QUESOS EXTENDIDOS Y ANÁLOGOS. INGREDIENTES LÁCTEOS ...

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QUESOS EXTENDIDOS Y
ANÁLOGOS.
AN LOGOS.
INGREDIENTES LÁCTEOS, L CTEOS,
ADITIVOS Y AUXILIARES
DE FABRICACIÓN
FABRICACI
ING. GUILLERMO SILVA SILVA
CENTRO DE ESTUDIOS DE LA LECHE, A. C.
TULANCINGO, HIDALGO.

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PRODUCTOS LÁCTEOS DESHIDRATADOS
Las materias primas más frecuentes son:
La leche entera
La leche desnatada
El Lactosuero y
El suero de Mantequilla

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Estas materias primas reciben en primer lugar un
tratamiento térmico, después un tratamiento de
centrifugación, para separar grasa y partículas de
caseína.
Estas materias primas pueden integrar diversas fórmulas
ó someterse a operaciones de concentración diferencial.

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MICROFILTRACIÓN – ULTRAFILTRACIÓN –
NANOFILTRACIÓN
Los concentrados así obtenidos reciben una
concentración suplementaria, por atomización ó
cilindros calefactores.
Los productos lácteos deshidratados son objeto de
concentración por evaporación a vacío y la desecación.

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LA LECHE Y SUS COMPONENTES
Leche 100 %
Agua 87 % Materia seca 13 %
Lactosa
4.7 %
Sustancias minerales
0.65 %
Caseína
2.7 %
Sólidos no grasos 8.8 % Grasa 4.2 %
Proteína
3.3 %
Proteínas del suero
0.6 %
Ác. Orgánicos
0.18 %
Proteínas de la membrana
del glóbulo graso 0.04 %
Composición aproximada de la leche (% en peso) (además se usan los
siguientes términos:
(a) Suero lácteo = suero desproteinizado = agua + lactosa + sales lácteas;
(b) Plasma lácteo = leche desnatada = agua + masa sólida no láctea)
Compuestos orgánicos
Minoritarios 0.14 %

ESQUEMA GENERAL DE
LAS OPERACIONES
TECNOLÓGICAS QUE SE
UTILIZAN EN LA
INDUSTRIA LECHERA

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DIFERENTES TÉCNICAS DE
ELIMINACIÓN DE AGUA
ULTRAFILTRACIÓN
NANOFILTRACIÓN
OSMOSIS INVERSA
EVAPORACIÓN A VACÍO
SECADO EN RODILLOS
SECADO POR ATOMIZACIÓN
LIOFILIZACIÓN

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MODIFICACIONES BIOQUÍMICAS Y
FISICOQUÍMICAS QUE SE PRODUCEN
DURANTE EL PROCESO DE ELABORACIÓN
Se traducen en:
Aumento de la concentración de todos los componentes.
Incremento de viscosidad.
Reducción del pH
Aumento de la fuerza iónica
Estos tratamientos térmicos, modifican los componentes
de la leche y la organización estructural de los elementos
dispersos, de las micelas de caseína y de los glóbulos
grasos.

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CALIDAD DE LA LECHE EN POLVO
DESNATADA, DESECADA POR ATOMIZACIÓN Y
DESECADA EN RODILLOS
MATERIA SECA (%)
ÍNDICE DE
SOLUBILIDAD (%)
ÍNDICE DE
DISPERSABILIDAD
(%)
WPNi (mg N. 100 g
de Polvo
RODILLOS
96,0
94,6
88,0
7,0
ATOMIZACIÓN
94,2
99,5
98,9
9,2

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DESNATURALIZACIÓN
Modificación de la estructura en una proteína ó ácido
nucleico de modo que reduce o pierde sus propiedades
biológicas.
La desnaturalización deforma las cadenas polipeptídicas,
perdiendo la proteína las estructuras secundarias y
terciarias. Esto ocurre por calor (desnaturalización térmica),
productos químicos y variaciones extremas de pH.
Ejemplo: Las diferencias entre un huevo crudo y un huevo
cocido es la expresión clara de los efectos de la
desnaturalización.

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DESNATURALIZACIÓN DE LAS PROTEÍNAS
En las operaciones tecnológicas que implican transferencias
térmicas (pasteurización, evaporación, secado, las proteínas
solubles se desnaturalizan.
Las temperaturas entre 65 y 75°C son críticas para el
conjunto de proteínas solubles.
El orden de sensibilidad al calor y al pH de la leche (6.6-6.7)
es:
Inmunoglobulina > Albúmina > ßlactoglobulina >
αLactalbúmina.

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Los tratamientos térmicos que superan los 60°C, durante
algunos segundos, modifican el comportamiento de la leche,
frente a la acción del cuajo.
Cuanto más intenso sea el tratamiento térmico, más aumenta
el tiempo de coagulación de la leche y menor es su aptitud
para elaborar quesos.
Las condiciones de tratamientos térmicos de la leche,
dependerán de la utilización que posteriormente se le vaya a
dar al producto en polvo.

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La desnaturalización de las proteínas solubles es un
indicador de la calidad del producto en polvo.
El índice de Nitrógeno de las proteínas del Suero (Whey
Protein Nitrogen index, WPNi) es una medida indirecta del
tratamiento térmico aplicado a la leche durante el proceso de
deshidratación.

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CLASIFICACIÓN DE LA LECHE EN POLVO
DESNATADA EN FUNCIÓN DE SU “W P N i”
T I P O S
CALENTAMIENTO BAJO
CALENTAMIENTO MEDIO
CALENTAMIENTO
MEDIO ALTO
CALENTAMIENTO ALTO
WPNi (mg. de N. g-1 de
polvo)
≥ 6.0
4.5 – 5,99
1,51 – 4,49
≤ 1,5
Los puntos críticos se localizan a nivel de pasteurización
de la materia prima, la concentración y el secado.

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CASEINAS Y CASEINATOS
La caseína es uno de los componentes de la leche más
interesantes, por sus propiedades funcionales y
nutritivas.
Para su obtención, se utilizan distintas técnicas:

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1. PRECIPITACIÓN ISOELÉCTRICA.-
a) CASEÍNA ÁCIDA: Por acidificación química de la leche.
a) CASEÍNA LÁCTICA.- Por acidificación biológica.
2. CASEÍNA AL CUAJO.-
a) Por hidrólisis enzimática
• MICROFILTRACIÓN TANGENCIAL:
a) Obtención de Fosfo Caseína Nativa.

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PROCESOS POSTERIORES A LA OBTENCIÓN
DE LAS CASEÍNAS
PURIFICACIÓN
PASTEURIZACIÓN
SECADO

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TÉCNICA CNICA DE TRANSFORMACIÓN TRANSFORMACI N DE
CASEÍNA CASE NA ÁCIDA CIDA EN CASEINATO
(Preparación (Preparaci n de Caseinato de Sodio)
1 Kilo de Caseína Acida
Adicionar la Caseína a 10 litros de agua a 45/ 48°C
22 a 40 gramos
de NaOH
Diluir 10 veces.
Adicionar el NaOH y agitar hasta que se incorpore.
Calentar la mezcla hasta
65 °C, agitando en
forma constante.
CONTINUAR…

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TÉCNICA CNICA DE TRANSFORMACIÓN TRANSFORMACI N DE
CASEÍNA CASE NA ÁCIDA CIDA EN CASEINATO
(Preparación (Preparaci n de Caseinato de Sodio)
-continuaci continuación-
CONTINUAR…
Adicionar el Cloruro de Calcio
agitando hasta que se incorpore
totalmente.
Adicionar la mezcla (Caseinato de
Sodio) a la leche y pasteurizar.
Continuar proceso de fabricación
normal.
30 a 40 gramos
de CaCl 2 por
cada Kilo de
Caseína
empleada

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C A S E I N A T O S
Se obtienen a partir de las caseínas isoeléctricas, láctica ó
ácido mineral. Son insolubles.
Pueden disolverse en el agua con ayuda de productos
alcalinos: Hidróxidos, Carbonatos, Fosfatos, Citratos de:
Na + K + Ca 2+ Mg 2+ NH 4 +
La solución se calienta a 70 – 80°C, logrando una total
solubilización durante 30 – 40 minutos.

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CASEÍNA AL CUAJO
Esta técnica deriva de la fabricación de Quesos de Pasta
Cocida. Consiste en coagular a 35°C la leche desnatada,
añadiendo 20 ml. de cuajo (Fuerza 1/10,000) por cada 100
litros de leche.
El coágulo se corta y se calienta a 60°C durante 30
minutos.
Los procesos siguientes son:

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SEPARACIÓN DEL LACTOSUERO
PURIFICACIÓN
PASTEURIZACIÓN ( 75-80°c)
SECADO, se efectúa con aire a 100 – 200°C

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COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA QUÍMICA
DE LAS CASEÍNAS
Se presentan en micelas, partículas esféricas de unos
30 – 300 nanómetros de diámetro y se encuentran en
suspensión en la fase acuosa de la leche, sus solutos son la
lactosa y las sales minerales.
Se clasifican en el siguiente cuadro

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αS 1
αS 2
ß
K
Y
CASEÍNAS
TOTAL
CASEÍNAS
33
11
33
11
4
92
COMPONENTES SALINOS
CALCIO
MAGNESIO
FOSFATO
INORGÁNICO
CITRATO
2.9
0.2
4.3
0.5
8.0

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BIOQUÍMICA DE LA COAGULACIÓN
La coagulación de la leche por el cuajo es consecutiva a
una reacción proteolítica limitada, donde la caseína
constituye el sustrato.
La reacción se presenta de la manera siguiente:
fosfocaseinato de Ca
(Soluble)
+ cuajo
fosfoparacaseinato de Ca
(Insoluble: Cuajada)
+ proteasa
(Insoluble)

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APLICACIÓN DE LA CASEÍNA
EN LA QUESERÍA
Químicamente, la Caseína al Cuajo es un
FOSFOPARACASEINATO DE CALCIO, insoluble.
Para su empleo en quesos análogos, se requiere
transformarla en FOSFOPARACASEINATO DE SODIO,
por un intercambio iónico.

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Ca
Ca
Ca
Insoluble
Ca
Ca
INTERCAMBIO IÓNICO
• EFECTO DE LAS SALES FUNDENTES
Ca
Paracaseinato de Calcio
H 2O , °C , Na+
SAL
EMULSIFICANTE
TRATAMIENTO
MECÁNICO
Na
Na
Balance de Agua
Na
Na
Na
Na
Na Na
Na

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CONCENTRACIÓN DE LAS PROTEÍNAS
DE LA LECHE
La ultrafiltración permite concentrar las caseínas y las
proteínas solubles de la leche, hasta un factor de
concentración de 6 a 7.
Practicando una diafiltración, se obtiene una mayor pureza
para eliminación de Lactosa y Sales Minerales. La técnica
permite una concentración selectiva de las proteínas de la
leche descremada.
El concentrado obtenido es secado por aspersión.

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MPC ( MILK PROTEIN CONCENTRATE)
Se conocen como MPC 40 – MPC 42 – MPC 56 – MPC 70-
85 y otros, según el grado de concentración de proteínas.
En estos productos, sólo es coagulable la Caseína, es
decir, el 80 % del contenido de proteínas.
Ejemplo:
MPC 42 = 42 % PROTEÍNA TOTAL
33.60 % PROTEÍNA COAGULABLE

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CONCENTRADOS DE PROTEÍNAS DE SUERO
Se obtienen por:
Ultrafiltración del Lactosuero
Separación por Intercambio Iónico
Diafiltración
Nanofiltración
Los concentrados se conocen como: WPC ( Whey Protein
Concentrate), con contenidos variables de proteínas:
WPC 34 –WPC 80 y otros.
Son PROTEÍNAS SOLUBLES, por lo tanto,
NO COAGULABLES.

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HIDROCOLOIDES
ESPESAR – GELIFICAR – ESTABILIZAR
Entre los ingredientes pulverizantes utilizados en la
preparación preparaci n de productos lácteos, l cteos, los Agentes de Textura (
Espesantes, Gelificantes ó Estabilizantes ) son macro
moléculas mol culas encargadas de modificar los aspectos físicos f sicos del
producto.
1. ESPESAR.- Cambiar la viscosidad del medio.
Por la sola presencia de las macromoléculas en el
medio, se detiene la movilidad, que puede ser
acentuada cuando existen interacciones. Esto se
traduce por un aumento de la viscosidad.

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HIDROCOLOIDES
ESPESAR – GELIFICAR – ESTABILIZAR
2. GELIFICAR.- GELIFICAR Fijar el medio y conferirle una forma física. f sica.
El gel sólo lo puede ser formado por interacción interacci n de
macromoléculas macromol culas capaces de asociarse para crear una cortina
tridimensional. Esta estructuración estructuraci n se puede hacer con las
macromoléculas macromol culas de la misma naturaleza o de naturaleza
diferente. Se habla en este caso de “SINERGIA SINERGIA”.

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HIDROCOLOIDES
ESPESAR – GELIFICAR – ESTABILIZAR
ESTABILIZAR.- Mantener en suspensión suspensi n los elementos
que tengan tendencia natural a separarse.
Esto puede ser obtenido:
3. ESTABILIZAR
Por aumento de la viscosidad cuando esto es compatible
con el perfil del producto terminado.
Por creación creaci n de una cortina tridimensional que retiene
las partículas. part culas.

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HIDROCOLOIDES
ESPESAR – GELIFICAR – ESTABILIZAR
Los Agentes de Textura son Hidrocoloides de
naturaleza polisacárida polisac rida: :
Almidones,
Guars, Guars,
Carubes, Carubes,
Alginatos, Alginatos,
Carragenanos,
Carragenanos,
Agar-Agar Agar Agar, ,
Xantano, Xantano,
Pectinas,
etc.

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HIDROCOLOIDES
ESPESAR – GELIFICAR – ESTABILIZAR
La mayor parte entre ellos y muy particularmente los
polisacáridos, se presentan bajo la forma de un polvo, en el
cual, cada grano es en realidad una pelota de
macromoléculas enredadas. Para que ellos puedan dar
todo su efecto de estructuración, es necesario que en un
estado de fabricación, las macromoléculas se encuentren
individualizadas en el medio, para poder enseguida
asociarse y provocar así las texturación del producto. Es
entonces importante que su aplicación sea correctamente
efectuada.
La aportación de estos auxiliares de fabricación, estructuran
la reología del producto terminado.

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QUESOS EXTENDIDOS Y QUESOS ANÁLOGOS
1. En los QUESOS EXTENDIDOS se extiende la proteína
coagulable en relación a la propia de la leche natural.
Formulación: Leche natural más proteínas lácteas de
extensores.

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2. Los QUESOS ANÁLOGOS no se formulan con leche
natural. Exclusivamente se formulan con Ingredientes
Lácteos.
Ingredientes Lácteos con base en la Caseína Renina. Se
adicionan grasas comestibles y aditivos proteicos no
coagulables y aditivos no lácteos.
Productos químicos y orgánicos, como emulsificantes,
estabilizantes, Gomas e Hidrocoloides, Aromáticos,
Reguladores de pH y colorantes e Inhibidores
Microbianos.

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JUSTIFICACIÓN
Los productos lácteos extendidos y análogos, se justifican
para abaratar costos, diversificar mercados, cubrir
variaciones de producción lechera, por razones climáticas,
geográficas, ó bien, propios ciclos de producción láctea.

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MÉXICO, PAÍS LECHERO
PRODUCCIÓN DE LECHE DE VACA
(Según US Dairy Export Council,
expresado en millones de toneladas metricas)
UNIÓN EUROPEA
RUSIA-UCRANIA
BRASIL
NEW ZEALAND
AUSTRALIA
77,5
45,5
23,1
15,0
10,4
MÉXICO
CHINA
JÁPÓN
ARGENTINA
CANADÁ
9,9
22,1
8,4
8,8
8,0

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ESQUEMA DE PROCESO DE UN QUESO TIPO
ASADERO E X T E N D I D O
INFORMACIÓN.-
Extensión de leche natural del 50 %
Relación Grasa-Proteína es de 1.1
Composición de la leche natural:
VOLUMEN
GRASA
PROTEÍNA
FUENTE DE GRASA
MANTEQUILLA
1,000 LITROS
3.6 %
3.1 %
82 % de Materia Grasa

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VOLUMEN
LECHE
NATURAL
LITROS
1,000
(1,030 Kilos)
BALANCE DE MATERIAS
PROTEÍNA
TOTAL
KILOS
31,93
PROTEÍNA
COAGULABLE
80 %
KILOS
25,44
GRASA DE
LA LECHE
KILOS
37,08

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1. REQUERIMIENTOS. Extensión 1,000 litros al 50%
PROTEÍNA COAGULABLE = 25.44 X 1.5
Menos, proteína coagulable de la propia leche
Se necesita proteína coagulable
Fuente de Extensor: Caseína Ácida
Cantidad de Extensor a agregar es de
= 38.316 Kilos
-25.440 Kilos
12.876 Kilos
86 % Proteína
Coagulable
14,972 kilos
de Caseína Ácida

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2. BALANCE DE GRASA
Relación 1.1 (1 Kilo de Proteína / 1.1 Kilo de Grasa
Total Proteína Coagulable
Requerimiento Grasa
Menos: Grasa disponible de
la propia leche
Faltan
Fuente de Obtención
Se requieren
38.316 Kilos
x 1.1 = 42.147 Kilos
37.080 Kilos
5.067 Kilos
Mantequilla 82 % de Grasa
6,179 Kilos de Mantequilla

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PROCESO
•Se transforma la caseína en Caseinato.
•Se pasteuriza.
•Acidificación y cuajado.
•El proceso continúa igual a la leche natural.

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ESQUEMA DE ELABORACIÓN DE UN QUESO
ANÁLOGO, TIPO ASADERO
MATERIAS PRIMAS Y FORMULACIÓN
Formulación para 100 kilos de producto terminado.
ALMIDÓN
GRASA
AGUA
MATERIAS
CASEÍNA RENINA
SUERO DULCE EN POLVO
CLORURO DE SODIO
CANTIDAD EN KILOS
15.000
3.250
37.500
50.000
3.250
1.000

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ESQUEMA DE ELABORACIÓN DE UN QUESO
ANÁLOGO, TIPO ASADERO
CONTINUACIÓN
MATERIAS
FOSFATO DISÓDICO
CITRATO DE SODIO
SORBATO DE POSTASIO
DIÓXIDO DE TITANIO
SABOR QUESO CREMA
SABOR QUESO MOZZARELLA
CANTIDAD EN KILOS
0.350
1.000
0.100
0.100

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PROCESO DEL QUESO ASADERO
ANÁLOGO
(sólo como ejemplo)
1. Hidratar la Caseína Renina en el agua disponible, a
50°C
2. Adicionar Aditivos: almidón y Dióxido de Titanio.
3. Incorporación de la Grasa.
4. Incorporar mezcla de Suero en Polvo, Agua, Fosfato
Disódico, Citrato de Sodio y Sal común (Cloruro de
Sodio).

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5. Fundido o malaxado. Elevar la temperatura hasta 71°C,
agitando suavemente toda la mezcla. Lograr la textura
agitando finalmente a dicha temperatura.
6. Incorporar inhibidores microbianos y sabores disponibles.
Mezclar bien.
7. Moldeado. Llenado de moldes, sin tela.

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R E S U L T AD O S
1. Se obtuvieron 111 kilos de producto.
2. Textura: Similar al Queso Asadero Natural.
3. Control de pH: 5.2
4. Rebanado: Normal
5. Fundido: Excelente.
6. Costo: $ 24.00 por kilo.

50
C O N CL U S I O N E S
1. Es posible elaborar diferentes productos “Imitación
Lácteos”, Extendidos, análogos. Cremas, Leches,
Yoghurt Formulados con ingredientes derivados de la
leche y otros aditivos no lácteos.

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2. Como primer efecto negativo, mencionamos la
inestabilidad del mercado proveedor de insumos. Todos
los “polvos” son de importación. Se cotizan en dólares ó
bien en Euros, según la procedencia. Los productos
están condicionados a situaciones climáticas, escasez ó
abundancia de los propios países exportadores. En este
momento, hay relativa escasez en México de algunos
productos.
C O N CL U S I O N E S

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3. No se puede comparar, en ningún aspecto, un producto
extendido o análogo con uno NATURAL, de LECHE
LECHE, Leche de México.
C O N CL U S I O N E S
Leche producida en el
Estado de Chihuahua.