Factors that Supported Implementation

Después de recibida la leche en la planta industrial, es sometida a una serie de tratamientos que dependerán del destino final de la misma. Estos tratamientos son:

 Higienización  Enfriamiento  Homogeneización

 Tratamiento térmico (Pasteurización) 1.11.1 Higienización

La leche cruda puede contener diversas partículas adquiridas en su manipuleo, desde el ordeño, lo cual obliga a eliminar esas impurezas. Para tal fin se hace una filtración, se hace pasar la leche a través de filtros de tela sintética o algodón.

Ing. Sergio Grimaldo Muñoz Garay Página 46 1.11.2 Enfriamiento

La leche, luego de su recepción es enfriada a temperaturas de alrededor de 4 ºC y almacenada a esta temperatura. Este enfriamiento se realiza en un intercambiador de calor de placas, utilizándose agua helada como fluido enfriador. Antes se usaba un enfriador de superficie (todavía se utiliza en algunas plantas).

Figura 08: Sistema de enfriamiento de la leche

Luego de enfriada se manda la leche al tanque de almacenamiento donde se la mantiene a la temperatura de 4ºC hasta su procesamiento según los diferentes usos industriales.

Cabe mencionar que la leche que se destinará para la elaboración de quesos, conviene enfriarla y mantenerla alrededor de 10ºC, pues temperaturas más bajas afectan el caseinato de calcio que es fundamental para producir quesos. 1.11.3 Homogenización

Este tratamiento es aplicado a la leche para los efectos de reducir el tamaño de los glóbulos de grasa y así evitar que estos asciendan a la superficie. La operación consiste en enviar la leche a alta presión, cerca de 200 kg/cm2_{, a}

través de un conducto que está parcialmente obstruido en su extremo de salida por un tapón cónico de acero, la leche choca violentamente con lo cual se fracciona el glóbulo de grasa. La presión del tapón de acero se puede regular con un resorte. La temperatura recomendada para homogeneizar la leche es entre 65 y 70ºC.

1.11.4 Tratamiento térmico (pasteurización)

Cualquiera sea el destino de la leche (ya para su venta en cualquiera de sus tipos, ya para la elaboración de derivados lácteos), debe ser sometida a un tratamiento térmico. El objeto de este tratamiento es, en primer lugar, destruir todos los microorganismos que puedan ser causa de enfermedades (patógenos) y en segundo término, disminuir el número de aquellos agentes microbianos que puedan afectar la calidad de la leche y sus productos derivados. Se puede conceptuar la pasteurización como el tratamiento térmico por debajo del punto

Ing. Sergio Grimaldo Muñoz Garay Página 47 de ebullición, y en un tiempo mínimo, que permite destruir la totalidad de los agentes microbianos patógenos.

Antes de describir el proceso de pasteurización, se harán algunas consideraciones sobre el efecto de la temperatura sobre los componentes de la leche y sobre los microorganismos presentes en ellas.

Influencia de la temperatura sobre los componentes de la leche

El tratamiento térmico para destruir microorganismos puede provocar cambios en los componentes, los que, a su vez, ocasionan cambios en los productos derivados. La intensidad de estos efectos dependerá de las condiciones en que se realiza el tratamiento.

Cambios en la grasa de la leche:

El efecto más visible es la pérdida de la línea de crema, se sabe que en una leche cruda en reposo se forma en la superficie una película o capa de crema (línea de crema) que, de manera primaria, nos indica el contenido de grasa de la misma. El tratamiento térmico afecta esta línea de crema y la leche queda con apariencia de contener menos grasa, pero lo que en realidad ocurre es un cambio en la aglomeración de los glóbulos de grasa (se piensa que se debe a que las proteínas asociadas al glóbulo pierden su estabilidad y se desnaturalizan), la cual hace que crezca la dispersión de los mismos. Hasta los 60ºC, el efecto no se produce pero si cuando se calienta a temperaturas superiores por espacio de 30 minutos.

Cambios en la lactosa:

La lactosa es estable al calor, si este se aplica en forma moderada, pues si se calienta, por ejemplo, a más de 100ºC y por un tiempo relativamente prolongado, sufre dos reacciones características: la reacción de caramelización, que provoca la formación de ácidos como el fórmico, el láctico, el propiónico, etc. y de otros compuestos como el hidroximetil furfural, el furfuroldehido, etc. La segunda transformación característica es la reacción de Mayllard, en la cual la lactosa se une a los grupos aminos de los aminoácido, principalmente a los de la lisina, lo cual hace que se degraden las proteínas y se pierda algo del valor nutritivo, debido a esta reacción de Mayllard, la leche se oscurece.

Cambios en las proteínas:

A las temperaturas de pasteurización no ocurren cambios, pero si a temperaturas superiores a 80ºC, produciéndose en tal caso una desnaturalización de las proteínas del lactosuero, provocando esto la liberación de compuestos con grupos sulfhídrico que dan el sabor a cocido característico en esta degradación.

Otro efecto que produce el calentamiento es promover la unión de la lactoglobulina y la caseina, esta unión inhibe la acción de la quimosina (cuajo) sobre la caseina causando algunos inconvenientes en la elaboración de quesos.

Ing. Sergio Grimaldo Muñoz Garay Página 48 Cambios en las enzimas:

Las enzimas en la leche son variablemente sensibles a la temperatura, la lipasa es de los más sensibles, mientras que las fosfatasas alcalinas son unas de las más resistentes. Algunas enzimas se reactivan después de haber sido tratadas térmicamente.

Cambios en las vitaminas:

La temperatura y el tiempo aplicadas a la leche no causan el mismo efecto sobre las vitaminas de la leche, los que sufren más modificaciones son las vitaminas B1, la vitamina C y la B12.

Influencia de la temperatura sobre los microorganismos de la leche

La temperatura influye cualitativamente y cuantitativamente en el crecimiento de los microorganismos presentes en la leche.

El efecto cuantitativo muestra que la cantidad de microorganismos se incrementa cuando la temperatura aumenta hasta 35 – 40ºC; por encima de estos valores la velocidad de crecimiento disminuye; también influye el tiempo que dura el tratamiento térmico.

Cualitativamente, se sabe que en leches tratadas a diferentes temperaturas no se encuentran las mismas especies; esto es porque no todos los microorganismos tienen el mismo rango de temperatura óptimo para su desarrollo, los agentes microbianos podrían clasificarse, según su temperatura de crecimiento, en psicrófilos (se desarrollan entre 2 y 20ºC), los mesófilos (su desarrollo óptimo está entre 20 y 40ºC) y los termófilos (que crecen fundamentalmente por sobre los 40ºC).

Proceso de pasteurización

Para destruir los microorganismos de la leche es necesario someterlos a tratamientos térmicos ya se vio que la temperatura puede ocasionar transformaciones no deseables en la leche, que provocan alteraciones de sabor, rendimiento y calidad principalmente. El proceso de pasteurización disminuye casi toda la flora de microorganismos psicrófilos y la totalidad de los agentes microbianos patógenos, pero debe alterar en lo mínimo posible la estructura física y química de la leche y las sustancias con actividad biológica tales como enzimas y vitaminas.

La temperatura y tiempo aplicados en la pasteurización aseguran la destrucción de los agentes patógenos tales como mycobacterium tuberculosis, Brucella, Salmonellas, etc., pero no destruye los microorganismos mastíticos tales como el staphylococcus aereus o el streptococcus pyogenes, como así tampoco destruye algunos micro organismos responsables de la acidez como los lactobacillus.

Se han estudiado distintas combinaciones de temperatura y tiempo para pasteurizar pero fundamentalmente se han reducido a dos:

 Pasteurización lenta o discontinua.  Pasteurización rápida o continua.

Ing. Sergio Grimaldo Muñoz Garay Página 49 Pasteurización lenta:

Este método consiste en calentar la leche a temperaturas entre 62 y 64ºC y mantenerla a esta temperatura durante 30 minutos.

La leche es calentada en recipientes o tanques de capacidad variable (generalmente de 200 a 1500 litros); esos tanques son de acero inoxidable preferentemente y están encamisados (doble pared); la leche se calienta por medio de vapor o agua caliente que vincula entre las paredes del tanque, provisto este de un agitador para hacer más homogéneo el tratamiento. El siguiente es un esquema elemental.

Figura 09: Sistema de pasteurización lenta de la leche Pasteurización rápida:

Llamada también pasteurización continua o bien HTST (Heigh Temperature Short Time), este tratamiento consiste en aplicar a la leche una temperatura de 72 – 73ºC en un tiempo de 15 a 20 segundos.

Figura 10: Sistema de pasteurización rápida de la leche Estado de la leche luego de una pasteurización rápida

Respecto a los componentes de la leche, luego de la pasteurización, no está afectada la línea de crema, la lactosa prácticamente no sufre ningún cambio. Tampoco sufren cambios las proteínas del lactosuero, por lo cual no se forman olor y sabor a cocido. En cuanto a las enzimas, la pasteurización destruye las lipasas y se inhibe la actividad de las fosfatosas alcalinas. Por último, afectan poco a las vitaminas.

Pasteurización de la leche para distintos usos agroindustriales Pasteurización de la leche para quesos:

La pasteurización de la leche destinada para la elaboración de quesos se hace generalmente a 70ºC en 15 o 20 segundos en el tratamiento rápido o a 65ºC en

Ing. Sergio Grimaldo Muñoz Garay Página 50 30 minutos en el tratamiento lento. Si se efectuara a temperaturas mayores el calcio tiende a precipitar como trifosfato cálcico que es insoluble, lo cual llevaría a una coagulación defectuosa.

Pasteurización de la leche para leche en polvo:

En este caso la temperatura y el tiempo de tratamiento varían de acuerdo a la leche, para leche descremada se recomienda calentarla a 88ºC durante 3 minutos y para leche con materia grasa se calienta a 90ºC durante 3 minutos (no mas). Con estos tratamientos se asegura la destrucción de las lipasas y una reducción considerable de la flora bacteriana.

Pasteurización de la leche destinada a crema:

Se calienta la leche a 35 - 65ºC, descremar luego y regresar la leche descremada al pasteurizador para ser tratada a la temperatura normal para destinarla a leche de consumo, en tanto la crema separada se pasteuriza a 95ºC por 12 - 20 segundos. Este tratamiento de temperatura elevada para la crema, es para eliminar lipasas, cuya presencia pueda provocar rancidez en la crema.