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Características físico-químicas e Microbiologia do Leite Curso de Medicina Veterinária TECNOLOGIA DE LEITE E PRODUTOS DERIVADOS E MEL Prof. Dr. Hugo Azevedo hugo.silva@faa.edu.br 1 Feedback da Aula Anterior Introdução Tecnologia do leite; Panorama e definições do leite; Aspectos sensoriais, nutricionais e de qualidade. Objetivos da Aula de Hoje Identificar as características físico-químicas e os aspectos microbiológicos do Leite 2 LEITE Características físico-químicas 3 Definição leite “É uma dispersão mista de aspecto branco, opaco, levemente adocicado, tendendo à neutralidade, constituído de gorduras em emulsão, proteínas em estado coloidal (caseína) e carboidratos, sais, vitaminas em solução, sendo a água o meio dispersante.” • Do ponto de vista Físico-químico: Gordura 4 5 Características... • Cor • É um indicativo da riqueza de gordura. • A intensidade de branco varia com o número e o tamanho das partículas em suspensão que refletem a luz, principalmente as gorduras. • Além disso a gordura do leite contém pigmentos amarelos que mascaram a tonalidade azulada. • Gosto • Deve ser suave, agradável e ligeiramente doce. 6 Características... • Acidez • O leite pode ser considerado como uma solução tampão: • uma grande gama de componentes atua como fracos ácidos (ácido láctico, cítrico e fosfórico) ou bases (citratos, lactatos, fosfatos). • O pH do leite varia entre 6,2 e 6,8, sendo 6,6 o valor mais usual o que equivale a uma acidez entre 16 a 18°D. • Acidez desenvolvida • A acidez desenvolvida consiste na soma da acidez natural com os ácidos resultantes da fermentação da lactose (láctico, acético, fórmico, butírico, etc) e eleva-se rapidamente quando o leite é obtido sob condições de contaminação por microrganismos causadores da acidificação. • Os limites legais do leite processado e comercializado variam de 15°-18°D. 7 Características... • Ponto de congelamento • É uma constante física estável e fiável para determinar adição d'água ao leite pois está em relação direta com a concentração de soluto (principalmente minerais e lactose) Ele varia entre - 0,52°C e - 0,56°C. • Acima de - 0,53°C pode indicar adição d'água. • Ponto de ebulição • À pressão atmosférica normal é de 100,5°C. 8 Características... • Densidade • É a relação entre a massa volumétrica do leite e a da água. À 15°C a densidade média do leite é de 1,032 g/cm3 (1,028-1,035). • No leite integral é interessante medir a densidade a 30°C para que toda a gordura esteja em estado líquido. • Índice de refração • Mede a relação entre a velocidade da luz no ar e em um corpo transparente mais denso. O índice de refração do leite a 20°C se situa em torno de 1,34209 e aumenta com a concentração do mesmo. 9 Composição Padrão (%) Emulsão Dispersão Coloidal Dissolução Umidade 87,0 Gordura 4,0 X Proteína 3,5 X Lactose 4,7 X Minerais 0,8 X Fases do Leite 10 Tamanho (mm) Tipo de partícula 10-2 a 10-3 Glóbulos de gordura 10-4 a 10-5 Fosfatos de Cálcio-Caseína 10-5 a 10-6 Proteínas do Soro 10-6 a 10-7 Lactose, sais, e outras substâncias em dissolução Fases do Leite 11 •Emulsão: •Triglicerídeos •Fosfolipídeos •Esteróis •Carotenóides •Vitaminas A, D, E e K Fases do Leite 12 •Dispersão coloidal: •Proteínas: Caseína, β-Lactoglobulina, α-Lactoalbumima, Lipoproteínas, Imunoglobulinas •Enzimas: Catalase, peroxidase, xantino-oxidase, fosfatase, amilases, esterases, proteases, anidrase carbônica... •Sais de cálcio e fósforo... Fases do Leite 13 •Dissolução: •Carboidratos; Sais e íons orgânicos (cálcio, magnésio, sódio, potássio, fosfatos, citratos, cloretos, bicarbonatos, lactatos, etc.); Vitaminas solúveis; Substâncias nitrogenadas não protéicas (amônia, aminoácidos, creatina, ácido úrico, adenina, etc.); Gases (CO2, O2, N)... Fases do Leite 14 Constituinte Principal Limites de variação (%) Média (%) Umidade 85,5 – 89,5 87,5 Sólidos Totais 10,5 – 14,5 13,0 Gordura 2,5 – 6,0 3,9 Proteína 2,9 – 5,0 3,4 Lactose 3,6 – 5,5 4,8 Minerais 0,6 – 0,9 0,8 Fases do Leite 15 Glóbulos de Gordura e leite desnatado Se o leite ficar um tempo em uma vasilha, a gordura irá flutuar e formar uma camada de creme na superfície Glóbulos de Gordura Leite desnatado Camada de creme Leite desnatado Gordura 16 Composição da gordura do leite. Tamanho: 0,1 a 20 µm. Tamanho médio: 3-4 µm. Visão seccional do glóbulo de gordura Gordura líquida Gordura sólida, cristalizada com vários pontos de fusão Triglicerídeos Diglicerídeos Ácidos Graxos Esteróis Carotenoides Vitaminas: A, D, E, K Fosfolipídeos Lipoproteínas Glicerídeos Cerebrosídeos Proteínas Ácidos Nucleicos Enzimas Metais Água Gordura 17 Aminoácido Modelo da cadeia de aminoácidos da molécula de proteína, grupos amina e carboxila Concentração de proteínas no leite Concentração no leite g/kg % da proteína total p/p Caseína α s1 -caseína α s2 -caseína β-caseína κ-caseína Caseína Total Concentração no leite g/kg Proteínas do Soro α-lactoalbumina β-lactoglobulina Albumina do Soro Sanguíneo Imunoglobulinas Micelânea (incluindo Peptona- Proteose Total de Proteínas do SoroProteínas da Membrana do Glóbulo de Gordura Total de Proteína Proteína 18 A molécula de proteína em pH 6,6 tem carga líquida negativa Moléculas de proteína em pH≈4,7, ponto isoelétrico Moléculas de proteína em pH≈1 Moléculas de proteína em pH≈14 Proteína 19 Proteína Parte de uma proteína do soro no estado natural (esquerda) e desnaturado 20 Moléculas de κ- caseína Cadeias protundentes Grupo fosfato (PO 4 ) Núcleo hidrofóbico Estrutura da submicela da caseína Submicela Cadeia protundente Fosfato de cálcio Interações hidrofóbicas (grupo fosfato) κ-caseína Caseína 21 Três estágios simplificados de influência por um ácido ou base na caseína Caseína 22 •Valor nutricional •Composição de aminoácidos – ótima •α-lactoalbumina •β-lactoglobulina Proteínas do Soro 23 •pH e temperatura •Originais e bacterianas •Peroxidase – inativada a 80ºC •Catalase – inativada a 75ºC/60 seg •Fosfatase – inativada a 72ºC/15-20 seg •Lipase – microrganismos, termo-resistente, ranço Enzimas 24 •30 vezes menos doce que sacarose •Reação de Maillard: proteínas + lactose + ↑ºC Lactose e sacarose são quebrados em galactose, glicose e frutose Frutose Glicose Galactose Sacarose Lactose Quebra da lactose por ação enzimática e formação de ácido lático Lactose Glicose Galactose Enzima das bactérias ácido láticas Lactase Glicose Galactose Enzimas bacterianas Ácido lático Lactose Vitaminas • Vitaminas lipossolúveis: A , D, E, K. • B1 - tiamina • B2 - riboflavina • B6 - piridoxina • B12 - cianocobalamina • niacina • Ácido pantotênico • Pequena quantidade de vit C = termolábil, facilmente destruída pela pasteurização. 25 26 SAIS Sódio 50 Potássio 145 Cálcio 120 Magnésio 13 Fósforo 95 Cloro 100 Sulfatos 10 Carbonato (como CO2) 20 Citrato 175 Composição média de sais (mg/100 mL) do leite de vaca MICROBIOLOGIA • Deriva de três palavras Gregas: • mikros (pequeno), bios (vida) e logos (ciência) • É o estudo de organismos microscópicos • Os microrganismos constituem um grupo de seres vivos capazes de existir como células únicas ou em agrupamentos em que cada célula é um indivíduo. 27 Microbiologia do Leite • Importância Tecnológica e de Saúde Pública: • Deteriorações e transformações 28 Microbiologia do Leite • Excelente substrato para microrganismos; • Alterações físicas, químicas e sensoriais; • Podemos dividir os microrganismos em: 1. Benéficos (fermentativos) 2. Patogênicos (causadores de enfermidades) 3. Deteriorantes (alteram as características do leite e derivados) 4. Saprófitos (não provocam nenhum tipo de interferência). 29 Microbiologia do Leite • O leite, mesmo que de animais saudáveis, contém microrganismos cuja taxa é variável entre 103-106 UFC/mL;• Os microrganismos que o leite cru decorrem de três fontes principais: • Interior do úbere; • Exterior do úbere; • Equipamentos e outros utensílios utilizados na ordenha e transporte do leite. 30 Microbiota do interior do úbere e contaminação externa • Carga original é pequena: micrococos, estreptococos, bactérias Gram positivas esporuladas ou não e Gram negativas • No momento que o leite sai do úbere fica exposto a contaminações posteriores. • As principais fontes de contaminação são: 1. tetas 2. ar 3. ordenha manual (ordenhador e ambiente) 4. água. 31 Microbiota do interior do úbere e contaminação externa 32 Microbiota do interior do úbere e contaminação externa • O tipo de microrganismo que provem destas fontes é muito variável: 1. esporos (solo, ar, camas, silo); 2. coliformes (esterco, água); 3. micrococos (pelos, ar); 4. bactérias psicrotróficas (camas, forragens, água); 5. bactérias lácticas; 6. patógenos (homem, animal), etc. 33 Contaminação externa • Todos os equipamentos utilizados na ordenha devem ser devidamente higienizados. • Criar rapidamente condições que inibam sua proliferação: • Resfriamento (4 ºC). 34 Grupos microbianos mais importantes 1. Bactérias lácticas; 2. Bactérias esporuladas; 3. Bactérias psicrotróficas; 4. Bactérias de origem fecal; 5. Microrganismos patogênicos. 35 Bactérias lácticas • A ação dessas bactérias pode ser benéfica ou deteriorante. • Ação deteriorante: produção de ácido lático • Ação benéfica: hidrólise da lactose produzindo ácido láctico; degradação proteica (processos de maturação) - produzem acetaldeído (flavor), entre outros compostos. 36 Bactérias lácticas • São produzidas em escala industrial e chamadas de cultivos iniciadores ou cultura “starter”, cujo destino é adição em leite “cru” ou pasteurizado para elaboração de diversos produtos lácteos. 37 Bactérias esporuladas • Principalmente dos gêneros Bacillus e Clostridium • Se a temperatura de esterilização (UHT) não for aplicada adequadamente os esporos podem sobreviver e posteriormente se multiplicar e promover alteração no leite. Os esporos mais resistentes à temperatura são: • Bacillus stearothermophilus, Bacillus subtilis e Bacillus cereus. • Em relação aos queijos, os esporos que adquirem maior importância são os do gênero Clostridium, a pasteurização não destrói as formas esporuladas: ESTUFAMENTO TARDIO. 38 Bactérias esporuladas ESTUFAMENTO TARDIO 39 Bactérias psicrotróficas • O leite logo após a ordenha e até chegar ao local de processamento deve ser mantido sob refrigeração. • Contudo, bactérias psicrotróficas proliferam sob refrigeração e produzem efeitos indesejáveis (enzimas termorresistentes). • As proteases e as lípases extracelulares produzidas por algumas cepas, são termorresistentes (mesmo em tratamentos UHT). • As proteases originarias dos psicrotróficos apresentam capacidade de coagular a proteína do leite e possuem atividade proteolítica em varias frações de caseína (Kappa, alfa e beta). 40 Bactérias psicrotróficas • As lipases produzidas por bactérias psicrotróficas são resistentes à temperatura empregada na pasteurização e no tratamento com ultra-alta temperatura. • Portanto, essas enzimas apresentam grande importância na qualidade e na validade comercial de produtos lácteos como queijos, leite longa-vida e creme de leite. 41 Bactérias de origem fecal • Os coliformes metabolizam a lactose, produzindo ácido láctico e CO2. • O ácido láctico produzido junto com o que é produzido pelas bactérias lácticas, promove o aumento da acidez do leite. • Temperaturas mais baixas inibem a multiplicação de todas essas bactérias. • O CO2 produzido por essas bactérias vai apresentar importância nos queijos. Se o numero de coliformes for excessivo, o gás pode provocar o inchamento do queijo, é o que se conhece por ESTUFAMENTO PRECOCE. • Com o avanço da maturação - o pH do queijo diminui - reduz o crescimento dessas bactérias. 42 Bactérias de origem fecal 43 ESTUFAMENTO PRECOCE 44 Feedback da Aula • Características físico- químicas e os aspectos microbiológicos do Leite Próximo Assunto... Caracterizar as etapas de obtenção e beneficiamento do Leite Referências Bibliográficas ORDÓÑEZ, J. A. Tecnologia de Alimentos. Alimentos de Origem Animal. Vol 2. Ed. Artimed. 2005, 279 pg. ABREU, L. R. de. Tecnologia de Leite e Derivados. Lavras: UFLA/FAEPE, 1999.215p. BRASIL. Decreto nº 9.013, de 29 de março de 2017. Regulamenta a Lei nº 1.283, de 18 de dezembro de 1950, e a Lei n. 7.889, de 23 de novembro de 1989, que dispõem sobre a inspeção industrial e sanitária de produtos de origem animal. 2017 45 46
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