Tres variables que influyen en el rendimiento de la producción de queso doble crema utilizando leche proveniente de Ganado Jersey (página 2)

Para controlar las variables
independientes se utilizo:

*Acidez: bureta de 25 ml y pH-Meter
marca HANNA.
La acidez se expreso en grados thorner.

*Temperatura de
adición del cuajo: Termómetro de aguja con rango de -18 a
110º C

*Concentración de sal: balanza OHAUS. Expresada
como % en peso respecto a la

Cuajada desuerada.

A los resultados se les realizó
estadísticos de Student, análisis de varianza, análisis por
medio del grafico normal y se estimó la ecuación de
regresión
lineal.

Tabla 1. Datos de la
pre-experimentación

Fuente: Autores del proyecto.

El primer paso fue codificar las variables como se
muestra en la
siguiente tabla

Tabla 2

Variables codificadas

Fuente: Autores del proyecto

Estos valores se
remplazaron en la tabla 3

Tabla 3

Matriz de un diseño
factorial 23

Fuente: Benicio de Barros y Roy. Como fazer experimentos.
Editora Unicamp 2001.

Sobre esta matriz se
reemplazan los valores
codificados en la siguiente tabla:

Tabla
4

Valores codificados

Fuente: Autores del proyecto

Con estos valores se realizaron los ensayos
correspondientes más una replica, los resultados
son:

Tabla 5

Resultados obtenidos en los diferentes
ensayos.

Fuente: Autores del proyecto

A los resultados obtenidos se calculan efectos,
desviación estándar, relación de los 2
anteriores (t) y limites de confianza.

Tabla 6

Estimativa de los efectos para la variable de
rendimiento

Fuente: autores del proyecto

*P<0.05

De acuerdo a la Ecuación: N – tv
x s (efecto) < n < n + tv x s
(efecto)

Donde N representa el verdadero valor de un
efecto y tv es el punto de la distribución de student y S es el error
ponderado de un efecto.

Solo se consideran estadísticamente
significativos con 95% de confianza, un efecto cuyo valor
absoluto fuera superior a tv*S (efecto) = 2,306 x 0,23
% = 0,53 %

De acuerdo a la interacción 1.2 que corresponde a las
variables acidez vs. Temperatura el valor obtenido es el
único que no es significativo.

Para efectos de una más fácil
visualización de resultados se realiza el siguiente
esquema de cubo

En los vértices del cubo se encuentra la media de
los rendimientos de los diversos ensayos ubicados de manera
apropiada y su análisis permite afirmar lo
siguiente:

1. El aumento de la acidez eleva el
   rendimiento
2. El aumento de la concentración de sal
   disminuye el rendimiento 1%
3. Al aumentar la temperatura disminuye el rendimiento
   en 2%
4. La interacción de las variables un su conjunto
   (+, -, -) es decir: a (48o Th de acidez,
   30oC de temperatura, 1% de concentración de
   sal) aumenta el rendimiento en un 2%

Con el fin de realizar el análisis de varianza se
han utilizado datos obtenidos mediante el algoritmo de
Yates

Tabla 7

Determinación de suma de
cuadrados mediante el algoritmo de yates

Fuente: Autores del proyecto

Tabla 8

Resultados de análisis de
varianza

Fuente: Autores del proyecto

R2 = 0.99.

F0,95, 1, 8 ºGL = 5,32 258,24 Mayor
que 158,9

Y 283,59 Mayor que 158,9

De acuerdo a los resultados obtenidos los efectos
principales a tener en cuenta son: Temperatura,
Interacción Concentración de sal, Acidez,
Temperatura Los cálculos efectuados se organizan en la
siguiente tabla para establecer el % de variación
explicada mediante el análisis de varianza

El tercer estadístico utilizado para evaluar la
investigación fue la distribución
normal (z)

Análisis por medio de
gráfico normal

El análisis por medio de gráfico normal
permite tomar los valores que corresponden realmente a efectos
representativos con respecto a aquellos que no son
representativos. Para esto se elabora la siguiente tabla y su
gráfico, teniendo en cuenta los valores de
distribución normal.

En la siguiente tabla se puede ver la correspondencia
entre los efectos calculados y los valores de probabilidad
acumulativa

Tabla 9

Correspondencia entre
valores

Fuente: autores del proyecto

• Representación
  gráfica

En este gráfico se observa que los datos que
más se alejan del punto central son los observados en los
ensayos 1, 2, 3, y 7 donde existe mayor posibilidad de
incrementar o disminuir el rendimiento; los demás puntos
por estar cerca de la media son poco representativos; y para este
caso se obtienen rendimientos muy cercanos a los
normales.

ECUACIÓN LINEAL

Estimación de la ecuación de
regresión lineal múltiple

Cálculo de los efectos,

Valores de efecto por unidad de variable
codificada

Al remplazar en la ecuación general los valores, se
obtiene la siguiente ecuación

y(x1, x2, x3) = 9,97 +
0,34×1 – 0.98×2 –
0.5×3 – 0.63x1x3 –
0,42x2x3+0.94x1x2x3

Para determinar si esta ecuación explica en gran parte
la varianza de las observaciones realizadas, se hace un
análisis de residuos

La ecuación de predicción que expresa la
interrelación de las variables y los efectos estudiados es
la siguiente:

y(x1, x2, x3) = 9,97 +
0,34×1 – 0.98×2 –
0.5×3 – 0.63x1x3 –
0,42x2x3+0.94x1x2x3

Resultados y
discusión

La actividad optima de la enzima Renina se presenta entre los
30 a 40ºC y mantiene una relación inversa con la
acidez, al hacer una comparación entre el ensayo 1 y
el 2 se puede apreciar que a mayor acidez y utilizando la
mínima temperatura optima de actividad de la enzima, se
obtiene el mayor rendimiento notándose que ha 48ºTh
se obtiene un rendimiento de 13.1 % y a 46ºTh un rendimiento
de 8.9%.

Se escogió para realizar los ensayos, una leche con una
acidez cercana a 92ºTh, porque la pre-experimentación
indica que a valores mayores de acidificación la
caseína y el calcio tienden a perder su capacidad de
solubilidad y aumenta el tamaño de las miscelas de
caseínas disminuyendo el rendimiento y a valores menores
aumenta la caseína y el calcio y disminuye la miscela de
caseína y la solubilidad.

El 1% de concentración de sal es el límite hasta
donde se aumenta la solubilidad de las proteínas
por intercambio de iones sodio por iones calcio de la
caseína disminuyendo la energía potencial
ión-ión permitiendo a este nivel que los iones
sodio ayuden a la absorción de una mayor cantidad de
agua. Al
observar los ensayos que tienen concentraciones de 1.5 y 2% de
sal, disminuye el rendimiento por una parcial
insolubilización de las proteínas en su zona
hidrofóbica.

La utilización del cultivo de yogur genera un mayor
rendimiento que el cultivo de kumis puesto que el Lactobacilus
Vulgáricus proteoliza la caseína y estimula el
crecimiento del Streptococcus Thermophilus.

El valor R2, determina que el grado de exactitud
con que es explicada la variación es del 99%.

Al tener un nivel de confianza del 95%, permite descartar
valores que son poco significativos, como la interacción
Acidez – Temperatura.

Los valores f del análisis de varianza confirman que la
temperatura e interacción de las 3 variables
independientes son los mas representativos.

Al tener valores mas altos de Acidez se logra un mayor
rendimiento.

Manteniendo una temperatura promedio de 30°C en la
adición del cuajo se mejora el rendimiento.

El valor alto de la interacción de los 3 factores
significa que para obtener mayor rendimiento se debe utilizar un
nivel superior de acidez y mantener valores en niveles inferiores
de temperatura y concentración de sal.

Conclusiones

Se verificó que a 48ºTh de acidez, 30ºC de
temperatura en la adición de cuajo y concentración
de Sal del 1%, variables involucradas en el proceso de
producción del queso doble crema, se
obtiene un rendimiento del 13.1%.

Se identificaron las condiciones que acercan el proceso a un
nivel óptimo en la elaboración del queso doble
crema para obtener un mayor rendimiento según los ensayos
realizados fueron: Acidez de 48 ° Th, temperatura 30 °C y
concentración de sal del 1%.

Se realizaron las evaluaciones fisicoquímicas,
organolépticas y bioquímicas de materia prima
y producto
terminado, utilizando leche proveniente del ganado Jersey
comprobando su mayor rendimiento industrial.

Se llegó a la ecuación que expresa la
interrelación de las variables y los efectos estudiados.
y(x1,x2,x3)=9,97+0,34×1–0.98×2–0.5×3–0.63x1x3–
42x2x3+0.94x1x2x3.

Solo se consideran estadísticamente significativos con
95% de confianza, un efecto cuyo valor absoluto fuera superior a
0,53% por tanto el único valor que no es significativo es
la interacción acidez – temperatura cuyo valor es
0.363%.

El aumento de la acidez a 48ºTh, eleva el rendimiento de
este tipo de queso.

El aumento de la concentración de sal disminuye el
rendimiento aproximadamente 1%

Al aumentar la temperatura disminuye el rendimiento
aproximadamente en 2%

La interacción de las variables un su conjunto, es
decir: a (48oTh, 30oC, 1% sal) aumenta el
rendimiento aproximadamente en un 2%

Referencia
bibliográfica

BADUI Dergal Salvador. (1996) Diccionario de
Tecnología
de Alimentos.
Facultad de

Química, Universidad
Nacional Autónoma de Mexico. 1ª edición.

BERNA, J. G. l y J. R. Butters. (1998). Las
operaciones de
la Ingeniería de los Alimentos. Zaragoza
España
Editorial Acribia, 3ª edición

CH. ALAIS. (1985) Ciencia de la leche. Principios de
técnica lechera. Editorial Reverte S. A. Barcelona

CHEFTEL Jean Claude, Introducción a la Bioquímica
y tecnología de los alimentos. Vol. 1 y 2, Editorial
Acribia, Zaragoza, España.

CHILTON Perry. . (1972) Manual del ingeniero
químico. Mc Graw Hill. Mexico

DE BARROS, Benício y Roy Edward. (2001)
Como fazer experimentos pesquisa e desenvolvimento na ciencia e na
industria.
Campinas. Editora de Unicamp. pp.13-300.

FONSECA, Jairo, Leal Jaime, otros. (1998).
Balance de materia y
energía. Bogotá Universidad Nacional Abierta y
a Distancia UNAD, 2ª edición.

G. LINDEN, D. Lorient. (1996) Bioquímica
Agroindustrial y revalorización alimentaria. Editorial
Acribia. Zaragoza España.

HOLDING Walter. (2001) Capacity and Characterization
of protein interactions in processed cheese. pp:
1500-2789

ICTA– Instituto de Ciencia y
Tecnología de Alimentos, (1985),Generalidades sobre
elaboración de quesos y guia para producir queso
Colombiano. Universidad Nacional de Colombia. Santa
fé de Bogotá.

ICTA– Instituto de Ciencia y Tecnología de
Alimentos, (1988) Inventario y
desarrollo de
la tecnología de productos
lácteos
campesinos en Colombia, Manual de
elaboración de queso doble crema., Universidad
Nacional de Colombia, Bogotá.

J. AMIOT. (1991) Ciencia y tecnología de la
leche. Editorial Acribia, Zaragoza. España

LADRÓN de Guevara Laureano. (1994)
Metodología de la Investigación
Científica. Universidad Santo Tomás de Aquino.
Ediciones Antropos. Bogotá.

MAHECHA Gabriela, Segura Edgar, otros. (1995)
Análisis y control de
calidad. Vol. 1. Bogotá, Universidad Nacional Abierta
y a Distancia UNAD.

MONTGOMERY Douglas C., (1991) Diseño y
Análisis de Experimentos. Mexico Grupo
Editorial Iberoamérica. pp. 241-255.

MORENO Garzón Adonai. (1995) Serie aprender a
Investigar. Módulos 3 y 4. Santa Fé de
Bogotá, ICFES.

MURCIA Jorge, Jaime José María,
(1995) El Camino del Saber. Elementos teórico
metodológicos del proceso investigativo. CED.
Universidad Santo Tomás. Bogotá.

OWEN R. Fennema. (2000) Química de los
Alimentos. Zaragoza España, Editorial Acribia.. pp.
436-460.

PANBORG Rosa Mary. (1956) Sensory Evaluation
of food. California.

P. Doran M. (1996) Principios de Ingeniería
de los Bioprocesos. Ed. Acribia. Zaragoza. España.

RUIZ Luis. (1986) Métodos
Estadísticos de una investigación.
Introducción al Análisis de Varianza. Instituto
Nacional de Estadística. Madrid.
Editorial Maya.

SABINO Carlos. A. El proceso de la
investigación. Editorial El Cid. Colombia.

SPREER Edgar, (1980) Lactología
Industrial, Editorial Acribia, Zaragoza España.

TEUBNER Christian, otros. (1998) El gran libro del
queso. Editorial Evrest. S.A.

VEISSEYRE, Roger, (1980) Lactología
Técnica. Composición, recogida, tratamiento y
transformación de la leche. Editorial Acribia,
Zaragoza España.

VERGARA Alméciga Nemesio, (1996)
Elaboración de quesos de pasta hilada mediante
utilización de ácidos
orgánicos., Universidad Nacional de Colombia. Santa
fé de Bogotá.

Wong S., Dominic W. S. (1998) Química de los
alimentos. Mecanismos y teoría. Zaragoza
España, Editorial Acribia.

Revista, A post manufacture mehod to evaluate the
effect of pH on mozzarella chese characteristics. The Australian
journal of dary technology. Vol 56. Nº 3. October 2001.

Páginas web

Asociación Argentina de criadores de Jersey.

Ciencia del queso 98

www.dfst.csiroau/cheese98.htm

Codex alimentarius

www.fao.org/es/esn/codex/codex.htm

Departamento de ciencia y tecnología de
alimentos. Universidad de Cornell

www.foodscience.cit.cornell.edu

Instituto de Tecnología de alimentos.

www.ift.org/publ/publ_b00.html

Mundo lácteo

www.mundolacteo.com.ar/

Autor:

Ana Cecilia Calderón Torres

William Armando Fonseca
Peñaloza

Alba Doris Torres Herrera

Rosalina González