones higiénicas. En la elaboración,disminuye el contenido inicial de estos gérmenes por tratamientos de calor o se impide su desarrollo porla aplicación de frío. Las bacterias más importantes de la leche y de los productos lácteos son: lasbacterias lácticas, coli-bacterias, bacterias propiónicas, bacterias butíricas, bacterias proteolíticas y lasbacterias patógenas.Las bacterias lácticas transforman la lactosa en ácido láctico, bajando el pH hasta 4.5. A este pH seimpide la acción de estas bacterias y otros gérmenes. El ácido ejerce así una acción conservadora.En la leche cruda caliente estas bacterias se multiplican rápidamente, por esto se debe enfriar la leche.Estas bacterias no forman esporas y se destruyen por la pasteurización a temperatura baja.Las coli-bacterias llegan a la leche por malas condiciones higiénicas, la óptima temperatura para sudesarrollo es aproximadamente de 37°C, debajo de 14 °C, se multiplican muy lentamente, no formanesporas y se destruyen por pasteurización a temperatura baja, producen ácido láctico, ácido acético,bióxido de carbono e hidrógeno a partir de la lactosa. En base a la formación de estos gases, se puededeterminar la presencia de las coli-bacterias. En el queso, las coli-bacterias provocan la formación demuchos agujeros pequeños en la pasta. Esto se considera como un defecto.Las bacterias propiónicas convierten la lactosa en ácido láctico, ácido acético y bióxido de carbono.Estas bacterias forman, agujeros grandes y proporcionan un sabor específico a los quesos de tipoEmmenthal y Gruyere, la temperatura óptima para su desarrollo en los quesos es de 24 °C, debajo de10°C, las bacterias propiónicas no se multiplican, no forman esporas y se destruyen por pasteurización atemperatura alta.Las bacterias butíricas transforman la lactosa en ácido butírico, bióxido de carbono e hidrógeno, seencuentran frecuentemente en los forrajes ensilados y en la tierra, por contaminación llegan a la leche.El ácido butírico es volátil y proporciona un olor desagradable al producto, la producción de los gasesprovoca la hinchazón en los quesos dejando grietas y agujeros grandes en la pasta, la temperaturaóptima para estas bacterias es de 37°C, forman espo ras que resisten la pasteurización.Las bacterias proteolíticas se encuentran frecuentemente en heno, paja y partículas de estiércol, formanesporas altamente termorresistentes, su destrucción se dificulta aún en la esterilización, se desarrollanmejor en medios neutros y alcalinos, pueden coagular leche no acidificada.Las bacterias patógenas proceden del hombre y del animal mismo, por contaminación humana, la lechepuede contener bacilos tificos o Salmonella y bacilos de la disentería o Shigella, el animal puede

contaminar la leche con el bacilo tuberculoso bovino, bacilos de la fiebre de Malta y bacterias queprovocan la mastitis, no provocan modificaciones sensibles en la leche y solamente se descubren pormedio de análisis bacteriológicos, como estos análisis toman más tiempo, en su lugar se utiliza la pruebade coli-bacterias, si la prueba resulta positiva, se concluye que la leche tiene bacterias patógenas.Existen también parásitos de las bacterias, éstos son virus que se conocen con el nombre debacteriófagos, son invisibles al microscopio óptico, pueden ocasionar problemas en la elaboración deproductos lácteos porque paralizan el proceso de acidificación, se destruyen por pasteurización alta.Las levaduras son microorganismos más grandes que las bacterias, transforman la lactosa en alcohol ybióxido de carbono, se encuentran a veces en las leches fermentadas, ayudan a la maduración de losquesos de pasta blanda favoreciendo el crecimiento de los mohos. Se destruyen por pasteurización.Los mohos forman filamentos que se pueden observar a simple vista, crecen en la superficie delproducto porque necesitan mucho oxígeno para su desarrollo, tienen preferencia por los medios ácidos.Un ambiente húmedo favorece su desarrollo, por ejemplo, pueden crecer en las paredes húmedas desala de elaboración y del almacén, se pueden aprovechar en la maduración de quesos como Roquefort.Algunos microorganismos secretan sustancias, las que inclusive en cantidades mínimas son mortalespara otros microorganismos, éstas sustancias se llaman antibióticos y se utilizan para curar


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enfermedades. Por ejemplo, para controlar la mastitis (se inyecta penicilina a la vaca, la penicilina llegaa la leche y frena la elaboración de productos lácteos, porque este antibiótico inactiva bacterias lácticas.

Determinación de la calidad

La leche se somete a algunas pruebas para determinar si es adecuada para la elaboración,éstas pruebas incluyen lo siguiente:Determinación de la densidad, sirve para ver si la leche es pura. Punto de congelación , indica eventuales adulteraciones.Determinación de la acidez , cuando contiene una acidez mayor de 0.18% se rechaza.Precipitación con alcohol , consiste en mezclar cantidades iguales de leche y de alcohol a 68%,si se produce la coagulación, la acidez es demasiado elevada.Ebullición , si la leche se coagula al hervirla, no es adecuada para la pasteurización.

La mayoría de las fábricas pagan la leche según su contenido en grasa y en proteínas, porqueéstas características determinan el rendimiento de la elaboración, por lo tanto la leche debepasar un riguroso examen de calidad, para efectuarlo se toman muestras que se conservan abaja temperatura. De varias muestras recolectadas, se determina el contenido promedio degrasa y de proteína, el examen de calidad incluye las siguientes pruebas:

Reacción con azul metileno , evalúa el grado de contaminación con microorganismos.

Cuenta estándar de bacterias , sedimentación, filtrando la leche a través de un algodón especial,se evalúa la sedimentación para determinar el contenido de impurezas y de antibióticos.

Contenido de células , un contenido elevado indica la presencia de mastitis en las vacasproductoras.

Con base en los resultados, la fábrica puede rechazar la leche del productor o hacerdescuentos en el precio.

MÉTODOS DE CONSERVACIÓN

La leche es un excelente medio de cultivo, por lo cual está sujeta a alteracionesmicrobiológicas, los métodos de conservación tienden a eliminar los gérmenes o detener sudesarrollo, además, éstos deben limitar las alteraciones en el estado químico y físico-químicode la leche. Los métodos de conservación de la leche se pueden dividir métodos físicos ymétodos químicos. Los métodos físicos Incluyen los siguientes:

Detención de la actividad de microorganismos por enfriamiento. Destrucción parcial o total de los gérmenes por calentamiento. Deshidratación parcial (concentración) o extrema (obtención de polvo). Eliminación de microorganismos por fuerza centrífuga.

Los métodos químicos consisten en la adición de determinadas, sustancias que dificultan eldesarrollo de los gérmenes o provocan su destrucción, los métodos mas utilizados son elempleo de azúcar, como en la leche condensada, o de ácidos, como en las lechesfermentadas. La fermentación es un proceso biológico que produce acido láctico a partir de lalactosa, la utilización de otras sustancias como antisépticos no está permitida.

Conservación por el frío

El frío no provoca la muerte de los microorganismos, pero frena su actividad. El desarrollo delos gérmenes lácticos responsables de la acidificación de la leche disminuye a temperaturas


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próximas a los 10 ºC, deteniéndose a una temperatura de 2°C, sin embargo, algunas bacteriasproteolíticas, pueden desarrollarse fácilmente aún a temperatura de 0 ºC.Para detener por completo el crecimiento microbiano, la leche debe enfriarse por debajo de supunto de congelación, para evitar cambios en las características físico-químicas de la leche,ésta debe enfriarse rápidamente.Conservación por el calor

La aplicación del calor puede provocar la destrucción de los microorganismos en la leche, elefecto germicida del tratamiento de calor depende de los siguientes factores: "

Temperatura y duración del calentamiento. Tipo y contenido inicial de gérmenes pH de la leche. Velocidad de la transmisión de calor en los aparatos.

La destrucción de los gérmenes se logra mediante un tratamiento de la leche a alta temperatura y decorta duración, o por medio de una temperatura menos elevada pero por más tiempo.La mayoría de los microorganismos, las bacterias patógenas incluidas, se destruyen a unatemperatura entre los 70 y 90 °C durante unos pocos minutos. Algunas bacterias puedenresistir este tratamiento y requieren un tratamiento superior. Las esporas de ciertas bacteriassolamente se destruyen a temperaturas de más de 100 ºC. El tiempo necesario para la eliminación de los gérmenes depende de la cantidad de estos en laleche. Para extinguir una especie que se encuentre en gran número en la leche, se requieremás tiempo que para una cantidad menor.El efecto del tratamiento de calor aumenta al bajar el pH. Por ejemplo, cuando el pH de laleche es menor de4.5, el efecto de un tratamiento a 65°C será aproximadamente igual a untratamiento a 75°C con un pH mayor 4La elección del tratamiento depende principalmente del contenido inicial de gérmenes y de si sequiere lograr la esterilización o solamente una reducción del contenido microbiano. Laesterilización va acompañada de cambios en la composición y el sabor de la leche. Por estarazón, la leche para consumo se tiende a someter a tratamiento que sólo reducen el contenidode gérmenes. Estas leches se conservan por corto tiempo bajo refrigeración.

Formas de tratamiento al calor

La siguiente tabla muestra los diferentes tratamientos que se utilizan en la industrialización de la leche:

Tratamiento Temperatura Duración Resultado

Termización 63°C 15 seg reducciónPasteurización lenta 65°C 30 min reducciónPasteurización baja 75°C 20 seg reducciónPasteurización alta 85°C 12 seg reducciónPasteurización 150°C 4 seg esterilizaciónEsterilización 112°C 25 min esterilización

Termización

Con la termización se disminuyen la mayoría de las bacterias lácticas y de las coli-bacterias, sinque se presenten cambios en las propiedades de la leche, éste tratamiento suave se aplicapara reducir la pérdida de calidad de la leche qué no se puede elaborar enseguida.


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Es preferible someter la leche de quesería a la terminación, sin embargo, para aplicar laterminación es indispensable que la leche cruda sea baja en contenido de gérmenes y que estéexenta de Bacterias patógenas. Si no es así, la leche de quesería debe pasteurizarse.

Pasteurización

El objetivo de Ia pasteurización es destruir los gérmenes patógenos y la mayoría de los otrosgérmenes, alterando lo menos posible la composición y la estructura de la leche.La pasteurización lenta es el tratamiento a 63°C du rante 30 minutos en forma discontinua, laventaja de este método es que las propiedades de la leche no se modifican, sin embargo paraobtener un producto de buena calidad, la leche debe contener un bajo contenido inicial degérmenes porque el efecto germicida este método no es muy elevado.Los otros métodos de pasteurización son continuos y se efectúan en intercambiadores deplacas. Con éstos, se recupera el 90% del calor, precalentando la leche a pasteurizar con laleche ya pasteurizada.La pasteurización a temperatura baja, es decir a 75°C durante 20 segundos, se emplea paraleche de consumo y para leche de quesería.La pasteurización a una temperatura de 85°C durante 12 segundos se aplica a la lechealtamente contaminada, a la nata destinada a la elaboración de mantequilla y a leche destinadapara la elaboración de yogurt y leche en polvo.

Ultra pasteurización

Es una manera de esterilizar la leche a granel, se aplica una temperatura de 150 ºC durante untiempo corto, esto se logra por la inyección de vapor a alta temperatura en una corriente deleche precalentada.La Ieche se enfría rápidamente en un recipiente de expansión refrigerada y al vacío, aquípierde el vapor, el enfriamiento se termina en un cambiador de placas y enseguida se envasaasépticamente.Mediante este procedimiento se obtiene un producto que se puede conservar durante variosmeses a temperatura ambiente.La leche ultra pasteurizada tiene propiedades casi iguales a las de la leche pasteurizada.

Esterilización

El objetivo de la esterilización es obtener un producto de larga conservación destruyendo losgérmenes, en este caso la leche se esteriliza en los envases a 112°C durante 25 minutos.Normalmente, la leche se preesteriliza a una temperatura de 135 °C en cambiadores de placasantes de envasarla, debido al tratamiento térmico elevado ésta leche tiene propiedadesdistintas a las de la leche pasteurizada.


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Deshidratación

La deshidratación es la sustracción de agua de la leche. Por medio de la concentración de laleche, se logra una deshidratación parcial. Al eliminar parte del agua, aumenta el extracto seco.

En una concentración de 65% de sólidos solubles, los gérmenes no pueden desarrollarse.En la práctica, la leche solamente se concentra hasta un 30% de sólidos solubles y la lechedescremada hasta un 22%. Estas clases de productos deben estereIizarse después de laconcentración. Al establecer un contenido de 68% de sólidos solubles se puede añadir azúcara la leche concentrada, obteniendo la leche condensada azucarada. Este producto no necesitaesteriIización.La concentración se efectúa en concentradores al vacío, la leche hierve a aproximadamente a60°C y va concentrándose sin que se presenten modif icaciones profundas en su estructura, sinembargo, esta temperatura favorece el desarrollo de ciertas clases de bacterias. Por estarazón, se debe pasteurizar la leche antes de la concentración.En la obtención de leche en polvo, se concentra primero la materia prima hasta un extractoseco de 40%, luego la leche concentrada se deseca en cilindros rotativos a una temperatura de150 ºC por atomización en aire a 150°C, bajando la cantidad de agua hasta 4%, la leche enpolvo envasada herméticamente se conserva durante mucho tiempo.

Eliminación de gérmenes por fuerza centrífuga

Los microorganismos tienen una densidad mayor que las otras partículas de leche, por esto sepueden eliminarlos por fuerza centrífuga, las máquinas centrífugas son de una construcciónsimilar a las descremadoras y se llaman bactofugadoras.Las bactofugadoras eliminan el 90% de los gérmenes y el 99% de las bacterias esporuladas,porque las últimas tienen una densidad mayor que los demás gérmenes. Como el efectogermicida no es completo, este método se utiliza sólo para bajar el contenido inicial de la leche.

Se utiliza la bactofugación, principalmente para eliminar esporas termo resistentes de la lechedestinada a la elaboración de leche en polvo, quesos y leche condensada.

RECEPCIÓN E HIGIENIZACIÓN, ' {

La recepción es la entrada de la leche a la fábrica para su elaboración, la higienización es laprimera fase de la elaboración e incluye una o más de las siguientes operaciones:

Estandarización del contenido de grasa de la leche. Calentamiento de la leche para eliminar gérmenes. Enfriamiento de la leche. Homogeneización. Desodorización y desgasificación.

La crema obtenida en la estandarización y la leche higienizada se elaboran posteriormente endiferentes productos lácteos.

Recepción

La leche puede llegar a la fábrica en diferentes formas, normalmente, se transporta en jarras oen "tanques-cisterna, también existen centros de recolección donde se recibe la leche de losproductores de la región y en donde se refrigera y se almacena hasta que la leche setransporte a la fábrica. En algunos usos se transporta de estos centros a la fábrica por

tuberías de conducción a larga distancia.Para determinar el importe que corresponde al productor, se suele pesar en las mismas jarrasde transporte colocadas sobre una báscula, para el caso de la transportada en tanques-cisterna


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o por tuberías se mide por volumen, el peso se obtiene multiplicando el volumen por ladensidad. Por ejemplo, un productor ha entregado 1345 litros de leche, con una densidad de1.030 kg por litro, el volumen equivale a 1345 x 1.030, o sea, 1385.35 kg de leche.En la mayoría de los casos se colecta diariamente para disminuir la actividad bacteriana, laleche recién ordeñada se enfría antes de transportarla.

En la fábrica, la recepción de la leche en jarras se efectúa de la siguiente manera:

(1) Descarga del camión. Se ponen las jarras en labanda transportadora y se destapan, se controla elolor y el aspecto general, la leche cortada, con impurezas y olores extraños es rechazada, además, sepuede efectuar una prueba con alcohol para evaluar acidez. La leche de un productor no debemezclarse con la de otros, porque esto dificultaría la determinación del importe de cada uno de ellos.(2) Vaciado de las jarras . La leche se hace pasar por un colador para retener impurezas gruesas.(3) Pesado de la leche . Se pesa en la tina de la báscula y automáticamente se toma una muestra paradeterminar el contenido de grasa y proteína, luego fluye a un tanque de recolección.

En la fábrica, la recepción de la leche en jarras se efectúa de la siguiente manera:

Con frecuencia la leche que llega en un tanque-cisterna ha sido almacenada bajo refrigeración durante 1a 2 días en los centros de recolección, la recepción de esta leche se efectúa como sigue:

(4) Mediante un tubo flexible se conecta el tanque-cisterna con un caudalímetro . La leche tiene unatemperatura de menos de 8°C. en la recepción, se to ma una muestra antes de descargar la leche.Luego de la recepción, se somete la leche a un proceso de purificación, como sigue:

(5) Filtros . La leche de jarra o del tanque-cisterna se bombea desde el tanque flotador a través defiltros para eliminar impurezas.(6) Enfriador de placas . La leche se enfría hasta una temperatura de aproximadamente 3°C.(7) Tanque . La leche fría se almacena en un tanque hasta su posterior elaboración.

En el caso de que la leche no se elabore dentro de un día, ésta se debe someter a la termización paraque se conserve mejor. Después de que las jarras y tanques-cisternas han sido vaciados, debendesinfectarse con el siguiente procedimiento: Primero, las jarras se lavan en un túnel con agua, luegopasan a un rociado de 65°C y después se enjuagan co n agua caliente a una temperatura de 95 °C. Losrecipientes se secan con aire caliente. Los tanques-cisterna se lavan con agua y luego se les somete a laacción de vapor. Los tanques tienen dispositivos rociadores en el interior para reforzar la limpieza,


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Higienización

Por higienización, se entiende el conjunto de los procesos que mejoran la calidad de la leche, de maneraque puedan elaborarse adecuadamente los productos lácteos. Una vez higienizada está lista para serenvasada como leche de consumo.La higienización incluye las siguientes operaciones:

(1) Almacenamiento previo de la leche purificada.(2) Estandarización de la leche a un contenido graso pre-establecido.(3) Almacenamiento de la nata.(4) Pasteurización de la leche estandarizada.(5) Almacenamiento de la leche pasteurizada.(6) Homogeneización.(7) Almacenamiento de la leche pasteurizada homogeneizada.(8) Desodorización.

(9) Almacenamiento de la leche pasteurizada, homogeneizada y' desodorizada.


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Estandarización

Para la elaboración de los diferentes productos lácteos, se necesita leche con diferentes contenidos degrasa. Las regulaciones de cada país disponen el contenido de grasa mínima que debe tener la leche deconsumo. Normalmente, este contenido será alrededor del 3% de grasa. Por esta razón, se desnata la

leche hasta el contenido graso prescrito. La estandarización es muy semejante en sus principios a una desnatadora. En Ia salida de la nata, seencuentra un tubo de retorno que devuelve una parte de la nata a la máquina. Después de unos minutosde funcionamiento, se establece un equilibrio del contenido graso de la leche. Con una llave, se regula elflujo de la nata que se introduce otra vez en la máquina, ajustando así el contenido de la grasa de laleche. En la estandarizadora, se efectúa también una depuración adicional y cierto grado dehomogeneización. La estandarización es más eficaz cuando la leche tiene una temperatura de 50°C.

Homogeneización

Esta operación tiene por objeto estabilizar la emulsión de la grasa en la fase acuosa de la leche. Lahomogeneización consiste en reducir el tamaño de los glóbulos de grasa, dispersándolos en la leche. Elhomogeneizador consiste en una bomba que conduce la leche a través de una hendidura estrecha bajouna presión de 200 atmósferas. Al reducir el tamaño de los glóbulos grasos, se rompe la películaproteínica y así se cambia la estructura química de la leche. Por esta razón, la leche homogeneizada seenrancia más rápido que la leche no homogeneizada. La leche homogeneizada es más sensible a lasenzimas digestivas, por lo cual se digiere con más facilidad que la leche no homogeneizada. La,temperatura óptima para la homogeneización es alrededor de 50°C.

Desodorización

Esta operación permite eliminar los gases y los olores. La desodorización consiste en rociar la leche enuna cámara al vacío. Los gases y olores se desprenden y son alejados por el sistema de vacío. .


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LECHE DE CONSUMO

La leche de consumo es la leche procesada de de tal manera que no represente un riesgo para elconsumidor. La leche de consumo se divide en las siguientes clases:

Leche pasteurizada, Leche Esterilizada Leche Ultra-pasteurizada

La leche pasteurizada se puede envasar en botellas y en envases descartables.

EL envasado de la leche pasteurizada incluye las siguientes operaciones:(1) Almacenamiento de la leche refrigerada(2) Llenado, cerrado de los envases(3) Embalado en cestas(4) Almacenamiento a 4 ºC

Leche EsterilizadaLa elaboración de la leche esterilizada en botellas consiste en las siguientes operaciones:

(5) Lavado de las botellas con lejía y agua caliente(6) Llenado de las botellas con leche preesterilizada(7) Tapado de botellas(8) Embalado de las cestas(9) Esterilización a 112 ºC durante 25 min en un autoclave rotativo(10) Almacenamiento

El valor nutritivo de la leche esterilizada es inferior a la pasteurizada, pero se le elabora por su largaconservación, aún bajo temperaturas elevadas. En realidad, es una conserva como los enlatados. Poresto, la leche esterilizada debe cumplir con las normas establecidas.. Normalmente la leche esterilizadase envasa en botellas de vidrio, pero también existen botellas de plástico y de cartón.La esterilización se puede efectuar en forma continua y discontinua.

Leche ultra-pasteurizada

La leche ultra pasteurizada alcanza el valor nutritivo de la le pasteurizada. Este producto se aprovechaen climas cálidos, donde, no existe una red de distribución frigorífica. A diferencia de la lecheesterilizada, la ultra-pasteurizada solamente se conserva algunos meses bajo temperatura ambiente.Normalmente, la leche Ultra-pasteurizada tiene un contenido graso menor que la pasteurizada.


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La elaboración de la leche ultra-pasteurizada consiste en las siguientes operaciones:

(1) Almacenamiento de la leche cruda.(2) Estandarización V descremado parcial de la leche.(3) Almacenamiento de la nata.(4) Precalentamiento de la leche.(5) Ultra-pasteurización por inyección de vapor, seguido por la expansión en una cámara de vacío.(6) Homogeneización.(7) Enfriamiento de la leche ultra-pasteurizada, ésta se enfría en el cambiador de placas con la leche

cruda como refrigerante, recuperando una gran cantidad del calor.(8) Envasado aséptico.(9) Embalado de las cestas.

En los envases se debe imprimir la fecha de producción y la de vencimiento.


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LECHE EN POLVO

La leche en polvo o deshidratada permite un almacenamiento eficiente y un transporte económico. Sedistinguen polvo de leche entera y polvo de leche descremada.

Polvo de leche Polvo de lecheComponentes entera descremadaAgua 3.50% 4.00%Grasa 27.00% 1.00%Proteína 26.00% 35.00%Lactosa 37.50% 52.50%Sales minerales 6.00% 7.50%

La mayoría de la leche en polvo se elabora a partir de leche descremada. El alto porcentaje de grasa enpolvo de leche entera dificulta la fabricación de productos de buena calidad debido a la oxidación yenranciamiento durante la conservación. Las características de la leche en polvo dependen también delmétodo de desecación. Ej eI método mediante cilindros secadores somete la leche a un tratamientotérmico tal, que modifica la estructura físico-química de la leche. Esta clase de polvo es difícil de disolver.El método de los cilindros se emplea para leches en polvo destinadas a usos industriales ya laalimentación de ganado. Para obtener leche en polvo de calidad, se aplica el método por atomización.Sin embargo, este método consume, más del doble de la energía que el anterior. por la extrema finura delas gotas pulverizadas, la desecación es muy rápida. Por otro lado, el calentamiento del producto selimita por la evaporación instantánea del agua. Por esto, se consigue una leche en polvoestructuralmente poco modificada. El tamaño de las partículas de polvo influye notablemente en suscaracterísticas de solubilidad y conservación. Un polvo compuesto de partículas pequeñas se, disuelvemal, se apelmaza fácilmente y se altera más rápido por oxidación. Por otro lado, los aglomerados departículas se disuelven fácilmente. Por esta razón, los aglomerados se separan para obtener un polvoinstantáneo. Este tipo de polvo tiene una buena solubilidad en agua fría. En general, el polvo de lecheentera se disuelve mal por la presencia de grasa libre en las partículas., Durante la desecación, unaparte de los glóbulos grasos se descompone. En este caso, la grasa se acumula en la superficie de laspartículas, repeliendo el agua y dificultando la disolución.

El proceso de la elaboración de las dos clases de leche en polvo, consiste en:

(1) Almacenamiento de la leche estandarizada y descremada, pasteurizada y hómogeneizaqa.(2) Concentración hasta un 40% del extracto seco total, en un concentrador de multiple efecto.(3) Deshidratación de la leche concentrada en cilindros calentados hasta aproximadamente 150 ºC.(4) Enfriamiento. Las escamas de leche deshidratada se mezclan por la acción de un sinfín y tratadas

por un flujo de aire.(5) Molido de las escamas en un molino de martillos.(6) Envasado de la leche en polvo en bolsas grandes para uso industrial o para ganadería. (7) Deshidratación por atomización de la leche concentrada en aire a 150 ºC.(8) Enfriamiento del polvo en un transportador vibrador. Una corriente de aire atraviesa la capa de

polvo enfriando el producto.(9) Cribado del polvo en una criba rotativa.(10) Envasado del polvo en botes.


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La fluidez de la leche concentrada que entra en la cámara de desecación influye mucho en el tamaño delas partículas. Cuando más espesa sea la leche concentrada, tanto mayor será el tamaño de laspartículas de polvo. Una leche demasiado fluida original un polvo de partículas muy finas. Por otra parte,la leche demasiado espesa origina partículas que se aglomeran fácilmente en partículas grandes,retrasando así el proceso de enfriamiento. Esto puede proporcionar coloración oscura y sabor a cocido.Durante el enfriamiento del polvo obtenido por atomización, se puede favorecer la aglomeración de las,partículas. En este caso, el polvo caliente se humedece un poco con aire húmedo o con vapor. Laspartículas se pegan entre sí, formando aglomerados que enseguida se secan y se enfrían, obteniendo unpolvo instantáneo.El tratamiento total de calor que la materia prima ha recibido durante la elaboración, influye en lascaracterísticas del producto.


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MANTECA Y CREMA

La crema o nata es una leche con un elevado contenido graso. Esta crema se transforma en productos como crema para batir y crema ácida, para su consumo como

tal. Además, la nata es la materia prima para la elaboración de manteca.Mantequilla

La manteca es una mezcla pastosa con un contenido graso de 80% o mas. Este producto se obtienebatiendo la crema Por este procedimiento mecánico los glóbulos grasos se separan de la fase acuosa yse juntan, incorporando partículas líquidas. Se distinguen mantecas de crema dulce y mantecas decrema fermentada. La mayoría de las mantecas se elabora a partir de crema fermentada.La nata a elaborar debe contener entre el 30 y el 40%, de grasa. Un contenido menor del 30% dificulta laseparación de los glóbulos durante el batido. Un contenido mayor del 40% provoca dificultades en elpasteurizador de placas y en las tuberías de transporte por su elevada viscosidad. Si es necesario bajarel contenido graso, se añade leche descremada.

CremasSe elaboran cremas con diferentes contenidos grasoso. Para aderezar platos, se elabora normalmentecrema entre 20 y 30% de grasa. Además, se distinguen crema para batir,crema para café y cremafermentada. Una crema para batir debe tener un 40% de grasa. Después de la pasteurización de lacrema, ésta debe ser sometida a una desgasificación y a una refrigeración rápida hasta 4 º C. Paralograr una consistencia uniforme en el batido, la crema se debe añejar durante 2 días a 4°C. La cremapara café contiene normalmente el 20% de grasa. Esta clase de crema se somete a lahomogeneización antes de enfriarla, para mejorar el sabor y el poder de blanqueo en el café. La cremafermentada o ácida se emplea en la preparación de comidas. A la nata pasteurizada y enfriada a 20°C seadiciona un 4% de cultivo de mantequería. Cuando el pH ha alcanzado 4.5 en aproximadamente 15horas, la crema se enfría hasta 4 °C y se envasa. Se elaboran cremas ácidas de 10, 20 y 30% de grasa.

Procesos de elaboración

El proceso de elaboración de la manteca incluye las siguientes operaciones:

(1) Almacenamiento refrigerado de la nata estandarizada.(2) Pasteurización lenta a 65 ºC - 45 minutos y refrigeración a temperatura de cristalización de la grasa.(3) Maduración en frío. Cuando el tanque está a un tercio de su capacidad, se añade a la nata el 5% decultivos lácticos. Después, se mezcla la masa y luego se llena el tanque. Se deja reposar durante 2horas a la temperatura de cristalización. Posteriormente; se calienta la masa paulatinamente hastaunos 14 °C y se deja madurar hasta que la nata alca nza un pH de 4. Luego se enfría la nata hasta latemperatura óptima del batido.

(4) Batido, lavado y amasado. Se llena la batidora. La carga nata o debe rebasar el 40% del volumende la batidora. La maquina se pone en marcha a la velocidad máxima. Después de algunas vueltas,se para la máquina con objeto de dar salida al gas que se desprende de la nata. Se sigue con el batidodurante unos 45 minutos hasta que la espuma se corta y los granos de grasa han alcanzado el tamañode un grano de trigo. La masa se deja reposar durante unos minutos para que los granos suban lasuperficie de la mezcla. Luego, se evacua suero con rapidez. Cuando se efectúa solo un lavado, seagrega en una sola vez una parte de agua por uno de nata. En el caso de dos o tres lavados, se añadeen el primer lavado 1/3 y en el segundo y tercero 2/3 de este volumen. El lavado se efectúa a 15revoluciones por minuto. El agua de lavado se elimina de la misma manera que el suero. Luego,sigue con el amasado, a 12 revoluciones piar minuto. Durante el amasado, se toma una muestra para

determinar la humedad de la mantequilla para ajustarla eventualmente.(5) Moldeado por expulsión. Empacado

El proceso de la elaboración de crema incluye las siguientes operaciones:


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(6) Almacenamiento de la leche cruda.(7) Descremado de la leche.(8) Almacenamiento de la leche descremada.(9) Recolección de la nata con un contenido graso estandarizado,(10) Pasteurización a una temperatura alta y refrigeración hasta 5°C.(11) Envasado y expedición bajo refrigeración

LECHE FERMENTADALas leches fermentadas son productos acidificados por medio de un proceso de fermentación. Comoconsecuencia de la acidificación por las bacterias lácticas, las proteínas de la Leche se coagulan y seprecipitan. Luego, estas proteínas pueden disociarse separando los aminoácidos. Por esta razón, lasleches fermentadas se digieren mejor que las no fermentadas. Los productos fermentados másconocidos son el yogurt y el suero de mantequilla cultivado.


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Yogurt

El yogurt se elabora a partir de leche entera o descremada. Este producto también se conoce comoleche cuajada búlgara. La elaboración del yogurt consiste en las siguientes operaciones:

Estandarización de la leche Pasteurización Homogeneización Concentración Siembra Incubación Refrigeración

La leche más apropiada para elaborar yogures la que tiene un elevado contenido de proteínas. La lechese pasteuriza a 90 ºC durante 60 segundos o a 85°C durante 30 minutos. La homogeneización reduce eltamaño de los glóbulos grasos, lo que evita la subida de la nata durante el almacenamiento del yogurt.La homogeneización también aumenta el volumen de las partículas de caseína. Como consecuencia,éstas se conglutinan en menor grado durante la coagulación resultando en un coágulo más blando, que

en el caso de leche no homogeneizada. Por esta razón, se efectúa la homogeneización suave a unapresión de 70 atmósferas.Después de la homogeneización, la leche entera se concentra hasta una densidad mínima de 1.037 g/mly la descremada hasta 1.038 g/ml como mínimo para aumentar el extracto seco de manera que elproducto tenga una consistencia más firme. La concentración se puede efectuar por evaporación y poradición del 3% de leche en polvo descremada.El cultivo láctico para el yogurt contiene el Streptococcus thermophilús y el Lactobacillus bulgaricus enproporciones iguales. Las temperaturas óptimas para el desarrollo del Streptococcus, oscilan entre 38 y44 °C y las del Lactobacillus entre 41 y 46°C. La temperatura de incubación del cultivo es 42 °C. Lu ego,se siembra la leche con el 3% del cultivo usual agitando bien la, masa. Inmediatamente después de lasiembra, se envasa la leche en botellas o en vasos de plástico. La leche envasada se incubadirectamente a una temperatura de 45 °C hasta que e l producto haya alcanzado un pH de 4.5.Normalmente, la acidificación se lleva a cabo en unas horas. Después de la incubación, se debe enfriar

el yogurt rápidamente por debajo de 10 °C para dete ner una excesiva acidificación. Ésta provoca laretracción de las proteínas coaguladas, que resulta en la separación del suero.El yogurt puede ser comercializado después de 10 horas de refrigeración a 5°C. En este periodo sedesarrolla el aroma del yogurt. El buen yogurt se conserva durante una semana a temperatura de 4-7 °C.

QUESOS

El queso es una mezcla de proteínas, grasa y atrás componentes lácteos. Esta mezcla se separa de lafase acuasa de la leche después de la coagulación de la caseína.

Existen muchas tipos de quesos. Normalmente se identifican las siguientes clases:

Quesos fresco; no madurados, como el queso blanco. Quesos de pasta Blanda, cama el Camembert. Quesos de pasta firme, como el queso Holanda Quesos de pasta dura, cama el Regianito. Quesos procesados o fundidos.

La elaboración de quesos incluye las siguientes operaciones generales:

Estandarización de la leche, Siembra de la leche Coagulación de la caseína Corte de la masa cuajada Desuerado Moldeado Salado Maduración


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El queso obtenido se puede consumir en estado fresco a en diversas etapas de maduración oañejamiento.

Proceso Típico de elaboración de un queso de Pasta Dura

(1) A la leche con una temperatura de 35 °C se adic iona por cada 1 000 kg de leche 720 ml del cultivoláctico y después de 15 minutos se agregan 230 ml de cuajo 10 000, diluido en agua. Se agitadurante 3 minutos. Se utiliza leche cruda estandarizada a 3% de grasa.

(2) Después de 30 minutos se corta la cuajada con una lira con hilos a una distancia de 0.6 cm haciendomovimientos semicirculares hasta que las partículas de cuajada tengan vn diámetro de 0.3 cm.

(3) La masa se agita durante 40 minutos a una velocidad mediana, se mantiene la temperatura a 35°C yluego la masa se calienta paulatinamente hasta 55°C durante 30 minutos, sin dejar de agitarla.A los 55 °C, se suspende el calentamiento y s e continúa la agitación hasta que el suero tenga un pHde aproximadamente 6.6.

(4) Entre tanto, se fija la tela de quesería en un aro realizando un doblés alrededor del mismo, de talmanera que quede libre la mitad del aro a manera de asa.

(5) Con un movimiento fluido se jala la tela por abajo de la cuajada, se elimina el aro y se juntan laspuntas de la tela.

(6) Por medio de un aparejo se levanta la cuajada y se deja escurrir durante 5 minutos.

(7) A continuación, se deposita el conjunto en el molde. La tela se desdobla sin dejar arrugas y elconjunto se amasa con las palmas de Ia mano de manera que la masa se adapte al molde.

(8) Se coloca la placa superior en la masa y se aplica una ligera presión.Después de 10 minutos, se cambia la tela por una muselina, volteando el queso.Luego, se elimina la muselina dejando las arpilleras a los dos lados y se aumenta la presión hasta 0.7kg/cm2 por 18 horas.

(9) El queso se sala en una salmuera al 23% volteándolo diariamente en 2 a 3 horas dependiendo deltamaño del queso.

(10) El queso se introduce en un cuarto a 12°C y 9 0% de humedad.Durante 12 días, se voltea el queso diariamente, restregándolo con un lienzo enjuagado en salmueray distribuyendo sal en su superficie.Luego, se traslada el queso a un cuarto a 20°C y 82 % de humedad durante 3 a 6 semanas.Tres veces por semana, el queso se voltea, se frota con salmuera y se distribuye sal en él.

Luego el queso se madura a 12 °C de 4 a 12 meses.


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PROCESO PRODUCTIVO

Esquema general

- Prueba de alcohol- Medición de caudal

- Ordeño- Filtración- Refrescado y/o enfriado

RECEPCIÓNen la fábrica

- Medición de caudal- Acidez- Densidad- Proteína- Materia grasa- Cenizas- Sólidos Totales

HIGIENIZACIÓN YESTANDARIZACIÓN % de MG de acuerdo alproducto a elaborar

HOMOGENIZACIÓN

PASTEURIZACI N- Pasteurización baja: 65ºC - 30min- Pasteurización alta: 72ºC - 15 seg.

LECHE FLUIDA LECHE EN POLVO DULCE DE LECHE QUESO YOGUR

LECHEESTANDARIZADA

MANTECA

CREMA

CREMADE LECHE

SUERO QUESO

blando

semiduro

duro

LACTOSAPROTEÍNASSOLUBLES CREMA

bebible

aflanado

batido

repostero

familiar

pasteurizada

ultrapasteurizada

* * * *

*

*En todos los casos también se deben considerar las presentaciones semidescremadas y/o descremadas

HELADO

09-IndustriaLactea_2007

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