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Universidade do Sul de Santa Catarina- UNISUL Curso de Engenharia Química. Carlos Henrique Favarin Janine Matias Roneilson Pereira PRODUÇÃO DE IOGURTE Tubarão, 2017 Carlos Henrique Favarin Janine Matias Roneilson Pereira PRODUÇÃO DE IOGURTE Trabalho apresentado como requisito parcial para aprovação na disciplina de Bioquímica das fermentações da Universidade do Sul de Santa Catarina. Tubarão, 2017 LISTA DE TABELAS Tabela 1 - Tipos de leites fermentados ....................................................................... 8 Tabela 2 Materiais ..................................................................................................... 13 Tabela 3 Reagentes .................................................................................................. 13 Tabela 4 matéria prima utilizada na fabricação do iogurte ........................................ 13 Tabela 5 Graus dornic e % ácida do ácido latico segundo o tempo .......................... 16 Lista de Figuras Figura 1 Esquema do processo de fabricação do Iogurte ......................................... 12 Figura 2 Esquema do processo de fabricação do iogurte batido ............................... 12 Figura 3 Esquema do processo de fabricação do iogurte líquido .............................. 13 Figura 4 a) Streptococcus thermophilus e b) Lactobacillus bulgarius ........................ 15 Figura 5 Porcentagem de ácido láctico em função do tempo de fermentação .......... 16 Sumário 1.0 INTRODUÇÃO ................................................................................................................ 6 2.0 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ....................................................................................... 7 1.1 Fermentações ............................................................................................................. 7 2.2 Leites Fermentados ................................................................................................... 8 2.2.1 Leites fermentados contendo ácido láctico e álcool ......................................... 8 I. Kefir ................................................................................................................................. 8 II. Kumys ............................................................................................................................. 9 III. Leites fermentados com bactérias lácticas e mofos ............................................. 9 IV. Leites fermentados com bactérias lácticas mesófilas .......................................... 9 V. Leites fermentados com bactérias lácticas termófilas ........................................... 10 2.2.2 Iogurte .................................................................................................................. 10 3.0 MATERIAL E METÓDOS ...................................................................................... 13 3.1 Materiais ................................................................................................................ 13 3.2 Métodos ................................................................................................................. 14 4.0 Resultado e Discussão .................................................................................... 15 4.1 Produção do Iogurte ........................................................................................ 15 5.0 CONCLUSÃO ................................................................................................. 18 REFERÊNCIAS ...................................................................................................... 19 6 1.0 INTRODUÇÃO O Iogurte é o produto da fermentação láctea através da ação de bactérias benéficas para o organismo humano sobre o leite integral ou desnatado. Ocorre uma reação bioquímica onde a lactose se transforma em ácido láctico. São as bactérias Streptococcus thermophilus, Lactobacillus delbrüeckii, bulgaricus e Lactobacillus acidophilus que são fundamentais para o processo de fermentação. O iogurte é uma rica fonte de proteínas, que ajuda na flora intestinal, além disso, é riquíssimo em vitaminas e minerais, ou seja, é um liquido espesso, rico em proteínas, vitaminas e minerais. Preserva a gordura, os minerais e o conteúdo de vitaminas do leite puro, mas apresenta bem menos lactose, sendo então um alimento de digestão mais fácil do que o leite. O iogurte ajuda na produção de anticorpos, hormônios e enzimas, importantes para o metabolismo, contribuindo para reforçar o sistema imunológico e, consequentemente, retardar o envelhecimento. Vale ressaltar que a fabricação de iogurtes através da qualidade e preparo da matéria prima, processamento, resfriamento, fluxograma de produção, conservação, transporte, está sempre embaçado com as normas e parâmetros legislativo, entre outros. 7 2.0 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 1.1 Fermentações Os alimentos fermentados, estão entre os mais antigos alimentos fermentados processados a milênios têm formado uma parte tradicional da dieta na maioria dos países (FELLOWS,2006). Hoje, continuam sendo um dos principais setores da indústria de processamento de alimentos, sendo exemplos produtos panificação, bebidas alcoólicas, iogurtes, queijos, produtos à base de soja, entre muitos outros países (FELLOWS,2006). Durante a fermentação de alimentos, a ação controlada de microrganismo selecionados é utilizada para alterar a textura dos alimentos, para preservá-los por meio da produção de ácidos ou álcool ou para produzir sabores e aromas sutis que aumentam a qualidade e o valor das matérias primas (FELLOWS,2006). As principais vantagens da fermentação como método de processamento de alimentos são: • O uso de condições brandas de pH e temperatura que mantém (e geralmente melhoram) as propriedades nutricionais e as características sensoriais dos alimentos (FELLOWS,2006); • A produção de alimentos que possuem aroma e textura que não podem ser obtidos por outros métodos (FELLOWS,2006); • O baixo consumo de energia devido às condições de operação brandas (FELLOWS,2006); • Custos de investimento e operação relativamente baixos; e (FELLOWS,2006); • Tecnologias relativamente simples (FELLOWS,2006). Um dos desenvolvimentos mais recentes é a separação e a purificação de enzimas a partir de células microbianas ou de fontes animais e vegetais para o uso no processamento de alimentos. As enzimas podem ser adicionadas aos alimentos na forma de soluções concentradas ou em pó, ou imobilizadas em materiais que servem de suporte em um “reator”, onde são reutilizados por logos períodos (FELLOWS,2006). As principais vantagens das enzimas técnicas são: 8 • As mudanças altamente específicas e controladas nos alimentos causadas por elas (FELLOWS,2006); • A perda da qualidade nutricional mínima nas temperaturas moderadoras que são empregadas (FELLOWS,2006); • O menor consumo de energia, quando comparado as reações químicas correspondentes (FELLOWS,2006); e • A produção de novos produtos, que não é possível por outros métodos (FELLOWS,2006). 2.2 Leites Fermentados De acordo com a Tabela 1, podem-se considerar diversos tipos de leites fermentados. Tabela 1 - Tipos de leites fermentados Agentesde fermentação Produtos LEVEDURAS Kefir, Kymis, leite acidófilo fermentado por levedura MOFOS Villi BACTÉRIAS Mesófilas Nata fermentada (buttermilk), Lactofil,Filmjolk, Täetmjolk,Maziwa lala, Ymer Termófilas Iogurte, Laban,Zabadi,Labneh,Chakka,Shirkhand,Skyr,nata fermentada búlgara Probióticas Leite acidófilo, cultura-AB, Iogurte-AB, Yakult,Mitu- Miru, Bioghurt,Biogarde, Bifighurt, Ofilus, Bokys, Progurt, Actimel, LC Autor: Juan A. ORDÓÑEZ 2.2.1 Leites fermentados contendo ácido láctico e álcool Nesses produtos, a concentração de etanol pode chegar até 2%. Costumam ser bebidas espumosas e efervescentes devido o 𝐶𝑂2 que contém. Os microrganismos iniciadores responsáveis por esses produtos ainda não foram tão bem descritos como em outros produtos lácteos fermentados. Os exemplos mais típicos procedem do Cáucaso e da Mongólia (ORDÓÑEZ,2005). I. Kefir O cultivo iniciador apresenta-se em forma de grãos de forma irregular (às vezes, sua estrutura lembra uma couve-flor), brancos ou amarelados, de consistência 9 elástica, com diâmetro muito variado (1 nm a 3 nm), dependendo das condições de cultivo e manejo (ORDÓÑEZ,2005). São chamados de grãos de kefir e podem conter uma microbiota variável, com diversas leveduras e bactérias agrupadas de forma muito organizada (ORDÓÑEZ,2005). O sistema de elaboração em nível industrial é, essencialmente, o seguinte: diferentemente o iogurte e de outros leites fermentados, o leite de vaca não é enriquecido, e seu conteúdo de gordura pode variar entre menos de 0,1 e 3,2%. É aquecido a 70ºC, homogeneizado e tratado termicamente entre 85ºC e 87ºC durante 10 minutos ou entre 90ºC à 95ºC durante 2 a 3 minutos; em seguida, resfria-se até aproximadamente 22ºC, e inocula-se o cultivo iniciador. O período de fermentação oscila entre 8 e 12 horas até que a acidez antiga cerca de 1% em termo de ácido láctico. Depois, agita-se o coágulo, esfriando-o lentamente durante 10 a 12 horas, antes de seu acondicionamento, deve ser agitado novamente para obter consistência líquida, mantendo-o em refrigeração até seu consumo. Com essa temperatura de fermentação, consegue-se o kefir com baixo conteúdo em álcool (em torno de 0,1%) (ORDÓÑEZ,2005). II. Kumys Originalmente era fabricado com leite de égua, por isso era sempre uma bebida, já que esse leite não coagula. O produto é acinzentado, leve, efervescente e com acentuado sabor ácido e alcoólico (ORDÓÑEZ,2005). No Kumys da Mongólia, isolaram-se lactococos, mas estes não parecem ser recomendados porque produzem ácido láctico muito rapidamente e inibem as leveduras (ORDÓÑEZ,2005). Atualmente, o Kumys pode ser preparado com leite de outras espécies, sobretudo de vaca (ORDÓÑEZ,2005). III. Leites fermentados com bactérias lácticas e mofos Não são nada frequentes, mas, na Finlândia, produz-se o viili, ao qual se adiciona intencionalmente, além das bactérias lácticas, o mofo Geotrichum candidum (ORDÓÑEZ,2005). IV. Leites fermentados com bactérias lácticas mesófilas 10 A origem da maior parte deles é o norte da Europa, onde o clima reinante selecionou uma microbiota cuja temperatura ótima de crescimento é relativamente baixa (20 a 22ºC). Os cultivos utilizados nesse tipo de produtos são compostos de uma ou mais das seguintes bactérias (ORDÓÑEZ,2005): • Lactococcus lactis subsp. Lactis • Lactococcus lactis subsp. Cremoris • Lactococcus lactis biovar. Diacetylactis • Leuconostoc mesenteroides subsp. Cremoris Em linhas gerais, pode-se dizer que o papel desses cultivos é similar àquele desempenhado no queijo. Os dois primeiros são principalmente acidificantes, enquanto os dois últimos são responsáveis pelo sabor e pelo aroma, similares aos da manteiga, e com uma leve efervescência associada, às vezes, a esses produtos (ORDÓÑEZ,2005). V. Leites fermentados com bactérias lácticas termófilas Esses produtos, em particular o iogurte, dominam o mercado mundial (ORDÓÑEZ,2005). Nesse caso, o leite é fermentado a uma temperatura de 42 a 43ºC. Devido aos microrganismos presentes, o sabor peculiar e a acidez pode ser considerável, chegando a valores de pH de 3,8 a 4,0. Os principais componentes do aroma e do sabor são aldeídos e cetonas, sendo o acetaldeído e o diacetil os mais destacados (ORDÓÑEZ,2005). 2.2.2 Iogurte Sua origem deve situar-se no Oriente Médio ou na Índia. Os pastores nômades, ao armazenar o leite sempre nos mesmo recipientes, foram selecionando uma microbiota que fermentava o leite e produzia um alimento de sabor agradável (ORDÓÑEZ,2005). A legislação espanhola trata de forma muito diferente os leites fermentados. Enquanto o iogurte é definido em termos claros e estritos, os outros tipos não são especificados. Assim, o iogurte é definido como o produto de leite coalhado por fermentação láctica mediante ação de lactobacillus bulgaricius (que atualmente é denominado Lb. Delbrueckii subsp. bulgaricius) e Streptococcus thermophilus a partir 11 de leite pasteurizado desnatado, com ou sem adição de nata pasteurizada, leite em pó, proteínas de leite e/ ou outros produtos procedentes do fracionamento do leite (ORDÓÑEZ,2005). Existem no mundo muitos tipos de iogurte. Podem ser classificados segundo diversos critérios (ORDÓÑEZ,2005): • Porcentagem de gordura (integral, semidesnatado ou desnatado) (ORDÓÑEZ,2005). • Métodos de produção do gel (sem bater, batido, líquido) (ORDÓÑEZ,2005). • Aroma e sabor (natural, com frutas, aromatizado) (ORDÓÑEZ,2005). • Tratamento pós-incubação (tratados termicamente, congelados, desidratados ou concentrados) (ORDÓÑEZ,2005). A legislação espanhola classifica os iogurtes em cinco tipos, que refletem os possíveis ingredientes que podem ser utilizados (ORDÓÑEZ,2005).: 1. Natural 2. Com açúcar 3. Com edulcorante 4. Com frutas, sucos e/ ou outros produtos naturais e 5. Iogurte aromatizado Na legislação, especifica-se que o iogurte sem desnatar deve conter no mínimo 2% de gordura láctea, enquanto o desnatado conterá, no máximo, 0,5% (ORDÓÑEZ,2005). O sabor ácido do iogurte é dissimulado quando são acrescentados frutas ou outros ingredientes naturais. Assim pode-se evitar que um iogurte com pH de 3,8 se torne desagradavelmente ácido ao paladar. A maioria dos iogurtes com frutas ou outros ingredientes contém espessantes para que a consistência seja adequada (ORDÓÑEZ,2005). Atualmente são comercializados iogurtes com diferentes texturas: o de consistência firme, o batido e o líquido, nas Figuras 1,2 e 3 esquematiza-se os processos de elaboração dos três tipos (ORDÓÑEZ,2005). 12 Fonte: ORDÓÑEZ, tecnologia de alimentos. Figura 2 Esquema do processo de fabricação do iogurte batido Fonte: ORDÓÑEZ, tecnologia de alimentos. LEITE LEITE EM PÓ PASTEURIZAÇÃO STARTER 42°C REFRIGERAÇÃO FRUTAS, CACAU, ETC ARCONDICIONAMENTO 3° C IOGURTE BATIDO Figura 1 Esquema do processo de fabricação do Iogurte LEITE LEITE EM PÓ PASTEURIZAÇÃO STARTER ARCONDICIONAME _NTO 42º C 3º C IOGURTE 13 Figura 3 Esquema do processo de fabricação do iogurte líquido Fonte: ORDÓÑEZ, tecnologia de alimentos. 3.0 MATERIAL E METÓDOS 3.1 Materiais Tabela 2 Materiais Panela Termômetro Becker de 50 mL Luvas látex Touca Colher Pipeta de 10 mL Bureta Erlenmeyer Propé Suporte para a bureta Balança analítica Estufa Bico de bunsen Autoria própria. Tabela 3 Reagentes NaOH 0,111 M Fenolftaleína Autoria própria. Tabela4 matéria prima utilizada na fabricação do iogurte 1L de leite 2% de iogurte natural 3,5% de leite em pó desnatado 5% de açúcar Geleia de morango LEITE LEITE EM PÓ PASTEURIZAÇÃO STARTER 42°C HOMOGENIZAÇÃO REFRIGERAÇÃO FRUTAS, CACAU, ETC ARCONDICIONAMENTO 3° C IOGURTE LÍQUIDO 14 3.2 Métodos 1- 1 Litro de Leite (integral, desnatado ou semidesnatado). 2- Colocar numa panela. 3- Adicionar de leite em pó desnatado - 3 a 4 %. 4- Adicionar açúcar – 5 %. 5- Aquecer a temperatura de 83°C por 10 minutos. 6- Resfriar até 42 - 45°C (faixa ótima de atuação do fermento). 7- Adicionar iogurte natural na proporção de 2 %. O iogurte natural já possui as bactérias (fermento) na proporção ideal. Usar o produto natural sem sabores. Mexer e tampar a panela. 8- Colocar a panela com a mistura em estufa a 45°C e deixar em repouso. Coletar amostras de 10 mL de 30 em 30 minutos até o término da fermentação (lembrando de coletar no tempo zero). 9 – Titular cada amostra com solução de Dornic (Hidróxido de sódio 0,111 M (N/9)) utilizando como indicador cinco gotas de indicador de fenolftaleína. O objetivo desta titulação é acompanhar a acidificação da amostra ao longo da fermentação. 10- Checar regularmente o ponto final: forma-se uma massa firme e consistente. Isto deve ocorrer entre 3 e 4 h. 11- Resfriar (colocar na geladeira ou freezer) para interromper o processo de fermentação. Se deixar passar muito do ponto final vai formar soro o que não é desejável. 12- Após resfriado, adicionar os sabores desejados (mel, polpa, etc.) através de mistura. Quanto mais vigorosa for a mistura, o produto tenderá a ficar menos consistente. Cuidado para adicionar polpas e outros produtos, pois estes devem ter boa qualidade e serem livres de contaminantes. Pode ser adicionado também doce de fruta em calda batido em liquidificador com a calda que já é açucarada e assim checar os níveis de doçura desejados para o produto final. Neste caso utilizar a geleia de morango como saborizante. 12- Colocar em embalagem limpa e apropriada. 13- Armazenar sob refrigeração. 15 4.0 Resultado e Discussão 4.1 Produção do Iogurte Após todos os passos de higienização e de estar equipado com os parâmetros exigidos, adicionou-se 1L de leite na panela, logo em seguida foi pesado 35g(obteve- se 34,99 g) de leite em pó desnatado na balança analítica e em seguida o açúcar devendo colocar 50g ( na qual adicionou-se 49,99g). Esta adição de leite em pó desnatado e açúcar nas proporções corretas é feita para que o iogurte tenha uma boa consistência. Em seguida com o auxílio de um termômetro, aqueceu-se o leite com as substâncias durante 10 minutos a 83 ºC, com finalidade de homogeneizar e pasteurizar a solução, que tem como objetivo a destruição de germes patogênicos e a eliminação de grande parte da flora microbiana normal do leite, favorecendo desta maneira o crescimento dos microrganismos posteriormente inoculados. Após atingir-se os 10 minutos aquecendo-se a solução sem queimar e formar espuma, colocou-se a panela sobre a bancada, para que fosse possível resfriar o leite para 42 ºC ou 43 ºC, que é conveniente para a inoculação do fermento, que no caso é o iogurte natural. Adicionou-se então o leite com suas substâncias à estufa para que ocorresse a fermentação, desde o tempo 0, que foi quando se adicionou o iogurte natural e depois de 30 em 30 minutos, foi retirada uma amostra para fazer-se a titulação, para que fosse possível ver o índice de acidez. No início da fermentação, as bactérias do iogurte, Streptococcus thermophilus e Lactobacillus bulgarius, Figura 2, crescem simbioticamente, produzindo ácido lático e compostos aromáticos, além de formar o coágulo (EUGÊNIO,1983). Figura 4 a) Streptococcus thermophilus e b) Lactobacillus bulgarius 16 No início da fermentação, a acidez do leite (<20ºD) favorece o crescimento do Streptococcus thermophilus, estimulado por alguns aminoácidos livres (especialmente a valina) produzidos pelo Lactobacillus bulgaricus, o que provoca um aumento da acidez (EUGÊNIO,1983). Figura 5 Porcentagem de ácido láctico em função do tempo de fermentação Autoria própria. Nesta fase, o S. thermophilus libera fórmico estimulante do desenvolvimento do L. bulgaricus (EUGÊNIO,1983). Tabela 5 Graus dornic e % ácida do ácido latico segundo o tempo Tempo (minutos) Graus Dornic % ác. Láctico 0 24ºD 0,24 30 28ºD 0,28 60 30ºD 0,30 90 33ºD 0,33 120 35ºD 0,35 150 38ºD 0,38 180 45ºD 0,45 540 100ºD 1,0 Autoria própria 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 0 100 200 300 400 500 600 % Á c . L á ti c o Tempo (Min.) % Ác. Lático 17 Ao atingir aproximadamente 46ºD, o meio se torna pouco propício ao S. thermophilus, favorecendo o rápido desenvolvimento do L. bulgaricus, com produção de acetaldeído, o principal responsável pelo aroma característico do iogurte. Com o aumento da acidez, o pH se aproxima de 4,6, ponto isoelétrico da proteína do leite, e tem-se a coagulação (EUGÊNIO,1983). Após a fermentação resfria-se o iogurte que é a etapa crítica na produção, pois será realizado logo após o produto ter atingido o grau de acidez desejado na fermentação. Como a produção do iogurte é um processo biológico, é indispensável o uso da refrigeração para reduzir à atividade metabólica das bactérias, controlando deste modo a acidez do iogurte. Os sistemas mais modernos, utilizados em indústrias com produção em larga escala, são os resfriadores de placas e os tubulares, que são mais rápidos e eficientes. O processo de quebra do gel modifica a estrutura coloidal da massa, liberando soro que deverá ser completamente redistribuído de maneira uniforme. O produto só deverá ser quebrado após a massa ter sido resfriada em torno de 10 ºC (MAPA, art.684, p.162). A partir disso, obtemos o momento ideal para adição de aroma e sabor de frutas. O produto final teve uma aparência lisa, sem grumos, e a quebra da massa a frio permite que as micelas de caseína reabsorvam o soro. Quando se deseja um produto com consistência mais líquida. OBS: Pelo descuido do não fechamento da estufa e a estufa não conseguir manter a temperatura, o tempo não foi o suficiente para terminar a prática no mesmo dia, desta forma, continuou-se no outro dia, assim levou-se 540 minutos para atingir-se 100ºD. 18 5.0 CONCLUSÃO 19 REFERÊNCIAS http://www.sonutricao.com.br/conteudo/artigos/iogurte/ Ministério da Agricultura, pecuária e abastecimento – MAPA (Regulamento de inspeção industrial e sanitária de produtos de origem animal – RIISPOA, Brasília –DF, p.381, 2007). PHILIPPI, S. T. - Nutrição e Técnica Dietética. Ed. Manole, 2003. MAHAN, K. - Alimentos, Nutrição e Dietoterapia. 8ª ed. São Paulo: Manole, 1995. ORLANDIN, L. - Probióticos e Prebióticos. Nutrição, Saúde e Performance. Ano 4. Ed.22, 2004. FELLOWS. P. J. Tecnologia do Processamento de Alimentos. 2ª ed. Porto Alegre: Artmed,2006. EUGÊNIO, Aquarone. Alimentos e Bebidas Produzidas por Fermentação. São Paulo: Edgar Blücher,1983. ORDÓÑEZ. Juan A. Tecnologia de Alimentos Vol.2 – Alimentos de Origem Animal. Porto Alegre: Artmed, 2005.
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