jueves, 14 de agosto de 2008

 

 

El esquema básico de elaboración de mozzarella es muy similar al del Cheddar hasta la etapa de la molienda: la leche es inoculada con el cultivo, coagulada con el cuajo, se corta el coágulo, se realiza la cocción de la masa, se drena el suero, se sala y chedariza la cuajada y se pasa a la molienda.

De hecho, las líneas de producción de cheddar y mozzarella utilizadas en las grandes plantas presentan gran similitud y por lo general incluyen: tinas horizontales o verticales unas junto a otras para la coagulación de la leche y la cocción de la cuajada, grandes sistemas de intercambio de calor para drenar y opacar la cuajada, desarrollando una acidez apropiada (Bylund, 1995). Una diferencia fundamental en la producción de cuajada para mozzarella, es que la acidificación que provoca el starter se da más rápidamente que en el resto de los procesos, lo cual reduce los tiempos de elaboración. Por este motivo no es inusual encontrar tiempos de 2,5 horas o incluso menores, transcurridos entre el agregado del coagulante hasta el comienzo del hilado (McCoy, 1997). El filado tiene lugar una vez que la cuajada chedarizada desarrolla un nivel de acidez óptimo.

1.1 Tratamiento de la leche

La mozzarella se consume normalmente después de un muy breve, pero importante período de maduración. Por ello, partiendo desde un estado de sanidad microbiológica, es indispensable que se la elabore empleando leche pasteurizada. Además parece ser de gran interés comercial el uso de temperaturas de pasteurización más altas de las normales para incrementar el rendimiento a través de la desnaturalización y la incorporación de proteínas de suero (Lelievre, 1995). La homogeneización de la leche para la elaboración de mozzarella no es muy habitual en la industria. Sin embargo, varios estudios demuestran que la homogeneización puede tener futuras aplicaciones para la elaboración tanto de mozzarella baja- grasa como alta- grasa, como se discutirá en las secciones 7.4 y 7.5.

La leche para la producción de mozzarella casi siempre se estandariza a un valor específico de la relación caseína/grasa (C/F), para obtener quesos con el contenido grasa/ extracto seco (FDM) deseado, el cual es normalmente exigido por el comprador (Barbano, 1986), para quien es muy importante dado que afecta varias propiedades funcionales como la firmeza, la capacidad de desmenuzado, la derretibilidad y la formación de desprendimiento de aceite (free-oil) (Kindstedt and Rippe, 1990; Rudan y Barbano, 1998b).

El costo económico de la elaboración se halla fuertemente influenciado por el método específico utilizado para la estandarización de la C/F (Barbano, 1996a). La estandarización por el agregado de caseína (en contraposición con la extracción de la grasa) genera un incremento del rendimiento y por ello, mayor producción por tina y por día de producción de la planta, lo cual representa un poderoso punto a favor de este método de estandarización (Wendorff, 1996). La caseína puede agregarse a la leche en forma de leche de bajo contenido de extracto seco de baja temperatura (NDM), o de leche condensada descremada (o caseína o proteína de leche, si son permitidas). En los Estados Unidos, la estandarización por agregado de NDM es ampliamente utilizada (Yun et al., 1998). De acuerdo con Wendorff (1996), alrededor de un 15-20% de los sólidos de la leche pueden ser aportados por NDM sin afectar las características funcionales del queso, siempre que se asegure el NDM se reconstituya en agua o leche en polvo bajo las condiciones de temperatura y tiempo apropiadas, previamente a su agregado a la leche.

Yun y sus colaboradores (1998) evaluaron que el agregado de 0, 1.5 y 3% de NDM a la leche, manteniendo constante el C/F en cerca de 1.151. Todos los aspectos de la elaboración del queso, incluyendo las proporciones de starter y cuajo por kilogramo de leche estandarizada, son mantenidos constantes entre las tres tinas de tratamiento. Bajo estas condiciones, el contenido promedio de humedad del queso disminuyó de un 48.4 a un 46.7% y el contenido promedio de calcio aumentó al incrementarse el nivel de NDM. La tasa de proteólisis también se vio afectada, ya que se observó una menor proteólisis en el queso hecho con 3% de NDM. Consecuentemente, ese queso tendió a tener una textura más firme sin derretir y una mayor viscosidad aparente una vez derretido, características indicativas de un queso de mayor estructura que requiere mayores tiempos de maduración para desarrollar características funcionales óptimas. El browning aumentó levemente con el incremento del nivel de NDM. Sin embargo, los cambios en la funcionalidad provocados por el agregado de más de un 3% de NDM fueron relativamente pequeños, y podrían ser probablemente más reducidos por aumento del inóculo del starter (para reducir los tiempos totales y con ello, incrementar el contenido de humedad de los quesos fortificados con NDM) y disminución del pH de drenaje (para bajar el contenido de calcio de dichos quesos).

1.2 Cultivo starter

El queso mozzarella puede elaborarse con bacterias ácido-lácticas mesófilas (ej: Lactococcus lactis subesp. lactis y cremoris) o termófilas (ej: Streptococcus thermophilus, Lactobacillus delbrueckii subesp. bulgaricus). En cada caso, el starter debe producir suficiente ácido previo al hilado para lograr la adecuada combinación de pH y contenido de calcio requerida para ese paso del proceso. Los starters termófilos generalmente producen ácido mucho más rápidamente que los starters mesófilos; por ello, la mozzarella hecha con mesófilos normalmente tendrá mayores tiempos elaboración, a menos que se efectúe una gran inoculación de un starter muy activo. En general, los termófilos son mucho más ampliamente utilizados para la elaboración de mozzarella en todo el mundo que los mesófilos.

1.2.1 Papel del cultivo starter:

El rol principal del starter es la producción de suficiente ácido láctico durante la elaboración para transformar la cuajada en una masa hilable en agua caliente. La capacidad de la cuajada de ser hilada está principalmente relacionada con la cantidad de calcio disponible para el corte de las uniones de caseína (Kosikowski y Mistry, 1997; Lucey y Fox, 1993). Demasiado calcio asociado a la caseína producirá una cuajada dura que se desgarra y se fractura durante el hilado, mientras que muy bajo calcio producirá una completa pérdida de estructura y elasticidad. El nivel de calcio asociado a la caseína se determina por dos factores claves: 1) cantidad de calcio total (por unidad de caseína) y 2) la distribución del calcio total entre la caseína asociada y los estados solubles en suero. Éste último se rige por el pH de la cuajada, por ej: un alto pH favorece el calcio en el estado asociado a la caseína, mientras que un bajo pH favorece calcio en el estado soluble (Lawrence et al, 1987). Por ello, los dos parámetros que mejor definen los requerimientos de hilabilidad son la proporción calcio a proteína y el pH de la cuajada. Estos parámetros son inversamente proporcionales, implicando que la cuajada con baja proporción calcio/proteína (ej: cuajada producida por acidificación directa, como se describe en el punto 4.1) requiere un nivel de pH relativamente alto (ej. 5.6-5.7) para el hilado, mientras que la que tiene una proporción alta (ej: cuajada producida bajo condiciones de acidificación lentas y alto pH de drenaje) requiere relativamente un pH bajo (5.1-5.2) para el hilado.

Los tiempos hasta que el starter produce el ácido influencian profundamente la composición química y funcionalidad del queso. Dos importantes aspectos que definen la secuencia de acidificación son: 1) la tasa de producción de ácido y 2) la cantidad de ácido producido antes del drenaje del suero. El primero es importante porque determina el tiempo total de elaboración, lo cual a su vez afecta la cantidad de sinéresis durante la elaboración y con ello, el contenido de humedad del queso (Barbano et al., 1994b). Cuanto más breve sea ese lapso, alcanzándose una acidificación más rápida, más húmedo será el queso. De hecho, la manipulación del tiempo total de elaboración es una de las más efectivas estrategias que el quesero puede usar (junto con el cambio de la temperatura de cocción y chedarización y el cambio en las condiciones de salado) para ajustar a su medida el contenido final de humedad del queso.

La cantidad de calcio presente antes vs. después del drenaje del suero es esencialmente definida por el pH de drenaje. Éste más que ningún otro parámetro influencia la relación calcio/proteína en el queso, ya que la mayor pérdida de calcio en suero ocurre al momento del drenaje (Kindstedt, et al., 1993c; Lucey and Fox, 1993). De esto se deduce que a un menor pH de drenaje se obtendrá una menor relación calcio/proteína en el queso, suponiendo que otras condiciones de elaboración, como el pH de hilado, se mantengan constantes.

En resumen, el cultivo starter, a través de su aporte a los tiempos de acidificación, tiene un gran impacto en la humedad y calcio contenidos en el queso, lo cual tiene grandes implicancias en las características funcionales del queso y los tiempos de maduración requeridos para desarrollar una funcionalidad óptima.

1.2.2 Proporción bacilos/cocos

Los cultivos starter termófilos tradicionales para mozzarella son los Lactobacillus delbrueckii subesp. bulgaricus y S. thermophilus en una proporción vagamente definida. Estos organismos son casi siempre usados en combinación por su bien conocida sinergia, lo cual posibilita una mucho más rápida producción de ácido (Oberg y Broadbent, 1993). La mayor tasa de crecimiento se da en un rango de pH de alrededor de 5.5-6.0 para S. thermophilus y 5.0-5.5 para Lb. delbrueckii subesp. bulgaricus (Brothersen, 1986). Por ello, la manipulación de pH puede utilizarse durante la propagación de un cultivo termófilo mixto para controlar la relación bacilos/cocos.

Los cambios en esta relación tienen dos importantes efectos en la elaboración. Primero, afectan los tiempos de acidificación: el S. thermophilus produce ácido mucho más rápidamente que el LB. delbrueckii subesp. bulgaricus en el rango de pH que se observa durante la elaboración (Brothersen, 1986; McCoy, 1997). Consecuentemente, el S. thermophilus es dominante en la población de starters en la cuajada hacia el final de la elaboración, sin importar la proporción bacilos/cocos del starter inicial (Yun et al., 1995a). Sin embargo, la tasa de acidificación durante la elaboración sí se ve afectada por la proporción inicial, por ej: una alta proporción de bacilos en el starter inicial resultará en una tasa más baja de acidificación y un mayor tiempo de elaboración, cuando todas la demás condiciones, incluyendo la cantidad de inoculación total, son mantenidas constantes (Yun et al., 1995a). En la práctica comercial, un mayor tiempo no es práctico o deseable, por lo cual un aumento en la proporción bacilos/cocos se acompaña de un aumento en el inóculo total de starter, de forma de mantener constantes los tiempos de elaboración. Por ello, cada vez que a nivel comercial se cambia dicha proporción, también se cambia el número total de starter que se incorpora a la leche. Esto afecta enormemente a la población de bacilos del queso. Por ejemplo, Yun y sus colaboradores (1995a) demostraron que una alta proporción bacilos/cocos en el starter asegura un alta población de bacilos en el queso, manteniendo constantes el número total de bacterias agregadas a la leche. Se presume que una más alta proporción bacilos/cocos en el starter, combinada con una mayor tasa de inoculación (para mantener los tiempos constantes), llevará a poblaciones de bacilos en el queso todavía mayores.

Por lo tanto, la segunda consecuencia importante de un cambio en la proporción bacilos/cocos del starter es el efecto en la población final de bacilos en el queso. Ésta es importante dadas la implicaciones sobre la proteólisis durante la maduración. El Lb. delbrueckii subesp. Bulgaricus es mucho más proteolítico que el S. thermophilus (McCoy, 1997; Oberg y Broadbent, 1993). De esto se deduce que una mayor proporción de bacilos en el queso final resultará en una mayor tasa de proteólisis asociada con el starter (Yun et al., 1995a). La proteólisis asociada al starter y su impacto en las características funcionales se desarrollará en los puntos posteriores de este capítulo.

1.2.3 Starters no tradicionales:

Comercialmente se los utiliza en la elaboración de mozzarella como forma de limitar el browning durante el horneado. El starter no tradicional más utilizado es el Lb. helveticus, el cual, a diferencia del Lb. delbrueckii subesp. bulgaricus y la mayoría de la cepas de S. thermophilus, es capaz de fermentar la galactosa en el queso en presencia de lactosa y por ello es usado para prevenir la formación de galactosa en el producto final (McCoy, 1997; Oberg et al., 1991a). La acumulación de galactosa es problemática por su papel en el browning durante el horneado. Se hicieron exitosos esfuerzos por aislar streptococcus thermophilus fermentadotes de galactosa, que al utilizarse en combinación con Lb. helveticus, previenen la acumulación de galactosa en la mozzarella, y con ello limitan el browning potencial (Johnson y Olson, 1985); Matzdorf et al., 1994; Mukherjee y Hutkins, 1994). Otros elementos no tradicionales que combaten la lactosa y la galactosa han sido estudiados para su utilización como cultivos complementarios, tales como Lactobacillus casei, Lactobacillus plantarum, Pediococcus cerevisiae, Streptococcus durans y Streptococcus faecalis (Reinbold y Reddy, 1978).

1.3 Coagulante:

Varios coagulantes de distintas fuentes son comercialmente usados en la producción de mozzarella (Kindstedt, 1993a). El cuajo de ternera, que consiste principalmente en quimosina con un pequeño porcentaje de pepsina bovina, es el coagulante tradicional y es aún ampliamente utilizado en el mundo, particularmente, en países donde la quimosina producida por tecnología recombinante del ADN no está permitida o no es aceptada en el mercado. El coagulante de quimosina pura, producido por tecnología recombinante de ADN es ahora ampliamente utilizado en los Estados Unidos y muchos otros países. Los cuajos microbianos, derivados del Mucor miehei, Mucor pusillus y Cryophenectria parasitica, siguen siendo usados, aunque su utilización ha declinado considerablemente en algunos mercados con la introducción de quimosina obtenida por fermentación. Principalmente debido a las perdidas de rendimientos producidas por los coagulantes microbianos.

Como en toda elaboración de quesos, también en la elaboración de mozzarella el coagulante tiene por papel primordial la coagulación de la leche y de esa forma inicia el proceso de selectiva concentración que finalmente determina la composición química del queso. En la mozzarella tradicional producida con cultivo starter, el coagulante posee también otro rol muy importante en el desarrollo de las características funcionales óptimas durante la maduración (Yun et al., 1993d). En consecuencia, la actividad y especificidad del coagulante usado en la elaboración, como así también la estabilidad térmica y la extensión de inactivación térmica durante el hilado causan gran impacto sobre la proteólisis, las características funcionales y el comportamiento de maduración, tal como se discutirá posteriormente (Kindstedt, 1993a; Kindstedt et al., 1995b; Oberg et al., 1992ª; Yun et al., 1993a,d). Llamativamente, la cantidad de coagulante (quimosina) añadida a la leche puede reducirse hasta en un 40% de los niveles normales recomendados con relativo bajo impacto sobre los cambios proteolíticos y funcionales del queso durante la maduración (Kindstedt et al., 1995a).

1.4 Cocción y chedarización

 

Las funciones principales de la etapa de cocción, drenaje y chedarización en la elaboración de mozzarella son el control de la humedad y contenido de calcio en la cuajada durante el hilado y en el producto final. Esto es complementado, en parte, por el control de la actividad del starter y los tiempos de acidificación (ej: tiempo total de elaboración y pH de drenaje), como se expusiera anteriormente. Más allá de ello, la temperatura durante la cocción y chedarización es uno de los parámetros más útiles que el quesero puede emplear para cambiar el contenido de humedad del queso. En general, temperaturas menores de cocción y chedarización provocan menos sinéresis y mayor contenido de humedad en el producto final. Sin embargo, los starters termófilos muestran una producción óptima de ácido en un rango de temperatura de alrededor de 42-45ºC, lo cual está a nivel o aún por sobre las temperaturas de cocción/ chedarización tradicionales (McCoy, 1997; Oberg y Broadbent, 1993). Por lo tanto, menores temperaturas de cocción/ chedarización tienden además a generar tasas más lentas de producción de ácido y de elaboración, y mejoran las condiciones de sinéresis (Yun et al.,1993c). Consecuentemente, el efecto de los cambios en las temperaturas de cocción/ chedarización en el contenido de humedad será mayor cuando se tomen las precauciones necesarias para mantener constante el tiempo de elaboración. Yun y sus colaboradores (1993c) reportaron que la humedad en la mozzarella se había incrementado en cerca de un 2% cuando la temperatura de cocción/ chedarización se disminuyó de 44 a 38ºC. Sin embargo, en ese estudio, la producción de ácido del starter fue más lenta a temperatura más baja, agregando 30 minutos al tiempo total de elaboración a 38ºC. Presumiblemente, si el tiempo total de elaboración a esa temperatura se mantiene constante (ej: por adición de más starter a la leche), el incremento en el contenido de humedad con temperatura decreciente de cocción/ chedarización habría sido mayor al 2%.

Cerca del final de la chedarización se abre una ‘ventana’ de pH, la cual se extiende en unas 0.2-0.3 unidades de pH, dentro de las cuales la cuajada puede hilarse. Por ejemplo, el hilado puede iniciarse a un nivel de 5.3 y continúa hasta que el pH cae por debajo de 5.0, punto en el cual la estructura y el hilado están completamente perdidos. Si el hilado se hace en el mínimo nivel del rango de pH (a veces llamado en la industria ‘hilado en maduro&rsquoGuiño resulta en niveles menores de pH y un contenido de humedad levemente menor, como así también en el caso de la proporción calcio/proteína del producto final. Yun y sus colaboradores (1993b,e) observaron que el hilado a menor pH producirá un queso con menor viscosidad aparente durante la maduración, indicando una consistencia menos fibrosa y más gomosa y derretida, que requiere una menor maduración para alcanzar una funcionalidad óptima. Presumiblemente, estas diferencias en funcionalidad fueron causadas por el efecto combinado de una menor proporción calcio/ proteína y un menor calcio en el estado de caseína asociada (debido a un menor pH del queso). Contrariamente, el hilado en el mayor valor del rango de pH (a veces llamado en la industria ‘hilado en verde&rsquoGuiño resulta en un mayor pH del queso, levemente mayor contenido de humedad y proporción calcio/proteína, y una mayor viscosidad aparente durante la maduración , indicativa de una masa más estructurada, fibrosa y gomosa consistencia una vez derretida que requiere mayores tiempos de maduración para alcanzar una funcionalidad óptima (Yun et al., 1993b,e). Por lo tanto, los requisitos de maduración pueden manipularse cambiando el pH de hilado. Estos resultados son consistentes con la práctica de la industria de hilar la cuajada ‘en verde’ para favorecer un envejecimiento más lento y una mayor vida útil, y cuando está ‘madura’, si el queso es para uso rápido. Por supuesto, en grandes escalas industriales puede tomar 30 minutos o más de continua alimentación en la mezcladora, hasta que toda la cuajada de una sola tina es procesada, tiempo durante el cual la cuajada no hilada continúa disminuyendo su pH y contenido de calcio. De ello, los bloques individuales de queso producidos de una sola tina de leche variarán en características entre ‘más verdes’ y ‘más maduras’, dependiendo del tiempo en que la cuajada entró en la mezcladora. Por lo tanto, es importarte procesar la tina entera lo más pronto posible, y mantenerse dentro de la ‘ventana’ de pH en que el hilado es posible.

1.5 Hilado y moldeo

El calentamiento e hilado de la cuajada acidificada es la operación clave en la elaboración de la mozzarella. En la práctica comercial, el hilado se efectúa normalmente utilizando un mezclador continuo simple o doble que contiene agua caliente mezclada con sistemas de inyección de vapor. El hilado implica dos pasos: en el primero, la cuajada entra en el mezclador y es rápidamente entibiada por el agua caliente a temperaturas de al menos 50- 55ºC, lo cual es necesario para transformar la cuajada en una masa de consistencia plástica y trabajable. La temperatura del agua puede variar ampliamente en un rango de entre 55 y 85ºC, según el diseño del equipamiento y las condiciones de operación (ej: velocidad de mezclado). En el segundo paso, la cuajada es trabajada por el batidor o una serie de batidores para transformarse en una cinta fibrosa unidireccional de cuajada. La cuajada caliente sale entonces del mezclador y es transportada por uno o más tornillos sin fin a la máquina de moldeo, donde se la fuerza bajo presión en un molde que le aportará su forma final. El moldeo tiene además una función de pre-enfriado, de forma que el bloque conservará su forma una vez retirado del molde. El hilado tiene un gran impacto sobre la microestructura y la composición química (y rendimiento) del queso, y además representa un tratamiento térmico sustancial, todo lo cual afecta las características funcionales del queso.

1.5.1 Efecto en la microestructura

El hilado transforma la matriz proteica tridimensional de la cuajada del queso en una red de fibras proteicas paralelamente alineadas, tal como puede verse en un microscopio electrónico (Ober et al., 1993; McMahon et al., 1993). El suero y las gotitas de grasa acumulados en los canales abiertos que separan los manojos de fibras proteicas devienen en una alineación parcial de las fases de grasa y suero del queso. Por lo tanto, no es sorprendente que las propiedades reológicas de la mozzarella sean de naturaleza anisotrópica, por ej: mostrando propiedades distintas al evaluar las fibras en dirección paralela y perpendicular (Ak y Gunasekaran, 1997). El hilado genera una textura elástica y flexible cuando el queso no está derretido, y una textura altamente estructurada, fibrosa y masticable cuando está derretido. Es posible obtener variaciones de mozzarella que no son hiladas, sino prensadas en forma de bloques (Chen et al., 1996). De hecho, una cantidad significativa de cuajada prensada se produce en los Estados Unidos para la industria de la pizza. La mozzarella no hilada puede hacerse para derretir e hilar, utilizando los mismos controles de la proporción calcio/proteína y el pH del queso de la misma forma que para la mozzarella tradicional (Lawrence et al., 1987). Sin embargo, la textura del queso sin derretir carece de características anisotrópicas fibrosas de la mozzarella tradicional y la consistencia del queso derretido es menos estructurada, fibrosa y masticable por dichas carencias de fibras proteicas organizadas que son creadas durante el hilado.

1.5.2 Efecto en la composición química:

Las pérdidas de humedad y de grasa pueden ocurrir sustancialmente durante el hilado y el moldeo si las condiciones de operación en el mezclador y la moldeadora no son apropiadamente controladas (Nilson, 1973). Es particularmente importante el balance de la velocidad de los batidores en el mezclador con la temperatura del agua de hilado, de forma que sean compatibles. Específicamente, se debe dar a la cuajada suficiente tiempo para obtener una consistencia plástica y trabajable antes de ser sometida a las fuerzas cortantes del/ los batidore/s. Si la velocidad de mezclado es muy rápida y el agua de hilado demasiado fría, la temperatura de la cuajada será demasiado baja y no se deformará lo suficiente cuando el trabajo del mezclador comience. Bajo estas condiciones, la cuajada goteará y perderá grasa, y en casos graves, humedad en el agua de hilado. El resultado final es un menor contenido de grasa y humedad en el queso final, y por lo tanto, rendimientos menores.

El balance entre la velocidad de mezclado y la temperatura del agua de hilado es especialmente crítico cuando se utilizan temperaturas de agua relativamente bajas. Si la velocidad de mezclado se incremente demasiado sin aumentar la temperatura del agua de hilado en proporción, o dicha temperatura cae demasiado sin bajar la velocidad de mezclado proporcionalmente, pueden ocurrir significativas pérdidas de grasa y humedad. Por ejemplo, Renda y sus colaboradores (1997) variaron la velocidad de mezclado manteniendo constante la temperatura del agua en 57ºC (ej: a nivel normal del extremo inferior del rango de temperatura). Cuando la velocidad de mezclado aumentó de 5 a 19 r.p.m., el contenido de humedad del queso bajó en un 3% aproximadamente y el contenido de FDM disminuyó en cerca de un 2,5%, debido a las pérdidas de humedad y grasa en el agua de hilado. En un estudio distinto Barbano y colaboradores (1994a) variaron la temperatura del agua de hilado manteniendo constante la velocidad de mezclado en 12 r.p.m. (velocidad media). Al disminuir la temperatura del agua de 74 a 57ºC, el contenido de FDM en los quesos cayó cerca de un 2%, debido a pérdidas de grasa en el agua de hilado. El contenido de humedad decreció sólo levemente bajo estas condiciones; sin embargo, el efecto de la temperatura sobre el contenido de humedad probablemente habría sido mayor si la velocidad de mezclado hubiese sido mayor a 12 r.p.m.

Una velocidad excesiva es menos problemática cuando la temperatura del agua de hilado está en el valor máximo del rango normal, ya que la transferencia de calor ocurre más rápidamente y se requiere de menos tiempo para que la cuajada adquiera consistencia plástica (Kindstedt et al., 1995b). Sin embargo, la combinación de una velocidad de mezclado muy baja y una muy alta temperatura del agua de hilado debe evitarse debido a que pueden producirse grandes pérdidas de grasa (Barbano et al., 1994a).

1.5.3 Efectos térmicos

El valor de temperatura de la cuajada durante el hilado es determina por la temperatura del agua de hilado y la cantidad de tiempo que la cuajada es expuesta al agua de hilado (Kindstedt et al., 1995b; Renda et al., 1997; Yun et al., 1994a). Este último se determina, principalmente, en función del diseño del mezclador y la velocidad a la cual es operado. Sobre el ingreso del agua caliente al mezclador la cuajada aumenta en temperatura hasta equilibrarse con el agua (si la cuajada está en el agua durante tiempo suficiente), o alcanza una temperatura máxima (menor a la del agua) antes que el agua salga cerca de la salida del mezclador. Este último escenario es más habitual en la industria, donde no es inusual encontrar diferencias de temperatura de 10-20ºC entre el agua de hilado y el queso a la salida del mezclador. En general, cuanto más rápido se accionan los batidores en un modelo de equipo particular, mayor será la diferencia de temperatura.

La temperatura de la cuajada una vez que adquirió la consistencia plástica decrece lentamente durante el transporte al molde. La dimensión de la pérdida de temperatura se determina por factores como la distancia entre el mezclador y el molde; el tiempo transcurrido en la tina buffer antes del moldeo; y la exposición al ambiente. En general, las pérdida de temperatura debe ser la mínima posible, ya que la cuajada debe mantener su consistencia plástica y deformable para convertirse en un bloque uniforme libre de pliegues y arrugas, y para soportar la fuerza ejercida por los batidores que alimentan la moldeadora (Nilson, 1973). Por ello, el tratamiento térmico de la cuajada incluye no sólo el tiempo de permanencia en el mezclador, sino también el tiempo entre la salida del mismo hasta el enfriado que ocurre en la moldeadora. Las excepciones a esto involucran a aquellos sistemas que eliminan el moldeo por extrusión de la cuajada directamente desde el mezclador en la salmuera congelada (Barz y Cremer, 1993).

El historial de temperatura (tiempos y temperaturas de tratamiento) de la cuajada durante el hilado influencia profundamente dos aspectos del queso final que son fundamentales para el proceso de maduración: la actividad del starter y la actividad coagulante residual. Tanto el S. thermophilus como el Lb. delbrueckii subesp. bulgaricus son aptos para sobrevivir al proceso de hilado y permanecer metabólicamente activos cuando el hilado se efectúa a temperaturas en el extremo inferior del rango de hilado. (ej: cuajada a 55ºC) (Yun et al., 1995a). La supervivencia del starter metabólicamente activo se mide mejor usando directamente técnicas de blindaje microbiológico (Yun et al., 1995a). Sin embargo, las aproximaciones indirectas proveen además información muy útil, como la medida de acidez titulable del queso, que es influenciada directamente por fermentación de la lactosa y galactosa residual del starter y la medida de los productos de la proteólisis secundaria que son solubles en 12% de ácido tricloroacético (TCA), el cual es principalmente producido por el starter (Barbano et al., 1993, 1994b). Durante una serie de estudios sistemáticos sobre la temperatura del agua de hilado y la velocidad del mezclador, Kindstedt y colaboradores (1995b) y Yun y colaboradores (1994a) demostraron que pequeños incrementos en la temperatura durante el hilado dentro de un rango crítico (aproximadamente entre 62 y 66ºC, por ejemplo), provocan abruptos descensos en los niveles de acidez titulable y nitrógeno soluble en TCA en el queso final. Concluyeron que la supervivencia de la bacteria starter termófila metabólicamente activa depende altamente de la temperatura dentro de su rango crítico; consecuentemente, pequeñas diferencias en la temperatura de hilado pueden resultar en grandes diferencias en la actividad del starter en el producto final. Presumiblemente, la sensibilidad a la temperatura varía en algunos grados entre distintas cepas. El coagulante residual es en gran parte responsable de la proteólisis primaria en la mozzarella. Por lo tanto, la actividad coagulante debe monitorearse indirectamente midiendo los productos de proteólisis primaria solubles a pH 4.6 (Barbano et al.,1993). Como en el caso del starter, la actividad del coagulante en la mozzarella depende de la temperatura y varía en la medida de la inactivación térmica durante el hilado. La quimosina permanece activa durante el hilado, si éste se efectúa en los valores mínimos del rango de temperatura (ej: temperatura de cuajada en 55ºC) (Barbano et al., 1993; Kindstedt et al., 1995b; Yun et al., 1993ªGuiño. Por el contrario, los coagulantes derivados de M. miehei y C. parasitica son también estables térmicamente a 55ºC y permanecen activos luego del hilado (Kindstedt, 1995b; Yun et al., 19993a). Sin embargo, la quimosina y otros coagulantes van inactivándose progresivamente a temperaturas de hilado mayores. Incrementos en la temperatura de hilado, de 62 a 66ºC aproximadamente, provocan abruptos descensos en los niveles de nitrógeno soluble pH 4.6 durante la maduración, lo cual sugiere una amplia escala de inactivación de la quimosina a temperaturas más altas (Kindstedt et al., 1995b; Yun et al., 1994ªGuiño. En resumen, ambos coagulantes y las actividades de los starters parecen ser extremadamente dependientes de la temperatura en este rango crítico. De esto se deduce que una diferencia de unos pocos grados en la temperatura de la cuajada durante el hilado puede ocasionar importantes diferencias en las características microbiológicas de la mozzarella durante la maduración.

1.6 Salmuera/ Salado

La sal juega un papel complejo y multifacético en la mozzarella. Además de propiciar la expulsión de humedad durante el salado, afecta las características microbiológicas, físico-químicas, funcionales y de sabor del queso (Guo y Kindstedt, 1997; Kindstedt et al., 1992; Paulson et al., 1998; Wendorff y Johnson, 1991). Durante el salado, la sal es absorbida por la cuajada y la humedad es simultáneamente expelida, pero la relación entre ambos procesos puede variar ampliamente en función del método de salado. El salado puede efectuarse por salmuera o por el agregado de sal directo sobre la cuajada.

1.6.1 Salado en salmuera

Es el método tradicional de incorporación de sal para la mozzarella. El tiempo de permanencia en salmuera y la concentración de la salmuera son parámetros clave que afectan la captación de sal y la pérdida de humedad durante la salmuera (Guinee y Fox, 1993; Nilson, 1968). Para la mozzarella, la salmuera debe mantenerse cercana a la saturación (digamos en un 26%) para maximizar la tasa de absorción de sal al tiempo que se minimiza el crecimiento microbiano (especialmente hongos y levaduras) en la salmuera. Idealmente, la salmuera debe renovarse continuamente con sal a medida que ésta es absorbida y la humedad es liberada. La circulación ininterrumpida de la salmuera es esencial para prevenir la formación de zonas de dilución alrededor de la superficie del queso mientras la sal es absorbida y se libera la humedad (Wendorff y Johnson, 1991).

Una importante diferencia en el salado de la mozzarella, en comparación con otros quesos es que se utilizan temperaturas bajas (ej: 1 - 4ºC) para asegurar un rápido enfriado del queso tibio (Nilson, 1968). La mozzarella a menudo entra en salmuera después de un breve período de enfriado en el molde. En esta etapa la temperatura en el centro del queso suele ser bastante tibia, dependiendo del tamaño del bloque (ej: 40-50ºC), y por ello gran parte del enfriamiento total se da durante la salmuera (Nilson, 1968, 1973). Bajo estas condiciones, la temperatura de la salmuera tiene sólo un pequeño efecto en la captación de sal, pero un gran efecto en la pérdida de humedad (Nilson, 1968). Por ejemplo, Nilson (1968) reportó que las pérdidas de humedad se incrementaron de 1,48% a 0,5ºC, a 4,27% a 21ºC, al colocar bloques de 1,1kg. de mozzarella en salmuera durante 12 h. La pérdida de humedad puede minimizarse manteniendo constante la temperatura de la salmuera y recirculando continuamente para evitar gradientes de temperatura localizados alrededor de la superficie de la mozzarella.

La salmuera recién preparada que se utiliza por primera vez puede afectar negativamente la calidad del queso, a menos que el pH y el contenido de calcio sean ajustados para evitar cambios en la distribución de calcio y la pérdida de calcio del queso durante la salmuera. Esto puede lograrse acidificando la salmuera fresca con ácido acético de grado alimenticio a un pH similar al del queso (ej: 5.2) y aumentando el contenido de calcio de la salmuera (ej: a 0,06%) a través del agregado de cloruro de calcio de grado alimenticio (McCoy, 1997; Wendorff y Johnson, 1991). Esto último es particularmente importante para evitar el desarrollo de defectos de corteza blanda que se da cuando el calcio de la superficie lixivia en la salmuera y la caseína se vuelve altamente solvatada (Geurts et al., 1972).

Durante la salmuera en la mayoría de los quesos se produce una gran disminución del gradiente de sal desde la superficie hacia el centro y una correlativa disminución del contenido de humedad en la dirección opuesta (Guinee y Fox, 1993). La mozzarella desarrolla un gradiente de sal típico desde la superficie hacia el centro; sin embargo, la distribución de la humedad puede ser bastante compleja y variable, dependiendo de las condiciones de temperatura y las pérdidas de humedad durante la salmuera (Farkye et al., 1991; Kindstedt et al., 1990; Nilson, 1968). Durante la maduración la distribución de humedad puede volverse aún más compleja dependiendo de la interrelación entre tres condiciones que puede ocurrir en el queso: persistencia de gradientes de sal, temperatura y pH. El contenido de sal es siempre alto en la superficie inmediatamente después de la salmuera. Esto crea una presión osmótica diferencial que provoca una migración hacia afuera de la humedad de la superficie del queso (Guinee y Fox, 1993). Además, los gradientes de temperatura que persisten en el queso debido a un enfriamiento incompleto durante la salmuera (por ejemplo, calor en el centro, frío en el superficie) pueden convertirse en fuerzas adicionales para la migración de humedad hacia el exterior (Reinbold et al., 1992). De esto se deduce que la confluencia de estos tres factores (sal, temperatura y gradientes de pH) pueden explicar por qué algunas mozzarellas, especialmente aquellas en grandes bloques (10 kg.) difíciles de enfriar rápidamente, desarrollan una humedad extrema en la superficie durante la maduración, ostentando una superficie defectuosa blanda y húmeda (Kindstedt et al., 1996).

1.6.2 Salado directo

La sal puede incorporarse por agregado directo a la cuajada inmediatamente antes del hilado, durante el mismo o entre el hilado y el moldeo (Barbano et al., 1994b; Bylund, 1995; Fernández y c, 1986). Todas estas alternativas pueden combinarse con una salmuera breve que proporcione enfriado. Cuando la sal se agrega antes del hilado, se disuelve salmuera (ej: 6%) más que agua, para evitar que se pierda sal en la cuajada en el agua del mezclador (Barbano et al., 1994b). El agregado de sal durante el hilado provoca mayores pérdidas de humedad (ej: 4-5%) que cuando el salado se realiza por salmuera de bajas temperaturas (1-2%) (Barbano et al., 1994b). Por lo tanto, el contenido de humedad del producto final será significativamente más bajo a menos que se realicen acciones para producir una cuajada con un nivel superior de humedad en el salado. Las condiciones de operación del mezclador (velocidad de los batidores y temperatura del agua de hilado) necesitan ser cuidadosamente evaluadas al agregar la sal previamente al hilado, ya que el salado genera una cuajada más dura que generalmente requiere de una velocidad menor y/o más alta temperatura durante el hilado. Ya sea que la sal se agregue antes o después del mezclador, es importante optimizar la operación de moldeo ya que la cuajada salada es más dura y propensa a resistir la fusión en un bloque uniforme que la cuajada sin salar.

1.7 Factores que afectan el rendimiento del queso

La discusión de aquellos factores que afectan el rendimiento del quesos está más allá del alcance del presente trabajo. La Federación Internacional de Lechería (IDF) ha publicado extensos textos sobre la materia (idf, 1991, 1994). Más específicamente acerca de mozzarella, Barbano (1996b) ha descripto los factores a considerar en la maximización del rendimiento de la Mozzarella y ha discutido una nueva fórmula de rendimiento. Barbano (1996b) ha discutido también los factores que afectan la recuperación de grasa, de caseína + fosfato de calcio y de sólidos de leche sin grasa ni caseína + fosfato de calcio.


Publicado por jacintoluque @ 21:23
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Publicado por Invitado
miércoles, 01 de febrero de 2012 | 12:31