Mantequilla y productos para untar

Universidad Nacional de PiuraCURSO: INDUSTRIA DE LA LECHE Y DERIVADOSFacultad de Ingeniera Industrial Escuela de Agroindustria e Industrias AlimentariasCLASE SEMANA N 12MANTEQUILLA Y PRODUCTOS PARA UNTAR

ELABORACIN DE CREMA DE LECHE PASTEURIZADAObtencin de la cremaLa crema de leche pasterizada es un producto de amplia salida en las plantas del sector lcteo por cuanto su utilizacin a nivel industrial como insumo en pastelera, repostera y en general en la gastronoma es bastante generalizado. Es as que en la lnea de produccin de mantequilla se tiene tambin la lnea de produccin de crema de leche pasterizada; la cual, en las plantas que trabajan estos dos productos tiene mayor demanda que la misma mantequilla y como el rendimiento es mucho mayor, las polticas de la compaa se enfocan en algunos casos a cumplir como prioridad con las solicitudes de crema de leche en primera instancia.Tradicionalmente, la obtencin de crema se haca por cuchareo o por gravedad por cuanto la densidad de la grasa es menor que la de los otros componentes de la leche, esta sube a la superficie dejndola en reposo durante 24 horas en donde se procede a retirar la grasa manualmente con la ayuda de un cucharon. En este sistema la recoleccin de la grasa es incompleta y se logra obtener un 40% de la grasa total. Este mtodo de recoleccin es utilizado en las fincas en donde la mantequilla se elabora artesanalmente. Los riesgos de contaminacin de la crema obtenida por cuchareo es alto por la manipulacin permanente del producto por parte del manipulador.Industrialmente, la crema se obtiene por centrifugacin como se trat en captulos anteriores as es que, nicamente se mencionar la forma como se obtiene la crema. La efectividad de extraccin por centrifugacin llega a niveles del 95%. Recordar tambin que la descremadora cumple tambin la funcin de clarificar y depurar la crema retirando micro impurezas presentes en el producto; es as que la carga microbiana con que llega a la planta se ve bastante disminuida.La crema pasterizada es una emulsin de aire en una crema con el 33 al 35% de contenido graso. El aire ocupa menos de la mitad del volumen del producto final y se encuentra en forma de pequeas burbujas de dimetro pequeo. La principal cualidad de la crema pasterizada es la estabilidad del producto, buena viscosidad y la facilidad para el batido en las preparaciones gastronmicas sin que se presente separacin de fases.Estandarizacin de la cremaEn la estandarizacin de la crema pasterizada es necesario ajustar el contenido de materia grasa a niveles de 32 a 35% con adicin de leche descremada y el porcentaje de acidez. Para estandarizar el porcentaje de materia grasa se utiliza el cuadrado de Pearson tratado anteriormente y para estandarizar la acidez hasta niveles de 0.10% de cido lctico (neutralizacin) se utiliza bicarbonato de sodio.NeutralizacinLa neutralizacin pretende reducir la acidez de la crema de tal manera que pueda ser pasterizada sin riesgos. El neutralizante ms utilizado es el bicarbonato de sodio (NaHCO3).Ejemplo:Qu cantidad de bicarbonato de sodio se requiere para neutralizar 1.000Kg de crema a una acidez de .10% de cido lctico si tiene una acidez inicial de 0.15% de cido lctico? Para trabajar dicho clculo se hace necesario la aplicacin de la siguiente frmula:

Donde: PNR = Peso de neutralizacin requerido.Parte del neutralizador requerido = Se tiene que 9.3g de bicarbonato de sodio neutraliza 1Th por 100 litros de leche.Reduccin de acidez requerida = Acidez inicial acidez idealEntonces; Reduccin de acidez requerida = 15 10 = 5

Se necesitan 0.0465Kg de bicarbonato de sodio para neutralizar 1.000Kg de crema con 0.15% de cido lctico inicial.

Otro mtodo utilizado para neutralizar la crema es el lavado de la crema. En este caso, se diluye la crema en agua y pasar luego por la descremadora. Esto puede hacerse una o dos veces, eliminndose con el agua de lavado el cido lctico. El lavado tiene el inconveniente de producir cremas pobres en lactosa, cido ctrico etc., elementos necesarios en la maduracin de la crema para elaborar mantequilla, dificultad que puede solucionarse con el agregado de leche en proporciones de 10 o 15%.Una vez estandarizado l %MG con leche descremada y neutralizada la crema se pasteuriza. La pasteurizacin generalmente se hace a travs de una marmita de doble camisa en donde la temperatura de pasteurizacin es de 90C durante 30 minutos. Seguidamente, se enfra a 15C y se empaca. La presentacin que ms salida tiene en la bolsa a granel por 20 lt y en presentaciones pequeas de 1 lt denominadas comercialmente sachet. Una vez empacada se lleva a refrigeracin. El sachet es un tipo de envase flexible cuyas coberturas contienen y protegen el producto tomando la forma del mismo. Est compuesto por films elaborados a partir de combinacin de plstico, aluminio o papel que permitan lograr un peliculizado en forma laminar con los extremos sellados transversalmente. El plstico ms utilizado es el polipropileno biorentado seguido del polietileno, PVC y polister. El empaque es fcilmente escurrible para evacuar el contenido del producto.

En la figura N 1 se muestra el diagrama de operaciones de obtencin de crema de leche pasteurizada.

Figura N 1. Esquema diagrama de elaboracin de crema pasterizada y mantequilla.Fuente: Adaptado de Lcteos Lactolanda. Disponible en: http://www.lactolanda.com.py/procesografico.html.

ELABORACIN DE MANTEQUILLALa mantequilla es una mezcla pastosa obtenida por procedimientos mecnicos. Es elaborada a partir de crema y adicin de cultivos lcticos y sal (opcional). Segn Rivera (1995), la mantequilla es una fuente importante de energa. Tiene buena digestibilidad y con un aprovechamiento del 90%. La mantequilla es una buena fuente de vitaminas liposolubles importantes especialmente la vitamina A.En Colombia, la resolucin 2310 de 1986 define a la mantequilla como el producto graso higienizado, obtenido a partir de la crema de leche, adicionado o no de cultivos lcticos especficos y sometida a proceso de batido. Se distinguen dos tipos de mantequilla; mantequilla a partir de crema dulce y mantequilla a partir de crema fermentada con adicin de cultivos lcticos.La crema; materia prima en la elaboracin de mantequilla, es obtenida por centrifugacin; El porcentaje de materia grasa de la crema oscila entre 45 y 50% de MG para crema dulce y 38 y 45% MG para crema cida. Al respecto, Spreer et al. (1975) afirma que al aumentar la proporcin de grasa, disminuye el extracto seco desengrasado, el agua y la densidad; en cambio que la viscosidad aumenta. As tambin a medida que aumenta el contenido graso disminuye la distancia entre los glbulos de grasa de la crema; lo cual se constituye en una condicin fundamental para la formacin de mantequilla. El ajuste del contenido graso depende del procedimiento empleado para la elaboracin de mantequilla. De otra parte, la uniformidad del contenido graso de la crema es importante de lo contrario su mezcla es bastante compleja. Adems, el porcentaje de materia grasa puede variar en el tanque de maduracin. La estandarizacin de materia grasa se realiza con leche descremada.Proceso de elaboracin de mantequilla1. Centrifugacin: Con el fin de descremar la leche y obtener crema para utilizarse en la elaboracin de mantequilla y/o crema pasterizada.

2. Neutralizacin: El procedimiento ms rpido y empleado es la neutralizacin con una base que puede ser bicarbonato de sodio o carbonato. Este proceso pretende bajar los niveles de acidez para que la crema en el momento de la pasterizacin no se coagule y caramelice la lactosa; evitando olores a cocido y colores oscuros en el producto final. As tambin permitir que los niveles de acidez se mantengan durante la vida til del producto. Los clculos para adicin de neutralizante se realizan de la misma manera que los presentados en la elaboracin de crema pasterizada. Otro sistema utilizado para neutralizar es el lavado por centrifugacin; en donde la crema se diluye entre dos o cuatro veces su volumen con agua tibia pasando la mezcla por la descremadora, obtenindose una crema lavada que puede utilizarse directamente.3. Estandarizacin: El contenido de materia grasa uniforme permite un buen batido de la crema. Generalmente la crema es estandarizada en un 35 - 40% de MG. Con adicin de leche descremada. Los clculos para estandarizar la mezcla de crema y leche descremada se trabajan utilizando el cuadrado de Pearson.

4. Desodorizacin o desgasificacin: Este proceso se lleva a cabo con el fin de eliminar de olores voltiles procedentes de las sustancias spidas presentes en la crema. As tambin, a la nata se le sustrae el oxgeno con el fin de impedir el desarrollo de grmenes aerobios perjudiciales como tambin, para evitar la oxidacin de la grasa. Se realizan simultneamente en el proceso de pasterizacin, utilizando algunos de los siguientes mtodos: Vacreacin: Consiste en inyectar vapor a la crema, seguida de una evaporacin al vaco Cmara de desgasificacin: Es una cmara adjunta al pasteurizador por donde pasa la crema y es desgacidificada. Pasar la crema caliente despus de la pasterizacin a travs de un refrigerante abierto.

La desodorizacin no es muy eficiente y se corre el riesgo de que se contamine la crema.

5. Pasteurizacin: El objeto de la pasteurizacin de la crema es eliminar los microorganismos patgenos presentes en ella. As como tambin, la desnaturalizacin de las enzimas que aceleran el deterioro de la mantequilla como la lipasa, peroxidasa y proteasa. Las cuales, se desnaturalizan a temperaturas por encima de los 80 C. La pasteurizacin puede ser pasteurizacin lenta en marmita de doble camisa a 90C durante 30 minutos o pasteurizacin alta a temperatura de 85C por un tiempo de retencin de 8 a 15 segundos utilizando un pasteurizador de placas.

6. Maduracin: La maduracin de la crema para mantequilla puede hacerse de forma fsica y biolgica. La fsica consiste en la cristalizacin de la materia grasa por medio de bajas temperaturas (2 4C). Tiene como finalidad evitar prdidas de grasa en el suero, permite una mejor formacin de granos de mantequilla y evita la arenosidad en el producto final. La maduracin biolgica se realiza por medio de la adicin de cultivo lctico a la crema produciendo cido lctico y sustancias que le imprimen aroma y sabor caracterstico. Los cultivos que se utilizan en la elaboracin de mantequilla son de tipo mesfilo y estn compuestos por cepas de Streptococcus lactis (m.o acidificante productor de cido lctico) y Streptococcus cremoris Streptococcus diacetilactis Leuconostoc citrovorum (productores de diacetilo). La adicin del cultivo se hace en proporcin del 2 al 4%. La temperatura de inoculacin del cultivo lctico es de 22 25C y una vez que se ha alcanzado un pH de 4.9 a 5.1 indica que la acidificacin ha tenido lugar. Y se procede al enfriamiento de la crema madurada hasta una temperatura entre 0 4C. Al respecto, se tiene que el proceso de formacin de mantequilla, exige que la grasa se encuentre cristalizada por cuanto la mantequilla se caracteriza por ser un producto de consistencia slida. Es as que la crema debe refrigerarse con el fin de evitar la formacin de cristales pequeos, consistencia blanda. S los cristales son grandes, la mantequilla ser ms consistente.

Uno de los controles que se practican a la mantequilla corresponde a la determinacin del punto de fusin (punto de solidificacin) de la grasa depende principalmente de la proporcin de cidos grasos insaturados. Entonces, determinndose el ndice de yodo puede encontrarse la proporcin de cidos grasos insaturados. El ndice de yodo expresa el peso en gramos de este halgeno necesario para saturar los enlaces dobles de 100g de grasa. Sin embargo en la prctica se utiliza ms el ndice de refraccin por ser ms fcil de encontrar y del ndice de refraccin se puede deducir el ndice de yodo; utilizando la frmula de Platn y Olsen:

Donde corresponde al ndice de yodo y al ndice de refraccin

7. Batido: La finalidad del batido es transformar la crema en mantequilla. Durante esta operacin, la emulsin se separa de la fase acuosa durante el batido. Antes de iniciar con el batido, es importante verificar el pH de la crema despus de la maduracin. En ese sentido, la nata ha alcanzado el punto para batir cuando el pH se encuentra en el rango de de 4.9 a 5.1. Aunque se tienen dos rangos de pH que determinan el porcentaje de suero de mantequilla, es importante verificar este parmetro pues dependiendo de l, pueden darse defectos en la mantequilla. Los rangos son: para pH entre 4.65 4.9 se tiene un volumen de suero de mantequilla del 15 al 25% y para rangos de pH de 5.0 5.3 se tienen volmenes de suero de mantequilla en proporcin de 26 al 40%. Otro aspecto importante de verificar es la temperatura de la crema antes del batido pues de esta depende en gran parte, el grado de cristalizacin de la mantequilla. Al respecto, Almanza (1995) afirma que la temperatura ideal de la crema para el batido se encuentra entre 8 y 14C.

Figura N 2. Tanque de maduracin de crema para mantequilla.

Fuente: Mantequilla Desoria. Disponible en: http://www.mantequilladesoria.com/content/view/17/9/.

El tanque de batido debe enfriarse para que no transmita calor a su contenido. Adems es importante determinar la cantidad de crema que debe contener la batidora de mantequilla; la cual depende del contenido graso de la crema que generalmente es de 40%. Al respecto, se tiene que el volumen de crema depositado en la batidora no sobrepasa el 50% de su capacidad; as queda garantizada la mezcla homognea de la crema durante el batido. La cantidad de crema con la que haya que cargarse la batidora se calcula por aproximacin con la siguiente frmula:

Donde: = cantidad de crema, en litros, que deben ingresar a la batidora; = volumen (capacidad total de la batidora, en litros); = contenido graso de la crema en porcentaje.

Ejemplo:Se tiene crema madurada estandarizada a 40%MG. y madurada. Se dispone de una batidora con capacidad de 10000 litros. Cunta crema es posible cargar en la batidora de la crema estandarizada que se tiene?

Se tiene: = 10000 litros; = 40%, entonces reemplazando en la frmula se tiene:

Entonces, la batidora debe cargarse con 2.500l de crema.

La formacin de mantequilla se caracteriza por la aglomeracin de los glbulos grasos de crema perceptibles a la vista y por la aparicin de suero de mantequilla o mazada. En general, la batidora de crema para mantequilla es de forma cilndrica horizontal o de forma cnica con paletas en el interior con las cuales se favorece la agitacin de la crema. En la batidora se produce un intensa agitacin mecnica lo que hace que se incorpore aire al producto originndose una espuma de burbujas muy pequeas. Entonces, los glbulos grasos que al principio se encuentran distribuidos uniformemente, se amontonan en las superficies de contacto con el aire producindose la aglomeracin y expulsin del suero. El xito de esta operacin, est influenciada por la temperatura de ingreso de la crema, el grado de acidez obtenido en la maduracin lo que repercute en la consistencia de la mantequilla formada (grado de cristalizacin) y el contenido graso que se hubiera perdido en la mazada. Al respecto, Spreer et al. (1975) manifiesta que las prdidas de contenido graso no deben superar el 0.6% si se quiere obtener buenos rendimientos en la fabricacin de mantequilla.

Las perdidas relativas de grasa se calculan por medio de la siguiente frmula:

Donde: = prdida relativa de grasa; = contenido graso de la crema y = contenido graso de la mazada

Ejemplo:Tomando como referencia el ejemplo anterior, calcular las prdidas de grasa si el contenido graso de la mazada es del 0.20%

Utilizando la frmula se tiene:

Las prdidas relativas de 0.20% se encuentran dentro de valores aceptables, por debajo del 0.6% 8. Desuere: consiste en extraer el suero de mantequilla (mazada) una vez que los granos formados alcancen un espesor de 5mm. El suero de mantequilla es insumo para elaboracin de refrescos a base de suero y leche o suero y yogur; tambin se utiliza en la elaboracin de requesn o se distribuye para consumo animal.

9. Lavado: El lavado tiene como finalidad separar las partculas de mazada que hayan quedado adheridos a los granos de mantequilla pues este puede fermentarse y causara deterioro en la mantequilla. El lavado puede hacerse 2 o 3 veces adicionando agua en un 25% en relacin con el volumen inicial de crema. Importante tener en cuenta que el agua debe ser pasterizada y a temperatura de 8C mximo 10C. El agua de lavado puede extraer sustancias no grasas como protena y lactosa. La protena, se pueden precipitar por calor calentando el agua a 45C las cuales se emplean como insumo en la elaboracin de alimentacin para ganado.

10. Amasado: El amasado tiene varias finalidades como: convertir los granos de mantequilla en una masa homognea, regular el contenido de humedad del producto final, dar consistencia y presentacin satisfactoria. Se tiene que la capacidad de conservacin de la mantequilla est dada por la distribucin uniforme del agua, el contenido de humedad final y de los slidos no grasos y grasa mnima.

Durante el amasado, la mantequilla pasa de niveles del 60% de humedad a un 16%. Al respecto, la mantequilla es exprimida, estirada y golpeada con el fin de convertirse en una masa homognea. Adems las batidoras que tienen rodillos laminan la mantequilla mejorando la consistencia de la misma.

11. Salado: La salazn de la mantequilla es opcional puesto que en repostera y panadera la mantequilla se consume sin sal. Sin embargo, la salazn de la mantequilla mejora el sabor y ayuda a prevenir el desarrollo de carga microbiana contaminante. La adicin de sal puede hacerse en seco adicionando directamente a la batidora o preparando una salmuera. Para la adicin de salmuera se utiliza una bomba que dosifica uniformemente la solucin en la batidora.

12. Empaque: La mantequilla debe ser empaquetada o envasada despus de su elaboracin para que la estructura no sufra fraccionamiento. El empaque da presentacin comercial y protege al producto de posibles contaminaciones. Es as que la calidad del material de empaque es importante pues dependiendo de la calidad de este se asegura la conservacin del producto. En ese sentido, se recomienda utilizar papel aluminio con el fin de evitar la rancidez de la mantequilla producida principalmente por al exposicin del producto a los rayos de la luz.

El material de empaque debe tener los siguientes requisitos: Ser inactivo con respecto a los componentes de la mantequilla de manera que no permita la trasmisin de olores extraos. Ser compatible con los componentes de la mantequilla. Ser una barrera e impedir la contaminacin del producto Ser impermeable al oxgeno. As se evita la oxidacin de la grasa y el desarrollo de microorganismos indeseables como levaduras y mohos. Ser impermeable a la humedad y vapor de agua para prevenir prdidas por evaporacin Tener buena conductividad trmica para facilitar el enfriamiento rpido del producto una vez que sea empacadoLos principales materiales utilizados como empaque de la mantequilla son el papel vegetal, papel revestido de polietileno, papel de aluminio laminado.Una vez empacado el producto, debe ser almacenado en una cmara frigorfica a temperatura de 4 10C. Importante tener en cuenta el nmero de filas de mantequilla apiladas en el almacenamiento; el cual, no debe ser mayor a cinco filas pues las primeras sufren deformacin al soportar el peso excesivo.

Figura N 3. Esquema diagrama de flujo elaboracin de la mantequillaFuente: Estandarizacin de un proceso para la elaboracin de una bebida lctea. Disponible en: http://www.globaldairytrade.info/spanish/Resultados/SuerodemantequillaenpolvoBMP.aspx.

Rendimiento de la mantequillaEl rendimiento de la mantequilla se traduce en la cantidad de mantequilla fabricada a partir de 100l 100Kg de leche. Veisseyre, et al.(1980). Para Spreer et al.(1975) el rendimiento de la mantequilla se expresa por las unidades grasas que han sido necesarias para la elaboracin de un Kg de mantequilla.En la prctica; el rendimiento de la mantequilla, debe calcularse en cada lote de produccin fabricado en la compaa. Se tiene que segn la disposicin legal, la mantequilla debe contener un 16% de agua como mximo y 80% de materia grasa como mnimo. Los clculos de rendimientos son necesarios pues permiten evidenciar prdidas durante el proceso o verificacin de un procedimiento adecuado de produccin en todas las etapas de fabricacin.Para efectos del rendimiento de mantequilla se presentan ejemplos prcticos por resolver:Ejemplo 1:Cuantos Kg. de leche con 3.0%MG son necesarios para obtener 1Kg de mantequilla si el rendimiento es de 80UG (unidades grasas)?Como el rendimiento de la mantequilla expresa las unidades grasas que han sido necesarias para la elaboracin de un Kg de mantequilla se tiene:1 kg de leche 3,0 UGX kg de leche 80 UGResolviendo se tiene: X = 27,6 kg de leche

Ejemplo 2.En una planta lechera ingresan 50.000Kg de leche con 40g por Kg. Tambin se cuenta con crema de 300g por Kg, leche descremada con 0.3g por Kg. Se ha procesado mantequilla cuya materia grasa arroj 800g por Kg con 15% de humedad; as tambin, el suero de mantequilla o mazada evaluado por el laboratorio report 2g de grasa por Kg. Se pide calcular el rendimiento de la mantequilla procesada.Se plantean las siguientes ecuaciones:C = CremaB = Mantequilla50.000Kg C = Peso de leche descremada.C B = Peso del suero de mantequilla o mazada.Primera parte:MG x Peso leche entera = MG x B + MG x (50.000 C) + MG x (C B). Despejando:40 x 50.000 = 800 x B + 0.3 x (50.000 C) + 2 (C B)2.000.000 = 800B + 15.000 0.3C + 2C 2B1.985.000 = 798B + 1.7CB = 1.985.000 1.7C/798

Segunda parte:MG x Peso leche entera = 300 x C + 0.3 x (50.000 C)40 x 50.000 = 300 x C + 15.000 0,3C1.985.000 = 300C 0.3CC = 1.985.000 / 299.7C = 6.623Kg crema

B = 1.985.000 1.7 (6.623) / 798B = 1.985.000 11.259 / 798B = 2,473Kg Mantequilla

El rendimiento terico de la mantequilla es de 2,4 Kg por cada 100Kg de leche.Ing. Quim. T. G. Vignolo _Boggio Profesor del cursoPgina 1