ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL
FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Y
AGROINDUSTRIA
ESTUDIO DE PREFACTIBILIDAD E IMPACTO AMBIENTAL PARA
EL ESTABLECIMIENTO DE UNA PLANTA DE PROCESAMIENTO
DE LÁCTEOS EN LA PROVINCIA DE SANTO DOMINGO DE LOS
TSÁCHILAS. CASO LEFRIDERSA S.A.
PROYECTO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO AGROINDUSTRIAL
JAIRO ROMMEL CABRERA TORRES
DIRECTOR: ING. MANUEL AGUSTÍN ESPINOSA, MBA
© Escuela Politécnica Nacional 2011
DECLARACIÓN
Yo, Jairo Rommel Cabrera Torres, declaro que el trabajo aquí escrito es de mi autoría; no ha sido previamente presentado para ningún grado o calificación profesional; y que he consultado las referencias bibliográficas que se incluyen en este documento.
A través de la presente declaración cedo mis derechos de propiedad intelectual correspondientes a este trabajo, a la Escuela Politécnica Nacional, según lo establecido por la Ley de Propiedad Intelectual, por su Reglamento y por la normativa institucional vigente.
___________________________ JAIRO ROMMEL CABRERA TORRES
CERTIFICACIÓN
Certifico que el presente trabajo fue desarrollado por JAIRO ROMMEL CABRERA TORRES, bajo mi supervisión.
_________________________________ MANUEL AGUSTÍN ESPINOSA. MBA
ÍNDICE DE CONTENIDOS
PÁGINA
RESUMEN………...xi INTRODUCCIÓN………....xiii 1. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA ...1 1.1 Productos lácteos ...1 1.1.1 Materia prima ...21.1.2 Producción nacional de leche ...4
1.1.3 Canales de comercialización y distribución física ...5
1.1.4 Destino de la producción ...6
1.1.5 Precios y mecanismos de adquisición ...6
1.1.6 La industria láctea en el ecuador ...7
1.1.7 Leche pasteurizada ... 10
1.1.8 Tipos de leche pasteurizada ... 11
1.1.8.1 Leche pasteurizada entera ... 12
1.1.8.2 Leche pasteurizada y homogenizada ... 12
1.1.8.3 Leche esterilizada ... 13
1.1.8.4 Leche ultra pasteurizada (UHT) ... 13
1.1.8.5 Leche evaporada ... 15
1.1.9 Leches fermentadas ... 19
1.1.9.1 Producción de yogurt – leches acidificadas ... 21
1.1.9.2 Factores que afectan la calidad del yogurt. ... 22
1.1.9.3 Tipos de yogures ... 25
1.1.10 El queso fresco ... 28
1.1.10.1 Producción de queso ... 29
1.1.10.2 Aditivos en la fabricación del queso ... 31
2. METODOLOGÍA ... 35
2.1 Estudio de mercado ... 35
2.1.1 Estudio preliminar ... 35
2.1.1.1 Recolección de datos ... 36
2.1.1.2 Selección de segmento de mercado ... 36
2.1.1.3 Determinación del tamaño de la muestra ... 36
2.1.2 Estudio definitivo ... 37
2.1.2.1 Recolección de la información / encuesta ... 37
2.1.2.2 Análisis de la información ... 39
2.2 Estudio técnico ... 39
2.2.1 Determinación del tamaño de la planta ... 40
2.2.2 Ingeniería del proceso ... 42
2.2.2.1 Tecnología del proceso ... 43
2.2.2.2 Proceso de producción ... 43 2.2.2.3 Balance de materiales ... 43 2.2.2.4 Maquinaria y equipos ... 44 2.3 Estudio financiero ... 44 2.3.1 Inversiones ... 45 2.3.1.1 Inversiones fijas ... 45 2.3.1.2 Capital de trabajo ... 46 2.3.2 Financiamiento ... 46
2.3.3 Presupuesto de ingresos y egresos... 47
2.3.3.1 Presupuesto de ingresos ... 47
2.3.3.2 Costos de operación ... 47
2.3.3.3 Punto de equilibrio ... 48
2.3.3.4 Estados de resultados del proyecto ... 48
2.3.5 Análisis de sensibilidad ... 49
2.4 Estudio de impacto ambiental ... 50
2.4.1 Valoración del impacto ambiental ... 50
2.4.2 Clasificación y análisis según el valor del impacto ambiental... 54
2.4.3 Medidas preventivas y estimación de costos ... 55
2.4.4 Plan de seguimiento y control ... 56
3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN ... 57
3.1 Estudio de mercado ... 57
3.1.1 Estudio preliminar ... 57
3.1.1.1 Recolección de datos ... 57
3.1.1.2 Selección del segmento de mercado ... 58
3.1.2 Estudio definitivo ... 59
3.1.2.1 Recolección de la información ... 59
3.1.2.2 Análisis de la información ... 60
3.2 Estudio técnico ... 69
3.2.1 Determinación del tamaño de la planta ... 69
3.2.2 Ingeniería del proceso ... 70
3.2.2.1 Tecnología del proceso ... 72
3.2.2.2 Proceso de elaboración ... 72
3.2.2.3 Elaboración de queso fresco ... 73
3.2.2.4 Elaboración de leche pasteurizada ... 76
3.2.2.5 Elaboración de yogurt saborizado ... 76
3.2.2.6 Balance de materiales ... 78
3.2.2.7 Maquinaria y equipo ... 83
3.3 Estudio financiero ... 87
3.3.1 Inversiones ... 87
3.3.1.2 Capital de trabajo ... 88
3.3.1.3 Resumen de inversiones ... 89
3.3.2 Financiamiento ... 90
3.3.3 Presupuesto de ingresos y egresos... 92
3.3.3.1 Presupuesto de ingresos ... 92
3.3.3.2 Costos de operación ... 92
3.3.3.3 Punto de equilibrio ... 93
3.3.3.4 Estados de resultados del proyecto ... 95
3.3.4 Indicadores financieros y económicos ... 95
3.3.5 Análisis de sensibilidad ... 95
3.4 Estudio de impacto ambiental ... 96
3.4.1 Valoración del impacto ambiental ... 96
3.4.2 Clasificación y análisis según el valor del impacto ambiental... 99
3.4.3 Medidas preventivas y estimación de costos ... 100
3.4.4 Plan de seguimiento y control ... 100
4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ... 102
4.1 Conclusiones ... 102
4.2 Recomendaciones ... 104
5. BIBLIOGRAFÍA ... 106
ÍNDICE DE TABLAS
PÁGINA
Tabla 1.1: Composición de la leche de diferentes especies animales. 2
Tabla 1.2: Composición cuantitativa de la leche de vaca en 100 g. 2
Tabla 1.3: Requisitos físico-químicos de la leche cruda 4
Tabla 1.4: Precios máximos de venta al público del litro de leche pasteurizada. 7
Tabla 1.5: Normas de la UE sobre el recuento de bacterias en leche. 11
Tabla 1.6: Cambios en la leche esterilizada 13
Tabla 1.7: Características fisicoquímicas de leches UHT. 14
Tabla 1.8: Clasificación de la leche en polvo. 17
Tabla 1.9: Estándares de la leche descremada en polvo calidad extra
(especificaciones ADMI) 18
Tabla 1.10: Composición de las leches fermentadas 20
Tabla 1.11: Especificaciones de leches fermentadas 27
Tabla 1.12: Requisitos del queso fresco 29
Tabla 2.1: Clasificación del proyecto según su VIA 54
Tabla 3.1: Composición del Mercado Meta 59
Tabla 3.2: Características del mercado 61
Tabla 3.3: Frecuencia de consumo de los principales productos lácteos 62
Tabla 3.4: Valores promedios de parámetros físico – químicos de la leche
cruda analizada 78
Tabla 3.5: Capital de operación 89
Tabla 3.6: Plan de Inversiones 89
Tabla 3.7: Composición del capital 90
Tabla 3.8: Análisis de sensibilidad 96
Tabla 3.9: Valoración del impacto ambiental. 98
Tabla 3.10: Resultados de ficha de evaluación ambiental 99
ÍNDICE DE FIGURAS
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Figura 1: Producción Nacional de leche. 5
Figura 2: Destino de la leche en el Ecuador. 6
Figura 3: Destino de la leche cruda en la industria 8
Figura 4: Industrialización de leche cruda 2007-2008 9
Figura 5: Procesamiento de leche evaporada 16
Figura 6: Proceso de fabricación del queso 30
Figura 7: Proceso de coagulación - leche 33
Figura 8: Tabulación de preguntas informativas 60
Figura 9: Inversión en productos lácteos 63
Figura 10: Estandarización de la leche pasteurizada en funda 79
Figura 11: Estandarización de para yogurt 79
Figura 12: Balance de materiales leche entera pasteurizada 80
Figura 13: Balance de materiales de queso fresco 81
ÍNDICE DE ANEXOS
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ANEXO I
Aditivos permitidos para leches fermentadas 110
ANEXO II
Clasificación de los quesos 114
ANEXO III
Aditivos permitidos (queso fresco) 115
ANEXO IV Análisis de la información 118 ANEXO V Cuadrado de Pearson 133 ANEXO VI Organización de la empresa 135 ANEXO VII
Ficha de evaluación ambiental. 137
ANEXO VIII
ANEXO IX
Proveedores de insumos lácteos 142
ANEXO X
Localización del proyecto 144
ANEXO XI Maquinaria y equipo 145 ANEXO XII Amortización de la inversión 147 ANEXO XIII Flujo de caja 149 ANEXO XIV Costos de producción 151 ANEXO XV Gastos de administración 157 ANEXO XVI Gastos de venta 158 ANEXO XVII Gastos de financiamiento 159
ANEXOS XVIII
Punto de equilibrio 160
ANEXO XIX
Estado de resultados del proyecto 163
ANEXO XX
Encuesta 164
ANEXO XXI
GLOSARIO
ADMI American Dry Milk Institute
AGSO Asociación de Ganaderos de la Sierra y Oriente
ASOGAN Asociación de Ganaderos-Santo Domingo
ASOPROLE Asociación de Productores de Leche del Litoral
BNF Banco Nacional de Fomento
CFN Corporación Financiera Nacional
CIL Centro de Industrias Lácteas
CONQUITO Agencia Municipal de Desarrollo Económico
CRI Criterio Relevantes Integrados
FAO Food and Agriculture Organization
FEPALE Federación Panamericana de Lechería
INEC Instituto Nacional de Estadística y Censo
INEN Instituto Nacional Ecuatoriano de Normalización
INPS Índice de Nitrógeno Proteico en el Suero
PEA Población Económicamente Activa
PIB Producto Interno Bruto
SNG Sólidos Lácteos no Grasos
TIR Tasa Interna de Retorno
TM Toneladas Métricas
TRAM Tiempo de Reducción del Azul de Metileno (Reductasa)
UAPE Unidad de Apoyo al Politécnico Emprendedor
UHT Ultra High Temperature
VAN Valor Actual Neto
RESUMEN
El estudio de prefactibilidad e impacto ambiental, para establecer una planta procesadora de productos lácteos, en la Provincia de Santo Domingo de los Tsáchilas, se realiza con el propósito de incursionar en la industria láctea en ésta ciudad por parte de la empresa Lefridersa S.A.
Para llevar a efecto este proyecto, fue necesario realizar un estudio previo de mercado con la finalidad de conocer la demanda existente de productos lácteos en la ciudad. Este análisis consideró, como universo de estudio, la población económicamente activa de la ciudad, la misma que representa el 35% de la población total, es decir 101.423 personas, de las cuales se tomó una muestra de 383 habitantes, entre los 16 y 65 años. Como resultado se obtuvo que el 62% labora y el 38% no lo hace. De esta población, el 65% pueden ser compradores y/o consumidores y el 35% consumidores netos.
Los derivados lácteos con mayor demanda son la leche pasteurizada, el queso fresco y el yogurt, a un precio de $0,60 a $0,75 el L de leche pasteurizada, $1,30 a $2,50 el queso fresco de 500 g y $1,30 a $1,60 el L de yogurt de sabores. Esta demanda de productos lácteos asciende a 56.502 L de leche procesada al día. Las principales industrias que participan en el mercado con sus productos son Toni, Rey leche, Alpina, Nestlé y el Ranchito, las mismas que promocionan sus productos a través de la televisión, vallas publicitarias y degustación en supermercados. Estas industrias cubren el 60% de este mercado y el 40% restante se divide entre demanda insatisfecha y pequeñas industrias.
Con estos datos se determinó que existen 22.600 L de leche por ofertar, que representan el 40% de la demanda insatisfecha y pequeñas industrias. De este volumen, la empresa se planteó captar el 13,27% del mercado (3.000 L diarios) el primer año y llegar al 22,12% (5.000 L diarios) durante los 5 años siguientes. Definido el volumen de procesamiento diario de leche, se realizó el estudio técnico. Se tomaron en cuenta las operaciones unitarias de producción, para
determinar los requerimientos de materia prima, insumos y servicios básicos, necesarios para la elaboración de leche pasteurizada en funda, queso fresco de 500 g y yogurt de sabores con presentaciones de 2.000, 1.000 y 250 mL.
De acuerdo con los diagramas de flujo de cada proceso, se establecieron los requerimientos de personal necesario para cada área de procesamiento, la maquinaria y los equipos auxiliares, para la capacidad operativa de la planta.
Según las dimensiones de los equipos, su operación y el diseño elaborado por el grupo promotor, se determinó que el área de la nave industrial es de 660 m2.
La capacidad instalada de la planta será de 5.000 L de leche al día, por lo que es necesario realizar una inversión total de $298.798; el 89% representa las inversiones fijas ($265.124) y el 11% restante es el capital de operación, durante un mes ($33.673).
El flujo de caja sobre las ventas totales para el primer año asciende a $454.544 y el total de egresos generados a $459.596. Con los datos descritos anteriormente, se conoció que el primer año se tendrá una pérdida de $5.052, el segundo año se tendrá una utilidad neta de $29.563 y $58.456 para el tercer año. El cálculo de los indicadores económicos se determinó con una tasa de descuento del 11%, se obtuvo un VAN positivo de 369.505,51 y un TIR de 26,75%.
Con base en los diagramas de flujo elaborados en el estudio técnico, se realiza una valoración de impacto ambiental por cada proceso y se obtiene un valor de impacto ambiental promedio de 5,7; lo cual clasifica al proyecto en la categoría III, correspondiente a impactos ambientales negativos moderados.
Se utilizó la ficha de evaluación ambiental que propone la Corporación Financiera Nacional, para calificar los proyectos productivos. El valor determinado fue de 42 puntos, que ubicó al proyecto en la categoría III y se describió como un proyecto que produce un impacto negativo moderado.
INTRODUCCIÓN
La elaboración de productos lácteos representa el 0,5% del PIB del Ecuador. Esta actividad genera el 4,3% de empleo actualmente. El crecimiento poblacional y la urbanización de algunas ciudades, han generado mayor demanda de derivados de la leche, es así que en Santo Domingo de los Colorados y sus parroquias, el 5,4% del gasto mensual de una persona es para adquirir leche pasteurizada en funda, el 3,5% es para adquirir queso y el 1,6% se destina a la compra de yogurt. En el país existen 45 empresas lácteas formales, de las cuales 12 procesan cantidades menores a 30.000 L diarios de leche cruda como es el
caso de Dulac’s y Chivería; 8 empresas procesan entre 30.000 – 100.000 L, como
Floralp S.A., Indulac; y, 7 empresas procesan entre los 100.000 – 300.000 L diarios de leche, como Pasteurizadora Quito, Reyleche y DPA (Nestlé). (Vizcarra, 2009)
En los últimos años, la producción de leche cruda, en el cantón de Santo Domingo de los Colorados y parroquias aledañas alcanzaron 167.000 L diarios, procedente de 2.500 productores de leche. De este volumen, únicamente el 19% se procesaron dentro de la misma provincia, el resto se destinaron a varias industrias del país, producción de queso criollo, consumo directo y fabricación de otros productos lácteos. (Jácome, 2006)
El valor agregado aplicado a esta materia prima es reducido, ya que en la zona existen pocas industrias que elaboran productos de calidad. Debido a este suceso, Lefridersa S.A., una empresa que trabaja durante 15 años en el acopio y transporte de leche cruda, propone establecer una planta procesadora de productos lácteos, ya que dispone de 15.000 L diarios de leche y desea procesar el 33% de este volumen. Se proyecta construir esta planta en su centro de acopio ubicado en San José de Alluriquín, parroquia de Santo Domingo de los Colorados.
El fin del proyecto es generar un modelo de desarrollo local, generar empleo directo e indirecto, aumentar el comercio en la zona y ofertar productos de buena calidad, para mejorar la nutrición y alimentación de la población del lugar.
1.
REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA
1.1
PRODUCTOS LÁCTEOS
Los productos lácteos son todos aquellos que se obtienen mediante el procesamiento de la leche, así como sus derivados procesados generalmente fermentados, que pueden contener aditivos alimentarios y otros ingredientes funcionalmente necesarios para la elaboración. (Codex Alimentarius, 2007).
En la actualidad, la mayor parte de los alimentos funcionales son elaborados a partir de productos lácteos. La leche utilizada, procede de mamíferos tales como la vaca, la cabra y la oveja.
El consumo de derivados de la leche, ha experimentado un considerable crecimiento en la demanda mundial, que ha llevado a la industria a superar retos tecnológicos importantes. Se aplican procesos que garantizan la inocuidad y la calidad para ser consumidos directamente por el público.
El tratamiento que se da a estos productos, requiere de materia prima de calidad y una línea de proceso correctamente diseñada, que optimice la elaboración de un producto y se tome en cuenta el impacto que produzca éste en el medio ambiente.
La leche.- es un alimento que durante muchas décadas ha sido un producto de primera necesidad, debido a que suministra cantidades abundantes de elementos nutricionales, esenciales para el ser humano. El INEN define a la leche, como el producto de la secreción normal de las glándulas mamarias, obtenido a partir del ordeño íntegro e higiénico de vacas sanas, sin adición ni sustracción alguna y destinado al consumo en su forma natural o a elaboración ulterior.
(calostro pre-parto) hasta 10 días después del parto (calostro propiamente dicho). La leche está compuesta principalmente de agua (86 - 89%) y materia seca (11 – 14%), que es la más importante al momento de industrializar. La composición de la leche procedente de algunos mamíferos se describe en la Tabla 1.1. a continuación:
Tabla 1.1. Composición de la leche de diferentes especies animales.
Especie Carbohidratos % Proteína total % Caseína % Seroproteína % Grasa % Cenizas % Humana 7,0 1,2 0,5 0,7 3,8 0,2 Equina 6,2 2,2 1,3 0,9 1,7 0,5 Bovina 4,8 3,5 2,8 0,7 3,7 0,7 Bufalina 4,8 4,0 3,5 0,5 7,5 0,7 Caprina 4,7 3,6 2,7 0,9 4,1 0,8 Ovina 4,5 5,8 4,9 0,9 7,9 0,8
Fuente: Tetra Pack, 2003.
1.1.1 MATERIA PRIMA
La leche cruda producida por la vaca, constituye la principal materia prima para la elaboración de productos lácteos. Ésta debe cumplir con algunas características para su procesamiento. Las especificaciones técnicas se encuentran establecidas a nivel local por el Instituto Nacional Ecuatoriano de Normalización (INEN) y a nivel internacional por el CODEX Alimentarius. Una leche que no ha sido modificada en su composición, debe contener un porcentaje adecuado de su componente, como se muestra en la Tabla 1.2.
Tabla 1.2. Composición cuantitativa de la leche de vaca en 100 g.
Componente principal Límites de variación Valor promedio
Agua 85,5 – 89,5 87,5 Sólidos totales 10,5 – 14,5 13,0 Lactosa 3,6 – 5,5 4,8 Grasa 2,5 – 6,0 3,9 Proteínas 2,9 – 5,0 3,4 Minerales 0,6 – 0,9 0,8
Las industrias lácteas deben cumplir con las normas técnicas para el procesamiento, las cuales han sido establecidas por el INEN desde 1987. De acuerdo con la Norma INEN 9, la leche cruda debe cumplir con los siguientes requisitos:
Presentar aspecto homogéneo (normal), de color blanco opalescente o ligeramente amarillento, limpia, libre de materias extrañas, exenta de olor o sabores raros (calostro, preservadores, colorantes, antibióticos, agua añadida) u otras materias extrañas a su naturaleza.
La leche cruda analizada de acuerdo con las Normas Ecuatorianas correspondientes, deberán cumplir las especificaciones establecidas en la Tabla 1.3.
El recuento estándar en placa por centímetro cubico (ufc/cm3), de microorganismos aerobios mesófilos, determinado de acuerdo con la NTE INEN 9-2008; clasifica la leche cruda en cuatro categorías, para el procesamiento y el consumo la leche. Puede ser tipo A (Buena) y B (Regular) con un contenido de microorganismos aerobios mesófilos de 5x105 ufc/cm3 hasta 1,5x106 ufc/cm3 y un TRAM comprendido entre 2 a 5 h. Si la reducción del azul de metileno en la leche supera las 5 h, puede ser que contenga conservantes, para este caso se recomienda su identificación según la Norma INEN 1500.
La leche crudas de tipo C y D con una caga microbiana mayor a 1,5x106 ufc/cm3 y un (TRAM) menor a 2 h no son aptas para el consumo y tampoco para el procesamiento ya que contienen una alta carga bacteriana.
Los parámetros de crioscopía, reductasa contenido proteico y conteo bacteriano total, a más de revelar la calidad de la leche cruda, también se utilizan para el pago de leche por calidad; se bonifica o descuenta de acuerdo con los resultados.
Tabla 1.3. Requisitos físico-químicos de la leche cruda
REQUISITOS UNIDAD MIN. MAX MÉTODO DE
ENSAYO Densidad relativa: a 15 ºC a 20 ºC - - 1,029 1,026 1,033 1,032 NTE INEN 11:84
Materia grasa % (m/m) 3,2 - NTE INEN 12:73
Acidez titulable como ácido
láctico % (m/V) 0,13 0,16 NTE INEN 13:84
Sólidos totales % (m/m) 11,4 - NTE INEN 14:84
Sólidos no grasos % (m/m) 8,2 - *
Cenizas % (m/m) 0,65 0,80 NTE INEN 14:84
Punto de congelación (punto crioscópico). ºC ºH -0,536 -0,555 -0,512 -0,530 NTE INEN 15:73
Ensayo de Reductasa (azul
de metileno) h 2 - NTE INEN 18:73
Reacción de estabilidad proteica (prueba de alcohol)
No se coagulará por la adición de un volumen igual
de alcohol neutro de 65% en peso 75% en volumen. NTE INEN 1500
* Diferencia entre el contenido de sólidos totales y el contenido de grasa
Fuente: Norma INEN 9:2008.
1.1.2 PRODUCCIÓN NACIONAL DE LECHE
En la actualidad la tercera parte del territorio nacional (31%) se destina a actividades relacionadas con la producción, de esta el 63% corresponde a explotación ganadera, lo que equivalente a que el 20% de la superficie total del país (54.409 km2), tenga uso pecuario principalmente en ganadería bovina. Estas cifras conjuntamente con una evolución positiva de la población bovina en el país, afirman que la producción pecuaria nacional sea uno de los rubros más dinámicos.
De acuerdo con los datos de la Cámara de Agricultura de la Primera Zona, la producción lechera ecuatoriana se ha concentrado en la región interandina con el 73%, el 18% en la Costa y el 9% en el resto del país. Estos porcentajes se resumen en la Figura 1. Las provincias de Pichincha, Cotopaxi, Chimborazo y Manabí se especializan en producción lechera y disponen de mejores hatos.
Sierra Costa Resto 0% 20% 40% 60% 80% 100% 73% 18% 9%
Figura 1: Producción Nacional de leche.
(Cámara de Agricultura de la Primera Zona, 2004)
El 95% de los productores de leche en el Ecuador, se encuentran asociados y pertenecen a varias organizaciones que brindan servicios de apoyo y asistencia técnica a los pequeños productores. Las instituciones gremiales que acogen a productores de la sierra y oriente son: la AGSO y ASOPROLE en la Costa ecuatoriana. Existen también otras que representa al sector agropecuario. La mayor parte de proveedores de leche cruda en el país, representan los pequeños ganaderos con el 85%, medianos y grandes productores complementan la cifra con el 15% (Vizcarra, 2009).
1.1.3 CANALES DE COMERCIALIZACIÓN Y DISTRIBUCIÓN FÍSICA
La producción de leche cruda tiene diferentes canales de comercialización, las principales son:
El acopiador rural.- es la persona quien recoge la producción procedente de varios hatos lecheros, ubicados en zonas con acceso limitado debido a sus condiciones naturales, para ser almacenada o a su vez transportada hacia los centros de procesamiento.
plantas pasteurizadoras y queserías. La comercialización puede distorsionarse, ya que los transportadores pueden convertirse en distribuidores clandestinos y llevar la leche al consumidor final sin garantizar su calidad.
Las industrias lácteas.- se abastecen de materia prima directamente de fincas propias y transportistas para luego ser transformada en productos derivados que serán distribuidos y comercializados en el mercado.
1.1.4 DESTINO DE LA PRODUCCIÓN
Para el año 2009, la producción diaria de leche cruda a nivel nacional fue de
5’228.730 L de los cuales, el 42% se destinó a la industria, el 24% se distribuyó
como leche cruda, el 23% para auto consumo y el 11% restante se elaboró lácteos de forma artesanal (INEC-ESPAC, 2008). Estos datos se resumen en la Figura 2.
Figura 2: Destino de la leche en el Ecuador (2009).
1.1.5 PRECIOS Y MECANISMOS DE ADQUISICIÓN
Existen algunos factores que determinan los precios de leche cruda pagados al productor, estos se encuentran establecidos principalmente por su volumen diario, calidad, accesibilidad a la finca y distancia. El precio de leche cruda ha sido
establecido bajo el acuerdo ministerial N° 136, el cual regula el precio mínimo por litro de leche que se debe pagar al productor.
Para el cálculo del precio, se considera que el litro de leche cruda debe representar el 52,4% del precio de venta al público (PVP) del litro de leche fluida UHT en funda que es $0,75; es decir el precio mínimo que se debe cancelar al productor debe ser $ 0,39/L, en finca.
El pago de este valor, se realiza con base en la tabla referencial de pago por higiene y componentes y se considera la norma INEN 9-2008, es decir premiar una leche de mejor calidad, que supere los parámetros establecidos por la norma, y castigar aquel productor que no cumpla con los requisitos mínimos. Para esto es necesario efectuar análisis físico-químico de la leche cruda, considerar la sanidad, salubridad del ganado y el proceso de extracción sanitario de la leche.
1.1.6 LA INDUSTRIA LÁCTEA EN EL ECUADOR
Actualmente en el país, se encuentra en actividad 45 empresas lácteas formales, que se aprovisionan de materia prima procedente de la ganadería lechera nacional. De acuerdo con el rango del volumen de leche cruda procesada diariamente, existen 27 industrias que procesan aproximadamente 2’000.000 L/día; 7 empresas procesan entre 100.000 hasta 300.000 L/día; 8 empresas, procesan desde 30.000 hasta 100.000 L/día y 12 restantes procesan cantidades menores a 30.000 L/día.
Durante el 2009 la industria láctea procesó el 42% de la producción nacional de
leche (2’196.100 L/día). Los principales productos que la industria láctea
ecuatoriana oferta al mercado consumidor son: leche pasteurizada en funda y leche larga vida UHT en funda, para este producto se destina el 35%, el 26% a queso fresco y maduro, 17% a leche larga vida UHT en cartón, 12% a leche en
polvo, 9% a yogurt y 2% a otros productos lácteos. Estos porcentajes representan la producción diaria y se muestran en la Figura 3.
Algunas de las empresas que conforman la industria láctea, manejan conceptos visibles de responsabilidad social empresarial y otras están iniciándose por el mismo camino, sin embargo es muy importante saber que el 40% de leche que se industrializa es procesada bajo conceptos de responsabilidad y 60% restante de leche, es procesada por empresas con conceptos de sustentabilidad.
Figura 3: Destino de leche cruda en la industria
(Vizcarra, 2009).
En el foro del sector lechero ecuatoriano, realizado en septiembre del 2009, se dio a conocer que los productos que más ha procesado la industria láctea ecuatoriana, en los últimos cinco años son: leche pasteurizada, queso y leche en polvo.
Para el año 2008, la producción de leche cruda fue de 4’400.000L/día. De esta cantidad, la industria láctea utilizó el 14,7% para producir leche pasteurizada y leche larga vida UHT en funda, 10,92% para la elaboración de queso fresco y maduro, en la producción de leche larga vida UHT en cartón se utilizó el 7,14%, en la obtención de leche en polvo se empleó el 5,04%, el 3,57% se destinó para
35%
26% 17%
12%
9% 2%
Leche pasteurizada en funda y leche larga vida UHT en funda Queso fresco y maduro Leche UHT en cartón Leche en polvo Yogurt
elaborar leches fermentadas o productos de la naturaleza del yogurt; y, el 0,63% de leche fue utilizada para la elaboración de otros productos lácteos.
Como se puede ver en la Figura 4, en el año 2007 la producción de leche en funda fue, 6 puntos más que en el 2008; la preferencia del consumidor migró desde la leche pasteurizada en funda (vida corta), hacia la leche larga vida UHT en funda. Se comparó el año 2008 con el 2007, otros productos como: leche larga vida UHT en cartón aumentó en 2 puntos, queso fresco y maduro en 2 puntos, leche en polvo en 1 punto y yogurt en 1,5 puntos (Vizcarra, 2009).
Figura 4: Industrialización de leche cruda 2007-2008
A partir del mes de mayo del año 2008, la producción de leche cruda de la ganadería nacional, empezó a crecer y superó el nivel de la demanda local, se generó un excedente aproximado de 200.000 L/día que se ha incrementado en los últimos años (Vizcarra, 2009).
Este excedente produce muchas pérdidas a los productores y a su vez causa un impacto considerable en el medio ambiente. Ciertas empresas que poseen la tecnología para fabricar productos lácteos con un tiempo de vida igual o mayor a 6 meses (leche en polvo, leche larga vida UHT en cartón y quesos maduros),
14,70 10,92 7,14 5,04 3,57 0,63 20,70 8,92 5,14 4,04 2,07 0 4 8 12 16 20 24
Leche PST Queso UHT cartón Leche polvo Yogurt Otros
buscan en conjunto con sus proveedores ganaderos, la posibilidad de exportar estos productos hacia compradores, ubicados en países como Venezuela, Perú y México.
El sector lechero ecuatoriano se ha consolidado, a través del manejo eficiente, tanto de los recursos con que cuentan las haciendas ganaderas, como de los excedentes de producción de leche, los mismos que no solo pueden destinarse a la exportación, sino también a incrementar la demanda nacional, promover el consumo de la leche y sus derivados en un mayor número de personas.
1.1.7 LECHE PASTEURIZADA
La leche por sus excelentes características nutricionales, por sus proteínas de alto valor biológico, diversas vitaminas y minerales imprescindibles para la nutrición humana y fuente del calcio dietario, es el alimento más completo para el ser humano.
La leche pasteurizada en el Ecuador representa el 35% de la producción total, la misma que es comercializada a nivel nacional, como leche en funda pasteurizada (vida corta), leche UHT en funda y cartón.
De acuerdo con la norma ecuatoriana, la leche pasteurizada se define como;
“leche cruda homogenizada o no, que ha sido sometida a un proceso térmico que
garantiza la destrucción de los microorganismos patógenos y la casi totalidad de los microorganismos banales, sin alterar sensiblemente las características fisicoquímicas, nutricionales y organolépticas de la misma". La industria láctea a nivel mundial estandariza sus productos con base en tratamientos obligatorios como: la refrigeración, la clarificación y pasteurización, específicos para lácteos líquidos de consumo directo.
requieren de materia prima de alta calidad y líneas de proceso correctamente diseñadas, las mismas que permitan la obtención de un producto final inocuo, que posea todos sus constituyentes, sin que estos se vean afectados por los tratamientos empleados. Con referencia en las, normas microbiológicas establecidas por la Unión Europea, se presenta a continuación en la Tabla 1.5 el recuento de bacterias permitido en la leche.
Tabla 1.5. Normas de la UE sobre el recuento de bacterias en leche
PRODUCTOS Recuento en placa
(UFC/mL)
Leche cruda < 100.000
Leche cruda almacenada en silos en la industria durante
más de 36 h < 200.000
Leche pasteurizada < 30.000
Leche pasteurizada tras incubación durante 5 días a 8 °C < 100.000
Leche UHT y esterilizada tras incubación, durante 15 días,
a 30 °C < 10
Fuente: Tetra Pack, 2003.
La normativa sanitaria europea regula también la calidad de la leche, de acuerdo con la condición sanitaria de la glándula mamaria de la vaca se considera la cantidad máxima de células somática; una leche es anormal cuando se tiene un recuento de 250.000 a 500.000 células somáticas por mL. La leche cruda destinada al mercado interno no puede sobrepasar de 400.000 células somáticas por mL. Varios de estos conceptos se fundamentan en algunas normativas internacionales tales como el Codex Alimentario, la norma técnica Andina y normas de la Unión Europea.
1.1.8 TIPOS DE LECHE PASTEURIZADA
Según el tratamiento de temperatura y de tiempos utilizados que se da a la leche cruda, se obtienen diversos tipos de leche pasteurizada, que se adaptan a las condiciones y necesidades de cada persona consumidora.
1.1.8.1 LECHE PASTEURIZADA ENTERA
Producto sometido a una temperatura de 72 – 75 °C durante 15 – 20 s y luego enfriada a temperaturas menores de 5 ºC. Una vez que la leche ha sido pasteurizada es normalizada; adquiere un contenido graso definido y constante de 3% de grasa, de acuerdo con la norma INEN, a continuación es envasada en fundas de polietileno coextruido de 1 L, de color negro en el interior y blanco en el exterior.
Sus propiedades nutritivas y su sabor son prácticamente iguales a la leche natural y se debe consumir máximo hasta los tres días posteriores. Las características que posee esta leche son las siguientes:
Contenido graso 3% m/m
Acidez titulable 0,13% - 0,16% m/v Proteínas ≥ 2,9% m/m
1.1.8.2 LECHE PASTEURIZADA Y HOMOGENIZADA
Se puede definir como leche entera pasteurizada, posee las mismas características pero tienen un proceso adicional, llamado homogenizado el cual consiste en uniformizar el tamaño de los glóbulos de grasa, para lograr una mejor digestión en las personas.
De acuerdo con la Normativa Ecuatoriana y algunas normas internacionales, toda leche pasteurizada debe ser homogenizada independiente de tipo de leche que se quiere obtener. Sin embargo, en nuestro medio el consumidor identifica la calidad de la leche por el cuello de nata que se forma en el envase; mientras se forme mayor cantidad de nata, la leche es considerada de mejor calidad. En este tipo de leches esto no sucede ya que la nata ha sido homogenizada y no se separa del resto de la leche, por lo tanto el consumidor puede considerarlo como un producto de baja calidad y de esta manera no comprarlo.
1.1.8.3 LECHE ESTERILIZADA
Llamada también leche de larga duración porque puede conservarse por más tiempo. Se entiende por leche esterilizada la leche natural, entera, semidescremada o descremada, sometida después de su envasado a un proceso de calentamiento (115 - 120 ºC durante 15 - 30 min), el cual asegure la destrucción de los microorganismos y la inactivación de sus formas de resistencia. La leche es pre-esterilizada a 130 °C durante unos 2 – 3 s, luego se somete al proceso de esterilización y finalmente se enfría de 70 – 30 °C, temperatura que depende del material del envase.
Si bien estos procesos destruyen los microorganismos existentes y garantizan la inocuidad del producto, también producen cambios en las cualidades nutritivas, ya que se alteran las proteínas y se pierden vitaminas.
Algunas de las características que presentan este tipo de leches, están relacionadas con los aspectos organolépticos; se producen importantes modificaciones del color y del sabor de la leche, sobre todo si presentan un elevado contenido en esporas, ya que será sometida a un tratamiento severo. Debido a este tratamiento severo se producen algunas alteraciones nutricionales, estos cambios se presentan en la Tabla 1.6.
Tabla: 1.6. Cambios en la leche esterilizada
Constituyentes Efectos del calor
Grasa Sin cambios
Lactosa Cambios marginales
Proteínas Desnaturalización parcial de las seroproteínas
Sales minerales Precipitación parcial
Vitaminas Pérdidas marginales
Fuente: Tetra Pack, 2003.
1.1.8.4 LECHE ULTRA PASTEURIZADA (UHT)
proceso térmico a temperatura entre 129 – 150 ºC durante 2 – 4 s, mediante un proceso de flujo continuo, e inmediatamente enfriada a menos de 3 – 2 ºC y envasada en condiciones asépticas, en envases estériles y herméticamente cerrados. No presenta alteraciones nutritivas ni del sabor. Con esta eliminación casi total de las bacterias de la leche se alcanza una vida útil de hasta 60 días.
Este proceso aplicado a la leche entera, semidescremada, descremada y otros derivados, ha sido utilizado por varias industrias, para obtener productos de alta calidad con su valor nutritivo y color prácticamente inalterado.
Conforme al contenido de materia grasa la leche (UHT) se puede clasificar en: Leche (UHT) entera.
Leche (UHT) semidescremada o parcialmente descremada. Leche (UHT) descremada.
Este tipo de productos deben mantener un color blanco y no contener sabores ni olores extraños. Los microorganismos no deben ser capaces de proliferar en condiciones normales de almacenamiento y distribución. Algunas de las características fisicoquímicas que debe tener este tipo de leches, son descritas en la Tabla 1.7.
Tabla 1.7. Características fisicoquímicas de leches UHT.
Requisitos L. Entera L. Semidescremada L. Descremada
Materia grasa (% m/m) mín. 3,0 0,6 – 2,9 máx. 0,5
Acidez 0,14 – 0,18 0,14 – 0,18 0,14
g de ác. láctico / 100 mL - - 0,18
Extracto seco no graso (%m/m) mín. 8,2 mín. 8,3 mín. 8,4
Fuente. Código Alimentario Argentino, 2006
La leche semidescremada o parcialmente descremada UHT, contiene solamente un contenido graso entre 0,6 y 2,9% (m/m), pero conserva sus propiedades nutritivas, a esta leche se le ha eliminado parcialmente el contenido graso. Su
sabor es menos intenso y su valor nutritivo disminuye por la pérdida de vitaminas liposolubles A y D. Generalmente, se suelen enriquecer con esas vitaminas para suplir dichas pérdidas.
La leche descremada UHT, Llamada también leche desnatada, es aquella que ha pasado por un proceso de estandarización o descremado en el cual ha perdido casi toda su grasa, luego de su higienización y previo a su pasteurización. Luego de contener un porcentaje mínimo de grasa se aplica el tratamiento térmico de Ultra Alta Temperatura (UHT). Esta leche presenta características físicas y químicas establecidas, como se muestra en la Tabla 1.7, el contenido de materia grasa no será superior a 0,50% (m/m).
1.1.8.5 LECHE EVAPORADA
Es la leche que ha perdido parte del agua, dentro de este grupo están las leches concentradas no azucaradas y leches concentradas azucaradas (leche condensada). El consumo de esta leche está destinado a lugares que es escasa la leche fresca. Utilizada como sustituto de la leche materna a la cual se añade vitamina D.
Este producto es empleado frecuentemente en la repostería como base para diferentes salsas. Generalmente su envase es metálico, se esteriliza para prolongar su vida útil, no necesita de refrigeración y sus características son similares a la leche en polvo. Estos productos, también pueden ser tratados por UHT y ser envasados en empaques de cartón. La composición de la leche evaporada es:
azúcar 45% agua 27% grasa 8% y SNG 18 a 20%.
La relación entre la grasa y los sólidos no grasos debe ser de 1:2,25, estos valores deben ser mantenidos por razones de rentabilidad y no ser sobrepasados del margen estipulado.
El procesamiento de leche evaporada no azucarada y azucarada, como se muestra en la Figura 4, requiere de un tratamiento previo de normalización del contenido graso, así como el contenido no graso y un tratamiento térmico. Antes de esterilizar, se aplica de 100 a 120 ºC, durante 1 – 3 min; inmediatamente, se enfría hasta los 70 ºC. Esto con el fin de destruir los microorganismos presentes y mejorar la estabilidad a la coagulación de la leche.
La calidad del producto está determinada por la viscosidad de la leche, la cual se produce debido a la naturaleza del tratamiento térmico
.
Figura 5: Procesamiento de leche evaporada
(Tetra Pack, 2003)
Leche en polvo, es aquel producto que se ha obtenido de la deshidratación de la leche, entera, descremada o parcialmente descremada. Su preparación requiere de buena cantidad de agua. Una forma de preservar los alimentos, por mucho tiempo, es el secado de los mismos; es decir, extraer el agua de los alimentos, para que los microorganismos no tengan un medio de reproducción. En la Tabla 1.8 se muestra la clasificación de la leche en polvo respecto al contenido de materia grasa.
Tabla 1.8. Clasificación de la leche en polvo
Tipo de leche Contenido graso (%) Tiempo de vida
mínimo máximo
Entera 26,0 - 6 meses
Semidescremada 1,5 25,9 máx 3 años
Descremada - 1,5 máx 3 años
Fuente: Tetra Pack, 2003
El contenido de agua en la leche en polvo está entre 2,5 y 5,0% luego de haber pasado por el proceso de secado. En estas condiciones no puede haber un crecimiento bacteriano con un contenido de humedad tan bajo.
El secado aumenta el periodo de conservación de la leche y reduce, simultáneamente, su peso y volumen, lo que significa que también se disminuye el costo de transporte y de almacenamiento.
Los procesos más utilizados, parten de la obtención de leche evaporada; la leche que se concentra de la evaporación se seca desde 27 hasta 5% de humedad y se obtiene un material sólido.
Los diferentes usos que se da a este producto, están estrechamente relacionados con la industria chocolatera, producción de alimentos infantiles, como sustituto de la leche materna y otros productos de consumo masivo como es el pan. Actualmente, la leche en polvo se produce a gran escala; a nivel nacional se industrializan el 12% de la producción nacional de leche (268.413 L/día). Por ser un producto mundialmente industrializado existen algunos estándares aplicados a este tipo de leches; estas propiedades se resumen en la Tabla 1.9.
El tratamiento térmico que se aplica en la elaboración de la leche en polvo, desnaturaliza las seroproteínas, y el porcentaje desnaturalizado se incrementa
con la intensidad del tratamiento. El grado de desnaturalización, se expresa mediante el índice de nitrógeno proteico en el suero (INPS), como los mg de seroproteína no desnaturalizada por g de polvo.
Tabla 1.9. Estándares de leche descremada en polvo calidad extra
(especificaciones ADMI)
Propiedad Atomizada no excederá de
Secada en rodillos no excederá de
Contenido de grasa láctea 1,25 % 1,25 %
Contenido de humedad 4,00 % 4,00%
Acidez titulable. ác. Láctico. 0,15 % 0,15%
Índice de solubilidad 1,25 mL 15,00 mL
Contenido bacteriano 50.000 / g 50.000 / g
Partículas quemadas Disco B (15,0 mg) Disco C (22,5 mg)
Fuente: Tetra Pack, 2003.
La leche entera en polvo, secada por atomización, se produce con leche normalizada es decir con un porcentaje de grasa establecido y no necesita ser homogenizada, ya que se encuentra permanentemente en agitación. Esta leche es pasteurizada a 80 – 85 ºC con el fin de inactivar la mayoría de enzimas lipolíticas, que de alguna manera podrían degradar la grasa láctea durante al almacenamiento.
La leche descremada en polvo, es el tipo de leche más común. La intensidad del tratamiento térmico aplicado a la leche en polvo descremada la clasifica en diferentes categorías, relacionadas con distintas combinaciones de temperatura / tiempo, a las cuales la leche descremada ha sido expuesta durante el proceso de evaporación y secado. La materia prima utilizada en la obtención de leche en polvo debe cumplir con las siguientes características:
El número de bacteria por gramo de polvo no debe sobrepasar los 50.000 o incluso 30.000 (5.000 o 3.000 bacterias por L de producto reconstituido) como se muestra en la Tabla 1.9.
La materia prima no debe someterse a un tratamiento térmico intenso y excesivo, ya que esto produciría la coagulación de las proteínas del suero, y la solubilidad, aroma y sabor de la leche en polvo se vería afectadas. La leche debe someterse a la prueba de peroxidasa para determinar si el tratamiento térmico fue suficiente.
1.1.9 LECHES FERMENTADAS
El yogurt es un producto lácteo elaborado por la fermentación de la leche, mediante la actividad de una combinación de bacterias lácticas y a veces levaduras.
Estos alimentos también pueden definirse como producto lácteo, preparado con leche entera, parcialmente descremada o descremada, que ha sido sometida a un proceso de pasteurización, esterilización o ebullición, y luego se inoculan bacterias lácticas que pertenecen a una o varias especies. Las bacterias lácticas se caracterizan porque durante la fermentación transforman algunos azúcares, principalmente la lactosa, en ácidos orgánicos (Cagigas y González, 2009).
La norma técnica ecuatoriana especifica que son productos resultantes de la fermentación de la leche, principalmente de vaca, pasteurizada o esterilizada por la acción de fermentos lácticos benéficos.
Se toma en cuenta algunas referencias internacionales para destacar que estos productos llamados leches fermentadas, pueden ser modificados en su composición de acuerdo con los parámetros establecidos, por la acción de microorganismos adecuados y como resultado, la reducción del pH con o sin coagulación (precipitación isoeléctrica). Los microorganismos serán viables, activos y abundantes en el producto hasta la fecha máxima de consumo. En la Tabla 1.10 se describe la composición establecida, que deben tener estas leches fermentadas.
Algunas leches fermentadas se caracterizan por el tipo de cultivo utilizado para su elaboración, de esta manera se tiene que:
El yogurt; se obtiene de leche entera, normalizada, esterilizada o pasteurizada, en la cual se aplica un cultivo simbiótico de Streptococcus thermophilus y Lactobacillus delbrueckii subesp.
Tabla 1.10. Composición de leches fermentadas
Leche
fermentada Yogurt, yogurt en base a cultivos alternativos y leche acidófila Kefir Kumis
Proteína láctica (a) (%
m/m) >2,7% >2,7% >2,7 % - Grasa láctea (% m/m) <10% <15% <10% <10% Acidez valorable expresada % de ác. Láctico >0,3% - - - Etanol (% vol/m) - - - >0,5% Suma de microorganismo que comprenden el cultivo (ufc/g total) >107 >107 >107 >107 Microorganismos etiquetados(b) (ufc/g total) >10 6 >106 - - Levaduras (ufc/g) - - >104 >104
(a): El contenido en proteínas es 6,38 multiplicado por el nitrógeno Kjeldahl total determinado. (b): Se aplica cuando en el etiquetado se realiza una declaración de contenido que se refiere a la presencia de un microorganismo específico que ha sido agregado como complemento del cultivo
específico.
Fuente: CODEX Alimentario, 2007
Kefir es otro tipo de leche fermentada, elaborada a partir de gránulos de kéfir, Lactobacillus kefiri, del género Leuconostoc, Lactococcus y Acetobacter, que crecen en estrecha relación específica. Los gránulos están compuestos de levaduras fermentadas de lactosa (Kluyveromyces marxianus) como levaduras fermentadoras sin lactosa (Saccharomyces unisporus, Saccharomyces cerevisae y Saccharomyces).
Kumys es un producto lácteo que posee características similares al kefir; no obstante con un contenido alcohólico mayor que éste (3%). Para su preparación, se utiliza un cultivo de Lactobacillus delbrueckii subesp. y Kluyveromyces marxianus.
1.1.9.1 PRODUCCIÓN DE YOGURT – LECHES ACIDIFICADAS
La conversión de lactosa en ácido láctico permite que la leche pueda conservarse por más tiempo. El pH bajo de las leches acidificadas inhibe el crecimiento de bacterias y organismos perjudiciales que pueden dañar el producto. Con estas condiciones se prolonga la vida útil de los productos acidificados. Se considera que el yogurt es un producto nutritivo, la producción de leches fermentadas como el yogurt, se encuentra principalmente relacionada con personas que carecen de la enzima lactasa. Por ello la lactosa no será descompuesta en el proceso digestivo en azúcares más simples, es así que la ingesta de yogurt y otros productos acidificados aportan con ácido láctico producido por enzimas bacterianas a partir de la lactosa presente en la leche.
Las condiciones adecuadas para el crecimiento del cultivo de fermentos, parten de un tratamiento térmico aplicado a la leche pasteurizada el cual permite la reproducción de microorganismos benéficos e inhibe el desarrollo de microorganismos perjudiciales. El proceso utilizado por las industrias es el que permite que el producto final tenga una buena apariencia y características organolépticas.
De todos los productos lácteos acidificados, el yogurt es el más conocido y popular a nivel mundial. El consumo más alto de yogurt se da en los países ribereños del Mediterráneo, en Asia y en Europa Central.
En el Ecuador la producción de yogurt representa el 9% de la producción destinada a la industria; es decir, se procesan 201.309 L/día de leche para obtener el mismo volumen de yogurt en varias presentaciones y tipos.
El yogurt se caracteriza por ser rico en calcio y vitamina B. La proteína de la leche fermentada, en forma de partículas más finas que la leche normal, provoca un efecto beneficioso sobre la flora intestinal y mejora la digestión. Las características físico-químicas del yogurt facilitan la asimilación de nutrientes y el proceso de mineralización de los huesos, esto a su pH bajo. También, combate las diarreas y los estreñimientos, disminuye el colesterol y reduce los efectos negativos de los antibióticos.
1.1.9.2 FACTORES QUE AFECTAN LA CALIDAD DEL YOGURT.
La fabricación industrial de leches fermentadas requiere de una producción uniforme la cual permita mantener un mayor control y un equipo sofisticado. Existen muchos tipos de leches fermentadas que se elaboran bajo la misma línea de producción, la diferencia se limita al tipo de cultivo iniciador y al contenido de sólidos totales de la leche. Es así que existen varios factores que deben ser cuidadosamente controlados durante el proceso de fabricación, con el objeto de tener un yogurt de alta calidad con adecuado sabor, aroma, viscosidad, consistencia, apariencia y libre de suero separado que obtenga un tiempo de vida prolongado.
Los tratamientos previos de la leche incluyen toda una serie de medidas que afectan en forma directa a la calidad del producto final, así como los tratamientos mecánicos utilizados en la producción de yogurt, estos factores que afectan directamente la calidad del yogurt pueden ser:
Para la producción de yogurt; la leche debe ser de la más alta calidad bacteriológica; tener un contenido bajo de bacterias y sustancias que puedan impedir el desarrollo de los cultivos típicos del yogurt. Esta leche no debe contener antibióticos, bacteriófagos, ni residuos de soluciones de limpieza o agentes desinfectantes. La industrialización de este producto requiere de una materia prima con buena calidad, procedente de ganaderos seleccionados y debe ser cuidadosamente analizada.
El contenido de grasa y sólidos de la leche, se normalizan de acuerdo con la legislación establecida por el INEN. Estos componentes deben estar presentes en el yogurt de 0 a 10%. Sin embargo, lo más frecuente es un contenido en grasa de 0,5 – 3,5% y de acuerdo con este contenido el yogurt puede ser:
Yogurt Contenido graso mínimo 3%
Yogurt semidescremado Contenido graso máximo <3%
Contenido graso mínimo >0,5%
Yogurt descremado Contenido graso máximo 0,5%
El contenido mínimo de sólidos no grasos; es decir de materia seca (MS) de origen láctea, debe ser de 8,2%, especialmente de la proporción de caseína y proteínas del suero, permite que el yogurt tenga más consistencia y reduce la tendencia a la separación del suero.
Los métodos más comunes para normalizar el contenido de MS son:
La evaporación, proceso en el cual se extrae de 10 – 20% del volumen de la leche.
La adición de leche descremada en polvo, hasta el 3%. Adición de leche concentrada.
En la fabricación de yogurt, se puede añadir a la leche sustancias estabilizantes y azúcar o edulcorantes, de acuerdo con el tipo de producto que se desee obtener. La sacarosa y la glucosa pueden añadirse solo en combinación con frutas. Los yogures dietéticos se elaboran con edulcorantes como: aspartame y fructosa, los cuales pueden ser consumidos por personas diabéticas. Un edulcorante no tiene valor nutritivo pero proporciona un sabor dulce incluso en pequeñas cantidades. La fruta aporta con un porcentaje mínimo de azúcar, por razones de rentabilidad se aconseja adicionar de 12 – 18% de fruta. Generalmente las industrias utilizan pulpa de fruta o saborizante para la elaboración de yogurt.
Es importante calcular la adición de azúcar correcta, ya que la adición por encima del 10% a la leche antes del periodo de inoculación / incubación, provoca un efecto adverso sobre las condiciones de fermentación y cambia la presión osmótica de la leche. Los aditivos permitidos y sus concentraciones están legislados por la norma INEN 2 395 descrita en el Anexo I.
La función principal de las sustancias estabilizantes es ligar agua. Se utiliza varios tipos de coloide hidrófilos los cuales aumenta la viscosidad del producto y contribuyen a que, el suero no se separe del yogurt. El tipo de estabilizante y la concentración debe ser determinada de forma experimental por cada fabricante.
Su uso excesivo o inapropiado proporcionará al producto terminado, una consistencia dura y elástica similar a la goma. Estos productos son empleados frecuentemente en la fabricación de yogurt con frutas y yogurt pasteurizado en una concentración de 0,1 a 0,5%. Los estabilizantes tales como la gelatina, agar-agar, almidón, carrageninas y pectina, son los más utilizados en la fabricación de yogurt.
Si el proceso es realizado de forma correcta, el producto no necesitará la adición de ningún tipo de coloides, ya que el producto adquiere características similares a las de un gel fino y consistente con una alta viscosidad de forma natural.
La reducción del contenido de aire de la leche destinada a la producción de yogurt debe ser tan baja como sea posible. Este proceso permite la eliminación de malos aromas (desodorización), aumenta la estabilidad y viscosidad del producto final y mejora las condiciones de trabajo del homogeneizador.
La homogenización, previene la separación de la crema durante el periodo de incubación y asegura una distribución uniforme de la grasa de la leche.
Es necesario realizar un tratamiento térmico antes de la inoculación del cultivo con el propósito de mejorar las condiciones de la leche como sustrato para las bacterias del cultivo industrial, Este tratamiento, que se lo realiza a 90 ºC durante 15 s, permite que el coágulo del yogurt sea firme y con esto reducir el riesgo de que el suero se separe en el producto terminado.
El fermento utilizado para la fabricación de un yogurt, puede brindar al producto final, características específicas de sabor y viscosidad. El manejo del cultivo requiere de higiene y precisión máxima. La industria láctea actualmente utiliza concentrados congelados y liofilizados, de esta manera se evita la necesidad de una sala especial para la preparación del cultivo y permite la inoculación directa de la leche, esto minimiza el riego de contaminación ya que se evitan las etapas intermedias de propagación.
Los tratamientos mecánicos a los cuales se somete la leche fermentada, influyen directamente sobre la elaboración de yogurt; produce una destrucción parcial o total del coágulo formado durante la fermentación. Por eso, es muy importante la adecuada selección y el correcto dimensionamiento de tuberías, válvulas, bombas y enfriadores.
1.1.9.3 TIPOS DE YOGURES
El tipo de yogurt a obtener está determinado por el contenido graso, el ingrediente utilizado y el proceso de elaboración. Yogures como el kefir y kumis se clasifican por la concentración de etanol.
La norma ecuatoriana clasifica a las leches fermentadas de la siguiente manera: Según el contenido de grasa:
Tipo I. Elaborado con leche entera, leche integra o leche integral. Tipo II. Elaborado con leche semidescremada o semidesnatada. Tipo III. Elaborado con leche descremada o desnatada.
De acuerdo con los ingredientes: Natural
Con fruta Azucarado Edulcorado
Con otros ingredientes (hortalizas, miel, chocolate, frutos secos, otros). Saborizado o aromatizado
De acuerdo con el proceso de elaboración: Batido
Coagulado o aflanado Bebible
Concentrado Deslactosado
De acuerdo con el contenido de etanol, el kefir se clasifica en: Kefir suave; concentración de alcohol etílico (0,5 - 1,5%) Kefir fuerte; concentración de alcohol etílico (hasta 3,0%)
La incorporación de algunos ingredientes permitidos, se efectúa inmediatamente después de la siembra, en algunos casos, o tras el enfriamiento, eso depende del tipo de yogurt que se desea obtener. La utilización y la cantidad adecuada de insumos, para la fabricación de diferentes tipos de yogurt, se detallan en la Norma INEN 2 395. Anexo I. Las especificaciones de leches fermentadas se describen en la Tabla 1.11.
Con el objeto de conseguir la consistencia deseada, se añaden también estabilizantes. Estos aditivos aumentan el contenido en materia seca del yogurt final, de esta manera la composición de típica de un yogurt es:
Grasa 0,5 – 3,0%
Sólidos lácteos no grasos (SNG) 11,0 – 13,0% Estabilizantes (en su caso) 0,3 – 0,5%
Fruta 12,0 – 18,0%
Tabla 1.11. Especificaciones de leches fermentadas
REQUISITOS TIPO I TIPO II TIPO III
Min % Max % Min % Max % Min % Max %
Contenido de grasa 3,0 - 1,0 <3,0 - <1,0 Acidez*, % m/m yogurt kefir kumis Leche cultivada Bebida láctea 0,6 0,5 - 0,6 0,5 1,5 1,5 0,7 2,0 1,5 0,6 0,5 - 0,6 0,5 1,5 1,5 0,7 2,0 1,5 0,6 0,5 - 0,6 0,5 1,5 1,5 0,7 2,0 1,5 Proteína, % m/m
yogurt, kéfir, kumis Bebidas lácteas 2,7 1,8 - - 2,7 1,8 - - 2,7 1,8 - - Alcohol E, % m/v kefir suave kéfir fuerte kumis 0,5 - 0,5 1,5 3,0 - 0,5 - 0,5 1,5 3,0 - 0,5 - 0,5 1,5 3,0 -
Ensayo de fosfatasa negativo negativo Negativo
Fuente: Norma INEN 2 395:09, 2 006
La cantidad de microorganismos activos, presentes en leches fermentadas durante su vida útil deben ser:
Para yogurt, leche cultivada, leches fermentadas con ingredientes y leche fermentada concentrada, debe existir un mínimo de 107 ufc/g de microorganismos que comprenden el cultivo definido y un mínimo de 106 ufc/g de bacterias probióticas.
1.1.10 EL QUESO FRESCO
Es otro producto lácteo de consumo masivo el cual es descrito por algunos autores como un concentrado lácteo, que consta principalmente de sólidos como proteínas, (caseína sobre todo), y grasa. El líquido residual se denomina lactosuero.
El queso fresco, es un producto lácteo que se obtiene por la separación del suero de la leche entera, parcial o totalmente descremada, coagulada por la acción del cuajo u otros coagulantes apropiados. El queso fresco está listo para el consumo después de la fabricación y no será sometido a ningún cambio físico o químico adicional.
Los componentes del queso, pueden definir la categoría del mismo, uno de estos componentes puede ser la humedad; la baja humedad son características de un queso duro, de la misma manera se puede obtener un queso semiduro y queso blando. Cada una de estas categorías se distingue por las características, tales como la estructura (textura, cuerpo), sabor y apariencia, producto de los cultivos utilizados y de la técnica empleada para su elaboración. El queso se compone de tres elementos principales que son:
Agua 60%
Extracto seco Proteínas y sales 20% Materia grasa 20%
Algunos requisitos que deben cumplir varios tipos de queso fresco se presentan a continuación en la Tabla 1.12.
Los quesos pueden ser clasificados por normativas establecidas a nivel nacional o internacionalmente; sin embargo, resulta muy difícil tomar en cuenta un solo tipo de clasificación ya que existe una amplia gama de quesos existentes. Se plantea una clasificación de acuerdo con ciertas características, las cuales se encuentran descritas en el Anexo II.
Tabla 1.12. Requisitos del queso fresco
Características Tipo de queso Unidad Mín Máx
Humedad Queso fresco común % - 65
Queso fresco extra húmedo % >65 80
Contenido de grasa en el extracto seco Ricos en grasa % >60 - Grasos % >45 60 Semigrasos % >25 45 Bajos en grasa % >10 25 Descremados % - 10
Escherichia Coli Colonias/g - 100
Staphilococcus Áureos Colonias/g - 100
Mohos y levaduras Colonias/g - 5x104
Salmonella Colonias/g - 0
Fuente: Norma INEN 1 528
1.1.10.1 PRODUCCIÓN DE QUESO
A nivel mundial, el mayor productor de queso es Estados Unidos, con el 30% de la producción mundial la cual se estima que es de 18 millones de toneladas, seguido de Alemania y Francia. En cuanto a las exportaciones, el país con mayor valor monetario de ellas es Francia, seguido de Alemania, que es el mayor en cuanto a cantidad. De los diez países más exportadores, sólo Irlanda, Nueva Zelanda, Países Bajos y Australia tienen un mercado mayoritariamente oriental, con un 95, 90, 72 y 65% de sus producciones exportadas, respectivamente.
A pesar de ser Francia el mayor exportador, tan solo un 30% de producción es exportada. Y la de los Estados Unidos, el mayor productor, es prácticamente despreciable, ya que, la mayor parte de su producción es para el mercado doméstico. Los países que más queso importan son Alemania, Reino Unido e Italia, por este orden.
elaborar queso fresco y maduro, lo que representa el 26% de la producción destinada a la industria lechera. La producción del queso fresco implica cierto número de etapas fundamentales que son comunes a la mayoría de tipos de queso. La materia prima, utilizada para este producto debe tener un contenido alto de sólidos totales los mismos que no se vayan con el lactosuero. En la Figura 6 se describe el proceso de fabricación del queso.
Recepción leche cruda Almacenamiento T< 8 ˚C Estandarización y Pasteurización 75 ˚C / 15 s Calentamiento 38 – 40 ˚C Adición y mezcla de insumo Coagulación y solidez de la cuajada / 28 min Desuerado y lavado Moldeo, volteo y prensado
Salado Empaque enfundado al vacío Almacenamiento T< 8 ˚C Corte y batido de la cuajada Escurrido Del % de grasa de la leche, dependerá el tipo
de queso a obtener
Cloruro de calcio, fermento, cuajo, estabilizantes y
preservantes
Adición de sorbato de potasio y lavado con sal
Tinas de salado a 20±1 ˚Baume y T 4-8 ˚C Almacenamiento
T< 8 ˚C / 10 -12 h
Figura 6: Proceso de fabricación del queso
(Tetra Pack, 2003.)
De acuerdo con la Norma INEN 1528, para el procesamiento de quesos fresco, la de leche cruda debe tener un porcentaje mayor a 3,2% de grasa.
1.1.10.2 ADITIVOS EN LA FABRICACIÓN DEL QUESO
El proceso de fabricación del queso, requiere de aditivos esenciales como fermentos y/o cuajo, los cuales aporten características específicas, también puede ser necesario suministrar otros componentes como nitrato de potasio o sódico. Se utiliza también una enzima (lisozima), con el fin de sustituir el nitrato como inhibidor de los organismos Clostridium. Las nuevas tecnologías en la fabricación de queso, aplican dióxido de carbono (CO2) en la leche para queso, con el fin de
mejorar las propiedades queseras. Algunos de estos aditivos que se utiliza en la fabricación de quesos se encuentran descritos en el Anexo III.
El fermento, llamado también cultivo iniciador; es un factor muy importante en la fabricación del queso ya que lleva a cabo varias funciones, principalmente la de producir ácido en la cuajada. Existen dos tipos de cultivo que son utilizados por las industrias;
Cultivos mesófilos con una temperatura óptima 20 – 40 ºC Cultivos termófilos se desarrollan a temperaturas hasta 45 ºC
Este tipo de cultivos son a base de mezcla de cepas, en donde, se encuentran en simbiosis, dos o más cepas de baterías, sean estas mesófilas o termófilas. Estos cultivos no solo producen ácido láctico sino también componentes aromáticos y CO2. El dióxido de carbono provee ciertas características a los quesos de tipo
maduro.
Para la fabricación de quesos, es importante analizar tres características del cultivo, las cuales determinan el tipo de queso que se va a obtener. Estas características son:
Cultivos que solo produzcan ácido láctico. Cultivos que degraden las proteínas.