07 Mar FUNDAMENTOS TECNOLÓGICOS DE LA ELABORACIÓN DE QUESO
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FUNDAMENTOS TECNOLÓGICOS DE
LA ELABORACIÓN DE QUESO
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1.-DEFINICIÓN DE QUESO
Queso es el producto fresco o madurado obtenido por coagulación de la leche, u otros productos lácteos (nata, leche parcialmente desnatada, nata de suero, o la mezcla de varios de ellos), con previa o posterior separación de parte de la fase hídrica o lactosuero.
2.-CLASIFICACIÓN DE LOS QUESOS.
Se pueden clasificar en base a varios criterios.
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Según el tipo de leche: de vaca, oveja, cabra, búfala, o mezcla de algunas de ellas.
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Dependiendo de la coagulación que se lleve a cabo: ácida, enzimática y ácido-enzimática.
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Atendiendo al contenido (%) en humedad de los quesos: frescos (60-80%), Burgos, blandos (50-60%), Arzúa, semiduros (40-50%), Majorero y duros (20-40%), Roncal.
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Si tienen fase de maduración o no: Villalón, Burgos, (NO). Manchego, Cabrales, (SI).
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Por su contenido graso, expresado en % sobre el extracto seco: doble graso (<60%), extragraso (>45%), graso (>40%), semigraso (>20%), magro (<20%).
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Según su textura: quesos de ojos redondeados (Emmental y Edam), de textura granular (Manchego, Zamorano) y de textura cerrada (Idiazabal, San Simón).
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Por el desarrollo de algunos tipos de microorganismos, tanto exterior como interiormente: quesos de pasta azul, (Cabrales, Picón, Roquefort), quesos con mohos blancos en su superficie (Camembert, y Brie).
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Según su región o país de origen: (Mahón, Majorero, Idiazabal, Cabrales…..).
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Según su tecnología
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Frescos de coagulación: ácida, mixta, enzimática.
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De pasta blanda de coagulación: ácida, mixta, enzimática.
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De pasta prensada de coagulación: mixta, enzimática.
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Obtenidos con coagulante de origen vegetal
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De pasta lavada.
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Con fase de preprensado en cuba.
Existe otro tipo de quesos denominados fundidos y son aquellos que se obtienen por molturación y/o mezcla o fusión y emulsión, con tratamiento térmico, de una o varias clases de quesos, con o sin adición de agentes emulgentes, de leche y productos lácteos y de otros productos alimenticios.
3.-MATERIA PRIMA DE LA INDUSTRIA QUESERA
La leche ha de ser de buena calidad bacteriológica (<100.000 células viables/ml), libre de antibióticos, sin calostros, no procederá de animales enfermos, no contendrá esporas de Bacillus y Clostridium, no deberá haber estado por más de 48 horas a temperaturas de 4º C, no habrá sufrido tratamientos mecánicos y térmicos fuertes y estará libre de bacterias coliformes. Para los quesos que se vayan a consumir antes de 60 días la leche habrá de ser pasteurizada.
4.-ETAPAS DE LA ELABORACIÓN DEL QUESO.
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Recepción de la leche: Filtrado, Desaireado, Pesado, Termización y Enfriamiento
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Tratamientos previos: Higienización, Normalización de la grasa, Pasteurización, Bactofugación.
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Coagulación:
Adición de fermentos: tipos, dosis y maduración de la leche, Adición de aditivos, Adición de cuajo. Coagulación de la leche.
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Desuerado:
Trabajos de cuba que comprenden el corte de la cuajada, una agitación continua o no, lavado de la cuajada (optativo), elevación de la temperatura de la cuajada (optativa), prensado previo (optativo). Moldeo. Prensado final. Salado. Oreo.
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Maduración, Conservación.
4.1.-TRATAMIENTOS PREVIOS
Los tratamientos aplicados a la leche hasta el momento del tratamiento térmico (pasteurización) son los que se realizan en cualquier industria láctea antes del procesado de la leche, Higienización, Normalización de la grasa. Por ello comenzamos a describir las siguientes etapas, partiendo de la leche ya tipificada con el contenido en grasa adecuado para el tipo de queso, aunque esto no se realiza en la mayor parte de las empresas medianas y pequeñas.
4.1.1.-Tratamiento térmico
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Si aplicamos una pasteurización media (72º C-18sg.) debemos tener seguridad que la carga microbiana es muy buena (<100.000 ufc. /ml). Si la carga fuera mayor o la leche fuera de cabra la temperatura aplicada podría ser (73 – 74º C). Si la temperatura es la correspondiente a una pasteurización alta (> 80AC-
8 a
15seg) podría pasar que las proteínas solubles, α-lactoalbumina y β-lactoglobulina, se desnaturalicen y precipiten junto con las proteínas caseínas, con lo que el rendimiento quesero aumentaría un 4-5%. Por otro lado este tratamiento térmico “alto” hará que las proteínas solubles fijen agua enérgicamente que no se irá fácilmente en el desuere, por lo que quedará una cuajada más húmeda.
El tratamiento térmico aplicado a la leche siempre produce una precipitación de sales de calcio en mayor o menor medida según la intensidad del tratamiento. Este problema se paliará adicionando cloruro cálcico en dosis de 0,2 gr. /l. Cantidades mayores darán en los quesos sabores amargos.
Si la leche fuera muy ácida habrá que desacidificarla hasta conseguir una acidez de
0,15 g
de ácido láctico/100 ml de leche en el caso de tratarse de leche de vaca, para evitar que precipite en las placas del intercambiador de calor al pasteurizarla.
4.1.2.-Bactofugación
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Para eliminar esporas de Clostridium y Bacillus, responsables del “hinchamiento tardío” de los quesos madurados, centrifugamos la leche con una máquina separadora de alta velocidad. Las impurezas o lodos (la fracción de esporas y bacterias) es un 2-3% del total de la leche, son ricas en proteínas, se esterilizan a temperaturas de 130-140AC durante 3-4 segundos, se enfrían y se incorporan a la leche. Así recuperamos proteína y no hace falta dar un tratamiento térmico a toda la leche para eliminar las esporas pero, además, por la intensidad del tratamiento las micelas de caseína se modificarían tanto que no se produciría la coagulación de la leche.
4.2.-COAGULACIÓN
4.2.1.-Objetivo
Modificar las características físico-químicas de las micelas de caseína bajo la acción de enzimas proteolíticas y/o de ácido láctico, que determinan la formación de un entramado proteico denominado coágulo o gel.
4.2.2.-Fundamento
(a)
Coagulación por acidificación
La presencia de ácido láctico en la leche, bien por adición o bien como consecuencia de una fermentación láctica, produce un descenso del pH. Esta disminución, si es progresiva, hace que el calcio y fósforo micelar aumenten su solubilidad abandonando la micela y pasarán a formar parte de la fase hídrica. El resultado es una micela desmineralizada en parte, de menor tamaño, y menos estable.
Si la acidificación llega a pH 4,6 (punto isoeléctrico de las caseínas), se logra una carga eléctrica neta nula, la concentración de iones positivos se iguala a la de iones negativos. Las submicelas totalmente desmineralizadas y más o menos modificadas en su estructura se unen mediante enlaces intermoleculares de naturaleza electrostática e hidrofóbica, formando los nudos de redes que se orientan en planos estratificados, dando lugar a un gel muy frágil, liso y homogéneo (firme, friable, poroso y poco contráctil).
(b)
Coagulación enzimática
Existen enzimas proteolíticos de origen animal, vegetal o microbiano que poseen la propiedad de coagular la leche.
Se distinguen dos etapas:
- Fase enzimática: La acción específica del enzima provoca una proteolísis limitada de la caseína k en el enlace 105-106 (Fenilalanina – Metionina), que la escinde en dos segmentos, del aminoácido 1 al 105 llamado paracaseinato y del aminoácido106 al 169 llamado caseinomacropeptido. Esta hidrólisis se realiza a gran velocidad. El paracaseinato permanece unido a la micela y tiene una naturaleza hidrófoba, mientras que el caseinomacropéptido por tener un triplete de azúcares ácidos y un fósforo posee un marcado carácter hidrófilo, y al separarse de la caseína y por tanto de la micela, pasará a la fase hídrica.
- Fase de coagulación. Al perder la caseína k su parte más electronegativa, el caseinomacropéptido, las micelas sufren una disminución importante de su carga eléctrica, viéndose disminuido también su grado de hidratación. Con esta nueva configuración se podrán establecer enlaces entre las micelas de paracaseinato cálcico que darán lugar a un gel. Se cree que los enlaces, entre los restos de paracaseína, son de tipo hidrofóbico, pudiendo existir también puentes disulfuro y los que hay entre las caseínas as y b, que ahora no se encuentran protegidas por la caseína k, son enlaces salinos de calcio y de fosfato cálcico. Estos dos últimos elementos son los que juegan el papel más importante en la formación de agregados o flóculos de micelas de paracaseinato de calcio. Los puntos de agregación de las micelas no se encuentran repartidos uniformemente en su superficie, por lo que no se produce un precipitado denso, sino que se forman una especie de fibrillas que a su vez establecen enlaces, dando lugar a un retículo tridimensional que en su interior aprisiona la totalidad de la fase acuosa y los demás constituyentes de la leche.
El coágulo formado, en comparación con el de origen ácido, presenta un retículo más abierto y mineralizado, las partículas de proteína (fibrillas) más densas y con mayor cohesión (por lo que es más flexible, elástico, compacto, impermeable y contráctil).
(c)
Coagulación mixta
Es el resultado de la acción conjunta de la acidificación láctica y del enzima proteolítico y cuya intensidad variará según el tipo de queso que se desee obtener.
La relación entre la acidez y la cantidad de cuajo dará al coagulo unas características típicas, y así se podrán obtener coágulos mixtos eminentemente ácidos o eminentemente enzimáticos. Los primeros tendrán menor flexibilidad y contractibilidad, y mayor friabilidad que el enzimático, y mayor firmeza que los geles puros ácidos, y los segundos serán menos firmes, elásticos y contráctiles que el coágulo puro enzimático.
4.2.3.- Práctica de la coagulación
(a)
Adición de fermentos:
Para restituir los microorganismos beneficiosos, eliminados en la pasteurización de la leche, y que son imprescindibles en la coagulación, desuere de la cuajada y en la maduración del queso, habrá que añadir cultivos iniciadores (CI).
Los cultivos de microorganismos que se utilizan pueden ser obtenidos en la propia Industria hasta el cultivo iniciador industrial o cultivos comerciales concentrados de uso directo a cuba (DVS). Pueden estar formados por bacterias lácticas homofermentativas, que producen mayoritariamente acidez y se utilizan en quesos frescos y blandos de coagulación láctica o por bacterias lácticas homofermentativas y heterofermentativas, productoras de acidez y compuestos aromáticos, para quesos de coagulación mixta (ácido-enzimática), en una relación de 2/3 de homofermentativas y 1/3 de heterofermentativas. También se puede añadir otros microorganismos como mohos y levaduras, necesarios para la maduración de algunos quesos. La dosis de cultivo iniciador que se añadirá dependerá del tipo de queso y de la concentración del cultivo, entre 0,5 y 1% del volumen de leche a elaborar. Los cultivos se adicionan a la leche a una temperatura óptima para el desarrollo de los microorganismos que los forman, la mayoría son mesófilos (30-32º C). Si son DVS tras la adición se esperará 15-30 minutos para que la leche “madure” y adquiera más acidez, favoreciéndose así la coagulación por que una ligera acidez (bajada de una décima de pH) produce una deshidratación de la micela de caseína y esto favorece la acción de la enzima proteo lítica (quimosina) sobre la caseína Capa, produciéndose la coagulación en menos tiempo.
(b)
Adición de aditivos:
o
Cloruro cálcico: 0,2 mg/l. Para restituir las sales de calcio precipitadas en la pasteurización.
–
En quesos de bajo contenido en grasa puede añadirse fosfato disódico (10-20 g/l de leche) para suplementar la acción del cloruro cálcico.
o
Nitrato potásico o sódico: para contrarrestar los problemas por Clostridium, Bacillus y Coliformes.
–
Dosis: 15-20 g/100 l. La legislación no permite pasar de 50 mg/kg de queso. En lugar de nitratos se puede utilizar Lisozima.
o
Colorantes. En algunos tipos de queso.
o
Enzimas: De manera opcional: Catalasas, Lipasas y Lisozima.
(c)
Adición del coagulante y coagulación.
La enzima coagulante puede ser de origen animal (cuajo), vegetal, o microbiano. La característica principal del coagulante es su Fuerza, que es el volumen o peso de leche que es capaz de coagular un litro o un kilogramo del enzima en 40 minutos y a 35º C.
El coagulante se comercializa en solución salina o en forma sólida que se disolverá en agua con sal previamente. Una vez calculado la dosis de coagulante se añade a la leche, que estará a la temperatura de coagulación (según tipo de queso), distribuyéndose bien el ella. Se deja en reposo hasta comprobar que se ha completado la coagulación.
4.3.-DESUERADO
4.3.1.-Objetivo
Separación del lactosuero después de la rotura mecánica del coágulo
4.3.2.-Fundamento
El comienzo de esta etapa tiene lugar con la aparición del lactosuero. La separación de este componente comienza durante la coagulación y, tiene lugar a lo largo de varias etapas de la elaboración del queso, llegando hasta la maduración en el caso de los quesos que la sufren.
Los mecanismos fundamentales del desuerado dependen de que el coágulo se obtenga por vía láctica, enzimática o mixta.
(a)
Coágulo obtenido por vía ácida
En este caso, la estructura micelar se destruye y el coágulo estará formado por pequeñas partículas de caseína dispersadas y desmineralizadas. No se produce el fenómeno de sinéresis (salida del lactosuero alojado en el interior del retículo) pues, en ausencia del calcio micelar en el coágulo sólo se forman enlaces débiles incapaces de asegurar la contracción del coágulo (puentes de H sobre todo). Al no existir proteolísis enzimática tampoco existe la posibilidad de formación de nuevos enlaces.
El desuerado en este tipo de coágulo se puede considerar como un simple escurrido a través de una masa porosa. La retención de agua es elevada, no sólo por no existir fuerzas de contracción sino, por que, al estar desmineralizada la micela, pierde su estructura y los agregados de caseínas, totalmente desmineralizadas forman una masa plástica que encierra al lactosuero. Al ser las agrupaciones de caseína ahora más pequeñas retiene un mayor porcentaje de agua ligada que es difícil de separar por lo que el coagulo desuerado quedará muy húmedo y será más permeable.
(b)
Coágulo obtenido por vía enzimática
La deshidratación de la caseína comienza cuando es escindida por la acción del cuajo y se libera su parte más hidrófila. La capa de agua que rodea a las caseínas y a los agregados micelares formados dificulta su asociación y, por tanto, el establecimiento de enlaces secundarios intermoleculares, que hacen que el lactosuero que hay dentro del retículo tridimensional formado, salga al exterior produciéndose así el fenómeno llamado “sinéresis”.
A medida que el grado de hidratación de las micelas de paracaseinato disminuye, los enlaces se van haciendo más fuertes y numerosos, provocando la contracción del coágulo y la expulsión del lactosuero. Este momento se hace visible, siendo el comienzo del desuere.
En principio los enlaces que se establecen son puentes de hidrógeno, débiles pero muy numerosos, dando al coágulo cohesión. Estos enlaces no son importantes para el fenómeno de sinéresis, pero al parecer, durante el tiempo de coagulación, se producen reordenaciones moleculares que dejan libres grupos activos entre los que se establecen enlaces a través de cationes divalentes, principalmente el calcio.
Posteriormente, se producen puentes disulfuro entre las moléculas de proteína que contengan aminoácidos azufrados, creándose enlaces muy fuertes y representando el final de la etapa de sinéresis.
A pesar de las fuerzas de contracción que se producen dentro del gel, la expulsión del lactosuero es débil y lenta, dado que atraviesa la masa del gel con dificultad puesto que este aún se encuentra muy mineralizado y poco permeable, ya que, la red de paracaseinato ofrece resistencia y fuerzas de oposición a que el suero fluya. Para favorecer el desuerado es necesario multiplicar la superficie de exudación a través del cortado de la cuajada, y aplicándole calor a esta.
El fenómeno de sinéresis se ve influenciado por la acidez. Cuanto más bajo sea el pH mayor será la retracción del coágulo y el desuere.
(c)
Coágulo mixto
La mayor parte de los quesos se obtienen con una coagulación enzimática que se acompaña de una acidificación de la leche, más o menos intensa según el tipo de queso que se quiere obtener.
La aptitud de un coágulo mixto dependerá de que predominen en mayor o menor medida las fuerzas de contracción del coágulo enzimático o la permeabilidad del coágulo ácido.
4.3.3.-Práctica del desuerado
(a)
Corte de la cuajada
Se realiza con “liras” cuyas características dependerán del tipo de queso. Después de unos minutos se comenzará la fase de agitación. Esta se realiza para evitar la tendencia a sedimentarse y repolimerizarse los granos de cuajada, pues si no el desuere no se realizaría bien. En cuajadas ácidas no se repolimerizan los granos, por lo que la agitación se puede evitar. En cuajadas enzimáticas y mixtas muy enzimáticas es imprescindible.
(b)
Lavado de la cuajada (optativo)
Esta operación es optativa y se realiza en algunos tipos de queso para que la pasta quede con más elasticidad. El objetivo es eliminar lactosa del medio y regular con ello el pH del producto final. Primero se retira un volumen de suero (25-30%) y luego se añade agua que tendrá la misma temperatura que tenga la cuajada y el lactosuero y el volumen será el mismo que se retiró de lactosuero.
(c)
Calentamiento de la cuajada (optativo)
El fin primordial es favorecer el desuere, acelerando la formación de enlaces dentro de los granos de cuajada.
La elevación de la temperatura será suave al principio para evitar que la superficie de los granos se contraiga demasiado y se detenga el desuere. Durante esta fase la agitación no deberá cesar. Si la temperatura de la cuajada supera los 44º C se trata ya de una cocción o recalentamiento (Emmental 50-52º C).
(d)
Agitación final
Se continuará agitando hasta descender el pH y la humedad del grano de cuajada, dependiendo del tipo de queso.
(e)
Moldeo
Además de dar forma y tamaño al queso, esta práctica se efectúa para eliminar parte del suero que queda y
facilitar la unión de los granos de cuajada.
·
Prensado previo: según el tipo de queso a elaborar se procede a prensar la cuajada en la propia cuba, retirando el suero por aplicación de planchas perforadas que ejercerán una presión sobre ella equivalente a
0,5 a
2 veces el peso de la masa de la cuajada. Si no se realiza este preprensado la cuajada y el suero pueden pasar directamente a los moldes). Si el suero se retira previamente sólo pasará la cuajada a los moldes (textura granular).
(f)
Prensado
Se realiza para eliminar las últimas porciones del lactosuero intergranular y dar al queso su forma definitiva, una superficie firme y la humedad requerida por el tipo de queso elaborado.
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Prensado de quesos frescos y de pasta blanda: no se les aplica ningún tipo de presión, solamente la de su propio queso.
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Para la aplicación del prensado en los quesos de pasta prensada se utilizan prensas neumáticas o hidráulicas y mecánicas, comenzando por presiones de 0,5 hasta 2 kg/cm2, dependiendo del tipo de queso. Durante el prensado se dará vuelta a los quesos, menos en el caso de usar moldes microperforados. El tiempo de prensado dependerá del tipo de queso.
(g)
Salado:
El objetivo es completar el desuerado del queso, favoreciendo el drenaje de la fase acuosa libre de la pasta, modificar la hidratación de las proteínas, intervenir en la formación de la corteza, actuar sobre el desarrollo de los microorganismos y la actividad enzimática y dar sabor y enmascarar el que aportan otras sustancias a lo largo de la maduración del queso.
El salado puede realizarse directamente en la leche, en la cuajada, en la superficie del queso o por inmersión en una salmuera.
En los quesos frescos el tiempo de salazón es breve o nulo, por lo que a continuación se envasan y se almacenan. En los quesos con maduración el tiempo de salado dependerá del tipo de queso y del tamaño. Posteriormente pasará a la sala de oreo.
4.4.-MADURACIÓN Y CONSERVACIÓN
El proceso de afinado y maduración de los quesos corresponde a la fase de digestión enzimática de la cuajada, que estará poblada de microorganismos que por medio de sus enzimas y los añadidos a la leche llevarán a cabo transformaciones bioquímicas, adquiriendo la cuajada nuevas características. Esta fase se lleva a cabo en cámaras especiales con una temperatura y humedad relativa dependiendo del tipo de queso. Los quesos, una vez madurados, se comercializan o bien se conservan en cámaras especiales a temperaturas más bajas que las de maduración.
