PRODUTOS DE LEITE FERMENTADOS _ Manual de Processamento de Laticínios

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17/05/2019 PRODUTOS DE LEITE FERMENTADOS | Manual de Processamento de Laticínios
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Capítulos
1. PRODUÇÃO PRIMÁRIA DO LEITE
2. A QUÍMICA DO LEITE
3. REOLOGIA
4. MICROBIOLOGIA
5. COLETA E RECEPÇÃO DO LEITE
6. CONSTRUÇÃO DE BLOCOS DE PROCESSAMENTO DE LÁCTEOS
7. PROJETANDO UMA LINHA DE PROCESSO
8. PRODUTOS LÁCTEOS PASTEURIZADOS
9. LEITE DE VIDA ÚTIL
10. CULTURAS E FABRICAÇÃO DE INICIAIS
11. PRODUTOS DE LEITE FERMENTADOS
Iogurte
Kefir
Creme Cultivado
Soro de leite coalhado
12. MANTEIGA E SPREADS DE LEITE
13. LEITE ANATO DE LEITE (AMF) E BUTTEROIL
14. QUEIJO
15. PROCESSAMENTO DE SORO
16. LEITE CONDENSADO
17. LEITE E PÓ DE SORO
18. PRODUTOS LÁCTEOS RECOMBRADOS
19. GELADO
20. CASEINA
21. LIMPEZA DO EQUIPAMENTO DE LEITE
22. EFLUENTE DE LEITERIA
De volta aos capítulos
6.1 Permutadores de Calor
6.2 Separadores centrífugos e padronização do leite
6.3 Homogeneizadores
6.4 Tecnologia de membrana
6.5 Evaporadores
6.6 Desaeradores
6,7 bombas
6.8 Tubos, válvulas e acessórios
6,9 tanques
6.10 Automação
6.11 Sistemas de serviço
Capítulo 6
CONSTRUÇÃO DE BLOCOS DE PROCESSAMENTO DE
LÁCTEOS
O capítulo a seguir descreve os componentes freqüentemente usados no processamento de produtos lácteos. Abrange apenas os componentes usados no processamento de leite
líquido. Equipamento para fabricação de queijos, produção de manteiga
Capítulo 11
PRODUTOS DE LEITE FERMENTADOS
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Os produtos lácteos preparados por fermentação de ácido láctico (por exemplo, iogurte) ou uma combinação deste e fermentação de levedura (por exemplo, Kefir) são chamados de leites
fermentados ou cultivados. O termo fermentado será usado neste capítulo.
Leite fermentado é o nome coletivo para produtos como iogurte, ymer, kefir, leitelho de cultura, filmjölk (leite azedo escandinavo), creme de leite e koumiss (um produto à base de leite de
égua). O nome genérico do leite fermentado é derivado do fato de que o leite para o produto é inoculado com uma cultura inicial que converte parte da lactose em ácido láctico. Dependendo
do tipo de bactéria láctica usada, o dióxido de carbono, o ácido acético, o diacetil, o acetaldeído e várias outras substâncias são formados no processo de conversão, e estes dão aos
produtos o seu sabor e aroma frescos característicos. Os microorganismos usados na produção de kefir e koumiss também produzem álcool etílico. 
O leite fermentado é originário do Oriente Próximo e, posteriormente, tornou-se popular na Europa Oriental e Central. O primeiro exemplo de leite fermentado foi presumivelmente produzido
acidentalmente por nômades. Este leite tornou-se azedo e coagulado sob a influência de certos microrganismos. Por sorte, as bactérias eram do tipo acidificante inofensivo e não eram
organismos produtores de toxinas.
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UMA LENDA
Uma lenda diz que o iogurte e o kefir nasceram nas encostas do Monte Elbrus, na cordilheira do Cáucaso, por um milagre da natureza.
Microrganismos de vários tipos passaram a pousar em uma jarra de leite ao mesmo tempo e à temperatura certa, e descobriram que
podiam viver em simbiose. 
Na encosta sul do Monte Elbrus, microorganismos que preferiam temperaturas relativamente altas, 40 - 45 ° C, se juntaram em um jarro de
leite que provavelmente pertencia a um nômade turco, e o resultado foi o que os turcos chamavam de "Iogurte". Algumas fontes dizem que
este nome foi introduzido no século 8 e que foi alterado no século 11 para a sua forma atual, o iogurte . 
É ainda alegado, por mais verdade que possa haver na história, que o iogurte atue como um “preservativo” contra o envelhecimento
humano; que se você encontrar um cossaco galopando ao longo de um vale caucasiano, provavelmente terá entre 130 e 140 anos! 
Kefir, a lenda continua a se relacionar, foi criado na encosta norte por uma mistura de microorganismos que não gostam tanto de calor. Eles
prosperam melhor a 25 - 28 ° C. O nome kefir pode ser derivado do turco. A primeira sílaba do nome, kef, é turco e significa prazeroso, que
provavelmente foi o primeiro comentário do pastor sobre o sabor. 
Kefir contém vários tipos diferentes de microorganismos, entre os quais a levedura é mais famosa, pois é capaz de formar álcool. O teor
máximo de álcool do kefir é de cerca de 0,8%.
REQUISITOS GERAIS PARA A PRODUÇÃO DE LEITE FERMENTADO
A conversão de lactose em ácido láctico tem um efeito conservante no leite. O baixo pH do leite cultivado inibe o crescimento de bactérias
putrefativas e outros organismos prejudiciais, prolongando assim a vida útil do produto. Por outro lado, o leite acidificado é um ambiente
muito favorável para leveduras e bolores, que causam aromas anormais, embalagens sopradas, etc., se permitido infectar os produtos. 
Os sistemas digestivos de algumas pessoas carecem da enzima lactase. Como resultado, a lactose não é quebrada no processo digestivo
em tipos mais simples de açúcares. Essas pessoas podem consumir apenas volumes muito pequenos de leite comum. Eles podem, no
entanto, consumir leite fermentado, em que a lactose já é parcialmente decomposta pelas enzimas bacterianas. 
Na produção de leite fermentado, as melhores condições possíveis de crescimento devem ser criadas para a cultura inicial. Estes são
conseguidos pelo tratamento térmico do leite para destruir quaisquer microorganismos concorrentes. Além disso, o leite deve ser mantido à
temperatura ideal para a cultura starter relevante. Quando o melhor sabor e aroma possível foram alcançados, o leite cultivado deve ser resfriado rapidamente, para interromper o processo de
fermentação. Se o tempo de fermentação for muito longo ou muito curto, o sabor será prejudicado e a consistência incorreta. 
Além do sabor e aroma, aparência e consistência corretas são características importantes. Estes são determinados pela escolha de parâmetros de pré-processamento. O tratamento térmico
adequado e a homogeneização do leite, por vezes combinados com métodos para aumentar o conteúdo de MSNF, como para o leite destinado ao iogurte, são “pedras de fundação”
essenciais para a construção do coágulo durante o período de incubação. 
Alguns dos mais importantes produtos lácteos fermentados são descritos abaixo. As técnicas de produção para outros produtos fermentados apresentam muitas semelhanças; o pré-
tratamento do leite, por exemplo, é quase o mesmo. As descrições de processo para outros produtos, portanto, concentram-se principalmente nas etapas de produção que diferem daquelas
na produção de iogurte.
IOGURTE
O iogurte é o mais conhecido de todos os produtos lácteos fermentados e o mais popular em todo o mundo. 
A consistência, sabor e aroma variam de um distrito para outro. Em algumas áreas, o iogurte é produzido na forma de um líquido altamente viscoso, enquanto em outros países ele está na
forma de um gel mais macio. O iogurte também é produzido em forma congelada como sobremesa ou como bebida. O sabor e o aroma do iogurte diferem dos de outros produtos acidificados,
e as substâncias aromáticas voláteis incluem pequenas quantidades de ácido acético e acetaldeído.
Iogurte é tipicamente classificado da seguinte forma:
Tipo de conjunto: incubado e resfriado no pacote, Figura 11.3
Tipo agitado: incubadoem tanques e resfriado antes de embalar, Figura 11.4
Tipo de bebida: semelhante ao tipo agitado, mas o coágulo é dividido em um líquido antes de ser embalado, Figura 11.5
Tipo congelado: incubado em tanques e congelado como sorvete, Figura 11.6
Concentrado: incubado em tanques, concentrado e resfriado antes de ser embalado. Este tipo é algumas vezes chamado iogurte grego ou iogurte coado , às vezes labneh ou labaneh ,
Figura 11.7
Fig. 11.1
Os produtos lácteos fermentados são
como ramos de árvores genealógicas.
Fig. 11.2
Monte Elbrus na cordilheira do Cáucaso é o
berço do Kefir e Iogurte.
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IOGURTES COM FRUTAS E SABOR
O iogurte com vários frutos, aromatizantes e aditivos aromáticos é muito popular, embora a tendência para o iogurte natural seja claramente discernível em alguns mercados. Aditivos comuns
são frutas e bagas em xarope, processados ou como purê. A proporção de frutas é geralmente cerca de 15%, dos quais cerca de 50% é açúcar. 
A fruta é misturada com o iogurte antes ou em conjunto com a embalagem; Ele também pode ser colocado no fundo da embalagem, antes que o último seja preenchido com iogurte.
Alternativamente, a fruta pode ser embalada separadamente em um copo duplo integrado com o copo básico. 
Às vezes, o iogurte também é aromatizado com baunilha, mel, essências de café, etc. A coloração e o açúcar na forma de sacarose, glicose ou aspartame (adoçante dietético sem açúcar)
são frequentemente adicionados juntos, com o aromatizante. 
Quando necessário, estabilizadores também podem ser adicionados para modificar a consistência.
Os aditivos aumentam o teor de matéria seca (MS) do iogurte acabado; 
uma composição típica para o iogurte de frutas é:
Gordura 0,5 - 3,0%
Lactose 3.0 - 4.5%
Sólidos de leite não gordurosos (MSNF) 11,0 - 13,0%
Estabilizador (se usado) 0,3 - 0,5%
Fruta 12,0 - 18,0%
Leite para produção de iogurte deve: 
Tem uma contagem baixa de bactérias
Não contém enzimas e substâncias químicas que possam retardar o desenvolvimento da cultura de iogurte
Não contém antibióticos e bacteriófagos
FATORES QUE AFETAM A QUALIDADE DO IOGURTE
Numerosos fatores devem ser cuidadosamente controlados durante o processo de fabricação, a fim de produzir um iogurte de alta qualidade com o sabor, aroma, viscosidade, consistência,
aparência, liberdade de separação do soro e longa vida útil:
Escolha de leite
Padronização do leite 
Aditivos de leite 
Desaeração 
Homogeneização
Tratamento térmico
Escolha de cultura
Projeto planta
O pré-tratamento do leite inclui assim uma série de medidas que são todas muito importantes para a qualidade do produto final. O tratamento mecânico ao qual o iogurte é submetido durante
a produção também afeta sua qualidade.
ESCOLHA DE LEITE
Para poder produzir um iogurte de alta qualidade, o leite destinado à produção de iogurte deve ser da mais alta qualidade bacteriológica. Deve ter um baixo teor de bactérias e substâncias
que possam impedir o desenvolvimento da cultura do iogurte. O leite não deve conter antibióticos, bacteriófagos, resíduos de solução CIP ou agentes esterilizantes. A leiteria deve, portanto,
obter o leite para a produção de iogurte de produtores selecionados e aprovados. O leite deve ser cuidadosamente analisado no laticínio.
Fig. 11.3
Definir iogurte.
1. Copo de enchimento
2. Sala de incubação
3. Sala de refrigeração rápida
Fig. 11.4
Iogurte mexido.
1. Tanque de incubação
2. Resfriador
3. Copo de enchimento
Fig. 11.5
Beber iogurte.
1. Tanque de incubação
2. Resfriador
3. Homogeneizador
4. Máquina de enchimento
Fig. 11.6
Iogurte congelado.
1. Tanque de incubação
2. Congelador contínuo
3. Congelador de sorvetes
4. Para endurecer o túnel
Fig. 11.7
Iogurte concentrado.
1. Tanque de incubação
2. Separador ou filtração por membrana
3. Copo de enchimento
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PADRONIZAÇÃO DO LEITE
Os teores de gordura e sólidos secos do leite são normalmente padronizados de acordo com o código e princípios da FAO / OMS descritos abaixo.
Gordura
O iogurte pode ter um teor de gordura de 0 a 10%. Um teor de gordura de 0,5 a 3,5% é, no entanto, o mais típico. O iogurte pode ser classificado nos seguintes grupos de acordo com o
código e princípios da FAO / OMS:
Iogurte Min. gordura de leite 3%
Iogurte parcialmente desnatado. gordura de leite <3% 
 min. gordura do leite> 0,5%
Iogurte desnatado Max.milk gordura 0,5%
Teor de matéria seca (DM)
De acordo com o código e princípios da FAO / OMS, o MSNF mínimo é de 8,2%. Um aumento no teor total de MS, particularmente a proporção de caseína e proteínas de soro, resultará em
um coágulo de iogurte mais firme, e a tendência à separação do soro será então reduzida.
As formas mais comuns de padronizar o conteúdo de DM são:
Evaporação (10 - 20% do volume do leite é normalmente evaporado)
Adição de leite desnatado ou proteína em pó, geralmente 1 a 3%
Adição de concentrado de leite
Adição de retentado UF ou RO do leite desnatado
ADITIVOS DE LEITE
Açúcar ou adoçantes e estabilizadores podem ser usados como aditivos na produção de iogurte.
AÇÚCAR OU ADOÇANTE
O dissacarídeo sacarose, ou um monossacarídeo como a glicose, pode ser adicionado sozinho, ou em conjunto com a adição de frutas. Para satisfazer os dietistas, entre os quais os
diabéticos são uma categoria importante, os adoçantes devem ser usados. Um adoçante não tem valor nutritivo, mas tem um sabor muito doce, mesmo em doses muito pequenas. 
A fruta em questão geralmente contém cerca de 50% de açúcar ou uma quantidade correspondente de adoçante, então a doçura necessária pode normalmente ser fornecida pela adição de
12 a 18% de fruta. 
Deve-se notar que a adição de muito açúcar (mais de ~ 8%) ao leite antes do período de inoculação / incubação tem um efeito adverso sobre as condições de fermentação, porque altera a
pressão osmótica do leite.
ESTABILIZADORES
Colóides hidrofílicos podem se ligar à água. Eles aumentam a viscosidade e ajudam a prevenir a separação do soro no iogurte. O tipo de estabilizador e a taxa a que deve ser adicionado
devem ser determinados experimentalmente por cada fabricante. O produto pode adquirir uma consistência firme e emborrachada se o estabilizador errado, ou um excesso de estabilizador,
for usado. 
O iogurte natural produzido corretamente não requer adição de estabilizantes, pois um gel fino e firme com alta viscosidade ocorrerá naturalmente. Estabilizadores podem ser usados em
iogurtes de frutas e devem ser usados em iogurtes pasteurizados e batidos. Estabilizadores (0,1 - 0,5%) como gelatina, pectina, amido e ágar-ágar são as substâncias mais comumente
usadas.
DESAERAÇÃO
O teor de ar do leite usado para fazer produtos lácteos fermentados deve ser o mais baixo possível. No entanto, alguma mistura de ar é inevitável se o teor de MSNF for aumentado pela
adição de leite em pó. Se isso for feito, o leite deve ser desarejado como parte do processamento subseqüente.
Quando o conteúdo do MSNF é aumentado por evaporação, o desaeração faz parte desse processo.
As vantagens obtidas com a desaeração são:
Melhor estabilidadee viscosidade do iogurte
Menor tempo de fermentação
Melhores condições de trabalho para o homogeneizador
Menos risco de incrustação durante o tratamento térmico
Remoção de sabores desagradáveis voláteis (desodorização)
HOMOGENEIZAÇÃO
Os principais motivos para homogeneizar o leite destinado à produção de leite em cultura são evitar a formação de creme durante o
período de incubação e assegurar uma distribuição uniforme da gordura do leite. 
A homogeneização também melhora a estabilidade e a consistência dos leites fermentados, mesmo aqueles com baixo teor de gordura. 
A homogeneização com subsequente aquecimento a alta temperatura, normalmente 90 - 95 ° C durante cerca de cinco minutos, tem uma
influência muito boa na viscosidade do iogurte final. 
A Tabela 11.1 ilustra a influência dupla na viscosidade de um leite fermentado (filmjölk sueco; 3% de gordura e cerca de 8,7% MSNF)
quando é pré-tratado com várias pressões de homogeneização e temperaturas de aquecimento. A temperatura de homogeneização é de
60 ° C em todos os casos. 
A viscosidade é medida com um viscosímetro simples (viscosímetro SMR) a 20 ° C, e o resultado é dado em segundos para 100 ml de
produto para passar um bocal de um determinado diâmetro. A Figura 11.8 mostra um viscosímetro provido de bicos trocáveis, cada um com
um diâmetro de 2 - 6 mm. 
A viscosidade do leite homogeneizado de fluxo total corre paralela à pressão de homogeneização, independentemente de ter sido sujeita a
tratamento térmico normal ou não. A tabela também mostra que o tratamento térmico a alta temperatura torna o produto mais viscoso. 
Como recomendação geral, o leite deve ser homogeneizado a 20 - 25 MPa e 65 - 70 ° C para obter propriedades físicas ótimas no produto.
A homogeneização é frequentemente utilizada mesmo na produção de leites de baixa gordura. 
Alguns produtores homogeneizam seu leite de iogurte em até 40 MPa (400 bar) e em temperaturas de até 95 ° C. Para certas receitas,
estes parâmetros mais elevados influenciam positivamente tanto a viscosidade como a estabilidade. 
A questão da homogeneização de estágio único ou duplo é algumas vezes discutida. De um modo geral, esta é uma questão do desenho
do sistema de homogeneização e da cabeça do homogeneizador em particular.
Fig 11.8
O viscosímetro SMR.
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TRATAMENTO TÉRMICO
O leite é tratado termicamente antes de ser inoculado com o motor de partida para:
Melhorar as propriedades do leite como substrato para a cultura de bactérias
Assegure-se de que o coágulo do iogurte acabado será firme
Reduza o risco de separação do soro no produto final
Resultados ótimos são obtidos por tratamento térmico a 90 - 95 ° C e tempo de espera de cerca de cinco minutos. Essa combinação temperatura / tempo desnatura cerca de 70-80% das
proteínas do soro do leite (99% da β-lactoglobulina). Em particular, a β-lactoglobulina, que é a principal proteína do soro, interage com a κ-caseína, ajudando assim a dar ao iogurte um corpo
estável. 
O tratamento UHT e a esterilização do leite destinado à cultura não têm, no entanto, a mesma influência favorável sobre a viscosidade, por razões ainda não totalmente compreendidas.
ESCOLHA DE CULTURA
Os laboratórios de cultura hoje produzem uma ampla gama de culturas de iogurte personalizadas. Os laticínios podem escolher culturas de iogurte de marca ou misturar culturas para obter
seus próprios requisitos para o iogurte final. Algumas culturas darão ao iogurte final a espessura da boca e a firmeza do gel. Outras culturas que influenciam o tempo de fermentação e pós-
acidificação. As culturas também são adaptadas ao tipo de iogurte que deve ser produzido ( por exemplo , tipo agitado, tipo de conjunto, tipo de bebida e concentrado). 
Em épocas anteriores, era comum que os laticínios comprassem uma cultura-mãe de um laboratório de cultura. O laticínio então propagou a cultura em si em banhos de água e tanques
iniciais para obter o suficiente para a produção de iogurte. Este sistema raramente é usado hoje. É muito mais fácil e seguro usar as culturas altamente concentradas produzidas pela
empresa cultural. Estas culturas são distribuídas congeladas ou liofilizadas.
PROJETO PLANTA
O coágulo formado durante a fermentação é sensível ao tratamento mecânico. Isso faz com que a seleção e dimensionamento de tubos, válvulas, bombas, refrigeradores, etc., bem como o
layout da planta, sejam muito importantes.
LINHAS DE PRODUÇÃO
O pré-tratamento do leite é o mesmo, independentemente de o iogurte ser misturado ou misturado ser produzido. Inclui padronização do conteúdo de gordura e MS, homogeneização e
tratamento térmico. 
A Figura 11.9 mostra um exemplo do projeto de uma linha de processo para produção de iogurte. Os tanques de armazenamento de leite, dos quais o leite é bombeado para a linha de
processo, não são mostrados na figura. Assume-se que o leite foi padronizado para o teor de gordura necessário e pré-pasteurizado antes de entrar na linha. No exemplo, a padronização do
conteúdo de DM ocorre pela adição de leite em pó ou proteína em pó. O leite, aumentado em MS pela adição de leite em pó, deve preferencialmente ser desarejado para reduzir o risco de
separação do soro no iogurte final. 
Quaisquer aditivos, como estabilizadores, vitaminas, etc., podem ser dosados no leite antes do tratamento térmico. A partir do tanque de equilíbrio (1), o leite é bombeado para o trocador de
calor (2), onde é pré-aquecido regenerativamente a cerca de 65 ° C e alimentado ao desarejador.
DESAERAÇÃO
A partir do pré-aquecedor, o leite é desarejado em um recipiente a vácuo. O leite entra em cerca de 65 ºC. Devido ao vácuo, a temperatura de saída do deaerador será 2-3 ºC mais baixa que
a temperatura de entrada.
HOMOGENEIZAÇÃO
O leite desarejado continua no homogeneizador (4) e é homogeneizado a uma pressão de aprox. 20 - 25 MPa (200 - 250 bar).
PASTEURIZAÇÃO
O leite homogeneizado retorna através da seção regenerativa para a seção de pasteurização do trocador de calor (2) e é reaquecido para 90 - 95 ° C. O leite flui então para uma seção de
espera dimensionada para um tempo de espera de cinco minutos. 
Tabela 11.1
Influência da homogeneização e tratamento térmico na viscosidade de um leite cultivado (filmjölk sueco)
Pressão a 60 ° C MPa Passado comum. leite (72 ° C / 20 seg) Leite altamente aquecido (95 ° C / 5 min)
0 5,7 15,0
2,5 5,6 14,6
5,0 7,1 15,8
7,5 8,0 19,0
10,0 8,9 22,1
15,0 10,4 28,7
20,0 11,2 30,2
30,0 13,8 32,7
Viscosidade = tempo de escoamento em segundos a 20 ° C
Por cortesia da Swedish Dairies Association (SMR), dept. C-lab., Malmö / Lund, Suécia.
Fig. 11.9
Pré-tratamento geral para produtos lácteos
cultivados.
1. Tanque de equilíbrio
2. Trocador de calor de placas
3. Evaporador
4. Homogeneizador
5. Tubo de retenção
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Outros programas de tempo / temperatura podem ser usados. A seção de retenção tubular mostrada na Figura 11.10 oferece uma eficiência de retenção de 90 - 95%, que é sensivelmente
maior do que quando um tanque de retenção é integrado em uma planta operada continuamente.
RESFRIANDO O LEITE
Após a pasteurização, o leite é resfriado, primeiro na seção regenerativae depois com água, até a temperatura de inoculação desejada (tipicamente 40 - 45 ° C). Alternativamente, se o
conjunto de iogurte for produzido e a capacidade de pré-tratamento não corresponder à capacidade de empacotamento, o leite é resfriado a uma temperatura abaixo de 10 ° C
(preferivelmente 5 ° C).
PROJETO DA PLANTA DE IOGURTE
Quando o leite de iogurte foi pré-tratado e resfriado até a temperatura de inoculação, o procedimento para o tratamento adicional depende se o iogurte pronto, mexido, bebido, congelado ou
concentrado deve ser produzido. Os diagramas de blocos nas Figuras 11.11 - 11.13 mostram os vários estágios de produção para cada processo. 
A qualidade do iogurte em termos de textura e sabor depende do design da planta, do tratamento do leite e do tratamento do produto. As plantas modernas são projetadas para satisfazer
demandas de alta produção, tratamento contínuo e alta qualidade. O nível de automação varia e os sistemas CIP completos são normalmente integrados às fábricas. 
O nível de automação geralmente é alto em produção em larga escala. O tratamento mecânico excessivo do produto deve ser evitado, pois pode causar defeitos no produto, como
consistência fina e separação do soro. A quantidade total de tratamento a que o produto é submetido deve ser levada em consideração quando a planta for projetada. A escolha de
equipamento adequado e a adequação e otimização da planta são, consequentemente, uma questão de alcançar um equilíbrio adequado entre custo e qualidade. 
Nas plantas modernas, os tipos de iogurte misturados e misturados são frequentemente produzidos simultaneamente. Na produção de iogurte, o fluxo do produto é continuamente controlado
desde o ponto em que o leite é aceito na seção de pré-tratamento até a embalagem do produto. Na produção de iogurte agitado, o pré-tratamento do leite é contínuo até o ponto em que é
bombeado para os tanques de incubação, aos quais a cultura é adicionada. A continuidade é interrompida pela incubação demorada, que deve estar livre de qualquer perturbação física.
Fig. 11.10
Seção de fixação tubular.
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IOGURTE MEXIDO
Uma planta típica para produção contínua de um volume relativamente grande de iogurte agitado é mostrada na Figura 11.14. 
O leite pré-tratado, arrefecido até à temperatura de incubação, é bombeado para os tanques de incubação (7) em sucessão. Simultaneamente, a cultura liofilizada ou congelada
profundamente é dosada na corrente de leite. Depois de um tanque ter sido cheio, a agitação começa e continua por um curto período de tempo para assegurar uma distribuição uniforme da
cultura do arranque. 
Os tanques de incubação são isolados, para garantir que a temperatura permaneça constante durante o período de incubação. Os tanques podem ser equipados com medidores de pH para
verificar o desenvolvimento da acidez. 
Na produção típica de iogurte agitado, o período de incubação é de 4-5 horas a 42 - 43 ° C, quando se utiliza uma cultura altamente concentrada (cerca de 0,02% de Inóculo). O tempo de
incubação curto e relativo indica que o período de multiplicação (geração) é rápido. Para bactérias típicas de iogurte, o período de geração é de 20 a 30 minutos. Para atingir condições ótimas
de qualidade, o resfriamento a 15 - 22 ° C (de 42 - 43 ° C) deve ser realizado dentro de 30 minutos após atingir o valor ideal de pH, para interromper o desenvolvimento de bactérias.
RESFRIANDO O COÁGULO
Na fase final de incubação, quando o pH requerido (normalmente cerca de 4,2 - 4,5) for atingido, o iogurte deve ser arrefecido a 15 - 22 ° C. Isso interrompe temporariamente qualquer
aumento na acidez. Ao mesmo tempo, o coágulo deve ser submetido a tratamento mecânico delicado, para que o produto final tenha a consistência correta. Em alguns casos, um filtro ou
uma válvula de estruturação é embutido na linha, antes do resfriador, para otimizar a estrutura e a aparência do iogurte. 
O resfriamento ocorre em um trocador de calor de placas (8), que é projetado para dar um tratamento mecânico suave do produto. As capacidades da bomba e do refrigerador são
frequentemente dimensionadas para esvaziar um tanque em cerca de 30 minutos, a fim de manter uma qualidade de produto uniforme. No entanto, algumas culturas são especialmente
adaptadas para parar quando atingem o pH, por exemplo, 4,3 por si mesmas. Estas culturas estão fermentando muito lentamente nesta área de pH e, portanto, um tempo de resfriamento
mais longo para 15-22 ºC pode ser aceito. 
O iogurte resfriado é bombeado para tanques intermediários (9) antes de ser encaminhado para a (s) máquina (s) de enchimento (s) (12).
AROMATIZANTES
Após o arrefecimento a 15 - 22 ° C, o iogurte está pronto para ser embalado. Frutas e vários aromas podem ser adicionados (10) ao iogurte quando este é transferido dos tanques
amortecedores para as máquinas de enchimento. Isso é feito continuamente com uma bomba de medição de velocidade variável, que alimenta os ingredientes no iogurte na unidade de
mistura de frutas mostrada na Figura 11.15. A unidade de mistura é estática e higienicamente projetada para garantir que a fruta seja bem misturada ao iogurte. A bomba de dosagem de
frutas e a bomba de alimentação de iogurte operam em sincronia.
Os aditivos de frutas podem ser:
Fig. 11.11
Diagrama de blocos que mostra as etapas
de produção do iogurte definido, misturado
e bebido. 
Fig. 11.12
Diagrama de blocos mostrando as etapas
de produção de iogurte congelado.
Fig. 11.13
Diagrama de blocos mostrando as etapas
de produção do iogurte concentrado.
Fig. 11.14
Este é o diagrama de fluxo para produção
de iogurte tipo agitado. Muitos parâmetros
na linha são responsáveis pela qualidade
final.
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Doce; normalmente 50 - 55% teor de açúcar comum
Natural; sem açúcar
O fruto deve ser o mais homogêneo possível. Um espessante na forma de pectina pode ser adicionado. A proporção de pectina raramente é superior a 0,5%, o que corresponde a 0,05 -
0,005% de pectina no produto final. 
O tratamento térmico adequado é uma etapa extremamente importante no pré-tratamento de aditivos de frutas. Trocadores de calor de superfície raspada, trocadores de calor tubulares ou
tanques com unidades raspadoras, podem ser usados para pasteurização adequada de bagas inteiras ou frutas com partículas sólidas. O programa de temperatura deve ser tal que todos os
microorganismos vegetativos sejam inativados sem prejudicar o sabor e a textura da fruta. A produção contínua, com rápido aquecimento e resfriamento, é, portanto, importante em relação à
qualidade do produto e aos aspectos econômicos. 
Após o tratamento térmico, é importante que o fruto seja embalado em recipientes esterilizados sob condições assépticas. A deterioração de produtos lácteos cultivados é muitas vezes
causada por reinfecção de frutos inadequadamente tratados.
EMBALAGEM
Vários tipos de máquinas de envase são usados para embalar o iogurte. Os tamanhos dos pacotes variam de um mercado para outro. Em geral, a capacidade total de embalagem deve
corresponder à capacidade da planta de pasteurização, de modo a obter as melhores condições de operação para a planta como um todo.
PROJETO PLANTA
Como mencionado, o projetoda planta é um fator importante que afeta a qualidade do iogurte e, é claro, todos os outros produtos cultivados. 
A Figura 11.16 mostra curvas para o desenvolvimento da viscosidade em iogurte agitado desde o momento em que sai do tanque de incubação, via empacotamento e até cerca de 24 horas
em armazenamento refrigerado. 
A curva A representa a situação ideal, quando todas as operações que influenciam a estrutura e a viscosidade são otimizadas. 
É inevitável que o produto se torne menos viscoso durante o tratamento, já que o iogurte pertence à classe de produtos com comportamento de fluxo tixotrópico. No entanto, se todos os
parâmetros e equipamentos forem totalmente otimizados, a viscosidade será quase totalmente regenerada, e a probabilidade de ocorrência de sinérese será minimizada.
A curva B mostra o resultado quando o produto foi maltratado no caminho do tanque de incubação até a embalagem e armazenamento a frio. Se o coágulo de iogurte tiver sido tratado com
muita força, a viscosidade será muito baixa, resultando em um produto líquido com alto risco de separação do soro.
DEFINIR IOGURTE
Para reduzir os custos de instalação, é possível usar a mesma planta para a produção de iogurte misturado e defumado. O pré-tratamento do leite destinado a qualquer dos produtos é
idêntico ao resfriamento até a temperatura de incubação. A Figura 11.17 mostra como esse tipo de produção pode ser organizado. O starter é medido no fluxo de leite, uma vez que é
bombeado de um tanque de armazenamento intermediário para a máquina de enchimento.
Fig. 11.15
Misturador de frutas em linha embutido no
tubo.
Fig.11.16
Desenvolvimento de viscosidade de
iogurte agitado durante o resfriamento,
embalagem e armazenamento a frio.
Um projeto de planta ideal
B Planta mal projetada
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UM CONCEITO DE PRODUÇÃO ALTERNATIVO
O sistema mais utilizado para produção de iogurte é ilustrado na Figura 11.18. Este sistema oferece flexibilidade no planejamento da produção, porque não é necessário adequar a
capacidade de pré-tratamento à capacidade de embalagem. 
O leite, pré-tratado do mesmo modo que o iogurte agitado, é arrefecido a uma temperatura inferior a 10 ° C, de preferência a 5 ° C, e bombeado para um, dois ou mais tanques (1). Após a
inoculação da cultura e agitação completa, o leite está pronto para ser aquecido em linha (2) para extinguir a temperatura de incubação, antes de ser embalado (4) em recipientes.
AROMATIZANTES / EMBALAGEM
O aromatizante pode ser continuamente medido no fluxo de leite antes da máquina de enchimento. Se forem adicionados frutos ou aditivos com partículas, estes têm de ser dosados nas
embalagens ou nos copos antes de serem cheios com leite inoculado. No entanto, é importante lembrar que os aditivos com baixo pH influenciam negativamente a fermentação.
INCUBAÇÃO E RESFRIAMENTO
Após o acondicionamento, as embalagens, depois de acasalamento e paletização, são transportadas em um dos dois sistemas para incubação e posterior resfriamento, a saber:
Incubação combinada / câmara de refrigeração, quando as paletes estão estacionárias através de incubação e resfriamento, antes de serem transportadas para o armazenamento final
frio.
Uma sala de incubação capaz de acomodar um grande número de paletes cheias. Após a incubação adequada, as paletes são transportadas para um transportador que passa pelas
seções de resfriamento contidas em um túnel. Este sistema oferece resfriamento contínuo e é ilustrado na Figura 11.19.
Incubação
As embalagens / recipientes cheios são colocados em caixas de desenho aberto e a uma certa distância umas das outras, de modo que o ar quente / frio circulante para a sala ou câmara de
incubação e arrefecimento possa alcançar cada recipiente individual. As caixas são normalmente empilhadas em paletes, que são então transportadas para a sala de incubação. Isso garante
qualidade uniforme, desde que a temperatura seja controlada com precisão.
Resfriamento
Quando o pH ótimo empiricamente determinado (tipicamente 4,5) é atingido, é hora de começar o resfriamento. A temperatura alvo normal é 18 - 20 ° C; É importante interromper
rapidamente o crescimento, o que significa que uma temperatura de cerca de 
35 ° C deve ser atingida em 30 minutos e 18 a 20 ° C após 
30 a 40 minutos. 
Fig. 11.17
Linha de produção para iogurte. O iogurte
é produzido adicionando cultura ao leite
pasteurizado e resfriado. Antes da
máquina de envase, a mistura de leite e
cultura é aquecida até a temperatura exata
de fermentação. Aroma pode ser
adicionado na linha. A mistura embalada é
transportada para uma sala de incubação
onde é feita a coagulação. Quando pronto,
o iogurte do tipo conjunto é então resfriado
em um túnel de resfriamento.
Fig. 11.18
Etapas finais da produção de iogurte; Esse
sistema oferece maior flexibilidade no
planejamento da produção.
1. Tanque de mistura
2. Trocador de calor de placas
3. Sabor / tanque de frutas
4. Misturador estático
5. Embalagem
Fig. 11.19
Sala de incubação combinada e túnel de
arrefecimento. 
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O resfriamento final, normalmente abaixo de 5 ° C, ocorre no frigorífico, onde os produtos são mantidos aguardando distribuição. 
A eficiência do resfriamento depende do tamanho da embalagem individual, do design e do material das embalagens, da profundidade da pilha de caixas, do espaçamento entre as
embalagens individuais de cada caixa e do design das caixas.
A uma profundidade de um metro, por exemplo, a seção transversal livre da pilha para o fluxo de ar não deve ser inferior a 25% da área total. Uma seção transversal menor e livre exigirá
fluxos de ar maiores, o que também significa maior consumo de energia. 
As paletes (caixas) estão paradas durante a incubação. Eles são colocados na sala / câmara de incubação de modo a facilitar o manuseio de primeiro a entrar / primeiro a sair. Em um período
típico de incubação de 3 a 3,5 horas, é muito importante que o produto não seja exposto a qualquer distúrbio mecânico durante as últimas 2 a 2,5 horas, quando é mais sensível ao risco de
separação do soro. 
A capacidade de refrigeração deve ser adequada para atingir o programa de temperatura acima mencionado. Como guia, o tempo total de resfriamento é de cerca de 65 - 70 minutos para
embalagens pequenas (0,175 a 0,2 kg) e cerca de 80 a 90 minutos para embalagens grandes (tamanho de 0,5 kg). 
Eventualmente, independentemente do tipo de incubação / câmara de resfriamento, o iogurte é resfriado a cerca de 5 ° C no armazenamento a frio.
BEBER IOGURTE
Um iogurte bebível de baixa viscosidade, normalmente com baixo teor de gordura, é popular em muitos países. A composição pode ser a mesma que para o iogurte agitado, mas também
pode ser reduzida em DM, por exemplo, por diluição com água. 
O iogurte destinado à produção de iogurte líquido é produzido de maneira comum com fermentação em tanques. Para obter um iogurte estável e sem sedimentação, um estabilizador
(normalmente pectina, mas também amido modificado ou CMC) deve ser adicionado ao produto antes do resfriamento. O iogurte com pectina adicionada é homogeneizado antes do
resfriamento para obter um ótimo efeito estabilizador.
IOGURTE DE LONGAVIDA
A vida útil de um produto lácteo fermentado depende de uma série de fatores visíveis e organolépticos, como a separação do soro de leite, alterações na viscosidade, estrutura, cor, acidez e
aroma. É claro que também depende de defeitos bacteriológicos. 
Devido à tendência em direção a unidades de produção maiores e mais centralizadas, os mercados estão se tornando geograficamente maiores e as distâncias de transporte são maiores.
Em alguns casos, o distrito de vendas pode ser tão grande que apenas uma entrega por semana é economicamente justificável. Isso, por sua vez, exige métodos que estendam o prazo de
validade do produto além do normal. Em alguns países, é difícil manter a integridade da cadeia de refrigeração. Portanto, há uma demanda por um iogurte esterilizado que pode ser
armazenado à temperatura ambiente.
A vida útil de produtos lácteos cultivados pode ser estendida de duas maneiras:
Produção e embalagem sob condições assépticas
Tratamento térmico do produto acabado, imediatamente antes da embalagem ou no pacote.
Deve-se notar que se os microrganismos no iogurte são mortos por aquecimento, o produto é então, de acordo com a definição em muitos países, não pode ser chamado de iogurte. Eles
podem, no entanto, ser chamados de "base de iogurte".
PRODUÇÃO SOB CONDIÇÕES ASSÉPTICAS
Na produção asséptica, são tomadas medidas para evitar que o iogurte seja infectado por leveduras e bolores. Esses microorganismos destroem o produto, pois podem sobreviver e se
multiplicar em um ambiente ácido e podem causar sabores desagradáveis e separação do soro. A principal medida é a limpeza e esterilização de todas as superfícies em contato com o
produto. A característica especial da produção asséptica é, no entanto, que ocorre sob condições assépticas; utilizando tanques assépticos que são permanentemente pressurizados com ar
estéril, válvulas assépticas controladas remotamente, dispositivos de medição asséptica para máquinas de envase asséptico e de frutas. A infecção por microorganismos no ar pode ser
evitada. Isso aumenta significativamente a vida útil do produto.
CONDIÇÕES DE PRODUÇÃO DE SALA LIMPA
Condições higiênicas devem ser mantidas em todas as indústrias de alimentos, não apenas nos equipamentos que entram em contato direto com o produto, mas também nas instalações
onde a produção é realizada. 
Um sistema baseado na filtração do ar através de filtros absolutos, conforme mostrado na Figura 11.21, pode ser instalado para limpar o ar em salas de processamento, tanques, etc. com um
alto padrão de pureza. Neste sistema, um filtro principal e um ventilador estão servindo quatro tanques. Uma alternativa é que cada tanque esteja equipado com seu próprio filtro. Um filtro
absoluto é capaz de capturar partículas maiores que 0,3 microns e capturar a maioria dos microrganismos, pois os diâmetros médios de cocos, bacilos e fungos (leveduras e bolores) são 0,9;
0,25 - 10 e 3 - 15 microns, respectivamente. 
Cada sistema ou tanque a ser abastecido com ar é equipado com um tubo extra para o ar e um sistema de segurança para evitar que o tanque imploda, como resultado do vácuo criado pela
queda de temperatura após a limpeza. 
A velocidade do ar é de aprox. 0,5 m / s e o tanque é pressurizado positivamente até aprox. 5 a 10 m de calibre de água, correspondendo a cerca de 0,05 a 0,1 bar. 
O filtro é normalmente colocado na sala de processamento, com o resultado de que todas as partículas de contaminantes no ar ambiente serão eventualmente filtradas, criando assim
condições de Sala Limpa. 
Fig. 11.20
Alternativas de processo para beber
iogurte.
1. Tanque de mistura
2. Homogeneizador
3. Trocador de calor de placas
4. Tanque de buffer
5. Enchimento asséptico
6. Tratamento UHT
7. O preenchimento
Um homogeneizada e arrefecida.
Vida de prateleira: 2 - 3 semanas,
refrigerado
B Homogeneizado, pasteurizado,
embalado assepticamente. Vida de
prateleira: 1 - 2 meses, refrigerado
C Homogeneizado, tratado com UHT,
embalado assepticamente. Vida de
prateleira: vários meses de
temperatura atroom
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Sistemas similares são usados em laboratórios bacteriológicos, centros cirúrgicos hospitalares e fábricas farmacêuticas. 
As condições de “sala limpa” melhoram a segurança da produção e minimizam o risco de reinfecção. No entanto, as áreas mais críticas
para a reinfecção são a adição de frutas e a embalagem. Por isso, é de suma importância que a contaminação possa ser excluída durante
estas operações e que seja utilizada uma máquina de enchimento higiénica alta. 
Produção e embalagem sob condições assépticas ou de alta higiene são pré-requisitos importantes para melhorar a vida útil e a segurança
da produção de um iogurte para distribuição a frio.
TRATAMENTO TÉRMICO DE IOGURTE
O tratamento térmico do iogurte é outro método para prolongar sua vida útil. Dependendo da temperatura utilizada, o produto pode ser
armazenado refrigerado ou ambiente. A temperatura do tratamento térmico depende de vários fatores como: qualidade do leite, pré-
tratamento do leite, pH do iogurte, qualidade do fruto, tamanho da partícula, tipo de estabilizante e requisitos microbiológicos do produto
final.
Todos os tipos de iogurte (mexido, assado, bebido e concentrado) podem ser prolongados no prazo de validade por aquecimento. 
O tratamento térmico do iogurte prolonga seu prazo de validade ao:
Inativando as bactérias iniciadoras e suas enzimas
Inativando contaminantes, como leveduras e bolores
Iogurte de longa vida agitada
Na produção de iogurte agitado, o coágulo dos tanques de incubação pode ser tratado termicamente a 60 - 70 ° C por alguns segundos.
Este tratamento térmico minimizará a pós-acidificação, dando ao iogurte uma vida útil bacteriológica no armazenamento a frio de 1 a 2
meses se embalado em condições higiênicas elevadas. 
Se o objectivo for produzir um iogurte para armazenamento à temperatura ambiente, a temperatura de aquecimento deverá situar-se entre 75 e 110 ° C durante alguns segundos e dependerá
de factores como a qualidade do leite, o tratamento do leite, o pH do iogurte, etc.
Diferentes soluções de processamento podem ser usadas.
Iogurte e frutas misturadas. Tratados termicamente e resfriados juntos.
Iogurte e frutas tratados termicamente e resfriados separadamente antes da mistura. 
Iogurte tratado termicamente e resfriado. Frutas tratadas termicamente e misturadas ao iogurte gelado.
O produto deve, em todos os casos, ser embalado em uma máquina de envase asséptica para evitar a reinfecção, como na Figura 11.22. 
A redução da viscosidade e a separação do soro estão associadas ao aquecimento do leite fermentado. Esses problemas podem, no entanto, ser evitados usando estabilizadores. Os
estabilizadores reconstruirão as propriedades reológicas do produto.
Iogurte conjunto longa vida
O iogurte regulado pode ser tratado termicamente entre 60 e 70 ° C durante 30 minutos nas embalagens, em câmaras especiais de pasteurização. Naturalmente, o tempo depende do
tamanho e da forma do pacote. Também para o tipo de ajuste, um estabilizador deve ser usado.
Iogurte de longa vida para beber
Drinking yoghurt may have the same composition as ordinary milk. It is however popular in many countries to dilute the product with water. In certain regions drinking yoghurt can be a mixture
of 30 % yoghurt and 70 % water. 
Pectin is a common stabilizer used to avoid sedimentation and whey separation as well as to improve the viscosity and the mouth feel of the product after heating. Other stabilizers which can
Fig. 11.21
Um sistemade filtragem de ar para o conceito
“Clean Room”.
Fig. 11.22
Produção agitada de iogurte de longa
duração.
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be used are modified starch e.g. CMC. If pectin is used it is preferably added as a water solution to the yoghurt prior to the final heat treatment. In order to get the optimal stabilizing effect of
the pectin, mechanical treatment e.g. homogenization, should take place. In some countries the use of stabilizers is forbidden by law or is only permitted to a limited extent. Other additives to
the drinking yoghurt are sugar and fruit concentrate or aroma. 
Heating to a temperature of about 75 °C and above kills all the virulent microorganisms in the yoghurt. 
A process line for heat treatment of yoghurt can also be used for production of pudding and desserts.
FROZEN YOGHURT
Frozen yoghurt can be manufactured in two ways. Either, the yoghurt is mixed with an ice cream mix or an ice cream mix is fermented, before further processing. 
In the latter alternative a conventional line for production of stirred type yoghurt can be used. About 4 – 6 % starter is dosed into the pipeline as the mix is pumped to the incubation tanks. The
incubation time of the yoghurt mix is appreciably longer than for normal yoghurt production. This is because the yoghurt mix contains much more carbohydrates than normal yoghurt. An
incubation time of 7 – 8 hours is required at a saccharose content of 10 – 12 % to attain the characteristic acidity of yoghurt, which occurs at pH 4.5. For both alternatives further processing will
be identical with the conventional production of ice cream. (See Chapter 19 Ice cream.) 
Frozen yoghurt can be divided into soft-served and hard-frozen types. The mix intended for soft-served yoghurt differs somewhat from that of the hard-frozen type. Typical recipes are:
CONCENTRATED YOGHURT
Concentrated yoghurt is produced in many countries. It Is also known under names as Strained yoghurt, Greek yoghurt, Labneh, Skyr, etc., dependent on country or region. In concentrated
yoghurt the DM of the product is increased after fermentation. Whey is drained off from the coagulum. There are two main production methods used today:
Ingredients, % Soft-served Hard-frozen 
Fat 4 6 
Sugar 11 – 14 12 – 15 
MSNF 10 – 11 12 
Stabilizer, emulsifier 0.85 0.85 
Water 71 66
In both cases standardized milk is heat treated 90-95 ºC for 5 minutes before it may be homogenized (if required) and then cooled to fermentation temperature before it is fed to the incubation
tanks. After ready fermentation the yoghurt is evenly agitated before it is thermized 55-60 ºC for 2-3 minutes and cooled to separation temperature. The product is fed to either a nozzle
separator or to an ultrafiltration unit plant. Here the whey/permeate is separated and the concentrated yoghurt is pumped out for cooling and packing. In the latter methods there are mainly
three different types of membrane systems which can be used. These are: ceramic, spiral wound or plate & frame. Which one to use is dependent on several factors such as product dry
matter, running time needed, investment costs, etc. 
Except for these two production methods It is also possible to standardize the milk to final composition before fermentation. Care has to be taken when using this method, as if protein content
is increased too much there is a risk of getting off flavours and sandiness in the finished product. No matter which method is used to produce the concentrated yoghurt, the final product is often
very viscous. Compared to a stirred yoghurt line extra care has to be taken in the design and dimensioning of the buffer tanks and surrounding equipment to make sure that the thick product
can be emptied from the tanks.
KEFIR
Kefir is one of the oldest cultured milk products. It originates from the Caucasus region and is today produced in many countries. The raw material is milk from goats, sheep or cows. . 
Kefir should be viscous and homogenous, and have a shiny surface. The taste should be fresh and acid, with a slight flavour of yeast. The pH of the product is usually 4.3 – 4.4. 
A special culture, known as Kefir grain, is used for the production of Kefir. The grains consist of proteins, polysaccharides and a mixture of several types of microorganisms, such as yeasts and
aroma and lactic-acid forming bacteria. The yeasts represent about 5 – 10 % of the total microflora. 
The Kefir grains are yellowish in colour and about the size of a cauliflower florette, i.e. about 15 to 20 mm in diameter. The shape of the grains is irregular, as seen in Figure 11.25. They are
insoluble in water and in most solvents. When steeped in milk, the grains swell and become white. During the fermentation process, the lactic-acid bacteria produce lactic acid, whereas the
lactose-fermenting yeast cells produce alcohol and carbon dioxide. Some breakdown of protein also takes place in the yeast metabolism, from which Kefir derives its special yeast aroma. The
contents of lactic acid, alcohol and carbon dioxide are controlled by the incubation temperature during production.
Fig. 11.23
Concentration of yoghurt by nozzle
separator
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A The yoghurt bacteria Lactobacillus bulgaricus (rod shaped) and Streptococcus thermophilus (spherical) live together. 
B Yeast and lactic acid bacteria at the surface of a kefir grain. The “ball” in the centre is a yeast fungus and the rods are different kinds of bacteria. 
C The centre of a kefir grain. Y east and bacteria are united by a network consisting mainly of proteins and polysaccharides.
Depending on local conditions and requirements, the equipment and pro-cess variables may differ significantly from one manufacturer to another. 
Kefir type products can also be produced in the same way as stirred type yoghurt by using special concentrated freeze dried starter culture.
RAW MATERIALS
As with other cultured milk products, the quality of the raw material is of major importance. It must not contain any antibiotics or other bactericidal agents. The raw material for kefir manufacture
can be milk from goats, sheep or cows.
PRODUCTION OF STARTER CULTURE
Kefir culture is normally produced from milk of various fat contents, but skim milk and reconstituted skim milk, too, have lately been utilized
for better control of the microbial composition of the kefir grains. 
As in propagation of starter cultures for other cultured milk products, the milk substrate must be thoroughly heat-treated to inactivate
bacteriophages. 
Production takes place in two stages. The basic reason for this is that kefir grains are bulky and awkward to handle, whereas relatively small
volumes of mother culture are easier to control.Figure 11.28 shows the various process stages. 
In the first stage, the pre-treated substrate is inoculated with active kefir grains. Incubation takes place at about 23 °C, and the proportion of
grains is about 5 % (1 part grains to 20 parts substrate) or 3.5 % (1 part grains to 30 parts milk). The incubation time is about 20 hours; as
the grains tend to sink to the bottom, intermittent stirring for about 10 – 15 minutes every 2 – 5 hours is recommended. When the desired pH
value (say 4.5) has been reached, the culture is stirred before the grains are strained off from the mother culture, now also called filtrate. The
strainer has holes with a diameter of 3 – 4 mm. 
The grains are washed in the strainer with boiled and cooled water (sometimes skim milk). They can then be reused to incubate a new batch
of mother culture. The microbial population grows by about 10% per week during incubation, so the grains must be weighed and the surplus
removed, before the batch is reused. 
In the second stage, the filtrate can be cooled to about 10 °C if it has to be stored for a few hours before being used. Alternatively, if large
quantities of kefir are going to be produced, the filtrate can be immediately inoculated into the pre-treated milk intended as the substrate for
the bulk starter. The dosage is 3 – 5 % of the volume of the substrate. After incubation at 23 °C for about 20 hours, the bulk starter is ready
for inoculation into the kefir milk.
PRODUCTION OF KEFIR
The process stages are much the same as for most fermented milk products. The following combination is typical for traditional production of
kefir:
Fat standardization (not always practised)
Homogenization
Pasteurization and cooling to incubation temperature
Inoculation with starter culture (here also called 'filtrate')
Incubation in two stages (this, together with the specific culture, is characteristic of kefir)
Cooling
Packing
FAT STANDARDIZATION
The fat content of kefir is reported to vary between 0.5 % and 6 %. The raw milk is often used with its original fat content. However, fat contents of 2.5 to 3.5 % are frequently specified.
HOMOGENIZATION
Following fat standardization, if any, the milk is homogenized at about 65 – 70 °C and 17.5 – 20 MPa (175 – 200 bar).
HEAT TREATMENT
The heat treatment program is the same as for yoghurt and most cultured milks: 90 – 95 °C for five minutes.
INOCULATION
Following heat treatment, the milk is cooled to inoculation temperature, usually about 23 °C, after which 2 – 3% starter is added.
INCUBATION
The incubation period is normally divided into two stages, acidulation and ripening.
The acidulation stage
Fig. 11.25
Kefir grain.
Fig. 11.26
The microorganisms in cultured products
often live in symbiosis with each other.
Fig. 11.27
Yeast and lactic acid at the surface of a kefir
grain, seen through an electron
photomicroscope.
Fig. 11.28
Typical block diagram of the various process
stages in kefir production.
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The acidulation stage lasts until a pH value of 4.5 is reached or, expressed as acidity, until 85 – 100 °Th (35 – 40 °SH) has developed. This takes about 12 hours. The coagulum is then stirred
and pre-cooled while still in the tank. At a temperature of 14 – 16 °C, cooling is stopped and agitation discontinued.
The ripening stage
The typical slightly yeasty flavour starts to develop during the following 12 – 14 hours. Final cooling commences when the acidity has reached 110 – 120 °Th (pH about 4.4).
COOLING
The product is cooled rapidly to 5 – 8 °C in a heat exchanger. This stops any further reduction in pH. It is of vital importance that the product is treated gently when cooled and during
subsequent packing. Mechanical agitation in pumps, pipes and filling machines must therefore be minimized. Air entrainment must also be avoided, as air increases the risk of syneresis in the
product.
ALTERNATIVE KEFIR PRODUCTION
As previously mentioned, the traditional method of preparing bulk starter for kefir manufacture is laborious. This, in combination with the complexity of the microflora, sometimes leads to
unacceptable variations in product quality. 
To overcome these problems, freeze-dried concentrated kefir culture that is handled in the same way as similar forms of other cultures, have been developed at culture laboratories. 
After thorough examination of kefir grains obtained from various sources, strains of bacteria and yeasts were isolated and tested for various growth characteristics, lactic acid production, aroma
formation, etc. The composition of the freeze-dried culture was then chosen to obtain a balance of microorganisms in the bulk starter and product comparable to that of traditional kefir
manufactured with grains in a mother culture. 
Concentrated freeze-dried kefir cultures for direct use in the milk inten-ded for the end product are now commercially available. The block chart in Figure 11.29 illustrates the processing stages. 
Compared to traditional bulk starter production, the technique based on freeze-dried culture reduces the number of process stages, and with it the risk of reinfecting the culture. 
It should however be noted that kefir produced by this type of freeze dried culture is not allowed to be called "kefir" in some countries. It is instead called something like "kefir type".
CULTURED CREAM
Cultured cream has been used for years in some countries. It forms the basis of many dishes in the same manner as yoghurt. Cultured
cream can have a fat content of 10 – 12 % or 20 – 30 %. The starter culture contains Lc. lactis subsp. lactis and Lc. lactis subsp. cremoris
(O cultures) whereas Lc. lactis subsp. lactis biovar. diacetylactis and Leuc. mesenteorides subsp. cremoris (LD and L cultures) bacteria are
used for the aroma. 
Cultured cream has a uniform structure and is relatively viscous. 
The taste should be mild and slightly acidic. Cultured cream, like other cultured products, has a limited shelf life. Strict hygiene is important
to ensure product quality. 
Yeast and moulds can develop in packages which are not airtight. These microorganisms occur mainly on the surface of the cultured cream.
In the event of extended storage, the lactic acid bacteria enzymes, which break down b-lactoglobulin, become active and the cultured cream
goes bitter. The cultured cream also loses its flavour because carbon dioxide and other aromatic substances diffuse through the packaging. 
Long-life cultured cream can also be produced by heat treatment of the product prior to the packing. Stabilizers are added as for other heat-
treated fermented dairy products.
Cultured cream has a uniform structure and is relatively viscous. The taste should be mild and slightly acidic. 
PRODUCTION
The process line for production of cultured cream includes equipment for standardization of the fat content, homogenization and heat
treatment of the cream, and also inoculation and packing.
HOMOGENIZATION
The cream is homogenized. For cream with 10 – 12 % fat the homogenization pressure is normally 15 – 20 MPa (150 – 200 bar) at 60 – 70 °C. Up to a certain point, an increase in
homogenization temperature improves the consistency. 
For cream with 20 – 30 % fat, the homogenization pressure should be lower, 10 – 12 MPa (100 – 120 bar), as there is not enough protein (casein) to form membranes on the enlarged total fat
surface.
HEAT TREATMENT
The homogenized cream is normally heat treated for five minutes at 90 °C. Other time/temperature combinations can be used if the homogenization technique is carefully matchedto the heat
treatment.
INOCULATION AND PACKING
The pre-treated cream is cooled to an inoculation temperature of 18 – 21 °C. 0.01 % concentrated culture or 1 – 2 % of bulk starter culture is added. 
Inoculation can take place in a tank or in the packages. The fermentation time is 18 – 20 hours. When fermentation is completed, the cultured cream is cooled quickly, to prevent any further pH
reduction. For low fat (10-12 %) products the cooling can take place in a plate heat exchanger as the viscosity is rather moderate. The higher fat content the more viscous the fermented cream
is. This will make cooling in a plate heat exchanger difficult (due to the high pressure drop). The fermented cream can then be fed to the packaging directly and the product is then cooled in the
package (Fig. 11.30). 
The cream is sometimes inoculated, packaged and fermented in the packages to avoid mechanical treatment. This is especially the case when a high fat cream is produced. 
After inoculation of the cream and subsequent packing, the product is stored at 20 °C until the acidity of the fat-free phase is about 85 °Th, which takes about 16 – 18 hours. The packages are
then carefully transferred to the chilled store, where they are kept for at least 24 hours at a temperature of about 6 °C before distribution. 
Cultured cream is often used in cooking.
LONG-LIFE CULTURED CREAM
The shelf life of the cultured cream can be prolonged by heat treatment. Stabilizers are added either in the cream before fermentation or in the fermented cream before final heat treatment. The
viscosity of the ready product is dependent on the choice of stabilizer as well on the design of the plant.
BUTTERMILK
Buttermilk is a by-product of butter production from sweet or fermented cream. 
The fat content is about 0.5 %, and it contains a lot of membrane material including lecithin. The shelf life is short, as the taste of the buttermilk changes fairly quickly because of oxidation of
the membrane material content. Whey separation is common in buttermilk from the manufacture of butter, based on fermented cream, and product defects are therefore difficult to prevent.
Fig. 11.29
Bulk starter preparation for kefir with a freeze-
dried culture.
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17/05/2019 PRODUTOS DE LEITE FERMENTADOS | Manual de Processamento de Laticínios
https://dairyprocessinghandbook.com/chapter/fermented-milk-products 15/16
FERMENTED BUTTERMILK
Fermented buttermilk is manufactured on many markets in order to overcome problems such as off-flavours and short shelf life. The raw material can be sweet buttermilk from the manufacture
of butter based on sweet cream, skim milk or low-fat milk. 
In all cases the raw material is heat treated at 90 – 95 °C for about 5 minutes before being cooled to inoculation temperature. Ordinary lactic-acid bacteria are most commonly used. In some
cases, when the raw material is skim milk or low fat milk, grains of butter are also added to the product to make it look more like buttermilk. Buttermilk may also be flavoured with e.g. fruit
concentrate.
TRENDS IN FERMENTED MILK PRODUCTS
The latest years there has been increased focus on Functional Foods. Within this category certain types of lactic acid bacteria plays a large role. 
For a number of years it has been known, at least in the northern part of Sweden, that a certain type of cultured milk called Långfil has been used to heal wounds and treat vaginal fungus
infections. However, studies of lactic acid bacteria and their importance to health can be traced back to the beginning of the twentieth century. Professor Elie Metchnikoff of the Pasteur Institute
in Paris, France, knew that many people in his Russian home district consumed a great deal of yoghurt and lived for a long time. (Professor Metchnikoff was awarded a Nobel Prize in Medicine
in 1908, but that was for the discovery of phagocytosis, in which white blood corpuscles, leucocytes, eat bacteria that have invaded the body.) 
Metchnikoff argued that lactobacilli ingested by consumption of yoghurt pass through the stomach and destroy putrefactive bacteria in the colon. By doing so they inhibit the production of
“poisonous” waste products that cause chronic morbid alterations in the system, especially arteriosclerosis. 
This theory of Metchnikoff’s was plausible, but it has also been criticised on the grounds that lactobacilli cannot survive the low pH, approximately 2, that prevails in the stomach. However that
may be, the following fragments of information reflect the situation in the final decade of the twentieth century. 
Interest in the deliberate use of lactic acid bacteria as a health-giving constituent of certain foods and forage products has snowballed in the past few years. The greatest enthusiasts claim that
living lactic acid bacteria will be the 21st century’s answer to the 20th century’s penicillin and sulfa drugs. 
The expression “functional food” is applied to foods with near-medicinal properties that promote health. “Food for special health use” is another term for the same thing. 
Lactic acid bacteria have been used since time immemorial to ferment foods. The special strains of bacteria normally used in production of yoghurt, as well as other types such as Lactobacillus
acidophilus, L. reuteri, Bifido bacteria and certain species of Lactococcus lactis, are among those that have been found of interest for production of functional foods.
What properties must a lactic acid bacterium have to be able to function in the intestine? The following four characteristics that are of primary importance:
Ability to colonize and survive
Adhesive capacity
Ability to aggregate 
Antagonistic effects
L. acidophilus and Bifido bacteria are important members of the human intestinal flora. The former normally predominates in the small intestine and the latter in the large intestine. 
Production of these important bacteria is reduced in some people as a result of medication, stress or old age. In many people, reduced production of intestinal bacteria can cause symptoms
such as swelling, indigestion and pronounced illness. 
Consumption of live L. acidophilus and Bifido bacteria in milk products is an ideal way to restore the balance of the intestinal flora.
Apart from the possible prevention and relief of diarrhoea, literature indicates that L. acidophilus and Bifido bacteria may help to:
Reduce the cholesterol level in the blood
Relieve lactose malabsorption (lactose intolerance)
Fig. 11.30.
Cultured cream processing and filling line
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17/05/2019 PRODUTOS DE LEITE FERMENTADOS | Manual de Processamento de Laticínios
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Strengthen the immune system
Reduce the risk of stomach cancer. 
(Nutrish cultures, Chr. Hansen’s Laboratories, Hørsholm, Denmark)
These microorganisms can be utilized alone or in combination with other cultures, e.g. thermophilic, yoghurt or mesophilic cultures. 
Thus, lactic acid bacteria may have a great potential for promoting the health of both human beings and animals. The claimed effects, however, are by no means fully documented. It is
therefore important that sufficient resources are invested in this field in the near future, both to find new interesting health effects of lactic acid bacteriaand to compile scientific documentation.
Other trend Is protein enriched fermented milk products. These are concentrated fermented products where the protein content has been increased often around 3 times that of normal milk.
The product may contain 0-10 % fat. This concentrated yoghurt has many names, depending on where it is produced. It is called Labneh, strained type yoghurt, Greek yoghurt, Skyr, etc. 
Muitas pessoas no mundo são intolerantes à lactose. Assim, eles têm problemas de estômago quando consomem produtos lácteos, como leite contendo lactose. Em produtos lácteos
fermentados, no entanto, parte da lactose foi convertida em glicose e galactose por bactérias lácticas. Isso permite que algumas pessoas intolerantes à lactose consumam iogurte, por
exemplo, sem problemas. Existem muitos produtos lácteos sem lactose disponíveis hoje nas lojas para aqueles que são extremamente intolerantes à lactose. Esta tendência não abrange
apenas o consumo de leite, mas também produtos lácteos fermentados, como o iogurte.
As bactérias L. acidophilus e Bifido são membros importantes da flora intestinal humana. 
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