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QUESOS EXTENDIDOS Y
          ANÁLOGOS.
    INGREDIENTES LÁCTEOS,
     ADITIVOS Y AUXILIARES
        DE FABRICACIÓN
        ING. GUILLERMO SILVA SILVA
    CENTRO DE ESTUDIOS DE LA LECHE, A. C.
          TULANCINGO, HIDALGO.

1
PRODUCTOS LÁCTEOS DESHIDRATADOS


    Las materias primas más frecuentes son:


         La leche entera
         La leche desnatada
         El Lactosuero y
         El suero de Mantequilla




2
Estas materias primas reciben en primer lugar un
    tratamiento térmico, después un tratamiento de
    centrifugación, para separar grasa y partículas de
    caseína.




    Estas materias primas pueden integrar diversas fórmulas
    ó someterse a operaciones de concentración diferencial.




3
MICROFILTRACIÓN – ULTRAFILTRACIÓN –
                   NANOFILTRACIÓN


    Los concentrados así obtenidos reciben una
    concentración suplementaria, por atomización ó
    cilindros calefactores.


    Los productos lácteos deshidratados son objeto de
    concentración por evaporación a vacío y la desecación.



4
LA LECHE Y SUS COMPONENTES
                                       Leche 100 %

      Agua 87 %                                                 Materia seca 13 %

                          Sólidos no grasos 8.8 %                       Grasa 4.2 %

Lactosa
 4.7 %

     Sustancias minerales     Proteína     Ác. Orgánicos       Compuestos orgánicos
           0.65 %              3.3 %          0.18 %            Minoritarios 0.14 %

     Caseína    Proteínas del suero        Proteínas de la membrana
      2.7 %            0.6 %                del glóbulo graso 0.04 %

Composición aproximada de la leche (% en peso) (además se usan los
siguientes términos:
(a) Suero lácteo = suero desproteinizado = agua + lactosa + sales lácteas;
(b) Plasma lácteo = leche desnatada = agua + masa sólida no láctea)
 5
ESQUEMA GENERAL DE
  LAS OPERACIONES
TECNOLÓGICAS QUE SE
    UTILIZAN EN LA
 INDUSTRIA LECHERA
DIFERENTES TÉCNICAS DE
          ELIMINACIÓN DE AGUA

    ULTRAFILTRACIÓN
    NANOFILTRACIÓN
    OSMOSIS INVERSA
    EVAPORACIÓN A VACÍO
    SECADO EN RODILLOS
    SECADO POR ATOMIZACIÓN
    LIOFILIZACIÓN

7
MODIFICACIONES BIOQUÍMICAS Y
       FISICOQUÍMICAS QUE SE PRODUCEN
     DURANTE EL PROCESO DE ELABORACIÓN
    Se traducen en:
     Aumento de la concentración de todos los componentes.
     Incremento de viscosidad.
     Reducción del pH
     Aumento de la fuerza iónica
    Estos tratamientos térmicos, modifican los componentes
    de la leche y la organización estructural de los elementos
    dispersos, de las micelas de caseína y de los glóbulos
    grasos.
8
CALIDAD DE LA LECHE EN POLVO
    DESNATADA, DESECADA POR ATOMIZACIÓN Y
            DESECADA EN RODILLOS
                        RODILLOS   ATOMIZACIÓN

    MATERIA SECA (%)      96,0        94,2
    ÍNDICE DE
    SOLUBILIDAD (%)       94,6        99,5
    ÍNDICE DE
    DISPERSABILIDAD       88,0        98,9
    (%)
    WPNi (mg N. 100 g
    de Polvo              7,0          9,2

9
DESNATURALIZACIÓN

     Modificación de la estructura en una proteína ó ácido
     nucleico de modo que reduce o pierde sus propiedades
     biológicas.

     La desnaturalización deforma las cadenas polipeptídicas,
     perdiendo la proteína las estructuras secundarias y
     terciarias. Esto ocurre por calor (desnaturalización térmica),
     productos químicos y variaciones extremas de pH.

     Ejemplo: Las diferencias entre un huevo crudo y un huevo
     cocido es la expresión clara de los efectos de la
     desnaturalización.


10
DESNATURALIZACIÓN DE LAS PROTEÍNAS
     En las operaciones tecnológicas que implican transferencias
     térmicas (pasteurización, evaporación, secado, las proteínas
     solubles se desnaturalizan.
     Las temperaturas entre 65 y 75°C son críticas para el
     conjunto de proteínas solubles.


     El orden de sensibilidad al calor y al pH de la leche (6.6-6.7)
     es:
     Inmunoglobulina     >    Albúmina     >   ßlactoglobulina    >
     αLactalbúmina.



11
Los tratamientos térmicos que superan los 60°C, durante
     algunos segundos, modifican el comportamiento de la leche,
     frente a la acción del cuajo.


     Cuanto más intenso sea el tratamiento térmico, más aumenta
     el tiempo de coagulación de la leche y menor es su aptitud
     para elaborar quesos.


     Las condiciones de tratamientos térmicos de la leche,
     dependerán de la utilización que posteriormente se le vaya a
     dar al producto en polvo.



12
La desnaturalización de las proteínas solubles es un
     indicador de la calidad del producto en polvo.




     El índice de Nitrógeno de las proteínas del Suero (Whey
     Protein Nitrogen index, WPNi) es una medida indirecta del
     tratamiento térmico aplicado a la leche durante el proceso de
     deshidratación.




13
CLASIFICACIÓN DE LA LECHE EN POLVO
      DESNATADA EN FUNCIÓN DE SU “W P N i”

               TIPOS                  WPNi (mg. de N. g-1 de
                                             polvo)
     CALENTAMIENTO BAJO                        ≥ 6.0
     CALENTAMIENTO MEDIO                     4.5 – 5,99
     CALENTAMIENTO                          1,51 – 4,49
     MEDIO ALTO
     CALENTAMIENTO ALTO                        ≤ 1,5


     Los puntos críticos se localizan a nivel de pasteurización
     de la materia prima, la concentración y el secado.

14
CASEINAS Y CASEINATOS


     La caseína es uno de los componentes de la leche más
     interesantes, por sus propiedades funcionales y
     nutritivas.


     Para su obtención, se utilizan distintas técnicas:




15
1. PRECIPITACIÓN ISOELÉCTRICA.-


             a) CASEÍNA ÁCIDA: Por acidificación química de la leche.


             a) CASEÍNA LÁCTICA.- Por acidificación biológica.


     2. CASEÍNA AL CUAJO.-


             a) Por hidrólisis enzimática


     •   MICROFILTRACIÓN TANGENCIAL:


             a) Obtención de Fosfo Caseína Nativa.



16
PROCESOS POSTERIORES A LA OBTENCIÓN
               DE LAS CASEÍNAS

             PURIFICACIÓN


             PASTEURIZACIÓN


             SECADO



17
TÉCNICA DE TRANSFORMACIÓN DE
             CASEÍNA ÁCIDA EN CASEINATO
             (Preparación de Caseinato de Sodio)

                        1 Kilo de Caseína Acida

           Adicionar la Caseína a 10 litros de agua a 45/ 48°C


                Adicionar el NaOH y agitar hasta que se incorpore.


     22 a 40 gramos          Calentar la mezcla hasta
        de NaOH                65 °C, agitando en
     Diluir 10 veces.            forma constante.


18                                 CONTINUAR…
TÉCNICA DE TRANSFORMACIÓN DE
             CASEÍNA ÁCIDA EN CASEINATO
             (Preparación de Caseinato de Sodio)
                        -continuación-

               CONTINUAR…



       Adicionar el Cloruro de Calcio
      agitando hasta que se incorpore       30 a 40 gramos
                totalmente.                  de CaCl2 por
                                             cada Kilo de
                                                Caseína
     Adicionar la mezcla (Caseinato de         empleada
      Sodio) a la leche y pasteurizar.

     Continuar proceso de fabricación
                 normal.
19
CASEINATOS


     Se obtienen a partir de las caseínas isoeléctricas, láctica ó
     ácido mineral. Son insolubles.


     Pueden disolverse en el agua con ayuda de productos
     alcalinos: Hidróxidos, Carbonatos, Fosfatos, Citratos de:
     Na+ K+ Ca2+ Mg2+ NH4+


     La solución se calienta a 70 – 80°C, logrando una total
     solubilización durante 30 – 40 minutos.



20
CASEÍNA AL CUAJO


     Esta técnica deriva de la fabricación de Quesos de Pasta
     Cocida. Consiste en coagular a 35°C la leche desnatada,
     añadiendo 20 ml. de cuajo (Fuerza 1/10,000) por cada 100
     litros de leche.


     El coágulo se corta y se calienta a 60°C durante 30
     minutos.


     Los procesos siguientes son:


21
SEPARACIÓN DEL LACTOSUERO


     PURIFICACIÓN


     PASTEURIZACIÓN ( 75-80°c)


     SECADO, se efectúa con aire a 100 – 200°C




22
COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA QUÍMICA
                       DE LAS CASEÍNAS


     Se presentan en micelas, partículas esféricas de unos
     30 – 300 nanómetros de diámetro y se encuentran en
     suspensión en la fase acuosa de la leche, sus solutos son la
     lactosa y las sales minerales.


     Se clasifican en el siguiente cuadro




23
CASEÍNAS        COMPONENTES SALINOS

 αS1              33     CALCIO       2.9

 αS2              11   MAGNESIO       0.2

 ß                33     FOSFATO      4.3
                       INORGÁNICO
 K                11     CITRATO      0.5

 Y                4

 TOTAL            92                  8.0
 CASEÍNAS


24
BIOQUÍMICA DE LA COAGULACIÓN
     La coagulación de la leche por el cuajo es consecutiva a
     una reacción proteolítica limitada, donde la caseína
     constituye el sustrato.
     La reacción se presenta de la manera siguiente:


                                + cuajo
fosfocaseinato de Ca       fosfoparacaseinato de Ca + proteasa
      (Soluble)              (Insoluble: Cuajada)     (Insoluble)




25
APLICACIÓN DE LA CASEÍNA
                   EN LA QUESERÍA


     Químicamente, la Caseína al   Cuajo    es   un
     FOSFOPARACASEINATO DE CALCIO, insoluble.


     Para su empleo en quesos análogos, se requiere
     transformarla en FOSFOPARACASEINATO DE SODIO,
     por un intercambio iónico.




26
INTERCAMBIO IÓNICO

          • EFECTO DE LAS SALES FUNDENTES


                                                      Na
                                            Na              Na
                         H2O , °C , Na+
                         SAL
     Ca           Ca     EMULSIFICANTE      Na
                                                      Na
       Ca    Ca
                         TRATAMIENTO
     Ca                  MECÁNICO                 Na            Na
                 Ca

                                                 Na
     Insoluble
                                                           Na
     Paracaseinato de Calcio
                               Balance de Agua
27
CONCENTRACIÓN DE LAS PROTEÍNAS
                          DE LA LECHE
     La ultrafiltración permite concentrar las caseínas y las
     proteínas solubles de la leche, hasta un factor de
     concentración de 6 a 7.


     Practicando una diafiltración, se obtiene una mayor pureza
     para eliminación de Lactosa y Sales Minerales. La técnica
     permite una concentración selectiva de las proteínas de la
     leche descremada.


     El concentrado obtenido es secado por aspersión.

28
MPC ( MILK PROTEIN CONCENTRATE)
     Se conocen como MPC 40 – MPC 42 – MPC 56 – MPC 70-
     85 y otros, según el grado de concentración de proteínas.


     En estos productos, sólo es coagulable la Caseína, es
     decir, el 80 % del contenido de proteínas.


     Ejemplo:
     MPC 42 = 42 % PROTEÍNA TOTAL
                33.60 % PROTEÍNA COAGULABLE



29
CONCENTRADOS DE PROTEÍNAS DE SUERO
     Se obtienen por:
          Ultrafiltración del Lactosuero
          Separación por Intercambio Iónico
          Diafiltración
          Nanofiltración
     Los concentrados se conocen como: WPC ( Whey Protein
     Concentrate), con contenidos variables de proteínas:
     WPC 34 – WPC 80 y otros.
           Son PROTEÍNAS SOLUBLES, por lo tanto,
                          NO COAGULABLES.

30
HIDROCOLOIDES
          ESPESAR – GELIFICAR – ESTABILIZAR

      Entre los ingredientes pulverizantes utilizados en la
      preparación de productos lácteos, los Agentes de Textura (
      Espesantes, Gelificantes ó Estabilizantes ) son macro
      moléculas encargadas de modificar los aspectos físicos del
      producto.
     1. ESPESAR.-      Cambiar    la   viscosidad   del   medio.

       Por la sola presencia de las macromoléculas en el
       medio, se detiene la movilidad, que puede ser
       acentuada cuando existen interacciones.   Esto se
       traduce por un aumento de la viscosidad.


31
HIDROCOLOIDES
          ESPESAR – GELIFICAR – ESTABILIZAR


     2.   GELIFICAR.- Fijar el medio y conferirle una forma física.

          El gel sólo puede ser formado por interacción de
          macromoléculas capaces de asociarse para crear una cortina
          tridimensional. Esta estructuración se puede hacer con las
          macromoléculas de la misma naturaleza o de naturaleza
          diferente. Se habla en este caso de “SINERGIA”.




32
HIDROCOLOIDES
          ESPESAR – GELIFICAR – ESTABILIZAR


     3.   ESTABILIZAR.- Mantener en suspensión los elementos
          que    tengan     tendencia natural a    separarse.
          Esto puede ser obtenido:

            Por aumento de la viscosidad cuando esto es compatible
            con el perfil del producto terminado.
            Por creación de una cortina tridimensional que retiene
            las partículas.




33
HIDROCOLOIDES
     ESPESAR – GELIFICAR – ESTABILIZAR

     Los Agentes de Textura son Hidrocoloides de
     naturaleza polisacárida:

                     Almidones,
                       Guars,
                      Carubes,
                     Alginatos,
                    Carragenanos,
                     Agar-Agar,
                      Xantano,
                      Pectinas,
                         etc.

34
HIDROCOLOIDES
          ESPESAR – GELIFICAR – ESTABILIZAR
     La mayor parte entre ellos y muy particularmente los
     polisacáridos, se presentan bajo la forma de un polvo, en el
     cual, cada grano es en realidad una pelota de
     macromoléculas enredadas. Para que ellos puedan dar
     todo su efecto de estructuración, es necesario que en un
     estado de fabricación, las macromoléculas se encuentren
     individualizadas en el medio, para poder enseguida
     asociarse y provocar así las texturación del producto. Es
     entonces importante que su aplicación sea correctamente
     efectuada.

     La aportación de estos auxiliares de fabricación, estructuran
     la reología del producto terminado.

35
QUESOS EXTENDIDOS Y QUESOS ANÁLOGOS


     1. En los QUESOS EXTENDIDOS se extiende la proteína
        coagulable en relación a la propia de la leche natural.


     Formulación:    Leche natural más proteínas lácteas de
       extensores.




36
2. Los QUESOS ANÁLOGOS no se formulan con leche
        natural. Exclusivamente se formulan con Ingredientes
        Lácteos.

     Ingredientes Lácteos con base en la Caseína Renina. Se
        adicionan grasas comestibles y aditivos proteicos no
        coagulables y aditivos no lácteos.

     Productos químicos y orgánicos, como emulsificantes,
       estabilizantes, Gomas e Hidrocoloides, Aromáticos,
       Reguladores de pH y colorantes e Inhibidores
       Microbianos.



37
JUSTIFICACIÓN



     Los productos lácteos extendidos y análogos, se justifican

     para   abaratar    costos,   diversificar   mercados,       cubrir

     variaciones de producción lechera, por razones climáticas,

     geográficas, ó bien, propios ciclos de producción láctea.




38
MÉXICO, PAÍS LECHERO
           PRODUCCIÓN DE LECHE DE VACA
             (Según US Dairy Export Council,
       expresado en millones de toneladas metricas)
     UNIÓN EUROPEA        77,5      MÉXICO            9,9

     RUSIA-UCRANIA        45,5      CHINA             22,1

     BRASIL               23,1      JÁPÓN             8,4

     NEW ZEALAND          15,0      ARGENTINA         8,8

     AUSTRALIA            10,4      CANADÁ            8,0




39
ESQUEMA DE PROCESO DE UN QUESO TIPO
           ASADERO    EXTENDIDO
     INFORMACIÓN.-
     Extensión de leche natural del 50 %
     Relación Grasa-Proteína es de 1.1
     Composición de la leche natural:

     VOLUMEN                        1,000 LITROS
     GRASA                          3.6 %
     PROTEÍNA                       3.1 %
     FUENTE DE GRASA                82 % de Materia Grasa
     MANTEQUILLA

40
BALANCE DE MATERIAS

     VOLUMEN          PROTEÍNA    PROTEÍNA    GRASA DE
      LECHE            TOTAL     COAGULABLE   LA LECHE
     NATURAL                        80 %
      LITROS            KILOS       KILOS      KILOS


         1,000          31,93       25,44       37,08
     (1,030 Kilos)




41
1. REQUERIMIENTOS. Extensión 1,000 litros al 50%

PROTEÍNA COAGULABLE               = 25.44 X 1.5      = 38.316 Kilos
Menos, proteína coagulable de la propia leche         -25.440 Kilos
Se necesita proteína coagulable                        12.876 Kilos
Fuente de Extensor: Caseína Ácida                    86 % Proteína
                                                        Coagulable
Cantidad de Extensor a agregar es de                   14,972 kilos
                                                  de Caseína Ácida




42
2. BALANCE DE GRASA
        Relación 1.1 (1 Kilo de Proteína / 1.1 Kilo de Grasa

     Total Proteína Coagulable                     38.316 Kilos
     Requerimiento Grasa                   x 1.1 = 42.147 Kilos
     Menos: Grasa disponible de                    37.080 Kilos
     la propia leche
     Faltan                                         5.067 Kilos
     Fuente de Obtención            Mantequilla 82 % de Grasa
     Se requieren                   6,179 Kilos de Mantequilla




43
PROCESO



     •Se transforma la caseína en Caseinato.

     •Se pasteuriza.

     •Acidificación y cuajado.

     •El proceso continúa igual a la leche natural.



44
ESQUEMA DE ELABORACIÓN DE UN QUESO
           ANÁLOGO, TIPO ASADERO
          MATERIAS PRIMAS Y FORMULACIÓN
      Formulación para 100 kilos de producto terminado.


            MATERIAS                CANTIDAD EN KILOS
      CASEÍNA RENINA                      15.000
      ALMIDÓN                             3.250
      GRASA                               37.500
      AGUA                                50.000
      SUERO DULCE EN POLVO                3.250
      CLORURO DE SODIO                    1.000


45
ESQUEMA DE ELABORACIÓN DE UN QUESO
           ANÁLOGO, TIPO ASADERO
                CONTINUACIÓN
          MATERIAS        CANTIDAD EN KILOS

 FOSFATO DISÓDICO               0.350

 CITRATO DE SODIO               1.000

 SORBATO DE POSTASIO            0.100

 DIÓXIDO DE TITANIO             0.100

 SABOR QUESO CREMA

 SABOR QUESO MOZZARELLA
46
PROCESO DEL QUESO ASADERO
                     ANÁLOGO
                     (sólo como ejemplo)


     1. Hidratar la Caseína Renina en el agua disponible, a
        50°C
     2. Adicionar Aditivos: almidón y Dióxido de Titanio.
     3. Incorporación de la Grasa.
     4. Incorporar mezcla de Suero en Polvo, Agua, Fosfato
        Disódico, Citrato de Sodio y Sal común (Cloruro de
        Sodio).


47
5. Fundido o malaxado. Elevar la temperatura hasta 71°C,
        agitando suavemente toda la mezcla. Lograr la textura
        agitando finalmente a dicha temperatura.


     6. Incorporar inhibidores microbianos y sabores disponibles.
        Mezclar bien.


     7. Moldeado. Llenado de moldes, sin tela.




48
R E S U L T AD O S


     1. Se obtuvieron 111 kilos de producto.
     2. Textura: Similar al Queso Asadero Natural.
     3. Control de pH: 5.2
     4. Rebanado: Normal
     5. Fundido: Excelente.
     6. Costo: $ 24.00 por kilo.


49
C O N CL U S I O N E S


     1. Es posible elaborar diferentes productos “Imitación

       Lácteos”, Extendidos, análogos.      Cremas, Leches,

       Yoghurt Formulados con ingredientes derivados de la

       leche y otros aditivos no lácteos.




50
C O N CL U S I O N E S

     2. Como   primer   efecto   negativo,   mencionamos     la
       inestabilidad del mercado proveedor de insumos. Todos
       los “polvos” son de importación. Se cotizan en dólares ó
       bien en Euros, según la procedencia.     Los productos
       están condicionados a situaciones climáticas, escasez ó
       abundancia de los propios países exportadores. En este
       momento, hay relativa escasez en México de algunos
       productos.

51
C O N CL U S I O N E S


     3. No se puede comparar, en ningún aspecto, un producto

       extendido o análogo con uno NATURAL, de LECHE

       LECHE, Leche de México.

                                       Leche producida en el
                                       Estado de Chihuahua.




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  • 1. QUESOS EXTENDIDOS Y ANÁLOGOS. INGREDIENTES LÁCTEOS, ADITIVOS Y AUXILIARES DE FABRICACIÓN ING. GUILLERMO SILVA SILVA CENTRO DE ESTUDIOS DE LA LECHE, A. C. TULANCINGO, HIDALGO. 1
  • 2. PRODUCTOS LÁCTEOS DESHIDRATADOS Las materias primas más frecuentes son: La leche entera La leche desnatada El Lactosuero y El suero de Mantequilla 2
  • 3. Estas materias primas reciben en primer lugar un tratamiento térmico, después un tratamiento de centrifugación, para separar grasa y partículas de caseína. Estas materias primas pueden integrar diversas fórmulas ó someterse a operaciones de concentración diferencial. 3
  • 4. MICROFILTRACIÓN – ULTRAFILTRACIÓN – NANOFILTRACIÓN Los concentrados así obtenidos reciben una concentración suplementaria, por atomización ó cilindros calefactores. Los productos lácteos deshidratados son objeto de concentración por evaporación a vacío y la desecación. 4
  • 5. LA LECHE Y SUS COMPONENTES Leche 100 % Agua 87 % Materia seca 13 % Sólidos no grasos 8.8 % Grasa 4.2 % Lactosa 4.7 % Sustancias minerales Proteína Ác. Orgánicos Compuestos orgánicos 0.65 % 3.3 % 0.18 % Minoritarios 0.14 % Caseína Proteínas del suero Proteínas de la membrana 2.7 % 0.6 % del glóbulo graso 0.04 % Composición aproximada de la leche (% en peso) (además se usan los siguientes términos: (a) Suero lácteo = suero desproteinizado = agua + lactosa + sales lácteas; (b) Plasma lácteo = leche desnatada = agua + masa sólida no láctea) 5
  • 6. ESQUEMA GENERAL DE LAS OPERACIONES TECNOLÓGICAS QUE SE UTILIZAN EN LA INDUSTRIA LECHERA
  • 7. DIFERENTES TÉCNICAS DE ELIMINACIÓN DE AGUA ULTRAFILTRACIÓN NANOFILTRACIÓN OSMOSIS INVERSA EVAPORACIÓN A VACÍO SECADO EN RODILLOS SECADO POR ATOMIZACIÓN LIOFILIZACIÓN 7
  • 8. MODIFICACIONES BIOQUÍMICAS Y FISICOQUÍMICAS QUE SE PRODUCEN DURANTE EL PROCESO DE ELABORACIÓN Se traducen en: Aumento de la concentración de todos los componentes. Incremento de viscosidad. Reducción del pH Aumento de la fuerza iónica Estos tratamientos térmicos, modifican los componentes de la leche y la organización estructural de los elementos dispersos, de las micelas de caseína y de los glóbulos grasos. 8
  • 9. CALIDAD DE LA LECHE EN POLVO DESNATADA, DESECADA POR ATOMIZACIÓN Y DESECADA EN RODILLOS RODILLOS ATOMIZACIÓN MATERIA SECA (%) 96,0 94,2 ÍNDICE DE SOLUBILIDAD (%) 94,6 99,5 ÍNDICE DE DISPERSABILIDAD 88,0 98,9 (%) WPNi (mg N. 100 g de Polvo 7,0 9,2 9
  • 10. DESNATURALIZACIÓN Modificación de la estructura en una proteína ó ácido nucleico de modo que reduce o pierde sus propiedades biológicas. La desnaturalización deforma las cadenas polipeptídicas, perdiendo la proteína las estructuras secundarias y terciarias. Esto ocurre por calor (desnaturalización térmica), productos químicos y variaciones extremas de pH. Ejemplo: Las diferencias entre un huevo crudo y un huevo cocido es la expresión clara de los efectos de la desnaturalización. 10
  • 11. DESNATURALIZACIÓN DE LAS PROTEÍNAS En las operaciones tecnológicas que implican transferencias térmicas (pasteurización, evaporación, secado, las proteínas solubles se desnaturalizan. Las temperaturas entre 65 y 75°C son críticas para el conjunto de proteínas solubles. El orden de sensibilidad al calor y al pH de la leche (6.6-6.7) es: Inmunoglobulina > Albúmina > ßlactoglobulina > αLactalbúmina. 11
  • 12. Los tratamientos térmicos que superan los 60°C, durante algunos segundos, modifican el comportamiento de la leche, frente a la acción del cuajo. Cuanto más intenso sea el tratamiento térmico, más aumenta el tiempo de coagulación de la leche y menor es su aptitud para elaborar quesos. Las condiciones de tratamientos térmicos de la leche, dependerán de la utilización que posteriormente se le vaya a dar al producto en polvo. 12
  • 13. La desnaturalización de las proteínas solubles es un indicador de la calidad del producto en polvo. El índice de Nitrógeno de las proteínas del Suero (Whey Protein Nitrogen index, WPNi) es una medida indirecta del tratamiento térmico aplicado a la leche durante el proceso de deshidratación. 13
  • 14. CLASIFICACIÓN DE LA LECHE EN POLVO DESNATADA EN FUNCIÓN DE SU “W P N i” TIPOS WPNi (mg. de N. g-1 de polvo) CALENTAMIENTO BAJO ≥ 6.0 CALENTAMIENTO MEDIO 4.5 – 5,99 CALENTAMIENTO 1,51 – 4,49 MEDIO ALTO CALENTAMIENTO ALTO ≤ 1,5 Los puntos críticos se localizan a nivel de pasteurización de la materia prima, la concentración y el secado. 14
  • 15. CASEINAS Y CASEINATOS La caseína es uno de los componentes de la leche más interesantes, por sus propiedades funcionales y nutritivas. Para su obtención, se utilizan distintas técnicas: 15
  • 16. 1. PRECIPITACIÓN ISOELÉCTRICA.- a) CASEÍNA ÁCIDA: Por acidificación química de la leche. a) CASEÍNA LÁCTICA.- Por acidificación biológica. 2. CASEÍNA AL CUAJO.- a) Por hidrólisis enzimática • MICROFILTRACIÓN TANGENCIAL: a) Obtención de Fosfo Caseína Nativa. 16
  • 17. PROCESOS POSTERIORES A LA OBTENCIÓN DE LAS CASEÍNAS PURIFICACIÓN PASTEURIZACIÓN SECADO 17
  • 18. TÉCNICA DE TRANSFORMACIÓN DE CASEÍNA ÁCIDA EN CASEINATO (Preparación de Caseinato de Sodio) 1 Kilo de Caseína Acida Adicionar la Caseína a 10 litros de agua a 45/ 48°C Adicionar el NaOH y agitar hasta que se incorpore. 22 a 40 gramos Calentar la mezcla hasta de NaOH 65 °C, agitando en Diluir 10 veces. forma constante. 18 CONTINUAR…
  • 19. TÉCNICA DE TRANSFORMACIÓN DE CASEÍNA ÁCIDA EN CASEINATO (Preparación de Caseinato de Sodio) -continuación- CONTINUAR… Adicionar el Cloruro de Calcio agitando hasta que se incorpore 30 a 40 gramos totalmente. de CaCl2 por cada Kilo de Caseína Adicionar la mezcla (Caseinato de empleada Sodio) a la leche y pasteurizar. Continuar proceso de fabricación normal. 19
  • 20. CASEINATOS Se obtienen a partir de las caseínas isoeléctricas, láctica ó ácido mineral. Son insolubles. Pueden disolverse en el agua con ayuda de productos alcalinos: Hidróxidos, Carbonatos, Fosfatos, Citratos de: Na+ K+ Ca2+ Mg2+ NH4+ La solución se calienta a 70 – 80°C, logrando una total solubilización durante 30 – 40 minutos. 20
  • 21. CASEÍNA AL CUAJO Esta técnica deriva de la fabricación de Quesos de Pasta Cocida. Consiste en coagular a 35°C la leche desnatada, añadiendo 20 ml. de cuajo (Fuerza 1/10,000) por cada 100 litros de leche. El coágulo se corta y se calienta a 60°C durante 30 minutos. Los procesos siguientes son: 21
  • 22. SEPARACIÓN DEL LACTOSUERO PURIFICACIÓN PASTEURIZACIÓN ( 75-80°c) SECADO, se efectúa con aire a 100 – 200°C 22
  • 23. COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA QUÍMICA DE LAS CASEÍNAS Se presentan en micelas, partículas esféricas de unos 30 – 300 nanómetros de diámetro y se encuentran en suspensión en la fase acuosa de la leche, sus solutos son la lactosa y las sales minerales. Se clasifican en el siguiente cuadro 23
  • 24. CASEÍNAS COMPONENTES SALINOS αS1 33 CALCIO 2.9 αS2 11 MAGNESIO 0.2 ß 33 FOSFATO 4.3 INORGÁNICO K 11 CITRATO 0.5 Y 4 TOTAL 92 8.0 CASEÍNAS 24
  • 25. BIOQUÍMICA DE LA COAGULACIÓN La coagulación de la leche por el cuajo es consecutiva a una reacción proteolítica limitada, donde la caseína constituye el sustrato. La reacción se presenta de la manera siguiente: + cuajo fosfocaseinato de Ca fosfoparacaseinato de Ca + proteasa (Soluble) (Insoluble: Cuajada) (Insoluble) 25
  • 26. APLICACIÓN DE LA CASEÍNA EN LA QUESERÍA Químicamente, la Caseína al Cuajo es un FOSFOPARACASEINATO DE CALCIO, insoluble. Para su empleo en quesos análogos, se requiere transformarla en FOSFOPARACASEINATO DE SODIO, por un intercambio iónico. 26
  • 27. INTERCAMBIO IÓNICO • EFECTO DE LAS SALES FUNDENTES Na Na Na H2O , °C , Na+ SAL Ca Ca EMULSIFICANTE Na Na Ca Ca TRATAMIENTO Ca MECÁNICO Na Na Ca Na Insoluble Na Paracaseinato de Calcio Balance de Agua 27
  • 28. CONCENTRACIÓN DE LAS PROTEÍNAS DE LA LECHE La ultrafiltración permite concentrar las caseínas y las proteínas solubles de la leche, hasta un factor de concentración de 6 a 7. Practicando una diafiltración, se obtiene una mayor pureza para eliminación de Lactosa y Sales Minerales. La técnica permite una concentración selectiva de las proteínas de la leche descremada. El concentrado obtenido es secado por aspersión. 28
  • 29. MPC ( MILK PROTEIN CONCENTRATE) Se conocen como MPC 40 – MPC 42 – MPC 56 – MPC 70- 85 y otros, según el grado de concentración de proteínas. En estos productos, sólo es coagulable la Caseína, es decir, el 80 % del contenido de proteínas. Ejemplo: MPC 42 = 42 % PROTEÍNA TOTAL 33.60 % PROTEÍNA COAGULABLE 29
  • 30. CONCENTRADOS DE PROTEÍNAS DE SUERO Se obtienen por: Ultrafiltración del Lactosuero Separación por Intercambio Iónico Diafiltración Nanofiltración Los concentrados se conocen como: WPC ( Whey Protein Concentrate), con contenidos variables de proteínas: WPC 34 – WPC 80 y otros. Son PROTEÍNAS SOLUBLES, por lo tanto, NO COAGULABLES. 30
  • 31. HIDROCOLOIDES ESPESAR – GELIFICAR – ESTABILIZAR Entre los ingredientes pulverizantes utilizados en la preparación de productos lácteos, los Agentes de Textura ( Espesantes, Gelificantes ó Estabilizantes ) son macro moléculas encargadas de modificar los aspectos físicos del producto. 1. ESPESAR.- Cambiar la viscosidad del medio. Por la sola presencia de las macromoléculas en el medio, se detiene la movilidad, que puede ser acentuada cuando existen interacciones. Esto se traduce por un aumento de la viscosidad. 31
  • 32. HIDROCOLOIDES ESPESAR – GELIFICAR – ESTABILIZAR 2. GELIFICAR.- Fijar el medio y conferirle una forma física. El gel sólo puede ser formado por interacción de macromoléculas capaces de asociarse para crear una cortina tridimensional. Esta estructuración se puede hacer con las macromoléculas de la misma naturaleza o de naturaleza diferente. Se habla en este caso de “SINERGIA”. 32
  • 33. HIDROCOLOIDES ESPESAR – GELIFICAR – ESTABILIZAR 3. ESTABILIZAR.- Mantener en suspensión los elementos que tengan tendencia natural a separarse. Esto puede ser obtenido: Por aumento de la viscosidad cuando esto es compatible con el perfil del producto terminado. Por creación de una cortina tridimensional que retiene las partículas. 33
  • 34. HIDROCOLOIDES ESPESAR – GELIFICAR – ESTABILIZAR Los Agentes de Textura son Hidrocoloides de naturaleza polisacárida: Almidones, Guars, Carubes, Alginatos, Carragenanos, Agar-Agar, Xantano, Pectinas, etc. 34
  • 35. HIDROCOLOIDES ESPESAR – GELIFICAR – ESTABILIZAR La mayor parte entre ellos y muy particularmente los polisacáridos, se presentan bajo la forma de un polvo, en el cual, cada grano es en realidad una pelota de macromoléculas enredadas. Para que ellos puedan dar todo su efecto de estructuración, es necesario que en un estado de fabricación, las macromoléculas se encuentren individualizadas en el medio, para poder enseguida asociarse y provocar así las texturación del producto. Es entonces importante que su aplicación sea correctamente efectuada. La aportación de estos auxiliares de fabricación, estructuran la reología del producto terminado. 35
  • 36. QUESOS EXTENDIDOS Y QUESOS ANÁLOGOS 1. En los QUESOS EXTENDIDOS se extiende la proteína coagulable en relación a la propia de la leche natural. Formulación: Leche natural más proteínas lácteas de extensores. 36
  • 37. 2. Los QUESOS ANÁLOGOS no se formulan con leche natural. Exclusivamente se formulan con Ingredientes Lácteos. Ingredientes Lácteos con base en la Caseína Renina. Se adicionan grasas comestibles y aditivos proteicos no coagulables y aditivos no lácteos. Productos químicos y orgánicos, como emulsificantes, estabilizantes, Gomas e Hidrocoloides, Aromáticos, Reguladores de pH y colorantes e Inhibidores Microbianos. 37
  • 38. JUSTIFICACIÓN Los productos lácteos extendidos y análogos, se justifican para abaratar costos, diversificar mercados, cubrir variaciones de producción lechera, por razones climáticas, geográficas, ó bien, propios ciclos de producción láctea. 38
  • 39. MÉXICO, PAÍS LECHERO PRODUCCIÓN DE LECHE DE VACA (Según US Dairy Export Council, expresado en millones de toneladas metricas) UNIÓN EUROPEA 77,5 MÉXICO 9,9 RUSIA-UCRANIA 45,5 CHINA 22,1 BRASIL 23,1 JÁPÓN 8,4 NEW ZEALAND 15,0 ARGENTINA 8,8 AUSTRALIA 10,4 CANADÁ 8,0 39
  • 40. ESQUEMA DE PROCESO DE UN QUESO TIPO ASADERO EXTENDIDO INFORMACIÓN.- Extensión de leche natural del 50 % Relación Grasa-Proteína es de 1.1 Composición de la leche natural: VOLUMEN 1,000 LITROS GRASA 3.6 % PROTEÍNA 3.1 % FUENTE DE GRASA 82 % de Materia Grasa MANTEQUILLA 40
  • 41. BALANCE DE MATERIAS VOLUMEN PROTEÍNA PROTEÍNA GRASA DE LECHE TOTAL COAGULABLE LA LECHE NATURAL 80 % LITROS KILOS KILOS KILOS 1,000 31,93 25,44 37,08 (1,030 Kilos) 41
  • 42. 1. REQUERIMIENTOS. Extensión 1,000 litros al 50% PROTEÍNA COAGULABLE = 25.44 X 1.5 = 38.316 Kilos Menos, proteína coagulable de la propia leche -25.440 Kilos Se necesita proteína coagulable 12.876 Kilos Fuente de Extensor: Caseína Ácida 86 % Proteína Coagulable Cantidad de Extensor a agregar es de 14,972 kilos de Caseína Ácida 42
  • 43. 2. BALANCE DE GRASA Relación 1.1 (1 Kilo de Proteína / 1.1 Kilo de Grasa Total Proteína Coagulable 38.316 Kilos Requerimiento Grasa x 1.1 = 42.147 Kilos Menos: Grasa disponible de 37.080 Kilos la propia leche Faltan 5.067 Kilos Fuente de Obtención Mantequilla 82 % de Grasa Se requieren 6,179 Kilos de Mantequilla 43
  • 44. PROCESO •Se transforma la caseína en Caseinato. •Se pasteuriza. •Acidificación y cuajado. •El proceso continúa igual a la leche natural. 44
  • 45. ESQUEMA DE ELABORACIÓN DE UN QUESO ANÁLOGO, TIPO ASADERO MATERIAS PRIMAS Y FORMULACIÓN Formulación para 100 kilos de producto terminado. MATERIAS CANTIDAD EN KILOS CASEÍNA RENINA 15.000 ALMIDÓN 3.250 GRASA 37.500 AGUA 50.000 SUERO DULCE EN POLVO 3.250 CLORURO DE SODIO 1.000 45
  • 46. ESQUEMA DE ELABORACIÓN DE UN QUESO ANÁLOGO, TIPO ASADERO CONTINUACIÓN MATERIAS CANTIDAD EN KILOS FOSFATO DISÓDICO 0.350 CITRATO DE SODIO 1.000 SORBATO DE POSTASIO 0.100 DIÓXIDO DE TITANIO 0.100 SABOR QUESO CREMA SABOR QUESO MOZZARELLA 46
  • 47. PROCESO DEL QUESO ASADERO ANÁLOGO (sólo como ejemplo) 1. Hidratar la Caseína Renina en el agua disponible, a 50°C 2. Adicionar Aditivos: almidón y Dióxido de Titanio. 3. Incorporación de la Grasa. 4. Incorporar mezcla de Suero en Polvo, Agua, Fosfato Disódico, Citrato de Sodio y Sal común (Cloruro de Sodio). 47
  • 48. 5. Fundido o malaxado. Elevar la temperatura hasta 71°C, agitando suavemente toda la mezcla. Lograr la textura agitando finalmente a dicha temperatura. 6. Incorporar inhibidores microbianos y sabores disponibles. Mezclar bien. 7. Moldeado. Llenado de moldes, sin tela. 48
  • 49. R E S U L T AD O S 1. Se obtuvieron 111 kilos de producto. 2. Textura: Similar al Queso Asadero Natural. 3. Control de pH: 5.2 4. Rebanado: Normal 5. Fundido: Excelente. 6. Costo: $ 24.00 por kilo. 49
  • 50. C O N CL U S I O N E S 1. Es posible elaborar diferentes productos “Imitación Lácteos”, Extendidos, análogos. Cremas, Leches, Yoghurt Formulados con ingredientes derivados de la leche y otros aditivos no lácteos. 50
  • 51. C O N CL U S I O N E S 2. Como primer efecto negativo, mencionamos la inestabilidad del mercado proveedor de insumos. Todos los “polvos” son de importación. Se cotizan en dólares ó bien en Euros, según la procedencia. Los productos están condicionados a situaciones climáticas, escasez ó abundancia de los propios países exportadores. En este momento, hay relativa escasez en México de algunos productos. 51
  • 52. C O N CL U S I O N E S 3. No se puede comparar, en ningún aspecto, un producto extendido o análogo con uno NATURAL, de LECHE LECHE, Leche de México. Leche producida en el Estado de Chihuahua. 52