Producción industrial de la mantequilla

Definiciones

Nata: producto rico en materia grasa, separado de la leche de vacas sanas por reposo o centrifugación. Materia prima para la elaboración de mantequilla, con un contenido graso de 35 % a 40 %.

La nata debe ser de buena calidad bacteriológica, libre de defectos de sabor o aroma y  exenta de antibióticos o desinfectantes que impidan el crecimiento de los microorganismos  implicados en la maduración de la mantequilla.

El número de ácidos grasos insaturados de la nata es un factor importante en la elaboración de la mantequilla. Las grasas con un alto contenido de grasa insaturada producirán una mantequilla de textura grasienta. Tanto las grasas blandas como las grasas duras pueden dar mantequillas de consistencia aceptable.

Mantequilla. Es la emulsión obtenida por batido de la nata, y que contiene no menos del 82 % de materia grasa, no más del 16 % de agua y un 2 % de otros componentes de la leche.

La obtención de la mantequilla a partir de leche descremada y grasa es más costosa, que a partir de la leche entera.

Máquina para producción continúa de mantequilla

La capacidad de la máquina para producción de mantequilla puede variar entre 500 y 12.000 Kg/h. 

Manipulación inicial de la leche

– La calidad de la leche debe ser estandarizada.

Leche estandarizada. Es aquella en la cual los porcentajes de los componentes han sido ajustados, en busca de una composición más conveniente a la nutrición de las personas. La leche estandarizada tendrá como mínimo 3 % de grasa de leche y 8.3 % de sólidos no grasos.

– Olores extraños en la leche se distribuyen en la grasa y dan lugar a natas defectuosas.

– Alto contenido de grasa supone problemas debidos a los enzimas lipolíticas de las bacterias psicocrotrofas.

– El periodo de refrigeración de la leche cruda debe ser cuidadosamente controlado y no debería exceder de 24 horas. Las condiciones ideales, son aquellas que permiten el procesamiento de la leche inmediatamente después de su recepción.

Eficacia y eficiencia del desnatado posterior se reducen cuando:

– Se prolonga el tiempo de almacenamiento de la leche.

Hay cambios alimentarios en las vacas que varían la composición de la leche y modifican la viscosidad de la nata, porque:

– Hacia el final de la lactación se aumentan los glóbulos grasos con un diámetro menor de 0,8 mm, no separables

– El mismo problema se puede presentar con los procedimientos de manipulación de la leche para el desnatado.

– Se incorpora aire durante los bombeos de la leche que reduce la eficacia del desnatado. Cuando no pueden evitarse, utilizar bombas y tuberías adecuadas.

Desnatado

Es la separación de la grasa y la leche, debido a que la grasa permanece en la leche en forma de suspensión, o sea, no soluble en la fase acuosa de la leche.

Desnatado natural o espontáneo. Por efecto de la gravedad. Dejar la leche en reposo y separar la nata formada en la parte superior.

Este procedimiento, está en desuso por los siguientes inconvenientes: No se obtiene nata en condiciones higiénicas, ni de la composición deseada, ni de forma continua. El tiempo para obtenerla es demasiado prolongado.

Desnatado mecánico. Separar la nata por centrifugación, dejarla en reposo hasta que se estabilice la acidez y posteriormente batirla.

Grado de desnate, es la proporción de grasa que aún permanece en la leche desnatada. Se sitúa normalmente entre el 0,04 y el 0,07 %.

Centrífugas. Como los glóbulos de grasa contenidos en la leche, pesan menos que la fase acuosa, ascienden a la superficie formando una capa rica en grasa que se puede separar fácilmente. Este proceso se puede acelerar a nivel industrial utilizando centrífugas que giran a más de 7000 revoluciones por minuto y separan de forma casi instantánea la nata de la leche.

Condiciones para un buen desnatado:

Normalización

Consiste en regular el contenido graso de la nata.  Normalmente la nata llega con un contenido de grasa superior al necesario para la obtención de mantequilla. Por este motivo debe ser normalizada de 35 % a 40 % de grasa. Generalmente la nata se normaliza con leche desnatada.

Neutralización.

Consiste en la disminución de la acidez de la mantequilla. Existen dos procedimientos:

– Mecánico: consiste en arrastrar por lavados repetidos con agua las materias no grasas de la nata, donde se encuentran los cuerpos ácidos.

– Químico: Consiste en neutralizar los ácidos presentes en la mantequilla, mediante la incorporación en ella de sustancias alcalinas como CaCO3 y Na2OH.

– Temperaturas superiores a 30ºC hasta cercanas a la de pasteurización (62-64ºC). Con temperaturas más bajas, la viscosidad se eleva y el desnatado es incompleto.

– Velocidad de la centrífuga suficiente y con eliminación automática de lodos, para que el desnatado sea completo. En desnatadoras sin eliminación automática de lodos, después de cada operación debe desmontarse el "bol" y las armaduras para limpiarlas. Una desnatadora sucia es causa importante de contaminación de la leche y de la nata. En las desnatadoras autodeslodantes, no debe descuidarse las revisiones y limpiezas manuales periódicas.

– Leche sin suciedad y con acidez controlada para evitar la formación de lodos.

– Espacio entre los bordes de los discos y la pared del "bol" apropiada, para que la leche desnatada no circule a mayor velocidad y arrastre partículas de grasa que no alcanzan a separarse.

– Leches filtradas y poco ácidas, para evitar detener la desnatadora y limpiar el "bol".

Manipulación de la nata.

– Toda planta destinada a la manipulación de la nata debe estar diseñada y funcionar para minimizar el daño físico que pueda causar el batido a la grasa.

– El bombeado de la nata refrigerada debe evitarse siempre que sea posible y usar siempre bombas de presión positiva.

Esterilización UHT

El tratamiento UHT de la nata implica los mismos principios y prácticas que la esterilización UHT de la leche, se asegura así la destrucción de los gérmenes y la inactivación de sus formas de resistencia.

Homogeneización

 El proceso implica la ruptura de los glóbulos grasos existentes, lo que da lugar a un mayor número de glóbulos más pequeños y estabilizados.

 Efectos beneficiosos:

– Distribución uniforme de la grasa sin tendencia a su separación.

– Aumento de su viscosidad.

– Apariencia más brillante y atractiva.

Los homogeneizadores utilizados son de idéntico diseño a los utilizados para la homogeneización de leches líquidas y adecuados para todos los tipos de nata.

La homogeneización es necesaria para todos los tipos de nata UHT, con el objeto de evitar formación de una capa de grasa y la aglomeración de la grasa, durante el almacenamiento de la nata UHT.

La homogeneización después del tratamiento térmico, reduce los problemas de rancidez causados por las lipasas de la leche y los problemas de desestabilización de la nata debidos al calentamiento, evita reasociación de glóbulos grasos, sobre todo en los tratamientos directos.

Alto contenido de grasa

– Las natas con un alto contenido de grasa son las más viscosas. En natas con un contenido de grasa muy alto, se produce una obstrucción entre los propios glóbulos llegando a la ruptura.

Algunas natas dobles son inestables, especialmente cuando se someten a agitación y si se rompe la membrana del glóbulo graso, la correspondiente materia grasa queda en forma libre y se puede producir una inversión de fases.

Almacenamiento.

La viscosidad aumenta durante el almacenamiento, por una parte debido a la floculación progresiva de los glóbulos grasos y por otra, a la consolidación de la estructura por la acumulación gradual de las micelas de caseína sobre la superficie de los glóbulos. Estas actúan como puentes de unión entre los glóbulos, en los puntos de contacto.

El incremento de la viscosidad durante el almacenamiento depende de la presión durante la homogeneización, del contenido graso y del tratamiento térmico.

Pasteurización

Objetivos de la pasteurización:

– Destruir los gérmenes patógenos, sobre todo el bacilo de la tuberculosis ( el más peligroso). Se ha demostrado que si se trabaja con nata sin pasteurizar aumenta el riesgo de transmisión de enfermedades infecciosas.

– Eliminar al máximo todos los gérmenes, especialmente levaduras y mohos, que pueden ocasionar efectos negativos en las propiedades de la mantequilla, especialmente durante el almacenamiento.

– La temperatura de pasteurización suele ser mayor que la usada para la leche, de 97 a 98ºC, por tres razones:

1. Los gérmenes a destruir son más termoestables cuando están en la nata que cuando están en la leche.2. Las altas temperaturas liberan las sustancias antioxidantes, y con ello retarda la alteración del producto.3. Las lipasas microbianas que interesa inactivar, suelen tener temperaturas de inactivación muy elevadas.

– Toda la nata debe ser pasterizada o procesada para garantizar la seguridad higiénica.

La nata se pasteuriza a una temperatura de 95 ºC o más. Estas elevadas temperaturas no sólo aseguran la destrucción de los microorganismos patógenos, sino también la de microorganismos y enzimas (lipasas) que podrían tener efectos perjudiciales sobre el mantenimiento de la calidad de la nata y además confiere a la mantequilla una mayor resistencia a la alteración por oxidación, debido a que las altas temperaturas producen compuestos antioxidantes.

Puede realizarse por el método de baja temperatura y largo tiempo (LTLT) o de alta temperatura y corto tiempo (HTST).

La pasteurización LTLT es utilizada por los pequeños fabricantes, y comprende como mínimo:

– Un calentamiento de 63ºC durante 30 minutos.

– Para minimizar la posibilidad de contaminación, la misma cuba debe utilizarse para enfriamiento y calentamiento.

La pasteurización HTST:

– es de aplicación casi universal en las grandes plantas de elaboración de nata y es el proceso más efectivo cuando se producen diariamente grandes volúmenes.

– Se ha establecido un calentamiento mínimo de 72ºC durante 15 segundos, aunque se pueden aplicar temperaturas mayores.

– La nata se debe enfriar tan rápidamente como sea posible después de la pasterización, aunque en algunos casos la velocidad de enfriamiento se ajusta para conseguir las propiedades reológicas deseadas, o sea, el control de la viscosidad de la nata.

Envasado. En envase aséptico, o no aséptico pero con un sistema de pulverización de peróxido de hidrógeno y una fuente de luz ultravioleta.

Tratamientos comerciales

Tratamiento único a 110ºC de 30 a 60 segundos.

Tratamiento doble: primer calentamiento de la nata a 95-102ºC durante 15-30 segundos, seguido de un mantenimiento a 8ºC durante 24 horas. Segundo calentamiento a 120-127ºC durante 3 segundos, seguido de igual enfriamiento.

Las esporas que resisten el primer tratamiento germinarán durante el enfriamiento a 8ºC dando lugar a células vegetativas sensibles al calor.

Se estima que el tratamiento prolongado permite un periodo de almacenamiento de hasta 4 semanas a 10ºC, aunque algunos microbiólogos aseguran que este almacenamiento puede favorecer el crecimiento de los microorganismos alterantes por inactivación de los inhibidores naturales de la leche. Y que probablemente en muchos casos los costes adicionales del tratamiento son mucho mayores que los beneficios que reporta el aumento de la vida útil.

Desgasificación

A veces las natas pueden contener sustancias aromáticas indeseables. En estos casos se efectúa una Desaireación al vacío, que consiste en calentar la nata a 78 ºC y a continuación aplicarle un vacío, que provoca la evaporación de las sustancias aromáticas.

Inoculación de estárteres

Al usar el proceso industrial se llegaba a una nata sin aroma. En la práctica se emplearon primero starteres con Streptococcus lactis y Streptococcus cremoris. Con estos bacilos acidificantes tampoco se conseguía el aroma típico. Se empezó entonces a añadir: leuconostoc citrovarum y leuconostoc dextranicum, productores de diacetilo desde el ácido cítrico de la leche. El diacetilo es el responsable del aroma de la mantequilla.

Otros microorganismos, responsables del aroma, utilizados para a la elaboración de la mantequilla son: Str. diacetilactis y Leuc. Citrovorovum. El ácido láctico, el diacetilo y el ácido acético son las sustancias aromáticas más importantes producidas por las bacterias, siendo el más relevante el diacetilo.

La inoculación debe realizarse antes de la etapa de maduración. El cultivo se mezcla con la nata en la tubería por donde pasa, al ser bombeada al depósito de maduración, o en el mismo depósito de maduración.

La cantidad de cultivo viene determinada por el tipo de maduración, o programa de temperaturas que sufrirá la nata.

Batido de la nata

Por agitación, o por centrifugación, para separar los componentes de la emulsión que forman la nata. Agua como fase continua y grasa como fase dispersa. El agua suele contener: lactosa, caseína y otros sólidos de la leche disueltos en ella.

El batido se suele realizar a 10ºC durante 40 minutos. Después se deja escurrir para que se elimine el suero sobrante.

En la etapa de batido, la nata se agita con el objetivo de romper los glóbulos de grasa y provocar la coalescencia de la grasa y la formación grumos de mantequilla.

Maduración

Los objetivos de la maduración son:

Acidificar la grasa, proporcionarle aroma y sabor, cristalizarla en una estructura conveniente.

– Se realiza en recipientes de acero inoxidable con camisas por donde circulan los fluidos de calentamiento y enfriamiento.

– Con programas de tiempo y temperatura que dependerán del índice de yodo de la nata. La maduración dura aproximadamente de 12 a 15 horas.

– Índice de yodo. Es la cantidad de ácidos grasos insaturados de bajo punto de fusión presentes en la nata.

Salado y amasado

Una vez exprimida la mantequilla pasa a la amasadora. Con el amasado se pretende obtener una mantequilla con una fase de grasa continua. El amasado en continuo se compone de tres secciones y cada una de ellas tiene su propio motor, de forma que pueden funcionar a diferentes velocidades.

En la primera sección, la mantequilla es apelmazada por la acción de un tornillo sin fin. Al final de esta etapa, si se va a elaborar mantequilla salada, se añade la sal en forma de salmuera a través de un inyector de alta presión situado en la cámara de inyección.

En la segunda sección, la mantequilla es amasada al vacío, donde se pretende reducir el contenido de aire y gases de la mantequilla.

La última etapa de amasado está dividida en cuatro secciones separadas por placas perforadas. Cada sección tiene una pala de amasado con diferentes formas para dar un tratamiento óptimo a la mantequilla.

El amasado afecta al aroma, sabor, conservación de la calidad, apariencia y color de la mantequilla.

Envasado

Una vez terminado el amasado, la mantequilla se envía a las máquinas empastilladoras o envasadoras.

Normalmente, la mantequilla se envasa en papel impermeable (metalizado o de otro tipo), pero también se aceptan envases metálicos o de plástico.

La mantequilla se almacena a temperaturas de refrigeración (0 ºC–2 ºC).

Existen diferentes variaciones en la elaboración de la mantequilla y esto hace que existan diferentes sabores y diferentes consistencias de su masa.

Fuentes

http://es.wikipedia.org/wiki/

http://espanol.mercola.com/boletin-de-salud/

http://ideasana.fundacioneroski.es/web/es/05/escuela_1/escuela1_lacteos.pdf

http://ben.upc.es/documents/eso/aliments/html/aceites-6.html

http://www.agroterra.com/blog/profesionales/tecnologia-de-la-elaboracion-de-la-nata-procesos-comunes/75849/

http://global.gs-as.com/Espa%C3%B1ol/Equipos/

Enviado por:

Rafael Bolívar Grimaldos