determinación de rendimientos para la elaboración de queso mozzarella, requesón, yogurt y yogurt...
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Universidad Rafael Landívar
Facultad de Ingeniería
Ingeniería en Industria de Alimentos
Proyectos de Ingeniería en Industria de Alimentos
Catedrático: Wilfredo Fernández
Determinación de rendimientos para la elaboración
de Queso Mozzarella, Requesón, Yogurt y Yogurt
Estilo Griego por medio de balances de masa
Presentado por
Anna Cecilia Aguirre de la Cerda
Elmar Donald Ortega Lima
Vivian Fabiola Artero Bran
Andrea María Romero Zea
Guatemala, Noviembre de 2014
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Resumen Ejecutivo
El propósito de este trabajo de investigación es determinar de manera experimental
el rendimiento de cuatro diferentes productos lácteos por medio de balances de
masa y comparar estos valores con los encontrados en la teoría para ofrecerles a
los pequeños o medianos productores una guía para la elaboración de cualquiera
de estos productos. Para esto se realizó un estudio previo y se planteó un
procedimiento para realizar cada uno de los productos en la Planta Piloto de
Alimentos del edificio TEC de la Universidad Rafael Landívar.
La leche de vaca es la materia prima esencial para la realización de Queso
Mozzarella y Yogurt, en donde el Requesón es un producto derivado del Queso y
es obtenido a partir del suero lácteo, mientras que el Yogurt estilo griego es un tipo
de yogurt concentrado el cual se le ha drenado cierta cantidad de suero. En la
práctica se utilizó leche entera marca Trebolac ®, debido a que este tipo de leche
no se le aplicó un tratamiento térmico de pasteurización UHT (ultra pasteurización)
y se encontraba estandarizada en aproximadamente un 3% de grasa, por lo que la
hizo ideal para la elaboración de estos productos con un ahorro en el tiempo de
producción al ya no tener que realizar estos tratamientos previos.
La primera parte del trabajo está constituida por el marco teórico en donde se
encuentra la información relacionada con la leche, el Queso Mozzarella, Requesón,
Yogurt y Yogurt estilo griego donde se plantearon los datos necesarios para
entender cada uno de los productos antes, durante y después de su elaboración. Le
siguen a esta sección el planteamiento del problema y el método donde se explica
detalladamente el proceso de elaboración de cada producto.
La segunda parte está constituida por los resultados y su análisis por medio de
balances de masa, su análisis estadístico y comparación de los valores reales,
obtenidos mediante las diferentes prácticas realizadas y los valores teóricos.
Mediante las prácticas realizadas y resultados obtenidos se pudieron determinar
factores de gran importancia para la producción eficiente de estos productos,
además de resultados inesperados y bajos rendimientos debido a variaciones en la
materia prima o el proceso de elaboración los cuales permitieron elaborar
recomendaciones importantes al momento de producir estos productos.
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Índice
1 Introducción .................................................................................................... 1
2 Lo escrito sobre el tema ................................................................................. 2
3 Marco Teórico ................................................................................................. 4
3.1 Leche ......................................................................................................... 4
3.1.1 Características Organolépticas de la leche como materia prima ............ 4
3.1.2 Propiedades fisicoquímicas .................................................................... 4
3.1.3 Composición de la leche ......................................................................... 4
3.1.4 Conservación de la leche ........................................................................ 5
3.1.5 Valor monetario de los componentes de la leche ................................... 6
3.1.6 Las proteínas de la leche ........................................................................ 6
3.2 Quesos ...................................................................................................... 6
3.2.1 Clasificación de los quesos ..................................................................... 7
3.2.2 Queso Mozzarella ................................................................................... 7
3.2.3 Composición del Queso Mozzarella ........................................................ 7
3.2.4 Caseínas ................................................................................................. 8
3.2.5 Acidez de la leche para quesos .............................................................. 9
3.3 Requesón .................................................................................................. 9
3.3.1 Suero de la leche .................................................................................. 10
3.3.2 Proteínas del Suero .............................................................................. 11
3.4 Yogurt ...................................................................................................... 11
3.4.1 Clasificación del yogurt ......................................................................... 11
3.4.2 Cultivos o fermentos utilizados ............................................................. 12
3.4.3 Composición del yogurt......................................................................... 12
3.4.4 Obtención del Yogurt ............................................................................ 12
3.4.5 Factores esenciales a tomar en cuenta al elaborar yogurt ................... 13
3.5 Yogurt Estilo Griego .............................................................................. 14
3.6 Balances de Materia ............................................................................... 16
4 Objetivos ....................................................................................................... 17
4.1 General .................................................................................................... 17
4.2 Específicos ............................................................................................. 17
5 Hipótesis ........................................................................................................ 17
6 Variables ........................................................................................................ 17
7 Alcances y limitaciones ............................................................................... 18
8 Aporte ............................................................................................................ 19
9 Método ........................................................................................................... 19
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9.1 Instrumentos (Planta Piloto de Alimentos URL) .................................. 19
9.2 Procedimiento para la elaboración de Queso Mozzarella y Requesón
24
9.2.1 Descripción del proceso para queso mozzarella ................................... 25
9.2.2 Descripción del proceso para requesón ................................................ 27
9.3 Procedimiento para la elaboración de Yogurt y Queso de Yogurt .... 28
9.3.1 Descripción del proceso para yogurt ..................................................... 29
9.3.2 Descripción del proceso para Yogurt Griego (Queso de Yogurt) .......... 29
10 Diseño y metodología de análisis ............................................................ 30
10.1 Diseño Experimental .............................................................................. 30
10.1.1 Experimentos ..................................................................................... 30
10.1.2 Tratamientos ...................................................................................... 30
10.1.3 Repeticiones en los experimentos ..................................................... 31
10.1.4 Unidad Experimental ......................................................................... 31
10.1.5 Variable de Respuesta ...................................................................... 31
10.1.6 Otras variables dependientes a determinar ....................................... 32
10.2 Balances de masa para: Queso Mozzarella y Requesón .................... 32
10.3 Balances de masa para: Yogurt y Yogurt Griego (Queso de Yogurt)33
10.4 Otros análisis estadísticos: ................................................................... 34
11 Resultados ................................................................................................. 35
11.1 Balances De Masa .................................................................................. 35
11.1.1 Primera Práctica de Quesos .............................................................. 35
11.1.2 Segunda Práctica de Quesos ............................................................ 36
11.1.3 Tercera Práctica Quesos ................................................................... 37
11.1.4 Cuarta Práctica Quesos ..................................................................... 38
11.1.5 Primera Práctica de Yogurt ................................................................ 39
11.1.6 Segunda Práctica de Yogurt .............................................................. 40
11.1.7 Tercera Práctica de Yogurt ................................................................ 41
11.2 Rendimientos ......................................................................................... 42
11.2.1 Rendimientos Primera Práctica Quesos ............................................ 42
11.2.2 Rendimiento Segunda Práctica Quesos ............................................ 42
11.2.3 Rendimiento Tercera Práctica de Quesos ......................................... 42
11.2.4 Rendimiento Cuarta Práctica de Quesos ........................................... 43
11.2.5 Rendimiento Primera Práctica Yogurt ................................................ 43
11.2.6 Rendimiento Segunda Práctica Yogurt .............................................. 44
11.2.7 Rendimiento Tercera Práctica Yogurt ................................................ 44
11.3 Análisis Estadístico ............................................................................... 45
11.3.1 Queso Mozzarella y Requesón .......................................................... 45
11.3.2 Yogurt y Yogurt Estilo Griego ............................................................ 45
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11.4 Control de Proceso ................................................................................ 46
11.4.1 Queso Mozzarella y Requesón .......................................................... 46
11.4.2 Yogurt y Yogurt Estilo Griego ............................................................ 47
12 Discusión de Resultados .......................................................................... 48
12.1 Queso Mozzarella ................................................................................... 49
12.2 Requesón ................................................................................................ 50
12.3 Yogurt ...................................................................................................... 52
12.4 Yogurt Estilo Griego .............................................................................. 53
13 Conclusiones ............................................................................................. 54
14 Recomendaciones ..................................................................................... 54
15 Referencias Bibliográficas ....................................................................... 55
16 Glosario ...................................................................................................... 57
17 Anexos ....................................................................................................... 58
17.1 Ilustración de proceso de elaboración de Requesón ......................... 58
17.2 Ilustración de Proceso de elaboración de Queso Mozzarella ........... 59
17.3 Ilustración de Proceso de elaboración de Yogurt .............................. 60
17.4 Ilustración de Proceso de elaboración Yogurt Estilo Griego ............. 60
17.5 Datos Queso Mozzarella y Requesón ................................................... 61
17.6 Datos Yogurt y Yogurt Estilo Griego .................................................... 65
17.7 Cálculos .................................................................................................. 68
17.8 Obtención de Rendimiento Teórico Para Queso Mozzarella .............. 69
17.9 Obtención de Rendimiento Teórico Para Requesón ........................... 70
17.10 Obtención de Rendimiento de Yogurt ............................................... 70
17.11 Balance Teórico Yogurt y Yogurt Estilo Griego .............................. 71
17.12 Constantes para gráficos de control ................................................. 71
17.13 Mermas ................................................................................................ 72
17.14 Hoja de datos utilizada en las prácticas ........................................... 73
17.15 Formato de práctica Planta Piloto de Alimentos URL para práctica
de Quesos ......................................................................................................... 77
17.16 Formato de práctica Planta Piloto de Alimentos URL para práctica
de Yogurt .......................................................................................................... 82
17.17 Validación de resultados, análisis proximal leche Trebolac .......... 86
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1 Introducción
En la actualidad vivimos en un mundo competitivo por lo que ofrecerle al mercado y
garantizarles a los fabricantes productos con mayor eficiencia, más calidad, mejor
tecnología y precios competitivos es fundamental. Precisamente en el área que
abarca la industria alimentaria y específicamente en el tema del sector lácteo, se
han cuestionado los rendimientos en cuanto a los subproductos lácteos para así
determinar su factibilidad en el mercado y proceder a la implementación de nuevos
procesos para el mejor aprovechamiento de la materia prima. La determinación de
rendimientos al momento de elaborar nuevos productos es indiscutiblemente un
factor importante ya que de este depende el éxito de la industria; en este caso, el
objetivo de la industria es obtener la mayor cantidad de producto a partir de la
materia prima utilizada.
En Guatemala, el consumo de lácteos se tiene como uno de los consumos más
bajos de la región centroamericana por lo que el sector tiene un alto potencial de
crecimiento ya que la leche naturalmente aporta una gran variedad de nutrientes y
de ser utilizada eficientemente pudiera llegar a ser capaz de ayudar a reducir los
problemas nacionales relacionados a la salud. El consumo de leche y sus
subproductos resulta beneficioso para los humanos debido a sus propiedades
nutritivas y por su riqueza en proteínas, vitaminas y minerales, especialmente el
calcio. Nosotros, como estudiantes de la Carrera Ingeniería en Industria de
Alimentos en la Universidad Rafael Landívar, hemos decidido realizar un estudio
sobre la determinación de rendimiento para la elaboración de Queso Mozzarella,
Requesón, Yogurt y Yogurt Tipo Griego o Queso de Yogurt por medio de balances
de masa los cuales son una herramienta eficiente para conocer todas las salidas de
un proceso especifico dado una determinada entrada. Para realizar un balance de
masa en los procesos físicos se debe de tomar en cuenta que la materia prima que
entra al proceso es igual a la materia prima que sale del proceso.
En un proceso donde se transforme materia prima como la leche para la producción
de subproductos es indispensable la contabilización de material en todas las etapas;
por lo que es necesario realizar un esquema o grafico de los flujos de procesos,
estos con el fin de entender la secuencia del proceso a través del cual se producen.
La importancia del cálculo del rendimiento a través de balances de masa da la
información requerida para realizar una proyección de la producción a partir de
determinada materia prima.
Consecuentemente dicho estudio es el objetivo del presente trabajo que consta de
dos fases, el aspecto teórico de investigación científica y el aspecto práctico de
elaboración de productos. Para obtener el producto deseado se requiere mantener
durante el proceso un estándar y un control adecuado de los parámetros de calidad
y de temperatura, tiempos, pH, entre otros. Cabe mencionar que como apoyo se
incluyen normativas de COGUANOR y normativas del Reglamento Técnico
Centroamericano (RTCA).
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2 Lo escrito sobre el tema
La leche como materia prima de varios procesos en la industria alimenticia está
compuesto principalmente de: Agua, lípidos, proteínas, glúcidos y sales. A estos
componentes se pueden añadir otros tales como vitaminas, enzimas, gases
disueltos, los cuales son importantes para la actividad biológica de la leche. La
variedad de componentes presentes en la leche la hace ideal para elaborar a través
de ella diferentes productos lácteos. Antes de la era moderna esta producción se
limitaba específicamente a leche entera y desnatada, nata, mantequilla y quesos
sobre todo madurados y duros.
Guatemala es un país el cual consume una gran cantidad de productos lácteos entre
los que se encuentra el queso como uno de los principales productos, el cual por su
gran accesibilidad se consumen en casi todas las regiones del país.
En Guatemala no se cuentan con estudios recientes acerca de la producción de
leche por lo que se basan en estudios realizados por la FAO en el 2001 para realizar
extrapolaciones de las producciones de leche para los siguientes años, el estudio
del 2011 indican que la producción para ese año fue de 320 millones de litros de
leche. (Peréz, 2014)
Gráfico 2.1.1.1: Niveles Socioeconómicos de Guatemala (Prensa Libre, 2013)
En Guatemala el consumo de queso se basa en quesos artesanales que son
producidos en queserías como queso fresco, requesón, queso de capas y queso
duro. Estos quesos son consumidos en su mayoría por los niveles socioeconómicos
D, C1, C2, C3 y B, (ProChile, 2009) su distribución puede ir desde tiendas de barrio
hasta supermercados.
El producto como queso mozzarella, es consumido por niveles socioeconómicos B,
C3, C2, C1. Este producto está en crecimiento a pesar de que la población no está
muy familiarizada con este producto como lo es el requesón.
0.00% 10.00% 20.00% 30.00% 40.00% 50.00% 60.00%
A (+Q100 MIL ANUALES)
B (Q61,200 ANUALES)
C1 (Q25,600 ANUALES)
C2 (Q17,500 ANUALES)
C3 (Q11,900 ANUALES)
D1 (Q7,200 ANUALES)
D2 (Q3,400 ANUALES)
0.71%
1.10%
5.97%
11.66%
18.01%
51.07%
12.19%
Porcentaje que ocupan en la población
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El uso de queso mozzarella en los hogares de la población guatemalteca se limita
a: Lasañas, pizzas, tacos, ensaladas, pastas o fondue. Según el estudio de
mercado de Queso en Guatemala por PROCHILE (Julio del 2009) los quesos más
consumidos en Guatemala son:
Los artesanales
Tipo Kraft
Queso crema
Las marcas en las que se comercializa dichos quesos en Guatemala son:
Pajajinak (nacional)
Parma (nacional)
Trebolac (nacional)
La Italia (nacional)
Chivolac (nacional)
ILGUA (nacional)
Anchor
Chalet
Mainland
Borden
Great Value
Kraft
San Julian
Petacones
Autralian
Leon de Oro.
Las marcas nacionales pertenecen a la cámara de productores de leche que es una
organización que vela por el mejoramiento de la producción rentable de la leche de
calidad.
En lo que respecta a leches fermentadas, refiriéndonos específicamente al consumo
de yogurt en Guatemala este se encuentra constante aumento debido a que este
producto está ligado a una sensación de buena alimentación así como el consumo
de alimentos bajos en grasa. Comercialmente existe una gran variedad de marcas
de yogur que se distribuyen en los supermercados y tiendas, las marcas con más
ventas en Guatemala son:
Lala
Glad
Yoplait
Danone
Yes
Dos pinos
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3 Marco Teórico
3.1 Leche
3.1.1 Características Organolépticas de la leche como materia
prima
Color: Generalmente la leche posee un color blanco amarillento, cuando se
adiciona agua o se ha descremado, el color es más blanco. El color de la
leche depende de contenido de grasa y caseína que esta tenga.
Olor: Tiene un olor característico.
Sabor: Tiene un sabor dulce, que depende de la lactosa. El sabor puede
cambiar dependiendo de la alimentación, ubre o alteraciones en la salud de
la vaca.
Textura: La leche debe de tener consistencia liquida, pegajosa y ligeramente
viscosa, esto se debe al contenido de azucares, sales y caseína.
(Lopez Calvillo, 2013)
3.1.2 Propiedades fisicoquímicas
Tabla 3.1.2.1 Propiedades fisicoquímicas de la leche Propiedad Cantidad
Densidad 1.032 g/ml
pH 6.5 – 6.7
Acidez 0.15 - 0.16%
Viscosidad 2 cp
Punto de congelación -0.539 C
Punto de ebullición 100.17 C
Calor especifico 0.93 cal/Kg C
(M. Negri, 2005)
3.1.3 Composición de la leche
Tabla 3.1.3.1 Composición aproximada de la leche cruda de vaca
Componente Análisis Proximal
laboratorio CONCALIDAD (%)
Tablas INCAP (%)
Agua 88.29 88.32
Proteínas 3.22 3.22
Lípidos 2.71 3.25
Lactosa 5.06 4.52
Minerales 0.72 0.69
(INCAP & OPS, 2012)
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Microbiología de la leche
La leche posee una composición química que ofrece un medio de cultivo apropiado,
especialmente para las bacterias, es así que podemos hallar bacterias que se
alimentan” básicamente de las proteínas (actividad proteolítica), sobre las grasas
(actividad bioquímica lipolítica), o azucares (actividad sacarolítica).
En la proteólisis, la acción de las enzimas proteolíticas y proteinazas provoca lo que
se llama “coagulación dulce” de la leche, la cual se identifica por la formación de
compuestos de reacción, como aminos, por lo que se producen desprendimientos
gaseosos dando a la leche un olor desagradable.
Bacterias: A las que más atención se les debe poner en la leche son las bacterias
lácticas y las bacterias coniformes.
Tabla 3.1.3.2, bacterias que pueden presentarse en la leche (Hernandez, 2003)
Gram Positivas Gram Negativas
Micrococos Enterobacterias
Lácticas Acromobacterias
Esporuladas Microbacterias
3.1.4 Conservación de la leche
Conservación por refrigeración
La leche es una materia prima fácilmente perecedera. Las bacterias que la
contaminan pueden multiplicarse rápidamente y hacerla no apta para la
elaboración ni para el consumo humano. El desarrollo de las bacterias puede
retrasarse mediante la refrigeración, que reduce la velocidad del deterioro.
Conservación por peróxido
El método debe utilizarse solamente en situaciones en las cuales, por
razones técnicas, económicas y/o prácticas, no se pueden utilizar
instalaciones de enfriamiento para mantener la calidad de la leche cruda. En
los lugares donde hay una infraestructura insuficiente para la recogida
de la leche líquida, la utilización del sistema-LP permitiría producir una
leche inocua y saludable, lo que de otra manera sería prácticamente
imposible. (Lopez Calvillo, 2013)
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3.1.5 Valor monetario de los componentes de la leche
Arturo Inda Cunninghanm propone un análisis monetario sobre el valor de los
diferentes componentes de la leche cruda, tomando como base de cálculo 100
kilogramos de leche, con un valor cercano a los 24 dólares en el año 2000. Con
fines ilustrativos y utilizando como tipo de cambio $1.00 = Q7.606 estos valores
fueron convertidos a la moneda nacional guatemalteca y se muestran en la siguiente
tabla en relación a los diferentes componentes de la leche. Se desprecia el valor del
agua ya que este es el componente más barato de la leche ya que son los sólidos
totales los cuales le otorgan su valor comercial.
Tabla 3.1.5.1 Valor monetario de los componentes de la leche
Componente Valor monetario
(GTQ/Kg) % del valor de la
leche % de los sólidos
totales
Proteínas ~38.80 ~66 ~26
(Caseínas) (~43.36) (~58) (~20)
(Proteínas Lactoséricas)
(~21.30) (~8) (~6)
Grasa ~15.21 ~28 ~28
Lactosa ~1.90 ~5 ~39
Minerales ~1.90 ~1 ~7
(Inda Cunningham, 2000)
3.1.6 Las proteínas de la leche
Existen dos familias de proteínas que componen la leche, estas son las caseínas
en un 79% aproximadamente y las proteínas lactoséricas en un 21%, en donde las
primeras poseen un nivel bajo de estructura terciaria. La leche de vaca posee cuatro
tipos de caseínas y su concentración es cercano a 25 g/L de leche y su proporción
es aproximadamente: αs1:αs2:β:κ ≈ 4:1:4:1. En su estado natural existen en forma
de micelas, las cuales son partículas con diámetro dentro del rango entre 50nm y
250nm, consistentes en un complejo de las caseínas con fosfato de calcio.
Como se indicó, además de las caseínas existen las proteínas lactoséricas las
cuales son proteínas altamente estructuradas y por lo tanto poseen una mayor
susceptibilidad a ser desnaturalizadas. Las principales proteínas lactoséricas son la
β-lactoglobuilina y la α-lactalbúmina. (Inda Cunningham, 2000)
3.2 Quesos
El queso puede definirse como el producto que resulta de la concentración de una
parte de la materia seca de la leche por medio de coagulación. Este según su
composición puede ser un producto fermentado o no, constituido principalmente por
la caseína de la leche. Los métodos de fabricación, salvo algunas excepciones,
fueron descubiertas empíricamente por lo que estos productos suelen ser alimentos
típicos de diferentes regiones.
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3.2.1 Clasificación de los quesos
Los quesos pueden clasificarse según su contenido de humedad y su contenido de
grasa como se muestra en la siguiente tabla:
Tabla 3.2.1.1 Parámetros para la clasificación de los quesos
Humedad % Término 1 Grasa % Término 2
< 41 Extra Duro >60 Muy graso
49 - 56 Duro 45-60 Graso
54 - 63 Semiduro 25-45 Graso medio
61 - 69 Semiblando 10-25 Bajo en grasa
> 67 Blando <10 Sin grasa
(Bylund, 1996)
Según su sus características de curado se pueden clasificar como frescos, curados,
madurados, o no madurados, según el tipo de microorganismo utilizado y si la
maduración se realizó en la parte exterior del queso, en la parte interior o ambas.
3.2.2 Queso Mozzarella
El queso mozzarella pertenece al grupo de pastas cocidas o filadas. Este se
encuentra en el mercado en diferentes tamaños de una libra para su venta y de 2.5
kilogramos para su uso comercial.
El queso mozzarella es consumido a temperatura ambiente o como
acompañamiento de platos calientes debido a sus excelentes características de
calidad. Este queso se diferencia debido a que este se derrite y se estira al
hornearlo, por lo que para su elaboración se debe de tener en cuenta ciertos detalles
en cuanto al comportamiento de las leches frescas y ácidas para la obtención de un
producto de alta calidad. (García G. & Ochoa M., 1987)
Para la elaboración del queso Mozzarella existen varias técnicas las cuales varían
desde la aplicación del cultivo hasta el tiempo del proceso el cual puede ir desde
unas cuantas horas hasta dos días. Los cultivos principalmente utilizados son los
cultivos lácticos termófilos los cuales reportan la ventaja de acortar sustancialmente
el tiempo de fabricación. Es claro también que cuando se utilizan ácidos orgánicos
se obtienen tiempos de proceso más cortos aunque la calidad organoléptica
disminuye significativamente.
3.2.3 Composición del Queso Mozzarella
El queso está compuesto principalmente de grasa y proteínas aunque también
posee minerales como el calcio el cual se encuentra en mayor proporción. A
continuación se presenta una tabla con los porcentajes aproximados de la
composición del queso mozzarella el cual puede variar según su proceso de
fabricación.
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Tabla 3.2.3.1 Composición aproximada del queso mozzarella a partir de leche
entera
Componente Porcentaje
Agua 50.01%
Materia grasa 22.35%
Proteínas 22.17%
Carbohidratos 2.19%
Minerales 3.28% (INCAP & OPS, 2012)
Se prefiere la utilización de leche con alto contenido de caseínas tomando en cuenta
que al principio de la lactancia, las leches tienen un bajo contenido de casina, por lo
que se utiliza leche extraída 10 a 11 días después del parto. (Bylund, 1996)
3.2.4 Caseínas
Las características de los cuatro tipos de proteínas se deben a su composición o
estructura primaria: (Dalgleish, 1997)
Son fosfoproteínas en donde algunas unidades del aminoácido serina se
encuentran sustituidas por un grupo fosfato para formar fosfato de serina.
Las caseínas más abundantes son la αs1 y β las cuales no contienen los
aminoácidos cistina ni cisteína, por lo que no tienen capacidad de formar
enlaces de azufre (-S-S-) intermoleculares o intramoléculares.
Las caseínas αs2 y κ poseen ambas puentes (-S-S-) intercadena, formado
entre dos unidades de cisteína, que no son muy reactivas.
Los cuatro tipos de caseínas son proteínas hidrofóbicas debido a la presencia
de aminoácidos con cadenas laterales no polares. Sin embargo en las β y κ,
la distribución de estos aminoácidos no es aleatoria por lo que también posén
una región hidrofílica.
Las caseínas contienen cantidades altas de prolina, el cual es un aminoácido
que dificulta la formación de estructuras secundarias, por lo que son
proteínas esencialmente desordenadas, sin una estructura específica y
pueden adoptar muchas conformaciones como si se adaptaran a la presencia
de fuerzas cambiantes.
Las caseínas no poseen actividad biológica, no es posible su cristalización y
no son susceptibles a ser desnaturalizadas térmicamente en la región de
temperaturas usuales en la industria de quesería.
Como consecuencia de tratamientos térmicos a temperaturas superiores a
los 100ºC, se produce un incremento del tamaño de las micelas de caseína
y un aumento de la caseína soluble, este fenómeno aumenta mientras que
aumenta el tratamiento térmico. También puede producirse una
desfosforilación y proteólisis. (Romero del Castillo, 2004)
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Tratamientos térmicos UHT mayores a 110ºC produce la ruptura de algunas
moléculas de caseína e incrementa el contenido de nitrógeno no protéico en
la leche por lo que en leches UHT se da lugar a una aparición de
glicomacropéptidos que equivalen al 1-3% del presente en un lactosuero de
quesería. (Romero del Castillo, 2004)
3.2.5 Acidez de la leche para quesos
En el caso de la elaboración de queso mozzarella, la acidez de la leche es muy
importante para su preparación. Se le denomina acidez de la leche a la leche que
involucra acidez actual y acidez potencial.
La acidez actual representa los iones hidronios libres mientras que la acidez
potencial incluye todos los componentes de la leche que liberan iones hidronio
titulables. (M. Negri, 2005)
La medición de la acidez titulable en la leche se realiza por medio de una valoración
o titulación la cual corresponde a la cantidad de hidróxido de sodio utilizado para
neutralizar los iones hidronio presentes. Este valor puede expresarse de varias
formas como se indican a continuación:
Grados Dornic (ºD): Los grados Dornic corresponden al volumen de
solución de hidróxido de sodio N/9 utilizados para titular 10 mililitros de leche
en presencia de fenolftaleína. Un grado Dornic equivale a 0.1 g/L de ácido
láctico.
Grados Soxhlet-Henkel (S.H): Este valor no tiene el ácido láctico como
referencia, y equivale a 1 ml de hidróxido de sodio N/4 utilizado para titular
100 ml de leche.
3.3 Requesón
El requesón es un subproducto lácteo que se obtiene mediante la coagulación de
las proteínas α-lactoalbumina y β-lactoglobulinas presentes en el suero las cuales
reaccionan al calor y a la acidez.
Las partículas cuajadas se separan por medio de agitación y calentamiento del
suero dando como resultado un producto con textura suave
La elaboración de requesón depende de la calidad del lactosuero, una de sus
principales diferencias esta en la composición de la leche y el contenido de
humedad, y de manera significativa el pH del lactosuero. Estas propiedades son
importantes durante el tratamiento térmico y la precipitación de las proteínas
lactoséricas. Los lactosueros de quesos acidos poseen mayor cantidad de
minerales (Cuniham 2000)
El mecanismo principal de los requesones es la desnaturalización de las proteínas
lactoséricas. Esto se puede lograr elevando la temperatura viendo efectos sobre
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temperaturas de 60°C y 70°C. Este proceso promueve la ruptura de enlaces S-S y
el intercambio de –SH/S-S generalmente en valores de pH básicos. Las proteínas
lactosercias además son solubles en su punto isoeléctrico por lo que solo
precipitaran con tratamiento térmico. La precipitación de las proteínas se puede
aumentar mediante el aumento en la concentración de β-lactoglobulinas e iones
calcio.
Otros procesos para aumentar el rendimiento de requesón son: 1) La precipitación
térmica en pH 4.6; 2) Ajustar la acides titulable entre 0.07% y 0.12% usando una
base y temperatura menor de 65°C; 3) Calentar entre 71°C y 101°C.
En el caso de sueros provenientes del queso mozzarella, que poseen un pH menor
de 5.9 es necesario calentar para precipitar al menos entre el 70-80% de las
proteínas.
Algunos ácidos empleados para la elaboración de requesón son: ácido cítrico, ácido
láctico, ácido acético y fosfórico todos en grado alimentario.
3.3.1 Suero de la leche
A partir de 10 litros de leche es posible producir de 1 a 2 Kg de queso según el tipo
de suero de leche que se tenga, ya sea dulce, el cual proviene de los quesos
fabricados con renina o ácido proveniente de la coagulación con ácidos orgánicos.
(Badui Dergal, 2013)
Tabla 3.3.1.1Composición aproximada del Lactosuero
Componente Porcentaje
Proteínas 0.9%
(caseínas) (0.13%)
(proteínas lactoséricas) (0.78%)
Grasas 0.3%
Lactosa 5.1%
Sales y Minerales 0.5%
Solidos totales 6.8%
(Inda Cunningham, 2000)
El uso del suero en la producción de requesón depende de los daños que este
pueda haber recibido durante el proceso por lo que se realizan estrictos controles
de pH y temperatura en el secado.
Otros productos realizados del suero de la leche son los conocidos “concentrados
de Duero de leche” o WPC (whey protein concentrates) en donde las sales y la
lactosa del suero se separa por osmosis inversa, ultrafiltración y adsorción de
intercambio ionico con lo cual se busca la concentración de las proteínas. Estos
productos son ampliamente utilizados en la industria debido a su capacidad de
retención de agua por lo que se utilizan como emulsificantes, espesantes y
espumantes en productos como yogurt, cremas, helados, etc.
| 11
3.3.2 Proteínas del Suero
Como se explicó anteriormente, las proteínas del suero se componen por las β-
lactoglobulinas que representa el 50% de las proteínas lactoséricas y las α-
lactoalbuminas el 20%, el resto lo contribuye compuestos nitrogenados
La β-lactoglobulina en un ph de 6.6 y 6.7 existe en forma de dimero, monómeros
unidos por un enlace débil o fuerte. El monómero de esta proteína tiene 162
aminoacidos, dos puentes de disulfuro (S-S) y un grupo tiol (-SH). La solubilidad de
la β-lactoglobulina se debe a su extructura externa polar que le permite tener una
capacidad de retención de agua del 0.04 g/g proteína. Esta proteína es rica en
aminoácidos y grupos tiol en comparación con las otras proteíanas lactoséricas. La
extructura interna es no polar compuesta por grupos tioles –SH teniendo una baja
reactividad, sin embargo bajo tratamientos térmicos se da disociaciones del dimero
provocando la desnaturalización. A esto se le conoce como la base para la
elaboración de requesones.
Por su parte las α-lactoalbuminas se compone por 123 aminoacidos, cuatro puentes
de disulfuro y cantidades variables de carbohidratos por ser una glicolproteína. Es
una proteína flexible. Su capacidad de retención de agua es de 0.06 g/g proteína
3.4 Yogurt
3.4.1 Clasificación del yogurt
El Yogurt es uno de los productos lácteos acidificados o fermentados, ya que es
preparado por medio de la fermentación del ácido láctico. En el caso del yogurt, la
leche se inocula con un cultivo de fermentos que convierte parte de la lactosa en
ácido láctico; es por ello que se le denomina una leche acidificada. Las sustancias
aromáticas volátiles del yogurt incluyen pequeñas cantidades de ácido acético y
acetaldehído. (Bylund, 1996)
El yogurt se clasifica normalmente de la siguiente forma:
Yogurt Firme: Este es incubado y enfriado en el mismo envase.
Yogurt Concentrado: Este es incubado en tanques, concentrado y
enfriado antes de ser envasado. (queso de yogurt)
Yogurt Batido: Este es incubado en depósitos y enfriado antes de su
envasado.
Yogurt Líquido: Este es similar al yogurt batido, pero el coágulo se
rompe hasta obtener una forma líquida antes de su envasado.
Yogurt Congelado: Este es incubado en tanques y congelado como un
helado de crema.
| 12
3.4.2 Cultivos o fermentos utilizados
Para la elaboración de yogurt se utilizan principalmente dos tipos de fermentos
como se les conoce con sus nombres modernos:
Lactobacillus delbrueckii ss. Bulgaricus
Streptococcus salivarius ss. Thermophilus
Ambos son bacterias del tipo termófilos, es decir que su rango de temperatura de
crecimiento óptima oscila entre los 40-50ºC.
3.4.3 Composición del yogurt
Tabla 3.4.3.1 Variación de los Componentes según el Tipo de Yogurt;
Entero (%) Semi
Descremado (%)
Descremado (%)
Con frutas (%)
Agua 87 89 8 81
Proteínas 3.5 3.4 3.3 2.8
Lípidos 3.9 1.7 0.9 3.3
Glúcidos 3.6 3.8 4 12.6
Ácidos orgánicos
1.15 1.2 1.2 1.2
Cenizas 0.7 0.72 0.75 0.7
Contenido energético
63 Kcal 43 Kcal 36 Kcal 88 Kcal
La composición mostrada en la Tabla 3.4.3 se utiliza leche de vaca como
referencia
3.4.4 Obtención del Yogurt
Lo único que se requiere para elaborar yogurt es leche entera de buena calidad,
leche en polvo y cultivos lácticos.
El yogurt es un producto fermentado, lo que quiere decir que por acción de los
cultivos antes mencionados inoculados en la leche (previamente estandarizada,
elevando su nivel de sólidos no grasos), se transforma la lactosa de la leche en
ácido láctico; a esto se le llama fermentación ácido láctico. En este caso es así como
se produce el yogurt; siempre tomando en cuenta los factores como la temperatura,
tiempo y pH ya que estos deben estar regulados dependiendo la etapa del proceso
para que se obtenga con éxito el producto final.
La lactosa es un disacárido formado por una molécula de glucosa y una de
galactosa; por lo que se le dice que es el azúcar de la leche. El ácido láctico se
produce a partir del proceso de fermentación donde la glucosa (lactosa en este
| 13
caso) que como resultado de la glucólisis produce ácido pirúvico y este, a través de
la enzima lactato deshidrogenasa genera ácido láctico.
Cabe mencionar que a un pH cercano a 4.6 las micelas de caseína de la leche
coalescen en forma de cadenas o conglomerados para formar una estructura
tridimensional en la cual queda atrapado el suero. Se le adiciona azúcar para lograr
el sabor y consistencia típicos del yogurt. El principal componente responsable del
sabor del yogurt es el acetaldehído.
Durante la fermentación se producen metabolitos como el acetaldehído y el diacetilo
que aportan en aroma característico del producto. Las bacterias lácticas producen
polisacáridos que confieren al producto una textura suave y cremosa. Debido a que
la materia prima principal del yogurt es la leche, el color del yogurt natural es
crema/blanco. Al añadirle frutas o aromas al producto, este va adquiriendo
tonalidades características de la fruta adicionada.
3.4.5 Factores esenciales a tomar en cuenta al elaborar yogurt
Entre los factores que afectan las propiedades organolépticas del yogurt y
determinan si el yogurt es de calidad o no se señalan los siguientes: (Bylund, 1996)
1. Elección de la leche
La calidad de la leche debe de ser de alta calidad bacteriológica. La leche a utilizar
debe de tener un recuento bajo de bacterias, no contener enzimas y sustancias
químicas que puedan retardar el desarrollo del cultivo y no deben contener
antibióticos.
2. Normalización de la leche
Según la FAO/OMS el contenido graso mínimo para el yogurt es del 3% y este
puede llegar hasta 10% pero lo habitual es llegar a un 3.5% de contenido de grasa.
Según la FAO/OMS, el contenido mínimo de sólidos no grasos de origen lácteo es
del 8.2%. Para lograr un yogurt con más consistencia se debe de aumentar la
proporción de caseína y de proteínas del suero. Los métodos más comunes para
normalizar el contenido de materia seca (MS) son; la evaporación (se evapora de
10-20% del volumen), adición de leche concentrada y la adición de leche en polvo
hasta el 3%.
3. Aditivos lácteos empleados
Normalmente se añaden azúcares o sustancias estabilizantes. La fruta tiene un 50
% de azúcar por lo que se puede agregar entre un 12-18 % de fruta para conseguir
la dulzura requerida sin necesidad de añadir la azúcar o edulcorante como tal. Se
debe de tener cuidado de no adicionar más del 10% de azúcar previo a la
inoculación/incubación ya que se cambiaría la presión osmótica de la leche y esto
generaría un efecto adverso para el yogurt.
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Los estabilizantes para el yogurt son: gelatina, pectina, agar-agar y almidón; estos
previenen la separación del suero en el yogurt. Se debe de hacer un análisis
detallado para determinar que estabilizante es el correcto para el yogurt ya que de
no adicionar el correcto y en las cantidades adecuadas se logrará una consistencia
dura y elástica en el yogurt, lo cual no se quiere. Cabe mencionar que generalmente
los estabilizantes se utilizan para el yogurt con frutas ya que de preparar
adecuadamente el yogurt natural no es necesaria la adición del mismo debido a que
este forma una capa fina con alta viscosidad.
4. Des aireación
Por medio de la des aireación se consigue mejorar las condiciones de trabajo del
homogeneizador, eliminar malos aromas, menos riesgo de ensuciamiento durante
el tratamiento térmico y mejor estabilidad y viscosidad.
5. Homogenización realizada
El objetivo de homogenizar es prevenir la separación de la nata durante el periodo
de incubación y asegurar una distribución uniforme de la grasa de la leche. La
temperatura de homogenización es a 60°C y la presión es de 2.6 a 6.8 kPa. Al
homogenizar se logra una mejor consistencia, estabilidad y viscosidad de la leche.
6. Tratamiento térmico
Cabe mencionar que la leche se trata térmicamente previa a proceder a la
inoculación de los cultivos. Esto es para mejorar las propiedades de la leche como
sustrato para las bacterias del cultivo industrial, asegurar que el coágulo del yogurt
terminado sea firme y para reducir el riesgo de separación de suero en el producto
terminado. Por medio de la pasteurización se logra desnaturalizar alrededor del 70-
80 % de las seroproteinas. La B-lactoglobulina (principal proteína de la seroproteina)
interactúa con la k-caseína y esto facilita que el yogurt adquiera “cuerpo”.
7. Preparación de los cultivos
Actualmente los cultivos se presentan como concentrados, congelados y liofilizados.
La ventaja de utilizar un cultivo concentrado es que la inoculación directa de la leche
minimiza el riesgo de contaminación ya que se evitan las etapas intermedias de
propagación.
3.5 Yogurt Estilo Griego
Se le llama yogurt estilo griego al producto lácteo fermentado que ha sido
desuerado. Este producto también se le denomina yogurt firme, yogurt desuerado o
Labneh, llamado así en medio oriente. Su proceso se basa en la eliminación de una
parte del suero por medio de filtración permitiendo la concentración de la materia
seca del yogurt produciendo una composición similar a la indicada en la siguiente
tabla:
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Tabla 3.5.1 Composición aproximada de yogurt estilo griego y suero remanente de
este.
Componente Yogurt Griego (%) Suero (%)
Proteína 10.2% 0.2 %
Grasa 11. 0% 0.0 %
Lactosa 4.1% 4.1 %
Cenizas 1.6 % 0.5 %
Ácido Láctico 2.0 % 0.7 %
Solidos totales 28.9 % 5.5 %
(Vosniakos, 2012)
El Codex Alimentarius y la Organización Mundial de la Salud (OMS), establecen que
el queso de yogurt es la leche fermentada mediante la acción de las bacterias
ácido-lácticas Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus y Streptococcus
thermophilus que el cual después del proceso de fermentacion se concentra
mediante filtración con el fin de aumentar el contenido de proteínas de almenos el
5.6% y del 0.6% de acidez titulable.
El contenido de ácido láctico en el yogurt estilo griego puede variar de 1.8% a 2%
siendo una cantidad mayor al de un yogurt normal, por lo que el producto final posee
una mayor acidez. Otra ventaja de la concentración alta de ácido láctico es su poder
inhibitorio de bacterias patógenas por lo que es excelente para su conservación. El
rendimiento teórico para el queso de yogurt es de aproximadamente 42%.
(Vosniakos, 2012) Cumpliendo con uno de los objetivos principales de la
elaboración de este producto el cual busca aumentar al doble la concentración de
proteínas y demás materia seca a excepción de la lactosa.
Es importante mencionar que la viscosidad del yogurt estilo griego tiende a
aumentar mientras mayor concentración de ácido láctico posee, esto es debido a
que el ácido láctico produce la coagulación de las caseínas produciendo la textura
y consistencia gelatinosa característica de este tipo de yogurt. (Moreno Castillo ,
2013)
Es posible determinar de la capacidad del yogurt para retener humedad, mediante
la fórmula propuesta por (Dinkci, 2012) en donde se busca también obtener un
posible rendimiento de la producción de yogurt concentrado y determinar la
magnitud de sinéresis que puede afectar al yogurt convencional.
El valor de Capacidad de Retención de Agua (CRA) puede ser obtenido mediante
la centrifugación de 20g de yogurt por 10 min a 5000g, 20ºC. El sobrenadante se
pesa y se utiliza la siguiente formula.
𝐶𝑅𝐴(%) =(𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑦𝑜𝑔𝑢𝑟𝑡 − 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑠𝑜𝑏𝑟𝑒𝑛𝑎𝑑𝑎𝑛𝑡𝑒)
(𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑦𝑜𝑔𝑢𝑟𝑡)∗ 100
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3.6 Balances de Materia
En la producción de productos lácteos es importante para determinar rendimientos
realizar balances de materia. Para un proceso en donde se transforme materia
prima como la leche para la producción de productos como queso mozzarella,
requesón, yogurt y queso crema de yogurt es indispensable la contabilización de
material.
Para los procesos de la elaboración de los productos antes mencionados, es
necesario realizar un esquema o grafico de los flujos de procesos, estos con el fin
de entender la secuencia del proceso a través del cual se producen. La gráfica del
flujo de proceso permite el análisis de:
Identificación de puntos para la recolección de datos.
Seguimiento de problemas.
Chequeo de procesos. El diagrama de flujo tiene como objetivo presentar de forma global los materiales
usados ilustrar las áreas principales y secundarias del proceso, identificar los puntos
de origen, uso y tratamiento de materias primas y procesadas de manera que se
pueda dar una interpretación rápida y fácil (Hoverland 2003).
Para identificar que los procesos que son adecuados en la transformación de
materias primas, es necesario tener conocimientos de las operaciones realizadas y
de las cantidades de materia prima empleadas, para ello es necesario el uso de
balances de entradas y salidas. Los puntos que deben contralarse en la producción
de productos lácteos para un balance de masa son:
El punto de entrada respecto al balance, esto incluye de la compra de materia prima así como la calidad de la misma.
El punto en la unidad de producción y salida de la unidad de producción. Para realizar un balance de masa en los procesos físicos se aplica la siguiente
ecuación:
𝑴𝒂𝒕𝒆𝒓𝒊𝒂 𝒑𝒓𝒊𝒎𝒂 𝒒𝒖𝒆 𝒆𝒏𝒕𝒓𝒂 𝒂𝒍 𝒑𝒓𝒐𝒄𝒆𝒔𝒐 = 𝑴𝒂𝒕𝒆𝒓𝒊𝒂 𝒑𝒓𝒊𝒎𝒂 𝒒𝒖𝒆 𝒔𝒂𝒍𝒆 𝒅𝒆𝒍 𝒑𝒓𝒐𝒄𝒆𝒔𝒐
Para efectuar un balance de materia de un proceso primero se debe especificar en
qué consiste el sistema para el que se hará el balance y establecer sus fronteras.
Un proceso es una serie de acciones, operaciones o tratamientos que producen un
resultado o producto. Un sistema se refiere a cualquier porción arbitraria o la
totalidad de un proceso establecido específicamente para su análisis.
Otro término importante es la frontera del sistema que circunscribe formalmente
alrededor del proceso mismo a fin de subrayar la importancia de delinear
cuidadosamente el sistema para cada uno de los problemas. Los sistemas pueden
ser abiertos o cerrados, en el caso de un sistema abierto se transfiere material por
la frontera o sistema esto quiere decir que todo lo que entra en el sistema sale del
| 17
sistema. Por otro lado el sistema cerrado no tiene transferencia semejante durante
el intervalo de tiempo de interés. (Himmelblau, 2002)
4 Objetivos
4.1 General
Determinar rendimientos de productos lácteos por medio de balances de
masa
4.2 Específicos
Determinar rendimientos para cada producto lácteo
Desarrollar un balance de masa para cada producto lácteo
Determinar las mermas por cada producto lácteo
5 Hipótesis
A partir de 15 litros de leche de vaca Trebolac® se puede producir ~1.52 Kg
de Queso Mozzarella; dando un ~9.8% de rendimiento del queso en relación
al peso de la leche utilizada.
De la elaboración de Queso Mozzarella se pueden obtener ~13.96 Kg de
Lacto Suero el cual es utilizable para la elaboración de Requesón.
A partir de los 13.96 Kg de Lacto Suero se obtiene 0.463 Kg de Requesón;
dando un rendimiento del requesón del 2.99% en base al peso de la leche
utilizada.
A partir de 5.23 Kg de leche entera marca Trebolac® con adición de leche en
polvo se espera obtener ~5.22 Kg de yogurt sin endulzar con un rendimiento
del ~99.97% con respecto al peso de la leche utilizada.
Del 50% del yogurt sin endulzar elaborado, se espera obtener ~1.09 kg de
yogurt estilo griego con un 42% (Vosniakos, 2012, pág. 76) de rendimiento
con respecto al peso del yogurt utilizado.
6 Variables
Rendimientos: Las principales variables a determinar son los rendimientos
durante el proceso de producción de queso mozzarella, requesón, yogurt y
queso de yogurt, en donde se utilizarán balances de masa para su
determinación. Según la Real Academia Española, rendimiento se define
como la proporción entre el producto o el resultado obtenido y los medios
utilizados.
| 18
Producto Elaborado: Se refiere a la cantidad de productos derivados de la
leche que se obtendrán de su manipulación en el proceso de elaboración, en
este caso los productos son Queso Mozzarella, Crema, Requesón, Yogurt y
Queso de Yogurt.
Desechos: Se refiere a la cantidad de material derivado de la leche utilizada
que será desechada durante y al final de su manipulación al no tener otro
propósito determinado en los productos finales.
Pérdidas: Se refiere a la cantidad de producto con un propósito determinado
en los productos finales el cual es determinado cuantitativamente en un valor
teórico y no se encuentra en el valor final real.
Valor Teórico: Valor el cual se refiere a la cantidad de producto elaborado,
desechos y pérdidas que será obtenido al final del proceso de manipulación
de la leche según cálculos de balances de masa y valores en libros.
Valor Real: Valor el cual se refiere a la cantidad de producto elaborado,
desechos y pérdidas que será obtenido al final del proceso de manipulación
d la leche según mediciones instrumentales.
Materia Prima a Utilizar: Referente específicamente a la leche como
principal materia prima de la cual se derivan los demás ingredientes como
formulaciones. Se determinará la cantidad de leche que será necesaria para
la elaboración de los diferentes productos.
7 Alcances y limitaciones
Mediante el siguiente proyecto el cual fue elaborado de manera semi industrializada
se busca elaborar una guía o fundamento para la extrapolación de valores reales
de la elaboración de los cuatro productos lácteos en los siguientes ámbitos de la
industria de quesería o elaboración de yogurt:
Nuevos productores
Pequeños productores
Medianos productores
Mientras que debido a que el proyecto se elaboró en la planta piloto de alimentos
de la Universidad Rafael Landívar, se contó con varias limitaciones que restringirán
la investigación como lo son las siguientes:
Equipo: Debido al tipo de proyecto, el equipo es muy importante, ya que para
realizar los productos es muy importante tener el equipo necesario para cada
producto y que este en buenas condiciones.
| 19
Materias primas: Estas son de importancia en el proyecto, ya que las
características del producto y el rendimiento de este depende del estado y
calidad de las materias primas.
8 Aporte
En la elaboración de productos lácteos como queso mozzarella, requesón, yogurt y
queso de yogurt es importante el conocimiento del rendimiento de su materia prima,
leche cruda. La importancia del cálculo del rendimiento a través de balances de
masa da la información requerida para realizar una proyección de la producción a
partir de determinada materia prima. Otro aspecto de importancia en los cálculos de
rendimiento es la reducción de desechos líquidos como lo son los sueros
remanentes de la producción de queso.
Finalmente la importancia de los cálculos correctos en los balances masa para cada
producto lácteo radica en el aprovechamiento de los recursos y materia prima así
como la adecuada forma de producción.
9 Método
9.1 Instrumentos (Planta Piloto de Alimentos URL)
Cada uno de los cuatro productos lácteos se realizará en la planta piloto de
alimentos de la Universidad Rafael Landívar la cual cuenta con el equipo Industrial
y semi industrial necesario para cada uno de los procesos de elaboración.
Refrigeradora
Este es en un armario aislado térmicamente, con un
compartimento principal en el que se mantiene una
temperatura de 2-6 °C y un compartimento utilizado
para congelación a −18 °C. El frío se produce
mediante un sistema de refrigeración por compresión,
alimentado por corriente eléctrica y en ocasiones por
un sistema de absorción. Por transferencia de calor es
que se da la refrigeración, debido a que el calor es
extraído del alimento.
Marca: TRUE
Temperatura: 5ºC
Imagen 1_ Refrigeradora_ Planta
Piloto de Alimentos
| 20
Estufa
Este es un artefacto para calentar alimentos
mediante hornillos, los cuales son salidas de
gas, protegidas por una parrilla metálica. La
estufa funciona comúnmente con gas
doméstico, gas butano, aunque también puede
funcionar por medio de electricidad.
Marca: ANGELO PO
Tipo: Industrial
Balanza Analítica
La balanza analítica sirve para medir la
masa. Su característica más importante es
que poseen muy poco margen de error,
por lo que es muy precisa. Estas
generalmente son digitales y algunas
pueden desplegar la información en
distintos sistemas de unidades.
Marca: M.Y Weigh
Serie: KD-7000
Capacidad: 7000g x 1g
Error: 1 g
Marca: AND
Serie: SK-5000
Capacidad: 5000g x 2g
Error: 2 g
Balanza Granataria
Marca: OHAUS Triple Beam
Serie: 700/800
Capacidad: 2610g x 0.1g
Error: 0.1 g
Imagen 2_ Estufa _ Planta Piloto de
Alimentos
Imagen 3_ Balanzas Analíticas _ Planta
Piloto de Alimentos
Imagen 4 y 5_ Balanzas Granatarias _
Planta Piloto de Alimentos
| 21
Potenciometro
Este es un sensor utilizado en el método
electroquímico para medir el pH de una disolución.
La determinación de pH consiste en medir el
potencial que se desarrolla a través de una fina
membrana de vidrio que separa dos soluciones
con diferente concentración de protones.
Marca: INO-LAB
Tipo: pH Level 1
Prensa automática para quesos
Aparato utilizado para la eliminación del
suero de la cuajada por medio de presión de
un brazo hidráulico.
Marca: Proyect
Capacidad total: 4 Quesos
Capacidad por prensa: 3.8 L
Madurador para yogurt
Estos son aparatos con la función
común de crear un ambiente con la
humedad, temperatura y condiciones
adecuadas para el crecimiento o
desarrollo de un cultivo
microbiológico.
Marca: Proyect
Tipo: Baño María
Recipientes: 2
Capacidad Recipientes: 5 L (Según especificaciones)
Capacidad Recipientes: 7.5 L (Según Práctica)
Voltaje: 120 V
Año: 2007
Temperatura: 42- 43ºC
Refractrometro
Instrumento óptico el cual es utilizado para la
determinación de los sólidos solubles en una solución.
Imagen 6_ Potenciometro _ Planta Piloto
de Alimentos
Imagen 7_ Prensa automática _ Planta
Piloto de Alimentos
Imagen 8_ Madurador para yogurt _
Planta Piloto de Alimentos
Imagen 9_ Ejemplo de Refractometro de
mano _ Extraido de:
http://www.anuncios.com.pe/images/1149
20_2009100030.jpg
| 22
Ekomilk
Aparato analizador de distintos tipos de leche el cual determina
la composición de esta por medio de espectrofotometría
infrarroja.
Especificaciones:
Tiempo de medición: 90 segundos
Dos canales de medición
220V o 12V
3.1.2 Equipo de Laboratorio
Erlenmayers
Marca: Pyrex
Capacidad: 250 ml
Probetas
Marca: Pyrex y Kimex
Capacidad: 25 ml – 1000 ml
Error: 0.5 ml
Beakers
Marca: Pyrex
Capacidad: 600 ml – 1000 ml
Buretas
Marca: Pyrex
Capacidad: 50 ml
Error: 0.05 ml
3.1.3 Equipo de Cocina
Ollas
Material: Acero Inoxidable
Capacidad: 11 L
Termómetro
Marca: Durac
Capacidad: 150 ºC
Imagen 10_ Ekomilk _ Planta Piloto
de Alimentos
Imagen 11 y 12 _Instrumentos de laboratorio _ Planta
Piloto de Alimentos
Imagen 13_ Olla de acero inoxidable _
Planta Piloto de Alimentos
Imagen 14_ Termómetros_ Planta Piloto de
Alimentos
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Tazas Medidoras
Marca: Pyrex
Capacidad: 250 ml
Recipientes Plásticos
Cucharas plásticas y acero inoxidable
Colador
Tela de lienzo fino
3.1.4 Reactivos
Hidróxido de sodio
Grado: Reactivo
Concentración: N/9
Fenolftaleína
Grado: Reactivo
| 24
9.2 Procedimiento para la elaboración de Queso Mozzarella y
Requesón
Queso
Mozzarella
Preparación
de la Leche
Leche Entera Estandarizada
Trebolac
Cloruro Cálcico
Ácido Citrico
Calentamiento
Leche
Acidificada
Cuajo
Corte de
Cuajada
Desuerado
(Prensado)
Hilado y
Moldeado
Cuajada
Salado Salmuera Refrigerado Lacto suero
Determinación
de Acidez por
Titulación Calentamiento
Desuerado y
Escurrido
Amasado y
Salado Refrigerado
Requesón Suero y otros
| 25
9.2.1 Descripción del proceso para queso mozzarella
1. Preparación de la leche
Acidificación de la leche
Agregar ácido cítrico a la leche hasta alcanzar un pH de 5.6
Realizar una prueba de acidez mediante la titulación titulación ácido-base de
Hidróxido de sodio N/9 como titulante y fenoftaleína como indicador hasta 35 y 38 º
Dornic.
Luego de la comprobación de acidez se adicionará cloruro cálcico en proporción de
0.02%, expresado en masa, con respecto a la leche empleada en la elaboración.
Después la leche será calentada a fuego lento hasta obtener una temperatura de
30 a 35ºC
2. Preparación de la cuajada
Adición del cuajo
Cuando la mezcla de leches alcance los 30ºC se deberá agregar el cuajo.
Nota: Si el cuajo se encuentra en estado sólido se deberá de tomar una muestra
de leche a 30º para su disolución y se utilizará un filtro desechable al momento de
agregarlo a la mezcla.
Periodo de cuajado
Se dejará reposar la leche líquida en reposo durante 30 minutos para su
transformación a leche semisólida
Calentar de forma lenta y agitando el fondo periódicamente hasta alcanzar una
temperatura de 35- a 38ºC
Tomar una muestra de suero y determine el grado de acidez utilizando el
potenciómetro y la prueba de titulación.
Corte de la cuajada
Realizar prueba para la determinación del punto de la cuajada separando este
medio centímetro del recipiente utilizando un cuchillo o cuchara o realizar corte
superficial en donde se deberá mostrar una línea definida donde se observe el suero
sin que ninguna cantidad de suero se adhiera al cuchillo.
Realizar cortes en forma de trozos grandes, luego se deja reposar de 5 a 10 minutos
para luego realizar el segundo corte en tamaño de 2 centímetros para luego dejar
reposar nuevamente. (Es recomendable la utilización de liras con 1.5-2 cm de
apertura.)
| 26
3. Determinación del punto de Hilado
Tomar una muestra de la cuajada cada 15 minutos la cual se coloca en agua a 65-
70ºC durante un minuto. Dejar secar y luego estirarlo para determinar sus
características de elasticidad en donde cuando se produzca una lámina de
pergamino (estirado como un chicle) la cuajada está en su punto.
Determinación de acidez del suero
Tomar una muestra de suero y determinar acidez mediante la prueba de titulación
en donde la acidez optima es de 25 a 30 ºD.
Desuerado
Colocar la cuajada en un lienzo o tela fina (muselina) limpia, envolver bien la cuajada
y colocarlo en prensa.
Hilado y moldeado de la cuajada
Cortar la cuajada en tajos de 2 centímetros aproximadamente y luego se coloca en
agua a 65-75 ºC durante 2 minutos para permitir que esta se ablande.
A los terminados los 2 minutos el agua se retira del fuego y se retira la cuajada del
agua, se amasa y se vuelve a colocar en el agua para conservar la temperatura.
Cuando la cuajada muestre plasticidad y brillo esta se moldea de la forma
desaseada utilizando moldes.
4. Enfriado y salado del queso
Preparación de salmuera
Determinar el peso del cuajo obtenido y preparar 3 litros de agua con un 25% de sal
y cloruro de calcio al 0.2%.
Confirmar las siguientes Características:
Concentración de sal: 20 a 22 º Baumé ( Entre 1150 y 1180 g/L)
pH: 5.2 utilizando ácido láctico o ácido cítrico.
Temperatura: 8º C
Salado
Colocar la cuajada en la salmuera durante 30 minutos (lo que puede variar hasta 2
horas según características deseadas) Sacar los quesos, y dejarlos reposar en
refrigeración para su posterior empaque y determinación de rendimientos.
| 27
9.2.2 Descripción del proceso para requesón
1. Preparación de suero lácteo El suero empleado para la elaboración del requesón no debe estar muy acidificado,
por lo que el suero proveniente debe ser de la producción de quesos de baja acidez.
Se debe determinar la acidez del suero por medio de una titulación, empleando
como indicador fenolftaleína. La acidez adecuada para el suero debe ser entre 37 a
40 grados Dornic. Los grados Dornic, son los grados que expresan el contenido de
ácido láctico en el suero. Los grados D son el número de decimas de centímetro
cúbicos de hidróxido de sodio para valorar 9 ml de leche en presencia de
fenolftaleína.
En la titulación se emplea como muestra el suero lácteo y se titula con una solución
de hidróxido de sodio 0.1 N empleando como indicador fenolftaleína, el color del
punto final de la titulación deberá ser rosado pálido.
2. Calentamiento y Reposo El suero debe calentarse hasta 85ºC agitándose suavemente. Cuando la
temperatura se alcanza se agrega medio litro de ácido acético blanco en proporción
de 5-6 veces del volumen en agua por cada 100 litros de suero.
El suero acido debe agregarse rápidamente, mientras se agita con el fin de evitar
una coagulación localizada. La agitación se debe detener cuando se haya agregado
todo el ácido, la cuajada debe flotar formando una masa compacta. Se suspende el
calentamiento y se deja reposar.
3. Desuerado y escurrido El coagulo albuminoso formado en una capa superior se extrae por medio de una
espumadera o filtro.
La cuajada se coloca en lienzo y se cuelgan y se deja drenar el suero remanente
durante 15 horas.
4. Amasado y salado Separar el requesón de los lienzos y amasar. Agregar sal en una proporción de
1.5% del peso del requesón y mezclar.
5. Empacado Después del amasado se empaca en bolsas plásticas y se sellan inmediatamente
para evitar contaminantes. Se debe almacenar en refrigeración entre 4-5ºC
| 28
9.3 Procedimiento para la elaboración de Yogurt y Queso de
Yogurt
Estandarización
Leche Entera Trebolac 84.80%
Leche en polvo 3% Pasteurización
Leche
Estandariza
da Inóculos
0.02%
Homogenización Fermentación
42-45 °C, 72 h
Determinación
de pH Yogurt
Distribución
Yogurt Dulce y
Queso de Yogurt
Endulzado Refrigeración
Desuerado
Azúcar 9.2%
Refrigeración Envasado
Yogurt 50%
Yogurt 50%
Suero
| 29
9.3.1 Descripción del proceso para yogurt
1. Utilizando el equipo necesario ingresar a la planta de alimentos y proceder
a un lavado y desinfectado de manos adecuado.
2. Tomar las medidas de los ingredientes a utilizar para la realización de
yogurt (leche líquida y en polvo, azúcar e inóculo bacteriano).
3. Iniciando con leche entera Trebolac, filtrar y luego incorporar la leche en
polvo para aumentar su extracto seco en un 2%.
4. Desairear la leche y homogenizarla a 60°C y 2.6 a 6.8 kPa.
5. Realizar la pasteurización de la leche a una temperatura de 95-96 °C por
5 minutos.
6. Proceder a la inoculación con los cultivos lácticos (probióticos) en una
proporción del 0.02 % a 45°C.
7. Dejar Incubar (fermentar) en la cámara a una temperatura de 42-45 °C
por 72 horas.
8. Proceder a agitar el yogurt y tomar el pH el cual debe estar a 4.6. Agregar
azúcar.
9. Envasar a 6 °C el producto obtenido en envase esterilizado y dejar
refrigerar a 5°C.
Para una explicación más a detalle del procedimiento de la elaboración para yogurt,
referirse a la sección 3.4.5 Yogurt: Factores esenciales a tomar en cuenta al
elaborar yogurt del presente trabajo.
9.3.2 Descripción del proceso para Yogurt Griego (Queso de
Yogurt)
1. Se obtendrá el 50% del peso total de yogurt elaborado.
2. Se colocará en un lienzo de tela fino durante 48 horas para su desuerado.
3. Luego de transcurrido este tiempo se determinará el peso final de yogurt
concentrado obtenido, además del suero remanente.
4. El producto final se almacenará a 4°C.
| 30
10 Diseño y metodología de análisis
10.1 Diseño Experimental
Diseño Experimental: Consiste en el estudio del efecto que distintas situaciones
experimentales tienen sobre ciertas respuestas cuantitativas de unidades
experimentales de observación.
El término diseño experimental describe las siguientes fases del experimento:
Identificación de factores que afectan los resultados de un experimento
referente a factores conocidos y controlables.
Minimizar el efecto de factores desconocidos o incontrolados.
Análisis estadístico para separar los efectos de cada factor y descubrir el de
otros no conocidos.
El diseño experimental es un medio importante en la Ingeniería para mejorar el
rendimiento de un proceso de manufactura, así como el desarrollo de nuevos
productos, tras su aplicación en un principio durante un proceso puede producir los
siguientes resultados:
Mejorar el rendimiento del proceso
Reducir la variabilidad
Menor tiempo de desarrollo
Minimizar costos
(Serrano Gallego, 2003)
10.1.1 Experimentos
Un experimento en este caso se referirá a una investigación que establece un
conjunto particular de circunstancias bajo un protocolo específico para observar y
evaluar las implicaciones de los resultados. (O. Kuehl, 2001)
Para la presente investigación se le denominará experimento a la elaboración de
cada uno de los diferentes derivados de lácteos, siendo estos Queso Mozzarella,
Requesón, Yogurt y Queso de Yogurt debido a que se seguirá un protocolo o
procedimiento específico para su elaboración y así poder determinar una cantidad
de producto elaborado como resultado final.
10.1.2 Tratamientos
Los tratamientos se definen como el conjunto de circunstancias creadas para el
experimento, en respuesta a la hipótesis de investigación y son el centro de la
misma. (O. Kuehl, 2001)
| 31
Para la presente investigación los tratamientos a realizar corresponden a la
determinación de rendimientos y las salidas de los diferentes procesos por medio
de balances de masa en respuesta de la hipótesis de la obtención de cantidades
aceptables de diferentes productos derivados de la leche a partir de leche marca
“Trebolac”.
Los factores a tomar en cuenta en estos experimentos son la composición de la
leche marca Trebolac, la temperatura de los procesos, el tiempo de proceso y la
acidez de los productos, además de los instrumentos y equipo a utilizar en la planta
piloto de alimentos de la Universidad Rafael Landivar.
Factor: Una de las variables dependientes que son estudiadas en el experimento.
Esta puede ser cualitativa como cambios en el equipo, métodos, material utilizado;
o cuantitativa como temperatura, presión, tiempo, entre otros.
Niveles: Valores que puede tener el factor a estudiar.
(Serrano Gallego, 2003)
10.1.3 Repeticiones en los experimentos
Las repeticiones en un experimento son un requisito para obtener resultados
experimentales válidos ya que proporciona cierto grado de seguridad contra
resultados anormales en los experimentos debido a accidentes no previstos,
además de datos experimentales para la estimación de la varianza del error
experimental.
En este caso se realizarán solamente tres repeticiones debido a la complejidad y el
tiempo requerido para cada uno de los experimentos.
Repeticiones en los experimentos: Tres
10.1.4 Unidad Experimental
La unidad experimental es la unidad básica sobre la que se efectúa el proceso de
medida, este se puede definir como “la entidad física o el sujeto expuesto al
tratamiento independiente de otras unidades”. Además la unidad experimental una
vez expuesta al tratamiento constituye una sola réplica de este. (O. Kuehl, 2001)
Para la presente investigación la unidad experimental a estudiar será la cantidad de
leche Trebolac que se utilizará para cada experimento del cual se determinará la
variable de respuesta a la hipótesis planteada.
Unidad Experimental: Cantidad de leche “Trebolac”.
10.1.5 Variable de Respuesta
La variable de respuesta es aquella variable dependiente que se encuentra en
estudio y cuyos cambios se desea determinar.
| 32
La variable de respuesta en la presente investigación es el rendimiento de la
elaboración de cada producto a partir de una cantidad determinada de leche ya
que responde al objetivo principal del proyecto.
Variable de Respuesta: Rendimiento
10.1.6 Otras variables dependientes a determinar
Error Experimental:
Desviación Estándar
Varianza
10.2 Balances de masa para: Queso Mozzarella y Requesón
El análisis por medio de balances de masa para el queso mozzarella y requesón se
realizaran a partir de los balances específicos para los porcentajes de proteína de
cada entrada y salida.
Balance de masa No. 1 “Elaboración de queso mozzarella”
A través de la leche estandarizada con 2% de grasa y el procedimiento para la
elaboración de queso mozzarella se obtendrá un flujo másico de queso mozzarella
y lacto suero
Balance de masa No. 2 “Elaboración de requesón”
El lacto suero de la elaboración de queso mozzarella se deriva del proceso para la
producción de requesón.
Leche
Estandarizada
(LES)
Lacto suero
Queso Mozzarella
Suero
Lacto Suero
Ácido Cítrico Requesón
Calor
| 33
10.3 Balances de masa para: Yogurt y Yogurt Griego (Queso de
Yogurt)
El análisis metodológico de balance de masa para la determinación de rendimientos
de los productos lácteos Yogurt y Yogurt Griego (Queso de Yogurt) se realizaran a
partir de los porcentajes teóricos de proteína para cada entrada y salida. Se tomará
en cuenta el balance general de la elaboración de yogurt:
Leche entera + Leche en polvo + Cultivos lácticos + Azúcar = Yogurt de
sabor + Agua evaporizada
Balance de Masa No. 1 “Estandarización de la Leche”
Este balance de masa se realiza con el fin de proporcionar una consistencia y
textura adecuada así como la cantidad de sólidos mayor a la de la leche entera
líquida; aumentando su extracto seco en un 2%.
Balance de Masa No. 2 “Pasteurización de la Leche”
Este balance de masa analiza la perdida de agua por medio de aplicación de calor
para el proceso de pasteurización.
Balance de Masa No. 3 “Inoculación”
Leche Estandarizada
(LES)
Calor
Leche Pasteurizada
(LPAS)
Vapor de agua
Yogurt
(YOG)
Leche Pasteurizada
(LPAS) streptococos
lactobacilos
Leche Entera
(LE) Leche en Polvo
(LP)
Leche Estandarizada
(LES) Inoculo
| 34
Este balance de masa analiza la producción de yogurt a partir de la fermentación
láctica de la leche pasteurizada por medio de la acción de Lactobacillus delbrueckii
ss. Bulgaricus y Streptococcus salivarius ss. Thermophilus los cuales son los
cultivos lácticos (probióticos) adicionados en una proporción de 0.3%
Balance de Masa No. 4 “Elaboración de Yogurt Griego (Queso de Yogurt)”
Este balance de masa analiza la producción de Yogurt griego que se obtiene
mediante la extracción de suero del 50% del yogurt producido anteriormente.
10.4 Otros análisis estadísticos:
Es importante la determinación del error experimental durante la investigación ya
que este describe la variación entre las unidades experimentales tratadas de
manera idéntica e independiente. Para determinar esto se utiliza la varianza entre
cada experimento.
𝑴𝒆𝒅𝒊𝒂 𝑨𝒓𝒊𝒕𝒎é𝒕𝒊𝒄𝒂
�̂� = ∑𝑦𝑖
𝑛
𝑽𝒂𝒓𝒊𝒂𝒏𝒛𝒂 𝑴𝒖𝒆𝒔𝒕𝒓𝒂𝒍
𝑠2 =∑(𝑦𝑖 − �̂�)2
(𝑛 − 1)
𝑫𝒆𝒔𝒗𝒊𝒂𝒄𝒊ó𝒏 𝑬𝒔𝒕𝒂𝒏𝒅𝒂𝒓
𝑠 = √∑(𝑦𝑖 − �̂�)2
(𝑛 − 1)
Yogurt
(YOG)
Suero
Yogurt
Griego
(YGR)
| 35
11 Resultados
11.1 Balances De Masa
11.1.1 Primera Práctica de Quesos
Tabla 11.1.1.1 Resultados Balance de Masa
Composición Leche Entera
Pérdidas Lacto Suero Queso
Mozzarella
Humedad 88.4% 88.4% 94.27% 45% (Norma
Codex)
Proteína 3.02% 3.02% 0.71% 20.04% Sólidos Totales 11.56% 11.56% 5.76% 55%
Grasa 3.12% 3.12% 0.25% 24.78%
Para el balance de proteína se tomó que el porcentaje de caseínas en la leche es
de 79%, 21% de proteínas lactoséricas y se espera recuperar un 93% de la
materia grasa (Inda Cunningham, 2000)
Leche Estandarizada
LE = 14L
Proteína= 3.02%
Grasa= 3.12%
SNG= 8.44%
Humedad = 88.44%
Queso Mozzarella (Sin sal)
Q = 1.63 Kg
Humedad = 45% (Norma
Codex)
Lacto Suero
LS = 12.045 Kg
Requesón
(No se obtuvo)
Suero
(No se obtuvo)
Pérdidas
P = 0.466 Kg
(Se asumió que las perdidas
tienen la composición de la
leche)
| 36
11.1.2 Segunda Práctica de Quesos
Tabla 11.1.2.1 Resultados Balance de Masa
Composición Leche Entera
Pérdidas Lacto Suero
Queso Mozzarella
Requesón
Humedad 88.68% 88.68% 97.61% 45%
(Norma Codex)
67% (Inda Cunningham,
2000) Proteína 3.03% 3.03% 0.76% 16% 0.84% Sólidos Totales
11.32% 11.32% 2.39% 55% 33%
Grasa 2.86% 2.86% 0.24% 17.54% -
Para el balance de proteína se tomó que el porcentaje de caseínas en la leche es
de 79%, 21% de proteínas lactoséricas y se espera recuperar un 93% de la
materia grasa (Inda Cunningham, 2000)
Leche Estandarizada
LE = 14L
Proteína= 3.03%
Grasa= 2.86%
SNG= 8.46%
Humedad = 88.68%
Queso Mozzarella (Sin sal)
Q = 1.994Kg
Humedad = 45% (Norma
Codex)
Lacto Suero
LS = 10.86 Kg
Requesón
R = 0.0984 Kg
Suero
S = 10.76 Kg
Pérdidas
P = 1.29 Kg
(Se asumió que las perdidas
tienen la composición de la
leche)
| 37
11.1.3 Tercera Práctica Quesos
Tabla 11.1.3.1 Resultados Balance de Masa
Composición Leche Entera
Pérdidas Lacto Suero
Queso Mozzarella
Requesón
Humedad 88.09% 88.09% 93.6% 45%
(Norma Codex)
67% (Inda Cunningham,
2000) Proteína 3.14% 3.14% 0.74% 22% 0.30% Sólidos Totales
11.91% 11.91% 6.4% 55% 33%
Grasa 3.15% 3.15% 0.25% 26.54% -
Para el balance de proteína se tomó que el porcentaje de caseínas en la leche es
de 79%, 21% de proteínas lactoséricas y se espera recuperar un 93% de la
materia grasa (Inda Cunningham, 2000)
Pérdidas
P = 0.962 Kg
(Se asumió que las perdidas
tienen la composición de la
leche)
Leche Estandarizada
LE = 15L
Proteína= 3.14%
Grasa= 3.15%
SNG= 8.76%
Humedad = 88.09%
Queso Mozzarella (Sin sal)
Q = 1.603 Kg
Humedad = 45% (Norma
Codex)
Lacto Suero
LS = 12.585 Kg
Requesón
R = 0.3120 Kg
Suero
S = 12.27 Kg
| 38
11.1.4 Cuarta Práctica Quesos
Tabla 11.1.4.1 Resultados Balance de Masa
Composición Leche Entera
Pérdidas Lacto Suero
Queso Mozzarella
Requesón
Humedad 88.42% 88.42% 93.8% 45%
(Norma Codex)
67 % (Inda Cunningham,
2000) Proteína 3.06% 3.06% 0.72% 21.9% 0.41% Sólidos Totales
11.58% 11.58% 6.2% 55% 33%
Grasa 3.04% 3.04% 0.24% 25.61% -
Para el balance de proteína se tomó que el porcentaje de caseínas en la leche es
de 79%, 21% de proteínas lactoséricas y se espera recuperar un 93% de la
materia grasa (Inda Cunningham, 2000)
Pérdidas
P = 0.929 Kg
(Se asumió que las perdidas
tienen la composición de la
leche)
Leche Estandarizada
LE = 15L
Proteína= 3.06%
Grasa= 3.04%
SNG= 8.54%
Humedad = 88.42%
Queso Mozzarella (Sin sal)
Q = 1.606 Kg
Humedad = 45% (Norma
Codex)
Lacto Suero
LS = 12.939 Kg
Requesón
R = 0.2257 Kg
Suero
S = 12.71 Kg
| 39
11.1.5 Primera Práctica de Yogurt
Tabla 11.1.5.1 Resultados Balance de Masa
Composición Leche Entera Leche Entera + Leche en
polvo
Humedad 88.39% 85.18%
Proteína 3.12% 3.95% Sólidos Totales 11.61% 14.82%
Grasa 2.91% 3.92%
Cultivos (0.03%)
Yogurt
YOG = 5.04 Kg
Agua: 85.18 % Proteínas: 3.95% (Ekomilk)
Yogurt Griego
YGR = 1.32 Kg
Proteína: 5.96%
Lacto Suero
LS = 1.20 Kg
Proteína: 0 %
Caseína
Leche Estandarizada
LE = 5.0 L
Agua: 88.39% Proteínas: 3.12% (Ekomilk)
50% Yogurt (YOG) = 2.52 Kg
Proteína: 3.95%
79% caseína
Leche Entera en Polvo (3.0%) = 0.18 Kg
Kg
Pérdidas
P = 0.352 Kg
(Se asumió que las perdidas
tienen la composición de la
leche)
| 40
11.1.6 Segunda Práctica de Yogurt
Tabla 11.1.6.1 Resultados Balance de Masa
Composición Leche Entera Leche Entera + Leche en
polvo
Humedad 89.78% 88.27%
Proteína 2.77% 3.12% Sólidos Totales 10.22% 11.73%
Grasa 2.45% 3.02%
Cultivos (0.02%)
Yogurt
YOG = 5.201 Kg
Agua: 88.24 % Proteínas: 3.12 % (Ekomilk)
Yogurt Griego
YGR = 1.34 Kg
Proteína: 4.78 %
Lacto Suero
LS = 1.26 Kg
Proteína: 0 %
Caseína
Leche Estandarizada
LE = 5.0 L
Agua: 89.78 % Proteínas: 2.77 % (Ekomilk)
50% Yogurt (YOG) = 2.60 Kg
Proteína: 3.12 %
79% caseína
Leche Entera en Polvo (3.0%) = 0.18 Kg
Kg
Pérdidas
P = 0.151Kg
(Se asumió que las perdidas
tienen la composición de la
leche)
| 41
11.1.7 Tercera Práctica de Yogurt
Tabla 11.1.7.1 Resultados Balance de Masa
Composición Leche Entera Leche Entera + Leche en
polvo
Humedad 88.22% 85.57%
Proteína 3.12% 3.82%
Sólidos Totales 11.78% 14.43%
Grasa 3.06% 3.83%
Cultivos (0.02%)
Yogurt
YOG = 5.125 Kg
Agua: 85.57 % Proteínas: 3.82 % (Ekomilk)
Yogurt Griego
YGR = 1.31 Kg
Proteína: 5.90%
Lacto Suero
LS = 1.25 Kg
Proteína: 0 %
Caseína
Leche Estandarizada
LE = 5.0 L
Agua: 88.22 % Proteínas: 3.12 % (Ekomilk)
50% Yogurt (YOG) = 2.56 Kg
Proteína: 3.82%
79% caseína
Leche Entera en Polvo (3.0%) = 0.18 Kg
Kg
Pérdidas
P = 0.275 Kg
(Se asumió que las perdidas
tienen la composición de la
leche)
| 42
11.2 Rendimientos
11.2.1 Rendimientos Primera Práctica Quesos
Tabla 11.2.1.1 Primera Práctica Queso Mozzarella
Descriptor Resultado
Rendimiento Teórico 9.77% Rendimiento Real 11.52%
∆R 1.75 %Error R 17.91%
11.2.2 Rendimiento Segunda Práctica Quesos
Tabla 11.2.2.1 Segunda Práctica Queso Mozzarella
Descriptor Resultado
Rendimiento Teórico 9.31% Rendimiento Real 14.1%
∆R 4.79 %Error R 51.45%
Tabla 11.2.2.2 Segunda Práctica Requesón
Descriptor Resultado
Rendimiento Teórico 2.89%
Rendimiento Real 0.7% ∆R 2.19%
%Error R 75.78%
11.2.3 Rendimiento Tercera Práctica de Quesos
Tabla 11.2.3.1 Tercera Práctica Queso Mozzarella
Descriptor Resultado
Rendimiento Teórico 10.06% Rendimiento Real 10.58%
∆R 0.52 %Error R 5.17%
| 43
Tabla 11.2.3.2 Tercera Práctica Requesón
Descriptor Resultado
Rendimiento Teórico 3.03% Rendimiento Real 2.02%
∆R 1.01 %Error R 33.33%
11.2.4 Rendimiento Cuarta Práctica de Quesos
Tabla 11.2.4.1 Tercera Práctica Queso Mozzarella
Descriptor Resultado
Rendimiento Teórico 9.56% Rendimiento Real 10.38%
∆R 0.82 %Error R 8.58%
Tabla 11.2.4.2 Cuarta Práctica Requesón
Descriptor Resultado
Rendimiento Teórico 3.06% Rendimiento Real 1.56%
∆R 1.50 %Error R 49.02%
11.2.5 Rendimiento Primera Práctica Yogurt
Tabla 11.2.5.1 Primera Práctica Yogurt
Descriptor Resultado
Rendimiento Teórico 99.97% Rendimiento Real 96.37%
∆R 3.60 %Error R 3.60%
Tabla 11.2.5.2 Primera Práctica Yogurt Estilo Griego
Descriptor Resultado
Rendimiento Teórico 42.00% Rendimiento Real 52.38%
∆R 10.38 %Error R 24.49%
(El rendimiento del yogurt estilo griego se basa en la cantidad que se puede producir de
este a partir de yogurt tradicional sin azúcar)
| 44
11.2.6 Rendimiento Segunda Práctica Yogurt
Tabla 11.2.6.1 Segunda Práctica Yogurt
Descriptor Resultado
Rendimiento Teórico 99.97% Rendimiento Real 99.45%
∆R 0.52 %Error R 0.52%
Tabla 11.2.6.2 Segunda Práctica Yogurt Estilo Griego
Descriptor Resultado
Rendimiento Teórico 42.00% Rendimiento Real 51.54%
∆R 9.54 %Error R 22.71%
(El rendimiento del yogurt estilo griego se basa en la cantidad que se puede producir de
este a partir de yogurt tradicional sin azúcar)
11.2.7 Rendimiento Tercera Práctica Yogurt
Tabla 11.2.7.1 Tercera Práctica Yogurt
Descriptor Resultado
Rendimiento Teórico 99.97% Rendimiento Real 97.99%
∆R 1.98 %Error R 1.98%
Tabla 11.2.7.2 Tercera Práctica Yogurt Estilo Griego
Descriptor Resultado
Rendimiento Teórico 42.00% Rendimiento Real 51.17%
∆R 9.17 %Error R 21.83%
(El rendimiento del yogurt estilo griego se basa en la cantidad que se puede producir de
este a partir de yogurt tradicional sin azúcar)
| 45
11.3 Análisis Estadístico
11.3.1 Queso Mozzarella y Requesón
Tabla 11.3.1.1 Análisis estadístico descriptivo rendimiento real Queso Mozzarella y
Requesón
Rendimiento Queso
Mozzarella (%)
Rendimiento
Requesón (%)
Rendimiento Promedio 10.83 1.43
Desviación estándar (Incerteza) 0.61 0.67
Varianza 0.37 0.45
Rango 1.14 1.32
Rendimiento Mínimo 10.38 (Cuarta Práctica) 0.70 (Primera
Práctica)
Rendimiento Máximo 11.52 (Primera Práctica) 2.02 (Segunda
Práctica)
Prácticas Válidas 3 3
Nivel de confianza (95.0%) 1.51 1.66
Nota: No se tomó en cuenta los rendimientos de la segunda práctica debido a que se utilizó leche UHT.
11.3.2 Yogurt y Yogurt Estilo Griego
Tabla 11.3.2.1 Análisis estadístico descriptivo rendimiento real Yogurt y Yogurt
Estilo Griego
Rendimiento Yogurt
(%)
Rendimiento
Yogurt Griego (%)
Rendimiento Promedio 97.94 51.70
Desviación estándar (Incerteza) 1.54 0.62
Varianza 2.37 0.38
Rango 3.08 1.21
Rendimiento Mínimo 96.37 (Primera
Práctica) 51.17 (Tercera
Práctica)
Rendimiento Máximo 99.45 (Segunda
Práctica) 52.38 (Primera
Práctica)
Prácticas Válidas 3 3
Nivel de confianza (95.0%) 3.83 1.54
Nota: El rendimiento del yogurt estilo griego se basa en la cantidad que se puede producir de este a partir
de yogurt tradicional sin azúcar.
| 46
11.4 Control de Proceso
(Análisis de variación entre prácticas)
11.4.1 Queso Mozzarella y Requesón
Tabla 11.4.1.1 Límites de control para Queso Mozzarella
Rendimiento
Real (%) LCS (%) LC (%) LCI (%)
11.52 12.34 10.83 9.31
10.58 12.34 10.83 9.31
10.38 12.34 10.83 9.31
Gráfico 11.4.1.1 Carta de control X-Rm de la elaboración de Queso Mozzarella
Tabla 11.4.1.2 Límites de control para Requesón
Rendimiento
Real (%) LCS (%) LC (%) LCI (%)
0.7 3.79 1.43 0
2.02 3.79 1.43 0
1.56 3.79 1.43 0
99.29.49.69.810
10.210.410.610.8
1111.211.411.611.8
1212.212.412.6
1 2 3
Re
nd
imie
nto
Práctica
| 47
Gráfico 11.4.1.2 Carta de control X-Rm de la elaboración de Requesón
11.4.2 Yogurt y Yogurt Estilo Griego
Tabla 11.4.2.1 Límites de control para Yogurt
Rendimiento
Real (%) LCS (%) LC (%) LCI (%)
96.37 103.97 97.94 91.90
99.45 103.97 97.94 91.90
97.99 103.97 97.94 91.90
Gráfico 11.4.2.1 Carta de control X-Rm de la elaboración de Yogurt
00.20.40.60.8
11.21.41.61.8
22.22.42.62.8
33.23.43.63.8
4
1 2 3
Re
nd
imie
nto
Práctica
90919293949596979899
100101102103104105
1 2 3
Re
nd
imie
nto
Práctica
| 48
Tabla 11.4.2.2 Límites de control para Yogurt Estilo Griego
Rendimiento
Real (%) LCS (%) LC (%) LCI (%)
52.38 53.31 51.70 50.09
51.54 53.31 51.70 50.09
51.17 53.31 51.70 50.09
Gráfico 11.4.2.2 Carta de control X-Rm de la elaboración de Yogurt Estilo Griego
12 Discusión de Resultados
El proceso de elaboración de Queso mozzarella, Requesón, Yogurt y Yogurt estilo
Griego fue realizado en la planta piloto de la Universidad Rafael Landívar por lo que
se tuvieron algunas limitantes ya que se realizó un proceso semi industrial en donde
se utilizaron cantidades significativas de leche entera marca Trebolac debido a que
este tipo de leche solo se encuentra pasteurizada mediante un proceso HTST (High
Temperature - Short Time) y estandarizada con un 3% de grasa, por lo que la hacía
ideal para la elaboración de queso y yogurt y además proveía un ahorro de tiempo
durante el proceso de elaboración. Sin embargo esta leche debía mantenerse en
refrigeración lo que pudo ocasionar alguna disminución al rendimiento al haberse
almacenado por varios días antes de su uso.
Como se muestra en la sección anterior de Resultados, se utilizaron balances de
masa para el análisis de cada uno de los procesos de elaboración de los diferentes
productos debido a su capacidad de mostrar de una manera fácil y concisa los
resultados de cada una de las prácticas y provee una manera adecuada de
49.549.749.950.150.350.550.750.951.151.351.551.751.952.152.352.552.752.953.153.353.5
1 2 3
Re
nd
imie
nto
Práctica
| 49
determinar los porcentajes de composición de los productos finales. Cabe
mencionar que para estos análisis se utilizaron varios valores teóricos y de diseño
del producto, así como un se asumió que la composición de las pérdidas durante el
proceso era la misma a la de la leche entera, aunque esto solo se realizó con fines
ilustrativos, ya que el objetivo principal de cada experimento era la determinación
de los rendimientos finales no sus composiciones.
A continuación se explica con más detalle los resultados para cada uno de los
productos elaborados.
12.1 Queso Mozzarella
El Queso mozzarella como ya se explicó anteriormente es un producto lácteo
compuesto principalmente por α y β caseínas provenientes de leche entera
acidificada la cual por acción enzimática del cuajo se produce una cuajada la cual
al ser hilada obtiene la consistencia y elasticidad característica de este tipo de
queso. Por lo que se puede decir que la calidad del queso final es determinada por
el tipo y calidad de leche que se utilice para su elaboración, además de determinar
su rendimiento final debido a su composición inicial en lo que respecta a sólidos
totales. Además otro factor determinante durante la elaboración de este tipo de
queso fue la adición de cloruro de calcio el cual tuvo función de coadyuvante para
una mayor firmeza mecánica de la cuajada y el control de la acidez por medio del
pH y acidez titulable en donde se utilizó ácido cítrico debido a su bajo costo y
constante de disociación ácida (pKa).
Los resultados de las 3 prácticas válidas realizadas determinan un rendimiento
promedio de la elaboración de queso mozzarella sin sal a partir de leche entera con
un 3% de grasa del 10.83%, el cual cumple con la composición de un queso
mozzarella tradicional con una humedad del 45% al 50%. Se obtuvo una varianza
de un 0.37%, siendo el producto elaborado con menor variación entre cada práctica
a excepción de la práctica en la que se utilizó leche UHT (ultra pasteurizada) la cual
no pudo ser tomada en cuenta para el promedio final.
Como se muestra en las tablas de la sección 11.2 se obtuvo un rendimiento real en
cada una de las prácticas muy parecido al rendimiento teórico el cual fue obtenido
mediante la fórmula propuesta por Arturo Inda Cunningham y que se detalla en los
anexos. El error determinado en cada una de las prácticas con respecto al
rendimiento teórico responde principalmente a la humedad del queso, el cual es una
variable difícil de controlar a su totalidad ya que el queso mozzarella puede retener
diferentes cantidades de agua entre un rango de humedad del 45 – 55%, esta
variación ocurrió durante la etapa de hilado y amasado, la cual es la etapa que
determina cuanta humedad retendrá o perderá el queso, por lo que para obtener
una estandarización de la humedad se debe de tener un arduo control sobre el
tiempo en cada una de estas etapas, ya que mientras más tiempo transcurra el
| 50
queso en cada una de estas etapas, será más difícil determinar la cantidad de agua
que este posee.
Las pérdidas de producto durante el proceso de elaboración se debieron
principalmente a los diferentes trasvasados en donde cierta cantidad de producto
se quedaba en el recipiente original, aunque se trató de que esta cantidad siempre
fuera la menor posible, siendo las etapas de mayor pérdida de producto las de hilado
y amasado.
De la segunda práctica, la cual no tuvo validez debido al uso de leche tipo UHT
debido a un error en la compra de las materias primas podemos confirmar que no
es posible la elaboración de queso mozzarella de este tipo de leche debido a la
formación de una masa granular seca y sin cohesión que se derrumbará fácilmente
debido a que el proceso de ultrapasteurización supera las temperaturas
convencionales en la quesería, las caseínas se vieron gravemente afectadas por un
tratamiento térmico mayor a los 110ºC, donde se pudieron producir incrementos en
el tamaño de las micelas de caseína produciendo un aumento en la caseína soluble,
además de una desfosforilacón y proteólisis. Además debido a ser un tratamiento
térmico agresivo se pudieron producir rupturas de las estructuras de algunas
caseínas además de la aparición de glicomacropéptidos.
12.2 Requesón
La elaboración de Requesón a partir de suero lácteo del proceso de producción de
queso Mozzarella tiene como objetivo el aprovechamiento de las proteínas
lactoséricas solubles, lacto globulinas y lacto albuminas.
A partir de esto, se propuso obtener 0.684 Kg de Requesón producidos desde 13.81
Kg de Lacto Suero, teniendo como meta un rendimiento teórico del 70%-80% de las
proteínas recuperables. En el desarrollo del producto se trabajó con diferentes flujos
de entrada de leche al proceso de queso mozzarella. La primera práctica (ver tabla
de resultados) no se obtuvo el producto esperado, en el proceso de producción se
acidificó el Lacto Suero obtenido hasta llegar a un pH de 3.7 seguido se calentó
hasta 80°C sin observar aparición de coágulos o sólidos suspendidos, al detener el
calentamiento se constató que el proceso no fue eficaz. La acidificación logro que
las proteínas se solubilizaran al alcanzar su punto isoeléctrico rompiendo los
enlaces pepitdicos de su estructura.
Para la segunda práctica con la experiencia obtenida se omitió la acidificación ya
que el Lacto Suero ya estaba ácido, se calentó hasta una temperatura de 80°C ya
que las proteínas Lactosericas se desnaturalizan a elevadas temperaturas teniendo
como resultado un peso de 0.0984 Kg y un rendimiento del 14.385% muy por debajo
de lo propuesto. Los grupos tiol (S-H) de la β-lactoglobulina son insolubles sin
embargo bajo la influencia de este tratamiento térmico suficientemente severo se
produjó una disociación del dimero lo que produce la desnaturalización del
| 51
monómero creando así el medio adecuado para la formación de polímeros
cambiando su estructura tridimensional.
Las pérdidas para esta práctica se atribuyen a la calidad del Lacto Suero ya que se
procesó después de una semana en refrigeración además de pérdidas en el
desuerado y finalmente el empleo de leche con proceso UHT.
Para la tercera y cuarta práctica se empleó leche entera mejorando evidentemente
la calidad del Lacto Suero reflejado en las cantidades obtenidas de Requesón.
Como se explicó la acidificación previa perjudica la solubilidad de las proteínas ya
que el suero producido ya es un suero acido por lo que únicamente se sometió a
calentamiento. Al elevar la temperatura (60°C-70°C) se logra observar algunos
efectos sobre las proteínas lactoséricas con este tratamiento se promovió la ruptura
de enlaces S-S y de reacciones de intercambio S-H/S-S que son importantes para
la elaboración de requesón.
Durante el proceso térmico quedan expuestos los grupos S-S de la β-lactoglobulina
que forman puentes covalentes con las otras proteínas, que durante una reacción
secundaria no participa y que sus productos involucran otras agregaciones no
especificas dando como resultado un coagulo precipitable. Para un mejor
rendimiento en la formación de coagulo se debe aumentar la concentración de β-
lactoglobulinas y iones calcio ya que la coagulación se ve favorecida en presencia
de iones calcio.
El uso del suero en la producción de requesón depende de los daños que este
pueda haber recibido durante el proceso por lo que se realizan estrictos controles
de pH y temperatura de calentamiento para lograr la coagulación de las proteínas.
Para mejorar el rendimiento, Arturo Inda Cunningham recomienda ajustar el pH del
lactosuero mediante la precipitación térmica en pH 4.6, además se recomienda bajar
la acidez titulable a valores de 0.07% y 0.12% utilizando un álcali y calentar a
temperatura de entre 71°C-101°C y reajustar subiendo la acidez a valores entre
0.15% y 0.30%
Otra opción para evitar pérdidas en la elaboración de requesón es utilizar cloruro de
calcio en sustitución del uso de algún acido. Acción del calcio sobre las proteínas
lactoséricas se puede explicar mediante el efecto “salting-out” o desestabilización
salina. El calcio añadido al lactosuero interacciona con los grupos cargados
eléctricamente de las proteínas reduciendo las interacciones proteína-agua dando
como resultado una mejor floculación. El producto resultante es un requesón menos
ácido y con mayor contenido de calcio.
| 52
12.3 Yogurt
El yogurt, como mencionado anteriormente, es un producto lácteo acidificado o
fermentado, obtenido mediante la transformación de lactosa en la leche a ácido
láctico. Tomando como referencia teórica que el yogurt tiene 0.8 – 2 % (p/v) de ácido
láctico y tomando que en cada uno de los prácticos se partió de 5 litros de leche
entera Trebolac, se dice que se produjo 0.07 kg de ácido láctico a partir de la
cantidad de lactosa (4.8%) presente en la leche.
Durante la presente investigación se procedió a elaborar yogurt tradicional un total
de tres veces, para así obtener resultados más confiables y certeros tomando los
datos de cada prueba y luego promediando los resultados. El balance global para
la elaboración de yogurt se debía de tener claro, el cual es: Leche entera + Leche
en polvo + Cultivos lácticos = Yogurt + Agua evaporizada + Mermas.
En general no se obtuvo problema alguno al momento de elaborar las repetidas
veces el yogurt, por lo que en las tres prácticas realizadas se mantuvo el mismo
procedimiento cuidando que en cada etapa se mantuvieran estables los parámetros.
Las etapas de producción fueron las siguientes: estandarización de la leche,
pasteurización, homogenización, fermentación, determinación de pH y distribución
yogurt y queso de yogurt (en el caso específicamente del yogurt, luego se realizó el
endulzado y el refrigerado).
Mediante la experimentación se considera que entre los factores determinantes
durante la elaboración de yogurt está la calidad de la leche ya que esta determina
la calidad del producto final y el rendimiento final. La leche utilizada fue leche entera
Trebolac, la cual presentó tener características requeridas para la elaboración del
yogurt; esta debe estar libre de ATB y estos se pueden eliminar por el proceso de
pasteurización. Otro factor es la naturaleza de los cultivos, los cuales deben ser
ácido lácticos y se añade 0.02% del peso total a temperatura de entre 40 y 45°C;
estos son los encargados de disminuir el pH el cual se mantuvo a 4.001, esto quiere
decir cumple con el rango de pH característico del yogurt (3.7-4.6).
El flujo másico de entrada del yogurt (sin tomar en cuenta la cantidad de azúcar) es
de 5.23 kg/hora; en la primera práctica se obtuvo 5.04 kg, en la segunda práctica
5.201 kg y en la tercera práctica 5.125 kg. En promedio se obtuvo un porcentaje de
rendimiento del 97.94%, lo cual indica que el proceso fue eficiente ya que se alcanzó
un valor alto de rendimiento, encontrándose muy cercano al valor teórico el cual es
99.97%.
Aun así es importante remarcar que el proceso se debe de regular más para evitar
el 2.06 % obtenido de pérdidas, debido a mermas más que todo ya que únicamente
un aproximado del 0.03% se debe a la cantidad de agua evaporada.
La capacidad que se tiene de transformar la leche en yogurt es elevada, por lo que
resulta ser un producto comercialmente potente y atractivo
| 53
12.4 Yogurt Estilo Griego
El yogurt estilo griego tiene varios nombres, pero lo que es en realidad es
simplemente un yogurt el cual se ha desuerado por acción de la gravedad o
mecánicamente y por consiguiente se produce una concentración de los sólidos
presentes en el yogurt a excepción de la lactosa y algunos compuestos solubles.
Aunque parezca un proceso bastante sencillo, el yogurt estilo griego es un producto
relativamente nuevo comercialmente, por lo que no se han realizado muchos
estudios acerca de él y su composición.
(Vosniakos, 2012) En su libro Radioactivitity Transfer in Environment and Food,
propone un rendimiento del 42% para yogurt estilo griego producido a partir de la
leche de vaca, por lo que se utilizó este valor como base teórica a la producción del
yogurt estilo griego de este estudio.
Se procedió a tomar el 50% del yogurt elaborado a partir de 5 litros de leche
Trebolac y se dejó desuerando utilizando un colador y una cofia para la retención
del producto sólido. Este proceso es llamado sinéresis y este es el responsable de
la concentración de ciertos compuestos en el yogur, los cuales no se conoce
específicamente cuales son, por lo que no se pudo realizar un balance de masa
teórico con respecto a la composición de este producto ya que existen diferentes
porcentajes de retención de compuestos tanto insolubles como solubles en agua.
Con respecto a la producción de yogurt estilo griego se obtuvo un rendimiento
promedio del 51.70% equivalente a las 3 prácticas realizadas, en donde se obtuvo
una varianza del 0.38%, siendo una variación relativamente pequeña entre cada
práctica, sin embargo con respecto al valor teórico del 42% se determinó un
rendimiento del 123.08%, siendo esto un rendimiento mayor al esperado y que se
pudo deber a varias razones entre las que se encuentra el hecho que el desuerado
se llevó a cabo en refrigeración aproximadamente a 4ºC donde la disminución de la
temperatura produjo una reducción de la actividad de agua, disminuyendo a su vez
la actividad enzimática microbiana y la producción de ácido láctico.
Se sabe que el aumento en la consistencia y viscosidad del yogurt producido es
debido a un aumento en la concentración de ácido láctico producido por las
bacterias lácticas presentes, afectando directamente a las caseínas presentes y
produciendo su coagulación, lo que rompería las micelas de caseína y liberarían
suero y se disolvería el fosfato de calcio coloidal.
| 54
13 Conclusiones
El rendimiento promedio de la elaboración de Queso Mozzarella a partir de
leche entera pasteurizada marca Trebolac fue de 10.83% con una desviación
estándar del 0.61% y un rendimiento promedio del 110.6% con respecto a
los valores teóricos.
El rendimiento promedio de la elaboración de Requesón a partir de leche
entera pasteurizada marca Trebolac fue de 1.43% con una desviación
estándar del 0.67% y un rendimiento promedio del 47.3% con respecto a los
valores teóricos.
El rendimiento promedio de la elaboración de Yogurt a partir de leche entera
pasteurizada marca Trebolac fue de 97.94% con una desviación estándar del
1.54% y un rendimiento promedio del 97.96% con respecto al valor teórico.
El rendimiento promedio de la elaboración de Yogurt estilo griego a partir de
leche entera pasteurizada marca Trebolac fue de 51.70% con una desviación
estándar del 0.62% y un rendimiento promedio del 123.08% con respecto al
valor teórico.
Las mermas durante el proceso se debieron específicamente al trasvasado
de cada producto como se muestran en los balances de masa realizados.
14 Recomendaciones
Se recomienda el uso de balances de masa para el control de rendimientos
obtenidos en la producción de productos derivados de la leche.
Se recomienda un arduo control sobre la materia prima a utilizar,
principalmente sobre la leche para la obtención de productos de calidad.
Se recomienda un arduo control sobre las variables de acidez, pH,
temperatura, composición y tiempo para la producción de queso mozzarella
de calidad y que cumpla con los requisitos estipulados, especialmente en las
etapas de hilado y amasado para el queso mozzarella.
No se recomienda la realización de queso mozzarella a partir de leche con
un proceso de ultra pasteurización.
Se recomienda la realización de más estudios de rendimientos y
fisicoquímicos específicamente para el yogurt estilo griego, el cual es un
producto que está tomando auge en el mercado moderno.
| 55
15 Referencias Bibliográficas
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Berlin: Springer.
| 57
16 Glosario
1. COGUANOR: Comisión Guatemalteca de Normas, este es el organismo
nacional de normalización adscrito al Ministerio de Economía el cual se
ratifica en el Decreto No. 78-2005, Ley del Sistema Nacional de la Calidad.
Página Web: http://www.coguanor.gob.gt/
2. RTCA: Reglamento Técnico Centroamericano, Reglamento creado por los
Comités Técnicos de Normalización y Reglamentación Técnica de los países
de la región centroamericana.
3. Codex Alimentarius: Colección Internacional reconocida de estándares,
códigos de prácticas y guías con respecto a los alimentos, su producción y
seguridad alimentaria.
Página Web: http://www.codexalimentarius.org/
4. INCAP: Instituto de Nutrición de Centroamérica y Panamá, Institución
enfocada en el desarrollo de la iniciativa Centroaméricana de Seguridad
Alimentaria y Nutricional como estrategia para combatir los efectos de la
pobreza y promover el desarrollo humano.
Página Web: http://www.incap.int/index.php/es/
5. OPS: Organización Panamericana de la Salud, Organismo Internacional de
la salud pública dedicada a mejorar la salud y condiciones de vida en los
países de las Américas.
6. FAO: Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y
Agricultura, Organización que busca la seguridad alimentaria para todos y
asegurarse que las personas tengan acceso a alimentos de buena calidad
que les permita llevar una vida activa y saludable.
Página Web: http://www.fao.org/home/es/
7. OMS: Organización Mundial de la Salud, la OMS es la autoridad directiva y
coordinadora de la acción sanitaria en el sistema de las Naciones Unidas.
Página Web: http://www.who.int/es/
8. ILGUA: Impulsora Lechera Guatemalteca, Industria Guatemalteca
procesadora de lácteos.
9. TREBOLAC: Industria Guatemalteca procesadora de lácteos.
Página Web: http://trebolac.com.gt/
| 58
17 Anexos
17.1 Ilustración de proceso de elaboración de Requesón
Obtencion de Suero de leche
Determinación de acidez titulable
Calentamiento del suero hasta
87ºC a fuego lento
Desuerado
Desuerado SaladoDeterminación
de mermas
Determinación de
rendimiento
| 59
17.2 Ilustración de Proceso de elaboración de Queso Mozzarella
Adición de Cuajo
Desuerado Prensado Hiliado
Preparación de leche
Acidificación de leche
Determinación de Acidez de la
leche
Calentamiento a 30 - 35ºC
AmasadoDeterminación
de Rendimiento
Salado Producto Final
| 60
17.3 Ilustración de Proceso de elaboración de Yogurt
17.4 Ilustración de Proceso de elaboración Yogurt Estilo Griego
DesueradoSuero
obtenidoEnvasado
Determinación de pH
Distribución Yogurt Dulce y Yogurt Griego
Endulzado Refrigeración
Estandarización Pasteurización Homogenización Fermentación
| 61
17.5 Datos Queso Mozzarella y Requesón
Tabla 15.5.1 Primera Práctica (25/8/14)
Cambios al procedimiento: Se utilizaron 14L de leche ya que se compraron 8
botes de 1850 ml y hacían falta 0.2 L para los 15 L, no se realizaron titulaciones ya
que el NaOH era 1N y se solicitó 0.1N. Se separó la leche en 2 ollas, cada una
con 7L
Descriptor Dato
Cantidad de leche utilizada 14,000 ± 5 ml
pH de la leche inicial 6.966 7.019 7.036
Densidad 1.03110 ± 0.0005 g/cm3
Cantidad de proteínas 3.02
Cantidad de grasa 3.12
Sólidos no grasos 8.44
PC 55.50
AAL 0.08
Cantidad de ácido cítrico 17.5 ± 0.05 g 18.0 ± 0.05 g
Cantidad de cuajo adicionado ¼ Pastilla en total (½ pastilla para cada olla)
pH de lote de leche 5.619
Cantidad de CaCl2 adicionado 2.83 ± 0.05 g en total (1.415 ± 0.05 g para cada
olla)
Acidez titulable leche inicial No se realizó
Acidez titulable leche acidificada No se realizó
Acidez titulable suero No se realizó
Cantidad de suero obtenido 12,045 ± 0.5 g
Cantidad de queso mozzarella sin
sal obtenido 1,629 ± 0.5 g
Cantidad de requesón obtenido No se obtuvo
Rendimiento queso mozzarella 11. 52%
Rendimiento requesón No se obtuvo
| 62
Tabla 15.5.2 Segunda Práctica (1/9/14)
Cambios al procedimiento: Se utilizaron 14 L de leche UHT por lo que esta
práctica no se tomará en cuenta en el análisis de resultados.
Descriptor Dato
Cantidad de leche utilizada 14,000 ± 5 ml
pH de la leche inicial 6.933 6.900 7.020
Densidad 1.03140 ± 0.0005 g/cm3
Cantidad de proteínas 3.03
Cantidad de grasa 2.86
Sólidos no grasos 8.46
PC 55.50
AAL 0.00
Cantidad de ácido cítrico 18.0 ± 0.05 g 18.0 ± 0.05 g
Cantidad de cuajo adicionado ¼ Pastilla en total (½ pastilla para cada olla)
pH de lote de leche 5.451 5.540
Cantidad de CaCl2 adicionado 2.83 ± 0.05 g en total (1.415 ± 0.05 g para cada
olla)
Acidez titulable leche inicial No se realizó
Acidez titulable leche acidificada No se realizó
Acidez titulable suero No se realizó
Cantidad de suero obtenido 10,856 ± 0.5 g
Cantidad de queso mozzarella sin
sal obtenido 1,994 ± 0.5 g
Cantidad de requesón obtenido 98.0 ± 0.05 g
Rendimiento queso mozzarella 14.10%
Rendimiento requesón 0.7%
Suero Remanente 10,760 ± 0.5 g
| 63
Tabla 15.5.3 Tercera Práctica (8/9/14)
Cambios al procedimiento: No se realizó ningún cambio.
Descriptor Dato
Cantidad de leche utilizada 15,000 ± 5 ml
pH de la leche inicial 6.950 6.980 6.910
Densidad 1.03240 ± 0.0005 g/cm3
Cantidad de proteínas 3.14
Cantidad de grasa 3.15
Sólidos no grasos 8.76
PC 57.60
AAL 0.00
Cantidad de ácido cítrico 17.5 ± 0.05 g 18.5 ± 0.05 g
Cantidad de cuajo adicionado ¼ Pastilla en total (½ pastilla para cada olla)
pH de lote de leche 5.609 5.631
Cantidad de CaCl2 adicionado 3.00 ± 0.05 g en total (1.50 ± 0.05 g para cada
olla)
Acidez titulable leche inicial 0.22%
Acidez titulable leche acidificada 0.67%
Acidez titulable suero 0.35%
Cantidad de suero obtenido 12,585 ± 0.5 g
Cantidad de queso mozzarella sin
sal obtenido 1,603 ± 0.5 g
Cantidad de requesón obtenido 312.0 ± 0.05 g
Rendimiento queso mozzarella 10.58%
Rendimiento requesón 2.02%
Suero Remanente 12,200 ± 0.5 g
| 64
Tabla 15.5.4 Cuarta Práctica (1/9/14)
Cambios al procedimiento: No se realizó ningún cambio.
Descriptor Dato
Cantidad de leche utilizada 15,000 ± 5 ml
pH de la leche inicial 7.063 7.048 7.086
Densidad 1.03160 ± 0.0005 g/cm3
Cantidad de proteínas 3.06
Cantidad de grasa 3.04
Sólidos no grasos 8.54
PC 56.20
AAL 0.00
Cantidad de ácido cítrico 18.5 ± 0.05 g 18.5 ± 0.05 g
Cantidad de cuajo adicionado ¼ Pastilla en total (½ pastilla para cada olla)
pH de lote de leche 5.688 5.686
Cantidad de CaCl2 adicionado 3.00 ± 0.05 g en total (1.50 ± 0.05 g para cada
olla)
Acidez titulable leche inicial 0.18%
Acidez titulable leche acidificada 0.546%
Acidez titulable suero 0.409%
Cantidad de suero obtenido 12,939 ± 0.5 g
Cantidad de queso mozzarella sin
sal obtenido 1,605.8 ± 0.5 g
Cantidad de requesón obtenido 225.9 ± 0.05 g
Rendimiento queso mozzarella 10.38%
Rendimiento requesón 1.56%
Suero Remanente 12,700 ± 0.5 g
| 65
17.6 Datos Yogurt y Yogurt Estilo Griego
Tabla 15.6.1 Primera Práctica (05/09/2014)
Cambios al procedimiento: Se adicionó 0.03% de cultivos lácticos.
Descriptor Dato
Cantidad de leche utilizada 5,000 ± 5 ml
pH de la leche inicial 7.058
Densidad leche entera 1.03240 ± 0.0005 g/cm3
Cantidad de proteínas leche entera 3.12
Cantidad de grasa leche entera 2.91
Sólidos no grasos leche entera 8.70
PC leche entera 57.30
AAL leche entera 0.00
Densidad leche entera + leche en polvo 1.04050 ± 0.0005 g/cm3
Cantidad de proteínas leche entera +
leche en polvo 3.95
Cantidad de grasa leche entera + leche
en polvo 3.92
Sólidos no grasos leche entera + leche
en polvo 10.90
PC leche entera + leche en polvo 70.80
AAL leche entera + leche en polvo 0.00
Cantidad de cuajo adicionado 1.80 ± 0.05 g
Cantidad de leche en polvo adicionada 180 ± 0.05 g
Cantidad de yogurt sin azúcar obtenido 5,040 ± 0.5 g
Cantidad de yogurt utilizado para
realizar queso de yogurt 2,520 ± 0.5 g
Cantidad de queso de yogurt obtenido 1,320 ± 0.5 g
Rendimiento yogurt 96.37 %
Rendimiento queso de yogurt 52.38 %
| 66
Tabla 15.6.2 Segunda Práctica (12/09/2014)
Cambios al procedimiento: Se adicionó 0.02% de cultivos lácticos.
Descriptor Dato
Cantidad de leche utilizada 5,000 ± 5 ml
pH de la leche inicial 7.021
Densidad leche entera 1.02900 ± 0.0005 g/cm3
Cantidad de proteínas leche entera 2.77
Cantidad de grasa leche entera 2.45
Sólidos no grasos leche entera 7.77
PC leche entera 51.00
AAL leche entera 8.18
Densidad leche entera + leche en polvo 1.03230 ± 0.0005 g/cm3
Cantidad de proteínas leche entera +
leche en polvo 3.12
Cantidad de grasa leche entera + leche
en polvo 3.02
Sólidos no grasos leche entera + leche
en polvo 8.71
PC leche entera + leche en polvo 57.30
AAL leche entera + leche en polvo 0.00
Cantidad de cuajo adicionado 1.20 ± 0.05 g
Cantidad de leche en polvo adicionada 180 ± 0.05 g
Cantidad de yogurt sin azúcar obtenido 5,201 ± 0.5 g
Cantidad de yogurt utilizado para
realizar queso de yogurt 2,600.50 ± 0.5 g
Cantidad de queso de yogurt obtenido 1,340 ± 0.5 g
Rendimiento yogurt 99.45 %
Rendimiento queso de yogurt 51. 53 %
| 67
Tabla 15.6.3 Tercera Práctica (19/09/2014)
Cambios al procedimiento: Se adicionó 0.02% de cultivos lácticos.
Descriptor Dato
Cantidad de leche utilizada 5,000 ± 5 ml
pH de la leche inicial 6.997
Densidad leche entera 1.03230 ± 0.0005 g/cm3
Cantidad de proteínas leche entera 3.12
Cantidad de grasa leche entera 3.06
Sólidos no grasos leche entera 8.72
PC leche entera 57.40
AAL leche entera 0.00
Densidad leche entera + leche en polvo 1.03920 ± 0.0005 g/cm3
Cantidad de proteínas leche entera +
leche en polvo 3.82
Cantidad de grasa leche entera + leche
en polvo 3.83
Sólidos no grasos leche entera + leche
en polvo 10.60
PC leche entera + leche en polvo 68.80
AAL leche entera + leche en polvo 0.00
Cantidad de cuajo adicionado 1.20 ± 0.05 g
Cantidad de leche en polvo adicionada 180 ± 0.05 g
Cantidad de yogurt sin azúcar obtenido 5,125 ± 0.5 g
Cantidad de yogurt utilizado para
realizar queso de yogurt 2,562.50 ± 0.5 g
Cantidad de queso de yogurt obtenido 1,310 ± 0.5 g
Rendimiento yogurt 97.99 %
Rendimiento queso de yogurt 51.12 %
| 68
17.7 Cálculos
Tabla 15.7.1 Muestra de cálculos
Descripción Cálculo
Rendimiento Teórico Primera
Práctica Queso Mozzarella
𝑅 = (𝐺 ∗ 𝐾𝑔) + (𝐶 ∗ 𝐾𝑐) + (𝑆 + 𝐻 +𝐻𝑓𝑒𝑠 ∗ 𝑆𝐿
1 − 𝑆𝐿) ∗ 𝑅
𝑅 = (3.12 ∗ 0.93) + (2.38 ∗ 1.02) + (0 + 0.45 +−
1.59𝑅
∗ 0.065
1 − 0.065) ∗ 𝑅
G = 3.12
Kg = 0.93 (Se busca recuperar el 93% de grasa)
C = 2.38 (3.02% de proteína en la leche por el porcentaje de 79% de
caseínas)
Kc = 1.02 (Se recuperará el 95% de las caseínas + calcio y fósforo)
S = 0 (No se agregará sal al queso para la medición de rendimiento)
H = 0.45 (Según norma Codex para queso mozzarella)
H fes= (0.45 – 1.04)/R
SL = 0.065 (Fracción de sólidos en el lacto suero libre de caseína y de
grasa) (Inda Cunningham, 2000)
Despejando R = 9.77%
Error Rendimiento
Real y Cambio en
rendimientos (∆R)
Primera Práctica Queso
Mozzarella
%𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 =|𝑇𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜 − 𝑅𝑒𝑎𝑙|
|𝑇𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜|∗ 100% 𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 =
|9.77 − 11.52|
|9.77|∗ 100
Rendimiento Teórico: 9.77%
Rendimiento Real: 11.52%
%Error = 17.91%
∆𝑅 = |11.52 − 9.77| ∆R = 1.75
Rendimiento Primera
Práctica Yogurt
FME = TE − A Rendimiento = (5.201
5.23) ∗ 100
YOG = Cantidad de yogurt obtenido; 5.201 KG
FME = Flujo másico de entrada; 5.23 KG
R = 99.45%
| 69
Descripción Cálculo
Rendimiento Teórico
Requesón Segunda
Práctica de Quesos
𝑅𝑒𝑞𝑢𝑒𝑠ó𝑛 =(𝐹𝑔 ∗ 𝐺) + (𝐹𝑐 ∗ 𝐶) + (𝐹𝑚 ∗ 𝑀)
0.293
𝑅𝑒𝑞𝑢𝑒𝑠ó𝑛 =(0.95 ∗ 0.03) + (0.87 ∗ 0.08) + (0.45 ∗ 0.054)
0.293
G = 0.03 Kg
Fg = 95%
C = 0.08 Kg
Fc= 87%
M = 0.054(Asumiendo 0.5% de minerales)
Fm = 45%
Requesón = 0.418 Kg
𝑅𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 =𝑅𝑒𝑞𝑢𝑒𝑠ó𝑛 (𝐾𝑔)
𝐿𝑒𝑐ℎ𝑒 𝐼𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 (𝐾𝑔)∗ 100
𝑅𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 =0.440
14.44∗ 100
Rendimiento Teórico = 2.89%
Determinación de Limites de
control, Gráfico R-m Mediciones
individuales y rangos móviles
Queso Mozzarella
𝐿𝑖𝑚𝑖𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝐶𝑜𝑛𝑡𝑟𝑜𝑙 𝑆𝑢𝑝𝑒𝑟𝑖𝑜𝑟 = �̅� + 3 ∗ (𝑅𝑚̅̅̅̅̅
𝑑2
)
𝐿𝑖𝑚𝑖𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝐶𝑜𝑛𝑡𝑟𝑜𝑙 𝐼𝑛𝑓𝑒𝑟𝑖𝑜𝑟 = �̅� − 3 ∗ (𝑅𝑚̅̅̅̅̅
𝑑2
)
𝑅𝑚̅̅̅̅̅ = |𝑋𝑖 − 𝑋𝑖−1| 𝑋𝑖 = 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑐𝑖ó𝑛 𝑖 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑙𝑜𝑡𝑒 (𝑖 𝑒𝑠 𝑢𝑛 𝑐𝑜𝑛𝑡𝑎𝑑𝑜𝑟)
𝒅𝟐 = 𝟏. 𝟏𝟐𝟖 (Ver constantes para gráficos de control) 𝒙 = 𝟏𝟎. 𝟖𝟑 (𝑴𝒆𝒅𝒊𝒂)
𝑹𝒎̅̅ ̅̅ ̅ = 𝟎. 𝟓𝟕 (𝑷𝒓𝒐𝒎. 𝒓𝒂𝒏𝒈𝒐𝒔 𝒎𝒐𝒗𝒊𝒍𝒆𝒔)
𝑳𝑪𝑺 = (𝟏𝟎. 𝟖𝟑) + 𝟑 ∗ (𝟎. 𝟓𝟕
𝟏. 𝟏𝟐𝟖) = 𝟏𝟐. 𝟑𝟒
𝑳𝑪𝑰 = (𝟏𝟎. 𝟖𝟑) − 𝟑 ∗ (𝟎. 𝟓𝟕
𝟏. 𝟏𝟐𝟖) = 𝟗. 𝟑𝟏
17.8 Obtención de Rendimiento Teórico Para Queso Mozzarella
𝑅 = (𝐺 ∗ 𝐾𝑔) + (𝐶 ∗ 𝐾𝑐) + (𝑆 + 𝐻 +𝐻𝑓𝑒𝑠 ∗ 𝑆𝐿
1 − 𝑆𝐿) ∗ 𝑅
(Cálculo Iterativo) (Inda Cunningham, 2000)
Donde:
R = Rendimiento Kg de queso en 100 Kg de leche
G = Contenido de grasa en la leche, Kg de grasa /100 Kg de leche
Kg = Factor de conversión, de grasa en la leche a grasa en el queso
C = Contenido de caseínas en la leche, kg de caseínas/ 100 Kg de leche
Kc = Factor de conversión, de caseína en la leche a paracaseinato de fosforo y
calcio en el queso.
S = Fracción de sal añadida al queso
| 70
H = Fracción de humedad en el queso
H fes= Fracción de humedad en el queso, menos la humedad no disponible como
solvente, que está unida a la proteína
SL = Fracción de sólidos del lactosuero, en lactosuero libre de grasa y de caseína.
17.9 Obtención de Rendimiento Teórico Para Requesón
La obtención del rendimiento teórico del requesón tiene como base porcentajes de
recuperación teóricos en base a la composición del lacto suero obtenido de la
elaboración de queso mozzarella.
Los factores de recuperación son los siguientes:
Fg = Factor de recuperación de grasa (95%)
Fc = Factor de recuperación de proteínas lactoséricas (87%)
Fm = Factor de recuperación de minerales (45%)
(Inda Cunningham, 2000)
Si se quiere un requesón untable a partir de suero ácido con un porcentaje de
humedad del 67%, el porcentaje de lactosa aproximado en el requesón es del
67*0.055 = 3.7%, por lo que la suma de proteínas, grasas y minerales constituyen
el 29.3% (100% - 67%-3.7% = 29.3%) del requesón y el rendimiento esperado en
peso puede ser determinado mediante la siguiente formula iterativa:
𝑅𝑒𝑞𝑢𝑒𝑠ó𝑛 =(𝐹𝑔 ∗ 𝐺) + (𝐹𝑐 ∗ 𝐶) + (𝐹𝑚 ∗ 𝑀)
0.293
Donde:
G= Cantidad de grasa en lacto suero en peso.
C= Cantidad de proteínas lacto séricas en lacto suero en peso.
M = Cantidad de minerales en lacto suero en peso.
17.10 Obtención de Rendimiento de Yogurt
FME = TE − A
Rendimiento = (YOG
FME) ∗ 100
Donde:
FME = Flujo másico de entrada; 5.23 KG.
A = Cantidad de Azúcar; 0.73 KG.
TE = Total entrada; 0.73 KG.
R = Rendimiento % de yogurt
YOG = Cantidad de yogurt obtenido en KG
| 71
17.11 Balance Teórico Yogurt y Yogurt Estilo Griego
17.12 Constantes para gráficos de control
Tomado de: http://optyestadistica.files.wordpress.com/2008/08/tablactesgrafcontrol.gif
Cultivos (0.02%) Calor
Agua Evaporada
AE = 0.002 Kg
Yogurt
YOG = 5.2312 Kg
Agua: 88.81 % Proteínas: 3.96 %
Yogurt Griego YGR = 1.09 Kg
Rendimiento del 42% según
(Vosniakos, 2012, pág. 76)
Lacto Suero
(LS)
= 1.53 Kg
Leche Estandarizada
LE = 5.0 L
Agua: 88.84 %
Carbohidratos: 4.35 % Proteínas: 3.16 %
Lípidos: 2.96 % Minerales: 0.69 %
50% Yogurt (YOG) = 2.62 Kg
Proteína: 3.96%
Leche Entera en Polvo (3%) = 0.18 Kg
Proteínas: 26. 32% (INCAP & OPS, 2012)
| 72
17.13 Mermas
Tabla 16.13.1 Mermas durante el proceso
Descripción Imagen
Elaboración de Queso Mozzarella
Elaboración de Requesón
Elaboración de Yogurt y Yogurt Estilo Griego
| 73
17.14 Hoja de datos utilizada en las prácticas
| 74
| 75
| 76
| 77
17.15 Formato de práctica Planta Piloto de Alimentos URL para
práctica de Quesos
Planta Piloto de Alimentos
Ing. Wilfredo
Fernández
Facultad de Ingeniería
ELABORACIÓN DE
QUESO MOZZARELLA Y
REQUESÓN DE LECHE
ENTERA
Ingeniería en Industria
de Alimentos.
Asignatura:
Proyectos de Ingeniería
en Alimentos I
Fecha de práctica:
// Horario: --
Ciclo:
Segundo Ciclo 2014
Grupos de laboratorio: 1
Procesos a Desarrollar:
Esterilización comercial
Fase 1 Medición de Materias Prima
Fase 2 Elaboración de Cuajada
Fase 3 Desuerado Amasado y Salado
Fase 4 Refrigeración de Queso Mozzarella
Fase 5 Acidificación y Calentamiento de Lacto
Suero
Fase 6 Desuerado Amasado y Salado
Fase 7 Refrigeración de Requesón
Fase 8 Empaquetado
EQUIPO REQUERIDO FASE EQUIPO
1 1 Probeta 1000 ml , 2 tazas medidoras, 2 ollas de acero inoxidable, 2
beaker 600 ml, 1 erlenmayer 250 ml, 1 Bureta 50 ml, Soporte Universal,
Ecomilk, Balanza Analítica, Balanza Granataria,
2 2 Termómetros 150ºC, 2 Paletas de plástico, 1 Cuchillo, 1 Erlenmayer
125ml, Estufa, Potenciómetro
3 1 Yarda de Lienzo Fino, 1 Recipiente de Acero Inoxidable, Moldes para
queso, Prensa Mecánica, Refractómetro.
4 Refrigeradora.
5 1 Probeta 1000 ml , 2 tazas medidoras, 2 ollas de acero inoxidable, 2
beaker 600 ml, 1 erlenmayer 250 ml, 1 Bureta 50 ml, Soporte Universal,
Ecomilk, Balanza Analítica, Balanza Granataria,
6 2 Termómetros 150ºC, 2 Paletas de plástico, 1 Erlenmayer 125ml, Estufa,
Potenciómetro
7 1 Yarda de Lienzo Fino, 1 Olla de Acero Inoxidable
8 Refrigeradora.
| 78
MATERIALES REQUERIDOS
FASE MATERIALES CANTIDAD
UNITARIA
CANTIDAD PARA
PRACTICA
1 Leche Entera Marca “Trebolac” 15 L 15 L
1 Ácido Cítrico 5 g 5 g
1 Cuajo 1 Pastilla 1 Pastilla
2 Hidróxido de Sodio N/9 N (Grado
Reactivo) 500 ml 500 ml
2 Fenolftaleína 2 ml 2 ml
3 y 6 Sal de mesa Aproximadamente
2500 g
Aproximadamente
2500 g
1 Cloruro Cálcico 5 g 5 g
DESCRIPCION DE PROCESOS FASE PROCEDIMIENTO QUESO MOZZARELLA
1
Preparación de mezcla de leches: Agregar ácido cítrico a la leche hasta alcanzar un
pH de 5.6. Realizar una prueba de acidez mediante la titulación titulación ácido-base
de Hidróxido de sodio N/9 como titulante y fenoftaleína como indicador hasta 35 y
38 º Dornic. Luego de la comprobación de acidez se adicionará cloruro cálcico en
proporción de 0.02%, expresado en masa, con respecto a la leche empleada en la
elaboración.
2 Calentamiento: en estufa a fuego lento hasta obtener una temperatura de 30 a 35ºC
2
Adición del cuajo: Cuando la mezcla de leches alcance los 30ºC se deberá agregar el
cuajo. Nota: Si el cuajo se encuentra en estado sólido se deberá de tomar una muestra
de leche a 30º para su disolución y se utilizará un filtro desechable al momento de
agregarlo a la mezcla.
2
Periodo de cuajado: Se dejará reposar la leche líquida en reposo durante 30 minutos
para su transformación a leche semisólida. Calentar de forma lenta y agitando el fondo
periódicamente hasta alcanzar una temperatura de 35- a 38ºC. Tomar una muestra de
suero y determine el grado de acidez utilizando el potenciómetro y la prueba de
titulación.
2
Corte de la cuajada: Realizar prueba para la determinación del punto de la cuajada
separando este medio centímetro del recipiente utilizando un cuchillo o cuchara o
realizar corte superficial en donde se deberá mostrar una línea definida donde se
observe el suero sin que ninguna cantidad de suero se adhiera al cuchillo. Realizar
cortes en forma de trozos grandes, luego se deja reposar de 5 a 10 minutos para luego
realizar el segundo corte en tamaño de 2 centímetros para luego dejar reposar
nuevamente. (Es recomendable la utilización de liras con 1.5-2 cm de apertura.)
| 79
2
Determinación del punto de Hilado: Tomar una muestra de la cuajada cada 15
minutos la cual se coloca en agua a 65-70ºC durante un minuto. Dejar secar y luego
estirarlo para determinar sus características de elasticidad en donde cuando se
produzca una lámina de pergamino (estirado como un chicle) la cuajada está en su
punto.
2 Determinación de acidez del suero: Tomar una muestra de suero y determinar
acidez mediante la prueba de titulación en donde la acidez optima es de 25 a 30ºD.
3 Desuerado: Colocar la cuajada en un lienzo o tela fina (muselina) limpia, envolver bien
la cuajada y colocarlo en prensa.
3
Hilado y moldeado de la cuajada: Cortar la cuajada en tajos de 2 centímetros
aproximadamente y luego se coloca en agua a 65-75ºC durante 2 minutos para permitir
que esta se ablande. A los terminados los 2 minutos el agua se retira del fuego y se
retira la cuajada del agua, se amasa y se vuelve a colocar en el agua para conservar la
temperatura. Cuando la cuajada muestre plasticidad y brillo esta se moldea de la
forma desaseada utilizando moldes.
3
Preparación de salmuera: Determinar el peso del cuajo obtenido y preparar 10 litros
de agua con un 25% de sal. Confirmar las siguientes Características: Concentración
de sal: 20 a 22 º Baumé (Entre 1150 y 1180 g/L), pH: 5.2 utilizando ácido láctico o
ácido cítrico, Temperatura de 8º.
3 y 4
Salado: Colocar la cuajada en la salmuera durante 30 minutos (lo que puede variar
hasta 2 horas según características deseadas) Secado y enfriado: Sacar los quesos,
y dejarlos reposar en refrigeración
DESCRIPCION DE PROCESOS
FASE PROCEDIMIENTO REQUESON
5 Preparación de suero lácteo: Recepción del suero lácteo, acidificación del suero
hasta un intervalo de 37 – 40 grados dornic.
6 Calentamiento y Reposo: El suero debe calentarse hasta 85ºC agitándose
suavemente. Cuando la temperatura se alcanza se agrega medio litro de ácido acético
blanco en proporción de 5-6 veces del volumen en agua por cada 100 litros de suero.
El suero acido debe agregarse rápidamente, mientras se agita con el fin de evitar una
coagulación localizada. La agitación se debe detener cuando se haya agregado todo el
ácido, la cuajada debe flotar formando una masa compacta. Se suspende el
calentamiento y se deja reposar.
6 Desuerado y escurrido: El coagulo albuminoso formado en una capa superior se
extrae por medio de una espumadera o filtro. La cuajada se coloca en lienzo y se
cuelgan y se deja drenar el suero remanente durante 15 horas.
7 Amasado y salado: Separar el requesón de los lienzos y amasar. Agregar sal en una
proporción de 1.5% del peso del requesón y mezclar.
8 Enfriamiento: Dejar reposar en refrigeración.
| 80
DIAGRAMA DE OPERACIONES
Queso Mozzarella
Requesón
Almacenamiento y conservación
Empaquetado
Enfriado y salado
Hilado y moldeado
Desuerado
Determinación de punto de Hilado
Determinación de punto de Hilado
Preparación de cuajada
Preparación de cuajo
Preparación de mezcla de leches
Fermentación (Acidificación)
Estandarización
Pasteurización 63 ºC 30 min
Iniciar con leche cruda de vaca
| 81
Ingredientes:
Ingredientes Costo (estimado)
15 Litros de Leche Entera Marca “Trebolac” Q154.00
Ácido Cítrico Q30
Pastilla de Cuajo Q 5
Sal de Mesa Q12
Fenoftaleína --
Hidróxido de Sodio --
TOTAL COSTOS INGREDIENTES: Q201.00
Empaque
Enfriamiento y Almacenamiento
Amasado y Salado
Desuerado y Escurrido
Detener la agitacion.
Acidificación
Calentamiento del Suero
Recepciòn de suero
| 82
17.16 Formato de práctica Planta Piloto de Alimentos URL para
práctica de Yogurt
Planta Piloto de Alimentos
Ing. Wilfredo
Fernández
Facultad de Ingeniería
ELABORACIÓN DE
YOGURT Y QUESO DE
YOGURT
Ingeniería en Industria
de Alimentos.
Asignatura:
Proyectos de Ingeniería
en Alimentos I
Fecha de práctica:
// Horario: --
Ciclo:
Segundo Ciclo 2014
Grupos de laboratorio: 1
Procesos a Desarrollar:
Esterilización comercial
Fase 1 Medición de Materias Prima
Fase 2 Estandarización de la Leche
Fase 3 Calentamiento e Inoculación
Fase 4 Fermentación
Fase 5 Adición de Azúcar y Refrigeración del
Yogurt
Fase 6 Filtración de Yogurt
Fase 7 Adición de Sal y Especias
Fase 8 Refrigeración y Empaquetado
EQUIPO REQUERIDO
FASE EQUIPO
1 y2 1 Probeta 1000 ml , 2 Recipientes Plásticos, 1 ollas de acero inoxidable, 2
beaker 600 ml, Ecomilk, Balanza Analítica, Balanza Granataria,
3 1 Termómetros 150ºC, 1 Paletas de plástico, Estufa
4 1 Recipiente Fermentación, Incubadora Proyect
5 Refrigeradora.
6 1 Yarda de Lienzo Fino
7 2 Recipientes Plásticos, 1 Olla de acero Inoxidable, Balanza Analítica
8 Refrigeradora.
| 83
MATERIALES REQUERIDOS
FAS
E MATERIALES
CANTIDAD
UNITARIA
CANTIDAD PARA
PRACTICA
1 Leche Entera Marca “Trebolac” 5 L 5 L
2 Leche En Polvo 178 g 178 g
4 Cultivos Lácticos 178 g 178 g
5 Azúcar Refinada 548 g 548g
7 Sal de mesa 300 g 300 g
DESCRIPCION DE PROCESOS
FASE PROCEDIMIENTO YOGURT
1 Tomar las medidas de los ingredientes a utilizar para la realización de yogurt (leche líquida
y en polvo, azúcar, inóculo bacteriano).
2 Iniciando con leche de vaca, filtrar y luego incorporar leche en polvo para aumentar su
extracto seco en un 2%.
2 Proceder a la inoculación con los cultivos lácticos (probióticos) en una proporción del 0.02
% a 45°C
2 Incubar a una temperatura de 42-45 °C por 3 días utilizando Incubadora.
2 Proceder a agitar el yogurt y tomar el pH el cual debe estar a 4.6. Agregar Azúcar en un
9.2%
2 Envasar a 6 °C el producto obtenido en envase esterilizado y dejar refrigerar a 5°C.
DESCRIPCION DE PROCESOS
FASE PROCEDIMIENTO QUESO DE YOGURT
5 Al 50% en peso del yogurt ya elaborado se le remueve el suero prensándolo con una
tela de lienzo fino y se obtiene el sólido remanente en la tela.
6 Almacenar a 4°C.
| 84
DIAGRAMA DE OPERACIONES
YOGURT
Envasado
Refrigeración
Incubado
Inoculación
Enfriamiento
Homogenizado
Desaireado
Incorporacion de leche en polvo
Calentamiento
Filtrado
| 85
QUESO DE YOGURT
Ingredientes:
Ingredientes Costo (estimado)
Leche Entera Marca “Trebolac” Q.50.00
Leche En Polvo Q. 16.00
Azúcar Refinada Q. 5.00
Cultivos Lácticos Q --
TOTAL COSTOS INGREDIENTES: Q71.00
Envasado
Refrigeración
Moldeado
Cuajado y Desuerado
Recepción de Yougurt
| 86
17.17 Validación de resultados, análisis proximal leche Trebolac