Aula 5 - Tecnologia da produção do Leite, pasteurização e seus derivados

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Tecnologia da produção de 
leite e seus derivados
Principais componentes do leite
1- Água
Aproximadamente 87,00 % 
Quantitativamente é o componente mais importante no qual estão
dissolvidos, dispersos ou emulsionados os demais componetes.
A maior parte da água se encontra livre.
Principais componentes do leite
2 - Lactose
Único açúcar encotrando em quantidades importantes no leite
É o componente mais constante em % no leite
É formada pela união de glicose + galactose
2 -Lactose
É excelente substrato para mo.
Lactose Fermentação Ácido Láctico
Poder edulcorante: sabor doce fraco 6 vezes menor que o da sacarose,
seu sabor doce mascarado pelas caseínas
Cristalização: pode ser obtido por cristalização (????????)
2- Lactose
Fermentação:
Láctica: por bactérias stretococcus e lactobacillus → preparação de
leites ácidos, azeitonas, chucrutes.
Butírica: por bacterias gênero clostridium: ácido butírico e gás (CO2 e
H2), odores pútridos.
Propiônica: Propionibacterium e pelos Micrococcus lactilicus e
Clostridium propionicum. Produzem ácido propiônico, acético e CO2
3- Lipídeos
É componente que mais sofre variação no leite
De maneira geral varia entre 3,2 a 6%
Os triglicerídeos representam 97 a 98%
3- Lipídeos: Glóbulo de gordura
Glóbulos esféricos com diâmetro de 1,5 a 10 μm (média 3 a 5).
São formados por núcleo central (gordura) envolvido por película
lipoprotéica (membrana)
Membrana impede que os glóbulos se fundam e floculem
Membrana proteção (ação enzimática)
Principais alterações que afetam os lipídeos 
Enzimas de origem microbiana estáveis termicamente,
algumas resistem à temperatura de esterilização.
Nem sempre o fenômeno lipolítico é prejudicial, já que alguns
queijos devem seu sabor, em parte, a presença de ácidos
graxos livres.
4- Proteínas
As proteínas mais importantes encontradas no leite são as caseínas, e
dentro dessas as α (αs1, αs2, αs3) β e κ e dentre as proteínas do soro vale
destacar a β-lactoglobulina e a α-lactoalbumina.
As caseínas encontram-se no leite sob forma de dispersão coloidal 1 a
100 nm (95% das caseínas) formando partículas de tamanho variável.
Essas partículas que dispersam a luz e que conferem ao leite sua cor
branca recebem o nome de MICELAS.
4- Proteínas: Caseínas
A αs é uma fosfoproteína, composta por uma cadeia polipeptídica
derivada de 199 aminoácidos, 8 grupos fosfatos e muitos resíduos de
serina. A caseína αs apresenta numerosos variantes como αs1, αs2 e αs3.
A β caseína é uma fosfoproteína composta de uma cadeia polipeptídica
resultante de 209 aminoácidos, 5 grupos fosfatos ligados a serina.
4- Proteínas: caseínas
A κ possui a tarefa de estabilizar a micela de caseína presente no leite
é uma fosfoglicoproteína composta de uma cadeia polipeptídica
resultante de 169 aminoácidos de um grupo fosfórico ligado a serina e
um numero variável (normalmente 5) de grupos glicídicos.
4- Proteínas
A micela não é formada apenas por caseína, mas também por compostos
de baixo peso molecular, que recebem o nome de fosfato coloidal,
também conhecida pela sigla CCP (colloidal calcium phosphate)
O CCP não é formado apenas de fosfato cálcico, mas também de citrato
(sais de ácido cítrico), magnésio e outros elementos minerais.
As micelas são partículas esféricas com diâmetro entre 40 e mais de 300
μm e são bastantes hidratadas.
Caseína: estrutura micelar
Caseína: estrutura micelar
Estrutura da micela de caseína
Observa-se a disposição periférica da κ-caseína
A estrutura submicélica e a forma de união de umas submicelas a outra pelo CCP.
Notam-se também pequenas saliências em forma de capa pilosa (zonas C-terminais da κ-
caseína), que se sobressaem da superfície micelar.
Essas formações explicariam a facilidade com que a renina (?????) e outras proteases
chegam à ligação entre os resíduos 105 e 106 (felilanalina/metiona) dessa proteína. As
saliências protéicas também ajudam a compreender a capacidade de retenção de água da
micela e sua estabilidade.
Estrutura da micela de caseína
Considera-se:
A porção de κ-caseína que sobressai da superfície micélica esta carregada
negativamente, portanto é hidrófila.
O acúmulo de cargas negativas na periferia da micela, que inclusive sobressaem da
superfície da partícula coloidal, influi na estabilidade porque provoca certa repulsão
entre as micelas mais próximas, evitando choques entre elas e sua possível união, não
apenas pelas cargas negativas, mas também por impedimento estérico, a união de
micelas que estão próximas seria mais fácil se sua superfície fosse lisa.
Micela de Caseína: estabilidade 
São estáveis a tratamentos térmicos como pasteurização e
esterilização, mas somente quando o pH do leite se mantém dentro
da normalidade, próximo de 6,8.
Micela de Caseína: estabilidade 
Não são estáveis em:
 Em pH ácido.
 Muitas proteases desestabilizam as micelas caseínicas (psicrotróficos)
 No congelamento. Durante o congelamento os solutos vão se
concentrando na parte líquida, concentram-se cálcio e as micelas. Quando
a concentração de cálcio é alta, as micelas se desestabilizam.
 Em etanol (até uma certa concentração que vai depender da qualidade do
leite)
5- Proteínas do soro
Como já mencionado as proteínas do soro mais abundantes no soro de leite
são a β-lactoglobulina e a α-lactoalbumina.
O leite de vaca a mais abundante é a β-lactoglobulina, que corresponde a 9,5%
do nitrogênio total (NT) do leite e 50 % das proteínas do soro, seguido da α-
lactoalbumina, 3,5% do NT e 20% das proteínas do soro, as imunoglobulinas 2%
e a soroalbumina bovina 1%.
Além dessas há também diversas espécies proteicas encontradas em pequenas
quantidades.
6- Enzimas
Naturais: lipases, peroxidases, catalase, fosfatases etc.
Lipases e proteases 
Provenientes de microrganismos
Enzimas
No leite de vaca foram encontradas cerca de 60 enzimas diferentes.
A importância das enzimas se deve a diversas razões:
 provocam hidrolise dos componentes do leite (lípases ou proteases);
 a sensibilidade ao calor de algumas é utilizado para controlar tratamentos
térmicos (fosfatase alcalina e peroxidase) entre outras...
7- Substancias minerais
Os componentes majoritários são os fosfatos, citratos, cloretos, sulfatos, carbonatos e
bicarbonatos de sódio, potássio cálcio e magnésio.
O conteúdo total de sais é constante, em torno de 0,7 a 0,8 % do leite em peso
úmido. Os sais do leite podem ser encontrados em solução ou em estado coloidal.
Cerca de dois terços do cálcio e um pouco mais da metade do fósforo do leite
encontram-se em suspensão coloidal, formando parte da micela de caseína.
Composição média de sais do leite de vaca 
em mg/100mL 
Sódio 50 (46 na fase solúvel e 4 coloidal)
Potássio 145
Cálcio 120
Magnésio 13
Fósforo 95 (41 na fase solúvel e 54 coloidal)
Cloro 100
Sulfatos 10
Carbonatos 20
Citrato 175
Fosfato de cálcio coloidal (CCP) 
O CCP tem o papel nas micelas de manter as submicelas unidas umas as
outras.
O mecanismo de união mais aceito é que os restos de seril-fosfato da
cadeia protéica na periferia de uma submicela unem-se a um átomo de
cálcio e este fica unido ao CCP. O CCP se uniria a outra molécula de cálcio
que estaria unida a outro fosfato de outra submicela.
O CCP atuaria como uma ‘ponte’ entre as submicelas.
Representação esquemática da união de duas submicelas pelo 
fosfato cálcico coloidal (CCP) 
A acidificação do meio aumenta a solubilidade do fosfato de cálcico.
 À medida que diminui o pH, o CCP vai se solubilizando, de tal forma que, em pH menor do
que 4,9, praticamente todo o CCP já estará em fase aquosa.
Nisso reside o fundamento da desestabilização micélica, como consequência da acidificação.
A alcalinização tem efeito contrario.
Processos de pasteurização e 
esterilização do leite
CONTAMINAÇÃO DO LEITE
O leite entra em contato com microrganismosno interior do
úbere da vaca, ao deixar a glândula mamária pelo orifício do
teto;
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
Bactérias Mesófilas 
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)
Bactérias Mesófilas
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
• 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
Bactérias Termodúricas
• 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) 33
Ação dos Processos Térmicos na 
composição do leite
• Acima de 45ºC, toda gordura se encontra na fase líquida
• A estabilidade térmica da fração proteica 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 (caramelização)
• 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.
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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reconstituído
Padrões do Leite Pasteurizado
(Portaria MS 451/97)
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 cru
• 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 15s.
•Por que não usar temperaturas mais altas???
•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. 
•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, 
devido a contaminação com o produto cru.
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 cru.
•Formadores de esporos mais comuns são:
• B. stearothermophilus
• B. sporothermodurans
Processo de esterilização do leite 
por temperatura ultra alta.
•Ultra High Temperature (UHT)
•Alta eficiência (> 99,99%)
•Necessita de Homogeneização
•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
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
Tipos de Leite Após Processo de Pasteurização
Ernani Porto, 1998
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