Kc Factor de conversión, de caseína en la leche a paracaseinato de fósforo y calcio en el queso. Este término incluye la retención de minerales de leche en el queso, la pérdida de «finos» de queso en el lactosuero y la pérdida del glicomacropéptido en el lactosuero.
S = Fracción de sal añadida (cloruro de sodio) en el queso.
H = Fracción de humedad en el queso.
Hfes= Fracción de humedad en el queso, menos la humedad no disponible como solvente, que está unida a la proteína. SL= Fracción de sólidos de lactosuero, en lactosuero libre de grasa y de caseína.
Se trata de una fórmula iterativa, en la que se predice el rendimiento a partir de la composición de la leche, de las eficiencias de recuperación de la materia grasa y las caseínas, de los contenidos deseados de humedad y sal en el queso y de la composición del lactosuero. Además de predecir el rendimiento, esta fórmula también permite predecir con facilidad la composición del queso.
Luego de los cálculos y luego de la producción, se comparan día tras día, preferiblemente con la ayuda de herramientas para el control estadístico de procesos, las predicciones de la fórmula con los resultados de la operación. Esto nos permite conocer el desempeño del proceso a través del tiempo como porcentaje del rendimiento óptimo (eficiencia global), la eficiencia de recuperación de proteínas y la eficiencia de recuperación de materia grasa. De esta manera, al conocer las eficiencias de recuperación de proteínas y materia grasa por separado a través del tiempo, y sabiendo cuáles son los principales factores que afectan estas eficiencias individuales, las empresas tendrán información útil para saber, con poca incertidumbre, dónde deben intervenir en el proceso para mejorarlo.
Esta y las demás fórmulas recopiladas por la Federación Internacional de Lechería fueron desarrolladasRendimiento Quesero para quesos elaborados a partir de leche fluida sometida a procesos tradicionales de pasteurización. Sin embargo, en la práctica latinoamericana hay otras formas de fabricar queso y, para todos esos casos, es necesario modificar la fórmula G con el fin de predecir el rendimiento con precisión. En breve, se trataría, por ejemplo, de establecer factores de transferencia para emulsiones homogenizadas de grasa anhidra de leche y para todos los componentes de la leche cuando se usan tecnologías de membranas con el fin de concentrar los sólidos, o se usa leche en polvo o crema para estandarizar, etc.
El trabajo de desarrollo de las fórmulas modificados es iterativo también, a partir de la información y conocimiento existentes en las empresas, de información en la literatura técnica y de experimentación para validar las fórmulas. Desde luego, es posible también construir una fórmula general que contemple todas las variantes posibles y que, al aplicarla a un queso y a un proceso en particular, simplemente se le asignen distintos valores numéricos a los términos en esta fórmula general.
En términos sencillos, lo que la fórmula G significa es que el rendimiento es la suma de: materia grasa en el queso + complejo de paracaseína, calcio y fosfato en el queso + sal añadida al queso + sólidos de lactosuero en el queso + agua en el queso. Como mencionamos antes, no es más que un balance de materiales.
Ejemplo 1. Queso Blanco Pasteurizado de Alta Humedad. Si tenemos leche fluida de vaca con 34 g/Kg. de materia grasa y 31 g/Kg. de proteína y deseamos obtener un queso blanco pasteurizado con 50% de humedad y 2.5% de sal, ¿cuál sería el rendimiento, la composición del queso y la composición del lacto suero si la eficiencia de fabricación de queso fuera 100%?
En este caso,
G = 3.40 (Kg. de materia grasa en 100 Kg. de leche),
C = 2.45 (79% de 3.1 Kg. de proteína / 100 Kg. de leche)
Kg = 0.93 (se recupera el 93% de la materia grasa)
Kc = 1.02 (se recupera cerca del 95% de las caseínas y el factor incluye además el calcio y el fosfato asociados con la paracaseína)
H = 0.50 (humedad de diseño del queso)
S = 0.025 (fracción de sal en el queso, según el diseño)
Hfes » H – 1.04/R » 0.50 – 1.04/R (fracción del agua en el queso, que puede actuar como solvente para los sólidos del lacto suero)
SL= 0.065 (fracción de sólidos en el lacto suero libre de caseína y de grasa)
Los valores numéricos de Kc, Hfes y SL son valores típicos de quesería de alta eficiencia y provienen de teoría detallada de rendimientos en quesería (Emmons et al., 1991). Con lo anterior, procedemos a hacer un cálculo iterativo, suponiendo un valor de R para el lado derecho de la fórmula, calculando el valor de R en el lado izquierdo, y así sucesivamente hasta que coinciden el valor supuesto y el valor calculado:
Entonces, con un proceso de quesería 100% eficiente, deberíamos obtener » 12.8 Kg. de este queso por cada 100 Kg. de leche fluida de la composición señalada. La diferencia entre esta cantidad calculada y la cantidad real obtenida en promedio a través del tiempo es una indicación del espacio de oportunidad para intervenir en el proceso y mejorarlo. Otra forma de expresar este rendimiento es diciendo que se necesitan (100/12.8) = 7.8 Kg. de leche para producir un Kg. de queso.
La cantidad de lacto suero producido es:
100 – 12.8 (1 – 0.025) » 87.5 Kg.
Y la composición del lacto suero sería la siguiente:
Proteína (3.1)(1 – 0.75)(100)/87.5 » 0.9 %
Grasa (3.4)(1 – 0.93)(100)/87.5 » 0.3 %
Sólidos totales [(100×0.121) -(12.8)(0.5 – 0.025)](100)/87.5 » 6.9 %
Lactosa y minerales ~(6.9 – 0.9 – 0.3) » 5.7 %
Usaremos estos datos de composición más adelante para predecir el rendimiento de requesón elaborado a partir de este lacto suero.
Finalmente, con esta eficiencia, la composición del queso sería la siguiente:
Humedad 50 % (diseño)
Sal 2.5 % (diseño)
Proteína (3.1×0.75)100/12.8 » 18.2 %
Grasa (3.4×0.93)100/12.8 » 24.7 %
Lactosa y minerales ~ (100 – 50 – 2.5 – 18.2 – 24.7) » 4.6 %
Ejemplo 2. Queso Blanco Pasteurizado de Baja Humedad. Si deseamos fabricar un queso blanco pasteurizado para rallar, con 35 % de humedad y 2 % de sal, a partir de leche semidescremada al 2.5 % de materia grasa, ¿cuál sería el rendimiento, la composición del queso y la composición del lacto suero si el proceso de quesería fuera 100 % eficiente?
Entonces, la composición de la leche es, además de 2.5 % de materia grasa:
Sólidos totales » 11.3 %
Proteína » 3.13 %
Lactosa y minerales » 5.65 %
En este ejemplo:
G = 2.50 (Kg. de materia grasa en 100 Kg. de leche),
C = 2.47 (79% de 3.13 Kg. de proteína / 100 Kg. de leche)
Kg= 0.93 (se recupera el 93% de la materia grasa)
Kc= 1.02 (se recupera cerca del 95% de las caseínas y el factor incluye además el calcio y el fosfato asociados con la paracaseína)
H = 0.35 (humedad de diseño del queso)
S = 0.02 (fracción de sal en el queso, según el diseño)
Hfes » H – 1.04/R » 0.35 – 1.04/R (fracción del agua en el queso, que puede actuar como solvente para los sólidos del lacto suero)
SL = 0.065(fracción de sólidos en el lacto suero libre de caseína y de grasa)
Procedemos a hacer el mismo cálculo iterativo que en el ejemplo anterior, suponiendo un valor de R para el lado derecho de la fórmula, calculando el valor de R en el lado izquierdo, y así sucesivamente hasta que coinciden el valor supuesto y el valor calculado:
R= (G • Kg) + (C • Kc) + [S + H + (Hfes•SL)/(1-SL)] • R
Iteración
Iteración
R supuesto
R calculado
1 9.0 8.4
2 8.4 8.1
3 8.0 7.9
4 7.9 7.9
Entonces, con un proceso de quesería 100% eficiente, deberíamos obtener » 7.9 Kg. de este queso por cada 100 Kg. de leche fluida semidescremada de la composición señalada o, en otras palabras, se necesitan (100/7.9) = 12.7 Kg. de leche para producir un Kg. de este queso para rallar. La diferencia entre esta cantidad calculada y la cantidad real obtenida en promedio a través del tiempo es una indicación del espacio de oportunidad para intervenir en el proceso y mejorarlo.
La cantidad de lacto suero producido es:
100 – 7.9 (1 – 0.02) » 92.3 Kg. y la composición del lactosuero sería la siguiente:
Proteína (3.13)(1 – 0.75)(100)/92.3 » 0.8 %
Grasa (2.5)(1 – 0.93)(100)/92.3 » 0.2 %
Sólidos totales [(100×0.113) – (7.9)(0.65 – 0.02)](100)/92.3 » 6.9 %
Lactosa y minerales (6.9 – 0.8 – 0.2) » 5.9 %
Finalmente, con esta eficiencia, la composición del queso sería la siguiente:
Humedad 35 % (diseño) Sal 2.0 % (diseño)
Proteína (3.13×0.75)100/7.9 » 29.7 % Grasa (2.5×0.93)100/7.9 » 29.4 % Lactosa y minerales ~ (100 – 35 – 2 – 29.7 – 29.4) » 3.9 %
En el siguiente capítulo usaremos los datos de composición de los lacto sueros de los ejemplos 1 y 2, para predecir el rendimiento y composición de requesones de distinto contenido de humedad elaborados a partir de dichos lacto sueros.