estudio de la aptitud de coagulación en leches con
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Facultad de Ciencias Veterinarias
-UNCPBA-
Estudio de la aptitud de coagulación en
leches con diversos
Recuentos de células somáticas
Suárez, Lautaro Emanuel; Vera, María Soledad; Bruschi, Julieta
Diciembre, 2018
Tandil
Estudio de la aptitud de coagulación en leches con diversos
recuentos de células somáticas
Tesis de la Carrera de Licenciatura en Tecnología de los Alimentos, presentada
como parte de los requisitos para optar al título de grado de Licenciado del
estudiante: Lautaro Emanuel Suárez
Directora: Dra. Bruschi, Julieta Codirectora: Lic. Vera, María Soledad Evaluador: Vet. Pena, Miguel Ángel
Agradecimientos
Expreso mi agradecimiento, en primer lugar, a mi Directora de tesis, Julieta
Bruschi y codirectora María Soledad Vera por el apoyo brindado a lo largo de
todo el transcurso de tesis. A Ayelén Barraza y Miguel Ángel Pena por la
predisposición y profesionalismo obtenido a lo largo de todas mis prácticas.
A la fábrica en la que realicé mis prácticas y todos sus integrantes, que me
dieron el espacio y toda la ayuda posible para recolectar los datos del trabajo.
A toda mi familia y amigos, ya que con sin su gran apoyo e incentivo fueron los
responsables de que se pudiera llevar a cabo el objetivo.
Y por último a todos los docentes integrantes del Departamento de Tecnología
y Calidad de los Alimentos de la Facultad de Ciencias Veterinarias –
Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires por la
enseñanza brindada a lo largo de toda mi etapa profesional.
Muchas gracias
Resumen
En el presente trabajo se analizó la relación e importancia que conlleva la
utilización de leches con diferentes recuentos de células somáticas sobre la
aptitud de coagulación en la industria quesera. Para esto se utilizaron leches
provenientes de un tambo ubicados en la ciudad de Tandil con Recuentos de
Células Somáticas (RCS) altos, medios y bajos para la elaboración de quesos.
Las células somáticas son células blancas propias del organismo que le sirven
como defensa a la glándula mamaria de la vaca contra organismos patógenos
y son un indicador que permite conocer el estado sanitario de la ubre sobre la
mastitis, enfermedad que repercute sobre la calidad de la leche. Se realizaron 3
elaboraciones, cada una de ellas con diferentes RCS, controlando distintas
variables en cada una de las etapas del proceso quesero. La utilización de
leches con RCS mayores a 2.000.000 (CS) por mililitro arrojó inicialmente
menor contenido en proteínas, materia grasa y lactosa como también mayores
porcentajes de proteína y materia grasa en suero, en cambio, con RCS entre
28.500 y 520.000 (CS) por mililitro arrojaron inicialmente mayores contenidos
en proteínas, materia grasa y lactosa como también mayores porcentajes de
proteína y materia grasa en suero. Por otro lado, se obtuvieron mayores
pérdidas porcentuales por merma como también un menor rendimiento
quesero. Se concluyó que la utilización de leches con altos RCS proveniente de
animales con mastitis subclínica, impacta negativamente sobre la elaboración
de quesos ocasionando modificaciones en la composición que afectan la
formación óptima de la cuajada y pérdidas de sólidos totales por suero,
disminuyendo así el rendimiento quesero final. Por ello es importante
concientizar a las industrias lácteas sobre la importancia de utilizar leche de
buena calidad ya que ésta condiciona la calidad del producto final y su
rendimiento.
Palabras clave: recuento de células somáticas, calidad, rendimiento quesero,
quesería.
Índice
1. Introducción 1
2. Objetivos 2
3. Marco Teórico 3
3.1 Leche: Definición y parámetros generales del Código Alimentario
Argentino 3
3.2 Impacto e importancia de leches mastíticas sobre la calidad
de la leche 4
3.3 Aptitud de Coagulación 6
3.4 Historia del queso 11
3.5 Queso: Especificaciones y características generales 12
3.6 Queso de pasta semidura: Holanda 13
3.7 Importancia de leches con altos recuentos de células somáticas en
la industria quesera 14
3.8 Rendimiento Quesero 15
3.9 Operaciones indispensables en quesería y su impacto en el queso 17
3.10 Flujograma: Proceso de elaboración 29
4. Materiales y métodos 30
4.1 Control de calidad en leche cruda 30
4.2 Elaboración 31
4.3 Control de calidad del Suero 32
5. Resultados y discusión 32
5.1 Determinaciones en leche cruda 32
5.2 Proceso de elaboración 34
5.3 Merma porcentual 37
5.4 Rendimiento quesero 38
5.5 Características del suero de quesería 39
6. Conclusión 41
7. Bibliografía consultada 42
1
1- Introducción
La leche es uno de los productos más valorados a nivel mundial. Varios son los
parámetros que impactan en la transformación de leche en queso y el conocimiento
de estos factores podría representar una ventaja competitiva para la industria
quesera (Escobar et al., 2014).
Factores como la escasa sanidad inicial de la leche evidenciada por altos recuentos
de células somáticas generan un gran impacto a nivel industrial sobre la aptitud de
coagulación quesera y a la calidad del producto final.
El recuento de células somáticas (RCS) o el número de células somáticas por
mililitro de leche, es un indicador útil para evaluar la salud de la glándula mamaria.
Una leche de buena calidad coagula rápidamente en presencia del cuajo y forma
un gel firme, que desuera con facilidad generando una cuajada de textura y
composición adecuadas. Los factores que influyen son el contenido en caseínas,
calcio soluble, fosfato cálcico coloidal, tamaño de las micelas y el pH (Tornadijo et
al., 1998).
La utilización de leches provenientes de animales con mastitis subclínica con altos
recuentos de células somáticas impacta negativamente en la aptitud de
coagulación lo cual genera mayor porcentaje de humedad, pérdida de sólidos
totales en el suero (particularmente proteína y grasa), incrementos en tiempos de
coagulación, disminución de la firmeza en la cuajada, menor porcentaje de
caseínas indispensables para cuajar y a su vez alteraciones en textura, sabor y
aroma (Corbellini et al., 2005).
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2- Objetivos
Objetivo general
Analizar la relación de la utilización de leches con diferentes recuentos de células
somáticas (RCS) sobre el proceso de coagulación aplicada a la industria quesera.
3
3- Marco teórico
3.1- Leche: Definición y parámetros generales del Código Alimentario
Argentino
Según el Código Alimentario Argentino (C.A.A), “con la denominación de Leche sin
calificativo alguno, se entiende el producto obtenido por el ordeño total e
ininterrumpido, en condiciones de higiene, de la vaca lechera en buen estado de
salud y alimentación, proveniente de tambos inscriptos y habilitados por la
Autoridad Sanitaria Bromatológica Jurisdiccional y sin aditivos de ninguna especie.
La leche proveniente de otros animales, deberá denominarse con el nombre de la
especie productora” (C.A.A, 2006).
De acuerdo a la problemática planteada en el presente trabajo, se tuvieron en
cuenta los siguientes parámetros y o valores de referencia:
Tabla 1 -Características físico químicas que debe tener la leche para la
elaboración de productos lácteos:
Respecto al recuento total de Mesófilos aerobios a 30ºC deberá cumplir con un
valor máximo de 200.000 UFC/cm3.
4
El valor correspondiente a la media geométrica de los resultados de las muestras
analizadas durante un período de dos meses, con al menos dos muestras al mes,
de la leche cruda en el momento de la recepción en el establecimiento de
tratamiento térmico y/o transformación
En cuanto al recuento de células somáticas deberá contener como máximo
400.000 por cm3.
Valor correspondiente a la media geométrica de los resultados de las muestras
analizadas durante un período de tres meses, con al menos una muestra al mes,
de la leche cruda en el momento de la recepción en el establecimiento de
tratamiento térmico y/o transformación (C.A.A, 2014).
3.2- Impacto e importancia de leches mastíticas sobre la calidad de la leche
La mastitis bovina es una enfermedad infecto-contagiosa de los cuartos o glándulas
mamarias, en la cual la inflamación se produce como respuesta a la invasión, a
través del canal del pezón, de diferentes tipos de bacterias, micoplasmas, hongos,
levaduras y hasta algunos virus. Sin embargo, las bacterias de los géneros
Staphylococcus, Streptococcus, Corynebacterium y algunos gérmenes Gram
negativos, son responsables de más del 90 % de los casos. La enfermedad puede
cursar como subclínica o como clínica, con alteraciones macroscópicas de la leche
y síntomas palpables de la ubre o de tipo sistémico en todo el animal (Chaves,
2015).
La forma clínica presenta inflamación, dolor, rubor, endurecimiento, calor en los
cuartos o glándulas mamarias afectadas y en la leche presencia de coágulos o
grumos, en la cual su color varía entre amarillo o rojizo por la presencia de pus o de
sangre con pérdidas parciales o totales de la producción de leche, en casos
severos, presenta un aumento de la temperatura corporal, del pulso, decaimiento,
pérdida del apetito y shock. En cuanto a la forma subclínica, hay ausencia de
signos clínicos en la ubre y la leche. En ambos casos hay un aumento de las
células somáticas (Corbellini., 2017).
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Las células somáticas, aumentan durante la mastitis y se originan de las células
epiteliales o células secretoras que cuando sufren un proceso de envejecimiento o
son alteradas por agentes infecciosos, se descaman y son sustituidas por otras
eliminándose en la leche. Este rompimiento de la barrera endotelial, origina una
mayor difusión de componentes del plasma sanguíneo. En cambio, las otras
células, son las polimorfonucleares (PMN) conformadas por macrófagos, neutrófilos
y linfocitos formando la primera línea de defensa inmunológica contra bacterias que
penetran la barrera física del canal del pezón, los cuales protegen a la glándula
mamaria por medio de la fagocitosis y la muerte intracelular. Como segunda línea
de defensa a destacar le siguen los linfocitos, ya que son las únicas células del
sistema inmune que reconocen antígenos por medio de receptores de membrana y
que son específicos para patógenos invasores. (Hernández y Bedolla, 2008)
En una leche sin ningún grado de mastitis subclínica el conteo de células es bajo,
pero en leches procedentes de cuartos con mastitis, los PMN se incrementan
según la severidad de la inflamación. Poseen la función de fagocitar, lisar los
microorganismos patógenos y remover los deshechos producidos en el foco de
infección mediante enzimas e inhibidores bacterianos como: proteasas, lipasas y
fosfolipasas; que se incorporan a la leche acelerando la descomposición de la
proteína y la grasa, y reduciendo la vida útil de los diferentes derivados lácteos
(Calderón et al., 2011).
A su vez el paso rápido de los leucocitos sanguíneos a la luz alveolar es uno de los
mecanismos naturales más importantes de defensa contra la mastitis. En el caso
de una glándula mamaria sana se puede observar un contenido menor de 100 mil
leucocitos por mililitro de leche. El contenido de leucocitos aumenta como una
respuesta a los microorganismos invasores. En el caso de la mastitis aguda, los
conteos pueden llegar hasta millones de células somáticas por mililitro (Hernández
y Bedolla, 2008).
Debido a esto, puede existir una marcada alteración de la permeabilidad capilar
que produce cambios en la composición de la leche, algunos de ellos son:
- Disminución de la cantidad y la calidad de caseína sintetizada.
- Disminución de la grasa butirosa.
- Disminución de la lactosa.
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- Disminución de los Sólidos no Grasos (SNG)
- Disminución del Calcio y Potasio
- Aumento de la concentración de Sodio y Cloruros.
- Aumento de las proteínas séricas.
- Aumento de las enzimas (lipasas y proteolíticas)
- Aumento de las células somáticas.
El recuento de células somáticas (RCS/ml) en leche cruda, ha demostrado ser un
parámetro confiable del grado de respuesta inflamatoria de los cuartos mamarios
infectados y está fuertemente correlacionado tanto con el nivel de producción como
con la calidad de la leche producida. En especial, en la producción de quesos, la
actividad lipolítica y proteolítica, debidas tanto a las bacterias como a los
polimorfonucleares neutrófilos (PMN), son responsables de los menores
rendimientos industriales (mayor % de humedad, pérdida de sólidos totales en el
suero, alargamiento del tiempo de coagulación, necesidad de mayor concentración
de starters, etc.), así como de alteraciones en textura, sabor, aromas y sobrevida
durante la maduración (Corbellini et al., 2005).
3.3- Aptitud de Coagulación
Las leches pueden presentar aptitudes distintas para formar, por la acción del
cuajo, un gel de características reológicas tales que pueda, sin pérdidas
importantes, resistir las acciones mecánicas necesarias para el desuerado.
La coagulación enzimática puede dividirse en dos partes, una primaria (hidrólisis
enzimática) y otra secundaria (agregación). Se identifican cuatro variables
importantes como son pH de coagulación, temperatura, concentración enzimática y
el CaCl2 adicionado.
La eficiencia de elaboración del queso se evalúa básicamente teniendo en cuenta
el tiempo de coagulación, la firmeza, el desuerado, la sinéresis y la resistencia al
corte (Vásquez et al., 2014).
Una leche presenta buena aptitud de coagulación cuando coagula rápidamente en
presencia del cuajo y forma un gel firme, que desuera con facilidad generando una
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cuajada de textura y composición adecuadas, que tras su maduración da lugar a un
queso de buena calidad (Tornadijo et al., 1998).
Los criterios de control habitualmente utilizados para seguir el fenómeno de
coagulación y definir la aptitud de una leche para la coagulación son el tiempo de
coagulación, la velocidad de endurecimiento del gel y su dureza máxima y,
eventualmente, la velocidad y la importancia de la sinéresis.
El tiempo de coagulación es la suma del tiempo de floculación más endurecimiento,
es decir, el tiempo que transcurre desde la adición del cuajo con la aparición de los
primeros "granos" hasta que se sueldan produciéndose la formación del gel que
poco a poco va adquiriendo un cierto grado de dureza.
La evolución del gel se caracteriza por una retracción del retículo proteico con
expulsión del suero; ello constituye el fenómeno de sinéresis, cuya intensidad y
velocidad condicionan en gran parte el futuro del queso.
Las diferencias de comportamiento de la leche frente al cuajo están ligadas,
generalmente, a diferencias en ciertas características originales e inherentes de las
leches como lo son el contenido en caseínas, calcio soluble, fosfato cálcico
coloidal, tamaño de las micelas, y el pH (Tornadijo et al., 1998).
Contenido en caseínas / Tamaño micelar / Concentración de calcio soluble y
de fosfato cálcico
Se ha demostrado que las interacciones iónicas e hidrofóbicas mantienen la
integridad estructural de la micela de caseína, así como la κ-caseína (κ-CN) limita
el proceso de asociación proteica, determinando el tamaño final y estabilidad de la
micela.
La micela está formada por un conjunto de subunidades de naturaleza
exclusivamente proteica y de composición variable, que se asocian las unas con
las otras a través de elementos minerales (Ca, Mg y fosfato). Son gránulos
coloidales hidrófilos, que deben su estabilidad a dos factores, la carga eléctrica
neta y el grado de hidratación. Éstas poseen un interior de naturaleza hidrofóbica,
formado por las partes apolares de las caseínas, y una cubierta de naturaleza
8
polar. Dichas subunidades se juntan entre ellas a través de Ca y de fosfato mineral
dando lugar a la formación de la micela. La localización superficial atribuida a la
caseína K se deduce con la observación según la cual una quimosina inmovilizada,
y en consecuencia incapaz de penetrar en la micela, hidroliza la casi totalidad de la
proteína (Eck, 1990).
Se ha demostrado que existe relación entre la dimensión media de las micelas y el
tiempo de coagulación. Este disminuye cuando aumenta el tamaño de las micelas.
Se sabe que las micelas de gran tamaño son ricas en fosfato cálcico coloidal y
caseína K como también son las más hidratadas (Veisseyre, 1998).
Si la concentración de caseínas es baja, la velocidad de agregación es lenta
comparada con la velocidad de hidrólisis de la k-caseína; a elevada concentración,
el tiempo de coagulación viene determinado por la velocidad de acción del cuajo
(Escobar et al., 2014).
Parece ser, en general, que el tiempo de coagulación es más largo cuanto menor
sea el contenido inicial en proteínas como también el diámetro medio de las
micelas. La causa de esta relación puede encontrarse en la composición de las
micelas, sobre todo en sus contenidos en k-caseína y en fosfato cálcico coloidal
que son función de sus dimensiones. Está comúnmente admitido que el gel
obtenido a partir de una leche con micelas de caseína grandes es más firme y se
presta mejor al desuerado acelerado con trabajo mecánico. La salud de la ubre es
otro de los factores que afectan la calidad de la leche y, por consiguiente, la
producción de queso. El alto contenido de RCS redunda en un mayor tiempo de
coagulación de la leche, presentando un coagulo más débil, lo que conduce a una
mala sinéresis y a un bajo rendimiento quesero (Tornadijo et al., 1998).
Otra particularidad, poco difundida, es el contenido de urea en leche, la cual
produce una disociación parcial de la caseína, calcio y fosfato hacia la fase soluble.
Altas concentraciones de urea son causa directa o indirecta de problemas como un
incremento en el tiempo de coagulación, la formación de una cuajada más débil y
menos estructurada, el desarrollo prematuro de fermentaciones irregulares y
cambios en la proteólisis de la masa (Escobar et al., 2014).
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Por otro lado, la presencia de iones calcio, en cantidad suficiente, es indispensable
para la floculación de las micelas de caseína modificadas por la acción del cuajo.
Las micelas, después de la acción del cuajo, se muestran muy sensibles a los
iones de calcio y pequeñas variaciones en la concentración de estos iones en las
leches pueden afectar notablemente al tiempo de coagulación y a la dureza del gel.
El fosfato cálcico coloidal sensibiliza la paracaseína a los iones Ca++. Por lo tanto,
el tiempo de coagulación disminuye a medida que el contenido en fosfato cálcico
coloidal aumenta, al mismo tiempo, pudiéndose constatar un incremento de la
firmeza del gel (Veisseyre, 1998).
La aptitud de la leche para la coagulación no está ligada únicamente a la
concentración en calcio. Depende también del contenido en fosfato cálcico coloidal
micelar. El tiempo de coagulación es tanto más corto y el gel es tanto más firme y
se presta tanto mejor al desuerado cuanto más elevado sea el contenido en fosfato
cálcico coloidal de la leche.
pH / Alimentación / Etapa de lactación
Con un pH de coagulación comprendido entre 6,55-6,60 podremos rápidamente
observar la relación tiempo de floculación y tiempo de endurecimiento (Gauna,
2003).
Un descenso del pH de la leche, de 6,7 a 6 disminuye el tiempo de coagulación y
conlleva la formación de un gel que se endurece más rápidamente.
Este fenómeno es consecuencia de la influencia del pH a la vez sobre la actividad
del cuajo (máxima a pH 5,5) y sobre la estabilidad de las micelas, que decrece con
el pH por neutralización de las cargas negativas y liberación de iones Ca+2.
Caso contrario, a pH igual o superiores a 7, alarga el tiempo de coagulación e
incluso puede impedir que ésta se produzca (Tornadijo et al., 1998).
La alimentación tiene su influencia en la aptitud de la leche para ser coagulada
por el cuajo. Numerosos queseros han constatado que la leche de vacas que viven
en las cimas de montaña coagula mejor que la de las que viven en zonas
cenagosas (gran cantidad de cieno o lodo).
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La transición de la alimentación de invierno al pasto de primavera se acompaña
también de variaciones importantes en la composición de la leche. El paso al pasto
se traduce especialmente en un aumento en el contenido en caseína y en la dureza
del gel. La naturaleza del pasto también puede intervenir; la leche producida a
partir de trébol blanco da un gel más cerrado que la producida a partir de raigrás.
Puede también influir la etapa de la lactación.
Durante las primeras semanas, la disminución de la concentración de caseína,
calcio y fósforo inorgánico se traduce en una disminución sensible de la dureza del
gel. En general, la coagulación es más rápida y el coágulo más firme en las leches
a mitad de la lactación. Por el contrario, las leches del final de la lactación coagulan
más difícilmente y dan lugar a geles blandos. Estas leches poseen, como las
leches mamíticas, una fuerte actividad de la plasmina. Esta evolución está ligada a
la de la relación Ca/N en la leche (Tornadijo et al., 1998).
3.4- Historia del queso
Los orígenes del queso, al igual que los de la leche, se remontan a miles de años
atrás. Se cree que el queso se descubrió por accidente.
Cuenta la leyenda que un pastor árabe volvía a su morada con la leche de las
ovejas dentro de una bolsa hecha con la tripa de uno de sus corderos y que
después de caminar a pleno sol, al abrir la bolsa, la leche estaba cuajada, sólida,
hecha queso.
A través de los siglos, este producto lácteo ha derivado en cientos de tipos y
variedades. Aunque la mayor parte de los quesos se elaboran con leche de vaca,
también se emplean en la industria leches de cabra y oveja.
El sabor y la textura del queso dependen del tipo de leche que se utiliza.
Para conseguir el producto final que se desea, intervienen factores cruciales como
el proceso, los ingredientes utilizados y las condiciones de almacenamiento.
Históricamente, e l queso es una comida antigua cuyos orígenes pueden ser
anteriores a la historia escrita. Descubierto probablemente en Asia Central o en
Oriente Medio, su fabricación se extendió a Europa y se había convertido en una
empresa sofisticada ya en época romana.
11
Se dice, que la creación del queso se hizo de forma fortuita y accidental por un
pastor, a quien le fermentó la leche, se coaguló y luego con la ayuda de un poco
de sal y los agentes naturales climatológicos consiguió crear el primer queso.
Actualmente, los quesos se dividen en diferentes categorías dependiendo del
contenido en materia grasa (Doble crema, grasos, semigrasos, magros,
descremados), humedad y tipo de pasta (frescos, pasta blanda, semidura y dura).
Hoy en día las variedades de queso más populares se elaboran industrialmente y el
queso es un producto de exportación importante en las economías de los
principales países productores como Francia, Australia y Nueva Zelanda.
La Argentina se encuentra como uno de los principales productores mundiales de
este producto. Fue a mediados del siglo XIX cuando esta actividad productiva
desarrolló su mayor crecimiento para alcanzar un importante protagonismo en la
actualidad, debido probablemente a una joven tradición en la elaboración de
quesos implantada por los inmigrantes europeos que aportaron sus tecnologías,
principalmente italianas, españolas, suizas, etc. Fueron ellos los propulsores que
dejaron sus escuelas para esta industria nacional que evoluciona día tras día.
3.5- Queso: Especificaciones y características generales
“El queso es el producto fresco o madurado que se obtiene por separación parcial
del suero de la leche o leche reconstituida (entera, parcial o totalmente
descremada) o de sueros lácteos, coagulados por la acción física, del cuajo, de
enzimas específicas, de bacterias específicas, de ácidos orgánicos, solos o
combinados, todos de calidad apta para uso alimentario; con o sin el agregado de
sustancias alimenticias y/o especias y/o condimentos, aditivos específicamente
indicados, sustancias aromatizantes y materiales colorantes” (CAA, 2006).
Básicamente, los quesos son una forma de conservación de los componentes
insolubles de la leche: la caseína y la materia grasa; se obtienen por coagulación
de la leche seguida del desuerado, en donde el lactosuero se separa de la cuajada.
El mismo, contiene la mayor parte del agua y de los componentes solubles de la
leche, quedando una pequeña fracción en la cuajada (Alais, 1988).
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El Código Alimentario Argentino (C.A.A.) proporciona una definición de quesos
basada en el Codex Alimentarius, el cual define al queso como el producto blando,
semiduro, duro y extra duro, madurado o no madurado, pudiendo estar recubierto o
no, y aclara además que la proporción entre las proteínas de suero y la caseína no
debe ser superior a la de la leche. Respecto a la tecnología de elaboración debe
ser obtenido mediante: (a) coagulación total o parcial de la proteína de la leche,
leche desnatada/descremada, leche parcialmente desnatada/descremada, nata
(crema), nata (crema) de suero o leche de mantequilla/manteca, o de cualquier
combinación de estos materiales, por acción del cuajo u otros coagulantes idóneos,
y por escurrimiento parcial del suero que se desprende como consecuencia de
dicha coagulación. El principio de la elaboración del queso resulta en la
concentración de la proteína láctea (especialmente la porción de caseína), por
consiguiente, el contenido de proteína del queso deberá ser mayor que el de la
materia prima con la que se elaboró el queso. (b) Técnicas de elaboración que
incluyan la coagulación de la proteína de la leche y/o de productos obtenidos de la
leche que permitan obtener un producto final que cumpla con las características del
producto definido en el apartado (a) (Codex Alimentarius, 2015).
De acuerdo al contenido de materia grasa del extracto seco (%):
- Extra graso o Doble crema: cuando contengan no menos del 60 %.
- Grasos: cuando contengan entre 45,0 y 59,9 %.
- Semi-grasos: cuando contengan entre 25,0 y 44,9 %.
- Magros: cuando contengan entre 10,0 y 24,9 %.
- Descremados: cuando contengan menos de 10,0 %.
De acuerdo con el contenido de humedad (%):
- Quesos de baja humedad (generalmente conocidos como de pasta dura):
humedad hasta 35,9 %.
- Quesos de mediana humedad (generalmente conocidos como de pasta
semidura): humedad entre 36,0 y 45,9 %.
- Quesos de alta humedad (generalmente conocidos como de pasta blanda o
macíos): humedad entre 46,0 y 54,9 %.
- Quesos de muy alta humedad (generalmente conocidos como de pasta muy
blanda o mole): humedad no menor a 55,0 % (C.A.A, 2006).
13
3.6- Queso de pasta semidura: Holanda
En base a lo detallado y categorizado anteriormente, con la denominación de
Queso Holanda, se entiende el producto de mediana humedad, semi-graso,
elaborado con leche parcialmente descremada, acidificada por cultivo de bacterias
lácticas y coaguladas por cuajo y/o enzimas específicas.
Según el Código Alimentario Argentino deberá cumplir las siguientes exigencias:
a. Masa: semi-cocida, moldeada, prensada, salada y madurada.
b. Pasta: compacta, firme, elástica, con algunos ojos bien diseminados; sabor y
aroma dulce, ligeramente picante, suaves, agradables, bien desarrollados; color
amarillento uniforme.
c. Corteza: lisa y de consistencia adecuada.
d. Forma: esférica, ligeramente achatada en ambas caras.
e. Tamaño: peso y tiempo de maduración:
- Grande: más de 5 kg y hasta 10 kg. Maduración mín. 2 meses.
- Mediano: 1,5 kg a 5 kg. Maduración mín. 1,5 meses.
- Chicos: menos de 1,5 kg. Maduración mín. 1 mes.
3.7- Importancia de leches con altos recuentos de células somáticas en la
industria quesera
Como se menciona en la página 1, las células somáticas son células blancas
propias del organismo que le sirven como defensa a la glándula mamaria de la
vaca contra organismos patógenos, siendo su recuento, un indicador útil tanto para
la concentración de leucocitos en leche como de la salud de los cuartos mamarios,
el cual se asocia a varios factores y principalmente a la presencia de mastitis en los
hatos lecheros.
Durante la mastitis, el epitelio de las células alveolares de la glándula mamaria se
modifica y aumenta la permeabilidad de la membrana. Estos cambios reducen la
síntesis de algunos componentes de la leche, como lo son las caseínas, la lactosa
y el fosfato de calcio coloidal asociado a la caseína, permitiendo el paso directo de
minerales, proteínas y enzimas desde la sangre a la leche (Na, K, Cl, albúminas,
plasmina y plasminógeno). Se ha reportado que altos niveles de células somáticas
14
en leche se correlacionan con menores niveles de caseína indispensables para la
coagulación aumentando la actividad enzimática proteolítica como lo es la plasmina
y la proteasa alcalina nativa de la leche, provocando así, la degradación de las
caseínas (Vásquez et al., 2014).
El efecto del RCS sobre las propiedades de coagulación de la leche y la aptitud
quesera ha sido ampliamente estudiado. Altos RCS en la leche se han asociado a
incrementos en tiempos de coagulación y disminución de la firmeza de la cuajada.
Por consiguiente, la concentración de proteína y grasa es menor lo cual se refleja
como pérdidas de sólidos totales en el lactosuero de queso, aumentando así, la
composición de nitrógeno no proteico en el mismo.
Por otro lado, se ha encontrado en quesos con leches de las mismas
características dispuestas anteriormente, una alteración en sus características
sensoriales de sabor, textura y aroma, lo que se atribuye principalmente a una alta
humedad y a alta actividad enzimática, específicamente lipólisis y proteólisis
(Vásquez et al., 2014).
3.8 - Rendimiento Quesero
En el sentido más amplio de este concepto, se entiende a la cantidad de queso que
se puede fabricar teóricamente con un volumen y calidad de leche determinada.
En la industria láctea es importante poder calcular de antemano el rendimiento
quesero de las producciones, ya que éste cálculo permitirá prever los materiales,
mano de obra y equipamientos que se utilizarán en la elaboración. Además, será
posible el cálculo anticipado de la rentabilidad del proceso de elaboración y,
también como resultado de esto, el control del funcionamiento y rentabilidad de la
fábrica (Dalla costa, 2015).
Dicho rendimiento se calcula con la suma de las cantidades de materia grasa,
proteínas y otros componentes, además del agua transferida desde la leche al
queso durante el proceso de elaboración.
15
El rendimiento quesero o el rendimiento de la transformación de la leche en queso
es la expresión matemática de la cantidad de queso obtenida a partir de una
determinada cantidad de leche (Eck, 1990).
Las caseínas ocupan el 80% de la fracción proteica de la leche y son de gran
importancia para la tecnología de productos lácteos.
En la transformación de la leche en queso, las caseínas (αs1, αs2, β y κ) forman la
red proteica conocida como coagulo o gel que será determinante de la calidad y
rendimiento del producto final (Escobar et al., 2014).
En el correspondiente trabajo se utilizará la siguiente ecuación matemática:
Rendimiento quesero (%) = {(Queso obtenido (Kg) / leche utilizada (l) x 100}
Si bien ya se ha descripto el impacto de la mastitis subclínica y su diagnóstico por
medio del recuento de células somáticas, existen también varios factores que
afectan el rendimiento final del queso en su proceso de elaboración.
Entre ellos se encuentran:
Estandarización de la relación Grasa/Proteína
La proteína retenida por el queso es a su vez la responsable de la humedad con la
que sale éste, por lo que incide directamente sobre el rendimiento, ya que entre el
70 y el 77 % de la proteína de leche puede ser recuperada en el queso. De forma
semejante, la recuperación de la grasa en el queso oscila entre el 85 y 91 % (Del
Campo, 2007).
Tiempo de almacenamiento de la leche fría
Si el enfriamiento de la leche en el tambo es lento y luego ésta se almacena fría en
un silo durante más de tres días, a temperaturas entre 3 y 7º C, aumentan
16
significativamente las cuentas microbianas, particularmente de bacterias que
crecen a bajas temperaturas, tales como las de la especie Pseudomonas y
Psicrótrofos, como consecuencia, aumentan la concentración de enzimas
extracelulares proteolíticas y lipolíticas, el contenido de nitrógeno soluble y la
concentración de ácidos grasos libres (Cunningham, 2000).
Este punto por cierto se ha estudiado con detenimiento y ha podido recuperarse el
rendimiento de leche que va a ser almacenada bajo estas condiciones, aplicando
un tratamiento de termización (64 – 68º C / 10 seg) antes del enfriamiento y reposo
en el silo (Del Campo, 2007).
Coagulación / Desuerado / Salado
Es importante la dilución apropiada del cuajo antes de añadirlo a la leche, el cual
debe diluirse 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, y a su vez evitar la presencia de espuma
sobre la leche durante el cuajado, así como un apropiado control del proceso.
Además, se debe controlar la velocidad de rotación y la composición de las liras,
así como el afilado de las mismas para evitar la generación de finos en exceso o
posibles roturas de la cuajada. Se recomiendan liras de acero inoxidable libres de
nudos, lo más delgado posible pero con la resistencia mecánica y flexibilidad
necesarias para que no se rompa (Cunningham, 2000).
Recordar prestar atención en la textura, velocidad de agitación y la firmeza de la
cuajada al momento del corte ya que la distribución del tamaño de las partículas de
cuajada tiene influencia directa en la retención de humedad, y, por lo tanto, en el
rendimiento quesero.
Vigilar la cantidad de agua de lavado de la pasta, para preservar la integridad de la
misma y el diseño del sistema de desuerado utilizado, es decir, la velocidad y el
caudal de flujo del suero como también el tiempo durante el cual la cuajada se deja
asentar antes de comenzar a trabajarla.
17
Controlar el manejo de la masa durante el salado y la cantidad de sal añadida en la
salmuera, ya que podría disminuir el rendimiento final (Del Campo, 2007).
3.9- Operaciones indispensables en quesería y su impacto en el queso
El proceso de elaboración de quesos comprende diferentes etapas, recepción de la
materia prima, almacenamiento, higienización, homogeneización, tratamiento
térmico, adición de starter, adición de aditivos, adición de cuajo, coagulación
enzimática, corte de la cuajada, agitación, cocción, lavado de la masa, moldeo,
prensado, salado en salmuera y maduración.
Las mismas se detallan a continuación:
Recepción y almacenamiento de la leche
Una vez recibida la leche, se almacena en tanques con agitación y frío a
temperaturas entre 2 - 4º C la cual se recomienda procesarla lo más rápido posible
desde su fecha y hora de recepción. El almacenamiento no debe superarlas 48 –
72 hs y cualquiera que sea el volumen ocupado por la leche en los tanques, ésta
debe poder agitarse para evitar la separación de la nata.
Por lo general, antes de llenar el tanque se coloca un filtro el cual debe lavarse y
desinfectarse periódicamente ya que si no pueden actuar como contaminantes.
El enfriamiento de la leche no solo es indispensable para detener el crecimiento de
microorganismos, sino que provoca también una solubilización parcial de las
caseínas por disminución de las interacciones hidrofóbicas.
Por otro lado, se activan determinadas enzimas indeseables como las lipasas y la
plasmina, las cuales aceleran la descomposición de la grasa produciendo un sabor
rancio a la leche y también de la proteína, reduciendo la cantidad de caseína en la
leche disminuyendo así el rendimiento quesero (Hernández y Bedolla, 2008).
Tras un almacenamiento de 48 horas a 3 - 4º C, la firmeza del gel formado se
reduce en proporciones comparables aumentando su fragilidad, y en consecuencia
la tendencia a disgregarse la cuajada al intervenir factores mecánicos lo cual el
desuerado al que dan lugar es más difícil, menos completa, y se observan
aumentos en su contenido en agua próximos al 30%.
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También son notables los efectos del almacenamiento en frío sobre los equilibrios
salinos y el incremento del grado de hidratación de las micelas de caseína. El
fosfato cálcico y el fósforo inorgánico son un tanto más soluble cuanto más baja es
la temperatura. Estos efectos provocan una modificación de la fase micelar
(Corbellini et al., 2005).
Higienización y estandarización de las leches
Por lo general se utilizan equipos centrífugos que, además de realizar la
higienización, permiten la estandarización o normalización de la materia grasa. Se
realiza la estandarización de la materia grasa en función del tenor proteico de la
leche. Se utiliza el rango de 0.90 - 0.92 como relación materia grasa/materia
proteica. La variabilidad cuantitativa de la materia grasa incide sobre la aptitud al
desuerado, el rendimiento y la calidad del producto; como así también sobre la
aptitud de la coagulación. Del mismo modo, puede disminuir la velocidad de
drenaje del suero (Gauna, 2005).
Homogeneización / Tratamiento térmico
La homogeneización además de disminuir el tamaño de los glóbulos grasos, de
aumentar la viscosidad y de conferir a la pasta obtenida a partir de leche de vaca
un aspecto más blanco, altera también el complejo de fosfocaseinato cálcico y el
equilibrio salino de la leche. Parte del desequilibrio provocado en el balance
sales/proteína es ocasionado por el calentamiento ofrecido tras la
homogeneización. Ésta alteración provocada en la membrana del glóbulo graso
facilita la penetración de las enzimas lipolíticas (Scott, 1991).
Por ello es necesario lograr una buena agitación mecánica durante un par de
minutos con el objetivo de lograr uniformar el tamaño de los glóbulos de grasa para
obtener una textura uniforme, evitar pérdida de grasa en el desuerado (lo que
aumenta el rendimiento quesero) y mejorar la lipólisis. La homogeneización se
hace sobre la leche a la temperatura de pasterización, entre 65 - 70º C o tras la pre
esterilización (Alais, 1988).
19
Aunque se cree que el queso hecho con leche no pasteurizada tiene mejor aroma y
sabor, la mayoría de los fabricantes pasteurizan la leche para evitar el riesgo que
puede incluir no pasteurizarla, debido a la calidad microbiológica con que llegan las
leches de los tambos. La modificación de la textura se debe probablemente a las
albúminas y globulinas precipitadas con la caseína.
Los tratamientos térmicos de la leche conllevan una disminución del calcio soluble
al provocar la migración de los iones Ca+2 hacia las micelas de caseína. Como
consecuencia de ello, en las leches que han sido tratadas térmicamente se observa
un aumento del tiempo de coagulación, aumento del tiempo de endurecimiento,
disminución de la rigidez final del coágulo y disminución del desuerado espontáneo.
Este efecto negativo del calentamiento puede revertirse añadiendo a la leche
cloruro cálcico en proporciones variables (en torno a 0,2 g/litro de leche) que
restituye el Ca+2 soluble. (Tornadijo et al., 1998)
Una consecuencia de la pasterización es el aumento del rendimiento quesero.
Ello se debe a tres causas: (Alais, 1988)
- Desnaturalización de las proteínas solubles cuya intensidad es proporcional a la
temperatura alcanzada.
- Mejor retención de la materia grasa en la cuajada.
- Insolubilización de una parte de las sales minerales.
En quesería el método más utilizado a mediana y pequeña escala se denomina
Pasteurización Lenta o Low Temperature, Long Time (LTLT) a una temperatura de
63º C durante 30 minutos.
Adición de starter
Una vez que la leche sale del pasteurizador ya higienizada y estandarizada, se
enfría a unos 36° C lo que va a inducir el crecimiento del starter después de la
siembra. Los starters bacterianos se utilizan principalmente para transformar la
lactosa en ácido láctico.
20
Éste ácido reduce el pH del medio facilitando toda la serie de reacciones que tienen
lugar durante la elaboración del queso.
En segundo lugar y no menos importante, las enzimas de los starters vivos o
muertos provocan la degradación de los diversos componentes de la leche
permitiendo la producción de precursores de toda una serie de sustancias que son
responsables de la textura, el sabor y el aroma del queso.
Un starter puede estar constituido por el cultivo de una única cepa bacteriana o por
más tipos de bacterias. La elección del cultivo en cuestión depende de la variedad
de queso a elaborar el cual se elige de acuerdo con la actividad que de él se
espera (Scott, 1991).
Los fermentos se pueden añadir a la leche de forma líquida, congelada, liofilizados
o deshidratados. Pueden ser naturales (de suero, de leche) y seleccionados
(semidirectos, de tina). La dosis del fermento es variable y va desde 2 a 8 gramos
por 1000 litros de leche. Hay que controlar dos parámetros fundamentales: el pH
del queso al ingresar a salmuera, que no debe ser inferior a 5.20 y las temperaturas
de maduración. Cuando el queso pasa a cámara caliente permanece en el rango
de 20 – 22º C.
Para obtener quesos de pasta dura o semidura y de gran firmeza, por lo general se
utilizan cultivos con capacidad proteolítica y relativamente de rápida acidificación,
como por ejemplo cultivos formado por mezclas de cepas Lactococcus lactis subsp
lactis, Lactococcus lactis subsp cremoris y Streptococcus Thermophilus (mesófilas
y termófilas). Por otro lado, también se suele utilizar cepas de Lactobacillus lactis,
Lactobacillus bulgaricus y Lactobacillus helveticus que se adaptan perfectamente a
la tecnología utilizada (Gauna, 2005)
Adición de aditivos
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.
Las sales de calcio presentes entre la fase soluble, la coloidal y del complejo de
fosfocaseinato cálcico establecen un equilibrio muy delicado e influyen en el
21
fenómeno de la coagulación. Cuando existe una alteración de este equilibrio por
alguna manipulación como tratamiento térmico, enfriamiento, etc., se suele recurrir
a la adición de sales cálcicas. La mejor forma de asegurar la distribución
homogénea del calcio en la leche consiste en adicionarlo en forma disuelta.
Las cantidades deben estar exactamente medidas ya que si se añade una cantidad
excesiva se provoca la precipitación de las caseínas y, por el contrario, si se añade
una cantidad insuficiente, la cuajada formada es menos flexible (Scott, 1991).
Colorante: El color de la leche y por ende, del queso es una caracterización muy
importante ya que los hace a ambos más sensuales para el consumidor.
A las leches excesivamente blancas se les suele añadir colorante, como, por
ejemplo, la gamma de los carotenos, los cuales no tienen influencia sobre el
bouquet y el aroma (Scott, 1991).
Adición de cuajo
Una vez realizada la siembra de los fermentos y el agregado de los aditivos, se
deja madurar la leche con estos agregados y luego se procede al agregado del
coagulante. Siempre es necesario controlar el pH y la temperatura en el momento
de la adición del cuajo.
El proceso de elaboración del queso generalmente implica una gelificación de la
leche, la deshidratación del gel obtenido para obtener así la cuajada y el
tratamiento de esa cuajada (agitado, texturizado, salado, moldeado, prensado,
maduración). La gelificación, normalmente conocida a nivel industrial como
'coagulación de la leche', se puede realizar mediante: hidrólisis de la κ-caseína por
acción de proteinasas ácidas denominadas 'cuajos', acidificación de la leche hasta
el punto isoeléctrico de las caseínas (pH 4,6) utilizando agentes acidificantes o
cultivos iniciadores.
El proceso generalmente más utilizado es la coagulación enzimática por adición de
cuajo bovino, el cual se extrae del cuarto estómago de los terneros o cabritos que
tiene una edad entre 10 y 30 días de nacidos. Este tiene una sustancia activa
llamada quimosina o renina (Vásquez et al., 2014).
22
Coagulación enzimática
El proceso de elaboración del queso está caracterizado por dos etapas: la
coagulación enzimática por acción de la quimosina de la leche, que constituye la
etapa fundamental en la elaboración y resulta en la formación de un gel como
consecuencia de cambios fisicoquímicos sobre las micelas de caseínas. La cuajada
producida por ácido a pH bajo (5,0 – 4,6) tiende a ser granular, particulada e
inelástica, debido a la precipitación de la caseína en la proximidad del punto
isoeléctrico en la que es insoluble. El coagulo producido a pH más elevado (6,6 –
5,8) por acción enzimática es más blando, más suave, se rompe más fácilmente y
es más elástico que las cuajadas ácidas (Scott, 1991).
La coagulación enzimática, puede dividirse en dos partes, una primaria (hidrólisis
enzimática) y otra secundaria (agregación).
Durante la etapa primaria, la k-caseína es “cortada” por la acción de la enzima
formando una porción hidrofóbica: para k-caseína y una hidrofílica:
caseinmacropéptido. De esa manera, las micelas modificadas comienzan a ser
susceptibles de agregarse. Entre las fuerzas atractivas durante la agregación
predominan los puentes de Ca, las fuerzas de Van der Waals, las interacciones
hidrofóbicas y puentes hidrógeno (Tornadijo et al., 1998).
Las caseínas ocupan el 80% de la fracción proteica de la leche y son de gran
importancia para la tecnología de productos lácteos. En la transformación de la
leche en queso, las caseínas (αs1, αs2, β y κ) forman la red proteica conocida como
coágulo o gel que será determinante de la calidad y rendimiento del producto final.
A su vez, juega un rol tecnológico importante en la formación de la cuajada y el
rendimiento final en la producción de queso. Tal es así, que leches con alta
cantidad de proteínas, pero con bajas propiedades para la elaboración de queso
afectan el rendimiento en virtud del bajo contenido de caseína (Escobar et al.,
2014).
Un descenso del pH de la leche, de 6,7 a 6 por ejemplo, disminuye el tiempo de
coagulación y conlleva la formación de un gel que se endurece más rápidamente.
23
Este fenómeno es consecuencia de la influencia del pH a la vez sobre la actividad
del cuajo, máxima a pH 5,5, y sobre la estabilidad de las micelas, que decrece con
el pH por neutralización de las cargas negativas y liberación de iones Ca+2
(Tornadijo et al., 1998).
Tras un almacenamiento de 48 - 72 horas a 3 - 4º C, la firmeza del gel formado se
reduce en proporciones comparables aumentando su fragilidad, y en consecuencia
la tendencia a disgregarse la cuajada al intervenir factores mecánicos. El
desuerado de las cuajadas a que dan lugar es más difícil, menos completo, y se
observan aumentos en su contenido en agua próximos al 30%.
La temperatura juega un rol muy importante en el tiempo que tarda la leche en
cuajar. Las temperaturas de 21 – 27º C suelen dar lugar a la formación de cuajadas
blandas y gelatinosas. A 30º C éstas son más firmes y no se desmenuzan en
partículas al cortarlas, mientras que a 33 – 36º C suelen producirse cuajadas firmes
y gomosas que desueran lentamente. Por debajo de 20º C y por encima de 50º C el
cuajo muestra muy poca actividad (Scott, 1991).
pH y temperatura promedio de coagulación: (Gauna, 2005)
- pH: 6,60-6,65 - Temperatura: 32 a 34º C
Corte de la cuajada
Luego de transitar la etapa de coagulación se procede al corte de la cuajada con
liras de acero inoxidable. La temperatura de la capa superficial del coágulo suele
ser inferior en algunos grados a la del interior del mismo y es, por tanto, algo más
blando, por lo que las determinaciones de firmeza superficial del coágulo les
escaso.
La superficie del corte indica la calidad de la cuajada. Si es granular, la cuajada es
demasiado firme. Si el coágulo es excesivamente firme, el corte se procederá a una
rotura. Los glóbulos de grasa son retenidos en una estructura reticular de caseína.
Los glóbulos grasos próximos a la superficie del corte se pierden con el suero el
cual podría conllevar una pérdida importante en el rendimiento quesero (Scott,
1991).
24
El suero de la cuajada contiene diversos componentes en disolución, como lo son
la lactosa, las proteínas del suero, las sales, los péptidos y sustancias nitrogenadas
no proteicas.
Antes de cortarla, la cuajada debe tener una firmeza óptima, que depende del tipo
de queso. Además, la velocidad de corte, el programa de agitación de la cuajada y
el programa de calentamiento o cocción, cuando están bien diseñados y se
ejecutan de acuerdo al 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
amarillento, se puede proceder a cortar la cuajada (Cunningham, 2000).
La eliminación del suero intragranular está condicionada por el tamaño de grano ya
que, a menor tamaño, se ve reducido el camino libre medio para la salida del
lactosuero también por el nivel de organización del gel.
Cortar demasiado fino o demasiado grande genera quesos con mayor o menor
Calcio ligado a las caseínas y mayor Ca/P en la fase acuosa.
El tamaño de grano para la tecnología de Gouda/Holanda será de 5 mm de
diámetro. La regularidad del tamaño del grano permite la óptima evacuación del
suero intragranular e intergranular. (Gauna, 2005)
Agitación/Sinéresis
Después del corte la cuajada es blanda y el recubrimiento superficial de las
partículas que la constituyen posee una estructura abierta.
25
Con objeto de que no se produzca un aplastamiento indebido y una pérdida de
grasa y de cuajada con el suero por desmenuzamiento, la agitación de ésta debe
ser suave hasta que se haya eliminado la primera fracción de suero.
(Scott, 1991)
La otra etapa trascendente en la elaboración del queso es la sinéresis, en donde el
suero es expelido de la cuajada luego del corte de la misma.
La sinéresis es definida como el encogimiento de un gel, que tiene lugar
concomitantemente con la expulsión de líquido o separación del suero.
La sinéresis de la cuajada es una etapa crítica, los niveles y extensión juegan un rol
fundamental en determinar la humedad, el contenido mineral y de lactosa de la
cuajada drenada y aún en la del producto final (Sbodio y Revelli, 2012).
En cuajadas enzimáticas el nivel de desuerado es determinante, regulará el nivel
de acidificación en el molde (cantidad de lactosa disponible a fermentar por parte
de las bacterias lácticas).
Las operaciones unitarias que describiremos a continuación forman parte de los
factores mecánicos, físicos y químicos que permitirán el drenaje de suero o la
concentración de los sólidos que constituirán el queso final.
Existen 3 grupos de factores claves sobre la salida del suero intragranular:
Factores mecánicos:
1º Momento de corte y tamaño de grano.
2° Agitación y calefacción
3°- Pre-prensado y moldeo
4°- Prensado
5°- Volteos
Factores físicos:
1º Temperatura
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Factores químicos:
1º Acidificación – pH
(Influencia directa sobre el agua ligada e indirecta sobre el agua capilar)
Promedio de desuerado:
5-7 min suavemente observando los tamaños de los granos.
(Lo más rápido posible, evitando la aglomeración de los granos de cuajada).
El objetivo de la agitación es conservar la individualidad de los granos manteniendo
libres las superficies de intercambio obtenidas durante el corte (a mayor tamaño de
tina, mayor agitación, por ende, menor incidencia directa sobre las pérdidas de
finos) y mejorar la transferencia de calor durante la cocción.
La agregación de granos es más veloz en los geles enzimáticos debido al mayor
nivel de mineralización. En pasta semicocida y cocida, la agitación es más intensa
para asegurar la buena transferencia de calor (Gauna, 2005).
Cocción
La cocción de la cuajada provoca la contracción de la matriz proteica con la
subsiguiente eliminación de una nueva fracción de suero.
El incremento de temperatura acelera también el metabolismo de las bacterias
retenidas en la cuajada: la producción de ácido láctico aumenta, el pH desciende y
esta acidez facilita la retracción de las partículas, lo que provoca una nueva
expulsión de suero (Scott, 1991).
Se debe regular la cinética de la calefacción (de 0,5 a 2,5° C/min hasta 45 - 48° C),
debiendo ser adaptada al potencial de sinéresis del gel. Evitar el excesivo
recubrimiento superficial de los granos que limitará el desuerado y la correcta
cohesión durante el prensado. Es necesario relacionar la velocidad de temperatura
en función del tamaño de grano. La temperatura tiene incidencia sobre la sinéresis
(contracción del gel), la acidificación, las bacterias lácticas y la viscosidad del suero
/ desuerado en tina. El aumento de la misma favorece el desuerado en tina, limita
la producción de iones lactatos hacia el final de la acidificación y hace que la
lactosa pase a ser limitante, de esta forma el queso será más mineralizado y
captará menos fácilmente la sal.
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Moldeo/ Prensado
Después de haber sido moldeada o dispuesta en moldes, la cuajada se somete a
un prensado final, que trae consigo diferentes objetivos: ayudar a que se produzca
la expulsión final del suero; conseguir una determinada textura; darle forma al
queso y proporcionarle una corteza específica que lo acompañará a lo largo de
toda su maduración.
La temperatura de la cuajada en el momento del prensado debe ser inferior a la de
fusión de la grasa (24 – 26º C) ya que de lo contrario parte de ella saldrá con el
suero distribuyéndose por la superficie del queso, dando lugar a quesos grasientos.
La utilización de moldes perforados ha permitido a los queseros eliminar la
utilización de los paños. Las características del prensado dependen del tipo de
queso, en el caso de los quesos de pasta semidura se utilizan prensados fuertes
para ayudar a la aglomeración de los gránulos de cuajada. (Scott, 1991)
Salado en salmuera
El salado de los quesos presenta diferentes funciones, como lo son proporcionarle
sabor al producto mediante la adición de cloruro de sodio, evitar la proliferación de
microorganismos, ayudar al desuerado final y a contribuir a la formación de la
corteza (Hernández, 2003).
Una vez efectuado el salazonado, la sal disuelve parte de la caseína superficial y
favorece también la eliminación de agua. SI no se permite que la sal se disuelva
libremente en la cuajada todavía caliente, la capa superficial de caseína puede
endurecerse bloqueando la salida del suero, reteniéndolo en forma de pequeñas
bolsas (Scott, 1991).
Los quesos deberán presentar, antes del ingreso a salmuera, igualdad de
temperatura y pH en todo su volumen de modo que los intercambios que sufrirán
durante el salado se realicen de un modo homogéneo. Para esto, los quesos
permanecerán en un ambiente de estabilización de pH y temperatura (a la salida de
la prensa) a 4 a 10° C por unos minutos dependiendo del tamaño de las hormas y
de las instalaciones disponibles.
28
La higiene y desinfección de la salmuera se realizará bajo un esquema
determinado por el departamento de calidad de cada quesería. Se deberá controlar
en forma diaria la temperatura, el pH, la acidez y la concentración salina (Gauna,
2005).
Maduración
Consideramos que el proceso de maduración del queso inicia una vez que el
mismo haya concluido la etapa de salado.
Durante su maduración, la transformación de la cuajada en queso está influenciada
por diferentes factores como lo son la temperatura, la humedad relativa ambiental,
la composición bioquímica y la flora microbiana.
Aquella transformación se produce por la acción de sistemas enzimáticos
elaborados por las bacterias que han proliferado o están proliferando en la cuajada.
Se producen cambios de textura, sabor y aroma generándose nuevas
características como consecuencia de los cambios bioquímicos (Scott, 1991).
Los principales eventos que se desarrollan en la maduración son la proteólisis y la
degradación de azúcares. La primera es el principal fenómeno dado que afecta a la
textura y el flavor. Se produce la degradación de proteínas de la cuajada y
producción de metabolitos secundarios (proteólisis primaria y secundaria). La
degradación de azucares, a través de la glicólisis va a producir el dióxido de
carbono y otros productos secundarios (Gauna, 2005).
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3.10- Flujograma: Proceso de elaboración
A continuación, se detallan gráficamente todas las etapas del proceso de
elaboración:
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4 – Materiales y métodos
El presente trabajo se llevó a cabo en una fábrica de productos lácteos localizada
en la ciudad de Tandil, provincia de Buenos Aires, donde se elaboran quesos de
pasta dura/semidura y a su vez dulce de leche.
Se procesan alrededor de 25.000 litros semanales de leche fluida de los cuales el
80% es para elaboración de quesos. Los productos elaborados son en su mayoría
destinados a consumidores locales y de la zona.
En base a los resultados obtenidos del control lechero se seleccionaron 3 animales
los cuales fueron clasificados en grupos de acuerdo a los diferentes valores de
recuentos de células somáticas obtenidos. Para ello, se los ordeñaron y codificaron
en Grupos 1, 2 y 3 respectivamente con valores altos, mayores de 2.000.000
RCS/ml, medios entre 300.000 - 600.000 RCS/ml y bajos, menores de 30.000
RCS/ml.
Para cada uno de los grupos se obtuvieron 15 litros a partir de las cuales fueron
elaborados los quesos.
Dichas elaboraciones se realizaron durante 3 días consecutivos para obtener
resultados repetitivos de cada grupo, y que fuera lo más representativo posible.
4.1 –Control de calidad en leche cruda
Los controles composicionales y sanitarios realizados a las muestras pool
obtenidas de los diferentes animales se llevaron a cabo bajo las siguientes normas:
Recuento de Células Somáticas (ISO: 13366 - 2 / IDF: 148 - 2, 2006).
Composición química (ISO: 9622 / IDF: 141, 2013).
Mesófilos aerobios totales a 30 º C (ISO: 4833 – 1, 2013).
31
4.2 Elaboración
Se llevaron a cabo 9 elaboraciones codificadas por número de lote de acuerdo al
contenido de RCS de la leche inicial.
Los lotes1, 5 y 9 correspondieron al GRUPO 1, el 2, 6 y 7 al GRUPO 2 y el 3, 4 y
8 al GRUPO 3.
El Grupo 1 posee RCS alto, el Grupo 2 RCS medio y el Grupo 3 RCS bajo.
Procedimiento:
a) En cada elaboración se utilizaron 15 litros de leche cruda.
b) Se realizó Pasteurización Baja
c) Se adicionaron 3 gramos de cloruro cálcico (200 g / 1000 litros de leche) y
1,125 ml de colorante natural de Achiote CNA amarillo 131 CHR HANSEN (75
ml / 1000 litros de leche). Luego de homogenizar la leche se adicionó el starter
código RSF - 742 CHR – HANSEN (mezcla de cepas Lactococcus lactis subsp
lactis, Lactococcus lactis subsp cremoris y Streptococcus Thermophilus) a la
concentración indicada por el fabricante, dejándolo activar por 15 minutos a
una temperatura de 36º C.
d) Al cabo de la etapa de fermentación, se adicionó 11,25 ml de cuajo bovino
“Quimosina” CHY – MAX Simple CHR HANSEN (750 ml / 1000 litros de leche)
e) Al producirse la coagulación, se midió el pH, la temperatura, la relación
floculación/Endurecimiento y el tiempo total de coagulación.
f) Se cortó la cuajada con una lira en cortes longitudinales y transversales. Luego
de 5 minutos de descanso, en el cual se desprendió suero, se procedió a agitar
constantemente durante 10 minutos. A una temperatura inicial de 30º C se
realizó la cocción durante 15 - 20 minutos hasta llegar a los 43º C.
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g) Se moldeó en moldes de acero inoxidable con capacidades de hasta 450
gramos por horma y se prensópor20 minutos de prensado, se voltearon y se
dejaron en prensa hasta el día siguiente ayudando a la sinéresis.
h) Se salaron en salmuera durante 2 hs (pH: 5,44, densidad: 17º Baumé,
temperatura: 12º C).
i) Las hormas se pesaron y se transportaron a la sala de maduración durante 10
– 15 días, a temperatura y humedad relativa controlada (HR: 84 %, Tº: 14º C)
j) Se determinó la evolución de la acidez durante la elaboración mediante
pHmetro al momento del moldeo (0 hs) y tras 1 hs, 1,5 hs, 20 hs de transitar la
etapa de prensado.
k) Se midió el porcentaje de merma para cada uno de los quesos tras 12 días de
maduración y se calculó el rendimiento quesero para cada uno de los
diferentes grupos.
4 - 3 Control de calidad del Suero
Previo a la etapa de moldeo, se recolectaron de cada elaboración muestras de
suero para determinar composición porcentual de proteína y materia grasa.
5 – Resultados y discusión
5 – 1 Determinaciones en Leche Cruda
Los resultados obtenidos a partir del recuento de células somáticas de la leche
cruda promedio de los 3 días consecutivos de ensayo y su desvío estándar se
muestran en la Tabla 1
Se tomó como RCS alto al GRUPO 1, RCS Medio al GRUPO 2 y con RCS Bajo al
GRUPO 3.
33
Tabla 1 –Caracterización en diferentes grupos de acuerdo al recuento de
células somáticas en leche cruda:
Por otro lado, en el siguiente apartado (Tabla 2) se detallan los contenidos de
sólidos totales, materia grasa, proteína, lactosa y Mesófilos aerobios a 30º C
correspondiente a los grupos 1, 2 y 3:
Tabla 2–Determinaciones en Leche Cruda para los diferentes grupos:
Para el Grupo1, se obtuvieron los menores porcentajes en sólidos totales 12.23 %,
como también de materia grasa y proteína 3.61 y 3.06 respectivamente.
Por el contrario, los mayores valores en sólidos totales 13.47 %, materia grasa 4.42
% y proteína 3.62 % los obtuvo el Grupo 2.
34
En cuanto al porcentaje lactosa 5.04 %, el mayor valor lo arrojó el Grupo 3.
Estas disminuciones, en algunos de los diferentes parámetros fisicoquímicos de
leche con elevados RCS, son debidos, a que al estar infectadas las glándulas
mamarias, se alteran las actividades normales de síntesis habiéndose afectadas,
por tanto, disminuye la concentración de proteína, lactosa y sólidos totales
(Calderón et al., 2011).
Según investigaciones realizadas por Corbellini (2005) y Calderón (2011), la
actividad lipolítica y proteolítica, debidas tanto a las bacterias como a los
polimorfonucleares neutrófilos (PMN), son responsables de los menores
rendimientos industriales mediante enzimas proteasas, lipasas y fosfolipasas que
se incorporan a la leche acelerando la descomposición de la proteína y la grasa.
Por otro lado, respecto a los valores de Mesófilos aerobios a 30º C 400.000
UFC/ml, los mayores resultados los obtuvo el Grupo 2.
De acuerdo al Código Alimentario Argentino (2014), el límite máximo de UFC por
mililitro es de 200.000. Dicho aumento pudo deberse a la escasa refrigeración y a
la falta de higiene durante su transporte.
No solo es necesario conservar la esterilidad de los envases en la toma de
muestra, sino que también juega un rol muy importante la conservación y
transporte de la muestra a la fábrica, la cual debe descender rápidamente su
temperatura y mantenerla entre 2 – 4º C para impedir el desarrollo de las bacterias
acidificantes mesófilas. La refrigeración debe intervenir desde el momento del
ordeño, ya que el tiempo que transcurre entre la recogida y la utilización de la leche
debe tenerse en consideración; cuanto más largo es, mayor es el riesgo de
contaminación microbiana (Alais, 1988)
5 – 2 Proceso de Elaboración
En la tabla 3 se muestran los datos obtenidos durante las 9 elaboraciones
considerando diferentes variables:
35
Tabla 3–Variables registradas durante las elaboraciones de quesos realizadas
a partir de leches bovinas con RCS altos, medios y bajos:
A una temperatura de 33° C los pH al que se produjeron en la coagulación fueron
de 6.70, 6.72, 6.67 para los Grupos 1, 2 y 3 respectivamente, obteniéndose
menores valores para el GRUPO 3 (6,67).
Respecto a los tiempos totales de floculación, endurecimiento y de coagulación, los
mayores valores fueron para el GRUPO 2 con: 10.33, 6.87 y 17.20 minutos,
respectivamente.
A temperaturas de 32 – 38º C los valores de pH en el suero para los diferentes
grupos fueron de 6.71, 6.73, y 6.64, obteniéndose el menor valor para el GRUPO 1
(6.64).
36
Si bien varios autores adjudican que la utilización de leches con altos RCS tiende a
alargar el tiempo de coagulación, en el presente trabajo no se encontraron
diferencias significativas
Con relación al pH de cocción, los resultados obtenidos fueron: 6.75, 6.78, 6.77
respectivamente para los GRUPOS 1, 2 y 3 sin diferencias significativas entre sí.
Curvas de acidificación
A continuación, se graficó mediante un gráfico la evolución de la acidez para cada
uno de los grupos:
5
5,5
6
6,5
7
0 1 hs 1,5 hs 20 hs
PH
MEDICIONES
CURVA DE ACIDIFICACION
GRUPO 1
GRUPO 2
GRUPO 3
37
Se obtuvieron valores de pH prácticamente similares entre sí para los diferentes
grupos, con menores resultados para el GRUPO 3 con 5,46 en untiempo de 20 hs.
Respecto al GRUPO 1 y 2 al cabo de 20 hs los valores de pH obtenidos se
asemejaron entre sí con 5.52 y 5.53 respectivamente hallándose ambos dentro del
rango aceptable de acidificación.
Al igual que la temperatura, el pH de la cuajada controla, tanto el crecimiento de los
microorganismos como a las reacciones bioquímicas a lo largo de todo el proceso.
Cuanto más lejano se encuentre al punto isoeléctrico de las proteínas (4,6) mejor
será la textura de la masa y su posterior conformación.
Según bibliografías consultadas, tras el proceso de prensado, el descenso de pH
aceptable de la cuajada para los quesos semiduros Gouda ronda en un rango de
5.30 - 5.55 aproximadamente (Scott, 1991)
5 – 3 Merma porcentual
Tras 12 días de maduración, los porcentajes de merma obtenidos para cada uno de
los grupos fueron:
0,00
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
12,00
14,00
16,00
18,00
20,00
Día 5 Día 7 Día 9 Día 12
% M
erm
a
Merma
GRUPO 1
GRUPO 2
GRUPO 3
38
Al día 12 de maduración, el mayor valor porcentual fue para el GRUPO 1 con un
18.04 % de merma.
Caso contrario, el GRUPO 3 obtuvo el menor resultado en un 14.94 %.
Varios trabajos han asociado mayores contenidos de humedad en quesos
provenientes de leches con altos en RCS, los cuales son originados por la actividad
proteolítica de la plasmina y las enzimas proteolíticas de los poliformonucleares
sobre las caseínas. La matriz formada en esta clase de quesos presenta una
estructura porosa que facilita la entrada de agua al interior del gel. Alto contenido
de humedad en los quesos a su vez provoca poca firmeza y mayor sinéresis
durante el almacenamiento (Vásquez et al., 2014).
Algunas leches coagulan lentamente y dan lugar a geles blandos que desueran mal
y tienden a fragmentarse en granos muy finos, generando cuajadas que, tras el
desuerado, retienen gran cantidad de agua, siendo su maduración más difícil de
controlar (Corbellini et al., 2005).
5 – 4 Rendimiento quesero
En cada una de las elaboraciones se obtuvieron cuatro hormas para el Grupo 1 y
cinco hormas para los Grupos 2 y 3 de aproximadamente 350 - 400 gramos por
unidad.
Para cada una de las elaboraciones se obtuvieron diferentes porcentajes en cada
uno de los grupos:
El rendimiento quesero promedio ± DE obtenido fue de 12.84 % ± 0.14 para el
GRUPO 1, 14.38 % ± 0.63 para el GRUPO 2(equivalente a 2.157 Kg de queso) y
15.03 % ± 0.80 para el GRUPO 3.
Por ende, el mayor porcentaje de rendimiento quesero lo obtuvo el GRUPO 3 en un
15,03 % (equivalente a 2.254 Kg de queso). En cambio, el GRUPO 1 obtuvo el
menor valor porcentual en un 12.84 % (equivalente a 1.927 Kg de queso).
39
Se determinaron diferencias significativas entre los diferentes grupos, ya que
utilizando leches con bajos RCS se obtienen mejores rendimientos queseros.
Varios autores concuerdan que dentro de los factores que influyen sobre el
rendimiento quesero, la composición de la leche, particularmente, el contenido de
caseína, materia grasa, humedad final del queso y las pérdidas de constituyentes
de la leche a través del proceso de elaboración, es debido a que en leches con
mastitis, se incrementan las pérdidas de sólidos durante el proceso de elaboración,
siendo la cuajada más débil, difícil de manipular y de desuerar, sin formar coágulos
firmes que retengan la grasa y muchos sólidos finos (Calderón et al., 2011).
5 – 5 Características del suero de quesería
En cuanto a la composición del suero de las elaboraciones en estudio se
obtuvieron diferentes porcentajes para los diferentes grupos.
Ambos corresponden a la composición promedio ± DE de los grupos 1, 2 y 3
respectivamente:
0,70±0,24 de materia grasa y 1.19 ± 0,03 de proteínas para el GRUPO 1,
0,60± 0,15 de materia grasa y 1.17 ± 0,11 de proteínas para el GRUPO 2,
0,47±0,03 de materia grasa y 1.10 ± 0,01 de proteínas para el GRUPO 3.
Se obtuvieron mayores porcentajes de materia grasa y proteínas para el GRUPO
1:0.70, 1.1 respectivamente y menores valores para el GRUPO 3:0.47 y 1.10.
En investigaciones presentadas por diferentes autores, adjudican que la leche
proveniente 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.
Entonces, al aumentar la concentración de células somáticas, aumentan las
pérdidas de proteína y de materia grasa, que se pierden en el lactosuero (Vásquez
et al., 2014).
40
Los resultados de esta tesis concuerdan con Vázquez, ya que se evidenciaron
menores perdidas de materia grasa y proteína en el suero de animales con bajos
recuentos de células somáticas, a pesar de que la leche que se utilizó en la
elaboración, tenía mayor cantidad de esos componentes en al momento de iniciar
la elaboración.
Aproximadamente 90% del total de la leche utilizada en la industria quesera es
eliminada como lactosuero el cual retiene cerca de 55% del total de ingredientes de
la leche como la lactosa, proteínas solubles, lípidos y sales minerales.
Algunas posibilidades de la utilización de este residuo han sido propuestas, pero
las estadísticas indican que una importante porción de este residuo es descartada
como efluente el cual crea un serio problema económico-ambiental debido a que
afecta física y químicamente la estructura del suelo como también a la vida
acuática tras agotar el oxígeno disuelto. Las proteínas y la lactosa se transforman
en contaminantes cuando el líquido es arrojado al ambiente sin ningún tipo de
tratamiento, ya que la carga de materia orgánica que contiene permite la
reproducción de microorganismos produciendo cambios significativos en la
demanda biológica de oxígeno del agua contaminada (Parra, 2009)
41
6 - Conclusión
Se comprobó que valores por encima de 2.000.000 de células somáticas tiene un
impacto negativo sobre la elaboración quesera ya que altera la composición de la
leche disminuyendo los valores de materia grasa, lactosa y proteína ocasionando
disminuciones en la firmeza de la cuajada, aumentando el porcentaje de humedad
en su composición debido a la pérdida de sólidos totales en el suero e
incrementando así, las pérdidas físicas por merma en el producto final.
El rendimiento quesero se ve notablemente afectado, obteniéndose menores
kilogramos de queso por litros de leche utilizados tras su elaboración, y se
producen además mayores pérdidas de componentes de alto valor nutricional en el
suero de quesería, lo que resulta no solo una pérdida económica importante, sino
que ocasiona un negativo impacto a nivel ecológico.
Es importante destacar que si bien es conocido que la calidad de la materia prima
juega un rol fundamental en la calidad de cualquier producto lácteo; en el caso del
queso, la utilización de leches con RCS elevados se reconoce como un factor
determinante tanto por su impacto tecnológico como económico a nivel industrial.
42
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