Desnatado y Normalización de La Leche

UNIVERSIDAD NACIONAL DE JULIACA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS ALIMENTARIAS

DESNATADO Y NORMALIZACIÓN DE LA LECHE LA LECHE ENTERA DE VACA La leche es el producto normal secretado por la glándula mamaria de la vaca, que contiene sustancias en suspensión (caseínas), en solución y emulsion (glóbulos de grasa, vitaminas liposolubles, lactosa y minerales) (Wattioux, 1999), (NTP, 1998), (NTON, 1999), (Alcázar, 2002), (Negri, 2005). La leche es uno de los alimentos más nutritivos; por su alto contenido de proteínas que proporcionan los diez aminoácidos esenciales, carbohidratos carbohidratos y minerales; el contenido de estos varía de acuerdo a la raza, alimentación, estación de lactación, sanidad, etc. La calidad de la leche es medida según sus características fisicoquímicas y microbiológicas, que aseguren su inocuidad para el consumo humano (cliente), para la producción de productos lácteos como el yogur, queso, mantequilla, manjar, etc.; éstos a su vez influyen económicamente en la economía del producto lácteo. Según el CAE (Código Alimentario Español) la leche entera que se comercializa tiene que tener t ener como mínimo un 3% de materia grasa. Mientras que la leche desnatada tiene que tener como máximo un 1% de materia grasa.

Por su contenido en grasa la leche la clasificamos en : LECHE entera

Entre 30 a 35 g. de grasa por litro.

LECHE parcialmente desnatada


LECHE semidesnatada


LECHE desnatada

Menos de 16 g. de grasa por litro.

PROCESO DE DESNATADO La normalización de la nata en la leche consiste en un proceso por el que tras haber calentado la leche a 55ºC, se separa el contenido graso de la leche, la nata. Es decir, desnatamos toda la leche.

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Posteriormente la nata extraída se vuelve a añadir pero ya en las cantidades c antidades preestablecidas preestablecidas según sea la leche que queremos obtener: leche entera, leche semidesnatada y leche desnatada. El desnatado de la leche durante la pasteurización es la aplicación más frecuente de los separadores centrífugos en la industria láctea. El objetivo del proceso de desnatado es la separación de la leche cruda en leche desnatada y nata. Normalmente, la temperatura del producto se debe situar entre los 45 °C y los 55 °C (113 °F y 131 °F) para garantizar una eficacia óptima del desnatado, si bien esta última también depende de otros factores: el transporte de la leche entera, su temperatura y tiempo de almacenamiento, la variación estacional, la calidad de la leche, el tratamiento mecánico o el contenido de aire libre aguas arriba del separador. La eficacia del desnatado se expresa en términos de contenido graso residual en la leche desnatada. Con un funcionamiento a potencia nominal, el contenido graso residual de los separadores Seital generalmente se sitúa en los intervalos siguientes: 

0,03 - 0,05 % (medición según el método Gerber);



0,040 - 0,055 % (medición según el método Röse-Gottlieb)


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Separadores de leche en caliente autolimpiables: autolimpiables:


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Desnatado de la leche en frío La separación de la leche en frío a > 4 °C se produce en una serie de procesos, incluidos: 

El proceso de elaboración de queso utilizando leche sin pasteurizar;



El proceso de prenormalización (evitando el doble calentamiento);



La producción de nata de gran calidad.

Si bien la separación de la leche en frío posibilita un ahorro significativo en energía y equipos térmicos (por ejemplo, en intercambiadores de calor), su eficacia es inferior a la del desnatado en caliente y su concentración de nata no puede superar el 40-42 %. La eficacia del desnatado mejorará si se incrementa la temperatura o se reduce el caudal. Por su parte, la viscosidad y otras características de la nata a temperatura baja requieren el uso de un separador hermético especial.

Separadores de leche en frío autolimpiables: INDUSTRIAS LÁCTEAS / 6°TO SEMESTRE 2017-I

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Normalización automática de la leche y la nata La unidad de normalización automática Se-St de la serie Seital, un sistema genuino desarrollado por SPX, emplea un medidor Coriolis extremadamente preciso para la determinación de la densidad de la nata procedente del separador. Esta unidad controla automáticamente los parámetros de salida del INDUSTRIAS LÁCTEAS / 6°TO SEMESTRE 2017-I

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separador como, por ejemplo, la contrapresión del desnatado o la concentración de nata y ofrece una interfaz de pantalla táctil que permite el ajuste de la cantidad de grasa de la leche y la nata en función de las fórmulas definidas por el operario. La unidad está disponible como un módulo independiente, que se puede conectar a un separador ya existente, o como un módulo integrado en la misma plataforma que un separador nuevo. nuevo.

Intervalo de trabajo y precisión: p recisión: 

Nata normalizada: 25-45 % de contenido contenido graso.



Precisión en la nata: +/- 0,2 %.



Leche normalizada: desde un 0,5 % hasta un contenido graso graso de la leche cruda - 0,2 %.



Precisión en la leche: 0,03-0,05 %.

Capacidad 

Normalización de la leche y la nata: desde 5000 l/h hasta hasta 50 000 l/h.


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ESTANDARIZACIÓN O NORMALIZACIÓN DE LA LECHE La normalización de la leche, es una operación necesaria que busca la estandarización de parámetros tales como la densidad y/o de los sólidos totales, el tenor graso, y la acidez de la leche, que ocurre cotidianamente en los procesos industriales lácteos; el objetivo es, corregir el contenido de algún o algunos componentes de la leche o derivados. El caso más común de normalización está referido al contenido graso de la leche; pero no es el único, la corrección respecto a la densidad directamente relacionada a los sólidos totales presentes, es necesaria en procesos como la fabricación del manjar blanco, yogur; del mismo modo, si no se corrigiera la acidez de la leche no podría realizarse operaciones unitarias básicas como la pasteurización en la fabricación del queso, aunque lo mismo ocurre con la crema para asegurar su inocuidad. El tratamiento térmico prolongado en la fabricación de manjar blanco, o la neutralización de la acidez de insumos en el caso de la natilla exigen exigen también el uso de reguladores de acidez. acidez.

a) Composición química de la leche entera de vaca Páez & et al. (2002), quienes citaron a Webb & et al. (1974), sostienen que la composición porcentual porcentual aproximada de la leche generalmente es:

Tabla 1. Composición de la leche entera Composición

%

Agua

87

Grasa

3.5 – 3.9 3.9

Lactosa

4.9

Proteínas

3.5

Sólidos no grasos

9.0

Total de sólidos

12.9

Minerales

0.8


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Fuente: Características fisicoquímicas de la leche cruda de las Zonas de Aora y Yaracal, Venezuela, (Páez & et al., 2002) y Diccionario Técnico de industrias Alimentarias (Alcázar, 2002).

Por otro lado la composición de micronutrientes de la leche entera de vaca con un 3.3% de grasa es:

Tabla 2. Composición de micronutrientes de la leche entera Vitaminas

Cantidad

por Minerales

litro A (UI)

Cantidad

por

litro 1299,5

Calcio (mg)

1277,3

B1 (mg)

0,39

Cloro (mg)

1031,36

B2 (mg)

1,67

Cobre (mg)

0,1

B3 (mg)

0,87

Yodo (mcg)

237,21

B6 (mg)

0,43

Hierro (mg)

0,52

B12 (mg)

3,68

Magnesio (mg)

138,2

Biotina (mcg)

19,6

Manganeso (mg)

0,04

C (mg)

9,69

Molibdeno

20,63

(mcg) D (UI)

41,25

Fósforo (mg)

963,28

E (UI)

1,54

Potasio (mg)

1567,66

Folato (mcg)

61,57

Selenio (mcg)

15,47

K (mcg)

41,25

Sodio Sodio (mg)

Pantotenato

3,24

Zinc (mg)

505,36 3,92

(mg)

Fuente: Fortification basics: Leche; USAID, DSM, Land O`lakes Icn. Adaptado por Raunhardt, O. y Bowley, A. Mandatory Food Enrichment. Suplemento a la carta informativa Nutriview 1996.


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b) Características fisicoquímicas de calidad de la leche La leche entera sin pasteurizar, según las NTP 202.001 1998 debe cumplir con los siguientes requerimientos fisicoquímicos:

Tabla 3. Requerimientos fisicoquímicos de la leche entera cruda Parámetro

Límites

Materia grasa

Mín. 3.2%

Sólidos no grasos

Mín. 8.2%

Sólidos totales

Mín. 11.4 %

Impurezas macroscópicas macroscópicas por cada cada 500 ml de leche Máx. 0.5 mg (Grado 2) Acidez expresado en gramos de ácido láctico en

Mín. 0.14% Máx. 0.18%

100 gramos de leche Densidad a 20º C

Mín. 1,0296 Máx. 1,03040

Índice de refracción del suero a 20º C

Mín.

1,34179

(lect.

Refractométrica 37.5) Ceniza total (g/ 100 g)

Mín. 8.0

Fuente: Norma Técnica Peruana 202.001 1998

La Norma Técnica Peruana Peruana más actual, NTP 2002.001 (2003), indica:

Tabla 4 Características de calidad de la leche de vaca entera Requisitos Densidad a 15ºC gr/100ml Acidez gr ác. láctico/ 100ml de leche pH


Límites 1.0296 - 1.0340 0.14 - 0.18 6.6 - 6.8

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Cenizas total gr/100 ml

Mín. 0.7

Impurezas macroscópicas, expresadas mg

Máx. 2.0

de sedimento/ 500 ml de leche Sólidos no Grasos %

Mín. 8.2

Sólidos Totales %

Mín. 11.40

Alcalinidad de la ceniza total (cm 3 de

Máx. 1.7

solución de NaOH 1N) Prueba de alcohol (70% v/v)

No coagulable

Índice crioscópico º C

-0.566 a -0.530

Sustancias conservadoras (antisépticos, antibióticos, alcalinos, etc.). Así como

Ausencia

sustancias residuales de antibióticos, plaguicidas, etc. Tratamiento que disminuye o modifique

Ninguno

sus componentes originales Fuente: NTP 2002.001 (2003)

Las Norma Técnica Obligatoria Nicaragüense 03 027-99 Leche Entera Cruda, indica que las características fisicoquímicas de la leche cruda son:

Tabla 5. Requisitos fisicoquímicos de la leche cruda Requisitos

Mínimo

Máximo

Densidad a 15º C (Gravedad específico)

1.0300

1.0330

Materia grasa % m/m

3.0

-

Sólidos Totales % m/m

11.3

-

Sólidos no grasos % m/m

8.3

-

Acidez expresada como ácido láctico % m/v

0.13

0.16

pH

6.6

6.7


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ndice de refracción

nD20 1.3420

-

Índice lactométrico

8.4º L

-

Nicaragüense 03 027-99 de la leche cruda Fuente: Norma Técnica Obligatoria Nicaragüense

Principales pruebas fisicoquímicas fisicoquímicas de calidad de la leche a) La densidad La densidad de un líquido como la leche entera, es la cantidad de masa por una unidad de volumen. La densidad varía con la concentración, es el indicativo de la característica compacta de la estructura molecular de la materia. La densidad se puede medir con densímetros o aerómetros, que para el caso de la leche se le conoce como lactodensímetro. Las unidades de medida de la densidad pueden ser: kg /m3, g/ cm3, g/ml, etc. (Alcázar, 2002). Generalmente la densidad se define con la siguiente expresión:

 =  Donde: ρ: Densidad

m: Masa de la materia v: Volumen de la materia El lactómetro o lactodensímetro, es un bulbo calibrado a 15º C, 20º C o 35ºC, también pueden ser graduados a escala de Quevenne (º Q) o en grados según la Junta de Salud Pública de New York (º NBH). Los grados Quevenne corresponden a la segunda y tercera cifra del valor específico y equivalen a los grados NBH multiplicando por 0.29 (Zulia, 2003).

b) El pH o potencial de hidrogeniones Es la medida de la acidez o basicidad de una sustancia y se describe indicando la concentración del ión hidronio [H +]. El pH es neutro cuando existe equilibrio entre el ion H + y OH-, entonces el pH es 7. En un medio ácido, ácido, la concentración de los iones H+ aumenta y el pH es menor a 7, y en medio INDUSTRIAS LÁCTEAS / 6°TO SEMESTRE 2017-I

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básico los iones H + disminuyen y por lo tanto el pH es superior a 7. Entonces el pH se define como (Alcázar, 2002):

 = [+] =  [+] Los alimentos se pueden clasificar según su pH de la siguiente manera (Alcázar, 2002): -

Alimentos de acidez baja o poco ácidos: pH > 5.3 (carne, leche, cereales, legumbres, etc.).

-

Alimentos de acidez media: 5.3 > pH> 4.5 (la mayoría de las hortalizas).

-

Alimentos ácidos: 4.5 > pH > 3.7 (frutas como peras, piñas, mango, etc.).

-

Alimentos muy ácidos: pH < 3.7 (limón, naranja, etc.).

El pH de la leche puede ser modificado por algunos factores como (Negri, 2005): -

El periodo de lactación, el pH del calostro es más ácido que que el de la leche normal y cuando el periodo de lactación está finalizando finalizando la lactación el pH es casi neutro.

-

La presencia de alguna enfermedad como la mastitis, valores de pH 6,9 a 7,5 son medidos en leche con mastitis debido a un aumento de la permeabilidad de las membranas de la glándula mamaria originando una mayor concentración de iones Na y Cl y una reducción del contenido de lactosa y de P inorgánico soluble.

-

El pH se ve influenciado por tratamientos térmicos, o sea varía con la temperatura, la pasterización causa algunos algunos cambios en el pH debido a la pérdida de de CO2 y a la precipitación precipitación de fosfato de calcio. Tratamientos térmicos severos (superiores a 100 º C) resultan en una disminución del pH debido a la degradación de la lactosa a varios ácidos orgánicos, especialmente a ácido fórmico. La concentración de la leche por evaporación de agua causa una disminución en el pH cuando la solubilidad del fosfato de calcio es excedida, resultando en una mayor formación de fosfato de calcio coloidal (Negri, 2005) , quien cita a (Fox y McSweeney, 1998). El pH disminuye en promedio 0,01 unidades por cada °C que aumenta, fundamentalmente a causa de la insolubilización del fosfato de calcio. Esta variación es muy importante considerando el estrecho rango de variación del pH de la leche.


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c) La acidez titulable Es el porcentaje del peso de los ácidos contenidos en el producto. Se determina por medio del análisis denominado titulación, que consiste en la neutralización de los iones de hidrógeno del ácido con una solución de hidróxido de sodio (0.1 N para el caso de la titulación de la leche) de concentración conocida en presencia de un indicador tal como la fenolftaleína (Alcázar, 2002). La acidez titulable de la leche constituye la acidez “natural” de la leche y la acidez desarrollada durante la titulación; la acidez titulable es a suma de cuatro reacciones (Negri, 2005): -

Acidez debida a la caseína que representa dos quintos de la acidez natural.

-

Acidez debida a los minerales y a los indicios de ácidos orgánicos; éstos representan dos quintos de la acidez natural.

-

Reacciones secundarias debida a los fosfatos; representa un quinto de la acidez natural.

-

El ácido láctico y otros ácidos procedentes de la degradación microbiana de la lactosa, de lípidos, lo constituye leche en vías de alteración; a lteración; representa la acidez desarrollada.

Gráficos de control Son herramientas útiles para establecer fronteras de variación dentro de un proceso. Muestra cuando estas fronteras se sobrepasan y entonces buscar las claves que lleven a las causas para resolverlas. Para la aplicación de los gráficos de control, el proceso ha de tener una estabilidad suficiente que, aun siendo aleatorio, permita un cierto grado de de predicción (Ruiz Falcó Rojas, Rojas, 2006), (Douglas C. & García Peña, 2004). Juan José Tarí Guilló (2000), quien cita a Juran y Gryna (1975) indica, que el gráfico de control se utiliza para medir la estabilidad de un proceso en el tiempo, a partir de la evolución del valor que toma una o varias variables del mismo. Entonces, es una comparación gráfica de los datos de desempeño del proceso con los límites de control estadístico calculados.

a) Gráficos “X-R”


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El Control Estadístico Estadístico de Procesos se basa en tomar muestras de manera periódica, calcular la media muestral y representar un gráfico, de modo que si la media cae fuera de los límites de control existe la evidencia de que hay una causa asignable presente presente (proceso fuera de control); este gráfico se le denomina Gráfico de Medias o simplemente Gráfico X (Ruiz Falcó Rojas, 2006). La dispersión de los valores muestrales nos puede proporcionar una estimación de la dispersión del proceso y realizar un seguimiento de su evolución. La dispersión de los valores de una población se mide por su desviación típica σ y los estimadores muestrales utilizados más frecuentemente son el recorrido R (que en nuestro caso dará lugar al Gráfico de Rangos o Recorridos o simplemente Gráfico R) y la desviación típica muestral S (que dará lugar al Gráfico de desviaciones típicas o simplemente Gráfico S) (Ruiz Falcó Rojas, 2006). El rango o recorrido es la diferencia entre el mayor valor presente en la muestra y el menor valor y la desviación muestral con estimador insesgado que se presenta en la siguiente expresión (Ruiz Falcó Rojas, 2006):

 2 ̅ ∑ ( )     −  = √   1 Este estimador de la varianza σ2 es insesgado y además n – 1, 1, son los grados de libertad de la muestra (Ruiz Falcó Rojas, 2006).

La gráfica de medias o “X”, se diseña para medir la va riación en las medias muestrales alrededor de algún nivel generalmente aceptado, así tenemos: Límite superior de control para el rango: Límite inferior de control para el rango:

 = ̿  3  = ̿  3 

Pero generalmente la desviación estándar de las medias (

el promedio del rango y A 2 se encuentra tabuladas según el número de muestra. Límite superior de control para las medias: Límite inferior de control para las medias:

 

), se representan como A 2 donde

es

 = ̿  2  = ̿  2


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Así en la Tabla se muestran algunos valores de A 2, para muestras hasta de 25 unidades.

Tabla 6. Factores críticos de las gráficas o cartas de control Gráfica para medias

Gráfica para rangos

Factor para el límite de n

control

A2 = 3/( d2√ )

Factor para la

Factores de los límites de

recta central

control

d2

D3 = 1-3(d3/ d2) D4 = 1+3(d3/ d2) d3

2

1,881

1,128

-1,267=0

3,267

0,8525

3

1,023

1,693

-0,574=0

2,574

0,8884

4

0,729

2,059

-0,282=0

2,282

0,8798

5

0,577

2,326

-0,114=0

2,114

0,8641

6

0,483

2,534

-0,004=0

2,004

0,8480

7

0,419

2,704

0,076

1,924

0,8330

8

0,373

2,847

0,136

1,864

0,8200

9

0,337

2,970

0,184

1,816

0,8080

10

0,308

3,078

0,223

1,777

0,7970

11

0,285

3,173

0,256

1,744

0,7870

12

0,266

3,258

0,284

1,716

0,7780

13

0,249

3,336

0,308

1,692

0,7700

14

0,235

3,407

0,329

1,671

0,7620

15

0,223

3,472

0,348

1,652

0,7550

16

0,212

3,532

0,364

1,636

0,7490

17

0,203

3,588

0,379

1,621

0,7430

18

0,194

3,640

0,392

1,608

0,7380

19

0,187

3,689

0,404

1,596

0,7330

20

0,180

3,735

0,414

1,586

0,7290

21

0,173

3,778

0,425

1,575

0,7240

22

0,167

3,819

0,434

1,566

0,7200

23

0,162

3,858

0,443

1,557

0,7160


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24

0,157

3,895

0,452

1,548

0,7120

25

0,153

3,931

0,459

1,541

0,7090

Fuente: Control de Calidad, Ruiz Falcó Rojas (2006).

REVICIÓN DE BIBLIOGRAFÍA Alcázar, J. (2002). Diccionario Diccionario de Industrias Industrias Alimentarias. Alimentarias. Douglas C., M., & García Peña, R. (2004). Control estadístico de la calidad. México: LIMUSA S.A. Fox, P., & McSweeney P.L.H. (1998). Dairy chemistry and biochemistry. Blackie Academic & Professional. 478 pp. Londres. Negri, L. M. (2005). Manual de Referencias técnicas para para el logro de leche de calidad: Acidez y pH de la leche. NTON. (1999). OIRSA: NTON. Recuperado el 3 de Enero de 2013, de http://www.oirsa.org/aplicaciones/s http://www.oirsa.org/aplicaciones/subidoarchivos/Mar ubidoarchivos/MarcoLegalCRIA/0302799N coLegalCRIA/0302799NILeche.htm ILeche.htm NTP. (1998). Norma Tecnica Tecnica Peruana Peruana 202.001 1998 . Lima. Páez, L., López , N., Salas, K., Spaldiliero, A., & Verde, O. (2002). Características Fisicoquímicas de la leche cruda de las zonas de Yaracal y Aora, Venezuela . Redalyc, 1-11. Raunhart, O., & Bowley, A. (1996). Fortification basics: Leche. Nutriview, Nutriview, USAID, DSM, Land O`Lakes, 1-4.

Ruiz Falcó Rojas, A. (2006). Control estadístico de procesos. Recuperado el 6 de enero de 2013, de Universidad Pontificia Comillas Madrid: http://web.cortland.edu/matresearch/controlprocesos.pdf Tarí Guilló, J. (2000). Biblioteca.org.ar: Biblioteca.org.ar: Publicacione Publicacioness de la Universidad Universidad de de Alicante. Alicante. Recuperado el 9 de setiembre de 2012, de Biblioteca.org.ar:Publicaciones de la Universidad de Alicante: http://www.biblioteca.org.ar/libr http://www.biblioteca.org.ar/libros/133000.pdf os/133000.pdf Wattioux, M. A. (1999). Composición de la leche y su valor Nutricional . Recuperado el 3 de Octubre de 2012, de [email protected]: [email protected]: [email protected] INDUSTRIAS LÁCTEAS / 6°TO SEMESTRE 2017-I

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Webb, B., Johson, A., & Alford, J. (1974). The Composition of milk. En Fundamentals of Dairy Chemistry. Connecticut: The AVI Publishing Company, inc.

Zulia, U. d. (2003). Introducción Introducción al Control Control de calidad calidad de la Leche Cruda, Guía Práctica. Maracaibo: Universidad de Zulia.


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Desnatado y Normalización de La Leche

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