Área de estudio y caracterización del sistema de producción

El estudio se llevó a cabo en el Distrito de Desarrollo Rural 008 en el Estado de Veracruz, México (18º11’ a 18º45’ N; 95º09’ a 96º37’ O). El distrito abarca siete municipios (Tierra Blanca, Tres Valles, Cosamaloapan, Ixmatlahuacan, Acula, Chacaltianguis and Tlacotalpan) las cuales producen el 90.5 % de la leche de vaca del distrito¹⁰. Los datos sobre los sistemas de producción de la leche (sistema de ganado, alimentación y suplementación) se recolectaron por medio de un cuestionario semiestructurado. El tamaño de la muestra necesario se calculó usando datos oficiales sobre el número de unidades de producción (UP) como un marco de muestreo (N= 5,924 σ²= 8.0). El cálculo se hizo con la fórmula que se presenta a continuación, considerando un nivel de confianza de 95% (Z = 1.96) y un error máximo permisible (B) de 0.5:

El tamaño de muestra resultante fue n= 120 UP, sin embargo, se recolectaron datos de un total de 124 UP.

Caracterización del proceso de fabricación del queso y muestreo

De cada uno de los siete municipios del distrito, se seleccionó a una lechería con base en la cantidad de leche procesada por día (un mínimo de 500 L). Se aplicó el cuestionario semiestructurado a los productores considerando una serie de variables (Cuadro 1). En cada una de las siete lecherías se tomaron cinco muestras de leche y cinco muestras de queso cada semana (35 muestras de leche y 35 muestras de queso por semana). Este proceso se llevó a cabo durante un periodo de cinco semanas, resultando en un total de 175 muestras de leche y 175 muestras de queso. Antes de comenzar el procesamiento del queso, en cada lechería se tomaron muestras de leche (500 ml) del tanque de almacenamiento utilizando botellas de vidrio de borosilicato estériles. Al final del proceso de producción, se tomaron muestras de queso (500 g) en bolsas estériles con un cierre hermético. Todas las muestras se tomaron por triplicado y se guardaron a 4 ± 1 °C durante su transporte al laboratorio y hasta su análisis.

Análisis químico y microbiológico de la leche y el queso

Se evaluó el contenido de grasa, proteína y lactosa en la leche con un equipo ultrasónico Lactoscan S (Milkotronic Ltd., Nova Zagora, Bulgaria). También se midió el contenido de grasa, humedad y proteína de las muestras de queso¹¹. Para el análisis microbiológico, se diluyeron 10 ml de muestra de leche o 10 g de muestra de queso en 90 ml de peptona estéril y se homogeneizaron durante un minuto a 265 rpm en un homogeneizador Stomacher™ modelo 400 (Seward Limited, Reino Unido). Usando diluciones de 10^-1, 10^-2 y 10^-3, se hizo el recuento bacteriano total (RBT) y el recuento total de coliformes (RTC) en la leche. También se hicieron los análisis de RBT y RTC en las muestras de queso, y además, se realizaron pruebas para determinar la presencia de hongos¹¹. Para cumplir con el supuesto de normalidad, los valores expresados como unidades formadoras de colonias (UFC) se sometieron a una transformación logarítmica y se expresaron como Log₁₀ UFC para realizar el análisis estadístico.

Textura y color del queso

Se tomaron muestras cilíndricas del queso (2.5 cm diámetro y 3.0 cm altura) para las pruebas de la dureza y la adhesividad. Se utilizó un texturómetro TA-XT (Stable Micro Systems, Surrey, Reino Unido) con un disco acrílico de 35 mm de diámetro (A/BE35) y una tasa de compresión de 5 mm/seg. Se utilizó un colorímetro UltraScan™ Vis (HunterLab, Hunter Associates Laboratory Inc., Virginia, EE. UU.) para medir tres parámetros de color: L* (luminosidad), a* (coordenadas rojo/verde; +a indica rojo y -a indica verde) y b* (coordenadas amarillo/azul; +b indica amarillo y -b indica azul). Se calcularon la cromaticidad o saturación (C*) y el ángulo de tono (hº). Todos los análisis se llevaron a cabo por triplicado para cada muestra y usando tres puntos diferentes sobre la superficie del queso.

Análisis sensorial del queso

El análisis sensorial se llevó a cabo por un panel de ocho jueces capacitados. Se evaluaron un total de 14 aspectos: brillo (BR), poroso a la vista (PV), presencia de suero (PS), dureza al tacto (DT), cremosidad al tacto (CT), olor a leche (OL), olor a suero (OS), olor a ordeño (OO), Salado (SA), dureza en la boca (DB), aroma a plástico (AP), aroma a leche (AL), regusto a suero (RS) y regusto a leche (RL). Se utilizó una escala no estructurada de cero (baja intensidad) a nueve (alta intensidad). El atributo "Típico" (TI) se evaluó utilizando una escala no estructurada (las anclas derecha e izquierda eran "buen ejemplo" y "mal ejemplo" de un queso típico)¹². Se realizaron ocho sesiones de cata con una replicación para generar el perfil sensorial por QDA™. Solo se utilizaron muestras con recuentos bacterianos dentro de la norma oficial mexicana.

Análisis estadístico

Los datos experimentales se analizaron mediante un análisis de varianza (ANOVA) y se utilizó una prueba de diferencia mínima significativa con un nivel de confianza del 95%. Se identificó la correlación entre algunas variables y el efecto del proceso de fabricación sobre las características del queso. Estos análisis se llevaron a cabo con el software de SAS versión 9.3¹³. Los datos instrumentales, sensoriales y del proceso de fabricación se integraron por medio de un análisis factorial múltiple (MFA) y el coeficiente de correlación vectorial Rv. Estos análisis se llevaron a cabo con el software de XLSTAT versión 1.0¹⁴. Los cálculos de las estabilidades del mapa sensorial, las elipses de confianza (95%) y la prueba T² de Hotelling se hicieron utilizando SensoMineR con el lenguaje R versión 2.15.3 (R Development Core Team).

Caracterización del sistema de producción de leche

Todos los sistemas de producción muestreados eran de doble propósito. La mayoría (85 %) usaron animales Swiss x Cebú, porque tienen niveles adecuados de producción de leche y son resistentes a las condiciones tropicales¹⁵. La alimentación de los rebaños consistía en Cynodon nlemfuensis (Vanderyst) (23.4 %), Brachiaria humidícola (Rendle) (18.2 %), Digitaria eriantha (Stent) (17.3 %) y mezclas indefinidas (41.1 %). En el 20 % de los casos los productores proveyeron suplementos de concentrados proteicos durante la temporada de sequía con el propósito, según algunos de ellos, de mantener los niveles de producción y evitar el incremento de los costos de producción. Los hatos lecheros muestreados tenían un promedio de 63 vacas, las cuales ordeñaron una vez al día de manera manual en la mayoría (98.4 %) de los casos. La producción promedio de leche fue de 4.4 L·vaca^-1, y en el 32 % de los casos no se vendía la leche porque se destinó a la producción de queso.

Caracterización del sistema de producción de queso

Entre los productores de queso ranchero Jarocho encuestados en el área de estudio, un poco más de la mitad (57.2 %) son empresas familiares que tienen una trayectoria que abarca tres generaciones. El proceso de producción comienza con (a) la coagulación de la leche cruda (32-34 °C/2-3 h) con un cuajo comercial (Cuamex, Industrias México). Luego, (b) se corta la cuajada y (c) se deja que escurra el suero por decantación. Se agrega sal (d) a la vez que desmenuza la cuajada de manera manual para reducir su tamaño. Finalmente, (e) se prensa la cuajada en moldes de plástico (Cuadro 1). La leche utilizada para fabricar este tipo de queso no está estandarizada ni homogeneizada, y no se utiliza cloruro de calcio ni cultivo iniciador. Algunas (28 %) de las lecherías agregaron grasa vegetal a la leche para aumentar el rendimiento¹⁶, lo cual se considera una adulteración¹⁷. La técnica de prensado fue similar a la reportada en la obtención del queso Caciocavallo¹⁸ y el queso fresco de Croacia¹⁹. Una característica de fabricación distintiva registrada durante la producción es la rotación del queso durante el prensado, con el objetivo de que la humedad se distribuya de manera homogénea.

Composición química y análisis microbiológico de la leche

De las muestras de leche colectada en los siete municipios, las leches de Acula y Cosamaloapan contenían menos grasa, posiblemente debido a que el forraje ofrecido a las vacas durante la época de lluvias contenía más humedad y menos fibra. Las leches que se colectaron en Chacaltianguis e Ixmatlahuacan presentaron valores fisiológicamente improbables, lo cual es debido a la adición de grasa vegetal. El contenido de proteína fue bajo de manera general, posiblemente debido al alto rendimiento del tipo racial Bos taurus²⁰. El contenido de lactosa fue menor que lo reportado en sistemas de doble propósito¹⁵. La composición de la leche se caracterizó por un bajo contenido de sólidos, lo cual está relacionado con variables genéticas, tecnológicas, ambientales y del hato lechero²¹.

Los niveles de RBT registrados en las leches indicaron una higiene inadecuada en el manejo del ordeño y post ordeño²², ya que fueron superiores a 100,000 UFC ml^-1(23 (Cuadro 2). Solo las leches de Tierra Blanca y Cosamaloapan tuvieron niveles de RTC menor que 750 UFC y desde luego cumplieron la normativa vigente²³. Los conteos mayores a este umbral están relacionados con fallas en la remoción de agua residual o leche de los depósitos o contenedores utilizados durante el procesamiento²².

Composición química y análisis microbiológico del queso

Basado en su contenido de humedad el queso ranchero Jarocho se clasifica como un queso fresco y blando²⁴(Cuadro 3). El contenido de proteína de los quesos fue menor al reportado en el queso Mihalic²⁵. La heterogeneidad observada en la composición química de las muestras de queso de los diferentes fabricantes está relacionada con variaciones en el proceso de elaboración. Por ejemplo, los quesos fabricados con un menor tiempo de prensado tuvieron un mayor contenido de humedad, y menos contenido de proteína y grasa (Figura 1a). Este es un efecto de la concentración de sólidos en respuesta a la eliminación de la humedad²⁶.

Los valores de RTB, RTC y hongos fueron superiores a los reportados para el queso Dil elaborado con leche pasteurizada²⁷, pero similares a los reportados para el queso crema tropical, probablemente por el uso de leche cruda²⁸. Hubo una correlación entre los recuentos microbianos de la leche y los recuentos microbianos de los quesos (RTB: R= 0.64, P˂0.05; RTC: R= 0.98, P˂0.001). Los quesos tuvieron valores de RTB y RTC más altos que los de la leche debido a la retención física de microorganismos en la cuajada y al crecimiento microbiano durante la coagulación y la remoción del suero²⁹. Algunas de las variables del proceso de fabricación afectaron los recuentos microbianos del queso (Figuras 1b, 1c y 1d). Las lecherías en donde se realizaron pruebas de calidad y utilizaron recipientes de acero inoxidable tuvieron los valores más bajos de RTB, RTC y hongos. Esto ocurrió porque los recipientes y las superficies de acero inoxidable son más fáciles de mantener en condiciones sanitarias que los de otros materiales²⁷. También los conteos de RTB, RTC y hongos fueron los más bajos en las lecherías donde se llevaron a cabo cursos de capacitación. Los altos recuentos microbianos observados en los quesos podrían estar relacionados con el uso de leche no pasteurizada. Aunque la pasteurización de la leche utilizada en la producción de un queso puede reducir el recuento microbiano en el producto final³⁰, también puede eliminar las bacterias responsables de los sabores típicos²⁹ y las características sensoriales específicas del queso³¹.

Figura 1 Efecto (a) del tiempo de prensado sobre el contenido de humedad, grasa y proteína del queso, y la respuesta del recuento total bacteriana (RTB), recuento total de coliformes (RTC) y recuento de hongos en el queso a (b) la aplicación de pruebas de calidad a la leche, (c) el material de los contendedores de fabricación, y (d) la capacitación de los productores 

Textura y color de los quesos

El análisis de textura mostró que los valores de la dureza y la adhesividad del queso ranchero Jarocho fueron menores que los de quesos frescos con aceite de canola agregado³²⁾ (Cuadro 4). Los parámetros del tiempo de prensado, el número de rotaciones, la adición de grasa vegetal y el porcentaje de sal afectaron la dureza del queso (Figura 2). Un tiempo de prensado más largo permitió que se expulsara más agua del queso, lo que aumentó las concentraciones de grasas y proteínas, y desde luego la dureza³³. El número de rotaciones durante el prensado también afectó la eliminación de agua; cuanto mayor eran las rotaciones más humedad retenía el queso y menor era su dureza. Los quesos fabricados con grasa vegetal agregada tuvieron la mayor dureza (P˂0.05) entre los quesos evaluados. Esto es un resultado del mayor diámetro de los glóbulos de grasa vegetal, lo cual permite su interacción con más proteína por unidad de área y provee una mayor resistencia a la deformación de la matriz proteica^16,32. Los quesos con un mayor porcentaje de sal agregada tenían valores de dureza más altos, probablemente debido a una disminución en el grado de proteólisis³⁴.

Los valores de L* del queso ranchero Jarocho indica que tenía un alto brillo (Cuadro 4), lo cual coincide con los valores reportados para el queso fresco de Minas Gerais en Brasil²⁶. Los ángulos de tono del queso indican que tenía una tonalidad cercana al amarillo (90°) con diferencias en la saturación (C*). El color amarillento de los quesos es característico de los quesos elaborados con leche de vaca porque las vacas pueden transferir carotenoides de su dieta a su leche²⁵. Los valores de humedad en los quesos evaluados se correlacionaron con los valores de L* (R= 0.38, P˂0.001) y C* (R= -0.43, P˂0.001). Los quesos con mayor humedad fueron más brillantes y tuvieron una menor saturación de color debido a que su mayor contenido de agua aumentaba su capacidad de reflejar o transmitir luz²⁶. Las diferencias observadas en la saturación de color entre los quesos pueden estar relacionadas con el uso de grasa vegetal en algunos, como se ha reportado anteriormente¹⁶.

Figura 2 Efecto del a) tiempo de prensado, b) la rotación, c) la grasa vegetal agregada y c) el porcentaje de sal agregado sobre la dureza en el queso ranchero Jarocho 

Análisis sensorial

La agregación de las características sensoriales en tres grupos, en la gráfica de elipses de confianza, mostraron que el panel de jueces fue capaz de discriminar entre las muestras de queso evaluadas, lo cual es comprobado en la prueba T² de Hotelling (0.205, 0.39 y 0.14) (Figura 3a). El perfil sensorial reveló que los quesos de Tierra Blanca se caracterizaron por tener una mayor intensidad en los atributos de BR, CT, AL y RL, mientras los de Acula e Ixmatlahuacan tenían intensidades menores de BR, AL y SA. Los quesos de Tlacotalpan, Cosamaloapan, Chacaltianguis y Tres Valles mostraron una mayor intensidad en los atributos de RS, AL, OO y OS (Figura 3b). En el análisis de componentes principales, los primeros dos componentes explicaron el 70 % de la inercia total de los datos (Figuras 3c y 3d). Los quesos de Tres Valles, Tlacotalpan y Cosamaloapan se agruparon según el porcentaje de sal agregada y se consideraron los más típicos, con mayores intensidades de RL, SA, OS, OO y AL (Figura 3c). Este resultado coincide con la diferenciación entre los quesos Mihalic basados en los atributos de SA y OS²⁵, lo cual es de esperar, ya que el contenido de sal afecta la intensidad del aroma de los quesos³⁵. Los atributos BR y CT se asociaron con un mayor contenido de humedad y mayor L*, mientras los de DT y DB se asociaron con un mayor contenido de proteína, sólidos totales más altos y una mayor dureza. Los datos sensoriales y fisicoquímicos están cerca del punto medio entre todos los quesos, lo cual se confirmó con el coeficiente Rv (RvSE-FQ= 0.74) (Figura 3d).

Figura 3 (a) Las elipses de confianza de los quesos, (b) el perfil sensorial de los quesos, (c) la correlación de los atributos sensoriales-fisicoquímicos, y (d) las representaciones totales y parciales de los quesos en el MFA (línea continua: datos sensoriales; línea intermitente: datos fisicoquímicos)  

Los resultados del estudio sugieren que el queso ranchero Jarocho tiene un alto potencial para obtener la protección comercial. Sin embargo, lograr tal protección requiere enfrentar tres retos principales. El primero es la alta variabilidad en la calidad de la leche utilizada para fabricar el queso. Esto es una consecuencia de la variabilidad entre los sistemas de doble propósito en el área de estudio y resulta en una alta heterogeneidad en la calidad de los quesos. Por lo tanto, a nivel del sistema de producción es necesario capacitar a los productores para que mantengan la calidad de leche lo más estable y homogénea posible. El segundo es la adición de grasa vegetal a la cuajada como una estrategia para aumentar el rendimiento del queso. Esta práctica descarta por completo la posibilidad de que el queso ranchero Jarocho logre la protección comercial y desde luego es urgente convencer a los productores que eviten caer en ello. Tercero, y quizás el más preocupante, es el uso de leche no pasteurizada en la elaboración de los quesos. Esto viola la normativa vigente y representa un alto riesgo de contaminación con bacterias patógenas como Salmonella, E. coli, Listeria, y Campylobacter, entre otras, que causan enfermedades en los seres humanos. De primera vista la solución a este problema parece simple: usar leche pasteurizada. Sin embargo, los atributos sensoriales de los quesos están estrechamente ligados a algunos microorganismos específicos y la pasteurización elimina tanto las bacterias patógenas como las que están relacionadas con el desarrollo de aromas y sabores. Una manera de resolver este problema es correlacionar bacterias específicas en la leche con el desarrollo de los atributos sensoriales que hacen que el queso ranchero Jarocho sea percibido como “típico”. Al aislar esta microbiota se podría luego agregarla a la leche después del proceso de pasteurización. Una vez desarrollada la tecnología necesaria se puede transferirla a los productores.