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UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA
GUÍA DE ELABORACIÓN DE HELADO
Conceptos
Clasificación
Materias primas
Formulación
Flujograma
Autor: CILD
La molina, 2014
HELADO
1. DEFINICIÓN LEGAL DE LOS HELADOS EN EL PERÚ
Según la NTP, son los productos alimenticios llevados al estado sólido o pastoso por medio de la
congelación, elaborados con dos o más de los ingredientes siguientes: Leche o productos lácteos
en sus diferentes formas, grasa de leche, grasas vegetales deodorizadas; edulcorantes permitidos,
huevos, agua, jugos y pulpa de frutas, frutas, chocolate, nueces y/o productos similares, aditivos
permitidos y otros.
Es un alimento producido por enfriamiento, incluido agitamiento, de una mezcla pasteurizada que
consiste en uno o más productos derivados de la leche con azúcares, estabilizantes,
emulsionantes, aromatizantes y colorantes (ogden, 1993)
2. CLASIFICACIÓN DE HELADOS
El helado puede ser dividido de acuerdo con los ingredientes utilizados. Según la NTP:
2.1. Helados de Crema: Es aquel que tiene un alto contenido de grasa vegetal deodorizada o de
grasa de leche.
Requisitos
Insumos Cantidades mínimas (%).
(*):Excepción
Grasa vegetal deodorizada o grasa de leche 7
Sólidos de leche, no grasos 8
Azúcar 12
Sólidos totales 32
El helado terminado, no deberá tener una
incorporación de aire
*mayor del
100 % del volumen de la crema base.
2.2. Helados de Leche: Es aquel que tiene un alto contenido de grasa vegetal deodorizada o de
grasa de leche, predominando una mayor cantidad de sólidos de leche no grasos.
Requisito
Insumos Cantidades mínimas (%).
(*):Excepción
Grasa vegetal deodorizada o grasa de leche 2,5
Sólidos de leche, no grasos, mínimo 5
Azúcar 12
Sólidos totales 27
El helado terminado, no deberá tener una
incorporación de aire
*mayor del 100
% del volumen de la crema base.
2.3. Sorbete: Es aquel elaborado con leche descremada, evaporada o en polvo, pulpas o jugos
de fruta y/o esencias artificiales.
Requisito
Insumos Cantidades mínimas (%).
(*):Excepción
Sólidos de leche, no grasos 4
Azúcar 12
Sólidos totales 30
2.4. Helados de Agua: Es aquel elaborado con agua, azúcar, esencias certificados o jugos de
frutas y en algunos casos, glucosa y espesantes. Podrá ser entero o granulado.
Requisito
Insumos Cantidades mínimas (%).
(*):Excepción
Sólidos totales 25
Azúcar 20
2.5. Helados para Celíacos
Estos helados no deben contener ingredientes que incluyan proteínas contenidas en el gluten del
trigo, avena, cebada y centeno (T.A.C.C). En este caso, para los helados envasados puede incluirse
la leyenda “sin T.A.C.C.” y el correspondiente símbolo de espiga tachada.
3. MATERIAS PRIMAS
3.1. AGUA
El agua representa un elevado porcentaje en el helado, normalmente de 60 a 72%, pero en los
helados de hielo puede alcanzar hasta 85% (Clarke, 2004).
Es el medio en el cual todos los ingredientes son disueltos y/o dispersos y, durante la cristalización
y endurecimiento, convertido a hielo.
3.2. LECHE
Los componentes de la leche que no son grasa ni agua son conocidos como MSNF (materia sólida
no fluida). La leche contiene dos tipos de proteínas: La caseína (80%) y proteína de suero (20%).
Las caseínas son proteínas de cadena corta y tensoactivas, pues una extremidad es hidrofóbica y la
otra hidrofílica. Las proteínas del suero también son tensoactivas y, tal como las caseínas, son
estabkes a la desnaturalización térmica, aunque con temperaturas extremas se desnaturalizan y
precipitan (Clarke, 2004).
Más allá de su función nutricional, las proteínas ejercen un efecto físico y sensorial en el helado.
Ligan agua, interactúan con los estabilizantes, otras proteínas y glúcidos
Estabilizan la emulsión después de la homogenización
Contribuyen en la estructura del helado y en su textura.
Son fuente de grupos Tiol, que cuando son activados, actúan como antioxidantes y como
precursores de un componente significativo del sabor a cocinado.
3.2.1. FUENTES
Leche en polvo
Ingrediente más común en la categoría de los productos lácteos deshidratados.
Tiene mayor contenido de fosfolíídos, actua como emulsionate, aunque es más susceptible a la
oxidación.
Suero de leche
Sub producto de la producción de queso
Contiene proteínas (α-lactalbumina, β-lactoglobulina, imunoglobulinas e otras), lactosa, minerales, vitaminas y
alguna grasa residual.
El aroma de suero en polvo es afectado por la calidad de la leche utilizada en la producción de queso.
En almacenamiento, la oxidación oscurece el color y el aroma puede ser rancio
“Aroma a suero” designación utilizada cuando el suero incorpora un mal sabor al helado.
3.3. ACEITES Y GRASAS
El helado usualmente tiene un tenor en grasa de 8 a 10% de peso.
Las mayores fuentes de grasa utilizadas en la industria productora de helado son la
manteca, natas y los aceites vegetales.
En el helado, la grasa estabiliza la emulsión, es responsable de la textura cremosa.
Disminuye la tasa de derretimiento
Retiene las moléculas de aroma que no son solubles en agua (Clarke, 2004).
Las grasas con puntos de fusión elevados dan origen a helados con textura cerosa.
Bajos puntos de fusión, tornan difícil la creación de emulsiones estabilizadas.
La grasa láctea es considerada ideal (por si punto de fusión) para dar al helado una textura
cremosa (Clarke, 2004)
Aceites vegetales, como aceite de palma o de coco, tienen perfiles similares al de la grasa
láctea, siendo utilizadas en la producción de helados.
Los aceites afectan la consistencia (dureza)
Su estructura globular es inestable durante el enfriamiento.
El sabor de la grasa no láctea debe ser suave y no debe contribuir una textura aceitosa en
el producto final (Berger, 1990).
3.4. GLÚCIDOS
Con la adición de glúcidos: Glucosa, fructosa y lactosa, se pretende providenciar el nivel deseado
de dulzura, contribuyendo también al tenor de sólidos totales en el helado.
Aumenta la rigidez del helado y ejerce la función de agente de ligante de agua para promover la
textura suave del helado y resistencia a la formación de grandes cristales de hielo como resultado
de fluctuaciones en la temperatura de almacenamiento (Goff, 2006).
Loa monosacáridos bajan el punto de congelación mucho más que los disacáridos o polisacáridos
(Ogden, 1993).
La viscosidad del helado también es afectado por los glúcidos, un mayor peso molecular aumenta
la viscosidad de la matriz. Con respecto a las ventajas y desventajas, matrices de alta viscosidad
tienen a dar helados más cremosos y menos fríos pero son más difíciles de moldar.
La sacarosa es un azúcar refinado, blanco y utilizado en forma seca.
El poder edulcorante de la sacarosa es el padrón, al cual todos los azúcares son comparados.
Sacarosa, siendo un disacárido, baja en menor extensión el punto de congelación comparado con
un monosacárido, pero más que los jarabes con bajos valores de equivalentes de glucosa.
La sacarosa es utilizada en combinación con otros edulcorantes, es difícil saber con precisión su
nivel de utilización.
La glucosa no es un azúcar que se utiliza en la fabricación de helados. La sacarosa produce helados
suaves.
Usualmente, para la producción de helados se procura usar un azúcar que sustituya a la sacarosa
para mejorar la textura, el cuerpo y la resistencia al choque térmico, optando así por los jarabes.
Jarabe: Es una mezcla de dextrosa, maltosa, maltotriosa y otros azúcares por la hidrólisis parcial
del almidón (Clarke, 2004).
La dextrosa monohidratada, azúcar que usualmente es utilizado en la producción de helados.
Producto de la hidrólisis del almidón, es menos dulce que la sacarosa (Clarke, 2004).
3.5. ESTABILIZANTES
Estabilizan la textura del helado durante la refrigeración y distribución que térmico (Goff, 1997).
Brindan el medio para la modelación del tipo de cuerpo deseado para el helado y contribuyen para
la estabilidad del cuerpo y textura sobre el efecto del helado. Sin estabilizante, el helado es más
vulnerable, pudiendo adquirir una textura grosera en la refrigeración, especialmente cuando es
sometido a cambios bruscos de temperatura (Muse y Hartel, 2003).
Muchas formas orgánicas utilizadas son los polisacáridos.
Es posible hacer helado sin estabilizante, a no ser que el contenido de sólidos sean muy elevados,
su cuerpo es normalmente caracterizado por la falta de resistencia, derritiéndose rápidamente.
El nivel apropiado de los estabilizantes a usar es un parámetro importante, porque niveles
excesivos pueden dar origen a un cuerpo gelatinoso, se derrite y posible interferencia con la
liberación de aromas.
Las mezclas de estabilizantes están disponibles en un enorme número de combinaciones de goma
con o sin emulsionantes, con diferentes agentes dispersantes. La evaluación del estabilizante es
por la viscosidad (Jiménez- Flores et al., 10993).
Los estabilizantes son afectados por:
Viscosidad de la mezcla, grasa, MSNF y por el contenido de sólidos totales, aglomeración
de glóbulos de grasa, balance de sales, método de pasteurización, tasa de congelación,
periodo de maduración y otras interacciones.
La carragenina es conocida por su reactividad con las proteínas de la leche, es muy
eficiente a bajas concentraciones (0,01%).
Algunos forman un gel por su orientación estructural (como la gelatina) o por formar
puentes de calcio (alginatos de sodio).
3.6. EMULSIONANTES
Para producir una emulsión estable es necesaria la presencia de un agente emulsionante
que se posicione en la interface de los dos líquidos y sea parcialmente soluble en ambos.
Los emulsionantes reducen el tamaño de las bolas de aire y aceleran la producción de
gotículas de grasa, para que el producto sea batido hasta el máximo de “secura” y rigidez.
Estos aglomerados de gotículas de grasa son los responsables de la presencia de riqueza
del helado, pero pueden traer sabores indeseables al helado, debido a la oxidación
(Ogden, 1993).
La estabilidad es afectada por el tamaño de las gotículas.
Los beneficios del uso de emulsionantes (Jiménez-Flores et al., 1993):
Apariencia seca en el producto al salir del enfriamiento
Mejora en el cuerpo y textura.
Sensación al comer más rica.
Bolas de aire menores.
Mejoramiento en la capacidad de resistencia al choque térmico.
La secura es un resultado de los fenómenos de agregación de las gotículas de grasa en la
interfase aire-líquido. Un producto firme es esencial en la producción de helados por
extracción.
3.7. AROMATIZANTES
Usados para conferir sabor y aroma al helado. Los aromas solubles en agua están
presentes en la matriz y son rápidamente liberados en el consumo.
Los aromas solubles en lípidos son liberados de forma más lenta.
Los más usados son: Vainilla, chocolate, fresa y nueces (Bylund, 1995).
Los aromas pueden ser naturales o sintéticos (Clarke, 2004).
3.8. COLORANTES
Son adicionados en la mezcla para dar helados atractivos, intensificar el color de algunos
ingredientes y uniformizar el color entre batch (Bylund, 1995).
Por norma en la industria de loa helados, se utilizan colorantes naturales como antocianinas (cor
bordeaux) ou clorofilas (color verde). El cacao en polvo también puede ser utilizado como
colorante (Clarke, 2004).
4. FORMULACIÓN
Se debe considerar el contenido deseado en:
Grasa
MSNG
Sólidos totales
Nivel de edulcorante (expresado en sacarosa)
Estabilizante/emulsionante
5. LOS PASOS BÁSICOS PARA LA PRODUCCIÓN DE HELADO SON:
1. Recepción de materiales de embalaje y materias primas
2. Pesado y mezcla de ingredientes
3. Homogenización, Pasteurización y enfriamiento de la mezcla
4. Maduración de la mezcla
5. Cristalización
6. Relleno (adición de fruta, pedazos, jarabes y etc) y envase
7. Endurecimiento
8. Almacenamiento
1. Recepción de materiales de embalaje y materias primas
El almacenamiento debe ser limpio, seco, fresco y libre de insectos y animales.
Se debe tener en cuenta las buenas prácticas y precauciones de higiene.
Es importante que se realice análisis físico-químicos y microbiológicos de las materias primas
recepcionadas, entre ellas: pH, temperaturas, tenor de sólidos y grasas.
2. Pesado y mezcla de ingredientes
El proceso de mezclado es hecho para mezclar y disolver los ingredientes en una solución, en el
mismo tiempo y con gastos mínimos de energía.
Los ingredientes líquidos son los primeros en dosificarse (agua, leche, natas, etc) y se inicia el
calentamiento y la agitación. Las grasas sólidas con derretidas antes de su aplicación. Los
ingredientes secos (azúcares, estabilizantes, leche en polvo, etc) son adicionadas enseguida
(Clarke, 2004).
Los ingredientes secos, especialmente la leche en polvo, son generalmente primero disueltos. Los
estabilizantes son muy difíciles de disolver, para ayudar a su disolución son mezclados con azúcar,
en una proporción de 1:1, evitando así a la formación de grumos (Clarke, 2004).
El tanque de mezcla figura 1, tiene capacidad de calentar la mezcla, tienen agitadores para ayudar
el proceso y normalmente es aislado de modo a minimizar las pérdidas de calor. El calentamiento
y la agitación son controlados para que los ingredientes estén efectivamente dispersos y disueltos
y para que los ingredientes sensibles al calor no se dañen. LA mezcla es normalmente calentada
entre 50 a 60°C para facilitar la disolución de los ingredientes (Bylund, 1995).
Figura 1. Tanque mezclador
3. Homogenización, Pasteurizador y enfriador
La pasteurización es un tratamiento térmico para reducir el número de microorganismos
patógenos en los productos alimentarios a un nivel considerado seguro para el consumo humano.
Además tiene un papel útil en la solubilización de algunos componentes de la mezcla (proteínas y
estabilizantes) (Goff, 2006).
Pasteurización en batch, se utiliza un recipiente apropiado, de modo que reciba la mezcla
y caliente a 70°C y mantenerla durante 30 minutos en ese reciepiente antes de efectuar la
homogenización y su enfriamiento.
En un proceso continuo, se utiliza un pasteurizador de placas. Este pasteurizador de
placas, el cual tiene tres secciones desiganadas: regeneración, calentamiento y
enfriamiento. La mezcla entra en la sección de regeneración y es calentada por la mezcla
pasteurizada (etapa de ahorro de energía). Es homogenizada y después calentada (mímino
80°C, durante 20 a 25 minutos). Sigue después por un tubo por más de 25 segundos, luego
es enfriando hasta 4°C.
La homogenización es una etapa de reducción de las partículas de grasa en pequeñas gotículaas,
dispersas en la mezcla.
4. Maduración
La mezcla homogenizada y pasteurizada sufre un proceso de maduración en tanques refrigerados
de 4°C, para producir un producto con la mejor textura y calidad (Goff, 2006). La maduración es un
proceso de almacenamiento inactivo de la mezcla, con agitación suave (para evitar su
calentamiento), por un periodo que varía de 2 a 7 horas.
Durante la maduración ocurren dos procesos fundamentales, tal como explica la figura 3, la
adsorción de los emulsionantes a las gotículas de grasa y la cristalización de la grasa dentro de las
gotículas.
Los emulsionantes generalmente sustituyen a las proteínas de la leche en la superficie de las
gotículas de grasa. Esto sucede porque a medida que la mezcla enfria los emulsionantes, que
usualmente son mono y diglicéridos, comienzan a cristalizar tornándose más hidrófobos,
adsorbiendo más fuertemente a la superficie de las micelas de grasa. La cristalización de la grasa
es lenta porque debe ocurrir la nucleación dentro de cada gotícula individual. Mono y diglicéridos
critalinos y triglicéridos de elevado punto de fusión promueven la cristalización de la grasa,
accionando como puntos de nucleación.
Figura 2. Gotícula de grasa durante la maduración.
5. Cristalización
La cristalización y el batido son las dos etapas más importantes para el desarrollo de la calidad,
textura y rendimiento del producto final (Goff, 2006). Los cristalizadores de la fábrica convierten la
mezcla en helado por un proceso simultáneo de aireación, batido y cristalización, para formar
bolas de aire, cristales de hielo y la matriz.
Los cristalizadores de helados consisten en un tambor cilíndrico normalmente de 0.2 m de
diámetro y 1m de largo. Utilizan el ciclo de refrigeración. El refrigerante pasa por la camisa del
tambor, refrigerando su interior. Dentro del tambor se encuentra una batidora contínua. La
batidora esta equipada con láminas raspadoras que encaminan el tambor (Clarke, 2004).
La batidora tiene dos funciones: someter a la mexcla a un elevado cizallamiento y de raspar la
cámara de cristales de hielo que se forma en las paredes.
La operación de cristalización es controlada por muchos parámetros. La presión del refrigerante
determina la temperatura a que evapora, y por consiguiente la temperatura de la pared interior
del tambor (normalmente -30°C). El rendimiento del helado es determinado por el flujo de
entrada de la mezcla y el aire, tiempo de residencia (usualmente 30 s), overrun y presión dentro
del tambor (generalmente 5 atm).
El aire es inyectado en el tambor por un sistema de filtros para garantizar que este limpio.
Inicialmente el aire forma bolas grandes, pues con el batido ocurre una disminución de las bolas
de aire y su disperación. El corte también causa coalescencia parcial de algunas gotículas de grasa,
ello es importante para estabilizar las bolas de aire en el helado (Adapa et al., 2000).
El aumento de volumen del helado por incorporación de aire es dsignado overrun. Puede ser
calculado por la ecuación 1. El porcentaje de overrun es un parámetro importante pues ayuda a
definir el cuerpo y textura deseada en el helado.
6. Relleno y envasado
Después de la cristalización, el helado puede ser bombeado para la fase siguiente, que es el
rellenado. Los helados pueden ser extruidos directamente para bandejas en una variedad inmensa
de formas y tamaños, o pueden ser inyectados para vasos o conos o hasta una galleta de sándwich
(Bylund, 1995).
El rellenado puede ser definido como un proceso que fuerza un determinado material bombeable
por una abertura restringida.
7. Endurecimiento
La microestructura de cristales de hielo y bolas de aire dispersas es termodinámicamente
inestables es decir, el sistema tiende para un estado en el cual las fases están menos dispersas. En
el proceso de endurecimiento el objetivo es reducir la temperatura al menos -18°C en el centro del
hielo, lo más rápido posible.
Para endurecer el helado, el envase es colocado en un ambiente extremadamente frío
(usualmente -30 a -45°C), donde el aire frio barre la superficie de los envases durante algún
tiempo. En estas condiciones el agua del helado, que permanece en la fase líquida, es congelada
de afuera hacia adentro del producto. A medida que el agua se convierte en hielo, se convierte en
un aislador, lo cual es cada vez más difícil enfriar el centro del producto. El tiempo de permanencia
del producto en estos locales de endurecimento debe ser cuidadosamente definido.
8. Almacenamiento
Después de congelados los productos son transferidos a una cámara de frio donde son
mantenidos a una temperatura hasta de -29°C.
6. BIBLIOGRAFÍA
Adapa, S., Dingeldein, H., Schmidt, K.A., Herald, T. J., Rheological Properties of Ice
Cream Mixes and
Frozen Ice Creams containing Fat and Fat Replacers, Journal of Dairy Science, 2000,
83, pp. 2224 2229.
Bylund, G., Cleaning of Dairy Equipment in Dairy Processing Handbook, Tetra Pak,
1995c, pp. 403-413.
Clarke, C. (ed.), Making Ice Cream in the Factory in The Science of Ice Cream, RSC,
2004d, pp. 60-83.
Goff, H. D., Quality and Safety of Frozen Dairy Products in Handbook of Frozen
Food Processing and Packaging – Part III: Quality and Safety of Frozen Foods, Dan-
Wen Sun (ed.), CRC, 2006, pp. 441- 457.
Jiménez-Flores, R., Klipfel, N., Tobias, J., Ice Cream and Frozen Desserts in Dairy
Science and Technology Handbook Vol1: Principles and Properties, Y. H. Hui (ed.),
1993, Wiley-VCH, pp. 57-159.
Muse, M. R., Hartel, R. W., Ice Cream Structural Elements that Affect Melting Rate
and Hardness, Journal of Dairy Science, 2003, 87(1), pp. 1-10.
Ogden, L. V., Sensory Evaluation of Dairy Products in Dairy Science and Technology
Handbook Vol1: Principles and Properties, Y. H. Hui (ed.), 1993, Wiley-VCH, pp.
214-229.
