Monitoreo de humedad y sal en la molienda de queso Cheddar

Por qué la molienda y el salado marcan el curso de la maduración

El Cheddar es un queso salado en seco: tras el chedarizado, la cuajada se muele y, cuando se alcanza la acidez deseada, se mezcla sal con la cuajada molida antes del moldeado y el prensado, tal como describe la norma Codex para el Cheddar en su apéndice sobre el método de fabricación [1]. La revisión de Guinee explica cómo la sal limita el deterioro y el crecimiento de patógenos y modifica la composición, la actividad microbiana y enzimática y la bioquímica de la maduración; como numerosos factores influyen en la absorción y distribución de la sal, un control preciso del salado es esencial para una calidad constante [2]. Para una planta láctea, la cinta de salado es el último punto en el que puede ajustarse el equilibrio entre sal y humedad de un lote.

Sal en humedad: el parámetro que importa

El parámetro con el que trabajan los queseros es la sal en humedad (S/M), es decir, la sal expresada como porcentaje de la fase acuosa en la que actúan las bacterias iniciadoras y las enzimas de maduración. Rulikowska et al. variaron la adición de sal entre 0,50 % y 3,00 % (p/p) en Cheddar: menos sal redujo el pH, aumentó la actividad de agua y el crecimiento de bacterias lácticas iniciadoras y no iniciadoras, e intensificó la proteólisis, con efectos adversos en el sabor y la textura [3]. Upreti et al. compararon Cheddar con niveles de S/M de 4,8 % y 6,4 % durante 48 semanas y encontraron más proteólisis y recuentos más altos de bacterias no iniciadoras en los quesos con S/M bajo [4]. El artículo complementario muestra con qué inmediatez la dosis de salado fija la S/M: salar la cuajada molida al 2,25 % o al 3,5 % del peso de la cuajada, a pH 5,4, dio una S/M de 4,77 % y 6,68 % respectivamente [5].

La humedad también tiene un límite reglamentario. La norma Codex para el Cheddar establece un nivel de referencia de 48 % a 60 % de grasa láctea en el extracto seco y, para los quesos de ese intervalo, un extracto seco mínimo del 61 %, lo que corresponde a una humedad máxima del 39 % [1].

Los métodos de referencia y su coste en tiempo

La humedad del queso se determina como sólidos totales mediante el método de referencia gravimétrico de secado en estufa ISO 5534 | IDF 4 [6]. La sal se determina como cloruro por valoración potenciométrica según ISO 5943 | IDF 88, aplicable a quesos con más del 0,2 % de ion cloruro [7]. Ambos son procedimientos de laboratorio; cuando se dispone de las cifras, la cuajada de la que procede la muestra normalmente ya se ha prensado. Siguen siendo la base de toda especificación y calibración, pero no pueden gobernar la cinta de salado mientras un lote está sobre ella.

Qué muestran los estudios de infrarrojo cercano en queso

La espectroscopía de infrarrojo cercano (NIR) se aplica a la humedad del Cheddar desde hace décadas. Wehling y Pierce, con un instrumento de filtros de tres longitudes de onda, obtuvieron un r² de 0,92 y un error estándar de predicción (SEP) de 0,38 % frente al método de estufa en 47 muestras de validación [8]. La temperatura de la muestra afectaba significativamente a los espectros, por lo que las muestras debían equilibrarse a una temperatura uniforme, y la maduración también puede modificar las características NIR del queso [8]. En una comparación posterior, la regresión PLS sobre espectros de reflectancia en primera derivada de muestras ralladas dio un SEP de 0,335 % para la humedad, mientras que una sonda de fibra óptica sobre bloques intactos resultó menos fiable [9]. Margolies y Barbano informaron de que los instrumentos NIR de cuatro queserías dieron valores de SEP de 0,30 para la humedad y 0,45 para la grasa en 36 muestras de validación de Cheddar [10].

La sal es el parámetro más difícil. En 64 muestras de queso fundido con sales inorgánicas entre 2,0 % y 4,7 % (p/p), Blazquez et al., cuyos mejores modelos de humedad y grasa utilizaban corrección de dispersión y una segunda derivada, encontraron que la predicción de la sal era menos exacta [11]. En las queserías de Cheddar estudiadas por Margolies y Barbano, la sal se medía por culombimetría y no por NIR, y un método de transmitancia en el infrarrojo medio sobre queso disuelto alcanzó un SEP de 0,036 frente a 0,139 del método culombimétrico, con un contenido medio de sal de 1,8 % [10]. La lectura práctica: la medición NIR de la humedad en queso está bien establecida, una calibración NIR de la sal debe validarse con la cuajada de la propia planta, y un valor de S/M calculado a partir de dos mediciones arrastra el error de ambas.

Del vaso de muestra a la cinta de salado

Solberg et al. implantaron el NIR en línea en la producción a gran escala de un queso tipo Gouda en sustitución del muestreo puntual para el laboratorio: la señal continua proporcionó estimaciones de lote más precisas y reveló fuentes de variación del proceso que el muestreo puntual no habría podido descubrir [13]. Tres prácticas hacen que una instalación así sea defendible:

• Calibrar con la cuajada tal como se presenta. Las calibraciones de Cheddar publicadas utilizaban queso rallado y equilibrado en temperatura, y las lecturas con sonda sobre bloques intactos fueron menos fiables [8][9]; un modelo para cuajada molida suelta a la temperatura de la cinta debe construirse con ese material.
• Anclar la calibración a los métodos de referencia. Los valores NIR solo son tan buenos como los resultados de ISO 5534 e ISO 5943 frente a los que se ajustan [6][7], y la validación debe seguir las directrices de ISO 21543 | IDF 201 para el NIR en productos lácteos [12].
• Utilizar el valor de humedad como entrada de control. Como la dosis de salado fija la S/M para una humedad de cuajada dada [5], una lectura tomada antes del salado permite ajustar la dosis de sal lote a lote.

Cómo lo aborda USTECH

Para la cuajada sobre un transportador, USTECH instala el analizador NIR en línea ProLine17EC sobre la cinta; sus calibraciones se construyen en caliX con las herramientas de corrección de dispersión, derivadas y PLS utilizadas en los estudios citados [9][11], y ProChem transmite las lecturas al PLC de la planta para el control de la consigna de dosificación de sal. Si la sal, y por tanto la S/M, puede predecirse de forma fiable en la cuajada de una planta concreta se determina en un estudio de viabilidad con sus propias muestras y análisis de referencia.