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Departamento de Ciência dos Alimentos Tratamentos do leite Professora: Dra Sandra Maria Pinto Filtração É a retirada, por processos mecânicos, das impurezas do leite, mediante centrifugação ou passagem em tecido filtrante próprio, sob pressão. Todo leite destinado ao consumo deve ser filtrado, antes de qualquer outra operação de beneficiamento. Filtração Resfriamento Objetivo: criar um meio desfavorável ao desenvolvimento microbiano. A temperatura baixa diminui a taxa de multiplicação dos microrganismos e a atividade enzimática O resfriamento do leite após a ordenha: manutenção da qualidade. clarificação CLARIFICAÇÃO Clarificadora (padronizadora) clarificação Remove células epiteliais, leucócitos, eritrócitos, neutrófilos (células somáticas), sujidades de densidade maior que a do leite, esporos, etc.. Chega a promover uma homogeneização parcial do leite por promover uma ruptura dos aglomerados dos glóbulos de gordura. Para aumentar a eficiência do processo a clarificação deve ser conduzida antes da pasteurização e da homogeneização. Gordura A figura abaixo representa esquematicamente uma célula secretora: Origem do glóbulo de gordura do leite A gota de gordura, muito grande, e é forçada contra a membrana apical da célula, vai empurrando essa membrana e no final a gordura sai envolta pela membrana. Dessa forma, a gordura do leite se encontra envolta por uma membrana, que tem sua origem na parte apical da célula secretora, essa membrana isola a gordura da água do leite, lembrem-se que a gordura é insolúvel em água. Origem do glóbulo de gordura do leite Densidade do leite = 1,0315 Densidade da gordura = 0,930 Essa menor densidade associada à aglomeração faz com que a gordura do leite tende a ascender à superfície, formando uma camada de gordura (creme ou nata). Homogeneização Para evitar a ascensão da gordura do leite, emprega-se o processo de homogeneização; Por que a homogeneização evita a formação do creme na superfície do leite? Se pensarmos que é devido a quebra dos glóbulos a gordura permaneceria com a mesma densidade e com o tempo (4-6 meses no caso do leite longa vida), ela iria subir. Homogeneizar o leite significa simplesmente força-lo a passar por uma abertura, que terá diâmetro um pouco maior que os glóbulos de gordura. Os glóbulos são envoltos por uma membrana e eles são quebrados, vão ficar partes do glóbulo desprovido de membrana. Acontece, que nessas partes serão aderidas proteínas. Como a densidade da gordura é baixa (0,930) e a das proteínas é alta (1,346) esse conjunto proteína/gordura terá uma densidade semelhante à densidade do leite (1,031). Dessa forma a gordura não subirá à superfície pois tem nela proteínas que as forçam para baixo. Homogeneização A figura abaixo representa esquematicamente o tamanho do glóbulo de gordura em relação às proteínas: milk plasma phase = fase líquida do leite (água) fat globules = glóbulo de gordura milk fat globule membrane = membrana do glóbulo de gordura casein micelles = micelas de caseína 2 estágio Leite homogeneizado Leite não homogeneizado 1 estágio Ajuste de pressão Válvula de pressão Anel de impacto Leite homogeneizado Espaço entre a válvula e o assento da válvula Com isso os aglomerados de glóbulos de gordura são desfeitos. Além disso, cada glóbulo individualmente é “quebrado” em glóbulos menores. Glóbulos de gordura homogeneizados Micelas de caseína adsorvidas Homogeneização Homogeneização O processo de homogeneização normalmente acontece após o leite ser pré-aquecido na regeneração da pasteurização. A homogeneização deve também ser feita em dois estágios, para evitar a re-aglutinação de glóbulos pequenos. A pressão é normalmente de 1500 a 2500 psi (libras por polegada quadrada) no primeiro estágio a metade do valor no segundo estágio. Efeito da homogeneização: Glóbulo de gordura Não homogeneizado Homogeneizado (2500 psi) Diâmetro médio (µ m) 3.3 0.4 Diâmetro máximo (µ m) 10 2 Área superficial (m2/mL de leite) 0.08 0.75 Número de glóbulos (µ m-3) 0.02 12 Homogeneização .Válvula .Anel de impacto .Apoio da válvula Leite não homogeneizado Leite homogeneizado Outro esquema de homogeneizador Foto de um pequeno homogeneizador Borboleta que controla a pressão na válvula manômetroo Tratamento térmico Destruir microrganismos patogênicos; Destruir a maioria dos microrganismos; Melhorar a digestibilidade; Inativar enzimas; Melhorar a atividade da cultura starter; Desnaturar as proteínas solúveis (70 a 95%). Objetivo: inativação ou eliminação de microrganismos. Leite: rico em nutrientes (substrato para os microrganismos). Exemplos de doenças que podem ser causadas pelo leite: tifo, paratifo, tuberculose, carbúnculo hemático, febre Q, febre escarlate,etc. Temperaturas – 65 a 150 oC - Destruir microrganismos patogênicos, preservando suas propriedades físicas, químicas, sensoriais e nutritivas. TRATAMENTO TÉRMICO Temperaturas mais elevadas (maior que 100 oC) - Objetivo: destruição completa dos microrganismos e das enzimas prejudiciais do leite, permitindo preservar suas características quase indefinidamente. Classificação do tratamento térmico: - Pré-aquecimento ou termização - Pasteurização - Esterilização TRATAMENTO TÉRMICO Termização Termização Tratamento preliminar; Estabelecimentos intermediários (usinas regionais); Permutador de calor de placas. Temperatura : 68 0C/12’’ Pasteurização Pasteurização Obrigatória no Brasil para todo o leite Todos os derivados devem ser fabricados a partir de leite pasteurizado Tecnologia obrigatória em todo o processo de laticínios Pasteurização Evita transmissão de doenças Reduz a carga bacteriana do leite Elimina bactérias indesejáveis Prolonga a vida-de-prateleira do leite e derivados Beneficia a tecnologia e qualidade dos laticínios VANTAGENS: Pasteurização Reduz/elimina bactérias lácticas benéficas (fermentos naturais) Altera sabor do leite Desnaturação das proteínas do leite e insolubilização do cálcio, dificulta certos processos (ex: queijo) AS VANTAGENS SUPERAM AS DESVANTAGENS!! DESVANTAGENS: Pasteurização Igual para os todos os tipos de leite: Pasteurizado tipo “A”e leite pasteurizado Eficiência é sempre a mesma Eficácia depende da população inicial É A QUALIDADE MICROBIOLÓGICA DO LEITE CRU QUE DETERMINARÁ A QUALIDADE DO LEITE PASTEURIZADO E DOS SEUS DERIVADOS. Pasteurização O que é a pasteurização? A pasteurização do leite consiste em se aquecer o leite até uma determinada temperatura (variável de acordo com o tipo de pasteurização) e em seguida manter essa temperaturaelevada por um determinado período de tempo. - IMPORTANTE!!! Destruir os microrganismos sem modificar a natureza físico-química, nutritiva e sensorial do leite - Porque se Pasteuriza o leite? A pasteurização do leite para fabricação de produtos lácteos no Brasil é obrigatória Pasteurização Qual o microrganismo alvo? A temperatura utilizada para pasteurização tinha a função de destruir o Mycobacterium tuberculosis. Hoje o microrganismo alvo da pasteurização é a Coxiella burnetti (riketsia), que é o agente infeccioso da febre Q. Qual o tratamento complementar? O tratamento complementar à pasteurização é o Resfriamento Qual o objetivo do resfriamento logo após a pasteurização? Conservar o leite e impedir o desenvolvimento dos microrganismos remanescentes que resistiram à pasteurização. Pasteurização Pasteurização rápida HTST (high temperature, short time) : É realizada em trocadores de calor com fluxo contínuo com temperaturas entre 72-75 oC durante não menos que 15 segundos. Para fabricação de queijos em pequena escala e a nível de fazenda, este processo é inviável. Tipos de Pasteurização: Pasteurização Pasteurização lenta LTH (low temperature holding) : Consiste no aquecimento lento do leite a 62-65oC, e manutenção a essa temperatura por 30 minutos. É utilizada para pequenos volumes de leite - Para fabricação de queijos em pequena escala este é o processo mais aconselhável pelos seguintes motivos: - Instalação simples - Dispensa o uso de compressor de frio e até mesmo, em certos casos de caldeira de vapor. - É eficaz, com baixo custo de instalação e utilização Pasteurização Trocadores de calor a placas (processo rápido) Trocador de calor tubular Etapa de regeneração : economia de energia Leite pasteurizado Leite cru frio Troca de calor Pasteurização Fosfatase alcalina – negativa (desnaturada a 71,7 oC por 15’’) Peroxidase – positiva (desnaturada a 85 oC por 20’’) TROCADOR DE CALOR DE PLACAS Leite Vapor Água quente Água fria Água gelada Ultra Alta Temperatura O objetivo de qualquer tratamento a alta temperatura (esterilização) é a destruição dos microrganismos presentes, esporulados ou não. Este tratamento visa manter sem alterações, as características do alimento armazenado a temperatura ambiente. Temperatura: acima de 100 oC, por períodos curtos “Esterilização comercial” ULTRA ALTA TEMPERATURA Inativa praticamente todas as enzimas do leite (exceto lipases e proteases de origem bacteriana); Destrói a totalidade das formas vegetativas e de resistência dos microrganismos (exceto esporos mais termo resistentes, exemplo dos B. stearothermophilus. Segundo o R.I.I.P.O.A. (Art. 519) “Entende-se por leite UAT ou UHT (ultra alta temperatura) o leite homogeneizado submetido, durante 2 a 4 segundos, a uma temperatura entre 130 oC – 150 oC, mediante processo térmico de fluxo contínuo, imediatamente resfriado a uma temperatura inferior a 32 oC e envasado sob condições assépticas em embalagens estéreis e hermeticamente fechadas. Sistemas de esterilização: Sistema convencional: o leite devidamente embalado é submetido a temperaturas que variam de 109 – 120 oC por 15 a 40 minutos. Tipos de embalagens: latas rígidas, impermeáveis inertes e hermeticamente fechadas. Ex: creme esterilizado, leite hidrolisado, etc. Sistema de fluxo contínuo ou UHT: o leite é aquecido a 135 – 150 oC por 2 a 6 segundos, antes de ser embalado assepticamente (esterilização comercial). Tipos de embalagens assépticas: Embalagens cartonadas: Tetrapak® e Sig®. Sistema indireto de aquecimento No sistema indireto de aquecimento (através de tubos ou placas) Sistema direto de aquecimento O vapor é injetado diretamente no produto ou o produto é injetado na câmara de vapor – sistema de infusão. A esterilização comercial significa que o produto deve ser livre de microrganismos que possam se desenvolver em condições normais de armazenamento ou de manuseio. A Federal Internacional de Laticínios (FIL): considera o leite esterilizado quando este não mostra sinais de crescimento de bactérias ao ser estocado a 30 +/- 1oC por 14 dias (mesófilos) ou 55 +/- 1oC por 7 dias (termófilos). Indústria de leites concentrados e desidratados Tratamento térmico 95 oC/10-20 min; 138 oC/3’’ – mais drástico do que a pasteurização Objetivos: desnaturação de enzimas, aumento da resistência térmica e controle da viscosidade antes de ser concentrado à vácuo Câmara de vácuo SISTEMA UAT Leite Vapor Água fria Água quente Condensador à vácuo Desvio de fluxo 1a) Tanque de equilíbrio (leite) 1b) Tanque de equilíbrio (água) 2) Bomba de alimentação 3) Trocador de calor em placas 4) Bomba positiva 5) Injeção direta de calor 6) Tubo de aquecimento (retardamento) 7) Câmara de expansão 8) Bomba de vácuo 9) Bomba centrífuga 10) Homogeneizador asséptico 11) Tanque asséptico 12) Empacotamento asséptico Processo UHT com injeção direta de vapor combinado com trocador de calor em placas
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