Universidad de La Salle Universidad de La Salle Ciencia Unisalle Ciencia Unisalle Ingeniería de Alimentos Facultad de Ingeniería 1-1-2001 Utilización de empujes de la línea de yogur en formulación de Utilización de empujes de la línea de yogur en formulación de helados de crema helados de crema Erika Castañeda Moya Universidad de La Salle, Bogotá Follow this and additional works at: https://ciencia.lasalle.edu.co/ing_alimentos Citación recomendada Citación recomendada Castañeda Moya, E. (2001). Utilización de empujes de la línea de yogur en formulación de helados de crema. Retrieved from https://ciencia.lasalle.edu.co/ing_alimentos/673 This Trabajo de grado - Pregrado is brought to you for free and open access by the Facultad de Ingeniería at Ciencia Unisalle. It has been accepted for inclusion in Ingeniería de Alimentos by an authorized administrator of Ciencia Unisalle. For more information, please contact [email protected].
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Universidad de La Salle Universidad de La Salle
Ciencia Unisalle Ciencia Unisalle
Ingeniería de Alimentos Facultad de Ingeniería
1-1-2001
Utilización de empujes de la línea de yogur en formulación de Utilización de empujes de la línea de yogur en formulación de
helados de crema helados de crema
Erika Castañeda Moya Universidad de La Salle, Bogotá
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Citación recomendada Citación recomendada Castañeda Moya, E. (2001). Utilización de empujes de la línea de yogur en formulación de helados de crema. Retrieved from https://ciencia.lasalle.edu.co/ing_alimentos/673
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UTILIZACIÓN DE EMPUJES DE LA LÍNEA DE YOGUR EN FORMULACIÓN DE
HELADOS DE CREMA
ERIKA CASTAÑEDA MOYA
UNIVERSIDAD DE LA SALLE
FACULTAD DE INGENIERÍA DE ALIMENTOS
BOGOTA
2001
UTILIZACIÓN DE EMPUJES DE LA LÍNEA DE YOGUR EN FORMULACIÓN DE
HELADOS DE CREMA
ERIKA CASTAÑEDA MOYA
Trabajo de grado presentado como requisito para optar al título de Ingeniera de Alimentos
Director: ESPERANZA NEIRA BERMÚDEZ
Zootecnista
Coordinador: MANUEL VÁSQUEZ H.
UNIVERSIDAD DE LA SALLE
FACULTAD DE INGENIERÍA DE ALIMENTOS
BOGOTA
2001
Nota de aceptación
______________________
______________________
______________________
______________________ Presidente del jurado
______________________ Jurado
______________________ Jurado
Bogotá, D.C., Marzo del 2001
“Ni la Universidad, ni el jurado
son responsables de las ideas,
expuestas por los graduandos”
A mis padres Eduardo y Julia,que me han apoyado en todaslas etapas de mi vida, gracias alamor, confianza y dedicaciónque me brindaron, alcance unameta tan anhelada para todos.
A mi hermano Edward, que es unejemplo a seguir, le deseo lomejor del mundo, que sigaalcanzando muchos éxitoscomo hasta el momento.
AGRADECIMIENTOS
Agradezco a la empresa MEALS DE COLOMBIA S.A., por el apoyo
institucional que me brindaron para el desarrollo de este proyecto. A
Esperanza Neira Mora, Universidad de la Salle, directora de este proyecto
por sus valiosos aportes, conocimiento y sugerencias importantes para la
culminación de este trabajo. A Juan Manuel Vásquez,, Jefe de
Mantenimiento, Meals de Colombia, asesor del trabajo, por su accesoria y
colaboración en el trabajo de campo. Eliseo Cuellar, Jefe de Producción,
Meals de Colombia, por darme la oportunidad de realizar este proyecto en
tan prestigiosa empresa. Al departamento de programación de la
producción de Meals de Colombia. A Ruth Rodríguez, Coordinadora de
Planta Piloto, Universidad de la Salle, por su accesoria y ayuda en el
trabajo de laboratorio. A Carlos Bello Pérez, Universidad de la Salle, por
accesoria incondicional brindada en el análisis estadístico de los datos. A
Edward Castañeda, Universidad de Louisiana, Lafayette, por su valiosos
conocimiento y ascesoria para realizar el análisis estadístico. A Lena Prieto,
Ingeniera química, Universidad de la Salle, por su ascesoria brindada a la
parte de balances de materia y energía. A patricia Borray, Secretaria
Académica, Universidad de la Salle, por brindarme su apoyo en las
dificultades presentadas para la realización de este proyecto. En general
quiero agradecer a todos los profesores que desde primer semestre, hasta
décimo semestre, me brindaron sus conocimientos y apoyo para culminar
mi carrera.
CONTENIDO
Pág.
INTRODUCCIÓN 15
OBJETIVOS 17
OBJETIVO GENERAL 17
OBJETIVOS ESPECÍFICOS 17
1. MARCO TEÓRICO 19
1.1. LECHES FERMENTADAS 19
1.1.1. Generalidades 19
1.1.2. Definición de yogur 20
1.1.3. Definición de kumis colombiano 20
1.1.4. Materia prima para la elaboración de leches fermentadas 20
1.1.4.1. Leche cruda 20
1.1.4.2. Leche en polvo 21
1.1.4.3. Azúcar o agentes edulcorantes 21
1.1.4.4. Estabilizantes y / o emulsificantes 21
1.1.4.5. Fermentos lácticos 22
1.1.4.6. Aromatizantes y colorantes 22
1.1.5. Proceso productivo 22
1.1.5.1. Selección de la leche 23
1.1.5.2. Pasterización 23
1.1.5.3. Homogenización 24
1.1.5.4. Inoculación del cultivo 25
1.1.5.5. Siembra e incubación 25
1.1.5.6. Envasado 26
1.1.5.7. Refrigeración 26
1.1.5.8. Conservación 27
1.1.6. Legislación Nacional 27
1.2. HELADOS 27
1.2.1. Generalidades 27
1.2.2. Definición de helado 28
1.2.3. Materia prima para la elaboración de helado 28
1.2.3.1. Leche cruda 28
1.2.3.2. Grasa de leche 28
1.2.3.3. Sólidos no grasos 29
1.2.3.4. Edulcorantes 30
1.2.3.5. Estabilizantes 30
1.2.3.6. Emulsionantes 31
1.2.3.7. Colorantes y aromatizantes 31
1.2.4. Proceso productivo 31
1.2.4.1. Formulación 31
1.2.4.2 Tanque y preparación de la mezcla 32
1.2.4.3. Pasterización 32
1.2.4.4. Homogenización 32
1.2.4.5. Enfriamiento 33
1.2.4.6. Maduración 33
1.2.4.7. Aromatización 33
1.2.4.8. Congelación y batido parcial 33
1.2.4.9. Envasado 34
1.2.4.10. Endurecimiento 34
1.2.4.11 Almacenamiento y conservación 34
1.2.5. Legislación Nacional 35
1.3. ABASTECIMIENTO DE AGUA EN LA INDUSTRIA LÁCTEA 35
1.3.1 Calidad del agua 36
1.3.2. Aguas residuales 37
2. METODOLOGÍA 40
2.1. IDENTIFICACIÓN DE PRIORIDADES 40
2.2. TOMA DE MUESTRAS 41
2.3. ANÁLISIS DE LABORATORIO 42
2.3.1. Análisis estadístico 43
2.4. FORMULACIÓN DE HELADOS DE CREMA UTILIZANDO EL
EMPUJE 44
2.5. PRUEBA PILOTO DE LAS FORMULACIONES 45
2.6. EVALUACIÓN SENSORIAL 46
2.7. EVALUACIÓN AMBIENTAL 46
3 RESULTADOS 47
3.1. IDENTIFICACIÓN DE PRIORIDADES 47
3.1.1. Reconocimiento de la planta 47
3.1.2. Diagrama de proceso para la elaboración de yogur y
helado de crema
51
3.1.3. Identificación de los puntos donde se realiza el empuje 51
3.1.4. Cantidad de producto perdido en la línea de yogur 57
3.2.. TOMA DE MUESTRAS 58
3.2.1. Estandarización 58
3.2.2. Recolección de muestras 61
3.3. ANÁLISIS DE LABORATORIO 62
3.3.1. Análisis fisicoquímicos 62
3.3.2. Análisis estadístico 62
3.3.3. Análisis microbiológicos 66
3.4. FORMULACIONES DE HELADOS DE CREMA 68
3.4.1. Balance de materia 81
3.5. ELABORACIÓN DE HELADO DE CREMA CON Y SIN ADICIÓN
DE EMPUJE 88
3.6. EVALUACIÓN SENSORIAL 89
3.7. EVALUACIÓN AMBIENTAL 91
CONCLUSIONES 92
RECOMENDACIONES 94
BIBLIOGRAFÍA 95
ANEXOS 98
LISTA DE TABLAS
Pág.
Tabla 1. Carga contaminante de sueros (g / lt) 39
Tabla 2. Equipos utilizados en la línea de yogur 47
Tabla 3. Equipos utilizados en la línea de helados de crema 49
Tabla 4. Identificación de los empujes de la línea de yogur 56
Tabla 5. Promedio y estandarización de los tiempos para la
obtención de los empujes (tiempo 1) 60
Tabla 6. Promedio y estandarización de los tiempos para la
obtención de los empujes (tiempo 2) 68
Tabla 7. Análisis fisicoquímicos del empuje 63
Tabla 8. Caracterización del empuje 64
Tabla 9. Análisis microbiológicos del empuje 67
Tabla 10. Parámetros para la elaboración de las bases de helado
crema 68
Tabla 11. Datos de producción diaria de mezcla de helado 69
Tabla 12. Formulación para crema corriente 70
Tabla 13. Formulación para crema corriente con adición de
empuje 71
Tabla 14. Formulación para crema especial 72
Tabla 15. Formulación para crema especial con adición de empuje 73
Tabla 16. Formulación para crema premiun 74
Tabla 17. Formulación para crema premiun con adición de empuje 75
Tabla 18. Formulación para crema arequipito 76
Tabla 19. Formulación para crema arequipito con adición de
empuje 77
Tabla 20. Formulación para crema de chocolate 78
Tabla 21. Formulación para crema de chocolate con adición de
empuje 79
Tabla 22. Costos de materia prima para la elaboración de los
helados de crema sin adición y con adición de empuje 80
Tabla 23 Porcentaje de perdidas y de rendimientos de los helados
de crema con base al balance de materia 87
Tabla 24. Demanda biológica de oxigeno en cinco días (DBO5) 91
LISTA DE FIGURAS
Pág.
Figura 1. Diagrama de proceso para la elaboración de yogur 52
Figura 2. Diagrama de proceso para la elaboración de helado de
crema 54
Figura 3. Balance de materia: Elaboración de crema corriente sin
empuje 83
Figura 4. Balance de materia: Elaboración de crema corriente con
adición de empuje 85
LISTA DE ANEXOS
Pág.
Anexo A. Legislación 2310 del Ministerio de Salud para yogur, kumis
y helado 98
Anexo B. Cantidad de producto perdido en la línea de yogur
102
Anexo C. Resultados del análisis estadístico 107
Anexo D. Balance de materia para la elaboración de crema
corriente y crema corriente con adición de empuje 110
Anexo E. Test de la prueba triangular 119
Anexo F. Tabla de interpretación de resultados de la prueba
triangular 120
15
INTRODUCCIÓN
Colombia, con gran cantidad de recursos agropecuarios, esta en
capacidad de abastecer la materia prima para todo el sector de la
industria, porque somos grandes productores de leche, ganado y frutas, es
por esto, que el mercado de los productos lácteos se ha expandido
notoriamente, debido al consumo masivo de estos productos y
colocándolos muy bien posicionados en el mercado.
La globalización de la economía con sus efectos de apertura,
concentración de la oferta, fusión de empresas, alianzas estratégicas, ha
colocado a la industria, y entre ellas a MEALS DE COLOMBIA S. A., ante una
exigente competencia nacional e internacional; lo cual la obliga a realizar
de manera urgente las transformaciones que sean necesarias para
garantizar su permanencia en el mercado.
Para enfrentar estos fenómenos con éxito, la empresa ha decidido mejorar
y asegurar su proceso productivo; en consecuencia, surge la idea de
utilizar los empujes de la línea de yogur en la formulación de helados de
crema, con el propósito de buscar una solución que conduzca a un mejor
manejo de los recursos durante el proceso, y así reducir las materias primas
y contaminación ambiental.
16
Para conseguir este propósito, se hizo un reconocimiento a la planta de
producción para identificar los puntos en donde se obtiene el empuje; se
tomaron los tiempos de duración para la obtención del empuje, con el
propósito de estandarizar dicho tiempo y así recoger el empuje con las
mismas características fisicoquímicas y sensoriales; posteriormente se
comenzó a recoger el empuje en un tanque de la planta de producción
para realizarle análisis fisicoquímicos y caracterizar la mezcla que va a ser
utilizada como materia prima para la elaboración de los helados de
crema. Una vez caracterizada la mezcla se hizo una prueba piloto, se
escogió la crema corriente la cual se elaboro con y sin la adición del
empuje para determinar si es o no posible adicionar el empuje a los
helados de crema; una vez elaborado el producto se evaluó
sensorialmente ante un panel de consumidores, con el fin de observar si
existen o no diferencias entre los dos tipos de helado de crema
elaborados. Finalmente se evaluó la reducción de la carga contaminante
de las aguas residuales al utilizar el empuje en la elaboración de los
helados de crema,
17
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
Utilizar los empujes de la línea de yogur en la formulación de helados de
crema.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
v Caracterizar la mezcla de los empujes de la línea de yogur, para la
recuperación y aprovechamiento de las mermas obtenidas,
mediante análisis fisicoquímicos y microbiológicos.
v Proponer una solución a la recuperación de los empujes para su
posterior reutilización en la formulación de helados de crema, según
la caracterización realizada al empuje.
v Realizar un análisis sensorial al producto elaborado con la utilización
y sin la utilización del empuje, mediante un panel de degustación.
v Realizar un análisis de costos de materias primas para estimar la
factibilidad del proyecto y su puesta en marcha.
18
v Evaluar la reducción de la carga contaminante al utilizar el empuje
en la elaboración de los helados de crema.
19
1. MARCO TEÓRICO
1.1. LECHES FERMENTADAS
1.1.1. Generalidades
Los productos lácteos fermentados, leches fermentadas o productos de
leche ácida, son productos que se caracterizan por que obtiene un
carácter ácido y una típica textura, por experimentar una fermentación
láctica unida a una producción de aroma.
Las leches fermentadas se encuentran entre los productos lácteos que
gozan de una creciente demanda por parte de los consumidores
contribuyendo a equilibrar el bajo consumo de leche.
La inmensa variedad de complementos como frutas, sabores y aromas,
que se les pueden añadir permite ofrecer al consumidor una amplia gama
de productos. Además es posible reducir el contenido calórico de las
leches fermentadas: entera, semidescremada y descremada, reduciendo,
el contenido de lactosa, mejorando la digestibilidad de esta, en especial
para personas con deficiencias de B-galactosidasa con el fin de lograr
unos hábitos alimenticios más sanos.
20
1.1.2. Definición de yogur
La definición de yogur según la resolución 2310 del Ministerio de Salud “es
un producto de leche higienizada, coagulada por acción del Lactobacillus
delbrueckii var. bulgaricus y Streptococcus salivarius var. thermophilus, los
cuales deben ser viables y abundantes en el producto final.” 1
1.1.3. Definición de kumis colombiano
Según la resolución 2310 del Ministerio de Salud el kumis “es el producto
obtenido a partir de la leche higienizada, coagulada por la acción de
Streptococcus lactis y / o cremoris, los cuales deben ser abundantes y
viables en el producto final.” 1
1.1.4. Materias primas para la elaboración de leches fermentadas
1.1.4.1. Leche cruda
La leche es un líquido secretado por las glándulas mamarias de los
mamíferos, cuyo fin es servir como alimento para sus crías y materia prima
para la elaboración de diversos productos lácteos. La leche cruda se
considera como una leche que no ha sido calentada ni sometida a ningún
tratamiento térmico.
1 Resolución 2310 del Ministerio de Salud
21
1.1.4.2. Leche en polvo
En la industria láctea es muy frecuente la utilización de leche en polvo,
entera o descremada, para el enriquecimiento de la leche destinada a la
elaboración de leches fermentadas de consistencia espesa y suave. La
proporción de leche en polvo añadida a la mezcla base puede oscilar de
un 1 a un 6 %, según la calidad de la leche inicial. 2
1.1.4.3. Azúcares o agentes edulcorante
Normalmente en la elaboración de leches fermentadas se suelen adicionar
azúcares o agentes edulcorantes. La principal finalidad es atenuar la
acidez del producto. La cantidad de azúcar o edulcorantes añadidos
depende de: el tipo de agente edulcorante o azúcar utilizado; las
preferencias de los consumidores; la fruta utilizada; los posibles efectos
inhibidores sobre los microorganismos estárter, las limitaciones legales y las
condiciones económicas.
Los principales azúcares utilizados en la industria de leches fermentadas
son: sacarosa y glucosa.
1.1.4.4. Estabilizantes y emulsionantes
Para la elaboración de diversos productos lácteos se utilizan estabilizantes y
/ o emulsionantes, su finalidad es mejorar y mantener las características
deseables de leches fermentadas, es decir, textura, viscosidad,
consistencia, aspecto y cuerpo.
2 Vease, TAMINE, A. V. Yogur, ciencia y tecnología
CENZANO, I. Nuevo manual de industrias alimentarias
22
1.1.4.5. Fermentos lácticos
Los fermentos lácticos o cultivos lácticos son microorganismos
seleccionados que se emplean en la industria láctea para conferir a los
productos características determinadas como sabor, aroma, textura y
apariencia.
Comercialmente los cultivos lácticos vienen en diferentes presentaciones,
su uso depende del tipo de industria y de los equipos que posean.
Actualmente en Colombia no hay empresas productoras de cultivos
iniciadores por lo tanto, hay que importarlos; los más utilizados son
liofilizados y congelados.
1.1.4.6. Aromatizantes y colorantes
Normalmente se añade a las leches fermentadas agentes aromatizantes
(frutas, aromas naturales y sintéticos) con el fin de intensificar el aroma, y
colorantes (naturales o sintéticos) para mejorar su color y atractivo del
producto, con el propósito de tener un producto de mejor calidad y
presentación para los consumidores.
1.1.5. Proceso productivo
La tecnología aplicada a la elaboración de leches fermentadas depende
fundamentalmente del tipo de leche fermentada se va a procesar o
elaborar: postre, batido o líquidos.
23
En el proceso de elaboración de leche fermentada se parte de leche
seleccionada pasterizada y normalizada en su contenido de grasa y
sólidos no grasos.
La leche a procesar ha de estar exenta de sustancias inhibidoras para las
bacterias, como antibióticos, detergentes, etc.
Los métodos de fabricación de las distintas clases de leche fermentada no
difieren mucho en lo esencial. A continuación se describe de forma muy
general este proceso:
1.1.5.1. Selección de la leche
Para la elaboración de leches fermentadas se han utilizado leches de
distintas especies, y en función de la leche utilizada se pueden presentar
variaciones en las características de las leches fermentadas.
La leche mas apropiada es la que posea un contenido elevado de
proteínas, a pesar de ello, no es necesario elegir una leche con una
proporción elevada de extracto seco ya que este puede ser aumentado
mas tarde por medio de otros recursos como la adición de leche en polvo.
Lo más importante es considerar su contenido microbiano y la ausencia de
sustancia inhibidoras.
1.1.5.2. Pasterización
Es fundamental que a nivel tecnológico y sanitario la leche destinada a la
elaboración de leche fermentada sea pasterizada.
24
Para que la leche fermentada adquiera su típica consistencia no solo es
importante que tenga lugar la coagulación ácida, si no también la
desnaturalización de las proteínas, lo cual se produce a temperaturas
mayores de 75 °C, consiguiéndose los mejores resultados de consistencia
en leches fermentadas a una temperatura entre 85 y 95 °C durante 3 a 10
minutos. 3
En la pasterización se eliminan los microorganismos patógenos al hombre
causantes de enfermedades como la tuberculosos, brucelosis y
salmonelosis y también un gran número de bacterias accidentales, algunas
de las cuales pueden dificultar el crecimiento del cultivo iniciador.
1.1.5.3. Homogenización
La homogenización consiste en la formación de una emulsión más estable
reduciendo el tamaño de los glóbulos grasos y aumentando el volumen de
las partículas de caseína. Los glóbulos grasos no se aglutinan durante la
coagulación y el coágulo resulta más blando.
El objetivo principal de la homogenización es mejorar el sabor, la textura,
disminuir la tendencia a la sinéresis, reducir la formación de nódulos,
aumentar la viscosidad, e impedir el desnatado
La homogenización se realiza a una temperatura de 58 - 70 °C y a una
presión de 100 a 200 Kg./cm 2 , normalmente en una sola fase. 4
3 Vease, Ibid., pág. 21
LUQUET, M. Leche y productos lácteos
4 Ibid., pág. 24
25
1.1.5.4. Inoculación del cultivo.
El cultivo debe aportar a la leche las bacterias ácido lácticas, que son
responsables del proceso de acidificación y fermentación. Dado que la
calidad del producto depende fundamentalmente de este caso, es
necesario prestar atención a la composición y características del cultivo.
Las temperaturas más favorables para el desarrollo del Streptococcus
salivarius var. termophilus son de 38 – 44 °C, las de los Lactobacillus
delbrueckii var. bulgaricus de 41 – 46 °C y las Streptococcus lactis var.
Lactis son de 20 a 25 °C, las de Streptococcus lactis var, cremoris son de 20
a 25 °C. 5
Para la utilización del cultivo estárter se debe tener en cuenta las
especificaciones del fabricante.
1.1.5.5. Siembra e incubación
La siembra consiste en la inoculación de los gérmenes específicos de la
leche fermentada y la incubación correspondiente al desarrollo de la
acidez, el cual depende de dos factores: la temperatura y el tiempo.
Una vez sembrado el cultivo se inicia el proceso de incubación. Se
caracteriza por provocarse la coagulación completa de la caseína de la
leche a pH 4.6 , producida por las bacterias acidolácticas.
5 NEIRA, B. Y LOPEZ, T. Guía técnica para la elaboración de productos lácteos
26
Es imprescindible vigilar el pH, pues solo así se puede determinar el
momento exacto en que se termina la incubación y detener el crecimiento
por medio de enfriamiento.
1.1.5.6. Envasado
El principal objetivo es proteger los productos contra efectos mecánicos
físicos, químicos y microbiológicos. Inmediatamente después del
enfriamiento se envasa la leche fermentada en los recipientes destinados a
la venta.
1.1.5.7. Refrigeración
La refrigeración se llevara a cabo tan pronto como sea posible para que
la leche fermentada no se acidifique en exceso, retardando las reacciones
bioquímicas y biológicas que tienes lugar en el producto.
Durante las primeras 24 – 48 horas de almacenamiento en refrigeración se
observa una mejora de las características físicas del coágulo,
principalmente la consistencia y el aroma. 6
1.1.5.8. Conservación
Las leches fermentadas deben conservarse de quince a veintiún días
aproximadamente, a una temperatura menor de 7 °C, conservando sus
características organolépticas, fisicoquímicas y microbiológicas que lo
hacen apto para el consumo sin deterioro de su valor nutritivo, además,
deben consumirse lo más rápido posible después de abierto el envase. 7
6 Ibid., pág. 247 Ibid, pág. 20
27
1.1.6. Legislación Nacional
El Ministerio de Salud según la resolución 2310 del 24 de enero de 1986
clasifica el yogur y kumis en:
Según su contenido de grasa láctea
v Entero
v Semidescremado
v Descremado
Según se adicione o no azúcar
v Con dulce
v Sin dulce
Las características fisicoquímicas y microbiológicas del yogur, kumis y
helados, se encuentran en el anexo A.
1.2. HELADOS
1.2.1. Generalidades
El helado es un producto que lo consumen grupos de todas las edades, es
muy nutritivo y satisface las necesidades de energía, proteína y calcio de
muchas personas que por una u otra razón no consumen suficiente
cantidad de leche u otros productos lácteos. El helado es un producto que
debe ser natural y verdadero en cuanto dulzor y aroma. El producto debe
ser rico, suave y cremoso al paladar.
28
1.2.2. Definición de helado
Es el producto higienizado, obtenido a partir de una mezcla homogénea
de grasa, sólidos no grasos lácteos, azúcares, estabilizantes, emulsificantes,
saborizantes, colorantes y aire, batida a bajas temperaturas, presentado al
consumidor en estado de congelación total o parcial según la variedad
del helado, cuyo producto resultante es de textura, cuerpo suave y
agradable. 8
1.2.3. Materias primas para la elaboración de helado
1.2.3.1. Leche cruda
La definición puede verse en el numeral 1.1.4.1 de la página 21.
1.2.3.2. Grasa de leche
Un buen helado esta asociado con la cantidad de grasa involucrada en
él. Entre mas sea su contenido de grasa el helado se considera como
excelente (premiun).
De las fuentes de grasa concentrada disponibles, la mas utilizada es la
nata o crema que imparte unas características muy buenas al producto
final. Se puede fabricar helado utilizando mantequilla, nata dulce o grasa
anhidra.
8 Vease, LUQUET, M. Leche y productos lácteos
NEIRA, B. Y LOPEZ, T. Guía técnica para la elaboración de productos lácteos
29
La grasa de la leche imparte buenas características de textura, cuerpo,
riqueza y suavidad; proporciona un delicado aroma y actúa
sinérgicamente con los aromas añadidos, aunque produce una cierta
disminución en la velocidad de batido.
1.2.3.3. Sólidos no grasos
Son los sólidos de la leche, menos la grasa. Esta leche tiene
aproximadamente 35 % de proteína y 55 % de azúcar de leche (lactosa). 9
El efecto funcional de los sólidos no grasos de la leche se debe por entero
a las proteínas de la leche. Durante la homogenización la proteína es
absorbida en la superficie de los glóbulos de grasa, para mejorar la
estabilidad de la emulsión y aumentar la resistencia de la mezcla a
cortarse durante las etapas de congelamiento y batido, ya que la proteína
se distribuye y concentra en la superficie de las burbujas de aire,
proporcionando una textura suave al helado. Sin proteína seria muy difícil
incorporar el volumen apropiado de aire.
Una cantidad excesiva de sólidos no grasos puede causar efectos
indeseados, ocasionando arenosida al helado debido a la cristalización de
la lactosa durante el almacenamiento, el sabor también puede verse
afectado con la excesiva cantidad de sólidos no grasos ya que el helado
puede tener gusto salubre.
9 Veases, VEISSEYRE, R Lactología Técnica
VARNAM, H. A. Leche y productos lácteos
30
1.2.3.4. Edulcorantes
El azúcar de caña o de remolacha es usado en la elaboración de helados
ya que aporta dulzor y realza el aroma.
Debido a consideraciones de cuerpo, textura y bajos costos, la mayoría de
los helados contienen parcialmente glucosa, ya que proporciona una
textura suave, evita el crecimiento y formación de cristales, suprime la
cristalización de la lactosa y produce un descenso del punto de
congelación.
Otro edulcorante utilizado en la elaboración de helados son los
hidrolizados de maíz.
Los edulcorantes, mas específicamente el azúcar, compone la mitad de
los sólidos totales, aumentan el valor alimenticio y mejoran la textura y
sabor agradable del helado.
1.2.3.5. Estabilizantes
Los estabilizantes se utilizan en la fabricación de helados con la finalidad
de mejorar la viscosidad de la mezcla, la incorporación de aire, el cuerpo,
textura y propiedades fundentes del helado final. También aumentan la
untuosidad y reducen los efectos de los cambios de temperatura durante
el almacenamiento.
Entre los estabilizantes mas utilizados se encuentran: las gomas guar,
algarroba, alginato de sodio, peptina, carrageninas, carboximetil celulosa
LUQUET, M. Leche y productos lácteos
31
(CMC). Por lo general la industria usa una mezcla de algunos de ellos para
poder encontrar un balance entre las propiedades de uno y otro. 10
1.2.3.6. Emulsionantes
Los emulsionantes se utilizan para mantener estables las fases acuosas y
grasa dentro de la mezcla, evitando separaciones y manteniendo un
derretimiento uniforme del helado en caso de perdida de temperatura.
También se utiliza para mejorar la capacidad de batido de la mezcla y
producir un helado de textura más suave, seca y además facilitan el
proceso de fabricación.
Como emulsionantes se puede utilizar polisorbatos, lecitinas, esteres de
glicerol y de azúcar.
1.2.3.7. Colorantes y aromatizantes
En casi todos los helados se añaden colorantes y aromatizantes, que
pueden ser naturales o artificiales, adicionados en la cantidad mínima
indispensable para lograr el efecto deseado.
1.2.4. Proceso productivo
1.2.4.1. Formulación
De acuerdo al tipo de helado a elaborar se deben calcular las cantidades
adecuadas de cada ingrediente, teniendo en cuenta las restricciones y
que cumplan con la legislación nacional.
10 Ibid., pág. 29
32
1.2.4.2. Tanque de preparación de mezcla
Se debe disponer de un mezclador para que las fases se mezclen
adecuadamente. En este tanque se mezcla la leche líquida, el agua, etc.;
y antes que la temperatura sobrepase los 32 °C se agrega los ingredientes
sólidos (leche en polvo, azúcar, estabilizador, emulsionante, etc.).
Si se va a adicionar un porcentaje de grasa hidrogenada esta se agrega
antes que la mezcla alcance una temperatura de 60 °C. Toda esta
operación se realiza con agitación.
1.2.4.3. Pasterización
Se hace generalmente en el mismo tanque de preparación de mezcla. La
mezcla se lleva a una temperatura de 80 a 85 °C, durante 3 - 10 minutos. 11
El objetivo de pasterizar, es dejar la mezcla libre de bacterias patógenas y
viables, ayuda a disolver y combinar los ingredientes de la mezcla, mejora
las características, conservación y produce un producto mucho más
uniforme.
1.2.4.4. Homogenización
Se realiza precedida de la pasterización con la finalidad de producir
emulsiones estables.
Tiene como ventaja mejorar la textura del helado (más cremoso), reducir el
periodo de maduración, ayuda a obtener el overrum (aire) deseado, y
produce un producto uniforme.
11 Ibid., pág. 29
33
1.2.4.5. Enfriamiento
La mezcla ya homogenizada pasa a un intercambiador de calor, donde se
baja la temperatura aproximadamente de 70 °C a 7 – 10 °C, para prevenir
el desarrollo de microorganismos. 12
1.2.4.6. Maduración
La mezcla pasa a unos tanques que poseen sistemas de enfriamiento,
provistos de un agitador lento donde la mezcla se madura y se enfría hasta
alcanzar una temperatura entre 3 y 4 °C.
Por lo general la maduración tiene un tiempo de duración de 24 horas,
donde ocurren cambios como: combinación del agua con el estabilizador,
la grasa se solidifica, las proteínas sufren pequeñas alteraciones, la
viscosidad de la mezcla aumenta y los ingredientes se transforman en más
estables.
1.2.4.7. Aromatización
Antes de pasar al batido la mezcla se deposita en unos tanques
intermedios donde se le agrega el aroma, el color, y eventualmente algún
ingrediente adicional (pedazos de frutas, galleta, etc.)
1.2.4.8. Congelación y batido parcial
La mezcla se debe congelar lo más rápido posible para producir helados
con pequeños cristales de hielo y textura suave.
La función del proceso de batido es congelar cierta porción de agua en la
mezcla e incorporar aire aumentando así la cantidad de helado.
12 Ibid., pág 28
34
La temperatura de congelamiento es aproximadamente –2 a –5 °C y los
tiempos varían según los equipos, de 3 a 10 minutos. 13
1.2.4.9. Envasado
Las líneas de envasado son muy diversas como diferentes son los diseños o
formatos de los productos, a fin de lograr los mejores resultados y cumplir
con las exigencias de las máquinas y de los consumidores.
1.2.4.10. Endurecimiento
Tiene un papel importante en la calidad del producto final, se busca evitar
las cristalizaciones superficiales, lograr la textura, cuerpo, suavidad y
palatabilidad, óptimos por medio de un rápido proceso de congelación
del agua en estado líquido.
Para helados envasados, el producto va a las cámaras de endurecimiento
donde el proceso de congelamiento se completa. Las temperaturas de
estas cámaras oscilan entre –30 a –40 °C por un tiempo de 2 horas.
1.2.4.11. Almacenamiento y conservación
La función es almacenar y conservar la calidad del helado, debe existir
una adecuada circulación de aire frío en su interior. Las temperaturas
deben estar entre –25 a –35 °C.
Según la resolución 2310 del Ministerio de Salud los helados congelados a
–25 °C, son derivados lácteos con una duración sanitaria de seis meses,
periodo durante el cual el producto conserva sus características
13 Ibid., pág 28
35
fisicoquímicas, organolépticas y microbiológica, siendo apto para el
consumo sin deterioro de su valor nutritivo. 14
1.2.5. Legislación Nacional
El Ministerio de Salud según la resolución 2310 del 24 de enero de 1986
clasifica los helados en:
v De crema: Es el producto higienizado cuya única fuente de grasa es
láctea.
v De grasa vegetal: Es el producto higienizado cuya fuente principal
de grasa es la vegetal y cuya única fuente de proteína es la láctea.
v De leche: Es el producto higienizado preparado a base de leche y
cuya única fuente de grasa es láctea.
Las características fisicoquímicas y microbiológicas del helado se
encuentran en el anexo A.
1.3. ABASTECIMIENTO DE AGUA EN LA INDUSTRIA LÁCTEA
En las centrales lecheras se necesitan diariamente unas cantidades
considerables de agua para llevar a cabo los procesos productivos y los
procesos auxiliares. El agua empleada para ello puede ser agua fría o
agua templada. El gasto de agua se subdivide en distintos procedimientos
según las distintas etapas del trabajo:
a. Preparación y puesta en marcha
14 Resolución 2310 del Ministerio de Salud
36
b. La producción propiamente dicha
c. La limpieza.
El funcionamiento de toda la central, depende de la disponibilidad y de la
cantidad necesaria de agua. La empresa puede disponer de fuentes de
agua como puede ser los abastecimientos de la central, servicios
municipales de aguas, abastecimiento mixto (agua propia y agua de los
servicios municipales). Para el autoabastecimiento existen a su vez,
posibilidades como agua de manantial, agua de pozo (aguas
subterráneas) y agua superficial (con ciertas limitaciones). Cada industria
decide que tipo de abastecimiento de agua va a utilizar para realizar sus
operaciones.
1.3.1. Calidad del agua
Los requisitos que ha de reunir el agua varían mucho de acuerdo al uso
que se destine.
Se clasifican en: agua para la producción, agua para la refrigeración,
agua para la limpieza, agua para la alimentación de las calderas, agua
para los locales sociales y cocina.
Todo el agua que se emplea en la central ha de poseer, en principio, una
calidad microbiológica tal, que los gérmenes contenidos en ella no
puedan influir sobre los procedimientos de producción ni sobre los
productos. Ha de ser transparente y estar exenta de partículas orgánicas e
inorgánicas en suspención. Además de cumplir una serie de requisitos en
37
cuanto a olor, sabor, temperatura y propiedades químicas, enunciados en
las legislaciones o normas de cada país.
1.3.2. Aguas residuales
En las empresas lecheras se produce diariamente una considerable
cantidad de aguas residuales. La composición de las aguas residuales es la
siguiente:
v Aguas residuales que contienen componentes lácteos: estas
proceden del agua con que han limpiado los aparatos, las máquinas
y las salas de tratamiento y de transformación de la leche.
v Aguas residuales procedentes de los locales sociales: aquí se incluye
el agua de los lavados, en los baños y en la cocina.
v Agua refrigerante empleada para refrigerar la leche o productos
lácteos y en las máquinas refrigeradoras.
Las aguas residuales sobre todo las que contienen componentes de la
leche, pueden ocasionar considerables daños en las instalaciones de
tratamiento de las aguas residuales. Esto se debe a que esta agua residual
presentan en parte un elevado contenido en sustancias orgánicas como
proteína y materia grasa muy difíciles de eliminar. En este tipo de aguas
residuales puede no conseguirse introducir la cantidad de oxígeno
necesaria para que produzcan la descomposición biológica, lo que puede
provocar la muerte de los microorganismos. Estas aguas residuales, cuando
no se pueden diluir de 150 a 200 veces, lo que no es posible en las
centrales lecheras, han de ser depuradas.
38
La descarga de residuos de leche a los cursos de agua, origina un
consumo del oxigeno disuelto en ella, empobreciéndola y turbando la vida
animal y vegetal. Dicho consumo se debe a la oxidación de la materia
orgánica y se mide fundamentalmente a través de la Demanda Biológica
de Oxígeno en 5 días(DBO5). 15
Un litro de residuos de leche requiere alrededor de 40 gr de oxígeno, valor
muy similar a la demanda generada por 0.75 habitantes de la ciudad en
un día (54 g de oxígeno). La DBO5 del suero se origina en la proteína(10 gr
de oxígeno) y en la lactosa (30 g de oxígeno)
En la tabla 1, se observa los valores para diversos procedimiento, siendo
notorio el paralelismo entre carbono orgánico y DBO5.
También se sabe que:
1 g / litro de lactosa produce un DBO5 de 0.65
1 g / litro de proteína produce un DBO5 de 1.46 16
15 Vease, PELCZAR, J. Microbiología
SPEER, E. Lactología Industrial16 Ibid., pág. 38
39
Tabla 1. Carga contaminante por residuos de leche (g/Litros) COMPOSICIÓN CARGA
TIPO DE SUERO AGUA SOL. TOT. M.G. PROTEÍNA LACTOSA SALES DBO 5 DBQ COTSuero dulce 938 62 0,5 7,5 47 7 42 65 27