3.1 INTRODUCCIÓN
En esta sección se describen los principales diez
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 abajo, 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.
Atender con eficacia los factores que se describen enseguida es una
labor que requiere constancia de propósitos y visión a largo plazo.
Ciertamente es una tarea difícil y ardua, por lo que el compromiso de la alta
gerencia es esencial para el éxito.
3.2 ATENCIÓN EN LA FINCA Y EN LA PLANTA INDUSTRIAL
1. 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
(Lawrence, 1991b).
2. 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 una cuantas horas,
luego que cesa la actividad protectora del sistema de la enzima lacto-peroxidasa
naturalmente presente en la leche.
3. 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
3 oC y 7 oC, aumentan significativamente las cuentas
microbianas, particularmente de bacterias que crecen a bajas temperaturas
(Lawrence, 1991a), 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, las Tablas 4
y 5 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.
La Tabla 6 muestra el efecto de las condiciones
descritas en las dos Tablas 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 la Tabla 6 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.
De acuerdo a Barbano (1993) y a Weatherup y Mullan
(1993), 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 en-tre estos dos conteos indicadores. Weatherup y
Mullan (1993) concluyeron que 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.
Según Barbano, profesor e investigador en la
Universidad de Cornell y Director del Centro de Investigación sobre
Productos Lácteos del Noreste de EUA, 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.
4. 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 solo 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.
5. 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.
6. 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.
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 la formación
innecesaria de "finos" de cuajada durante el corte, que
disminuyen el rendimiento de queso.
7. 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 (Callanan,
1991). 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 ejectutan 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.
8. 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 minimizar la formación de "finos" de queso.
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 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 por finos no deberían ser mayores del 0.5% de la cantidad
de queso.
Para tener una idea clara de lo grave que puede ser
ésto, 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.
9. 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 costo no es directamente
proporcional a la desviación, sino que es más que directamente
proporcional, 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 reclamaciones, 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, 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.
10. 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:
1. 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 3oC y
72oC.
2. Hacer análisis o mediciones de laboratorio y de
proceso con procedimientos diferentes a los que especifican los métodos
oficiales o estandarizados.
3. 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.
4. 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 libro 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.
3.3 LA IMPORTANCIA DE LA PASTEURIZACIÓN DE LA LECHE
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, ésto 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. Esto
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, 30oC.
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 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 ésto 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 (Zottola, y
Smith, 1991).
3.4 PREDICCIÓN DEL RENDIMIENTO Y EJEMPLOS
No existe consenso acerca de una manera única y
correcta para predecir el rendimiento, a partir de la composición de la
leche y de la composición deseada en el queso, bajo condiciones
determinadas de procesamiento. En 1990, Emmons et al. publicaron un
estudio en el que discuten varios tipos de fórmulas empleadas para
predecir rendimientos a partir de la composición de la leche y tal vez
una de las recopilaciones más completas es el Boletín Especial que sobre
este tema publicó en 1991 la Federación Internacional de Lechería
(International Dairy Federation, 1991b).
Aunque algunas de las fórmulas fueron desarrolladas
para quesos específicos, tales como Cheddar y Gouda, otras son de
aplicación general. En mi experiencia, la fórmula más útil y práctica
para empresas pequeñas y medianas que desean consolidar esfuerzos hacia
la optimización, es la siguiente, que no es otra cosa que un balance de
materiales, denominada Fórmula Tipo G en el Boletín Especial mencionado
arriba (Emmons et al., 1991):
R= (G • K g) + (C
• Kc) + [S + H + (Hfes•SL)/(1-SL)] • R
(el cálculo es iterativo) donde:
R = Rendimiento, kg de queso/100
kg de leche
G = Contenido de grasa en la
leche, kg de grasa/100 kg de leche.
K g =Factor de conversión, de grasa en la leche a grasa en el queso.
C = Contenido de caseínas
en la leche, kg de caseínas/100 kg de leche.
Kc
Factor de conversión, de caseína en la leche a paracaseinato defósforo y calcio en el queso. Este término incluye la
retención de minerales de leche en el queso, la pérdida de "finos"
de queso en el lactosuero y la pérdida del glicomacropéptido en el
lactosuero.
S = Fracción de sal
añadida (cloruro de sodio) en el queso.
H
= Fracción de humedad en el
queso.
Hfes= Fracción de humedad en el queso, menos la humedad no
disponible como solvente, que está unida a la proteína.
SL= Fracción
de sólidos de lactosuero, en lactosuero libre de grasa y de caseína.
Se trata de una fórmula iterativa, en la que se
predice el rendimiento a partir de la composición de la leche, de las
eficiencias de recuperación de la materia grasa y las caseínas, de los
contenidos deseados de humedad y sal en el queso y de la composición
del lactosuero. Además de predecir el rendimiento, esta fórmula
también permite predecir con facilidad la composición del queso.
Luego de los cálculos y luego de la producción, se
comparan día tras día, preferiblemente con la ayuda de herramientas
para el control estadístico de procesos, las predicciones de la
fórmula con los resultados de la operación. Esto nos permite conocer
el desempeño del proceso a través del tiempo como porcentaje del
rendimiento óptimo (eficiencia global), la eficiencia de recuperación
de proteínas y la eficiencia de recuperación de materia grasa. De esta
manera, al conocer las eficiencias de recuperación de proteínas y
materia grasa por separado a través del tiempo, y sabiendo cuáles son
los principales factores que afectan estas eficiencias individuales, las
empresas tendrán información útil para saber, con poca incertidumbre,
dónde deben intervenir en el proceso para mejorarlo.
Esta y las demás fórmulas recopiladas por la
Federación Internacional de Lechería fueron desarrolladas para quesos
elaborados a partir de leche fluida sometida a procesos tradicionales de
pasteurización. Sin embargo, en la práctica latinoamericana hay otras
formas de fabricar queso y, para todos esos casos, es necesario
modificar la fórmula G con el fin de predecir el rendimiento con
precisión. En breve, se trataría, por ejemplo, de establecer factores
de transferencia para emulsiones homogenizadas de grasa anhidra de leche
y para todos los componentes de la leche cuando se usan tecnologías de
membranas con el fin de concentrar los sólidos, o se usa leche en polvo
o crema para estandarizar, etc.
El trabajo de desarrollo de las fórmulas modificados es iterativo
también, a partir de la información y conocimiento existentes en las
empresas, de información en la literatura técnica y de
experimentación para validar las fórmulas. Desde luego, es posible
también construir una fórmula general que contemple todas las variantes
posibles y que, al aplicarla a un queso y a un proceso en particular,
simplemente se le asignen distintos valores numéricos a los términos en
esta fórmula general.
En términos sencillos, lo que la fórmula G significa
es que el rendimiento es la suma de: materia grasa en el queso + complejo
de paracaseína, calcio y fosfato en el queso + sal añadida al queso +
sólidos de lactosuero en el queso + agua en el queso. Como mencionamos
antes, no es más que un balance de materiales.
Ejemplo 1. Queso Blanco Pasteurizado de Alta Humedad.
Si tenemos leche fluida de vaca con 34 g/kg de materia grasa y 31 g/kg de
proteína y deseamos obtener un queso blanco pasteurizado con 50% de
humedad y 2.5% de sal, ¿cuál sería el rendimiento, la composición del
queso y la composición del lactosuero si la eficiencia de fabricación de
queso fuera 100%?
En este caso,
G = 3.40 (kg de materia grasa en 100 kg de leche),
C = 2.45 (79% de 3.1 kg de proteína / 100 kg de leche)
Kg = 0.93 (se recupera el
93% de la materia grasa)
Kc = 1.02 (se recupera cerca del 95% de las caseínas y el factor
incluye además el calcio y el fosfato asociados con la
paracaseína)
H = 0.50 (humedad de diseño del queso)
S = 0.025 (fracción de sal en el queso, según el diseño)
Hfes
» H - 1.04/R »
0.50 - 1.04/R (fracción del agua en el queso, que puede actuar como solvente para los sólidos del
lactosuero)
SL= 0.065 (fracción de sólidos en el lactosuero libre de
caseína y de grasa)
Los valores numéricos de Kc, Hfesy SL son valores típicos de quesería de
alta eficiencia y provienen de teoría detallada de rendimientos en quesería (Emmons et al., 1991). Con lo anterior, procedemos a
hacer un cálculo iterativo, suponiendo un valor de R para el lado derecho
de la fórmula, calculando el valor de R en el lado izquierdo, y así
sucesivamente hasta que coinciden el valor supuesto y el valor calculado:
Entonces, con un proceso de quesería 100% eficiente,
deberíamos obtener »
12.8 kg de este queso por cada 100 kg de leche fluida de la composición
señalada. La diferencia entre esta cantidad calculada y la cantidad real
obtenida en promedio a través del tiempo es una indicación del espacio
de oportunidad para intervenir en el proceso y mejorarlo. Otra forma de
expresar este rendimiento es diciendo que se necesitan (100/12.8) = 7.8 kg
de leche para producir un kg de queso.
La cantidad de lactosuero producido es:
100 - 12.8 (1 - 0.025) »
87.5 kg
Y la composición del lactosuero sería la siguiente:
Proteína (3.1)(1 - 0.75)(100)/87.5 »
0.9 %
Grasa
(3.4)(1 - 0.93)(100)/87.5 »
0.3 %
Sólidos totales
[(100x0.121) -(12.8)(0.5 - 0.025)](100)/87.5 »
6.9 %
Lactosa y minerales
~(6.9 - 0.9 - 0.3) »
5.7 %
Usaremos estos datos de composición más adelante para predecir el
rendimiento de requesón elaborado a partir de este lactosuero.
Finalmente, con esta eficiencia, la composición del queso sería la
siguiente:
Humedad
50 % (diseño)
Sal
2.5 % (diseño)
Proteína
(3.1x0.75)100/12.8 »
18.2 %
Grasa
(3.4x0.93)100/12.8 »
24.7 %
Lactosa y minerales ~ (100 - 50 - 2.5 - 18.2 - 24.7) »
4.6 %
Ejemplo 2. Queso Blanco Pasteurizado de Baja Humedad.
Si deseamos fabricar un queso blanco pasteurizado para rallar, con 35 % de
humedad y 2 % de sal, a partir de leche semidescremada al 2.5 % de materia
grasa, ¿cuál sería el rendimiento, la composición del queso y la
composición del lactosuero si el proceso de quesería fuera 100 %
eficiente?
Entonces, la composición de la leche es, además de 2.5 % de materia
grasa:
Sólidos totales »
11.3 %
Proteína »
3.13 %
Lactosa y minerales »
5.65 %
En este ejemplo:
G = 2.50 (kg de materia grasa en 100 kg de leche),
C = 2.47 (79% de
3.13 kg de proteína / 100 kg de leche)
Kg= 0.93 (se recupera el 93% de la materia grasa)
Kc= 1.02 (se recupera cerca
del 95% de las caseínas y el factor incluye además el calcio y el fosfato asociados con la paracaseína)
H = 0.35
(humedad de diseño del queso)
S = 0.02 (fracción de sal en el queso,
según el diseño)
Hfes » H - 1.04/R »
0.35 - 1.04/R (fracción del agua en el queso, que puede actuar como solvente para los sólidos del
lactosuero)
SL = 0.065(fracción de sólidos en el lactosuero libre de
caseína y de grasa)
Procedemos a hacer el mismo cálculo iterativo que en
el ejemplo anterior, suponiendo un valor de R para el lado derecho de la
fórmula, calculando el valor de R en el lado izquierdo, y así
sucesivamente hasta que coinciden el valor supuesto y el valor calculado:
R= (G • Kg) + (C • Kc) + [S + H + (Hfes•SL)/(1-SL)] • R
| Iteración |
Rsupuesto |
Rcalculado |
| 1 |
9.0 |
8.4 |
| 2 |
8.4 |
8.1 |
| 3 |
8.0 |
7.9 |
|
4
|
7.9
|
7.9
|
Entonces, con un proceso de quesería 100% eficiente,
deberíamos obtener »
7.9 kg de este queso por cada 100 kg de leche fluida semidescremada de la
composición señalada o, en otras palabras, se necesitan (100/7.9) = 12.7
kg de leche para producir un kg de este queso para rallar. La diferencia
entre esta cantidad calculada y la cantidad real obtenida en promedio a
través del tiempo es una indicación del espacio de oportunidad para
intervenir en el proceso y mejorarlo.
La cantidad de lactosuero producido es:
100 - 7.9 (1 - 0.02) »
92.3 kg y la composición del lactosuero sería la siguiente:
Proteína
(3.13)(1 - 0.75)(100)/92.3 »
0.8 %
Grasa (2.5)(1 - 0.93)(100)/92.3 »
0.2 %
Sólidos totales [(100x0.113) - (7.9)(0.65 - 0.02)](100)/92.3 »
6.9 %
Lactosa y minerales~ (6.9 - 0.8 - 0.2) »
5.9 %
Finalmente, con esta eficiencia, la composición del queso sería la
siguiente:
Humedad 35 % (diseño) Sal 2.0 % (diseño)
Proteína (3.13x0.75)100/7.9 »
29.7 % Grasa (2.5x0.93)100/7.9 »
29.4 % Lactosa y minerales ~ (100 - 35 - 2 - 29.7 - 29.4) »
3.9 %
En el siguiente capítulo usaremos los datos de composición
de los lactosueros de los ejemplos 1 y 2, para predecir el rendimiento y
composición de requesones de distinto contenido de humedad elaborados a partir
de dichos lactosueros.
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