Processos de Pasteurização e Esterilização do Leite

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Processos de pasteurização e esterilização do leite
CONTAMINAÇÃO DO LEITE 
O leite entra em contato com microrganismos no interior do úbere, e ao deixar a glândula mamária pelo orifício do teto; 
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Principais Fontes de Contaminação do Leite
- Animal: Internamente (úbere, outros órgãos contendo patógenos)
 Externamente (urina e fezes do animal, pelos, etc)
- Ambiente: Estábulo
 Ração
 Poeira (microrganismos do ar)
- Tratadores
- Utensílios: Recipientes sujos, lavados com água contaminada e expostos em
 ambientes impróprios
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Microrganismos x Qualidade do Leite
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Bactérias Mesófilas x Qualidade do Leite
Bactérias Lácticas
Habitam o úbere (comensais)
Fermentam a lactose com produção de ácido láctico, deteriorando rapidamente o leite cru
Promovem a acidez do leite
Incluem os gêneros:
	 Lactobacillus, Lactococcus (fermentos)
	 Enterococcus (origem intestinal)
 Streptococcus (causador de mastite e processos infecciosos)
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Bactérias Mesófilas x Qualidade do Leite
Bactérias do Grupo dos Coliformes
Pertencem à família das enterobactérias
Origem (ambiente, intestino de animais)
Não são originais do leite, sendo indicativo de contaminação externa
Fermentam a lactose produzindo gás e diversos ácidos que deterioram o leite (ác. fórmico, acético, propiônico...)
Importantes deteriorantes do queijo (inchaço do queijo, acidez excessiva e queijo quebradiço)
Incluem os gêneros:
	 Enterobacter, Escherichia, Serratia
	 Salmonella, Yersinia, Shigella (patogênicos)
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Bactérias Psicrotróficas x Qualidade do Leite
Origem: ambiente (solo, equipamentos e áreas refrigeradas)
Crescem em temperaturas de refrigeração com baixa taxa de reprodução. Principal gênero: Pseudomonas
Possuem metabolismo capaz de degradar proteínas e gorduras do leite
Prejuízos: 
- Proteólise: Sabor amargo em queijos
 Dificuldade na coagulação do leite
 Má qualidade do iogurte
- Lipólise: Sabor estranho e rançoso em leite e derivados
Controle: Pasteurização
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Bactérias Termodúricas x Qualidade do Leite
São resistentes aos processos térmicos (endósporos)
Deteriorantes do leite pasteurizado
Origem: ambiente, ração e intestino animal
Incluem os gêneros:
	Enterococcus
	Bacillus
	Clostridium
Esporos: resistem ao processo Longa Vida
	(130 oC / 3s)
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Contagem de Bactérias no Leite por Diferentes Métodos de Ordenha
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Composição do leite/Processos Térmicos
Acima de 45ºC, toda gordura se encontra na fase líquida
A estabilidade térmica da fração protéica é influenciada por pH, cálcio e outros.
A micela de caseína é notavelmente estável a calor
10 min a 140ºC sem coagulação
O pH é o principal fator relacionado à formação de coágulos de caseína no tratamento térmico
O pH do leite pode influenciar outras propriedades, como:
Estabilidade coloidal
Escurecimento por reações 
de Maillard
Formação de Lactulose
Princípios de transferência de calor
Todos os processos térmicos envolvem 3 períodos distintos
Aquecimento
Manutenção
Resfriamento
No processamento térmico, o objetivo é maximizar a transferência (J/s ou BTU/h)
Processos térmicos podem ser classificados como diretos ou indiretos*
Princípios de transferência de calor
Termização e tindalização
A termização é o tratamento mais brando dado ao leite.
Temperatura entre 57-68ºC por 15s
O objetivo é reduzir o crescimento de bactérias psicrotróficas.
O leite termizado pode ser estocado a, no máximo, 8ºC por até 3 dias.
Dá positivo para o teste da fosfatase alcalina.
Em geral é seguido de uma pasteurização.
Termização e tindalização
Criado por John Tyndall em 1877, que postulou que se o aquecimento a 100ºC fosse repetido por 3 dias:
PASTEURIZAÇÃO
Processo térmico que visa eliminar a microbiota patogênica do leite. Neste processo há redução também da microbiota deteriorante, o que prolonga sua conservação.
Existem três tipos de pasteurização:
Pasteurização lenta
(63-65 oC por 30 min.)
Pasteurização rápida
(71-74 oC por 40-45 seg.)
Pasteurização ultra-rápida
(135-150 oC por 2-8 seg.)
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Pasteurização
De acordo com o Codex Alimentarius:
“A pasteurização é o tratamento por calor que visa reduzir o número de microrganismos danosos no leite e produtos derivados, a um nível em que esses não constituam uma ameaça significativa à saúde. Além disso, deve resultar em um prolongamento do tempo de estoque do leite com mudanças químicas, físicas e organolépticas mínimas......
... Logo após a pasteurização, o teste para fosfatase alcalina deve ser negativo. Condições mínimas para pasteurização são 72º por 15s para pasteurização em fluxo contínuo e 63º por 30 min para pasteurização em batelada. Outras condições equivalentes podem ser atingidas por um gráfico juntando esses valores através de uma escala logarítmica.”
Pasteurização lenta (em batelada)
Pouco Utilizada
Descontínua
Demorada
Alto consumo de energia
Redução de 95% das bactérias
Pasteurização Lenta
Altera pouco o leite
o que pode ser considerado como uma vantagem, dependendo do destino posterior do leite
Viável para pequenos volumes
Queijarias artesanais
Leite de Cabra
Pasteurização por aquecimento contínuo
Os tipos principais de trocadores de calor indiretos são os trocadores de placa e os trocadores tubulares.
Pasteurização HTST (high temperature short time)
Processo rápido e contínuo
Ideal para grandes volumes de leite
Eficiência de 99,5% na redução da carga bacteriana
Alteração de propriedades organolépticas
Trocadores de Placas
São amplamente usados para processos de pasteurização.
Têm coeficiente de transferência de calor alto (grande superfície de contato)
São compactos
Sua maior limitação é a pressão
Pressão limitada a 2MPa (20 bar)
A distância normal entre placas é de 2,5 e 5 mm
Comumente utilizado para líquidos de baixa viscosidade
Trocadores de calor tubulares
Menor coeficiente de troca de calor
Mais volumosos
Aquecimento e resfriamento mais lentos com maior tempo de transito no resfriador
Podem acomodar pressões mais altas
Potencial para uso com líquidos viscosos ou particulados
Bactérias Patogênicas: Sobrevivência à Pasteurização e Crescimento a Baixas Temperaturas
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reconstituído
Padrões do Leite Pasteurizado
(Portaria MS 451/97)	
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Fatores que afetam a qualidade do leite pasteurizado
Qualidade do leite crú
Condições de processamento, temperatura e tempo de manutenção
Contaminação pós-processamento
Temperatura de estoque
Qualidade do material crú
O maior interesse está naquilo que sobrevive ao processo de pasteurização (ou de tratamento brando)
Além de bactérias termodúricas, a formação de esporos é importante
Esporos, em geral, sobrevivem a 80ºC por 10 min.
Esporos de Bacillus cereus são importantes por sobreviverem ao processo de pasteurização e crescerem em temperaturas baixas
Temperaturas de pasteurização
Condições normais para o leite tratado por processo de alta temperatura e tempo curto (HTST – high temperature short time) são 72ºC por 15 s.
Por que não usar temperaturas mais altas?
Temperaturas mais altas levam a formação do sabor de “cozido”
Temperaturas mais altas podem levar à germinação de esporos de Bacillus sp. por choque térmico.
Temperaturas de pasteurização
Temperaturas mais altas afetam o sistema lactoperoxidase (LPS)
Esse sistema envolve a enzima lactoperoxidase, peróxido de hidrogênio e tiocianato. (todos presentes no leite crú)
Os produtos de oxidação apresentam forte atividade antimicrobiana
A legislação prevê que o leite pasteurizado deve apresentar teste positivo para atividade da peroxidase.
Contaminação pós pasteurização (CPP)
Importante determinante de manutenção da qualidade
A CPP abrange toda a recontaminação do produto em qualquer ponto após a pasteurização
Pode ocorrer nas seções de resfriamento, tanques de estoque e na embalagem do produto devido à práticas não adequadas de higiene.
A presença de microrganismos que deveriam ter sido inativados na pasteurização é indicativo de CPP, em geral, devidoa contaminação com o produto crú.
Fluxograma do processo de pasteurização
Leite Cru
Filtração
Resfriamento (4ºC)
Preaquecimento (50 a 60ºC)
Padronizadora ou desnatadeira (3% gordura)
Homogeneizadora (60 a 65ºC) (opcional)
Pasteurização (72 a 75ºC)
Resfriamento (4ºC)
Envase (bolsas de polietileno)
Armazenamento (4ºC)
Distribuição (4ºC)
Esterilização do leite
A maior preocupação é a inativação de esporos patogênicos resistentes ao calor (Clostridium botulinum)
Isso ocorre quando o produto é aquecido a 121ºC por 3 min.
C. botulinum não é comumente encontrado no leite crú.
Formadores de esporos mais comuns são:
B. stearothermophilus
B. sporothermodurans
Esterilização do leite
Esterilização “in-container”
Realizado na embalagem final em equipamento especial
Não é utilizado na indústria brasileira de leite
Processo de esterilização do leite por temperatura ultra alta.
Ultra High Temperature (UHT)
Alta eficiência (> 99,99%)
Necessita de Homogenização
Vida útil alta (> 4 meses)
Verificação de esterilidade por incubação a 55ºC por 7 dias ou 30ºC por 15 dias
Processo UHT
Elimina todas as formas vegetativas das bactérias
Armazenamento em temperatura ambiente
Em geral, formas esporuladas termofílicas não se desenvolvem em temperaturas de estocagem
Layout
UHT
Processo UHT
Problemas do processo UHT
Desvantagens do leite UHT
Vantagens do leite UHT
Processamento de alta temperatura (Leite longa vida)
Existe uma necessidade por aumentar a vida de prateleira de produtos pasteurizados.
É importante evitar alterações nas características organolépticas resultantes de condições severas de temperatura.
O processamento de alta temperatura é um tratamento que apresenta condições entre a pasteurização e o UHT.
Também conhecido como ultrapasteurização.
Pode ser produzido usando tecnologias não térmicas como microfiltração, bactofugação.
Comparação, pasteurização x LLV x UHT
	Característica	Pasteurização	Leite longa vida	UHT
	Temp e tempo	72ºC por 15s	120-135ºC por 4-1 s	135-145ºC por 10-2 s
	Inativação enzimática	Fosfatase – negativa
Peroxidase – positiva	Fosfatase – negativa
Peroxidase – negativa	Fosfatase – negativa
Peroxidase – negativa
	Condições de estoque	Refrigerado	Refrigerado	Temperatura ambiente
	Empacotamento	Limpo	Asséptico	Asséptico
	Tempo de prateleira	10-14 dias	30-60 dias	>6 meses
	Sabor	Pouca alteração	Alteração média	Alteração alta
Comparação, pasteurização x LLV x UHT
	Característica	Pasteurização	Leite longa vida	UHT
	Lactulose (mg/l)	~0	20 a 40	80 a 500
	Desnaturação de alfa lactoalbumina (%)	~5	~5	~30-80
	Desnaturação da beta-lactoglobulina (%)	~13	~22	~60-100
Outra abordagem para a produção de LLV seria a adição de pequenas quantidades de bacteriocina
Tipos de Leite Após Processo de Pasteurização
Ernani Porto, 1998
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