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UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA
CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA
EVALUACIÓN DEL PROCESO DE PASTEURIZACIÓN Y DE LA INFLUENCIA
DEL CLORURO DE CALCIO EN LA FERMENTACIÓN DE MASA PARA QUESO
MOZZARELLA PIZZA, EN LA EMPRESA DEL CAMPO CÍA. LTDA.
TRABAJO DE TITULACIÓN, MODALIDAD PROPUESTA TECNOLÓGICA PARA
LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERA QUÍMICA
AUTORA: CARCHIPULLA CHIN DAYSI CAROLINA
TUTOR: ING. SERGIO HOMERO MEDINA ROMO
QUITO
2017
i
© DERECHOS DE AUTOR
Yo Daysi Carolina Carchipulla Chin en calidad de autor del trabajo de titulación,
modalidad propuesta tecnológica: Evaluación del proceso de Pasteurización y de la
influencia del cloruro de calcio en la fermentación de masa para queso mozzarella pizza,
en la empresa Del Campo Cía. Ltda. autorizo a la Universidad Central del Ecuador hacer
uso de todos los contenidos que me pertenecen o parte de los que contiene esta obra,
con fines estrictamente académicos o de investigación.
Los derechos que como autor corresponden, con excepción de la presente autorización,
seguirán vigentes a mi favor, de conformidad con lo establecido en los artículos 5, 6, 8,
19 y demás pertinentes de la ley de Propiedad Intelectual y su Reglamento.
Así mismo, autorizo a la Universidad Central del Ecuador para que realice la
digitalización y publicación de este trabajo en el repositorio virtual, de conformidad a lo
dispuesto en el Art. 144 de la Ley Orgánica de Educación Superior.
En la ciudad de Quito, a los cinco días del mes Junio de 2017
__________________
FIRMA GRADUADO
C.C._______________
ii
APROBACIÓN DEL TUTOR
Yo, Sergio Homero Medina Romo en calidad de tutor del trabajo de titulación, modalidad
propuesta tecnológica Evaluación del proceso de Pasteurización y de la influencia del
cloruro de calcio en la fermentación de masa para queso mozzarella pizza, en la
empresa Del Campo Cía. Ltda., elaborado por la estudiante Daysi Carolina Carchipulla
Chin de la Carrera de Ingeniería Química, Facultad de Ingeniería Química de la
Universidad Central del Ecuador, considero que el mismo reúne los requisitos y méritos
necesarios en el campo metodológico y en el campo epistemológico, para ser sometido
a la evaluación por parte del jurado examinador que se designe, por lo que lo APRUEBO,
a fin de que el trabajo sea habilitado para continuar con el proceso de titulación
determinado por la Universidad Central del Ecuador.
En la ciudad de Quito, a los cinco días del mes de Junio del 2017
____________________
Ing. Sergio Homero Medina Romo
CC: 1705652509
iii
DEDICATORIA
A mi Dios quien me dio la vida
y ha estado conmigo en cada
paso, iluminando mi mente y
fortaleciendo mi corazón para
alcanzar y cumplir sueños y
metas.
A mi Madre y mejor amiga
quien es el pilar fundamental
en mi vida, que con su amor
infinito, constante esfuerzo e
incondicional apoyo ha sabido
guiarme en todo este camino,
a ti te lo debo todo.
iv
AGRADECIMIENTOS
Primeramente agradezco a mis Padres Sr. Ángel Carchipulla y Sra. Hilda Chin por
apoyarme en todo momento a lo largo de estos años de estudio académico y por
enseñarme la más difícil de las profesiones, a ser una persona de bien.
A mi hermano el Ing. Diego Carchipulla por ser ejemplo de superación, constancia y por
haber sembrado en mi las bases de responsabilidad y deseos de superación.
A la Universidad Central del Ecuador por abrirme las puertas y acogerme en sus aulas
durante mis años de estudios, dejándome grandes lecciones y permitiéndome conocer
grandes amistades.
A mi querida Facultad de Ingeniería Química por forjarme como profesional y a sus
docentes quienes me transmitieron su conocimiento día a día.
A mi tutor, el Ing. Sergio Medina por su asesoría, orientación y ayuda brindada para la
realización de mi trabajo de titulación.
Agradezco a la Empresa Del Campo Cía. Ltda. por la confianza depositada en mí,
permitiéndome realizar este trabajo de titulación en sus instalaciones, de manera
especial al MSc. Marco Cevallos por darme la oportunidad de ejercerme
profesionalmente y al Ing. Juan Sebastián de la Torre por el ánimo y apoyo incondicional
en la realización y desarrollo del mismo.
A todas mis amigas, compañeras y confidentes, en especial a Katito y Raiza por haber
compartido conmigo tantos momentos, risas, llantos a lo largo de la carrera, las llevo
siempre en mi corazón.
v
CONTENIDO
Pág.
LISTA DE TABLAS ...................................................................................................... ix
LISTA DE FIGURAS .................................................................................................... xii
LISTA DE GRÁFICOS ................................................................................................ xiii
LISTA DE ANEXOS .................................................................................................... xiv
RESUMEN .................................................................................................................. xv
ABSTRACT ................................................................................................................ xvi
INTRODUCCIÓN .......................................................................................................... 1
1. MARCO TEÓRICO ................................................................................................... 3
1.1. Leche ..................................................................................................................... 3
1.2. Química de la leche ............................................................................................... 3
1.2.1. Agua ................................................................................................................... 3
1.2.2. Grasa .................................................................................................................. 4
1.2.3. Proteínas ............................................................................................................. 5
1.2.3.1. Las caseínas…………………………………………………………………….…….5
1.2.3.2. Las proteínas del suero de la leche…………………………………………………6
1.2.4. Hidratos de carbono ............................................................................................ 7
1.2.5. Minerales ............................................................................................................ 9
1.3. Propiedades Físicas de la leche ............................................................................. 9
1.3.1. Densidad de la leche ........................................................................................... 9
1.3.2. Tensión Superficial de la leche ............................................................................ 9
vi
1.3.3. Viscosidad de la leche ...................................................................................... 10
1.3.4. pH de la leche ................................................................................................... 10
1.3.5. Acidez de la leche ............................................................................................. 10
1.3.6. Índice Crioscópico ............................................................................................. 10
1.4. Pasteurización ..................................................................................................... 11
1.4.1. Pasteurización por lotes .................................................................................... 12
1.4.2. Pasteurización Continua ................................................................................... 13
1.5. Efecto de los tratamientos térmicos en la proteína de la leche ............................. 13
1.6. Aditivos en la leche para fabricación de queso .................................................... 13
1.6.1. Fermento ........................................................................................................... 13
1.6.2. Cloruro de Calcio .............................................................................................. 14
1.7. Queso .................................................................................................................. 14
1.7.1. Queso Mozzarella ............................................................................................. 15
1.7.1.1. Fermentación o maduración de la masa (cuajada)………………………………15
1.7.1.2. Hilado y moldeo…………………………………………...…………………………15
2. METODOLOGÍA DEL TRABAJO DE TITULACIÓN ................................................ 18
2.1. Lugar de Estudio .................................................................................................. 18
2.2. Tipo de estudio .................................................................................................... 18
2.3. Toma de Muestra ................................................................................................. 19
2.4. Procedimientos .................................................................................................... 19
2.4.1. Determinación de Acidez de la leche ................................................................ 21
2.4.2. Determinación del pH de la muestra ................................................................. 21
2.4.3. Determinación de la densidad de la leche ......................................................... 22
2.4.4. Determinación de porcentaje de grasa de la leche ............................................ 23
2.4.5. Determinación del porcentaje de proteína de la leche ....................................... 23
2.4.6. Determinación de agua y punto Crioscópico de la leche ................................... 24
2.4.7. Prueba de fosfatasa alcalina ............................................................................. 24
2.4.8. Determinación del punto de hilado .................................................................... 25
vii
2.4.9. Determinación del % humedad de la masa y Producto terminado ..................... 26
2.4.10. Descripción del proceso de Pasteurización ..................................................... 26
2.4.11. Procedimiento para la evaluación del proceso de fermentación adicionando
diferentes cantidades de cloruro de calcio ................................................................ 27
2.5. Caracterización del porcentaje de proteína y de grasa de la leche cruda ............. 27
2.6. Pruebas preliminares para escoger el rango en el que se evaluará el porcentaje
de cloruro de calcio en la preparación del queso mozzarella pizza ............................. 28
3. CÁLCULOS Y RESULTADOS ............................................................................... 30
3.1. Evaluación del proceso de pasteurización ........................................................... 30
3.1.1. Análisis de calidad de la leche cruda ................................................................. 30
3.1.2. Análisis de la leche a distintas temperaturas de pasteurización ........................ 31
3.1.3. Determinación del porcentaje de desnaturalización .......................................... 32
3.1.4. Determinación del rendimiento experimental y teórico del queso ...................... 32
3.1.4.1. Determinación del Rendimiento Teórico………………………………………….32
3.1.4.2. Rendimiento Teórico Corregido a la Humedad del queso………………………33
3.1.4.3. Determinación del Rendimiento Experimental……………………………………33
3.1.5. Determinación de la influencia del porcentaje de la proteína en la leche en el
rendimiento quesero ................................................................................................... 34
3.1.5.1. Rendimiento Teórico Corregido a la Humedad del queso………………………35
3.2. Evaluación del proceso de fermentación .............................................................. 36
3.2.1. Evaluación del proceso actual de fermentación adicionando 238 gramos de
cloruro de calcio .......................................................................................................... 36
3.2.2. Evaluación del proceso de fermentación adicionando 190 gramos de Cloruro
de calcio.……………………………………………………………………………………….38
3.2.3. Evaluación del proceso de fermentación adicionando 143 gramos de cloruro
de calcio..…………………………..………………………………………………………….41
3.2.4. Evaluación del proceso de fermentación adicionando 95 gramos de cloruro
de calcio……………………………………………………………………………………….43
viii
3.2.5. Evaluación del proceso de fermentación adicionando 48 gramos de cloruro
de calcio ……………………………………………………………………………………….45
3.2.6. Evaluación del proceso de fermentación sin adicionar cloruro de calcio............ 48
3.2.7. Resultados generales del proceso de fermentación a diferentes cantidades
de cloruro de calcio .................................................................................................... 51
4. DISCUSIÓN ........................................................................................................... 54
5. CONCLUSIONES .................................................................................................. 56
6. RECOMENDACIONES .......................................................................................... 57
CITAS BIBLIOGRÁFICAS........................................................................................... 58
BIBLIOGRAFÍA ........................................................................................................... 59
ANEXOS ..................................................................................................................... 61
ix
LISTA DE TABLAS
Pág.
Tabla 1. Composición cuantitativa de la leche (Tetra-Pak, 1996) .................................. 3
Tabla 2. Principales ácidos grasos en la grasa de la leche (Tetra-Pak, 1996) .............. 4
Tabla 3. Concentración de las proteínas en la leche (Miralles, 2001) ........................... 6
Tabla 4. Escala cualitativa y cuantitativa para determinación de punto de hilado ........ 26
Tabla 5. Caracterización del porcentaje de proteína y de grasa de la leche cruda ...... 28
Tabla 6. Estiramiento de queso fundido con 262 gramos de cloruro de calcio ............ 28
Tabla 7. Características de la masa y producto terminado adicionando 214 gramos
de cloruro de calcio .................................................................................................... 29
Tabla 8. Análisis de calidad leche cruda Prueba 1 ...................................................... 30
Tabla 9. Análisis de calidad leche cruda Prueba 2 ...................................................... 30
Tabla 10. Análisis de calidad leche cruda Prueba 3 .................................................... 30
Tabla 11. Análisis de leche a 74.47 ºC de pasteurización (Prueba 1) ......................... 31
Tabla 12. Análisis de leche a 73.43 ºC de pasteurización (Prueba 2) ......................... 31
Tabla 13. Análisis de leche a 72.5 ºC de pasteurización (Prueba 3) ........................... 31
Tabla 14. Resultados de prueba de Fosfatasa a las diferentes temperaturas
de pasteurización ........................................................................................................ 32
Tabla 15. Resultados de Análisis Microbiológico de leche cruda y pasteurizada ........ 32
Tabla 16. Desnaturalización de la proteína de la leche en el proceso de
pasteurización a diferentes temperaturas de pasteurización ....................................... 32
Tabla 17. Resultados del cálculo de rendimientos teóricos y experimentales del
queso .......................................................................................................................... 34
Tabla 18. Resultados de la influencia del porcentaje de proteína en el rendimiento
del queso ................................................................................................................... 35
x
Tabla 19. Fermentación de masa a 238 gramos de cloruro de calcio (prueba 1) ........ 36
Tabla 20. Fermentación de masa a 238 gramos de cloruro de calcio (prueba 2) ........ 36
Tabla 21. Fermentación de masa a 238 gramos de cloruro de calcio (prueba 3) ……36
Tabla 22. Fermentación de masa a 238 gramos de cloruro de calcio (promedio) ……37
Tabla 23. Características de la masa y producto terminado adicionando 238 gramos
de cloruro de calcio .................................................................................................... 37
Tabla 24. Características de la masa para determinación de punto de hilado
adicionando 238 gramos de cloruro de calcio ............................................................. 38
Tabla 25. Fermentación de masa a 190 gramos de cloruro de calcio (prueba 1) ........ 38
Tabla 26. Fermentación de masa a 190 granos de cloruro de calcio (prueba 2) ......... 38
Tabla 27. Fermentación de masa a 190 gramos de cloruro de calcio (prueba 3) ........ 39
Tabla 28. Fermentación de masa a 190 gramos de cloruro de calcio (promedio) ....... 39
Tabla 29. Características de la masa y producto terminado adicionando 190 gramos
de cloruro de calcio .................................................................................................... 40
Tabla 30. Características de la masa para determinación de punto de hilado
adicionando 190 gramos de cloruro de calcio ............................................................. 40
Tabla 31. Fermentación de masa a 143 gramos de cloruro de calcio (prueba 1) ........ 41
Tabla 32. Fermentación de masa a 143 gramos de cloruro de calcio (prueba 2) ........ 41
Tabla 33. Fermentación de masa a 143 gramos de cloruro de calcio (prueba 3) ........ 41
Tabla 34. Fermentación de masa a 143 gramos de cloruro de calcio (promedio) ....... 42
Tabla 35. Características de la masa y producto terminado adicionando 143 gramos
de cloruro de calcio .................................................................................................... 42
Tabla 36. Características de la masa para determinación de punto de hilado
adicionando 143 gramos de cloruro de calcio ............................................................. 43
Tabla 37. Fermentación de masa a 95 gramos de cloruro de calcio (prueba 1) .......... 43
Tabla 38. Fermentación de masa a 95 gramos de cloruro de calcio (prueba 2) .......... 43
Tabla 39. Fermentación de masa a 95 gramos de cloruro de calcio (prueba 3) .......... 44
Tabla 40. Fermentación de masa a 95 gramos cloruro de calcio (promedio) .............. 44
Tabla 41. Características de la masa y producto terminado adicionando 95 gramos
de cloruro de calcio .................................................................................................... 45
xi
Tabla 42. Características de la masa para determinación de punto de hilado
adicionando 95 gramos de cloruro de calcio ............................................................... 45
Tabla 43. Fermentación de masa a 48 gramos de cloruro de calcio (prueba 1) .......... 45
Tabla 44. Fermentación de masa a 48 gramos de cloruro de calcio (prueba 2) .......... 46
Tabla 45. Fermentación de masa a 48 gramos de cloruro de calcio (prueba 3) .......... 46
Tabla 46. Fermentación de masa a 48 gramos de cloruro de calcio (promedio) ......... 46
Tabla 47. Características de la masa y producto terminado adicionando 48 gramos
de cloruro de calcio ..................................................................................................... 47
Tabla 48. Características de la masa para determinación de punto de hilado
adicionando 48 gramos de cloruro de calcio ............................................................... 48
Tabla 49. Fermentación de masa sin cloruro de calcio (prueba 1) .............................. 48
Tabla 50. Fermentación de masa sin cloruro de calcio (prueba 2) .............................. 48
Tabla 51. Fermentación de masa sin cloruro de calcio (prueba 3) .............................. 49
Tabla 52. Fermentación de masa sin cloruro de calcio (promedio) ............................. 49
Tabla 53. Características de la masa y producto terminado sin cloruro de calcio ........ 50
Tabla 54. Características de masa para determinación de punto de hilado sin
adicionar cloruro de calcio .......................................................................................... 50
Tabla 55. Resultados Generales del proceso Fermentación a diferentes cantidades
de cloruro de calcio .................................................................................................... 51
xii
LISTA DE FIGURAS
Pág.
Figura 1. Hidrólisis de la lactosa por acción enzimática y formación de ácido láctico .... 8
Figura 2. Estructura de la lactosa.................................................................................. 9
Figura 3. Efecto letal de la combinación tiempo/temperatura sobre las bacterias ....... 12
Figura 4. Diagrama de flujo para la elaboración de queso mozzarella pizza ............... 17
Figura 5. Actividades para evaluación del proceso de pasteurización ......................... 20
Figura 6. Actividades para la evaluación del proceso de fermentación de masa ......... 20
Figura 7. Materiales para determinación de acidez de la leche ................................... 21
Figura 8. Potenciómetro .............................................................................................. 22
Figura 9. Determinación de densidad de la leche ....................................................... 22
Figura 10. Determinación de grasa de la leche ........................................................... 23
Figura 11. Crioscopio .................................................................................................. 24
Figura 12. Prueba de fosfatasa ................................................................................... 25
Figura 13. Prueba de Hilado ....................................................................................... 25
Figura 14. Determinadores de humedad ..................................................................... 26
xiii
LISTA DE GRÁFICOS
Pág.
Gráfico 1. Influencia de la proteína de la leche en el rendimiento quesero .................. 35
Gráfico 2. Curva de fermentación para 238 gramos de Cloruro de calcio ................... 37
Gráfico 3. Curva de fermentación para 190 gramos de cloruro de calcio .................... 39
Gráfico 4. Curva de fermentación para 143 gramos de Cloruro de calcio ................... 42
Gráfico 5. Curva de fermentación para 95 gramos de Cloruro de calcio ..................... 44
Gráfico 6. Curva de fermentación para 48 gramos de Cloruro de calcio ..................... 47
Gráfico 7. Curva de fermentación sin Cloruro de calcio .............................................. 49
Gráfico 8. Variación del tiempo de fermentación en función de la cantidad de cloruro
de calcio ..................................................................................................................... 52
Gráfico 9. Variación del pH de hilado en función de la cantidad de cloruro de calcio .. 52
Gráfico 10. Elasticidad del producto terminado en función dela cantidad de cloruro
de calcio .................................................................................................................... 53
xiv
LISTA DE ANEXOS
Pág.
Anexo A. Certificado de Conformidad de la empresa .................................................. 62
Anexo B. Norma INEN 09 (Requisitos. Leche Cruda) ................................................. 63
Anexo C. Norma INEN 10 (Requisitos. Leche Pasteurizada) ...................................... 71
Anexo D. Resultado microbiológico de leche cruda (prueba 1) ................................... 81
Anexo E. Resultado microbiológico de leche pasteurizada (prueba 1) ........................ 82
Anexo F. Resultado microbiológico de leche cruda (prueba 2) ................................... 83
Anexo G. Resultado microbiológico de leche pasteurizada (prueba 2) ....................... 84
Anexo H. Resultado microbiológico de leche cruda (prueba 3) ................................... 85
Anexo J. Resultado microbiológico de leche pasteurizada (prueba 3) ....................... 86
xv
EVALUACIÓN DEL PROCESO DE PASTEURIZACIÓN Y DE LA INFLUENCIA DEL
CLORURO DE CALCIO EN LA FERMENTACIÓN DE MASA PARA QUESO
MOZZARELLA PIZZA EN LA EMPRESA DEL CAMPO CÍA. LTDA.
RESUMEN
Se evaluó el proceso de pasteurización con el fin de conocer si el proceso térmico
desnaturaliza las proteínas de la leche y adicionalmente la influencia del cloruro de
calcio en la fermentación de la masa del queso para determinar la cantidad adecuada
del mismo, que evidencie las mejores características de hilado.
En la pasteurización, se determinó el porcentaje de proteína de la leche antes y después
del proceso térmico a tres temperaturas diferentes: 74,47; 73,43 y 72,50ºC y se calculó
el correspondiente rendimiento quesero. Para la evaluación de la influencia del cloruro
de calcio en la fermentación, se elaboraron curvas de fermentación para seis cantidades
del mismo: 238, 190, 143, 95, 48 y 0 gramos y para cada masa se efectuaron pruebas
de hilado, determinando la cantidad de cloruro de calcio a la que se obtiene las mejores
características de hilado.
Se concluyó que el proceso térmico no desnaturaliza la proteína de la leche y que el
porcentaje de proteína tiene influencia en el rendimiento quesero. La cantidad de cloruro
de calcio a la que se obtienen las mejores características de hilado del queso es 48
gramos, mejorando en un 8%, 10% y 13% el brillo, textura y elasticidad
respectivamente.
PALABRAS CLAVES: /PASTEURIZACIÓN/ LECHE/ PROTEÍNAS DE LA LECHE/
CLORURO DE CALCIO/ QUESO MOZZARELLA / PRUEBA DE HILADO/
xvi
EVALUATION OF THE PASTEURIZATION PROCESS AND THE INFLUENCE OF
THE CALCIUM CHLORIDE IN THE FERMENTATION OF MASS FOR MOZARELLA
PIZZA CHEESE IN THE COMPANY DEL CAMPO CÍA LTDA.
ABSTRACT
The process of pasteurization was evaluated in order to know if the thermal process
denature the milk protein. Also, the influence of calcium chloride in the fermentation of
the cheese mass was evaluated to determine the adequate amount of the same, that
shows the best characteristics of stretching.
In the pasteurization, the percentage of milk protein before and after of the thermal
process was determine at three different temperatures: 74,47; 73,43 and 72,50ºC. In
addition, the corresponding cheese yield was calculated. For the evaluation of the
influence of calcium chloride in the fermentation, fermentation curves were elaborated
for six quantities of the same: 238, 190, 143, 95, 48 and 0 grams. Furthermore, for each
mass stretching test were performed, determining the amount of calcium chloride to
which the best stretching characteristics are obtained.
It was concluded that the thermal process does not denature milk protein and that the
percentage of protein has an influence in the cheese yield. The amount of calcium
chloride to which the best stretching characteristics of the cheese is obtained is 48
grams, improving the brightness, texture and elasticity respectively by 8%, 10%, and
13%.
KEYWORDS: /PASTEURIZATION/ MILK/ MILK PROTEIN/ CALCIUM CHLORIDE/
MOZZARELLA CHEESE/ STRETCHING TEST/
1
INTRODUCCIÓN
Según la (FAO, 2015), (Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la
Alimentación), la mayor parte del consumo de leche y productos lácteos adopta la forma
de productos lácteos frescos, con alrededor de 70% de la producción total de leche del
mundo. Esta proporción seguirá en aumento en los próximos diez años porque la
producción de leche se elevará en los países en desarrollo.
En Ecuador se producen alrededor de 5’400.000 litros de leche diarios que abastecen
la demanda local y se tiene un excedente de alrededor de 250.000 litros de leche al día,
lo cual se desea exportar, esto según estudio del Diario El Telégrafo (2016). De esta
manera en el país, la leche se produce en la región Sierra el 73% de leche, en la Costa
el 19% y en la Amazonía 8%. La provincia lechera por excelencia, es Pichincha, con sus
8 cantones todos productores de leche, forman los sectores de mayor producción de
lácteos del Ecuador, siendo el Cantón Mejía y su cabecera cantonal, Machachi, el sector
de mayor producción, convirtiéndose en símbolo nacional de producción lechera.
(Centro de la Industria Láctea del Ecuador, 2015)
La leche al ser una gran fuente de nutrimentos sirve como un medio de cultivo para los
microorganismos, los cuales modifican ciertas propiedades físico-químicas de la misma,
convirtiéndose en un alimento de delicada manipulación y muy perecible que puede
alterarse con facilidad. Debido a estas características la leche es sometida a diferentes
tratamientos dependiendo del uso posterior que tenga, con la finalidad de disminuir en
su mayoría la carga microbiana patógena, para garantizar la inocuidad del producto y
subproductos como el queso, y de esta manera aumentar el periodo de vida útil.
Del Campo Cía. Ltda. con nombre comercial “La Holandesa” es una empresa
ecuatoriana especializada en elaborar y comercializar quesos, que desde hace 30 años
se dedica a la elaboración y comercialización de quesos frescos, pasta hilada
(Mozzarella y Mozzarella tipo pizza), semimaduros (Holandés y Cheddar), Ricotta y
venta de los subproductos como son la crema de leche y suero. Entre esta gran
variedad de productos tenemos a los quesos mozzarellas tipo pizzas los cuales se
producen con aproximadamente 56.000 litros de leche semanales.
2
La pasteurización de la leche en el proceso de elaboración de quesos representa un
papel muy importante ya que este proceso elimina gran cantidad de microorganismos
patógenos que se encuentran en la leche cruda. Actualmente en la empresa se
pasteuriza la leche a una temperatura de 74,5ºC la cual es una temperatura alta en
comparación a la que nos indica la norma INEN 10 de leche pasteurizada que es 72ºC.
Por otro lado, se sospecha que al pasteurizar a una temperatura de 74,5ºC, la proteína
contenida en la leche se desnaturaliza, lo que influye en el rendimiento total del
producto. También se desea conocer la influencia del cloruro de calcio, el cual es
colocado en la leche al momento de la preparación del queso en las tinas, para la
elaboración del queso mozzarella pizza, debido a que se quiere mejorar las propiedades
de la masa. Debido a estas necesidades se desea determinar si existe o no
desnaturalización de la proteína en el proceso térmico actual, adicionalmente también
se quiere conocer la dosificación adecuada de cloruro de calcio que nos permitan
obtener masas fermentadas con las mejores características de brillo, textura y
elasticidad en el punto de hilado, ayudando de esta manera que las masas alcancen
las condiciones requeridas para el producto.
Para poder realizar la evaluación del proceso de pasteurización se determina el
porcentaje de proteína de la leche antes y después del proceso térmico a tres
temperaturas (74,47ºC, 73,43ºC, 72,50ºC), para verificar si existe desnaturalización de
la proteína de la leche y demostrar cómo influye el porcentaje de proteína en el
rendimiento quesero. Para la evaluación de la influencia del cloruro de calcio en la
fermentación de masa, se realiza con 6 cantidades diferentes de cloruro de calcio,
disminuyendo de la cantidad actual un 20%, es decir 238, 190,143, 95, 48 y cero gramos
de cloruro de calcio respectivamente, y con estos datos se realiza curvas de
fermentación y pruebas de hilado para determinar las mejores características.
Según los resultados obtenidos se observa que el porcentaje de proteína no varía en la
leche cruda ni en la leche pasteurizada a las temperaturas operadas, y se pudo
determinar la cantidad de cloruro de calcio a la cual se obtienen las mejores
características de hilado. Se concluye que el proceso térmico de pasteurización no
desnaturaliza la proteína de la leche y que la cantidad a la cual se obtienen las mejores
características para hilar es 48 gramos de cloruro de calcio.
Se recomienda a la empresa tomar en cuenta los resultados obtenidos para mejorar los
procesos y obtener un producto de mejor calidad.
3
1. MARCO TEÓRICO
1.1. Leche
Se define la leche como el producto de la secreción natural de las mamas de animales
mamíferos cuya finalidad es ser el alimento para sus crías, sin embargo algunos
animales domésticos se encuentran especializados en la producción de leche para el
consumo humano. (García Mariano, 2011).
1.2. Química de la leche
Entre los principales componentes de la leche se encuentra el agua, proteína, lactosa y
las sales minerales incluidos otras sustancias en diferentes proporciones como los
pigmentos, enzimas, vitaminas, fosfolípidos y gases. (Tetra-Pak, 1996).
Tabla 1. Composición cuantitativa de la leche (Tetra-Pak, 1996)
Constituyente
Principal
Límites de
Variación
Valor medio
Agua 85,5-89,5 87,5
Sólidos totales 10,5-14,5 13,0
Grasa 2,5-6,0 3,9
Proteínas 2,9-5,0 3,4
Lactosa 3,6-5,5 4,8
Minerales 0,6-0,9 0,8
1.2.1. Agua. El contenido de agua puede cambiar dependiendo de la especie de
mamíferos en un rango de 85,5% al 89.5% pero por lo general representa el 87% del
contenido total de la leche y debido a su alto porcentaje de contenido de agua permite
que todos los componentes se distribuyan uniformemente. (García Mariano, 2011)
4
1.2.2. Grasa. Los lípidos se encuentran entre los constituyentes esenciales de la leche
y sus derivados, debido a que atribuyen características singulares de sabor y
propiedades físicas, aparte que dan energía y son transporte de vitaminas liposolubles.
(García Mariano, 2011).
La grasa de la leche se presenta como pequeños glóbulos o gotitas que están dispersas
en el suero, su diámetro varía entre 0.1 y 20 μm mientras que el tamaño medio es de 3-
4 μm y se encuentran alrededor de 15000 millones de glóbulos por mililitro. La grasa de
la leche está compuesta en su mayoría por triglicéridos, di y mono glicéridos, ácidos
grasos, carotenoides y vitaminas (A, D, E, K). (Tetra-Pak, 1996).
Todas las grasas pertenecen al grupo de sustancias químicas denominadas ésteres los
cuales se forman a partir de los alcoholes y ácidos, es decir, que la grasa de la leche es
una mezcla de distintos ésteres y ácidos grasos denominados triglicéridos (compuesto
por un alcohol llamado glicerol y diferentes ácidos graso). (Tetra-Pak, 1996).
El ácido butírico es un ácido saturado que tiene cuatro átomos de carbono, este es un
componente único en lácteos y es el principal sustrato de los coloncitos para la
obtención de energía. (García Mariano, 2011).
Tabla 2. Principales ácidos grasos en la grasa de la leche (Tetra-Pak, 1996)
Ácido Graso
% sobre el contenido total
de ácidos grasos
Punto de Fusión
Número de átomos
H C O
Saturados
Ácido butírico
3,0-4,5 -7,9 8 4 2
Líquido a temperatura
ambiente
Ácido caproico
1,3-2,2 -1,5 12 6 2
Ácido caprílico
0,8-2,5 16,5 16 8 2
Ácido cáprico
1,8-3,8 31,4 20 10 2 Sólido a temperatura
ambiente Ácido laurico
2,0-5,0 43,6 24 12 2
5
Continuación Tabla 2
Ácido mirístico
7,0-3,0 53,8 28 14 2
Sólido a temperatura
ambiente
Ácido palmítico
25,0-29,0 62,6 32 16 2
Ácido esteárico
7,0-3,0 69,3 36 18 2
Insaturados
Ácido Oleico 30,0-40,0 14 34 18 2
Líquido a temperatura
ambiente
Ácido linoleico
2,0-3,0 -5 32 18 2
Ácido linolénico
Hasta 1,0 -5 30 18 2
Ácido araquidónico
Hasta1,0 -49,5 32 20 2
1.2.3. Proteínas. Las proteínas son moléculas gigantes constituidas por unidades
pequeñas denominadas aminoácidos, de lo cual se conoce que existen 25 aminoácidos
diferentes que la componen y esta es la razón por la cual la leche tiene un gran valor
nutricional; se identifican 4 principales tipos de proteínas en la leche: caseína, albúmina,
globulina y las proteínas de membrana, de estas la de mayor proporción es la caseína
con un 80% y que es primordial para la producción de queso. (Díaz, 2005).
Los aminoácidos son los componentes de las proteínas y se caracterizan por que tienen
en su estructura un grupo amino (NH2) y un grupo carboxilo (COOH). (Tetra-Pak, 1996).
1.2.3.1. Las caseínas están constituidas por las fracciones y caseínas las
cuales se diferencian entre ellas por la combinación de aminoácidos y propiedades
funcionales, las caseínas se encuentran suspendidas en la leche a través de micelas
las cuales se encuentran formadas por complejos macromoleculares de fosfoproteínas
y glucoproteínas en suspensión coloidal. (García Mariano, 2011)
Una de las propiedades que caracteriza a las caseínas es su capacidad para precipitar
debido a su naturaleza compleja de las moléculas, debido a esto forma las micelas en
el proceso de coagulación de la leche. (Tetra-Pak, 1996)
6
Tabla 3. Concentración de las proteínas en la leche (Miralles, 2001)
Proteína Concentración
en la leche (g/Kg)
% de la proteína total (p/p)
Proteína total 33,0 100,0
Caseínas 26,0 79,5
s1-CN 10,0 30,6
s2-CN 2,6 8,0
-CN 9,3 28,4
κ-CN 3,3 10,1
-CN 0,8 2,4
Proteínas del suero 6,3 19,3
-Lactoglobulina 3,2 9,8
-Lactoalbúmina 1,0 3,7
Inmunoglobulinas 0,7 2,1
Seroalbúmina 0,4 1,2
Varias 0,8 2,4
Proteínas de membrana del glóbulo graso
0,4 1,2
1.2.3.2. Las proteínas del suero de la leche. También conocidas como seroproteínas,
se consideran proteínas solubles y se clasifican principalmente en albúminas y
globulinas, entre las que se incluyen -lactoalbúminas, -lactoglobulinas,
inmunoglobulinas, proteasas-peptonas y otros compuestos nitrogenados en pequeñas
proporciones y no son específicos como lactoferrina y lisozima. Las seroproteínas son
consideradas proteínas de alto valor biológico que cuentan con un amplio perfil de
aminoácidos. (García Mariano, 2011).
Las-lactoalbúminas son las proteínas características del suero de la leche la cual se
encuentra en todos los mamíferos e influye mucho en la síntesis de la lactosa de la ubre
de los animales. En cambio las -lactoglobulinas son propias de animales que tienen la
pezuña hendida y también tiene como característica ser la proteína más abundante en
el suero de la leche de vacas; las -lactoglobulinas empiezan a desnaturalizar a los 60
°C en donde su aminoácido sulfurado empieza a reaccionar formando enlaces sulfuro
entre las moléculas de -lactoglobulinas, los compuestos que contiene azufre como el
sulfuro de nitrógeno son liberados gradualmente a altas temperaturas y son
responsables del sabor a cocido de la leche tratada térmicamente. (Tetra-Pak, 1996)
7
Las proteínas de la membrana del glóbulo graso forman un grupo que se caracteriza por
que forma una capa protectora alrededor de los glóbulos de grasa que consigue
estabilizar la emulsión. La consistencia de estas proteínas de membrana puede ser
desde suave y gelatinosa, hasta bastante firme y fuerte en otras. (Tetra-Pak, 1996)
1.2.4. Hidratos de carbono. Los hidratos de carbono tienen como función principal dar
energía. El hidrato de carbono predominante en la leche es la lactosa, disacárido
compuesto de glucosa y galactosa, que proporciona hasta el 25% de la energía total de
dicho producto lácteo.
No todos los productos lácteos tienen proporciones similares de lactosa. La
fermentación de la lactosa durante el procesado baja su concentración en muchos
productos, especialmente en los yogures y en los quesos, esto hace que estos
productos sean interesantes para aquellas personas con intolerancias parciales a la
lactosa. (Bonnet, 2013)
La Lactosa es el principal carbohidrato de la leche, y la constituye en un 4.5%
aproximadamente. Es un 85% menos dulce que la sacarosa o azúcar común y
contribuye, junto con las sales, en el sabor global de la leche, siendo las cantidades de
lactosa y sales inversamente proporcionales. La lactosa es fácilmente transformada en
ácido láctico por la acción de bacterias. (García Mariano, 2011).
Las moléculas de sacarosa (azúcar común de caña o remolacha) constan de dos
azucares simples (monosacáridos), que son la fructosa y la glucosa. La lactosa (azúcar
de la leche) es también un disacárido, con una molécula que contiene los
monosacáridos glucosa y galactosa. (Tetra-Pak, 1996)
8
Figura 1. Hidrólisis de la lactosa por acción enzimática y formación de
ácido láctico (Tetra-Pak, 1996)
Cuando las bacterias son atacadas por bacterias lácticas, estas bacterias tienen una
enzima denominada lactasa las cuales atacan al azúcar de la leche descomponiendo
la molécula de lactosa en glucosa y galactosa. Otras enzimas de las bacterias lácticas
atacan a la glucosa y galactosa convirtiéndolas a través de complicadas reacciones
intermedias en ácido láctico; lo que sucede cuando la leche se agría, es decir se produce
la fermentación de la lactosa con formación de ácido láctico.
Cuando la leche se calienta a alta temperatura y se mantiene a temperatura elevada, su
color se oscurece y toma un sabor a caramelo. Este proceso es conocido como
caramelización y es el resultado de una reacción química entre la lactosa y las proteínas,
a la que se llama reacción de Maillard. (Tetra-Pak, 1996)
9
Figura 2. Estructura de la lactosa (Molina, 2009)
1.2.5. Minerales. Todos los minerales del suelo, de donde se ha alimentado la vaca,
están presentes en su leche. De los minerales presentes en la leche, el calcio es el más
importante desde el punto de vista nutricional. Está presente en gran cantidad y el
organismo lo asimila fácilmente. El fósforo también es considerable en la leche y es de
menor importancia nutritiva que el calcio ya que puede ser obtenido por otras fuentes
alimenticias comunes. (Zela, 2005)
1.3. Propiedades Físicas de la leche
1.3.1. Densidad de la leche. La densidad de la leche de una especie determinada no
es un valor constante sino que varía con la temperatura y depende de dos factores: de
la concentración de elementos disueltos y en suspensión, esto quiere decir que la
densidad aumenta cuando el contenido de sólidos aumenta y el otro factor es la cantidad
de grasa, es decir que la densidad disminuye cuando el contenido de grasa aumenta;
un ejemplo sería que la leche descremada tiene mayor densidad, mientras que la adición
de agua a la leche hace que la densidad disminuya.
La densidad de la leche es variable. Los valores medios pueden estar entre 1.030 y
1.033 g/mL a 20ºC para la leche de vaca. (García Mariano, 2011)
1.3.2. Tensión Superficial de la leche. La presencia de sustancias orgánicas en la
leche explica la disminución de su tensión superficial con relación a la del agua. La
tensión superficial disminuye al aumentar la temperatura. En promedio, a una
temperatura de 15ºC, la leche entera tiene 47 – 53 din/cm y la leche descremada tiene
52 – 57 din/cm (mientras que el agua tiene 75 din/cm). (García Mariano, 2011)
10
1.3.3. Viscosidad de la leche. Se dice que es la resistencia de los líquidos al flujo. Ésta
disminuye con el aumento de la temperatura; además aumenta cuando el pH de la leche
disminuye debajo de 6.0. La viscosidad depende también de la presión: en un líquido
newtoniano como la leche normal, la velocidad de flujo es proporcional a la presión.
La leche es mucho más viscosa que el agua debido sobre todo a los glóbulos de grasa
y las macromoléculas; así, cualquier modificación en el porcentaje de grasa y/o
proteínas en la leche se refleja en un cambio en la viscosidad. A 10 oC, la leche entera
tiene 2.8 centipoise y la leche descremada tiene 2.5 centipoise; mientras que a 30 oC,
la leche entera tiene 1.65 centipoise y la leche descremada tiene 1.35 centipoise.
(García Mariano, 2011).
1.3.4. pH de la leche. La leche es de característica cercana a la neutra. Los valores
distintos de pH se producen por deficiente estado sanitario de la glándula mamaria, por
la cantidad de CO2 disuelto; por el desarrollo de microorganismos, que desdoblan o
convierten la lactosa en ácido láctico; o por la acción de microorganismos alcalinizantes.
(Celis & Juarez, 2009).
1.3.5. Acidez de la leche. La leche generalmente tiene una acidez de 1.3 a 1.7 g/l
expresada en ácido láctico. La acidez normal de la leche se debe principalmente a su
contenido de caseína (0.05-0.08%) y de fosfatos. También contribuyen a la acidez el
dióxido de carbono (0.01-0.02%), los citratos (0.01%) y la albúmina (menos de 0.001%).
La acidez se mide con base a una titulación alcalina con hidróxido de sodio 0.1 N
utilizando fenolftaleína como indicador o, en su caso, un potenciómetro para detectar el
pH de 8.3 que corresponde al fin de la titulación. El pH de la leche está en promedio
entre 6.6 y 6.8 a 20ºC, mientras que su acidez titulable está entre 14 y 21 a esta misma
temperatura.
La leche pueden tener el mismo pH y por lo tanto la misma estabilidad en los
tratamientos industriales y tener el mismo grado de “frescura” y sin embargo, presentar
diferente grado de acidez y viceversa. (García Mariano, 2011).
1.3.6. Índice Crioscópico. Se basa en la Ley de Raoult, que señala que tanto el
descenso crioscópico como el ascenso ebulloscópico están determinados por la
concentración molecular de las sustancias disueltas. Al enfriar una solución diluida se
11
alcanza eventualmente una temperatura en la cual el solvente sólido (soluto) comienza
a separarse. Dicha temperatura se conoce como punto de congelación de la solución.
La leche se congela a menos de 0ºC ya que las sustancias disueltas disminuyen el punto
de congelación del solvente. El punto de congelación de la leche varía poco y es una de
las medidas más constantes de la leche, siendo de -0.530ºH a -0.560ºH para la leche
de vaca. (García Mariano, 2011).
El punto de congelación del agua a presión normal a nivel del mar (760 mmHg) es de
0.000 °C al disolver en ellas una sustancia (soluto), se obtiene una solución cuyo punto
de congelación es inferior al del solvente puro. La diferencia entre los puntos de
congelación de la solución y la del solvente puro, se denomina descenso Crioscópico y
es directamente proporcional a la concentración del soluto en solución.
La leche por poseer numerosas sustancias en solución tienen un punto de congelación
inferior a la del agua, su valor promedio es de - 0.545ºC y se considera una constante
fisiológica que solamente varia dentro de límites muy reducidos (-0.53º-0.56º) porque
depende de la presión osmótica de la secreción láctea, la cual en condiciones normales
se mantiene constante por depender a su vez de la presión osmótica de la sangre.
(García Mariano, 2011)
1.4. Pasteurización de Leche
La pasteurización es la operación a la que se someten determinados productos
alimenticios para destruir por acción del calor los microorganismos patógenos y la
mayoría de los gérmenes restantes, con fines higiénicos o de conservación,
preservando al máximo las características físicas, bioquímicas y organolépticas del
producto. La pasteurización de leche, permite la conservación durante un tiempo
determinado, se basa en las leyes de destrucción térmica de los microorganismos.
Dichas leyes toman en consideración esencialmente el número de microorganismos
presentes, la temperatura a la que tiene lugar el proceso y el tiempo durante el que se
mantiene dicha temperatura. La pasteurización se efectúa generalmente a temperaturas
inferiores a los 100 oC y debe ser seguida de un enfriamiento rápido. (Celis & Juarez,
2009).
12
Es necesario mantener el proceso a los precisos parámetros en los que se logra una
máxima destrucción de microorganismos patógenos y mínimo deterioro de la leche por
sobre exposición al calor, y en esto radica la correcta pasteurización de la leche. El
óptimo tratamiento es en realidad una combinación de parámetros de tiempo y
temperatura que conforman la llamada curva T-T de pasteurización. Entonces la
pasteurización se define como “Tratamiento térmico de la leche en condiciones tales
que las temperaturas alcanzadas y el tiempo de exposición a las mismas permitan
eliminar de la leche, los microorganismos peligrosos para la salud del ser humano”.
(González, 2007)
Figura 3. Efecto letal de la combinación tiempo/temperatura sobre las bacterias
(González, 2007)
De acuerdo a su relación temperatura-tiempo, existen dos tipos de pasteurización: lenta
y rápida, también llamadas “pasteurización por lotes” (batch) y “pasteurización
continua”. La pasteurización rápida también se conoce como HTST (high temperature
short time) por sus siglas en inglés, que significan “alta temperatura tiempo corto”.
(García Mariano, 2011).
1.4.1. Pasteurización por lotes. Es una pasteurización lenta, la leche se somete a una
temperatura de 63°C, por un periodo mínimo de 30 minutos u otra relación de tiempo y
temperatura equivalente. El proceso se lleva a cabo en una tina con tapa y agitación,
además debe contar, por lo menos, con un sistema para registrar y controlar la
temperatura y tiempo del proceso. (García Mariano, 2011).
13
1.4.2. Pasteurización Continua. En la pasteurización rápida o continua (HTST), la
leche se somete a una temperatura de 72°C, por un período mínimo de 15 segundos, u
otra relación de tiempo y temperatura equivalente. (García Mariano, 2011).
1.5. Efecto de los tratamientos térmicos en la proteína de la leche
La proteína más importante, la caseína, no se considera desnaturalizable por calor
dentro de los rangos normales de pH.
Las seroproteínas, por otro lado, particularmente la β-lactoglobulina que constituye
alrededor del 50% de las proteínas del suero de la leche, son claramente sensibles al
calor. La desnaturalización comienza a los 65oC y casi se completa cuando las proteínas
se calientan a 90oC durante cinco minutos. La desnaturalización por calor de las
seroproteínas es una reacción de tipo irreversible. Las proteínas se agrupan al azar,
pero en particular la β-lactoglobulina forma enlaces con la fracción de κ-caseína
mediante puentes de azufre.
El bloqueo de una gran proporción de κ-caseína interfiere con la capacidad de cuajado
de la leche, ya que el cuajo utilizado en la fabricación del queso actúa en el
desdoblamiento de las micelas de caseína justo en los puntos de κ-caseína. Cuanto
mayor es la temperatura de pasteurización para un tiempo constante de mantenimiento,
más blando es el coágulo. Este es un fenómeno no deseable en la producción de quesos
de los tipos duros y semiduros. Por lo tanto, la leche que se vaya a utilizar para la
fabricación de queso no ha de ser pasteurizada, o puede ser pasteurizada pero no a
temperaturas superiores a 72oC durante más de 15-20 segundos. (Tetra-Pak, 1996)
1.6. Aditivos en la leche para fabricación de queso
Los aditivos esenciales en el proceso de fabricación de queso son los fermentos y el
cuajo. En ciertas condiciones puede ser también necesario suministrar otros
componentes, entre estos pueden ser el cloruro cálcico (CaCl2), nitratos (NO3K o
NO3Na), dióxido de carbono para mejorar las propiedades del queso. (Tetra-Pak, 1996).
1.6.1. Fermento. Es un cultivo iniciador y es importante en la elaboración de queso, ya
que tiene varias funciones. Los dos principales tipos de cultivos que se utilizan son: los
14
cultivos mesófilos con una temperatura óptima comprendida entre 20 y 40oC y los
cultivos termófilos que se desarrollan a temperaturas de hasta 45oC.
Los cultivos más utilizados frecuentemente son a base de mezcla de cepas, en los que
se tiene en simbiosis dos o más cepas de bacterias mesófilas y temófilas, obteniendo
un beneficio mutuo. Estos organismos producen ácido láctico, componentes aromáticos
y dióxido de carbono (CO2).
Los cultivos de simple cepa se utilizan para desarrollar ácido y ayudar a la degradación
de proteínas. (Tetra-Pak, 1996).
Las características más importantes que aportan los cultivos en la elaboración de queso
son:
Capacidad de producir ácido láctico.
Capacidad de degradar proteínas.
Capacidad de producir dióxido de carbono (CO2).
1.6.2. Cloruro de Calcio. Es una sal de calcio muy utilizada como aditivo alimentario,
se utiliza en la elaboración de queso para mejorar la calidad de la leche, este aditivo nos
ayuda a reforzar el contenido en calcio de la leche que ha sido pasteurizada ayudando
a obtener una mejor consistencia en la coagulación y un cuajado de leche efectivo.
(Hernadez, 2004).
El cloruro de calcio se utiliza para corregir los problemas de coagulación que se
presentan en la leche almacenada por largo tiempo en refrigeración y en la leche
pasteurizada, permitiendo obtener una cuajada más firme a la vez que permite acortar
el tiempo de coagulación. La dosis máxima a utilizar es del 0,02% (1 gramo por cada 5
litros de leche). Una dosis excesiva conduce a una cuajada dura y quebradiza y con
sabor amargo. Se debe adicionar a la leche entre 10 a 15 minutos antes de agregar el
cuajo. (Carrasco, 2012).
1.7. Queso
Es el producto obtenido mediante la coagulación de la caseína de la leche estandarizada
y pasteurizada, con la eliminación de suero. Puede ser hecho de diferentes tipos de
leche y mediante diferentes técnicas, según la clase de queso que se desee obtener,
15
dando lugar a las diferentes variedades de quesos y pudiendo por su proceso ser fresco,
madurado o procesado. (García Mariano, 2011).
1.7.1. Queso Mozzarella. El queso mozzarella es un queso no madurado, es
considerado un queso fresco ya que es blando y elástico con una estructura fibrosa de
largas hebras de proteínas orientadas en paralelo, que no presenta gránulos de cuajada.
El queso mozzarella se elabora mediante el proceso de “pasta filata” que consiste en
calentar el requesón o masa con un valor de pH adecuado antes de someterlo al
tratamiento subsiguiente de mezcla y estiramiento hasta que quede suave y sin grumos,
mientras el requesón este caliente debe cortarse y colocarse en moldes para que se
enfríe en agua refrigerada o en salmuera para que adquiera firmeza. Se permiten otras
técnicas de producción que garanticen un producto final con las mismas características
físicas, químicas y organolépticas. (CODEX-STAND262, 2006).
1.7.1.1. Fermentación o maduración de la masa (cuajada). Esta etapa es muy
importante en la elaboración de queso mozzarella debido a que la cuajada o
comúnmente denominada masa empieza a acidificarse debido a la activación de
microorganismos procedentes del fermento agregado a la leche para su preparación, en
esta etapa es importante ir controlando el pH de la masa con valores aproximados de
pH mayores a 5, ya que por debajo de 4,9 la estructura y el hilado pueden perderse por
una desmineralización excesiva y una proteína muy desestabilizada.
La masa obtenida a un menor pH, producirá un queso con una consistencia menos
fibrosa y más gomosa y derretida, que requiere una menor maduración del producto
final para alcanzar una funcionalidad óptima. Contrariamente, la masa en el mayor valor
del rango de pH, resulta en un mayor pH del queso, indicativa de una masa más
estructurada y fibrosa que requiere mayores tiempos de maduración del producto para
alcanzar una funcionalidad óptima. Por lo tanto, los requisitos de maduración pueden
manipularse cambiando el pH de la masa. Estos resultados son consistentes con la
práctica de la industria de hilar la cuajada en verde (a pH alto) para favorecer un
envejecimiento más lento y una mayor vida útil, y cuando está madura (a pH bajo), si es
para un queso de corta maduración. (Agrolac, 2011).
1.7.1.2. Hilado y moldeo. El hilado se puede efectuar en una máquina tipo batea con
inyección de vapor, con brazos de amasado y tornillos sin fin, o bien una máquina tipo
amasadora de pan, con la adaptación de la inyección de vapor.
16
El hilado implica dos pasos: en el primero, la masa es cortada o triturada y entibiada con
vapor hasta al menos 65-70ºC, lo cual es necesario para transformarse en una masa de
consistencia plástica y trabajable. En el segundo paso, la masa es trabajada por los
brazos para transformarse en una cinta fibrosa de características unidireccional. Luego,
dependiendo del método (manual o automático) se debe moldear la masa en un molde
el cual aportará su forma final. El moldeo tiene además una función de pre-enfriado, de
forma que el bloque conservará su forma una vez retirado del molde. El hilado tiene un
gran impacto sobre la microestructura y la composición química (y rendimiento) del
queso, y además representa un tratamiento térmico sustancial, todo lo cual afecta las
características funcionales del queso.
En la microestructura, el hilado transforma la matriz proteica tridimensional de la cuajada
del queso en una red de fibras proteicas paralelamente alineadas.
En la composición química, la masa en óptimas condiciones toma el agua proveniente
del vapor, aumentando su humedad, pero si no se encuentra en condiciones o el calen-
tamiento y amasado son incorrectos, la masa perderá grasa y agua siendo el resultado
final un menor contenido de grasa y humedad en el queso final, y por lo tanto,
rendimientos menores. (Agrolac, 2011).
17
RECEPCIÓN
FILTRACIÓN
CENTRIFUGACIÓN
PASTEURIZACIÓN
PREPARACIÓN
HILADO
FERMENTACIÓN
MOLDEO
ENFRIADO
SALADO
CUBETEADO
EMPAQUE
LECHE CRUDA
ADITIVOSFERMENTO
CUAJO
PARTÍCULASEXTRAÑAS
AGUA CALIENTE
SUERO
SUERO
Figura 4. Diagrama de flujo para la elaboración de queso mozzarella pizza
18
2. METODOLOGÍA DEL TRABAJO DE TITULACIÓN
2.1. Lugar de Estudio
El Lugar donde se realizó el estudio para la evaluación del proceso de pasteurización y
de la influencia de cloruro de calcio en la fermentación de quesos mozzarellas pizzas,
fue en la empresa Del Campo Cía. Ltda., con muestras de leche cruda y leche
pasteurizada en el caso del proceso de pasteurización y cuajada de leche pasteurizada
y estandarizada en el caso de la fermentación para la elaboración del queso mozzarella
pizza.
2.2. Tipo de estudio
El estudio se lo hizo mediante tres métodos: bibliográfico, experimental y descriptivo.
El método bibliográfico consiste en la investigación y recopilación de información en
revistas, artículos y libros acerca de los procesos involucrados.
El método experimental consiste en determinar si la temperatura a la que se pasteuriza
la leche actualmente ocasiona la desnaturalización de la proteína mediante ensayos de
determinación de proteína en el equipo ECOMILK, equipo de uso exclusivo para
determinación de propiedades físico químicas de la leche; en el caso de la influencia del
cloruro de calcio en la fermentación de masa de queso mozzarella pizza se realizó
ensayos previos para determinar el rango de cantidades con las que se trabajará.
El método descriptivo consiste en el detalle de los procedimientos realizados para cada
una de las evaluaciones, así como también los ensayos realizados a la leche en el
laboratorio de físico química de la empresa Del Campo Cía. Ltda., para garantizar la
veracidad de los resultados obtenidos.
19
2.3. Toma de Muestra
Para la evaluación del proceso de pasteurización la toma de la muestra se hace de la
leche cruda que se encuentra en el tanque de balance, justo antes de empezar a
pasteurizar la parada del mozzarella pizza; y la muestra de la leche pasteurizada se
toma de la tina, en donde la leche ya se encuentra estandarizada de una misma parada.
Se realiza la pasteurización a tres temperaturas diferentes con 3 repeticiones de los
análisis físicos-químicos de la leche.
Para la evaluación de la influencia de cloruro de calcio en la fermentación de la masa
para queso mozzarella pizza la toma de muestra se hace de la cuajada de la leche
estandarizada de un lote. El pH inicial se toma cuando la cuajada se encuentra
totalmente descargada en la tina, para esto se mide el pH en tres partes distintas de la
tina y cada media hora se tomar el pH para construir la curva de fermentación y por otro
lado determinar el punto de hilado. Se realizan 3 repeticiones con cinco diferentes
cantidades de cloruro de calcio.
2.4. Procedimientos
Para el proceso de pasteurización se partió con el control de calidad de la leche cruda,
realizando los análisis fisicoquímicos de mayor relevancia para la evaluación del
proceso, estos son análisis de acidez, pH, densidad, porcentaje de grasa, crioscopía y
porcentaje de proteína; estos mismos análisis se realizaron para la leche pasteurizada
incluyendo la prueba de fosfatasa.
Para el proceso de fermentación de masa para queso mozzarella pizza se realizó con
leche estandarizada, además se hizo análisis de pH y porcentaje de humedad de la
masa y producto terminado.
20
Figura 5. Actividades para evaluación del proceso de pasteurización
Figura 6. Actividades para la evaluación del proceso de fermentación de
masa
1
•Control de calidad de la materia prima realizando análisis fisicoquímicos de la leche cruda
2
•Pasteurización de la leche a temperatura actual y a temperaturas menores
3
•Análisis fisicoquímicos de la leche pasteurizada
4
•Calculo del rendimiento del queso realizado con la leche analizada
1
•Toma de pH y tiempo inicial de la cuajada del queso mozzarella pizza
2
•Determinación del tiempo de fermentación y elaboración de curva de fermentación
3
•Determinación de las características y de pH del punto de hilado
4
•Determinación del porcentaje de humedad de la masa hilada
5
•Determinación del porcentaje de humedad y elasticidad del producto terminado al tercer día de elaboración
21
2.4.1. Determinación de Acidez de la leche. Se fundamenta en la titulación ácido-base
que es la neutralización de los ácidos contenidos en la leche (ácido láctico) con una
base de hidróxido de sodio y el resultado se expresa en términos de ml de NaOH (0,1
N) requeridos para neutralizar 100 mL de leche. Se utiliza fenolftaleína como indicador.
Figura 7. Materiales para determinación de acidez de la leche
2.4.2. Determinación del pH de la muestra. La determinación del pH consiste en la
medición con un potenciómetro el cual mide con el electrodo la variación del voltaje de
la muestra.
La temperatura de la muestra a medir el pH debe ser de 25ºC con una tolerancia de más
menos 3ºC para obtener resultados más confiables.
22
Figura 8. Potenciómetro
2.4.3. Determinación de la densidad de la leche. La determinación de la densidad de
la leche se lo hace mediante el uso de un densímetro graduado adecuadamente, el cual
esta calibrado a una temperatura de 15ºC y nos da la lectura de la densidad de la leche
en g/ml.
Figura 9. Determinación de densidad de la leche
23
2.4.4. Determinación de porcentaje de grasa de la leche. La determinación de la
grasa de la leche se realiza mediante método volumétrico que consiste en separar la
grasa de la leche en un envase medidor de vidrio denominado butirómetro de
dimensiones estandarizadas, un volumen determinado de muestra es tratado con ácido
sulfúrico concentrado entre el 90 y el 91% y alcohol isoamílico, el ácido sulfúrico
destruye la capa protectora de los glóbulos de grasa de la leche compuesta por
fosfolípidos, por otra parte el alcohol isoamílico facilita la separación de la grasa.
Mediante centrifugación la grasa es separada en el vástago graduado del butirómetro
donde se lee directamente el contenido en grasa expresado en gramos/100 g de
muestra.
Figura 10. Determinación de grasa de la leche
2.4.5. Determinación del porcentaje de proteína de la leche. Se determina mediante
el método de kjeldahl, dicho método mide el contenido en nitrógeno de una muestra. El
contenido en proteína se puede calcular seguidamente; este método se basa en la
destrucción de la materia orgánica de la leche con ácido sulfúrico concentrado,
formándose sulfato de amonio que en exceso de hidróxido de sodio libera amoníaco, el
que se destila recibiéndolo en ácido sulfúrico donde se forma sulfato de amonio y el
exceso de ácido es valorado con hidróxido de sodio en presencia de rojo de metilo, o
ácido bórico formándose borato de amonio el que se valora con ácido clorhídrico.
24
2.4.6. Determinación de agua y punto Crioscópico de la leche. Se determina
mediante un instrumento científico, diseñado para la determinación extremadamente
precisa de la concentración de las soluciones por medio de la medición del punto de
congelación. Este instrumento utiliza termómetros electrónicos de alta precisión para
detectar la temperatura de la muestras, controlar el grado de superenfriamiento y de
inducción de la congelación de la muestras.
El método crioscopio es el método más rápido y exacto que se conoce para determinar
adiciones de agua en la leche.
Figura 11. Crioscopio
2.4.7. Prueba de fosfatasa alcalina. La prueba de fosfatasa alcalina se realiza
mediante un método colorimétrico.
La fosfatasa alcalina es una enzima que se encuentra en la leche cruda y es inactivada
con el calentamiento de la misma, es por esta razón que debe estar ausente en la leche
correctamente pasteurizada; la ausencia de esta enzima termolábil a la salida de la
leche del pasteurizador permite asegurar que la pasteurización ha sido efectuada a una
temperatura suficientemente alta para asegurar la destrucción de los gérmenes
25
patógenos, normalmente destruidos por la pasterización. El método consiste en incubar
la muestra con un sustrato de la enzima en condiciones de temperatura y pH adecuados
para la reacción enzimática. El producto final se detecta por una reacción colorimétrica
cualitativa.
Figura 12. Prueba de fosfatasa
2.4.8. Determinación del punto de hilado. Se realiza mediante un método cualitativo,
el cual consiste en tomar pequeñas muestras de masa fermentada cada determinado
tiempo y someterlas a temperaturas entre 65-70 ºC durante 1 minuto, se secan y estiran.
Cuando presenten características de elasticidad, brillo y textura (se estire como chicle)
se dice que la masa o cuajada está en su punto de hilado y está lista para hilarse.
Figura 13. Prueba de Hilado
26
Para la ponderación de las características de punto de hilado se toma en cuenta la
siguiente escala de valoración:
Tabla 4. Escala cualitativa y cuantitativa para determinación de punto de hilado
Escala cualitativa Escala
Cuantitativa
Supera características de brillo 9-10
Alcanza el brillo requerido 7-8
Próximo a alcanzar el brillo requerido 5-6
No alcanza el brillo requerido <4
2.4.9. Determinación del % humedad de la masa y Producto terminado. El método
de secado en termo-balanza se basa en evaporar de manera continua la humedad de
la muestra y el registro continuo de la pérdida de peso, hasta que la muestra se sitúe a
peso constante.
El error de pesada en este método se minimiza cuando la muestra no se expone
constantemente al ambiente.
Figura 14. Determinadores de humedad
2.4.10. Descripción del proceso de Pasteurización. La leche cruda es alimentada
desde los tanques hasta el tanque de balance, desde aquí la bomba centrífuga que
posee un control de velocidad guía la leche con un caudal de 7500 L/h a través de la
sección de regeneración del intercambiador de calor de placas, donde la entrada de
leche cruda fría es calentada por el retorno de la leche caliente pasteurizada a una
temperatura entre 40 a 50 ºC.
27
Consecuentemente la leche es enviada a una separadora descremadora y unidad
manual de estandarización. Después la leche es dirigida a la sección de calentamiento
del intercambiador en donde alcanza una temperatura aproximada de 74-75 ºC por
intercambio de temperatura con agua caliente y dirigida al tuvo de retención durante 17
segundos.
Al final del tubo de retención la temperatura mínima de la leche es monitoreada y
grabada, si la esta temperatura cae por debajo de la temperatura seteada en el
pasteurizador una válvula de desvío hará que el producto recircule de regreso al tanque
de balance hasta que se reestablezca la temperatura requerida con el fin de no
contaminar la leche correctamente pasteurizada con leche que no está bien
pasteurizada. Después del tubo de retención la leche pasa nuevamente por la zona de
regeneración del intercambiador de calor para ser enfriada a aproximadamente entre
32-38ºC.
2.4.11. Procedimiento para la evaluación del proceso de fermentación
adicionando diferentes cantidades de cloruro de calcio. Se realizó por triplicado
cada experimento, primeramente se tomó pH en función del tiempo para la construcción
de las curvas de fermentación, se determinó el tiempo total de fermentación en cada
experimento y para la determinación del punto de hilado se estableció ponderaciones
tomando en cuenta características de brillo, textura y elasticidad; por último se determinó
el porcentaje de humedad de las masas hiladas y productos terminados al tercer día de
elaboración del queso mozzarella pizza junto con pruebas de elasticidad (stretching).
2.5. Caracterización del porcentaje de proteína y de grasa de la leche cruda
Para la caracterización de la leche cruda se tomó muestras de diferentes días, estas
leches fueron utilizadas para la elaboración de queso mozzarella pizza. Se determinó el
porcentaje de grasa y el porcentaje de proteína de las lechas crudas.
28
Tabla 5. Caracterización del porcentaje de proteína y de grasa de la leche cruda
Análisis % Grasa % Proteína
Muestra 1 3,80 3,00
Muestra 2 3,80 3,14
Muestra 3 4,00 3,38
Muestra 4 3,75 3,47
Muestra 5 3,90 3,32
Muestra 6 3,70 3,26
Promedio 3,83 3,26
2.6. Pruebas preliminares para escoger el rango en el que se evaluará el
porcentaje de cloruro de calcio en la preparación del queso mozzarella pizza
La cantidad actual de cloruro de calcio que se coloca en la preparación de queso
mozzarella pizza es de 238 gramos, para escoger el rango en el que se variará la
cantidad de cloruro de calcio se realizó pruebas preliminares.
Por estudios y conocimiento preliminares de la empresa se conoce que al aumentar el
cloruro de calcio en la preparación de queso la longitud del queso fundido como producto
terminado se rompe a longitudes inferiores a los 40 cm lo que es nada favorable para
los clientes; con el fin de corroborar lo antes mencionado se aumentó un 10% de cloruro
de calcio en la preparación de queso mozzarella, es decir, se colocó 262 gramos de
cloruro de calcio en la preparación y se realizaron pruebas de estiramiento de queso
fundido obteniendo los resultados siguientes:
Tabla 6. Estiramiento de queso fundido con 262 gramos de cloruro de calcio
Cantidad de CaCl2
(g)
Elasticidad M1 (cm)
Elasticidad M2 (cm)
Elasticidad M3 (cm)
Elasticidad promedio
(cm)
262 38 37 39 38
Con los resultados obtenidos se verifica que al aumentar el cloruro de calcio la longitud
de estiramiento es muy corta para los estándares que requiere el cliente.
29
Para establecer el porcentaje de cloruro de calcio se realizó pruebas disminuyendo un
10% de cloruro de calcio actual, es decir, 214 gramos de cloruro de calcio obteniendo
los siguientes resultados:
Tabla 7. Características de la masa y producto terminado adicionando 214
gramos de cloruro de calcio
Pruebas a 214 g. CaCl2
Prueba 1 Prueba 2 Prueba 3 Promedio
Tiempo de fermentación
3:00 3:17 3:13 3:10
pH de punto de hilado
4,86 4,89 4,88 4,88
% humedad de masa
51,98 53,20 52,90 52,69
% humedad prod. Term.
49,21 49,20 49,07 49,16
Elasticidad (cm)
47,25 45,8 47,38 46,81
Tomando en cuenta los datos obtenidos podemos ver claramente que la diferencia entre
el tiempo de fermentación, pH de punto de hilado y la elasticidad del producto terminado
adicionando 238 gramos de CaCl2 es mínima comparada con los datos obtenidos al
adicionar 214 gramos de CaCl2. Por este motivo se disminuirá el porcentaje de CaCl2 el
20%, 40%, 60%, 80% y el 100%.
30
3. CÁLCULOS Y RESULTADOS
3.1. Evaluación del proceso de pasteurización
3.1.1. Análisis de calidad de la leche cruda
Tabla 8. Análisis de calidad leche cruda Prueba 1
Parámetros LECHE CRUDA
M1 M2 M3 MP
Acidez Titulable 15,5 15,0 15,0 15,2
Grasa 3,85 3,85 3,85 3,85
pH 6,70 6,70 6,69 6,70
Densidad (15ºC) 1,0305 1,0305 1,0305 1,0305
Proteína 3,45 3,45 3,46 3,45
Punto Crioscópico -0,5305 -0,5230 -0,5235 -0,5257
UFC( microbiología) 210000
Tabla 9. Análisis de calidad leche cruda Prueba 2
Parámetros LECHE CRUDA
M1 M2 M3 MP
Acidez Titulable 15,0 15,0 15,0 15,0
Grasa 3,80 3,80 3,75 3,78
pH 6,69 6,69 6,7 6,69
Densidad (15ºC) 1,0305 1,0305 1,0300 1,0303
Proteína 3,34 3,34 3,35 3,34
Punto Crioscópico -0,5290 -0,5270 -0,5270 -0,5277
UFC( microbiología) 310000
Tabla 10. Análisis de calidad leche cruda Prueba 3
Parámetros LECHE CRUDA
M1 M2 M3 MP
Acidez Titulable 15,0 15,0 15,0 15,0
Grasa 3,85 3,85 3,90 3,87
pH 6,80 6,80 6,81 6,80
Densidad (15ºC) 1,0300 1,0300 1,0300 1,0300
Proteína 3,31 3,33 3,33 3,32
Punto Crioscópico -0,5280 -0,5275 -0,5260 -0,5272
UFC( microbiología) 1900000
31
3.1.2. Análisis de la leche a distintas temperaturas de pasteurización
Tabla 11. Análisis de leche a 74.47 ºC de pasteurización (Prueba 1)
Parámetros LECHE PASTEURIZADA
M1 M2 M3 MP
Acidez Titulable 15,0 15,0 14,5 14,8
Grasa 2,95 3,00 3,00 2,98
pH 6,66 6,67 6,66 6,66
Densidad g/ml (15ºC) 1,0310 1,0310 1,0310 1,0310
Proteína 3,45 3,45 3,46 3,45
Punto Crioscópico -0,5215 -0,5215 -0,5230 -0,5220
Fosfatasa neg. neg. neg. neg.
UFC (microbiología) 6700
Tabla 12. Análisis de leche a 73.43 ºC de pasteurización (Prueba 2)
Parámetros LECHE PASTEURIZADA
M1 M2 M3 MP
Acidez Titulable 15,0 15,0 15,0 15,0
Grasa 3,05 3,00 3,00 3,02
pH 6,63 6,63 6,64 6,63
Densidad g/ml (15ºC) 1,0310 1,0310 1,0310 1,0310
Proteína 3,35 3,33 3,34 3,34
Punto Crioscópico -0,5265 -0,5245 -0,5245 -0,5252
Fosfatasa neg. neg. neg. neg.
UFC (microbiología) 1400
Tabla 13. Análisis de leche a 72.5 ºC de pasteurización (Prueba 3)
Parámetros LECHE PASTEURIZADA
M1 M2 M3 MP
Acidez Titulable 15,0 15,0 14,5 14,8
Grasa 2,95 2,95 3,00 2,97
pH 6,76 6,75 6,75 6,75
Densidad g/ml (15ºC) 1,0310 1,0310 1,0310 1,0310
Proteína 3,31 3,32 3,32 3,32
Punto Crioscópico -0,5265 -0,5245 -0,5250 -0,5253
Fosfatasa neg. neg. neg. neg.
UFC (microbiología) 96000
32
Tabla 14. Resultados de prueba de Fosfatasa a las diferentes temperaturas de
pasteurización
Temperatura de Pasteurización
Prueba de Fosfatasa
74,47 ºC Negativo
73,43 ºC Negativo
72,50 ºC Negativo
Tabla 15. Resultados de Análisis Microbiológico de leche cruda y pasteurizada
Número de
Prueba
Temperatura de Pasteurización
Recuento de aerobios mesófilos en leche
cruda (ufc/ml)
Recuento de aerobios mesófilos en leche
Pasteurizada (ufc/ml)
Prueba 1 74,47 210000 6700
Prueba 2 73,43 310000 1400
Prueba 3 72,5 1900000 96000
3.1.3. Determinación del porcentaje de desnaturalización
Tabla 16. Desnaturalización de la proteína de la leche en el proceso de
pasteurización a diferentes temperaturas de pasteurización
Temperatura de Pasteurización
% Proteína leche cruda (8ºC)
% Proteína leche pasteurizada
% Desnaturali- zación
74,47 ºC 3,45 3,45 -
73,43 ºC 3,34 3,34 -
72,50 ºC 3,32 3,32 -
3.1.4. Determinación del rendimiento experimental y teórico del queso
3.1.4.1. Determinación del Rendimiento Teórico
𝑅𝑒𝑛𝑑. (𝑘𝑔
100 𝑘𝑔 𝑙𝑒𝑐ℎ𝑒) =
(0,86 𝐹 + 𝐶 + 0,36) ∗ 1,22
100 − 𝑊∗ 100 (𝐿𝑢𝑐𝑒𝑦 & 𝐾𝑒𝑙𝑙𝑦, 1994) (𝟏)
La fórmula supone un 86 % de recuperación de grasa y la pérdida de 0.36% de caseína
durante la elaboración de queso.
La fórmula supone porcentajes de humedad de queso del 46%.
33
El factor utilizado para transformar la proteína total de la leche en caseína es 0,75.
F= % grasa de la leche
C= % caseína de la leche
W= % Humedad del queso
1,22= Constante para adición de sal y sólidos del suero
Cálculo modelo para la muestra número 1:
𝑅𝑒𝑛𝑑. =((0,86 ∗ 2,98) + (0,75 ∗ 3,45) + 0,36) ∗ 1,22
100 − 46∗ 100
𝑅end. = 10,82 𝑘𝑔
100 𝑘𝑔 𝑙𝑒𝑐ℎ𝑒
3.1.4.2. Rendimiento Teórico Corregido a la Humedad del queso
𝑅𝑒𝑛𝑑. 𝐶𝑜𝑟𝑟. = 𝑅𝑒𝑛𝑑 ∗100 − % 𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 𝑟𝑒𝑎𝑙 𝑑𝑒𝑙 𝑞𝑢𝑒𝑠𝑜
100 − % 𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒𝑠𝑒𝑎𝑑𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑞𝑢𝑒𝑠𝑜 (𝟐)
Cálculo modelo para la muestra número 1:
𝑅𝑒𝑛𝑑. 𝐶𝑜𝑟𝑟. = 10,82 ∗100 − 49,79 %
100 − 50%
𝑅𝑒𝑛𝑑. 𝐶𝑜𝑟𝑟. = 10,87𝑘𝑔
100 𝑘𝑔 𝑙𝑒𝑐ℎ𝑒
3.1.4.3. Determinación del Rendimiento Experimental
𝑅𝑒𝑛𝑑. 𝑒𝑥𝑝. (𝑘𝑔
100 𝑘𝑔 𝐿𝑒𝑐𝑒) =
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑄𝑢𝑒𝑠𝑜 𝑜𝑏𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜(𝑘𝑔)
𝐿𝑒𝑐ℎ𝑒 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑢𝑡𝑖𝑙𝑖𝑧𝑎𝑑𝑎 (𝑘𝑔)∗ 100 (𝟑)
Cálculo modelo para la muestra número 1:
𝑅𝑒𝑛𝑑. 𝑒𝑥𝑝. =428,38 𝑘𝑔
4121 𝑘𝑔∗ 100
34
𝑅𝑒𝑛𝑑. 𝑒𝑥𝑝. = 10,39 (𝑘𝑔
100 𝑘𝑔 𝐿𝑒𝑐ℎ𝑒)
Tabla 17. Resultados del cálculo de rendimientos teóricos y experimentales del
queso
Número de muestra M1 M2 M3
% Proteína 3,45 3,35 3,31
% Grasa de leche 2,98 3,02 2,97
% Humedad Queso 49,79 50,00 49,32
Peso total queso (Kg) 428,38 423,26 422,80
Volumen de leche (Lt) 4000 4001 4000
Densidad de leche (Kg/Lt) 1,0310 1,0310 1,0310
Rendimiento Experimental (Kg/100 Kg leche)
10,39 10,26 10,25
Rendimiento teórico (Kg/100 Kg leche)
10,82 10,73 10,57
Rendimiento Teórico Corregido (Kg/100 Kg leche)
10,87 10,73 10,71
3.1.5. Determinación de la influencia del porcentaje de la proteína en la leche en el
rendimiento quesero. Asumiendo que el porcentaje de grasa de la leche pasteurizada
se encuentra estandarizada a 3% y que el porcentaje de humedad del queso es de 50%,
en donde la única variable es el porcentaje de proteína de la leche.
El porcentaje de proteína en cada una de las muestras es la siguiente:
Muestra 1: 3,45 % de proteína
Muestra 2: 3,35 % de proteína
Muestra 3: 3,31 % de proteína
Cálculo modelo para la muestra número 1:
𝑅𝑒𝑛𝑑. =((0,86 ∗ 3) + (0,75 ∗ 3,45) + 0,36) ∗ 1,22
100 − 46∗ 100
𝑅end. = 10,86 𝐾𝑔
100 𝐾𝑔 𝑙𝑒𝑐ℎ𝑒
35
3.1.5.1. Rendimiento Teórico Corregido a la Humedad del queso
Cálculo modelo para la muestra número 1:
𝑅𝑒𝑛𝑑. 𝐶𝑜𝑟𝑟. = 10,82 ∗100 − 50 %
100 − 50%
𝑅𝑒𝑛𝑑. 𝐶𝑜𝑟𝑟. = 10,86𝐾𝑔
100 𝐾𝑔 𝑙𝑒𝑐ℎ𝑒
Tabla 18. Resultados de la influencia del porcentaje de proteína en el
rendimiento del queso
Número de muestra M1 M2 M3
% Proteína 3,45 3,35 3,31
% Grasa de leche 3,00 3,00 3,00
% Humedad Queso 50,00 50,00 50,00
Rendimiento teórico (Kg/100 Kg leche)
10,86 10,69 10,62
Rendimiento Teórico Corregido (Kg/100 Kg leche)
10,86 10,69 10,62
Gráfico 1. Influencia de la proteína de la leche en el rendimiento quesero
10,86
10,69
10,62
y = 1,7115x + 4,9554R² = 1
10,6
10,65
10,7
10,75
10,8
10,85
10,9
3,3 3,32 3,34 3,36 3,38 3,4 3,42 3,44 3,46
Ren
dim
ien
to Q
ues
ero
% Proteína de leche
Rendimiento vs %Proteína
36
3.2. Evaluación del proceso de fermentación
3.2.1. Evaluación del proceso actual de fermentación adicionando 238 gramos de
cloruro de calcio
Tabla 19. Fermentación de masa a 238 gramos de cloruro de calcio (prueba 1)
Tiempo (Min)
pH1 pH2 pH3 pH
Promedio
0 6,39 6,39 6,37 6,38
30 6,20 6,19 6,16 6,18
60 5,77 5,79 5,76 5,77
90 5,40 5,39 5,37 5,39
120 5,16 5,13 5,15 5,15
150 5,00 4,97 4,94 4,97
180 4,85 4,88 4,82 4,85
Tabla 20. Fermentación de masa a 238 gramos de cloruro de calcio (prueba 2)
Tiempo (Min)
pH1 pH2 pH3 pH
Promedio
0 6,36 6,36 6,34 6,35
30 6,16 6,18 6,16 6,17
60 5,84 5,73 5,79 5,79
90 5,49 5,48 5,45 5,47
120 5,15 5,20 5,15 5,17
150 5,05 5,00 5,10 5,05
180 4,91 4,88 4,90 4,90
Tabla 21. Fermentación de masa a 238 gramos de cloruro de calcio (prueba 3)
Tiempo (Min)
pH1 pH2 pH3 pH
Promedio
0 6,36 6,35 6,38 6,36
30 6,08 6,02 6,02 6,04
60 5,75 5,74 5,83 5,77
90 5,38 5,40 5,37 5,38
120 5,09 5,10 5,11 5,10
150 4,94 4,94 4,96 4,95
180 4,89 4,90 4,85 4,88
37
Tabla 22. Fermentación de masa a 238 gramos de cloruro de calcio (promedio)
Tiempo (Min)
Prueba 1 pH
Prueba 2 pH
Prueba 3 pH
Promedio pH
Des. Est.
0 6,38 6,35 6,36 6,37 0,02
30 6,18 6,17 6,04 6,13 0,08
60 5,77 5,79 5,77 5,78 0,01
90 5,39 5,47 5,38 5,41 0,05
120 5,15 5,17 5,10 5,14 0,03
150 4,97 5,05 4,95 4,99 0,05
180 4,85 4,90 4,88 4,88 0,02
Gráfico 2. Curva de fermentación para 238 gramos de Cloruro de calcio
Tabla 23. Características de la masa y producto terminado adicionando 238
gramos de cloruro de calcio
Pruebas a 238 g. CaCl2
Prueba 1 Prueba 2 Prueba 3 Promedio
Tiempo de fermentación
3:05 3:16 3:00 3:07
pH de punto de hilado
4,85 4,90 4,88 4,88
% humedad de masa
52,60 53,41 51,90 52,64
% humedad prod. Term.
48,74 50,2 48,99 49,31
Elasticidad (cm)
44,50 45,30 45,00 44,93
y = 3E-07x3 - 6E-05x2 - 0,0077x + 6,3789R² = 0,9983
4,50
4,70
4,90
5,10
5,30
5,50
5,70
5,90
6,10
6,30
6,50
0 50 100 150 200
pH
Tiempo (min)
pH vs Tiempo
238 gramos Polinómica (238 gramos)
38
Tabla 24. Características de la masa para determinación de punto de hilado
adicionando 238 gramos de cloruro de calcio
PRUEBAS CARACTE-
RISTICA PANELISTA
1 PANELISTA
2 PANELISTA
3 PONDERACIÓN
PROMEDIO
Prueba 1
Brillo 8 8 9 8,3
Textura 8 8 8 8,0
Elasticidad 8 8 8 8,0
Prueba 2
Brillo 8 8 8 8,0
Textura 8 8 8 8,0
Elasticidad 9 8 8 8,3
Prueba 3
Brillo 8 8 9 8,3
Textura 8 8 8 8,0
Elasticidad 8 8 9 8,3
3.2.2. Evaluación del proceso de fermentación adicionando 190 gramos de cloruro
de calcio
Tabla 25. Fermentación de masa a 190 gramos de cloruro de calcio (prueba 1)
Tiempo (Min)
pH1 pH2 pH3 pH
Promedio
0 6,35 6,37 6,38 6,37
30 6,17 6,16 6,18 6,17
60 5,90 5,87 5,86 5,88
90 5,51 5,51 5,48 5,50
120 5,18 5,17 5,19 5,18
150 4,95 4,93 4,96 4,95
180 4,86 4,84 4,85 4,85
Tabla 26. Fermentación de masa a 190 granos de cloruro de calcio (prueba 2)
Tiempo (Min)
pH1 pH2 pH3 pH
Promedio
0 6,37 6,34 6,35 6,35
30 6,18 6,18 6,19 6,18
60 5,90 5,93 5,89 5,91
90 5,61 5,62 5,58 5,60
120 5,30 5,28 5,28 5,29
150 5,00 5,08 5,05 5,04
180 4,94 4,93 4,96 4,94
39
Tabla 27. Fermentación de masa a 190 gramos de cloruro de calcio (prueba 3)
Tiempo (Min)
pH1 pH2 pH3 pH
Promedio
0 6,37 6,38 6,38 6,38
30 6,15 6,16 6,17 6,16
60 5,86 5,87 5,85 5,86
90 5,49 5,51 5,50 5,50
120 5,29 5,25 5,27 5,27
150 5,09 5,07 5,08 5,08
180 4,98 4,97 4,97 4,97
Tabla 28. Fermentación de masa a 190 gramos de cloruro de calcio (promedio)
Tiempo (Min)
Prueba 1 pH
Prueba 2 pH
Prueba 3 pH
Promedio pH
Des. Est.
0 6,37 6,35 6,38 6,37 0,01
30 6,17 6,18 6,16 6,17 0,01
60 5,88 5,91 5,86 5,88 0,02
90 5,50 5,60 5,50 5,53 0,06
120 5,18 5,29 5,27 5,25 0,06
150 4,95 5,04 5,08 5,02 0,07
180 4,85 4,94 4,97 4,92 0,06
Gráfico 3. Curva de fermentación para 190 gramos de cloruro de calcio
y = 3E-07x3 - 8E-05x2 - 0,0045x + 6,368R² = 0,9998
4,70
4,90
5,10
5,30
5,50
5,70
5,90
6,10
6,30
6,50
0 50 100 150 200
pH
Tiempo (min)
pH vs Tiempo
190 gramos Polinómica (190 gramos)
40
Tabla 29. Características de la masa y producto terminado adicionando 190
gramos de cloruro de calcio
Pruebas a 190 g. CaCl2
Prueba 1 Prueba 2 Prueba 3 Promedio
Tiempo de fermentación
2:50 3:15 3:15 3:06
pH de punto de hilado
4,92 4,88 4,87 4,89
% humedad de masa
52,34 54,05 51,82 52,74
% humedad Prod. Term.
48,30 50,80 48,49 49,20
Elasticidad (cm)
51,95 50,15 48,40 50,17
Tabla 30. Características de la masa para determinación de punto de hilado
adicionando 190 gramos de cloruro de calcio
PRUEBAS CARACTE-
RISTICA PANELISTA
1 PANELISTA
2 PANELISTA
3 PONDERACIÓN
PROMEDIO
Prueba 1
Brillo 8 8 8 8,0
Textura 8 9 8 8,3
Elasticidad 8 9 8 8,3
Prueba 2
Brillo 8 9 8 8,3
Textura 8 9 8 8,3
Elasticidad 8 9 8 8,3
Prueba 3
Brillo 9 8 8 8,3
Textura 8 8 8 8,0
Elasticidad 8 8 9 8,3
41
3.2.3. Evaluación del proceso de fermentación adicionando 143 gramos de cloruro
de calcio
Tabla 31. Fermentación de masa a 143 gramos de cloruro de calcio (prueba 1)
Tiempo (Min)
pH1 pH2 pH3 pH
Promedio
0 6,39 6,40 6,37 6,39
30 6,26 6,27 6,26 6,26
60 5,96 6,00 5,98 5,98
90 5,66 5,64 5,63 5,64
120 5,27 5,30 5,25 5,27
150 5,09 5,10 5,08 5,09
180 4,95 4,96 4,97 4,96
Tabla 32. Fermentación de masa a 143 gramos de cloruro de calcio (prueba 2)
Tiempo (Min)
pH1 pH2 pH3 pH
Promedio
0 6,25 6,26 6,22 6,24
30 5,87 5,88 5,86 5,87
60 5,38 5,40 5,38 5,39
90 5,25 5,28 5,24 5,26
120 5,15 5,10 5,15 5,13
150 5,00 4,98 5,05 5,01
180 4,95 4,90 4,88 4,91
Tabla 33. Fermentación de masa a 143 gramos de cloruro de calcio (prueba 3)
Tiempo (Min)
pH1 pH2 pH3 pH
Promedio
0 6,35 6,33 6,35 6,34
30 6,21 6,22 6,19 6,21
60 5,97 6,00 5,95 5,97
90 5,68 5,72 5,67 5,69
120 5,39 5,43 5,39 5,40
150 5,14 5,16 5,12 5,14
180 4,89 4,96 4,90 4,92
42
Tabla 34. Fermentación de masa a 143 gramos de cloruro de calcio (promedio)
Tiempo (Min)
Prueba 1 pH
Prueba 2 pH
Prueba 3 pH
Promedio pH
Des. Est.
0 6,39 6,24 6,34 6,32 0,07
30 6,22 5,97 6,18 6,12 0,14
60 5,93 5,68 5,92 5,84 0,14
90 5,54 5,42 5,55 5,50 0,08
120 5,24 5,16 5,35 5,25 0,10
150 5,09 5,01 5,14 5,08 0,07
180 4,96 4,91 4,92 4,93 0,03
Gráfico 4. Curva de fermentación para 143 gramos de Cloruro de calcio
Tabla 35. Características de la masa y producto terminado adicionando 143
gramos de cloruro de calcio
Pruebas a 143 g. CaCl2
Prueba 1 Prueba 2 Prueba 3 Promedio
Tiempo de fermentación
3:00 3:00 3:19 3:06
pH de punto de hilado
4,96 4,91 4,92 4,93
% humedad de masa
51,35 53,32 53,72 52,79
% humedad prod. Term.
49,80 49,30 50,00 49,70
Elasticidad (cm)
53,425 53,84 54,95 54,07
y = 2E-07x3 - 5E-05x2 - 0,006x + 6,3328R² = 0,9985
4,70
4,90
5,10
5,30
5,50
5,70
5,90
6,10
6,30
6,50
0 50 100 150 200
pH
Tiempo (min)
pH vs Tiempo
143 gramos Polinómica (143 gramos)
43
Tabla 36. Características de la masa para determinación de punto de hilado
adicionando 143 gramos de cloruro de calcio
PRUEBAS CARACTE-
RISTICA PANELISTA
1 PANELISTA
2 PANELISTA
3 PONDERACIÓN
PROMEDIO
Prueba 1
Brillo 9 8 8 8,3
Textura 9 8 8 8,3
Elasticidad 9 8 8 8,3
Prueba 2
Brillo 9 10 9 9,3
Textura 8,5 9 8 8,5
Elasticidad 8 8 9 8,3
Prueba 3
Brillo 8 8 8 8,0
Textura 8 9 8 8,3
Elasticidad 9 9 10 9,3
3.2.4. Evaluación del proceso de fermentación adicionando 95 gramos de cloruro
de calcio
Tabla 37. Fermentación de masa a 95 gramos de cloruro de calcio (prueba 1)
Tiempo (Min)
pH1 pH2 pH3 pH
Promedio
0 6,39 6,39 6,38 6,39
30 6,25 6,24 6,24 6,24
60 5,96 5,96 5,95 5,96
90 5,57 5,56 5,57 5,57
120 5,32 5,30 5,32 5,31
150 5,06 5,08 5,08 5,07
180 5,02 5,01 5,00 5,01
Tabla 38. Fermentación de masa a 95 gramos de cloruro de calcio (prueba 2)
Tiempo (Min)
pH1 pH2 pH3 pH
Promedio
0 6,40 6,41 6,41 6,41
30 6,22 6,22 6,22 6,22
60 5,93 5,95 5,93 5,94
90 5,50 5,48 5,51 5,50
120 5,18 5,20 5,18 5,19
150 5,01 5,05 4,97 5,01
180 4,90 4,87 4,89 4,89
44
Tabla 39. Fermentación de masa a 95 gramos de cloruro de calcio (prueba 3)
Tiempo (Min)
pH1 pH2 pH3 pH
Promedio
0 6,43 6,42 6,41 6,42
30 6,24 6,17 6,20 6,20
60 6,00 5,95 5,98 5,98
90 5,70 5,67 5,69 5,69
120 5,37 5,40 5,38 5,38
150 5,10 5,06 5,04 5,07
180 4,94 4,95 4,96 4,95
Tabla 40. Fermentación de masa a 95 gramos cloruro de calcio (promedio)
Tiempo (Min)
Prueba 1 pH
Prueba 2 pH
Prueba 3 pH
Promedio pH
Des. Est.
0 6,39 6,41 6,42 6,40 0,02
30 6,24 6,22 6,20 6,22 0,02
60 5,96 5,94 5,98 5,96 0,02
90 5,57 5,50 5,69 5,59 0,09
120 5,31 5,19 5,38 5,30 0,10
150 5,07 5,01 5,07 5,05 0,03
180 5,01 4,89 4,95 4,95 0,06
Gráfico 5. Curva de fermentación para 95 gramos de Cloruro de calcio
y = 4E-07x3 - 1E-04x2 - 0,0034x + 6,4042R² = 0,9996
4,70
4,90
5,10
5,30
5,50
5,70
5,90
6,10
6,30
6,50
0 50 100 150 200
pH
Tiempo(min)
pH vs tiempo
95 gramos Polinómica (95 gramos)
45
Tabla 41. Características de la masa y producto terminado adicionando 95
gramos de cloruro de calcio
Pruebas a 95 g. CaCl2
Prueba 1 Prueba 2 Prueba 3 Promedio
Tiempo de fermentación
2:20 3:02 2:30 2:37
pH de punto de hilado
5,07 5,01 4,95 5,01
% humedad de masa
51,94 51,48 52,02 51,81
% humedad Prod. Term.
51,24 49,48 48,50 49,74
Elasticidad (cm)
58,55 60,17 60,33 59,68
Tabla 42. Características de la masa para determinación de punto de hilado
adicionando 95 gramos de cloruro de calcio
PRUEBAS CARACTE-
RISTICA PANELISTA
1 PANELISTA
2 PANELISTA
3 PONDERACIÓN
PROMEDIO
Prueba 1
Brillo 8 8 9 8,3
Textura 9 8 8 8,3
Elasticidad 8 9 9 8,7
Prueba 2
Brillo 8 8 8 8,0
Textura 9 8,5 8 8,5
Elasticidad 8 8 9 8,3
Prueba 3
Brillo 8 9 8 8,3
Textura 8 9 8 8,3
Elasticidad 8 8 8,5 8,2
3.2.5. Evaluación del proceso de fermentación adicionando 48 gramos de cloruro
de calcio
Tabla 43. Fermentación de masa a 48 gramos de cloruro de calcio (prueba 1)
Tiempo (Min)
pH1 pH2 pH3 pH
Promedio
0 6,35 6,36 6,35 6,35
30 6,11 6,10 6,15 6,12
60 5,83 5,79 5,78 5,80
90 5,51 5,48 5,49 5,49
120 5,20 5,15 5,17 5,17
150 5,10 5,06 5,10 5,09
190 4,95 4,97 4,96 4,96
46
Tabla 44. Fermentación de masa a 48 gramos de cloruro de calcio (prueba 2)
Tiempo (Min)
pH1 pH2 pH3 pH
Promedio
0 6,36 6,35 6,35 6,35
30 6,21 6,24 6,20 6,22
60 5,85 5,88 5,84 5,86
90 5,60 5,55 5,54 5,56
120 5,24 5,20 5,19 5,21
150 5,06 5,00 5,04 5,03
190 4,93 4,92 4,94 4,93
Tabla 45. Fermentación de masa a 48 gramos de cloruro de calcio (prueba 3)
Tiempo (Min)
pH1 pH2 pH3 pH
Promedio
0 6,38 6,38 6,39 6,38
30 6,20 6,19 6,20 6,20
60 5,86 5,88 5,87 5,87
90 5,59 5,58 5,57 5,58
120 5,27 5,26 5,28 5,27
150 5,10 5,08 5,13 5,10
190 4,95 4,97 4,97 4,96
Tabla 46. Fermentación de masa a 48 gramos de cloruro de calcio (promedio)
Tiempo (Min)
Prueba 1 pH
Prueba 2 pH
Prueba 3 pH
Promedio pH
Des. Est.
0 6,35 6,35 6,38 6,36 0,02
30 6,12 6,22 6,20 6,18 0,05
60 5,80 5,86 5,87 5,84 0,04
90 5,49 5,56 5,58 5,55 0,05
120 5,17 5,21 5,27 5,22 0,05
150 5,09 5,03 5,10 5,07 0,04
180 4,96 4,93 4,96 4,95 0,02
47
Gráfico 6. Curva de fermentación para 48 gramos de Cloruro de calcio
Tabla 47. Características de la masa y producto terminado adicionando 48
gramos de cloruro de calcio
Pruebas a 48 g. CaCl2
Prueba 1 Prueba 2 Prueba 3 Promedio
Tiempo de fermentación
2:40 2:31 2:35 2:35
pH de punto de hilado
5,01 5,03 5,02 5,02
% humedad de masa
53,72 53,20 53,23 53,38
% humedad prod. Term.
49,50 49,59 52,20 50,43
Elasticidad (cm)
60,60 62,75 62,28 61,88
y = 3E-07x3 - 7E-05x2 - 0,0055x + 6,3727R² = 0,9982
4,70
4,90
5,10
5,30
5,50
5,70
5,90
6,10
6,30
6,50
0 50 100 150 200
pH
Tiempo (min)
pH vs tiempo
48 gramos Polinómica (48 gramos)
48
Tabla 48. Características de la masa para determinación de punto de hilado
adicionando 48 gramos de cloruro de calcio
PRUEBAS CARACTE-
RISTICA PANELISTA
1 PANELISTA
2 PANELISTA
3 PONDERACIÓN
PROMEDIO
Prueba 1
Brillo 9 9 8 8,7
Textura 9 9 8 8,7
Elasticidad 10 9 9 9,3
Prueba 2
Brillo 9 9 10 9,3
Textura 9 9 9 9,0
Elasticidad 10 10 8 9,3
Prueba 3
Brillo 9 8 9 8,7
Textura 9 8 9 8,7
Elasticidad 10 9 10 9,7
3.2.6. Evaluación del proceso de fermentación sin adicionar cloruro de calcio
Tabla 49. Fermentación de masa sin cloruro de calcio (prueba 1)
Tiempo (Min)
pH1 pH2 pH3 pH
Promedio
0 6,37 6,38 6,38 6,38
30 6,16 6,16 6,19 6,17
60 5,86 5,87 5,86 5,86
90 5,50 5,48 5,48 5,49
120 5,10 5,15 5,14 5,13
150 5,01 5,02 5,03 5,02
190 4,96 4,95 4,95 4,95
Tabla 50. Fermentación de masa sin cloruro de calcio (prueba 2)
Tiempo (Min)
pH1 pH2 pH3 pH
Promedio
0 6,33 6,35 6,33 6,34
30 6,15 6,13 6,13 6,14
60 5,77 5,83 5,75 5,78
90 5,47 5,44 5,47 5,46
120 5,10 5,15 5,13 5,13
150 5,01 5,01 5,00 5,01
190 4,94 4,95 4,93 4,94
49
Tabla 51. Fermentación de masa sin cloruro de calcio (prueba 3)
Tiempo (Min)
pH1 pH2 pH3 pH
Promedio
0 6,40 6,37 6,38 6,38
30 6,24 6,24 6,26 6,25
60 5,95 5,96 5,92 5,94
90 5,55 5,58 5,56 5,56
120 5,23 5,22 5,24 5,23
150 5,11 5,07 5,11 5,10
190 5,05 5,02 5,06 5,04
Tabla 52. Fermentación de masa sin cloruro de calcio (promedio)
Tiempo (Min)
Prueba 1 pH
Prueba 2 pH
Prueba 3 pH
Promedio pH
Des. Est.
0 6,38 6,34 6,38 6,37 0,03
30 6,17 6,14 6,25 6,18 0,06
60 5,86 5,78 5,94 5,86 0,08
90 5,49 5,46 5,56 5,50 0,05
120 5,13 5,13 5,23 5,16 0,06
150 5,02 5,01 5,10 5,04 0,05
190 4,95 4,94 5,04 4,98 0,06
Gráfico 7. Curva de fermentación sin Cloruro de calcio
y = 4E-07x3 - 9E-05x2 - 0,0045x + 6,3755R² = 0,9976
4,70
4,90
5,10
5,30
5,50
5,70
5,90
6,10
6,30
6,50
0 50 100 150 200
pH
Tiempo (min)
pH vs tiempo
0 gramos Polinómica (0 gramos)
50
Tabla 53. Características de la masa y producto terminado sin cloruro de calcio
Pruebas sin CaCl2
Prueba 1 Prueba 2 Prueba 3 Promedio
Tiempo de fermentación
2:35 2:25 2:45 2:35
pH de punto de hilado
5,02 5,01 5,09 5,04
% humedad de masa
52,80 54,05 52,04 52,96
% humedad prod. Term.
48,72 51,50 49,30 49,84
Elasticidad (cm)
64,38 64,55 68,70 65,88
Tabla 54. Características de la masa para determinación de punto de hilado sin
adicionar cloruro de calcio
PRUEBAS CARACTE-
RISTICA PANELISTA
1 PANELISTA
2 PANELISTA
3 PONDERACIÓN
PROMEDIO
Prueba 1
Brillo 9 8 10 9,0
Textura 8 9 8 8,3
Elasticidad 8 9 9 8,7
Prueba 2
Brillo 9 8,5 8 8,5
Textura 8 9 8 8,3
Elasticidad 8 8 9 8,3
Prueba 3
Brillo 9 8 9 8,7
Textura 8 8 8 8,0
Elasticidad 9 9 9 9,0
51
3.2.7. Resultados generales del proceso de fermentación a diferentes cantidades de cloruro de calcio
Tabla 55. Resultados Generales del proceso Fermentación a diferentes cantidades de cloruro de calcio
CANTIDAD CaCl2
238 g 190 g 143 g 95 g 48 g 0 g
100% 80% 60% 40% 20% 0%
M1 M2 M3 MP M1 M2 M3 MP M1 M2 M3 MP M1 M2 M3 MP M1 M2 M3 MP M1 M2 M3 MP
Tiempo de Fermentación
(horas) 3:05 3:16 3:00 3:07 2:50 3:15 3:15 3:06 3:00 3:00 3:19 3:06 2:20 3:02 2:30 2:37 2:40 2:31 2:35 2:35 2:35 2:25 2:45 2:35
pH punto de hilado
4,85 4,90 4,88 4,88 4,92 4,88 4,87 4,89 4,96 4,91 4,92 4,93 5,07 5,01 4,95 5,01 5,01 5,03 5,02 5,02 5,02 5,01 5,09 5,04
Brillo 8,33 8,00 8,33 8,22 8,00 8,33 8,33 8,22 8,33 9,33 8,00 8,56 8,33 8,00 8,33 8,22 8,67 9,33 8,67 8,89 9,00 8,50 8,67 8,72
Textura 8,00 8,00 8,00 8,00 8,33 8,33 8,00 8,22 8,33 8,50 8,33 8,39 8,33 8,50 8,33 8,39 8,67 9,00 9,00 8,89 8,33 8,00 8,00 8,11
Elasticidad 8,00 8,33 8,33 8,22 8,33 8,33 8,33 8,33 8,33 8,33 9,33 8,67 8,67 8,33 8,17 8,39 9,33 9,33 9,67 9,44 8,67 8,33 9,00 8,67
% Humedades Pro, Term,
48,74 50,20 48,99 49,31 48,30 50,80 48,49 49,20 49,80 49,30 50,00 49,70 51,24 49,48 48,50 49,74 49,50 49,59 52,20 50,43 48,72 51,50 49,30 49,84
Elasticidad Prod, Term,
(cm) 44,50 45,30 45,00 44,93 51,95 50,15 48,40 50,17 53,43 53,84 54,95 54,07 58,55 60,17 60,33 59,68 60,60 62,75 62,28 61,88 64,38 64,55 68,70 65,88
52
Gráfico 8. Variación del tiempo de fermentación en función de la cantidad de
cloruro de calcio
Gráfico 9. Variación del pH de hilado en función de la cantidad de cloruro de
calcio
187 186 186
157 155 155
120
130
140
150
160
170
180
190
200
238 190 143 95 48 0
Tie
mp
o (
min
)
Gramos CaCl2
Tiempo de fermentación vs Gramos CaCl2
4,884,89
4,93
5,01 5,025,04
4,75
4,80
4,85
4,90
4,95
5,00
5,05
238 190 143 95 48 0
pH
de
hila
do
Gramos CaCl2
pH vs Gramos CaCl2
53
Gráfico 10. Elasticidad del producto terminado en función dela cantidad de
cloruro de calcio
44,93
50,17
54,07
59,68
61,88
65,88
y = -0,0874x + 66,505R² = 0,9887
40,00
45,00
50,00
55,00
60,00
65,00
70,00
0 50 100 150 200 250
Elas
tici
dad
(cm
)
Cloruro de calcio (gramos)
Elasticidad vs Cloruro de calcio
54
4. DISCUSIÓN
En el proceso actual de pasteurización a 74,47ºC se tiene un porcentaje de proteína
de 3,45% en la leche cruda, y el porcentaje de proteína en la leche pasteurizada
también corresponde al valor de 3,45%; lo mismo sucede a la temperatura de
pasteurización a 73,43ºC ya que el porcentaje de proteína es 3,35% tanto en la leche
cruda como en la pasteurizada y por último se observa un caso idéntico a la
temperatura de pasteurización de 72,5ºC en donde el porcentaje de proteína es de
3,31% en los dos casos, estos valores se pueden observar en la tabla 16
respectivamente.
El pH de punto de hilado de las masas, a 238 y a 190 gramos de cloruro de calcio
son aproximadamente iguales 4,88 y 4,89 respectivamente, a 143 gramos el pH sube
un poco su valor a 4,93, sin embargo cuando se adiciona 95 gramos de cloruro de
calcio el pH se incrementa notablemente a 5,01 y a partir de esta cantidad de cloruro
de calcio, es decir a 48 y 0 gramos el pH va incrementando su valor mínimamente a
5,02 y 5,04, datos que se pueden observar en la tabla 55.
El tiempo de fermentación de las masas de queso se mantiene casi constante en
aproximadamente 186 minutos, cuando se adiciona 238, 190, 143 gramos de cloruro
de calcio, en cambio cuando se adiciona 95, 48 y 0 gramos de cloruro de calcio el
tiempo de fermentación disminuye notablemente a un tiempo casi constante de 155
minutos como se puede observar en la tabla 55.
En la tabla 55 se puede observar que, cuando se agrega 238 gramos de cloruro de
calcio en la preparación de queso mozzarella pizza, la elasticidad del producto
terminado es de 44,93 cm; para 190 gramos de cloruro de calcio, la elasticidad del
producto terminado se ha incrementado a 50,17 cm; lo mismo sucede a las
cantidades de 143, 95, 48 y 0 gramos de cloruro de calcio que van aumentando su
elasticidad a 54,07, 59,68, 61,88 y 65,88 cm respectivamente.
55
Como resultado del cálculo de rendimiento teórico para elaboración de queso, con
un porcentaje de proteína del 3,45 % obtendremos 10,87 Kilogramos de queso por
cada 100 kilogramos de leche utilizada; en cambio para un valor de proteína de 3,35
% se obtiene 10,73 kilogramos de queso por cada 100 kilogramos de leche y por
último con un porcentaje de proteína de 3,31 % se obtiene 10,71 kilogramos de queso
por cada 100 kilogramos de leche, como se puede observar en la tabla 17.
El recuento de colonias aerobias en la leche pasteurizada de la prueba 3 no cumple
con la norma INEN 10 que se pasteurizó con una temperatura de 72,5ºC y tiene un
recuento total de aerobios de 96000 esto se debe a que el recuento total de aerobios
en la leche cruda de dicha prueba tiene un valor muy alto de colonias aerobias
correspondiente a 190000000, valor que tampoco cumpliría con la norma INEN 09;
la prueba 1 pasteurizada a 74,47ºC y la prueba 2 pasteurizada a 73,43ºC si se
encuentran en el rango permisible de recuento de colonias aerobias tanto para leche
cruda como para leche pasteurizada, estos datos se puede observar en la tabla 15.
Al realizar la prueba de fosfatasa a las leches pasteurizadas a 74,47ºC, 73,43ºC y
72,50ºC estas dieron como resultado negativo lo que nos indica que esta encima fue
completamente destruida en el proceso de pasteurización como podemos observar
en la tabla 14.
56
5. CONCLUSIONES
No existe desnaturalización de la proteína en el proceso térmico de pasteurización a
ninguna de sus temperaturas de operación, ya que el porcentaje de proteína se
mantiene estable tanto en la leche cruda como en la pasteurizada.
La dosificación de cloruro de calcio que posee las mejores características para hilar
es 48 gramos, al tener en el punto de hilado un pH de 5,02, y obtener las mejores
características para hilar, mejorando el 8%, 10% y 13% en brillo, textura y elasticidad
respectivamente.
Al aumentar el porcentaje de proteína de la leche utilizada para la elaboración de
quesos, el rendimiento quesero también aumenta, es decir el rendimiento quesero es
directamente proporcional al porcentaje de proteína de la leche.
Al disminuir la cantidad de cloruro de calcio, la elasticidad del producto terminado va
aumentando, es decir que la cantidad de cloruro de calcio es inversamente
proporcional a la elasticidad el producto terminado.
Se concluyó que el menor tiempo de fermentación de las masas se obtiene cuando
se agrega menor cantidad de cloruro de calcio, 48 gramos específicamente, con un
tiempo de fermentación de 2 horas 35 minutos.
57
6. RECOMENDACIONES
Se recomienda trabajar con 48 gramos de cloruro de calcio en la preparación de
queso mozzarella pizza, ya que a esta cantidad se evidencian las mejores
características de punto de hilado, mejorando el 8%, 10%, 13%, en brillo, textura y
elasticidad respectivamente, comparado con las características actuales al utilizar
238 gramos de cloruro de calcio.
El proceso y temperatura actual de pasteurización no desnaturaliza la proteína por lo
que se recomienda realizar el proceso hasta con 1ºC menos de la temperatura actual,
siempre y cuando se tenga en cuenta la calidad de la leche tanto fisicoquímica y
sobretodo microbiológicamente.
Para la elaboración de queso es importante tomar en cuenta la calidad de la leche
utilizada en cuanto a la proteína ya que al tener la leche un porcentaje de proteína
mayor, el rendimiento del queso va a mejorar, obteniendo de esta manera mayor
cantidad de queso.
Se recomienda tener una buena calidad de leche en cuanto a microbiología, de esta
manera se puede disminuir la temperatura de pasteurización.
Se recomienda realizar un estudio con diferentes temperaturas de pasteurización
cuyo rango de temperatura sea más amplio que un grado centígrado.
58
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Seguimiento para el Mejoramiento Tecnológico de la Producción Láctea en las
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Matagalpa.
61
ANEXOS
62
Anexo A. Certificado de Conformidad de la empresa
63
Anexo B. Norma INEN 09 (Requisitos. Leche Cruda)
64
65
66
67
68
69
70
71
Anexo C. Norma INEN 10 (Requisitos. Leche Pasteurizada)
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
Anexo D. Resultado microbiológico de leche cruda (prueba 1)
82
Anexo E. Resultado microbiológico de leche pasteurizada (prueba 1)
83
Anexo F. Resultado microbiológico de leche cruda (prueba 2)
84
Anexo G. Resultado microbiológico de leche pasteurizada (prueba 2)
85
Anexo H. Resultado microbiológico de leche cruda (prueba 3)
86
Anexo J. Resultado microbiológico de leche pasteurizada (prueba 3)