Quesos extendidos y analogos
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Quesos extendidos y analogos Quesos extendidos y analogos Presentation Transcript

  • 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 Mantequilla2
  • 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 View slide
  • 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 View slide
  • 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 lossiguientes 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 OPERACIONESTECNOLÓGICAS 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 LIOFILIZACIÓN7
  • 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 9,29
  • 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 SECADO17
  • 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°C22
  • 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 cuadro23
  • 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 CASEÍNAS24
  • 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: + cuajofosfocaseinato 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 Agua27
  • 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 COAGULABLE29
  • 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 8,039
  • 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 MANTEQUILLA40
  • 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 KilosMenos, proteína coagulable de la propia leche -25.440 KilosSe necesita proteína coagulable 12.876 KilosFuente de Extensor: Caseína Ácida 86 % Proteína CoagulableCantidad de Extensor a agregar es de 14,972 kilos de Caseína Ácida42
  • 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 Mantequilla43
  • 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 1.00045
  • 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 MOZZARELLA46
  • 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.52