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Colégio Estadual Comendador Valentin Santos Diniz Núcleo Avançado em Tecnologia de Alimentos Leite & Derivados TECNOLOGIA DE PASTEURIZADOS E ULTRA - PASTEURIZADOS 3002 São Gonçalo- RJ 2017 2 Colégio Estadual Comendador Valentin Santos Diniz Núcleo Avançado em Tecnologia de alimentos Leite & derivados Trabalho de Técnicas TECNOLOGIA DE PASTEURIZADOS E ULTRA - PASTEURIZADOS Turma: 3002 ALUNOS: Ana Júlia Silva nº: 01. Introdução e conclusão. Cleiton Rodrigues n°: 04. Importância do tratamento térmico. Gabriel Vitória Carlos n°: 06. Análises microbiológicas em HSTS e UHT. Guilherme Castro nº: 09. Articulação da parte escrita e slide, tecnologia UHT e efeitos físico- químicos em HSTS E UHT. Lucas Chaves nº:13. Efeitos microbiológicoe tecnologia HTST (pasteurizados). Pedro Henrique nº: 19. análise do mercado e varejo. Rosiane Rodrigues nº: 21. Aspecto de vida em prateleira de produtos pasteurizados UHT. Wesley de Souza nº: 25. Analises físico-químicas em leite HTST e UHT, efeitos bioquímicos e nutricionais. São Gonçalo 2017 3 TABELAS Tabela 1 – Desnaturação das proteínas do soro durante o tratamento térmico-------11 Tabela 2 – Reação da lactose de acordo com a temperatura----------------------------12 Tabela 3 – Formação de lactonas e metil-cetonas após o tratamento térmico--------13 Tabela 4 – Inativação das plasminas segundo o tratamento térmico-------------------15 Tabela 5 – Formação de lactulose após o tratamento térmico--------------------------18 Tabela 6 – Perdas de vitaminas após os tratamentos térmicos--------------------------19 Tabela 7 – Parâmetros microbiológicos para leite pasteurizado------------------------24 Tabela 8 – Critérios microbiológicos para leite ultra-pasteurizado.-------------------25 4 FIGURAS Figura 1 – Planta de equipamentos do sistema HTST-----------------------------------------------26 Figura 2 – Funcionamento de um sistema do tipo HTST para leite fluido------------27 Figura 3 – Processo UHT com aquecimento por injeção direta de vapor combinado com permutador de calor tubular------------------------------------------------------------32 Figura 4 – Processo UHT com aquecimento por aquecimento indireto no permutador de calor de placa-------------------------------------------------------------------------------34 Figura 5 – Sistema UHT indireto baseado em permutadores de calor tubulares-----35 Figura 6 – Processo UHT com aquecimento por injeção direta de vapor combinado com permutador de calor de placa-----------------------------------------------------------36 Figura 7 – Processo UHT com aquecimento por aquecimento indireto no permutador de calor de superfície raspada----------------------------------------------------------------37 Figura 8 – Detalhe de um trocador de calor de superfície raspada---------------------38 5 LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS Bar – Pressão Atmosférica Padrão CBT – Contagem de Bactérias Totais. CCS – Contagem de Células Somáticas. CIP – Clean In Place. CPP – Contagem Padrão em Placas. ESD – Extrato Seco Desengordurado. EST – Extrato Seco Total. IN – Instrução Normativa. HTST – High Temperature Short Time. LTLT – long temperature long time. MAPA – Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. mL – Mililitros. pH – Potencial Hidrogeniônico RDC – Resolução da Diretoria Colegiada UAT – Ultra Alta Temperatura. UHT – Ultra High Temperature. UFC – unidade formadora de colônia. °C – Graus Célsius °D – Graus Dornic. 6 Súmario: 1. Introdução ........................................................................................................................8 2. Desenvolvimento...........................................................................................................9 2. Importância do tratamento térmico em leite...................................................9 2.1. Pasteurização...................................................................................................9 2.2. Esterilização.......................................................................................................10 3. Principais efeitos da tecnologia UHT E HTST.................................................10 3.1. Efeitos físico-químicos.................................................................................10 3.1.1. Efeitos físico-químicos sobre as proteínas......................................11 3.1.1.1. Sedimentação de leite UHT.......................................................12 3.1.2. Efeitos físico-químicos sobre a lactose............................................12 3.1.3. Efeitos físico-químicos sobre a gordura..........................................13 3.1.4. Efeitos físico-químicos sobre os sais minerais................................13 3.1.5. Efeitos físico-químicos sobre as enzimas........................................14 3.2. Efeitos microbiológicos................................................................................15 3.2.1. Psicrotróficos.....................................................................................15 3.2.2. Mesófilos aeróbios facultativos viáveis............................................16 3.2.3. Coliformes..........................................................................................16 3.3. Efeitos bioquímicos e nutricionais..............................................................17 3.3.1. Efeitos bioquímicos sobre a lactose.................................................17 3.3.2. Efeitos bioquímicos sobre as proteínas...........................................18 3.3.3. Efeitos bioquímicos sobre as vitaminas..........................................19 4. Principais análises em leites pasteurizados e ultra-pasteurizados.................19 4.1. Analises físico-químicas de leites pasteurizados e ultrapasteurizados....19 4.1.1. Alizarol...............................................................................................20 4.1.2. Acidez titulável (Dornic)...................................................................20 4.1.3. Índice crioscópico..............................................................................21 4.1.4. Análise de gordura (método Gerber)..............................................21 4.1.5. Densidade...........................................................................................21 4.1.6. EST (método de Ackermann)..........................................................22 4.1.7. Fosfatase............................................................................................22 4.1.8. Peroxidase..........................................................................................23 4.2. Analises microbiológicas de leites pasteurizados e ultrapasteurizados..23 4.2.1. Pesquisa de salmonela......................................................................23 7 4.2.2. Contagem padrão em placas............................................................24 4.2.3. Prova do sequestro ou quarentena para leite UHT.......................24 5. Tecnologia High Temperature, Short Time (HTST).............................................25 5.1. Equipamentos para leite HTST..................................................................25 5.2. Processamento para leite HTST.................................................................27 5.3. Pontospositivos do processamento HTST.................................................29 5.4. Pontos negativos do processamento HTST................................................30 6. Tecnologia de Ultra High Temperature (UHT)....................................................30 6.1. Características gerais...................................................................................30 6.2. Qualidade da matéria-prima......................................................................31 6.3. Métodos de processamento longa vida......................................................31 6.4. Tipos de sistemas UHT de acordo com uso do vapor...............................31 6.5. Tipos de plantas UHT.................................................................................,31 6.5.1. Injeção direta de vapor e permutador de calor tubular................32 6.5.2. Injeção indireta de vapor em permutadores de calor de placas...33 6.5.3. Injeção indireta de vapor em permutadores de calor tubulares..34 6.5.4. Injeção direta de vapor em permutador de calor em placa..........36 6.5.5. Injeção indireta de vapor em permutadores de calor de superfície raspada...............................................................................................37 6.6. Embalagem asséptica...................................................................................39 6.7. Pontos positivos............................................................................................39 7. Aspectos de vida útil no mercado......................................................................39 8. Mercados de leites pasteurizados e ultra-pasteurizados.............................................41 9. Conclusão...............................................................................................................43 10. Referências Bibliográficas....................................................................................44 8 1. INTRODUÇÃO Historicamente a pasteurização surgiu em 1864, quando Louis Pasteur descobriu que aquecendo certos alimentos e bebidas acima de 60°C por um determinado tempo e depois abaixando bruscamente a temperatura do alimento evitava a sua deterioração e reduzia de maneira significativa o número de microrganismos presentes em sua composição. Nessa época, Pasteur descobriu que a fermentação e a decomposição orgânica dos alimentos eram provocadas pela ação de microrganismos e que eles poderiam ser combatidos com o aquecimento. No final do século XIX, um alemão, Franz Von Soxhlet sugeriu que fosse aplicado a pasteurização no leite in natura. Essa ação comprovou que o processo era eficaz para a destruição das bactérias existentes neste produto. Desde a descoberta do fogo, o emprego de altas temperaturas na segurança ou conservação dos alimentos está fundamentado nos efeitos deletérios do calor sobre os microrganismos. O controle do crescimento microbiano visa eliminar riscos à saúde do consumidor e prevenir ou retardar as alterações indesejáveis nos alimentos (GUIMARÃES, 2002). A pasteurização é um tratamento térmico que utiliza temperaturas inferiores a 100ºC, e tem como principal objetivo prolongar a vida de prateleira dos alimentos, por alguns dias, como no caso do leite ou por alguns meses, como ocorre com as frutas enlatadas. Este método tem como princípio, a inativação de enzimas e a destruição dos microrganismos sensíveis a temperaturas mais elevadas, como as bactérias vegetativas, bolores e leveduras, contudo modificar significativamente o valor nutritivo e as características organolépticas do alimento submetido a esse tratamento (CAMARGO, 2012). Podemos ressaltar que de acordo com o Regulamento Técnico de Identidade e Qualidade do Leite UAT (UHT), entende-se por leite UAT (Ultra Alta Temperatura - UHT), o leite homogeneizado que foi submetido, durante 2 a 4 segundos, a uma temperatura 130º C, mediante um processo térmico de fluxo contínuo, imediatamente resfriado a uma temperatura inferior a 32º C e envasado sob condições assépticas em embalagens estéreis e hermeticamente fechadas. 9 A pasteurização rápida do tipo HTST (High Temperature Short Time) consiste em aquecer o leite a 72 - 75°C por 15 a 20 segundos em um equipamento com trocadores de calor de placas, seguido de choque térmico através do resfriamento imediato até temperatura igual ou inferior a 5°C” (LEITE et al., 2006). 2. DESENVOLVIMENTO 2. IMPORTÂNCIA DO TRATAMENTO TÉRMICO EM LEITE O tratamento térmico inicialmente teve como principal objetivo reduzir os riscos de doenças alimentares relacionadas a microrganismos específicos, que ameaçavam a vida do homem principalmente antes da invenção da pasteurização (CORTEZ, 2010). Diante disso, através de descobertas científicas, se deu o surgimento do tratamento térmico conhecido como pasteurização, sendo de grande valor na elaboração de derivados lácteos. Nos tratamentos térmicos que serão abordados, o leite é submetido a temperaturas elevadas a fim de destruir principalmente, microrganismos patogênicos e deteriorantes que são indesejáveis para a indústria. 2.1. Pasteurização: Existem dois tipos de pasteurização que podem ser utilizadas na indústria de laticínios: Pasteurização lenta: A pasteurização lenta, denominada LTLT (Low temperature long time) consiste em submeter o leite a temperaturas não tão elevadas, em torno de 63°C durante 30 minutos (ROCHA, 2004). Pasteurização rápida: A pasteurização rápida, denominada também de HTST (High temperature short time) é realizada em temperaturas de 72 a 75°C por 15 segundos (ROCHA, 2004). 10 Dentre esses processos, a pasteurização rápida é mais aproveitável e viável para as grandes indústrias, visto que trabalham com grande volume de leite enquanto a lenta é mais comumente utilizada por pequenos produtores. 2.2. Esterilização: De acordo com BRASIL (1996) o tratamento térmico UHT é o processo no qual o leite, homogeneizado, é submetido a 130ºC durante 2 a 4 segundos através de um processo térmico de fluxo contínuo resfriado de imediato a uma temperatura inferior a 32°C destruindo microrganismos e inativando enzimas capazes de alterar o produto. Esse tipo de tratamento confere vantagens ao leite como também para a logística de distribuição, como principalmente: Aumento de sua durabilidade, ou seja, prazo de validade; Transporte do leite a mercados consumidores mais distantes; Redução do retorno de produtos com prazo de validade vencido; Tornar o frete mais barato para a distribuição, já que não necessita de transporte refrigerado. Diante disso, é necessário que haja um controle rígido do tratamento térmico a fim de não haver perda nutricional, alterações físico-químicas, tornando - o inadequado ao consumo humano bem como reduzindo seu valor comercial. Por essa razão o binômio tempo – temperatura são regulamentados pela legislação. 3. PRINCIPAIS EFEITOS DA TECNOLOGIA UHT E HTST 3.1. Efeitos físico-químicos: Sabe-se que os tratamentos térmicos aplicados ao leite são métodos de conservação que visam à destruição do máximo de microrganismos possível e o mínimo de modificações físico-químicas sensoriais. Para Cortez (2010), os 11 tratamentos térmico, mesmo que sejam brandos podem causar alterações indesejáveis em alguns constituintes. 3.1.1. Efeitos físico-químicos sobre as proteínas: As proteínas, quando submetidas a determinadas temperaturas, elas sofrem desnaturação térmica, o que leva alterações de sua estrutura química, refletindo na redução ou na melhorada digestibilidade. Os tratamentos térmicos mais severos, como o processo UHT, causam desnaturação das proteínas do soro do leite, especialmente a β-lactoalbumina (CUNHA, 2001). A desnaturação das proteínas do soro desempenha um importante papel no desenvolvimento do aroma de cozido. Este aroma não é perceptível no leite pasteurizado HTST, porém forma parte do sabor característico do leite esterilizado (ROCHA, 2004). Tabela 1 - Desnaturação das proteínas do soro durante o tratamento térmico. Tratamento térmico % Pasteurização 11 UHT Direto 50 UHT Indireto 90 Esterilização mediante autoclaves 100 Fonte: ADAPTADO, com base em Varnam & Sutherland, 1995a. Modificado por ROCHA, 2004. Gaucher et al. (2008) observaram o efeito do processamento térmico do leite UHT (UAT) através do decréscimo do conteúdo de Nitrogênio não-caseínico (NNC) e um aumento do tamanho da micela de caseína devido a hidratação micelar, além do elevado número de pequenas partículas micelares e na quantidade de caseínas solúveis (CUNHA, 2001). Segundo Cortez (2010), as frações de caseína são termorresistentes, mantendo uma mesma estrutura quando submetidas a temperaturas superiores a 120°C por um tempo de até 10 minutos. Já as proteínas do soro são susceptíveis à desnaturação 12 quando expostas a temperaturas acima 65°C. Umas das alterações físico-químicas, temos a complexação da β-lactoglobulina com a Ϗ-caseína, responsável pelo aumento da estabilidade térmica. Assim dificultando a ação de enzimas do coagulante na fabricação de queijos, por exemplo. 3.1.1.1. Sedimentação de leite UHT: É uma alteração relativamente comum, que envolve a decomposição de uma camada de material proteico proveniente do transporte de micelas de caseínas intactas do leite para o fundo da caixa (COSTA, 2010). Essa alteração é muitas vezes relacionada à agregação de caseínas devido à indução pelo calor, sendo que a taxa de sedimentação é rápida depois do processamento devido ao alto peso das micelas aquecidas (VARNAM; SUTHERLAND, 2001b). 3.1.2. Efeitos físico-químicos sobre a lactose: Em tratamentos térmicos mais drásticos, como a esterilização, ocorre a decomposição da lactose, com a oxidação de ácidos orgânicos devido ao aumento da acidez (CORTEZ, 2010). Quando os cristais de lactose são aquecidos a temperaturas mais elevadas, observa-se primeiramente, a perda da água de cristalização a 110 - 130°C, seguido de amarelecimento a 150°C, e escurecimento (marrom) a 170°C, devido a caramelização (ROCHA, 2004). Tabela 2 – Reação da lactose de acordo com a temperatura. Temperatura Reação da lactose 110°C Cristalização e caramelização 150°C Amarelecimento 170°C Escurecimento Fonte: ADAPTADO, com base na apostila de introdução à tecnologia de leite e derivados, Cortez, 2010. 13 3.1.3. Efeitos físico-químicos sobre a gordura: O leite que passa pela homogeneização da gordura, que é obrigatório em leite UHT (UAT) que promove uma melhor digestibilidade do produto (COSTA, 2010). De forma geral, o efeito do tratamento térmico UHT (UAT) não muda o valor nutricional da gordura do leite, além de promover uma vida- de-prateleira maior em relação ao produto pasteurizado (FERREIRA, 2007). Segundo Cortez (2010), os glóbulos de gordura começam sofrer em temperaturas acima de 60°C, alterações como: a desnaturação de parte da fração proteica e a passagem para o estado líquido. Em temperaturas prolongadas sob temperaturas de 70°C a 80°C por muitas horas ou em temperaturas superiores a 100°C, ocorre a formação de lactonas e alterações do sabor e do aroma do leite (CORTEZ, 2010; ESPARIZ,2010). Tabela 3 – Formação de lactonas e metil-cetonas após o tratamento térmico. Produto Lactonas e metil-cetonas (nmol /g de gordura) Leite pasteurizado 12 Leite UHT 21 Leite esterilizado em recipientes herméticos 100 Fonte: ADAPTADO, com base em Varnam & Sutherland, 1995a. Modificado por ROCHA, 2004. No leite UHT se encontram níveis mais altos de ácidos graxos livres, e que pode haver uma indução ao aumento do grau de acidez, que é representada pelo índice de acidez da gordura em milemol de ácido graxo livre por 100g de gordura. O leite com o grau de acidez maior do que 2 é geralmente tido como inaceitável pelo sabor denominado “lipolisado”, denominação essa dada pela ocorrência da lipólise nos triglicerídeos do leite (ESPARIZ, 2010; Neto et al, 2002). 3.1.4. Efeitos físico-químicos sobre os sais minerais: Alguns minerais do leite, tais como: o sódio, o enxofre, o cloro, e o potássio não sofrem nenhuma modificação com o tratamento térmico. Já outros são afetados 14 com aquecimento como: o magnésio, citrato, o fosfato e principalmente o cálcio (CORTEZ, 2010). O tratamento modifica os equilíbrios dos sais de cálcio que são afetados porque a temperatura diminui a sua solubilidade, produzindo uma diminuição do cálcio solúvel e a precipitação do fosfato de cálcio, causando prejuízos nutricionais, pela menor presença de cálcio e fósforo disponível para absorção (CORTEZ, 2010; ESPARIZ, 2010; ROCHA, 2004). Durante a pasteurização estes efeitos só têm importância em circunstâncias excepcionais, apesar do papel que desempenha o leite como, importante fonte de cálcio na dieta (Varnam & Sutherland, 1995 apud ROCHA, 2004). As principais modificações causadas pelo processamento UHT aos minerais do leite é a menor disponibilidade de íons de cálcio e fósforo para a absorção. Contudo, não observaram alterações significativas nos conteúdos de minerais de leite UHT, comparando-se com as modificações causadas por processos de pasteurização (Neto et al, 2002, ROCHA, 2004). 3.1.5. Efeitos físico-químicos sobre as enzimas: No tratamento de pasteurização várias enzimas do leite são inativadas e as provas da inativação enzimática como o teste da fosfatase alcalina, são utilizadas desde muitos anos para comprovar que o leite tem recebido uma pasteurização adequada (ROCHA, 2004). Porém a plasmina é resistente a ele, mantendo de 70 a 80% de sua atividade depois de um tratamento HTST. Os plasminógenos parecem ser menos afetados do que a plasmina ativa e o grau de ativação dos plasminógenos podem aumentar depois da pasteurização devido à inativação de compostos que normalmente atuam como inibidores (ESPARIZ, 2010; ROCHA, 2004). Dessa forma, a pasteurização não tem um efeito importante sobre o nível de atividade proteolítica total, já que se produz certo grau de inativação da plasmina. Mesmo depois da esterilização UHT permanece de 30 a 40% de plasmina ativa e na esterilização pelo sistema convencional, dependendo do tratamento aplicado, a enzima pode ser totalmente inativada (VARNAM & SUTHERLAND, 1995a apaud ROCHA, 2004). 15 Tabela 4 – Inativação das plasminas segundo o tratamento térmico. Tratamento térmico % plasmina inativada Pasteurização 20-30 UHT 30-40 Esterilização convencional 100 Fonte: ADAPTAÇÃO, com base em Varnam & Sutherland, 1995a. Modificado por ROCHA, 2004. 3.2. Efeitos microbiológicos: A qualidade do leite, na visão microbiológica, resulta em dois fatores. Primeiramente a saúde da fêmea leiteira (ausência de mastite), e posteriormente, pelas boas condições de higiene e estocagem. A falta dessas duas vias pode resultar em uma matéria-prima com carga microbiana deteriorante e até patogênica. Desta forma, a saúde da glândula mamária, a higiene de ordenha, o ambiente em que a vaca fica alojada, os procedimentos de limpeza dos equipamentos de ordenha, a higiene do ordenhador e dostanques de resfriamento são fatores que afetam diretamente a qualidade microbiológica do leite cru (TRONCO 2010). 3.2.1. Psicrotróficos: Quando o leite permanece refrigerado por longo período, cerca de 48 horas (desde sua produção até a indústria) potencializa o crescimento dos microrganismos psicrotróficos e passam a dominar a flora bacteriana da matéria prima. Esse tipo de microrganismo é produtor de enzimas termorresistentes, na qual essas irão degradar proteínas – pela protease, e hidrolisar lipídios – pela lipase (ZENI et al, 2013). Segundo Costa (2010) essas enzimas extracelulares causam a hidrólise de compostos do leite, mesmo após o processamento térmico, onde interfere nas caseínas e nos triglicerídeos da matéria-prima. Normalmente são bactérias: Enterococcus, Streptococcus, Leuconostoc, Microbacterium, Propionobacterium, Micrococcus, Proteus, Pseudomonas, Bacillus, Listeria, Achromobacter, Aerobacter. 16 3.2.2. Mesófilos aeróbios facultativos viáveis: Os crescimentos de mesófilos incluem-se em uma faixa elevada de variação de temperatura, entre 20 – 45ºC, tendo sua multiplicação acentuada em 32ºC (LORENZETTI, 2006). Em consonância com Vidal-Martins; Rossi Jr; e Rezende-Lago (2005), para a indústria de leites UHT, a presença de mesófilos acima do que a legislação preconiza (no máximo 1,0 x 10² UFC/ml) resultará em um leite com chances de ser um veículo de doenças, e apresentar de microrganismos deteriorantes, assim, a indústria deve incubar os lotes de leites UHT por sete dias (quarentena) a 35 - 37ºC em embalagem fechada, no final do período não deve apresentar microrganismos patogênicos e causadores de alterações físicas-químicas e sensoriais. Em leites UHT (UAT) a presença de Bacillus sporothermodurans é corriqueira, contudo, sua presença não altera as características sensórias do leite e não traz danos a saúde do consumidor. Desse modo, a contagem final de mesófilos deve ser desconsiderada a presença de B. sporothermodurans (BUSATTA; VALDRUGA; CANSIAN; 2005). 3.2.3. Coliformes: O grupo de coliformes é compreendido em uma gama de microrganismos, na qual eles têm em comum a fermentação da lactose e a produção de gás (CO2) em 48 horas, em aspectos morfológicos, podem ser aeróbicas ou anaeróbicas, Gram negativo e não esporogênicas (OLIVEIRA, 2005). Neste contexto, o que difere o grupo dos coliformes é a temperatura que fermentam a lactose e da produção de gás. Coliformes totais são microrganismos em que a temperatura do seu metabolismo é de 35ºC, enquanto que coliformes termotolerantes a temperatura do seu metabolismo é de 45ºC (NASCENTES; ARAÚJO, 2012). Segundo Cogo e Yoshisuki (2014) tratando de leite pasteurizado, a presença de coliforme pode estar relacionada à ineficiência do equipamento e/ou contaminação pós-pasteurização, assim acarreta danos aos produtos oriundos desse 17 leite. Além disso, o leite UHT pode sofrer influências pela contaminação dos coliformes, na qual a caixa do “longa-vida” sofrerá processo de estufamento pela produção do gás CO2, detectado na tapa da quarentena. 3.3. Efeitos bioquímicos e nutricionais: O leite possui um papel importante na dieta de muitos indivíduos pelo alto valor biológico de seus constituintes como as proteínas, vitaminas, e minerais presentes. As características bioquímicas e nutricionais do leite podem ser afetadas durante o tratamento térmico, já que o leite possui alguns componentes sensíveis ao processo, isto ocorre com as vitaminas hidrossolúveis que por serem sensíveis ao calor, podem ser afetadas ocasionando a baixa de seus teores no produto, as proteínas do soro também podem sofrer desnaturação, e as proteínas podem acarretar alterações no leite UHT, com o aparecimento do fenômeno da gelatinização, que está associada à severidade do tratamento térmico e os níveis de contaminação de microrganismos psicrotróficos no leite. 3.3.1. Efeitos bioquímicos sobre a lactose: Quando elevamos o leite a uma alta temperatura durante um longo período de tempo, algumas reações indesejáveis podem ocorrer, tais como escurecimento (reação de Maillard), sabor de cozido e caramelo e, ocasionalmente, grandes quantidades de sedimentos. Esses defeitos podem ser minimizados por um tratamento térmico menos agressivo: é preferível uma temperatura mais elevada, por um período de tempo mais curto, do que o contrário (HARGREAVES, 2010b). O escurecimento do leite durante o aquecimento se deve a reação entre o grupo aldeído da lactose e o grupo amina das proteínas (Reação de Maillard) e a polimerização (caramelização) das moléculas de lactose. Também é possível que a lactose se decomponha por oxidação em ácidos orgânicos, o que explicaria em parte o aumento de acidez que se produz durante a esterilização do leite (Amiot, 1991 apud ROCHA, 2004). 18 O tratamento térmico do leite aumenta a formação de lactulose, que é um dissacarídeo formado por um resíduo de frutose e um resíduo de galactose. Isto não é desejável, pois a lactulose não é hidrolisada pelas enzimas dos mamíferos, porém pode ser fermentada no intestino grosso produzindo flatulências. Com isso, a lactulose não pode ser fermentada no intestino (ESPARIZ, 2010). Tabela 5 - Formação de lactulose após o tratamento térmico. Tratamento térmico Lactulose (mg/L) Pasteurização 50 UHT 100-500 Esterilização 900-1380 Fonte: ADAPTADO, com base em Varnam & Sutherland, 1995a. Modificado por ROCHA, 2004. 3.3.2. Efeitos bioquímicos sobre as proteínas: A desnaturação das proteínas do soro desempenha um papel importante no desenvolvimento do aroma de cozido. Este aroma não é perceptível no leite pasteurizado HTST, porém forma parte do sabor característico do leite esterilizado (Varnam & Sutherland, 1995 apud ROCHA, 2004). A gelatinização constitui-se num dos principais problemas que afetam o leite, mas não a sua coagulação, já que o tempo de aquecimento é curto. Durante o período de estocagem, a viscosidade do leite aumenta, até a formação do gel indicando que o produto não está mais apto para o consumo (HILL, 1988 apud CUNHA, 2001). O fenômeno de gelatinização é induzido, inicialmente, pela ação de enzimas (proteases) termorresistentes presentes, naturalmente, no leite e/ou provenientes de bactérias, principalmente do grupo dos psicrotróficos. Estas enzimas apresentam a capacidade de degradar as caseínas e promover a agregação das micelas do leite. Quando a contagem de bactérias psicrotróficas atinge nível igual ou superior a 10 7 , a produção de proteases destes microrganismos é capaz de degradar quantidades consideráveis de caseína (SHAH, 1994 apud CUNHA 2001). 19 3.3.3. Efeitos bioquímicos sobre as vitaminas: As vitaminas lipossolúveis A, D e E e as vitaminas hidrossolúveis biotina, ácido nicotínico, ácido pantotênico e riboflavina são relativamente estáveis ao calor e não se produzem perdas muito significativas das mesmas durante a pasteurização e nem na maior parte dos tratamentos UHT. As vitaminas constituem um dos grupos de nutrientes mais sensíveis aos tratamentos térmicos. O leite submetido ao processo UHT (direto e indireto) apresenta perdas vitamínicas em pequenas proporções, semelhantes às causadas pela pasteurização (HTST) (CUNHA, 2001). Tabela 6 - Perdas de vitaminas após os tratamentos térmicos. Componentes Leite UHT Leite pasteurizado Vitamina A 0-25% n.s. Vitamina D 8% 3% Vitamina E Estável Estável Vitamina B1 5 -15% 10% Vitamina B2 5-10% 0% Vitamina B6 10-25% 0-5% Vitamina B12 10-20% 0-10% Vitamina C 10-25% 5-20%Ácido fólico 5-20% 3-5% Biotina Estável Estável Ácido pantotênico 3-4% 1-2% Legenda: n.s.= não significativo. Fonte: ADAPTADO, com base em Martins et . al, 2004. De acordo com a Tabela 4, percebe-se que a maioria das vitaminas analisadas não apresentou perdas significativas. Em virtude da sua elevada instabilidade a altas temperaturas, a vitamina C, apresentou uma maior perda quando comparada às demais vitaminas analisadas, principalmente no processo UHT, (25% de perdas). 4. PRINCIPAIS ANÁLISES EM LEITES PASTEURIZADOS E ULTRA- PASTEURIZADOS 4.1. Analises físico-químicas de leites pasteurizados e ultrapasteurizados: 20 4.1.1. Alizarol: A estabilidade ao alizarol é uma prova rápida, muito empregada nas plataformas de recepção como um indicador de acidez e estabilidade térmica do leite. A amostra de leite é cuidadosamente misturada a uma solução alcoólica contendo um indicador de pH (alizarina) e observa-se se ocorre a formação de um precipitado, ou coagulação. Um aumento na acidez do leite, causada pelo crescimento de bactérias e produção de ácido láctico, causará um resultado positivo no teste, embora o pH preciso em que isto ocorre não seja o mesmo para todo leite. A concentração da solução alcoólica pode variar (BRASIL, 2011). 4.1.2. Acidez titulável (Dornic): A determinação da acidez do leite é uma das medidas mais usadas no controle da matéria-prima pela indústria leiteira. O teste é usado para classificar o leite e também como um guia para controle da manufatura de produtos como o queijo. A acidez titulável é expressa em graus Dornic (°D) ou em porcentagem (%) de ácido láctico (BRASIL, 2011). No teste da acidez titulável, uma substância básica (isto é, alcalina), o hidróxido de sódio (NaOH), é usada para neutralizar o ácido do leite. Uma substância indicadora (fenolftaleína) é usada para mostrar a quantidade da alcalina que foi necessária para neutralizar o ácido do leite. O indicador permanece incolor quando misturado com uma substância ácida, mas adquire coloração rosa em meio alcalino. Portanto, o álcalino (NaOH N/9) é adicionado ao leite até que o leite adquirira a coloração rósea. Cada 0,1 ml da solução de NaOH N/9 gasto no teste corresponde a 1°D ou 0,1g de ácido láctico/L (BRASIL, 2011). 21 4.1.3. Índice crioscópico: A temperatura de congelamento do leite é mais baixa do que a da água devido ao efeito das substâncias dissolvidas no leite, principalmente a lactose e os sais minerais. O índice crioscópico ou crioscopia é a medida do ponto de congelamento do leite ou da depressão do ponto de congelamento do leite em relação ao da água. O ponto de congelamento máximo do leite aceito pela legislação brasileira é –0,512°C. Como essa é uma das características físicas mais constantes do leite, é usada para detectar adulteração do leite com água. Quando se adiciona água ao leite, o ponto de congelamento aumenta em direção ao ponto de congelamento da água (0ºC) (BRASIL, 2011). 4.1.4. Análise de gordura (método Gerber): O método tradicional de determinação do conteúdo de gordura do leite é o de Gerber. Baseia-se no tratamento de um determinado volume de leite com ácido sulfúrico e álcool isoamílico, no butirômetro de Gerber. O princípio do método é a destruição das micelas de gordura e a dissolução da caseína, facilitando a separação da gordura (BRASIL, 2011). 4.1.5. Densidade: A densidade do leite é uma relação entre seu peso e volume e é normalmente medida a 15°C ou corrigida para essa temperatura. A densidade do leite é, em média, 1,032 g/mL, podendo variar entre 1,023 e 1,040 g/mL. A densidade da gordura do leite é aproximadamente 0,927 e a do leite desnatado, cerca de 1,035. Assim, um leite com 3,0% de gordura deverá ter uma densidade em torno de 1,0295, enquanto um com 4,5% deverá ter uma densidade de 1,0277 (BRASIL, 2011). 22 4.1.6. EST (método de Ackermann): O extrato seco total (EST) ou sólidos totais é o somatório da concentração de todos os componentes do leite exceto a água. O extrato seco desengordurado (ESD) é a diferença entre o EST e o teor de gordura. Estes parâmetros são muito importantes para a indústria, pois a partir deles é possível prever o rendimento na fabricação de derivados lácteos como queijos e outros. Em média, o EST no leite encontra-se entre 12% e 13% enquanto que, de acordo com a Instrução Normativa nº 62, o ESD deve ser de, no mínimo 8,4% (BRASIL, 2011). Para achar o extrato seco total, basta coincidir o número correspondente à densidade achada no leite (marcado no primeiro disco) e a porcentagem de gordura do leite marcada no segundo disco, em um ponteiro no primeiro disco que apontará o extrato seco total correspondente ao leite, na segunda ordem, do segundo disco (BRASIL, 2011). 4.1.7. Fosfatase: A fosfatase alcalina é uma enzima hidrolítica natural do leite cru, sendo sensível às temperaturas de pasteurização. É muito utilizado para controlar a pasteurização do leite, processo que se baseia na liberação de fenol de compostos fosforados (NASCIMENTO, 2016). Como procedimento, colocam-se cerca de 50 ml da amostra de leite no béquer, fazendo-se uso de uma pipeta. Depois, imerge-se a tira reagente de fosfatase na amostra durante 10 segundos para permitir a sua absorção. Logo após, retira-se a tira da amostra e aguarda-se de 2 a 3 minutos para realizar a leitura. Como resultado, quando o leite é cru (in natura) a fofatase alcalina deve estar presente, e quando o leite é pasteurizado a fosfatase alcalina deve estar ausente. Dessa forma, uma coloração amarela mais escura na tira indica teste positivo para fosfatase, e se não houver alteração na tira o teste é negativo (NASCIMENTO, 2016). 23 4.1.8. Peroxidase: A peroxidase é uma enzima presente no leite, que é destruída quando aquecida a 75°C, por mais de 20 segundos. Este teste avalia se o processo de pasteurização foi eficiente (NASCIMENTO, 2016). Como procedimento, colocam-se cerca de 50 ml da amostra de leite no béquer, fazendo-se uso de uma pipeta. Depois, imerge-se a tira reagente de peroxidase na amostra durante 10 segundos para permitir a sua absorção. Logo após, retira-se a tira da amostra e aguarda-se de 2 a 3 minutos para realizar a leitura. Como resultado, tanto para o leite cru (in natura) ou pasteurizado a peroxidase deve estar presente. Assim, o aparecimento de uma colocação marrom avermelhada na tira indica teste positivo para peroxidase, e se não houver alteração na tira o teste é negativo (NASCIMENTO, 2016). 4.2. Analises microbiológicas de leites pasteurizados e ultrapasteurizados: Segundo Ministério da Agricultura Pecuária e Abastecimento (MAPA, 2011), que após a pasteurização o produto assim processado deve imediatamente apresentar teste negativo para fosfatase alcalina, teste positivo para peroxidase e coliformes 30/35°C menor que 0,3 NMP/mL (Número Mais Provável/mililitro) da amostra, porem há outras analises podem ser utilizadas para verificar a eficiência da pasteurização, como por exemplo, a pesquisa de Salmonella e a Contagem Padrão a Placas (CPP). Após o tratamento UHT e o envase, a embalagem de leite UHT é submetida a uma incubação de 35 a 37°C por 7 dias, conhecida como prova do sequestro ou quarentena. 4.2.1. Pesquisa de salmonela: O gênero salmonela spp. é um bastonete gran-negativo, não esporulado, móvel e grande causador de doenças de origem alimentar. 24 Quando estão no leite e em seus derivados, representam uma falha no processo de pasteurização,pois esse gênero não resiste a tal tratamento térmico, podendo ser causada por uma contaminação cruzada uma contaminação cruzada (MARQUES; BESERRA, 2010). 4.2.2. Contagem padrão em placas: A contagem padrão a placas (CPP) em um alimento reflete a qualidade da matéria-prima, bem como as condições de processamento, manuseio e estocagem, permitindo estimar o tempo de prateleira do alimento em questão (MARQUES; BESERRA, 2010). Feita pós-pasteurização ajuda a estimar a carga microbiana eliminada após a pasteurização. Tabela 7 – Parâmetros microbiológicos para leite pasteurizado. Tipo de análise microbiológica Resultados esperados Contagem padrão em Placas (UFC/mL) n = 5; c = 2; m = 4,0x10 4 ; M= 8,0x10 4 Coliformes, NMP/mL (30/35°C) n = 5; c = 2; m = 1; M= 2 Coliformes, NMP/mL (45°C) n = 5; c = 1; m = 1; M= 2 Salmonella spp. /25mL n = 5; c = 0; m = ausência Fonte: ADAPTADO, de BRASIL, 2011. 4.2.3. Prova do sequestro ou quarentena para leite UHT: Para Cortez (2010), do lote fabricado, são recolhidas algumas caixas de leite para análise. Por exemplo, se foram recolhidas dez caixas, cinco vão para uma estufa à temperatura de 35°C a 37°C por sete dias de incubação. As outras cinco ficam fora da estufa. Depois de decorridos os setes dias, o leite de ambas as amostras são comparados (CORTEZ, 2010). Caso ocorra uma variação, pode-se inferir sobre a existência de algum problema, sendo a forma de controlar o processamento. Segundo o ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento, o MAPA (BRASIL, 1997), determina que, após a incubação: 25 A embalagem não sofra alterações; O leite seja estável ao etanol 68% (v/v); A acidez não vá além de 0,02g de ácido lático/100 mL, em relação à acidez da amostra sem incubação; As características sensoriais não difiram sequer sensivelmente da amostra sem incubar; A contagem de microrganismos aeróbicos mesófilos por mililitros atenda o limite máximo de 100 UFC, em cinco amostras. O leite UAT (UHT) não deve ter microrganismo capazes de proliferar em condições normais de armazenamento e distribuição, pelo que após uma incubação na embalagem fechada a 25 - 37ºC, durante 7 dias, deve obedecer: Tabela 8 – Critérios microbiológicos para leite ultra-pasteurizado. Requisito Critério de aceitação Aeróbicos MESOFILOS/mL N =5; c = 0; m = 100 Fonte: ADAPTADO, de BRASIL, 1996. 5. TECNOLOGIA HIGH TEMPERATURE, SHORT TIME (HTST) Na pasteurização rápida, a utilização da tecnologia de placas para o aquecimento, manutenção e até resfriamento, é em sistema de fluxo bidirecional, isto é, o leite em sentido progressivo e a água quente em contra corrente, proporciona ao sistema maior eficiência e rapidez (ALMEIDA, 2006). 5.1. Equipamentos para leite HTST: De qualquer modo, é essencial que a pasteurização seja planejada e operada em consonância com o porte da indústria. Assim, é possível demonstrar uma planta de um pasteurizador com o sistema HTST. 26 Figura 1 – Planta de equipamentos do sistema HTST. Fonte: https://www.slideshare.net/tavaressandy/pasteurizaao?qid=1b5d7998-5d7b-4115- b71c-e89bb303e7bd&v=&b=&from_search=2 No processo HTST é amplamente utilizado nas empresas de grande e médio porte, para o processamento de derivados lácteos. Nessa imagem são destacados alguns equipamentos, como por exemplo: Silo pulmão ou Tanque de equilíbrio: É o ponto de entrada do leite no sistema de pasteurização. O tanque de equilíbrio mantém o nível de produto (leite) constante no tanque, evitando que haja derrame ou que falte produto no sistema. Para controlar o volume de leite no tanque são utilizados sistema de boia ou sensores de nível (HARGREAVES, 2010a). Trocador de calor: Consiste em aquecer o leite a 72 - 75°C por 15 a 20 segundos em um equipamento com trocadores de calor de placas ou tubular, seguido de choque térmico através do resfriamento imediato até temperatura igual ou inferior a 5°C (LEITE et al, 2006). Clarificador centrífuga: As centrífugas podem ser utilizadas de diferentes maneiras pelas industrias de laticínios. Seu objetivo é separar, por meio da força centrífuga, líquidos de diferentes densidades ou sólidos de líquidos, bem como partículas, tais como a massa, a gordura, os microrganismos e as impurezas que se encontram em suspensão em um meio líquido (HARGREAVES, 2010a). 27 Unidade de padronização: A padronização tem a finalidade de dar ao leite um teor de gordura definido e garantido, mantendo-se constante o teor de gordura. Desse modo, é possível controlar o percentual de gordura final (VENTURINI; SARCINELLI; SILVA, 2007). Homogeneizador: O objetivo da homogeneização é reduzir o tamanho dos glóbulos de gordura no leite, evitando portando a separação da gordura. Além disso, melhora os aspectos sensoriais e ainda melhora a qualidade do queijo e iogurte (TETRA PAK, 2015). 5.2. Processamento para leite HTST: De acordo com Almeida (2006), a circulação do leite pelas placas alternadas, em camadas extremamente delgadas, faz com que a troca de calor seja muito rápida e eficiente, a legislação brasileira estabelece que a pasteurização deva ser realizada submetendo o leite a temperaturas entre 72°C a 75°C por 15 a 20 segundos. Figura 2 – Funcionamento de um sistema do tipo HTST para leite fluido. Fonte: http://rede.novaescolaclube.org.br/planos-de-aula/producao-e-conservacao- industrial-do-leite 28 Segundo Bezerra (2008), o processamento do leite pode ser dividido em algumas etapas, onde são de extrema importância para um bom funcionamento do binômio tempo/temperatura. Na qual pode ser dividida da seguinte forma: Regeneração: Entrada de leite onde ocorrem as primeiras trocas térmicas entre o produto que está entrando (para ser aquecido) e o que já foi pasteurizado (que está indo para a seção de resfriamento). Na primeira regeneração, o leite é aquecido a aproximadamente 50ºC, vai para a padronizadora e retorna ao pasteurizador na segunda regeneração, que ocorrerá a troca térmica com o leite já pasteurizado, na qual a temperatura ficará entre 67ºC. Em seguida, o leite vai para a seção de aquecimento (HARGREAVES, 2010a). Seção de aquecimento: Nesta ocorrerá à troca térmica do leite com a fonte quente (vapor ou água quente), assim o leite chegará à temperatura de pasteurização. A temperatura que o leite deve chegar nessa etapa é de 72 – 75ºC (ARAÚJO et al, 2012). Seção de retardo: Após a seção de aquecimento, o produto será enviado ao retardador tubular de retardamento durante 16 – 20 segundos, atingindo a temperatura e o tempo de pasteurização desejada (WOODS, 2011). Imagem 1 - Seção de retardo na pasteurização HTST. Fonte: http://www.alfalaval.com/search/?text=SeçãoderetardonapasteurizaçãoHTST/ Válvula de desvio de fluxo: em equipamento de pasteurização a placas com termo-registrador e termorregulador automáticos, válvula automática de desvio de fluxo e termômetros. Essa peça é de uso obrigatório, pois é ela que verifica se o tratamento térmico foi feito corretamente. Se o leite não chegar à temperatura de pasteurização o produto voltará para o tanque de equilíbrio (SANTANA, 2015). 29 Imagem 2 - Válvula de desvio de fluxo. Fonte: http://www.padroniza.com.br/acessorios.html Retorno à regeneração: Nessa seção ocorre a troca térmica inversa, pois o leite que foi aquecido e pasteurizado começa a ser refrigerado com a troca térmica (entre o leite pasteurizado e o leite cru resfriado) (HARGREAVES, 2010a). Seção de resfriamento: Após a pasteurização ocorrerá o resfriamento do leite indiretamente com a água gelada, o leite deve fica na faixa de no máximo 4ºC (BEZERRA et al, 2013). 5.3. Pontos positivos do processamento HTST: Segundo Cortez (2010) o processamento térmico HTST é amplamente utilizado na indústria leiteira, não só como leite fluido, mas também na elaboração de diversos derivados lácteos. Assim é possível afirmar alguns pontos positivos para a utilização do leite tipo HTST: Reduz a carga microbiana deteriorante; Evita transmissão de doenças; Elimina bactérias indesejáveis; Inativa algumas enzimas; Prolonga a período de validade do leite e seus derivados; Beneficia a tecnologia e qualidade dos laticínios. 30 5.4. Pontos negativos do processamento HTST: De acordo com Cortez (2010) o processamento HTST influência na microbiota típica do leite, portanto a indústria deve implementar fermento lático a fim de repor a microbiota perdida no processamento térmico. Além disso, é possível afirmar alguns pontos negativos para a utilização do leite tipo HTST: Problemas no desenvolvimento do sabor e aroma típicos durante a maturação (no caso da não adição de cultura lática); Modifica edifica as propriedades do leite, como por exemplo, insolubilidade dos sais de cálcio e a desnaturação de algumas proteínas do soro; Altera sabor do leite. 6. TECNOLOGIA ULTA HIGH TEMPERATURE (UHT) Também conhecido, como ultra-alta temperatura (UAT) é um tratamento drástico, que utiliza temperaturas em torno de 130°C até 150°C durante 2 a 4 segundos. Com o UHT, a bebida é submetida a um tratamento térmico em que a maioria dos microrganismos presentes são inativados pelo calor (HARGREAVES, 2010b). Porém, segundo Cortez (2010), o leite UHT não é livre de microrganismos, uma vez que esporos termorresistentes podem permanecer no leite, ainda que não interfiram na durabilidade do produto. 6.1. Características gerais: O leite UHT possui excelentes características de preservação, o que confere a ele um prazo de validade longo. Os binômios tempo e temperatura do tratamento UHT baseiam-se na curva de morte térmica do Bacillus stearothermophilus, que é o microrganismo formador de esporos mais resistentes (CORTEZ, 2010). Em relação a saúde coletiva, o objetivo desse tratamento é a destruição do Clostridium botulinum, um patógeno e está relacionado ao estufamento da embalagem de leite UHT. As 31 plantas UHT são totalmente automáticas e possuem quatro modos de operação: pré- esterilização de plantas, produção, CIP (limpeza completa no local) e CIP / limpeza intermediária. . 6.2. Qualidade da matéria prima: O leite exposto ao alto tratamento térmico deve ser de muito boa qualidade. Som isso devemos observar aspectos como: a acidez, a estabilidade proteica, a estabilidade salina e idade (influências enzimáticas) (HARGREAVES, 2010b). Por exemplo, um leite com uma acidez elevada, tem menor estabilidade térmica, que causa problemas de sedimentação e maior queima de proteínas na superfície de aquecimento do equipamento UHT. 6.3. Métodos de processamento longa vida: Existem duas tecnologias para produção de leite ´´longa vida``: Esterilização em autoclave: com o produto na embalagem, sendo aquecido a 116 – 120°C por 20 minutos. Tendo dois processos: esterilização por lotes e processo contínuos (TETRAPAK, 2015). Ultra alta temperatura (UAT ou UHT – Ultra High Temperature), produto aquecido a 135 – 150°C por apenas 4 a 6 segundos, seguindo de resfriamento e envase asséptico em embalagens que protegem o produto contra luz e oxigênio atmosférico (HARGREAVES, 2010b). 6.4. Tipos de sistemas UHT de acordo com uso do vapor: Segundo Hargreaves (2010b), no mercado, temos dois tipos de equipamentos com o sistema UHT, que vão se diferenciar pela maneira de como o vapor é usado em seu funcionamento, então se tem os sistemas de vapor direto e indireto. 32 Sistema de vapor direto: o produto é aquecido em contato direto com o vapor, seguindo de resfriamento. E o sistema pode ser por injeção de vapor ou por infusão de vapor (HARGREAVES, 2010b). Sistema de vapor indireto: o produto não entra em contato com o vapor, a troca se dá através de placas ou paredes. O sistema de vapor indireto podem usar trocadores de calor a placas, trocadores tubulares ou de superfície raspada. 6.5. Tipos de plantas UHT: 6.5.1. Injeção direta de vapor e permutador de calor tubular: Para Hargreaves (2010b), o trocador tubular é indicado para o tratamento de produtos de baixa ou média viscosidade, com ou sem partículas ou fibras, e para processamentos de produtos à base de leite que demandam períodos longos de produção. Figura 3 – Processo UHT com aquecimento por injeção direta de vapor combinado com permutador de calor tubular. Fonte: http://dairyprocessinghandbook.com/chapter/long-life-milk Legenda: 33 1. Tanque de equilíbrio; 2. Bomba de alimentação; 3. Permutador de calor tubular, pré-aquecedor; 4. Cabeça de injeção de vapor; 5. Tubo de retenção; 6. Embarcação a vácuo; 7. Bomba de vácuo; 8. Bomba centrífuga; 9. Homogeneizador asséptico; 10. Permutador de calor tubular, refrigerador. 6.5.2. Injeção indireta de vapor em permutadores de calor de placas: Neste sistema, em um tanque de equilíbrio da planta UHT placas, a uma temperatura de 4°C o produto entra no trocador de calor. E a partir daí, pela bomba de alimentação para a seção regenerativa do trocador de calor da placa (TETRAPAK, 2015). Nesta secção, o produto é aquecido a cerca de 75°C. O produto pré-aquecido é então homogeneizado com homogeneizador não asséptico, e no local é submetido a uma pressão de 180 - 250 bar (HARGREAVES, 2010b). O produto pré-aquecido e homogeneizado retorna para trocador de calor a placas na seção de aquecimento final, onde é aquecido a cerca de 137°C. O aquecimento é realizado por água quente em uma corrente de água fechada. Após o aquecimento, o produto passa pelo tubo de retenção, dimensionado por cerca de 4 segundos. Finalmente, o resfriamento é realizado regenerativamente em duas sequências: primeiro contra a extremidade fria do circuito de água quente e, em seguida, o circuito de regeneração, com o leite cru gelado em contrafluxo. O produto que sai do trocador de calor segue diretamente para a máquina de envase asséptico ou a um tanque asséptico intermediário (HARGREAVES, 2010b; TETRAPAK, 2015). Se a temperatura cair durante a produção, o produto é desviado para um tanque de rejeição e a planta é lavada com água. A planta deve ser limpa e esterilizada antes de reiniciar. 34 Figura 4 - Processo UHT com aquecimento por aquecimento indireto no permutador de calor de placa. Fonte: http://dairyprocessinghandbook.com/chapter/long-life-milk Legenda: 1. Tanque de equilíbrio; 2. Bomba de alimentação; 3. Permutador de calor em placa; 4. Homogeneizador não asséptico; 5. Tubo de retenção. 6.5.3. Injeção indireta de vapor em permutadores de calor tubulares: Um sistema tubular é escolhido para o tratamento UHT de produtos com baixa ou média viscosidade que podem ou não conter partículas ou fibras. O termo viscosidade média é um conceito difuso, uma vez que a viscosidade de um produto pode variar dependendo da matéria-prima, dos aditivos e do tratamento mecânico (TETRAPAK, 2015). Segundo Hargreaves (2010b), as sopas, produtos de tomate, 35 produtos de frutas e vegetais, determinados pudins e sobremesassão exemplos de produtos de viscosidade média bem adaptados ao tratamento em um conceito tubular. O tempo de funcionamento dos sistemas indiretos pode prolongar-se ainda mais através da instalação de um tubo de retenção estabilizador, que estabiliza as proteínas do leite e minimiza a incrustação nos trocadores de calor e no tubo de retenção comum (TETRAPAK, 2015). Figura 5 - Sistema UHT indireto baseado em permutadores de calor tubulares. Fonte: http://dairyprocessinghandbook.com/chapter/long-life-milk Legenda: 1. Tanque de equilíbrio; 2. Bomba de alimentação; 3. Permutador de calor tubular, pré-aquecedor regenerativo e refrigerador; 4. Homogeneizador não asséptico; 5. Permutador de calor tubular, aquecedor; 6. Permutador de calor tubular, aquecedor final; 7. Permutador de calor tubular, refrigerador. 36 6.5.4. Injeção direta de vapor em permutador de calor em placa: O produto a cerca de 4°C é fornecido a partir do tanque de equilíbrio e encaminhado pela bomba de alimentação para a seção de pré-aquecimento do trocador de calor da placa . Após o pré-aquecimento a aproximadamente 80°C, o produto continua no injetor de vapor do bocal do anel. O vapor injetado no produto aumenta instantaneamente a temperatura do produto para cerca de 140 a 150 ° C (a pressão evita que o produto ferva). O produto é mantido à temperatura de UHT no tubo de retenção durante alguns segundos antes de ser refrigerado por flash (TETRAPAK, 2015). Figura 6 - Processo UHT com aquecimento por injeção direta de vapor combinado com permutador de calor de placa. Fonte: http://dairyprocessinghandbook.com/chapter/long-life-milk Legenda: 1. Leite de tanque de equilíbrio; 2. Bomba de alimentação; 3. Permutador de calor em placa; 4. Cabeça de injeção de vapor; 37 5. Tubo de retenção; 6. Embarcação a vácuo; 7. Bomba de vácuo; 8. Bomba centrífuga; 9. Homogeneizador asséptico. 6.5.5. Injeção indireta de vapor em permutadores de calor de superfície raspada: Os permutadores de calor de superfície raspada são um tipo adequado para o tratamento de produtos alimentares de alta viscosidade com ou sem partículas (TETRAPAK, 2015). Para Hargreaves (2010b), o sistema de trocador de calor com superfície raspada pode causar grandes variações físico-químicas dos produtos dos produtos a serem processados. Basicamente, o produto é enviado por bomba de deslocamento positivo para um trocador de calor com superfície raspada. Figura 7 - Processo UHT com aquecimento por aquecimento indireto no permutador de calor de superfície raspada. Fonte: http://dairyprocessinghandbook.com/chapter/long-life-milk 38 Legenda: 1. Tanque de produtos; 2. Bomba de alimentação positiva; 3. Trocador de calor de superfície raspada, aquecedor; 4. Trocador de calor de superfície raspada, aquecedor; 5. Tubo de retenção; 6. Trocador de calor de superfície raspada, refrigerador; 7. Trocador de calor de superfície raspada, refrigerador; 8. Trocador de calor de superfície raspada, refrigerador; 9. Trocador de calor de superfície raspada, refrigerador. Figura 8 – Detalhe de um trocador de calor de superfície raspada. Fonte: http://slideplayer.com.br/slide/374832/ 39 6.6. Embalagem asséptica: A embalagem asséptica é um procedimento consistindo na esterilização do material de embalagem ou recipiente, enchendo com um produto comercialmente estéril em um ambiente asséptico e produzindo recipientes suficientemente apertados para evitar a recontaminação, ou seja, hermeticamente fechados (TETRAPAK, 2015). Para produtos com uma longa vida útil não refrigerada, a embalagem também deve fornecer proteção quase completa contra a luz e o oxigênio atmosférico, a fim de proteger o valor nutricional e sensorial do produto (CORTEZ, 2010; TETRAPAK, 2015; HARGREAVES, 2010b). 6.7. Pontos positivos: Existem muita vantagem para o produtor, varejista e consumidor se um produto não requer refrigeração e pode ser armazenado por longos períodos sem estragar. O produtor pode, por exemplo, alcançar mercados geograficamente mais amplos, simplificar o planejamento da produção, reduzindo as mudanças e perdas de produtos, facilitando as entregas usando veículos de distribuição cada vez mais baratos e eliminando o retorno de produtos não vendidos (HARGREAVES, 2010b). A manipulação torna-se mais fácil para o varejista, pois o espaço de exibição refrigerado caro não é necessário e o planejamento de estoque é simplificado. Esta é também uma tecnologia ecológica devido à redução do consumo de resíduos e energia (TETRAPAK, 2015). 7. ASPECTOS DE VIDA ÚTIL NO MERCADO Os dois processos utilizam a ação do calor, porém há inúmeras diferenças entre eles, desde o equipamento até o produto final. A maior diferença é que no processo de pasteurização rápida HTST (High Temperature Short Time) o leite é submetido a uma temperatura de 72 a 75°C por 15 a 20 segundos, depois é resfriado a temperatura de 4°C, e alguns microrganismos que 40 são mais resistentes não são eliminados, mesmo não causando doenças podem provocar a deterioração. Por isso, nesse tipo de processo o leite deve ser conservado em refrigeração e a validade é de 5 a 10 dias, dependendo da sua carga microbiana. Já no tratamento UHT (Ultra High Temperature) o leite é esterilizado, sendo aquecido a uma temperatura de 130 a 150°C por 2 a 4 segundos, e depois resfriado até uma temperatura menor que 32°C. Tal ação é suficiente para eliminar todos os microrganismos que se multiplicariam dentro da embalagem do UHT, além dos patogênicos. Por esse motivo, pode ser armazenado em temperatura ambiente. A embalagem também é diferente, pois protege o produto da exposição da luz e oxigênio, evitando outras alterações. É importante, para que se tenha uma vida de prateleira mais prolongada, para ambos os tipos de leite, que o mesmo seja tratado com higiene e cuidado, pois até o momento da ordenha pode ser crucial para controlá-lo a multiplicação de microrganismos. Por isso, o resfriamento deve ser feito imediatamente após a ordenha. Os tratamentos, além de aumentar a vida útil do produto, destroem os microrganismos patogênicos do leite, assim protegendo o consumidor. Um fator que limita a vida útil do leite pasteurizado é a contagem de microrganismos q ele apresenta. Se o leite cru possuir uma Contagem Bacteriana Total (CBT) alta, possivelmente a contagem do leite pasteurizado não será tão satisfatória. Devido ao motivo de o processo de pasteurização usar uma temperatura média, a fim não alterar componentes sensíveis do leite, e eliminar os patogênicos. Porém, os microrganismos termorresistentes não são eliminados, podendo deteriorar o produto no armazenamento, consequentemente, diminuindo a vida de prateleira. Uma forma de resolver tal problema é fazendo o uso das boas práticas de ordenha (BPO). "A vida de prateleira do leite UHT é uma característica de enorme importância para esse produto, uma vez que pode ficar armazenado em temperatura ambiente por até 4 meses " (SANTOS, 2007). Podem ocorrer alterações como a geleificação e sedimentação (no leite UHT), percebidas pelos consumidores na forma de coagulação ou aumento da viscosidade do leite, que podem estar ligadas à ação de enzimas que degradam as proteínas e a gordura. A sedimentação pode ser relativa ao tamanho de partículas presente depois 41 da fabricação e acentuada pela agregação de partículas durante a estocagem. A geleificação é o aumento da viscosidade queé gerado pela desestabilização da caseína e forma novas formações entre as proteínas quebradas pelas enzimas. Uma das principais origens dessas enzimas é a própria vaca, com altos níveis de Células Somáticas, e de microrganismos contaminantes que são capazes de sobreviver ao tratamento térmico. 8. MERCADO DE LEITES PASTEURIZADOS E ULTRA- PASTEURIZADOS É notório que o leite UHT domina o mercado de leite no Brasil. Entrando no mercado brasileiro em 1970, foi apenas em 1977 que passou a crescer gradativamente. Para Silva (2016) “Em 1977, pela primeira vez as vendas do leite UHT ultrapassaram a de leite pasteurizado tipo C.”. Na década de 1980, a mudança de hábito do consumidor foi auxiliada pela alta da inflação, pois, com a possibilidade de se armazenar o leite UHT em casa por um período maior, devido às suas características, conseguia-se driblar a alta excessiva dos preços``. Esse fator foi complementado com as transformações da estrutura social, com o crescimento da participação da mulher no mercado de trabalho e com o crescimento do varejo de autoconsumo (supermercados), tornando-se uma solução para a falta de tempo para as compras diárias. O leite UHT ganhou força no mercado a partir de 1977, desde então, se tornou o líder de vendas no mercado varejista. Entretanto, nos últimos anos, o leite pasteurizado ascendeu nas vendas, isso devido ao alto preço do UHT. Segundo Petroli (2016) "A migração na demanda do leite UHT para o pasteurizado provocou uma elevação expressiva de aproximadamente 13,09% no varejo deste último. O incremento na demanda pelo leite pasteurizado é reflexo do encarecimento dos preços do UHT. Litro pago ao produtor apresenta alta de 5% na variação mensal". É certo afirmar que o mercado varia de acordo com a procura da população, que por sua vez, busca produtos mais baratos. Um aumento no valor de um produto, 42 como o leite UHT exemplificado aqui, coincide numa queda nas vendas. Neste caso o leite pasteurizado passa a ser o mais procurado. Também, para Petroli (2016) "Nas gôndolas dos supermercados o litro do leite pasteurizado ao consumidor é encontrado em média a R$ 2,53 desde maio, superior aos R$ 2,16 de abril e aos R$ 1,93 de maio do ano passado. Já o leite UHT saltou de R$ 3,44 para R$ 3,62, superando a média de R$ 2,98 do ano passado”. 43 9. CONCLUSÃO Diante disso, a partir desse trabalho é possível identificar a importância dos tratamentos térmicos para a indústria, pois garante durabilidade de seus produtos, e que mesmo utilizando-se temperaturas elevadas, deve ser feitas análises laboratoriais com o objetivo de assegurar e obter um produto de qualidade e que não forneça riscos à saúde do consumidor. 44 10. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ALMEIDA, A. O. Controle Rápido da Eficiência e Sefurança do Processo de Pasteurização* do Leite (*HTST – High Temperature Short Time). Universidade Estadual Paulista “Julio de Mesquita Filho”: Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias. Jaboticabal – SP. 2006. Disponível em: < https://repositorio.unesp.br/handle/11449/94642>. Acesso em: 19 de Nov. 2017. ARAÚJO, C. G. F.; RANGEL, A. H. N.; MEDEIROS, H. R.; MENDES, C. G.; ABRANTES, M. R.; SOUZA, E. S.; SILVA, J.B. A. Avaliação Qualitativa do Leite Pasteurizado Tipo A, B e C Comercializado em Natal, RN. Arq. Inst. Biol. v, 79. n, 2. 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