UNIVERSIDAD AUTONOMA CHAPINGO INGENIERIA AGROlNDlSTRlAL

. . , , , I .

.

. .

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.

.

.

.

UNIVERSIDAD AUTONOMA CHAPINGO

INGENIERIA AGROlNDlSTRlAL

"PRUEBAS DE EUBORACION DE MANTEQUILLA EN EQUIPO PARA MICROINDUSTRIAS"

TESIS PROFESIONAL

GROINDUSTRIAL

I"

Chapingo,

México; Diciembre de 1998

" " . .

Esta tesis titulada “Pruebps de elaboración de mantequh en equipo para microindustrips”, fue realizada por el

C.

dirección

IBQ. Armando Santos Moreno y asesoramiento del

Dr.

Ha

sido aprobada

por

como

obtener el título de:

Ingeniero Agroindustrial

Jurado examinador

n /

M.C. ARMANDO SmTOS MORENO.

Presidente:

Suplente:

Suplente:

f

i

MG.

AGRADECIMIENTO.

A Dios por permitirme alcanzar una meta más en

mi

A la Universidad Autónoma Chapingo, nuestra alma mater, por haberme permitido realizar mis estudios a nivel profesional.

AI M.C. Armando Santos Moreno por la dirección, recomendaciones y el

tiempo dedicado a esta tesis.

A

los

A la Preparatoria Agrícola y al Departamento de Ingeniería

Agroindustrial. Por todos

los

mi

formación como Ingeniero Agroindustrial.

DEDICATORIA

A mispadres:

por todo su apoyo cariiío y comprensión que me brindan sin esperar nada a cambio.

Sra. Rosalía Silva Nuííes y Sr. Catarino García Jauregui.

Sin distinción ni comparación alguna con gran cariíío a mis hermanos:

Victoria, Emmanuei, Candelaria, Arturo, Carolina. Por el apoyo y ánimo que me

brindan en los momentos difíciles de mi vida

y

A mis sobrinas: Lupita y Sonia Estívaii.

A todas las personas que me han brindado su ayuda desinteresadamente.

Sinceramente: José Guadaiupe.

INDICE

PAGiNA.

Lista de cuadros y

figuras

...

Resumen

...

Justiñcación

...

I

.

...

ií

.

...

iii

.

...

..

iV

.

...

4.1, Historia de la mantequilla

...

4.2. importancia de la mantequilla

...

4.2.1 .Producción mundial

...

4.2.2.importación de mantequilla

...

4.3. Valor nutricional de la mantequilla

...

4.4.Materia grasa en la leche

...

4.4.1 .Formas de la materia grasa en la leche

...

4.4.2.Estnictura del glóbulo de grasa

...

4.4.2.1.Membrana del glóbulo de grasa

...

4.4.2.2.Corazón o centro del glóbulo de grasa

...

4.5.Métodos para producir mantequilla

...

4.6.

Proceso

...

4 . 7 . M d s m o de transformación de la nata en mantequilla

...

4.8. Principio del batido

...

4.9. Características de las batidoras

...

4.10. Description de equipo

...

4.1 O

.

...

4.11.Tipo de batido

ras

...

4.12 características de crema para batido

...

4.13. Comportamiento de cristalización y de fusión de la grasa

...

. . .

..

.I . . ... ._ .... ... ...

. . .

. . .

. . .

. . .

4.14.

Efecto

...

4.15.Muencia de la temperatura en la crema

...

4.16. Características de batidoras

...

4.16.1.Batidora industrial

Alfa

-

...

4.16.2.Otras batidoras

...

V

.

...

5.1. Ubicaaon del trabajo

...

5.2. Materia prima a utiluar

...

5.3. Preparación y acondicionamiento de la materia prima

...

5.4. Adisis de la matena pnma

...

5.5. Descripción del proceso de elaboración de mantequilla

...

5.6. Diagrama de bloques del proceso de elaboración de mantequilla

...

5.7. Diseño experimental

...

5.8. Características de la batidora a evaluar

...

Vi

.

...

6.1Análisis de la leche y crema

...

6.2 Evaluacion del equipo

...

6.2.lEfecto de la temperatura en el rendimiento

...

6.2.2 Efecto de la temperatura en el tiempo de batido

...

VII

.

...

Viii

.

...

Anexos

...

47

..

..

. .

..

. .

... --.___I

.-

. . . .

. . .

.-

Lista de cuadros

.

Cuadro 1

.

...

.

...

.

en porciento

...

.

y

con

...

Cuadro 5

.

...

.

. . .

60% de grasa inicial en crema

...

...

Lista

de

.

Figura 1

.

...

.

...

Figura 3

.

...

.

y con 60% de grasa inicial en crema

...

.

en crema

...

i

.

. .

.

~.

.

1 Pruebaa de elaboración de mantquüla en equipo para microindustrias. García Siiva J. Guadaiupc

Armando Santos Moreno?

RESUMEN

En la presente investigación

con

Se utilizó crema obtenida por cmtriíügación a una concentración de 66.6% de grasa a partir de leche bronca. A partir de esta crema se obtuvieron los diferentes tratamientos, aplicando la siguiente metodología: estandarización de la crema a una concentración de 40, 50 y 60% de grasa (segun

un

maduración física (es decir, sin cultivo) por 24 horas a 6OC y por último se ajustó a la temperatura a 5, 10 ó 15OC

(según

Los

transformó la crema en mantequilla;

sólo

grasa), se observó que hubo poca variación entre los tratamientos y que

sólo

algunos

de ellos existe diferencia significativa. Para el tiempo de batido, el trabajo mostró, que conforme aumenta la temperatura éste disminuye; es decir, que la temperatura sólo tiene gran influencia sobre el tiempo de batido.

PALABRAS CLAVE: leche, crema, mantequilla, tiempo de batido, rendimiento.

I Resumen de tesis profesional que para obtener el título de ingeniero Agroindustrial

'Director

-

presenta el primer autor.

de la Universidad Autónoma Chapingo.

.

. .

.

.

.

.

..

.

.

. . ,

TESTS OF BUTTER

ELABORATION

EN

EQUIPMENT

SUMMARY

The time of cream

beating

research, vaqing the fat concentration and temperature

in

by Armando Santos Moreno in the D.LA

It was used cream obtained by centrifuge action at a 66.6 % fat concentration 6om whole

milk. Different treatments were done with cream by applying the foilowing methodology: the cream standarization at 40%, SO??, and 60?h fat concentration (according to an aleatory order) with row, whole milk,_then, it was put in physical maturation (that is to say, without cultivation) for 24 hour at 24OC; and, finally, the temperature was adjusted at 5OC, 10°C, and

lS°C according to an aleatory order) and it was mixed.

The results report that fat did not turn into butter at 40 % to 50% fat concentration, only at

60%.It was noticed that there was little variation in the treatments in the obtained butter production, and there was a significative difference only in some treatments. The research showed that if the temperature increases, the time of beating decreases; in other words, the temperature has an infiuence only on the time of beating.

KEY WORDS: Milk, cream, butter, time of beating, production.

, . _{. .} , ,

.

.

.

.

.

.

.

, , ,

JUSTIFICACION

En la actualidad, existen muchas microempresas agroindustriales en nuestro país, en las cuales no se fabrican productos con alta calidad sanitaria debido a que el proceso es manual; en otras, adquieren equipos grandes, sobredimensionados, los cuales conllevan a altos costos;

por

les

que tengan una o más funciones. Es

por

se

una batidora pequeiia para elaborar mantequilla, la cual se podría emplear en las microempresas.

El equipo cuenta con una aspa helicoidal, la cual agita la crema y por consecuencia la incorporación de aire; etapa muy importante en el batido, pues, según Arniot, 1991, el batido se debe en gran parte al principio de las espumas.

El equipo está diseñado, en principio para el amasado de la pasta para elaborar queso Oaxaca y para el batido de crema en la fabricación de mantequilla. Este segundo caso es el que se va a evaluar. Además

por

mezcladora.

I.

INTRODUCCION

La Secretaría de Salubridad y Asistencia deiine a la mantequilla como el producto que resulta de la

exacción

Esta

% de sólidos no grasos y no mas del 16 % de humedad, además, permite el

uso

de gérmenes Iácticos con el propósito de enriquecer el sabor y el aroma de la mantequilla o

conseguir la acidez deseada (como máximo 2 % de ácido

láctico),

conservadores para alargar la vida de anaquel dei producto y dar UM mejor apariencia, el

achiote (Aooato) como colorante y hasta un 5% de clonrro de sodio para neutralizar las

cremas (Codiñcación sanitaria mexicana, 198 1).

La fabricación de mantequilla comprende 2 fases principales: la separación de la nata (desnatado o descremado) y la transformación de la nata en mantequilla, proceso que

lleva

consigo varias operaciones, las más importante de las cuales es el batido (Veisseyre, 1988).

La mantequilla es una grasa aümentaria de sabor y olor típicos. El sabor depende sobre todo de la proporción y composición natural de la grasa de la leche y el olor depende fundamentalmente de los fenómenos bioquímicos de maduración que se desarrollan en el curso del proceso de fabricación. Su alto punto de fusión, que coincide con la temperatura corporal, hace que sea muy digestible y que por su digestión por nuestro organismo sea también aprovechado más del 90%, además, contiene vitaminas liposolubles, destacando su

contenido en vitamina A (Spreer,l991).

La

son

(“h

por Santos para pequeilas y medianas agroindustrias y así conocer las condiciones óptimas

de temperatura de batido y concentración de la crema en dicho equipo.

OPhGlNA 030

...

...~..

11.

OBJETIVOS

Objetivo general

Encontrar

_las

óptimas

batido en crema que nos permita obtener el menor tiempo de batido y el mayor rendhento

en la elaboración de mantequilla

con la ñnalidad de evaluar una batidora diseilada por

Autónoma Chapingo.

Objetivos prrtkulans

Encontrar el nivel d entración de grasa en rem la gra

.

en

Obtener el tiempo de batido y rendimientos de mantequilla para

_las

.

. . ,

.

.

.

i-b = La temperatura y la concentración de grasa no tiene un efecto importante sobre el

tiempo de batido y el rendimiento.

Ha = La temperatura y la concentración de grasa tiene un efecto importante sobre el

tiempo de batido y el rendimiento.

, .

. .

.

.

. , ,

IV.

REVISION BIBLIOGRAFICA

4.1. Historia de Ir mrntequüia

El uso de la mantequilla

es

narrado

Al

,

sus ritos religiosos.

Los antiguos Griegos y Romanos hacen referencia al uso de la

tarde las personas del norte de Europa, también tenían conocimiento de la manteqdia como

alimento y como un artículo de comercio (Olson, 1950).

Es probable que el producto el cual los antiguos Hindúes y otros llamaron

mantequilla, fue descubierto accidentalmente. Cuando la leche fue acarreada en bolsas de piel, al transportarla, expuesta a calentamiento y constante agitación pudo haber causado la separación y agriado en la leche. La cuajada e incorporación de grasa, sirvieron,

Si

observaciones de los individuos para concluir que entre más porción de grasa de leche es agitada, un diferente producto era producido (Olson, 1950).

De este principio primitivo, la industria de la mantequilla fue llevada por los primeros exploradores y colonos a todas las partes del mundo que conocían.

El producto al cuales fue dado el nombre de mantequilla, y el cual incluye toda o

parte de la grasa de leche, no fue idéntica a la mantequilla que existe actualmente en el mercado. Muchos años de esmerada investigación fueron necesarios para producir la calidad de mantequilla que se encuentra en el mercado.

La aparición de la desnatadora centrífuga hacia 1880, la prueba de Babkcoc (para determinación de grasa) y los trabajos de microbiología contribuyeron al nacimiento y

desarrollo creciente de esta industria (Olson, 1950).

, "

. .

.

4.2. importanci. de la mantquillr

4.2.1. Producción mundiil

A nivel mundial se producen alrededor de 6.900 millones de toneladas de mantequilla. Los principales países productores

son:

ese

mismo año, México _ocupó el décimo quinto lugar

con

figura

Figura 1. Producción mundml de mantquilli.

I

-Fuente: SAGAR, 1996.

4.2.2. importación de mantquilli

Aunque la producción Nacional de mantequila ha permanecido constante durante el

periodo 1993-95; en las importaciones hay fluctuaciones considerables sobre todo en el año

. . .

.

..

...

.

.

.

.

.

de 1994, el cual fue de 1,328 toneladas seguido de 769 toneladas en el _año de 1993 y 451 en 1995 (Ver figura _2).

Figura 2. importación de mantequilla.

I

1200

1

io

=

300 O

1993 1994 1995 1996

Ano

Fuente: SAGAR, 1996.

4.3.

Valor

Existen diversos tipos de mantequilla: dulce, ácida y salada entre otras. En todas ellas el componente principal es la grasa, seguida del agua, y en menor cantidad sal, caseína, ceniza, lactosa y ácido láctico. En el siguiente cuadro se muestra la composición general de la mantequilla.

Cuadro 1. Composición química de ia mantequüli. Componente porcentaje

82 a 90 10 a 16 Caseína y lactosa 0.8 a 2.0

Minerales

Fuente: D e Sora y Pineda, 1974.

4.4. Materia grasa en ia leche

La leche es un líquido complejo formado por tres fases fisicoquúnicas: emulsi6n, suspensión coloidal proteica y verdadera solución.

Químicamente está compuesta por agua, Iípidos, carbohidratos, protehas, minerales y microcomponentes orgánicos e inorgánicos (dais, 1970).

La composición de la leche determina su calidad nutritiq su valor como materia prima para _fabricar productos alimenticios y muchas de sus propiedades (Walstra, 1987).

De todos los componentes de la leche, la

fracción

más

las

grasas, estando en una proporción que oscila entre el 3.2 y el 6%.

Estas

principalmente a la selección realizada por

_las

las

las

lecheras (Spreer, 1991). La leche de vaca Holstein en promedio tiene 3.41% de grasa (Webb, et. al. 1974).

4.4.1. Formas de la materia

grasa

Los lípidos de la leche de vaca existen en dos formas de separación fisica: los que flotan por centrifugación y los que sediientan.

La parte que flota está compuesta por glóbulos esféricos o ligeramente ovalados, Uamados glóbulos de _grasa, y los que sedmentan están asociados a fragmentos de membranas y células; siendo esta última una fracción de tipidos que se mantienen en el plasma de la leche descremada (Santos, 1995).

Glóbulos de grasa

Los glóbulos de grasa contienen

más

triglidridos (97 a 98%)

,

4.4.2. Estructura del glóbulo de grasa

El

termino medio de 3 a 5. Siendo los factores de variación más importantes: la especie, la

, .

~.

.

.

..._...

.

.

, . .

raza, estado de lactación, estación del año y edad de animal. Tienen tendencias a unirse en

racimos (Waistra, 1987).

El glóbulo de grasa, estructuralmente se divide en dos partes que

son:

glóbulo de grasa y corazón o centro del glóbulo (Santos, 1995).

4.4.2.1. Membrana d d glóbulo de grasa

La membrana del glóbulo de grasa constituye aproximadamente el 2% del total del

peso de la grasa de leche.

La membrana esta compuesta principalmente por complejos de proteína y fosfolípidos. Estos últimos constituyen

más

carotenoides, colesterol, minerales (una parte considerable de

fierro

todo Fosfatasa alcalina y Xantina oxidasa

las

glóbulo), aldosas y riboflavina (Santos, 1995).

Los componentes de la membrana están dispuestos en varias capas, de tal manera

que los grupo “s” hidroñücos están orientados hacia la fase acuosa y las hidrofóbicas, hacia

la lipídica; de aquí que la leche forma una emulsión (Santos, 1995).

4.4.2.2. Corazón o centro del glóbulo de grasa

Más del 95% del total de los Iípidos se localiza en la fracción central del glóbulo de grasa y están compuestos de 98 a 99?? de triglicéridos. Del total de los lípidos del glóbulo, cerca del 99% está en el corazón y al rededor del 1% está asociado a la membrana

superficial (Santos, 1995).

Los

son

Estructuralmente la parte central del glóbulo de grasa está formado por triglicéridos en cuyo seno están disueltos los componentes de la hcción insaponiñcable; ésta parte no es homogénea

,

OPAGINA moo Tesis donada a la UAM por la

, ,

. .

.

. .

, , , . , , , ,

.

,.

temperatura ambiente, están en el centro del glóbulo y los más saturados están hacia el exterior (Santos, 1995).

4.5. MCtodos para producir mrntquüla

El primero consiste en exponer la crema de temperatura predeterminada a unos

movimientos sucesivos de choque de concusión y de agitación. Todo esto ocasiona un verdadero quebramiento de la crema, y la mantequilla se separa del suero de la crema.

Un segundo método para producir mantequilla, consiste en separar la crema de manera a obtener un producto de

más

4.4. Proceso de dnbonción de mnntquüia

La transformación de la nata en mantequilla se puede

realizar

La fabricación de mantequilla comprende 2 fases principales: la separación de la nata (desnatado o descremado) y la transformación de la nata en mantequilla, proceso que tiene

varias operaciones, de las cuales la más importante es el batido (Veisseyre, 1988).

Obtención de In nata

La nata (crema) es una emulsión de grasa en agua cuyo contenido de grasa láctea ha sido enriquecido; se obtiene a partir de leche cruda

fresca

La separación de

la

es

glóbulos grasos (0.93) y la

fase

separación se puede llevar acabo de 2 f0rma.s:

, , ,

.

.

.

.

.

Separación por decantación espontánea

Cuando la leche se deja

en

aproximación y su formación de agrupaciones voluminosas de glóbulos, cuya fuerza

ascensional es mucho mayor. _Gracias a este fenómeno de aglomeración natural de los

glóbulos grasos es posible obtener un desnatado espontaneo satisfactorio en una noche.

Separación centrífuga

El desnatado espontáneo es una operación lenta y discontinua. Para acelerarlo y hacerlo continuo se recurre a la

fuerza centrííkga, en donde la separación

realiza

régimen turbulento o en régimen intermedio mediante una desnatadora centrífuga.

Pasteurización

Con la pasteurización en la nata, se trata de librar al medio de todos los

microorganismos, cuyo desarrollo, en el curso de la maduración, puede provocar la degradación de los componentes de la nata y se oponga a la acción de los fermentos lácticos

puros que se alladen después de la pasteurización.

Los

son

Destrucción de los gérmenes patógenos y, especialmente el bacilo tuberculoso, el

más termorresistente de todos ellos; eliminar, tanto como sea posible, la flora inicial de la nata, debido a que ésta siempre contiene numerosos gérmenes indeseables (levaduras, hongos, bacterias), los cuales pasan en parte a la mantequilla y pueden provocar

alteraciones; inactivar las lipasas responsables de ciertas alteraciones graves observadas

durante el almacenamiento de la mantequilla (Veisseyre, 1988).

La temperatura de pasteurización recomendada

es

segundos, la cual nos garantiza una destrucción satisfactoria de los gérmenes y de las

entimas, preservando las cualidades organolépticas de la nata (Santos, 1987, Veisseye,

1988).

.,

.

.

.

.

.

<...

.

.

.

Refrigeración

La refrigeración de la nata es una condición importante para asegurar el óptimo desarrollo de la maduración de la nata, estando estos dos procesos muy íntimamente relacionados. La reñigeración inicia la cristalización de la grasa y modifica la envoltura de

los

La nata se enñía bruscamente a la temperatura óptima de cristalización (6 a 7°C) y se mantiene a ésta temperatura por lo menos de 2 a 3

hrs.

brusco se favorece la cristalización de la grasa y evitar la aparición del sabor a cocido; además, se obtienen mantequillas duras y quebradizas, pues los finos cristales que se

forman, proporcionan una estructura suave; por el contrario, para las mantequillas blandas

es preferible, favorecer la cristalización lenta de cristales grandes a una temperatura no

inferior a 12°C.

Midunción de la crema

La maduración de la nata supone la preparación intensiva final de la nata para el batido, Esta se puede

realizar

Midunción sin acidificación

Consiste simplemente en el desarrollo de una serie de procesos fisicos.

Estos

La nata tratada ya preparada para el batido presenta un pH

>

maduración se emplea en la fabricación de mantequilla de nata dulce, pero al ser su realización tecnológica tan simple se emplea también para fabricar mantequilla de nata acidiñcada, teniéndose en este caso que aiTadir los fermentos Iácticos

o

La

2-4 Ius. a una temperatura de 6 a 12OC. Aunque _ya se puede batir la nata transcumdo este

tiempo; se suele alargar la maduración fisica (cristalización) hasta el día siguiente (15 a 20 ius.), produciéndose UM cristalización

mas

Maduraci6n con acidircrci6n

A los procesos fisicos se les unen en este

caso

acidificantes da lugar al desarrollo de una acidez y de un aroma deseado.

Las bacterias Iácticas acidiñcantes añadidas con el cultivo (fermento)

láctico

fermentan en la nata la lactosa en varias etapas a ácido pirúvico, que después se reduce a ácido láctico.

OCH3 COCOOH

+

ácido pirúvico ácido láctico

En

El ácido láctico interviene además en la formación de diacetilo, que es UM sustancia

aromática de la mantequilla. Libera, a partir de un pH aproximado de 5- 5.2, ácido cítrico de sus sales. Este ácido cítrico libre que se origina, es transformado por los fermentos productores del aroma, en presencia de lactosa, en acetoína y diacetiio. Los fermentos productores del aroma pueden formar estos mismos productos de fermentación duectamente de los citratos, siempre y cuando exista lactosa en el medio (Spreer, 1991).

, , , . , ,, ,

.

.

.

.

.

.

.

Fermentos lácticos (Starters)

En la elaboración de mantequilla de nata ácida se suelen

utilizar

varias cepas de los géneros streptococcus

(S)

bacterias más típicamente usadas

son:

a)

S.

b)

S.

láctico;

diplococo y crece en cadenas cortas.

c)

S.

citratos en acetoína, diacetilo y

_{C e}

.

d)

L.

de carbono fermentable, en acetoína, diacetilo y COI ; un pH

<

estimula la producción de diacetilo ; produce un aroma suave y de larga conservación; tiene

forma lenticular y crece formando largas cadenas (Spreer, 1991).

Batido de la nata

El batido tiene el propósito de transformar la nata, que es una emulsión de grasa en fase acuosa, en mantequilla, que es una emulsión de una fase acuosa en grasa. El batido consiste en la expulsión de la grasa libre al exterior del glóbulo, lo que asegura una íntima

unión entre los glóbulos y las gotas de suero.

A mayor agitación, es mejor la operación de batido. La velocidad de rotación de la batidora oscila entre 20 y 30 vueltas por minuto, según la capacidad del aparato.

El lavado

El lavado tiene por objeto sustituir las gotas de suero emulsionadas en la mantquiila por gotas de agua pura. Esta sustitución de un medio rico en sustancias nutritivas impide, en

principio, el crecimiento microbian0 en la mantequilla @revocan malos sabores y deterioro del producto), ya que los microorganismos no pueden multiplicarse en la grasa (Veisseyre,

1988).

. . , , , _{. ,} ,,

.

.

.~..

.

.

La fase

a

Entre los inconvenientes del lavado es preciso destacar, además del alargamiento del

tiempo de fabricación, la eliminación junto con la mazada de una ñ9cción importante de los

compuestos reductores formados durante la pasteurización a alta temperatura. Por esto se ha preconizado, en algunos casos, suprimir el lavado para prevenir la oxidación de

las

mantequillas durante el almacenamiento (Veisseyre, 1988).

Salamoido

El agregar sal a la mantequilla tiene la finalidad del salazonar y conferirle un sabor

especial. Además, permite ampliar la gama de productos en el mercado.

El salado de la mantequilla puede hacerse

por

Salado en seco.

La sal en grano se esparce en la masa o se introduce en surcos ; se deja

reposar

posteriormente se amasa. Salado en húmedo.

La sal se esparce en surcos, se humedece y se amasa.

Salado con salmuera.

En

La cantidad de sal que se agrega depende del gusto del consumidor; varía comúnmente entre

2.5 y 3%.

Las

normas

Amasado

El amasado de la mantequilla facilita la soldadura de los granos y la pulverización de

la fase acuosa en el seno de la grasa

.

mantequilla que el lavado. En efecto, los gérmenes

sólo

fase

acuosa y cuando el amasado es correcto, su número es siempre inferior al de

las

OPAGINA 0160

suero que constituyen la emulsión. El amasado igualmente regula el contenido en agua y su

distribución en la mantequilla (Veisseyre, 1988).

Conservación

La conservación de la mantequilla mediante el empleo de bajas temperaturas es el procedimiento más racional y más seguro. Una temperatura comprendida entre -10 y -lS°C,

puede conservar durante un largo tiempo este producto (Veisseyre, 1988).

4.7. Mecanismo de tnnsformaci6n de la nata en mantquüla

En

En

temperatura ambiente a causa de su alto contenido de glicéridos de punto de fusión elevado y, por otra parte, gotitas de mazada, mas o menos diluida por el agua de lavado. La grasa libre desempeña el papel del cemento que une a los glóbulos grasos y las gotas de mazada

( h o t , 1991).

4.8. Principio del batido

La fabricación de mantequilla por el procedimiento convencional o método discontinuo, es una aplicación del principio de la aglomeración y se basa en la teoría de las espumas. La nata se agita en unas condiciones determinadas que favorecen la formación de mantequilla por coalescencia de los glóbulos grasos. Durante la agitación de la nata se forma

abundante espuma, los glóbulos gasos se aglomeran en grumos cada vez más

grandes

, , , , , , ,, ,

.

..._,

...-

.

.

.

.

.

La incorporación de aire durante la agitación aumenta la viscosidad de la nata y orienta y aproxima la velocidad de los glóbulos grams en las paredes de las burbujas en donde la

interface está constituida por agentes tensioactivos, agua y aire. La refrigeración, la formación de la espuma y los choques repetidos tienen un efecto abrasivo sobre los glóbulos

y modacan su membrana rompiendo la capa intenq lo que facilita la liberación de la capa interna líquida y la coalescencia de muchos grumos

entre los

suero muy pequeñas. El fenómeno se va intensificando durante el proceso y cuando la materia grasa que se encuentra en forma líquida es suficiente en relación a la materia grasa sólida, se forman gránulos

más

súbitamente y el suero se separa. Después, los granos de mantequilla se amasan para conseguir que se suelden y obtener una masa homogénea de mantequilla (Amiot, 1991).

4.9. Características de las batidoras

Las batidoras para la producción comercial eran originalmente de madera dura y resistente a la pudrición y consistían en un tonel (cilindro) giratorio montado horizontalmente. En la mayoría de los modelos, las batidoras contenían pares de rodillos para el amasado de la mantequilla. Con estas batidoras se tenían problemas debido a contaminaciones microbianas ocasionadas por el tratamiento incorrecto de la madera, sobre todo cuando ésta se esponja; además, por sus rodillos, las batidoras son muy dificiles de limpiar y desinfectar, por ello, se idearon batidoras metálicas, fabricadas de acero inoxidable

y aluminio y aliaciones metálicas, las cuales han reemplazado totalmente a las de madera.

Las

temperatura, durante el tiempo de trabajo, por aspersión

con

Estas

(cono

Alan,

1994).

4.10. Descripción de equipo

Todas las batidoras están provistas de una o dos ventanillas que permiten vigilar el

trabajo, asi como de una puerta hermética por la que se introduce la nata y se extrae la

., .. ~ .,.., ~ .

.

.

.

,.

mantequiila, una válvula de evacuación del suero y del agua de lavado, un sistema de paletas

que aseguran la agitación satisfactoria de la _nata al tiempo que gira la batidora. El mecanismo impulsor del tonel de la batidora permite variar a voluntad la velocidad de la misma.( Veisseyre, 1988).

El volumen de las batidoras es muy variable,

las

hasta

kg.

4.10.1. Partes principales de una batidora

La

propulsión. En ciertas máquinas, todas estas partes se combinan para formar una sola

unidad y el aparato se Uama batidora

-

El barril de la batidora

La forma y construcción del bard determinan las características de operación del

aparato. En la práctica actual se prefiere un b a d relativamente corto pero de amplio

diámetro.

El árbol de la batidora

El árbol se necesita para dar vueltas al barril y, además, para mover los rodillos en

caso de usarse.

La práctica moderna requiere que el árbol

sea

aguante los choques de la operación de batimiento.

Los

bailo de aceite como en

la

velocidad y el embrague deberán ser resistentes y Wciles de manejar.

Propulsión.

La propulsión es el accionador del bard que hace girar a la batidora con un sistema

de transmisión (mediante engranes).

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.

__

.

.

..

.

4.11. Tipos de batidoras.

Las batidoras modernas accionadas por electricidad fueron perfeccionadas alrededor del año 1880 cuando la industria lechera empezó a mecanizarse. La invención del

separador

de crema y del secador de muestías Babcock más o menos al mismo tiempo fie en gran parte responsable de la centralización de la industria mantequillera, impulsando la implantación de métodos industriales en la fabricación de mantequilla.

Según Farraü, 1952, los varios modelos de batidoras pueden clasiftcarse en los

grupos siguientes: a)

Con

c) Batidora combinada

con

d) Batidora de metal sin amasadores.

d) Batidora de madera. e) Batidora de metal.

t

Batidoras con balanceo

Este tipo de batidoras

son

producción comercial, consistían en un gran tonel (cilindro) giratorio montado horizontalmente.

En su mayoría contienen pares de

rodillos

mantequilla, además, cuentan con unas paletas las cuales hacen ascender la crema, y desde la

parte de arriba dejarla caer para que se de el golpeteo y agitación (Veisseyre, 1988).

Batidoras sin balanceo

En la batidora sin balanceo se aplica el sistema de batimiento por choques. El amasado se logra por un modo de construcción interior que permite a la mantequilla caerse violentamente de una parte o esquina del barril de la batidora hasta otra, ocasionando de esta

manera

una

@or

cono,

Batidora de metal

Muchos estudios se han dedicado a la idea de _construir un b a d de batidora de metal, debido a sus ventajas sanitarias aparentes y algunos progresos se han logrado recientemente. El problema principal

con

es

mantequila se pegue al metal. Se ha descubierto que al picar o raspar la superficie, puede remediar en parte el

problema,

puesto que se deja una película de humedad en

la

El picado o raspado debe hacerse de nuevo a intervalos regulares porque la acción de la sal y la mantequilla tiende a puh y aislar la parte interior de la batidora ( F d , 1952).

Los ensayos han demostrado que el empleo de un b a d de

metal

con

mejora en

forma

probablemente al uso de _cajas de empaques en los balandores ya que el metal tenía

una

superñcie

áspera.

La

OW

sanitarias pero tiene la ventaja de dificultar el control de temperatura ( F d , 1952)

En las batidoras

-

Este tipo de aparato tiende

a

Existe una clara tendencia a sustituir el amasado por laminación entre rodillos por et

amasado por choque. Los aparatos empleados se están simplificando; sólo se utiliza

una

batidora

con

masa

OPAGiNA 0210

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.

.

parte superior de la batidora, desde donde cae a la parte contraria, suíiiendo así una

verdadera lapidación que provoca la pulverización de las gotas de suero diluido. Las batidoras de acero inoxidable son todas de este tipo ( Veisseye, 1988).

Las

Sin

utilización. El batido es perfecto y la limpieza del material es fácil. Sin embargo, la duración de la operación aumenta (no menos de ₃₀ minutos, mientras que con el método de los

rodillos se Ueva a cabo en ₁₅ minutos ) ( Veissey~e, 1988).

4.12. Características de crema para d batido

Para obtener una mantequilla

con

la pérdida excesiva de grasa en el suero y asegurar una buena conservación del producto

final, hay que trabajar a una temperatura que pennita realizar el batido en un tiempo de 40 a

60 minutos (Amiot, _1991).

Veisseyre, 1988; menciona que la temperatura de batido en crema va desde 11 hasta

15"C, pero, a una temperatura mayor de 11°C en verano y mayor a 13' C en invierno,

acelera la velocidad de batido, sin embargo, se corre el riesgo de provocar pérdidas de grasa

en la mazada.

Así

batido de crema dulce, éste puede efectuarse de 5 a _{7 "C,} sin embargo, la operación se puede prolongar un poco más. Además menciona que en tiempos prolongados de batido se

fatiga la pasta y se obtiene una mantequilla de una textura pegajosa provocada por la liberación de un exceso de grasa libre en estado üquido.

Santos, 1987, menciona que _en la temperatura de batido cuando se trabaja a _11°C puede perderse 3.4% de grasa y a 16" C la pérdida de grasa puede ser de hasta del 19%.

Santos, _1987, Veisseyre, _1988, Amiot, 1991, Spreer, _1991; coinciden en que generalmente el batido puede ser a una temperatura de batido de 12-13°C en verano,

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.

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.

.

mientras que en invierno

se

año la temperatura de batido también depende del procedllniento de batido y del contenido

de grasa en la nata (alto contenido de grasa, bajas temperaturas).

Una nata demasiado rica en grasa se bate mal a causa de su excesiva viscosidad. Una

nata demasiado pobre en _grasa ocupa un gran volumen, lo cual perjudica la utilización rentable del material, por otra parte, las pérdidas de grasa en el suero suelen ser más

elevadas. En general se bate la nata con un contenido de grasa que oscile entre un 30 y un

40% (Veisseyre, 1988).

Patrick y Gaona 1986, dicen que las velocidades de una batidora se usan de la siguiente manera: la velocidad de 30 a 40 r.p.m. ("alta velocidad") hasta que empiecen a notarse las primeras seiíales de separación; posteriormente se pone la velocidad de 15 r.p.m. aproximadamente (baja velocidad) hasta que la mantequilla forme gránulos de 3 a 4 milímetros de

diámetro

Alais, 1970, menciona que el tratamiento de cremas muy concentradas provoca una

inversión de la emulsión muy limitada.

Veisseyre, 1988, menciona que la crema ácida se baten más rápidamente que la dulce si las otras condiciones de batido (temperatura : 12-13OC en invierno y 8

-

agitación) permanecen constantes. Este fenómeno se debe a la acidez sobre el comportamiento de los glóbulos grasos. Se _sabe que los glóbulos de grasa son hidróñlos,

en

membrana se d e s n a t u h y se neutralizan los compuestos cargados eléctricamente, pasando a ser hidrófobos. En síntesis esta modificación de la polaridad

da

batido de las natas ácidas.

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.

.

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Spreer, 1991 dice que cuando

se

producen los siguientes efectos:

a) disminución de la proporción del suero:

se

al rebajarse la porción acidificable.

b) Aumento de la viscosidad: se incrementan

_las

y se reduce en su miscibilidad y su movilidad, lo que hace más dfficil las operaciones de transporte.

C)Disminución de la densidad: La nata con un 40% de grasa presenta a 2OoC un valor de

densidad de 0.993 Kg/dm3

.

d) Disminución de la distancia media entre los glóbulos de grasa. Cuando el contenido de

grasa es mayor a 75%

los

encuentran formando paquetes de glóbulos.

Es por ello que es necesario nornializar el contenido de grasa con la mayor regularidad posible en el proceso de fabricación de mantequilla.

4.13. Comportamiento de eristaliución y de fusión de Ir grasa

La grasa al estar formada por tnglicéridos, presenta, debido, a su diversidad en

ácidos grasos, comportamiento de solidificación muy diferentes (Spreer 1991); los puntos de fusión de los triglicéridos de la grasa láctea varía desde aproximadamente -40 a 7 2 T (estos dependen de la longitud de la cadena

,

carbono, ramificación, etc.); ello no signiñca que éste sea el rango de fusión de la grasa

láctea. Su punto de fusión ñnal es normalmente de 37OC (Mulder y Walstra 1974); de lo que

se deduce que también variará mucho la dureza de la grasa de mantequilla La dureza naturai

depende fundamentalmente de los distintos regímenes de alimentación del ganado en

las

distintas épocas del año. La alimentación fibrosa, que es típica en invierno, produce una

grasa dura caracterizada por pocos dobles enlaces y por estar formada fundamentalmente por ácidos grasos de cadena corta. Por el contrario, la alimentación en verano (alimentos verdes) produce una grasa con más dobles enlaces y mayor proporción de ácidos grasos de cadena larga. En la práctica se habla por tanto análogamente de grasa o nata de verano y de

grasa o nata de invierno.

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.

En relación con los procesos reñigeración, la cristalización de la grasa de invierno comienza ya a los 25OC; por el contrario, la grasa de verano no empieza a cristal¡zar a veces

hasta que se alcanzan los 10°C. Observamos por tanto, que a temperaturas entre 10 y 25OC, existen en los glóbulos grasos, grasas ya

solidiñcadas

a

4.14. Efecto de la temperatura en

ia

Cuando la grasa en la crema se encuentra en forma líquida es muy dificil de separarla, por lo que

es

La cristalización se inicia con el enfriamiento enérgico (rápido) después de la pasteurización. Con este enfriamiento se forman cristales pequeños, favoreciéndose la elaboración de mantequilla; por el contrario, con in enfriamiento lento se favorece la formación de cristales grandes, proporcionando U M

firmeza

causa problemas tanto en el batido de la crema

como

Una sustancia no cristaliza salvo que se formen núcleos (es decir pequeños cristales embrionarios), de un tamaño que impide justamente su redisolución. La nucleación, no ocurre instantáneamente, Si0 que requiere tiempo, dependiendo del volumen de nucleación (es decir, del volumen globular) y de la temperatura. La grasa de los glóbulos es casi completa después de unos 30 minutos a 5°C. ₁ hora a 10°C, 2.5 tus. a 15OC y 6 hrs a 2OOC.

La cristalización de la grasa láctea tiene una gran importancia práctica, ya que de ella depende en gran parte, la estabilidad de los glóbulos

grasos

rompimiento) y la consistencia de los productos ricos en grasa, entre los d e s se encuentra la mantequilla. Después de la cristalización procede el crecimiento de los cristales, que junto con los agregados, eventualmente forman una

red

Simultáneo al proceso de cristalización se produce también el fraccionamiento (la separación escalonada) de la materia grasa. Se trata de una diferenciación en los glóbulos

graso~ que se caracteriza por un movimiento hacia el interior de las fracciones en estado líquido.

Las

dan

gasos fracciones cristalinas (granos de grasa) mezclas con fracciones liquidas y grasas

semisolidificadas formando esferas de gel (Spreer, 1991).

4.15. influencia de la temperatura en la crema

Los

cuando ésta es mayor, se encuentran

más

por

mas

duros y menos glóbulos deformables.

La

los

Ai

Esto

liquida. Esto normaimente ocurre cuando se emplean cremas con altas concentraciones de grasa, debido a la baja transferencia de calor (Mulder y Walstra, 1974).

Por el contrario al trabajar con una temperatura demasiado baja, la crema se hace muy firme, ocasionando que la operación (tiempo de batido) se realice en forma lenta. Esto

se debe a que en la crema no se encuentra la grasa líquida suficiente para unir los granos,

dejando granos poco compactados; esto ocasiona una buen drenaje de la mazada y evita la pérdida de grasa.

Esto normaimente ocurre cuando

Ai

retener agua; pero en las altas más que en las bajas.