Química do leite

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Química e Constituintes do Leite
LACTOSE 
Docente: Profª Priscila Alonso dos Santos
Discente: Déborah de Souza Oliveira
Lactose
É o único glicídeo livre que existe em quantidades importantes em todos os leites;
É o componente mais abundante, mais simples e o mais constante em proporção;
É o componente mais lábil diante da ação microbiana por ser um bom substrato para as bactérias que a transformam em ácido láctico;
Principal origem está na glicose do sangue;
É um fator limitante da produção de leite.
Lactose
A lactose é o principal carboidrato encontrado no leite. Variando de 0,4 a 10,2% a sua concentração no leite das diferentes espécies de mamíferos. Sendo em média 4,8 a 7,0% para os leites de vaca e humano. 
Ela é exclusivamente encontrada no leite e na glândula mamária. Pequenas quantidades são encontradas nas plantas em muito baixas concentrações. 
Lactose
A lactose apresenta uma grande função na síntese do leite. Ela é o principal componente osmótico do leite, sendo o processo de síntese de lactose o principal responsável pela extração de água para o leite.
O leite é sintetizado a partir de nutrientes fornecidos para as células secretoras da glândula mamária pelo sangue. Estes nutrientes são provenientes diretamente da dieta ou após sofrerem modificações nos tecidos antes de alcançar a glândula mamária. 
Lactose
Síntese
	A lactose é sintetizada a partir da glicose nas células epiteliais que envolvem os alvéolos na glândula mamária dos mamíferos. 
	A maioria das reações ocorrem no citosol, mas ao final, a reação catalisada pela lactose sintetase ocorre na Vesícula de Golgi.
Complexo enzimático: β – 1,4 – Galactosiltransferase (GT)
	É uma subunidade enzimática ativa da lactose sintetase. GT é a única glicotransferase em que o substrato específico pode ser modificado pela adição de α – lactoalbumina. Juntas, formam o complexo lactose sintetase.
Alfa lactoalbumina altera a afinidade da galactosiltransferase para a glicose.
É sintetizada no reticulo endoplasmático e vai para o aparelho de golgi onde interage com a GT
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Lactose
Ductos e sistemas de secreção do leite
	O alvéolo é uma unidade funcional de produção onde uma única camada de células secretoras de leite estão agrupadas numa esfera com um centro oco. 
	Tecidos de capilares sanguíneos e células mioepiteliais circundam os alvéolos, e o leite secretado é encontrado na cavidade interna (lúmen). As funções dos alvéolos são:
• Remover nutrientes do sangue;
• Transformar esses nutrientes em leite;
• Descarregar o leite dentro do lúmen.
Lactose
Regulação do volume de leite
	A concentração de substâncias dissolvidas em cada lado das células secretórias é balanceada pela liberação de água no sangue e pela mistura com outros componentes do leite encontrados na cavidade alveolar.
	Para o leite normal, um balanço é atingido quando há 4,5 a 5% de lactose. Portanto, a produção de lactose atua como uma válvula que regula a quantidade de água liberada no alvéolo e portanto, o volume produzido .
Lactose
Estrutura
Dissacarídeo (342 D)
D-Glicose + D-Galactose = β – 1,4 – glicosídica
Amorfa
α e β -cristalizadas
Lactose
Propriedades Físicas
Poder edulcorante – doce 
Mutarrotação
	Cada açúcar tem sua rotação específica e característica, que dependerá de sua concentração, da temperatura e da longitude de onda. A α e a β lactose diferem em sua rotação específica em água À 20◦C: + 89,4◦ e + 35◦ (respectivamente).
	Quando se encontram em solução, produz-se a transformação de uma forma em outra, até alcançar equilíbrio, esse fenômeno é acompanhado de mudança da rotação específica.
	
Lactose
Propriedades Físicas
A mutarrotação manifesta-se por mudanças na solubilidade.
Solubilidade
	O aumento da solubilidade com o passar do tempo, deve-se à mutarrotação, pois a forma α é convertida na forma β, tornando-se solução insaturada em relação à α-lactose. Desta forma, maior quantidade de α-lactose pode ser dissolvida.
	A solubilidade depende em parte do equilíbrio de mutarrotação, da velocidade de dissolução e da velocidade de mutarrotação. 
Lactose
Propriedades Físicas
Solubilidade
	Ainda que a solubilidade da lactose seja baixa comparada com a de outros açúcares, as soluções de lactose podem chegar a ficar supersaturadas. 
	O ponto de supersaturação está diretamente relacionado com os requisitos energéticos (energia de nucleação) necessários para a formação de um cristal. 
Zona Metaestável (T, Velocidade de agitação, Impurezas) 
	
Lactose
Propriedades Físicas
Cristalização
	Possui grande importância prática para obtenção do açúcar e em produtos como sorvetes e leite condensado. Em condições normais, a cristalização é um processo lento e traz consigo o aparecimento de grandes cristais em pequenas quantidades. Os cristais formados são duros e pouco solúvel e podem ser detectados pelo paladar quando seu tamanho ultrapassa 16 um.
Riboflavina
Riboflavina: impede ou atrasa a cristalização 0,25 mg/ 100g
Os cristais não crescem igual, por isso aumenta a irregularidade característica.
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Lactose
Cristalização
	A cristalização em doce de leite e em leite condensado somente pode ser considerada um defeito quando os cristais de lactose são perceptíveis ao paladar. 
1 = Controle do tamanho dos cristais pelo aumento da viscosidade
2 = Cristalização forçada da lactose por meio da adição de núcleos de cristalização
3 = Adição de lactase para evitar o aparecimento de cristais de lactose
LEITE
Adição de sacarose
Adição de sacarose e de agentes de corpo (espessantes, glicose, fontes de proteínas lácteas).
Inoculação de lactase: hidrólise mínima de 30% (controle pelo crioscópico). Acarreta modificações: maior escurecimento e sabor doce mais pronunciado. Adição de sacarose após a hidrólise.
Evaporação, determinação do ponto e resfriamento
Inoculação dos núcleos 0,05% (lactose em pó) no doce entre 30 e 40C. Agitação por no mínimo 30 minutos.
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O produto não apresentará cristais de lactose. Necessita mudanças na tecnologia para evitar escurecimento e sabor doce pronunciado.
O produto apresentará cristais de lactose com tamanho determinado pelo processo de cristalização forçada. Pode acarretar mudança na textura e na viscosidade do produto.
O produto sofrerá cristalização, entretanto a viscosidade mais elevada dificultará o aparecimento de cristais de lactose perceptíveis ao paladar.
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Lactose
Propriedades Químicas
Redutoras
	Pode reagir com substâncias nitrogenadas, desencadeando as Reações de Maillard e levando à formação de compostos coloridos (melanoidinas), de odores anômados e à redução do valor nutritivo do leite quando a lactose reage com aminoácidos essenciais, como a lisina e o triptofano.
Adsorção de substâncias de baixo peso molecular
Hidrólise
Lactose
Propriedades Químicas
Adsorção de substâncias de baixo peso molecular
	Essa característica justifica o poder da lactose de fixar aromas. Isso ocorre mediante o estabelecimento de pontes de hidrogênio e ligações do tipo forças de Van der Waals entre a lactose e os compostos voláteis de caráter aromático.
Lactose
Propriedades Químicas
Hidrólise
		
	A lactose é um dos açúcares mais estáveis. Sua hidrólise química realiza-se em meio ácido e a alta temperatura. É um processo de grande interesse tecnológico, já que os compostos resultantes são facilmente fermentáveis e absorvidos pelo intestino humano. 
Lactose
Propriedades Químicas
Hidrólise
	A β – galactosidase ou lactase é a principal enzima responsável. Trata-se de oxidase que hidrolisa a ligação β – 1,4 – glicosídica e libera lactose, moléculas que o homem pode absorver com facilidade.
	A lactase é encontrada no leite em pequenas quantidades, nas glândulas intestinais em nível de jejuno, podendo ser produzidas por algumas leveduras, bactérias e mofos e as bactérias lácticas. 
Lactose
Degradação pelo calor
	Durante o tratamento térmico do leite, produz-se a decomposição da lactose, dando lugar a compostos ácidos ( ác. Acético, levúlico, fórmico, pirúvico),hidroximetil furfural, aldeídos, álcoois e redutonas. 
	Estes compostos são reativos e podem dar origem a outros compostos coloridos que fazem aparecer no leite tonalidades escuras, diferentes das que aparecem por Reação de Maillard.
Lactose
Degradação pelo calor
	Lactulose (galactose + frutose). 
	
	É um pouco mais doce e mais solúvel que a lactose. Estimula o crescimento de Lactobacillus bifidus. 
pH do intestino, inibindo patógenos.
Auxilia a digestão e a absorção de diversos nutrientes (Ca)
Estimula a resposta imune do organismo frente a adversidades
Lactitol
Álcool: procedente da redução da lactose e altas pressões 
Epilactose (galactose + maltose)
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Lactose
Fermentação
	As fermentações que produzem ácido láctico são as mais importantes para a indústria leiteira, mas há outras fermentações (propiônica e butírica) que tem importância igualmente considerável.
	A fermentação láctica produz-se pela ação das bactérias lácticas homo e heterofermentativas, sendo acompanhada da formação de ácido láctico. 
2C6H12O6 4CH3 – CHOH – COOH 
Lactose
Fermentação
	A fermentação espontânea é o fenômeno mais comum observado no leite mantido na temperatura ambiente. O leite acidificado tem odor e sabor diferentes dos do ác. Láctico puro pelo fato de se formarem também outros compostos como diacetil e acetaldeído, alguns dos quais são muito importantes no aroma de certos produtos lácteos como a manteiga e iogurtes. 
Lactose
Fermentação
Fermentação Propiônica é realizada pela adição das bactérias do gênero Propionibacterium, que fermentam o ácido láctico a ácido propiônico, ác. Acético, CO2 e água. Essa fermentação é típica de alguns tipos de queijo (gruyre) sendo o processo responsável pelo aparecimento dos furos característicos. 
Lactose
Fermentação
Fermentação Butírica produz-se a partir da lactose ou do ácido láctico com formação de ácido butírico e gás. É característica das bactérias do gênero Clostridium e caracterizam-se pelo aparecimento de odores pútridos e desagradáveis.
	Algumas leveduras (Sacharomyces e Candida) podem transformar o ác. Pirúvico em acetaldeído, que se reduz a etanol por ação da enzima álcool-desidrogenase. Em alguns países utiliza-se esse processo junto com a fermentação para o preparo de bebidas ácidas, espumantes e levemente alcóolicas. 
Lactose
Valor nutritivo na alimentação
Fonte de energia
Valor nutritivo especial para as crianças
Favorece a retenção de Ca 
Estimula a ossificação 
Previne a osteoporose
Minimiza a deficiência de Vitamina D
Combate ao raquitismo
Não tem efeitos cancerígenos
Não forma placa dentária
Lactose
Usos industriais
É tradicionalmente utilizada em alimentos infantis e na elaboração de comprimidos
É um excelente excipiente de pastilhas e pílulas
É uma fonte barata de glicose pré-hidrólise
É adicionada à sopas, bebidas instantâneas, misturas de especiarias, produtos cárneos e a todos alimentos que requeira redução do sabor doce, potencialização do aroma, longa vida útil e preço aceitável.
Lactose
Usos industriais
	Os lácteos desidratados possuem grandes quantidades de lactose em sua composição (como no soro ou permeado de ultrafiltração), a formação de lactose amorfa após a secagem é intensa e consequentemente a instabilidade do produto também, uma vez que as moléculas de lactose no estado amorfo buscarão por meio da transição vítrea, atingir o estado cristalino. 
Lactose
Usos industriais
	As duas condições ideais para a transição vítrea são a temperatura e a absorção de umidade.
	O soro em pó possui tendência de absorver água do ar ambiente, acarretando agregação de partículas coloidais do produto durante o armazenamento e a substituição de parte da lactose amorfa por lactose cristalina; como resultado da cristalização do soro concentrado, transforma o soro em um produto não higroscópico. 
Lactose
Usos industriais
	As propriedades dos produtos lácteos desidratados são influenciados por fatores que envolvem as condições de operação dos equipamentos, as características da matéria-prima e as condições de estocagem (temperatura e umidade relativa do ar).
	A produção industrial de refino da lactose baseia-se na sua cristalização a partir de soluções supersaturadas, normalmente a partir de soro de leite ou permeado de ultrafiltração.
Soro “doce”
Clarificação
Ultrafiltração
Nanofiltração
Evaporação
Cristalização
Decantação
Lavagem
Centrifugação
Lactose “bruta”
Refino
Filtração
Cristalização
Centrifugação
Secagem
Moagem
Peneiramento
Envase
Secagem
Moagem
Peneiramento
Envase
“Farmacêutica”
“Comestível”
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Lactose
Galactosemia
	É uma patologia caracterizada pela inabilidade em converter galactose em glicose, sendo classificada em três tipos:
1 – Deficiência da GALT (comum/clássica)
2 – Deficiência da GALK (catarata)
3 – Deficiência da GALE
Sintomas: anorexia, perda de peso, icterícia, hepatoesplenomegalia, ascite, vômitos, diarreia, distensão abdominal, catarata, hemorragia, letargia, septicemia por E. Coli e atraso de desenvolvimento psicomotor.
Teste do pezinho = demonstra ausência ou deficiência da uridil-transferase ou níveis elevados de galactose-1-fosfato nas hemácias
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Lactose
Galactosemia
	O tratamento envolve a retirada total da galactose da dieta, o que restaura o crescimento normal, previne danos permanentes ao fígado e reduz o desenvolvimento de catarata. 
Contudo, o retardo mental é irreversível, 
se a retirada da galactose não ocorrer de 
2 a 3 meses.
Teste do pezinho = demonstra ausência ou deficiência da uridil-transferase ou níveis elevados de galactose-1-fosfato nas hemácias
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Lactose
Intolerância à Lactose
	Incapacidade de digerir o dissacarídeo lactose devido à deficiência ou ausência da enzima β – galactosidase nas vilosidades intestinais ou na bordadura em escova da mucosa intestinal.
Deficiência primária ( produção de lactase)
Deficiência secundária (após patologias)
Deficiência congênita (herança autossômica recessiva)
	Sintomas: dor e/ou distensão abdominal, flatulência, diarreia e borborismos. Sintomas sistêmicos: dores de cabeça, vertigens, perda de concentração, dificuldade de memória de curto prazo, 
Deficiência primária: detectada após a amamentação sendo considerada de caracterização permanente e determinada geneticamente. Os polimorfismos apresentam forte correlação com a persistência ou não da lactase em várias populações. Os sintomas tendem a aprecer de 2 a 15 anos de idade, e são dependentes de condições raciais e culturais.
2 = patologias. Condições permanentes: esprú, celíaco, galactosemia, doença de Crohn e fibrose cística; ou transitórias: gastroenterites ou parasitoses. Utilização de medicamentos ou se manifestar após cirurgias ou terapias por radiação. 
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Lactose
Intolerância à Lactose
dores musculares e articulares, cansaço intenso, alergias diversas, arritmia cardíaca, úlceras orais, dor de garganta e aumento da frequência de micção. 
	Métodos de diagnóstico:
Biópsia
Quantificação de glicose sanguínea
Excreção de hidrogênio
Exame de urina
Teste genético (LACTG)
Deficiência primária: detectada após a amamentação sendo considerada de caracterização permanente e determinada geneticamente. Os polimorfismos apresentam forte correlação com a persistência ou não da lactase em várias populações. Os sintomas tendem a aprecer de 2 a 15 anos de idade, e são dependentes de condições raciais e culturais.
2 = patologias. Condições permanentes: esprú, celíaco, galactosemia, doença de Crohn e fibrose cística; ou transitórias: gastroenterites ou parasitoses. Utilização de medicamentos ou se manifestar após cirurgias ou terapias por radiação. 
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Lactose
Derivados da Lactose
	O despejo de soro de queijo e permeados da ultrafiltração em cursos de água tem sido restringido, meios rentáveis ou pelo menos de baixo custo de utilização da lactose têm sido avaliados. 
Modificação enzimática
Modificação química
Modificação processo fermentativo
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Lactose
Modificação química
Modificação processo fermentativo
Modificação enzimática
HidróliseGlicose+galactose
Somerização
Tagatose
Polimerização enzimática
Galacto-oligossacarídeo
P.E com Sacarose
Lactosacarose
Lactulose
Lactitol
Ácido Lactobiônico
Isomerização
Redução
Oxidação
Ácido Lactico
Etanol
Goma Xantana
Xantomas Campestris
Lactose
Derivados da Lactose
Modificação enzimática
Glicose + Galactose
Galato – Oligossacarídeos (GOS)
Lactosacarose
Modificação enzimática
Lactulose
Lactitol
Ácido lactobiônica
Tagatose
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Lactose
Derivados da Lactose
Modificação por processo fermentativo
Lactococcus spp. (ácido láctico)
Kluyveromyces spp. (etanol)
Xanthomonas campestres (goma xantana)
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ARTIGOS
QUALITY OF REFRIGERATED RAW MILK FROM BUFFALO COWS (Bubalus bubalis bubalis) IN DIFFERENT FARMS AND SEASONS IN BRAZIL.
Revista Ciência Animal Brasileira – Goiânia, GO.
2017
Ricardo Lacava Bailone; Ricardo Carneiro Borra; Roberto de Oliveira Roça; Luis de Aguiar; Moira Harris.
QUALIDADE DO LEITE CRU REFRIGERADO DE BÚFALA (Bubalus bubalis bubalis) EM DIFERENTES FAZENDAS E ESTAÇÕES DO ANO NO BRASIL
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ARTIGOS
YIELD AND COMPOSITION OF MILK FROM DAIRY COWS FED DIETS CONTAINING CASHEW NUTS.
Revista Ciência Agronômica – Fortaleza, CE.
2017
Patrícia Guimarães Pimentel, Ronaldo Braga Reis, José Neuman Miranda Neiva, Sandra Gesteira Coelho, Andréa Pereira Pinto.
Produção e composição do leite de vacas leiteiras alimentadas com dietas contendo castanha de caju
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ARTIGOS
DESENVOLVIMENTO DE FROZEN YOGURT DE IOGURTE EM PÓ DE LEITE DE OVELHA
Revista Ceres – Viçosa, MG.
2018
Elisangela de Abreu, Daiane Preci, Jamile Zeni, Clarice Steffens, Juliana Steffens.
A concentração de lactose foi determinada pelo do método Munson-Walker, conforme metodologia descrita pela norma FIL-IDF 28 A (1974).
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ARTIGOS
 pH inicial de 6,88 ± 0,01 e acidez de 0,64 ± 0,03 g/100g 
 Após 5h de fermentação, o pH decresceu para 4,63 ± 0,06 e a acidez aumentou para 1,10 ± 0,04 g/100g
 Teor de lactose foi de 4,59% 
 Após o processo de desidratação por liofilização, esse teor aumentou para 38,99%
 A lactose é importante para estrutura do Frozen Yogurt, pois proporciona, juntamente com os glóbulos de lipídio (Goff, 1997), a formação de um complexo coloidal e a alta consistência do produto.
ficando abaixo da faixa encontrada para iogurte em pó comercial de leite de vaca (50 – 51%) (Krasaekoopt; Bhatia, 2012).
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OBRIGADA !