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Tecnologias de elaboração de alimentos
Leite e lacticínios
Leiteproduzido por todas as espécies de mamíferoshá cerca de 8 000 – 10 000 a o homem começou a domesticar
animais para obter reservas de leitevacas, búfalas, cabras, ovelhas, camelas
só recentemente o processamento do leite passou de “arte” a ciência
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Tecnologias de elaboração de alimentos
Leite e lacticínios
consumo de lacticínios per capita, no mundo (2004)
Leite/L Queijo/kg Manteiga/kg
Roménia 163.0 1.1 0.5
Austrália 98.2 11.9 2.7
EUA 89.1 14.3 2.0
Rússia 87.5 3.5 3.0
N. Zelândia 87.3 7.0 6.5
Canadá 85.6 12.0 3.5
U. E. (25) 72.2 12.8 4.6
Ucrânia 69.6 2.5 3.0
Brasil 65.9 2.6 0.4
Argentina 53.2 7.9 -
México 40.1 2.0 1.1
Japão 37.8 2.0 0.7
Índia 32.3 - 2.5
Coreia do Sul 29.8 - -
Chile 27.5 - -
Egipto 20.8 6.0 0.8
China 7.7 - -
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Tecnologias de elaboração de alimentos
Leite e lacticínios
produção de leite de vaca no mundo em 2004 (kton)
Índia 88000
EUA 77220
Rússia 33000
Alemanha 28100
França 24200
Brasil 23500
China 19000
GB 14714
N. Zelândia 14500
Ucrânia 13200
Polónia 11845
Itália 11000
P. Baixos 10700
Austrália 10700
México 10150
Argentina 8775
Japão 8400
Canadá 7700
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Tecnologias de elaboração de alimentos
Leite e lacticínios
leite e mel são os únicos produtos cuja única função natural é a de alimento
funções naturais do leitenutriçãoprotecção imunológica para as crias
elevado valor nutritivo
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Tecnologias de elaboração de alimentos
Leite e lacticínios
Proteínas/g Lípidos/g Carboidratos/g Energia/kcal
Vaca 3.2 3.7 4.6 66
Humano 1.1 4.2 7.0 72
Búfalo de água 4.1 9.0 4.8 118
Cabra 2.9 3.8 4.7 67
Burra 1.9 0.6 6.1 38
Elefante 4.0 5.0 5.3 85
Macaca (rhesus) 1.6 4.0 7.0 73
Rata 9.0 13.1 3.0 171
Baleia 10.9 42.3 1.3 443
Foca 10.2 49.4 0.1 502
composição do leite (por 100 g de leite fresco)
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Tecnologias de elaboração de alimentos
Leite e lacticínios
composição do leite de várias raças (g/100 g)
Peso
/kg
Prod. Leite
/kg
Lípidos
/%
Proteínas
/%
Lactose
/%
Cinzas
/%
Sólidos
Totais /%
Holstein 640 7360 3.54 3.29 4.68 0.72 12.16
Brown
Swiss
640 6100 3.99 3.64 4.94 0.74 13.08
Ayrshire 520 5760 3.95 3.48 4.60 0.72 12.77
Guernsey 500 5270 4.72 3.75 4.71 0.76 14.04
Jersey 430 5060 5.13 3.98 4.83 0.77 14.42
Shorthorn 530 5370 4.0 3.32 4.89 0.73 12.90
Holstein: 12.16 % S. T. x 7360 kg = 895 kg de S. T. produzidos por lactação (140 % do peso do animal)Jersey: 14.42 % S. T. x 5060 kg = 730 kg de S. T. produzidos por lactação (170 % do peso do animal)
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Tecnologias de elaboração de alimentos
Leite e lacticínios
Produção do leiteo leite de vaca só pode ser utilizado na alimentação
humana 72 h após o partono período anterior é produzido colostro
período de lactação – 305 dias7000 kg produzidosperíodo de maior produção é nos 2-3 meses após o
parto (40-50 L/dia)
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Tecnologias de elaboração de alimentos
Leite e lacticínios
pico de produção de uma vaca alcançado na sua 3ª lactação, mas pode ser utilizada durante mais 5-6 lactações
vaca de novo inseminada 3 meses após o partoproduz durante todo o ano
Idade
0 Nascimento
15 meses Vitela inseminada pela 1ª vez
24 meses Primeiro parto – começo da lactação
27 meses 2ª inseminação
34 meses Seca
36 meses Nascimento da 2ª cria – recomeço da lactação
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Leite e lacticínios
Qualidade do leiteapós recolha, o leite é armazenado a 4.4 ºC ou menos
para controlar o crescimento microbianoleite terá que ser processado num máximo de 2 dias
análises a efectuar antes do processamento:organolépticosredução de pigmentos (actividade microbiana)contagem de bactériassedimentosacidezcontagem de células somáticasresíduos de antibióticosadição de águadeterminação de gordura e sólidos totais
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Tecnologias de elaboração de alimentos
Leite e lacticínios
efeitos da temperaturaproblema em regiões quentes
Bactérias/mL de leite após 24 h
5 ºC 10 ºC 12.7 ºC 15.5 ºC 20 ºC
2600 11600 18800 180000 450000
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Leite e lacticínios
mastiteantibióticos
período de quarentena para leite
Amoxicilina Cloxacilina Eritromicina Novobiocina PenicilinaSulfadimeto-
zinaSulfabromo-
metozinaSulfaetoxipi-
ridozina
60 h 48 h 36 h 72 h 84 h 60 h 96 h 72 h
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Tecnologias de elaboração de alimentos
Leite e lacticínios
sistemas anti-microbianos existentes no leite:lisozima
hidrolisa ligações glicosídicas em paredes celulares (baixo efeito bacteriostático)
lactoferinaproteína que quelata o Fe, sequestrando-o dos
microrganismos (baixo efeito bacteriostático)
lactoperoxidasecatalisa conversão de H2O2 em H2O; quando se
adiciona H2O2 e SCN- ao leite, o SCN- é oxidado pelo complexo enzima/H2O2
produzindo compostos bacteriostáticos capazes de inibir bactérias Gram-, E. Coli, Salmonella spp. e Streptococci●alternativa à refrigeração
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Tecnologias de elaboração de alimentos
Leite e lacticínios
Classificação do leitegosto
doce, salgado, ácido, amargo + temperatura, adstringência, etc.
cheirotemperatura deve situar-se entre 15.5 – 21 ºC para
facilitar detecção de cheiros e permitir a volatilização de alguns componentes quando ingerido
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Tecnologias de elaboração de alimentos
Leite e lacticínios
defeitosranço
resulta da hidrólise enzimática (lipase das lipoproteínas) das gorduras●sabor provém da formação de ácidos
gordos de cadeia curtaenzima pode ser indígena ou bacteriana; só é
activa se as membranas dos glóbulos de gordura estiverem danificadas ou enfraquecidas●agitação, homogeneização ou formação
de espuma
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Tecnologias de elaboração de alimentos
Leite e lacticínios
lipase deve ser destruída previamente através de aquecimento●desnatura a 55 – 60 ºC
pode ser detectado por medição do grau de acidez●presença de ácidos gordos livres
rancidez hidrolítica rancidez oxidativa
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Tecnologias de elaboração de alimentos
Leite e lacticínios
oxidaçãocatalisada por cobre e outros metais, na presença
de O2
iniciada nos fosfolípidos das membranas dos glóbulos de gordura
RH R. + H iniciação (radical livre)
R. + O2 R.O2 propagação
R.O2 + RH ROOH + R.
R. + R. R2 terminação
R. + R.O2 RO2R
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Tecnologias de elaboração de alimentos
Leite e lacticínios
propagação ocorre nos triacilgliceróis●ligações duplas dos ácidos gordos
durante a propagação acumulam-se derivados peróxido dos ácidos gordos●formam-se aldeídos, cetonas e outras
moléculas com grupos carbonilo●aldeídos e cetonas responsáveis
por sabores fortes
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Tecnologias de elaboração de alimentos
Leite e lacticínios
foto-oxidaçãoprovocada por radiação UV
●sol, lâmpadas fluorescentesactiva a riboflavina, a qual cataliza a conversão da
metionina em metanal (sabor semelhante ao da oxidação “ clássica”)
sabor diminui com o armazenamentocozedura
efeito de aquecimento excessivo em algumas proteínas (soro, ...) com pontes de enxofre●formação de grupos –SH
●sabor dissipa-se após 1 – 2 dias
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Tecnologias de elaboração de alimentos
Leite e lacticínios
sabores transmitidosa partir da alimentação das vacas
●vacas devem ser afastadas dos alimentos 2 – 4 h antes da ordenha●voláteis facilmente removidos por
vácuomicrobianos
causados por bolores, leveduras ou bactériassabor ácido é causado por bactérias lácticassabor frutado provocado por psicrotróficos
●Pseudomonas fragisabores a amargo ou podre causados por bactérias
psicrotróficas produtoras de protease●actividade proteolítica
sabor a malte (corn flakes) causado por Streptococcus lactis var. maltigenes
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Tecnologias de elaboração de alimentos
Leite e lacticínios
diversosadstringentegizquímico/médico (doença, adulteração)insípido (adulteração com água)exteriorsalgado (associado a doenças)amargo (adulteração)
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Tecnologias de elaboração de alimentos
Leite e lacticínios
exemplo de classificação de um leite (escala 0 – 10)
Defeitos de sabor Baixa intensidade Int. bem definida Int. pronunciada
Adstringente 8 7 5
Celeiro 7 5 3
Amargo 7 5 3
Cozido 9 8 6
Alimento 9 7 5
Insípido 9 8 7
Exterior 5 3 0
Alho/cebola 5 3 1
Ácido 3 1 0
Bacteriano 5 3 0
Falta de frescura 7 5 3
Malte 7 5 3
Oxidado 7 5 3
Ranço 7 5 3
Salgado 8 6 4
Sujo 7 5 3
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Tecnologias de elaboração de alimentos
Leite e lacticínios
Biossíntese do leiteleite sintetizado na glândula
mamária, na qual se situa a unidade produtora de leite - alvéolo
materiais necessários à produção de leite transportados para as células secretórias através da corrente sanguínea
necessários 400 – 800 L de sangue para transportar os componentes para 1 L de leite
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Tecnologias de elaboração de alimentos
Leite e lacticínios
componentes do leite sintetizados no interior das células, sobretudo pelo retículo endoplasmático e ribossomas a ele ligados
passam através do aparelho de Golgi, responsável pela sua saída da célula sob a forma de vesículas
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Tecnologias de elaboração de alimentos
Leite e lacticínios
proteínasconstituídas a partir dos a. a. do sangue; as
submicelas de caseína começam a agregar-se nas vesículas de Golgi, nas células secretórias
lípidosos ácidos gordos C4 – C14 são sintetizados nas
células; C16 e maiores resultam da hidrogenação no rúmen e são directamente transportados no sangue
lactosecontrola o equilíbrio osmótico entre o leite e o sangue,
juntamente com K, Na e Cl; a síntese de lactose regula o volume de leite excretado
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Tecnologias de elaboração de alimentos
Leite e lacticínios
oxitocinahormona produzida por estímulos (sucção, etc.) que
inicia o processo de libertação do leite:músculos comprimem os alvéolosprovocam aumento de pressão no úberecomponentes do sangue armazenados no lúmen
libertados para o sistema de canais condutores
leite é forçado em direcção ao reservatório do mamilo
recolhido●hormona degradada num prazo de
4 – 7 min, após o que é muito difícil ordenhar
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Tecnologias de elaboração de alimentos
Leite e lacticínios
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Leite e lacticínios
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Leite e lacticínios
Composição detalhada do leiteágua – 87.3 % (85.5 % - 88.7 %)gordura – 3.9 % (2.4 – 5.5 %)sólidos não gordos – 8.8 % (7.9 – 10.0 %)
proteínas – 3.25 % (75 % é caseína)lactose – 4.6 %minerais – 0.65 % (Ca, P, citrato, Mg, K, Na, Zn, Cl, Fe,
Cu, S2O4, bicarbonato, …)ácidos – 0.18 % (cítrico, fórmico, acético, láctico,
oxálico)enzimas (peroxidase, catalase, fosfatase, lipase)gases (O2, N2)vitaminas (A, C, D, tiamina, riboflavina, …)
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Leite e lacticínios
plasma = leite – gordura (leite magro)soro = plasma – micelas de caseínasólidos não gordos = proteínas, lactose, minerais, ácidos,
enzimas, vitaminassólidos totais = gordura + sólidos não gordos
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Tecnologias de elaboração de alimentos
Leite e lacticínios
estrutura física do leiteleite pode ser considerado como:
solução – de lactose, proteínas solúveis, minerais, vitaminas e outros componentes
emulsão de óleo em água – glóbulos de gordura dispersos numa fase contínua de soro
suspensão coloidal – de micelas de caseína, proteínas globulares e partículas de lipoproteínas
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Leite e lacticínios
lípidos do leiteprincipalmente triacilgliceróis (98.3 %)
principais ácidos gordos:●mirístico – C14 (11 %)●palmítico – C16 (26 %)●esteárico – C18 (10 %)●butírico – C4●capróico – C6●caprílico – C8●cáprico – C10
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Tecnologias de elaboração de alimentos
Leite e lacticínios
saturados (mirístico, palmítico e esteárico) ≈ 66 %oleico é o mais abundante dos insaturados com
uma única duplaos cis são mais comuns na natureza, no entanto
no leite 5 % são trans devido a hidrogenações no rúmen
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Tecnologias de elaboração de alimentos
Leite e lacticínios
fosfolípidos (0.8 %)associados à membrana dos glóbulos de gordura
colesterol (0.3 %)localizado no interior dos glóbulos
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Tecnologias de elaboração de alimentos
Leite e lacticínios
estrutura dos glóbulos de gordura> 95 % dos sólidos do leitediâmetro – 0.1 a 15 mmcobertos por uma membrana fina (8 – 10 nm)
composta principalmente por proteínas e fosfolípidos●fosfolípidos intervêm na oxidação
protege os glóbulos de floculação e coalescência e da acção de enzimas
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Tecnologias de elaboração de alimentos
Leite e lacticínios
homogeneização impede a separação do leite●diminui o tamanho dos glóbulos
desestabilização ou coalescência é necessária para fabricar manteiga, natas e gelados●processo de agregação dos glóbulos
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Tecnologias de elaboração de alimentos
Leite e lacticínios
existem 3 tipos de agregados:●flóculos – forças fracas
●facilmente redispersáveis●glóbulos que floculam mantêm a
sua identidade●cachos – forças fortes
●difíceis de redispersar●glóbulos partilham parte das suas
camadas interfaciais●pilhas – muito difícil dispersão
●glóbulos parcialmente sólidos/parcialmente líquidos formam cachos se postos em contacto
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Leite e lacticínios
proteínas do leiteconteúdo do leite em azoto:
caseínas (76 %)proteínas do soro (18 %)azoto não proteico (6 %)
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Tecnologias de elaboração de alimentos
Leite e lacticínios
concentração de proteínas no leite
g/L % do total
Caseínas 26 79.5
a-s1 10 30.6
a-s2 2.6 8.0
b 9.3 28.4
k 3.3 10.1
Proteínas do soro 6.3 19.3
a-lactalbumina 1.2 3.7
b-lactoglobulina 3.2 9.8
BSA 0.4 1.2
Imunoglobulina 0.7 2.1
peptona proteose 0.8 2.4
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Tecnologias de elaboração de alimentos
Leite e lacticínios
caseínasproteínas conjugadas (grupos fosfato esterificados
com resíduos serina)●complexação com cálcio depende do
conteúdo em fosfato●baixa solubilidade a pH 4.6●conformação semelhante à das proteínas
globulares desnaturadas●estabilidade relativamente à
desnaturação térmica●falta de estrutura terciária resulta em
grande exposição dos resíduos hidrofóbicos●fortes reacções de associação●insolubilidade em água
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Tecnologias de elaboração de alimentos
Leite e lacticínios
maioria das caseínas encontra-se em partículas coloidais (micelas de caseína)●função biológica – transportar fosfato de
cálcio●contém caseína, fosfato, cálcio, citrato e
outros iões, lipase, enzimas e soro de leite
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Tecnologias de elaboração de alimentos
Leite e lacticínios
caseínas capazes de se agregar se a superfície micelar for reactiva●modelo de Schmidt●agregação pode ser induzida por:
●enzimas proteolíticas●ácido●calor●gelificação, após armazenagem
prolongada
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Tecnologias de elaboração de alimentos
Leite e lacticínios
proteínas do soro – proteínas globularesmais hidrossolúveissujeitas a desnaturação térmica
enzimasindígenas
●lipase lipoproteica, plasmina, fosfatase alcalina, …
exógenas (produzidas por bactérias psicrotróficas)●lipases e proteinases
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Tecnologias de elaboração de alimentos
Leite e lacticínios
outros componentes do leitelactose
4.8 – 5.2 % do leite52 % dos sólidos não gordos70 % dos sólidos do sorohidrólise provoca um aumento de doçura e um
ponto de congelação mais baixosubstrato de fermentação para as bactérias
lácticasintolerância à lactose (falta de lactase)
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Tecnologias de elaboração de alimentos
Leite e lacticínios
outros hidratos de carbonoglucosegalactoseoligossacáridos
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Tecnologias de elaboração de alimentos
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vitaminaslipossolúveis
●A, D, E, Khidrossolúveis
●B1 (tiamina), B2 (riboflavina), B6 (piridoxina), B12 (cianocobalamina), niacina, ácido pantoténico, C
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Tecnologias de elaboração de alimentos
Leite e lacticínios
Vitamina Teor/L
A 400 mg
D 40 IU
E 1000 mg
K 50 mg
B1 450 mg
B2 1750 mg
Niacina 900 mg
B6 500 mg
Ác. pantoténico 3500 mg
Biotina 35 mg
Ác. fólico 55 mg
B12 4.5 mg
C 20 mg
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Tecnologias de elaboração de alimentos
Leite e lacticínios
sais mineraiscontém todos os 22 essenciais à dieta humana
●Na, K, Cl – mantêm o equilíbrio osmótico entre o sangue e o leite
●Ca, Mg, P, citrato – em forma coloidal, nas micelas de caseína
●formas difusíveis de sais de Ca, Mg, citrato, Ca2+ e HPO4
2-
●contribuem para o equilíbrio ácido--base do leite
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Tecnologias de elaboração de alimentos
Leite e lacticínios
Sal mineral Teor/L
Na 350-900 mg
K 1100-1700 mg
Cl 900-1100 mg
Ca 1100-1300 mg
Mg 90-140 mg
P 900-1000 mg
Fe 300-600 mg
Zn 2000-6000 mg
Cu 100-600 mg
Mn 20-50 mg
I 260 mg
Sal mineral Teor/L
F 30-220 mg
Se 5-67 mg
Co 0.5-1.3 mg
Cr 8-13 mg
Mo 18-120 mg
Ni 0-50 mg
Si 750-7000 mg
V tr-310 mg
Sn 40-500 mg
As 20-60 mg
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Tecnologias de elaboração de alimentos
Leite e lacticínios
Microrganismos e leitebactérias lácticas – fermentam lactose a ácido láctico
Lactococcus delbrueckii subsp. lactisL. lactis subsp. cremorisLactobacillus caseiL. delbruecki subsp. lactisL. delbruecki subsp. bulgaricus
coliformesassociados à presença de patogénicos
indicadores de contaminaçãofermentam lactose com produção de ácidos e gasesdegradam as proteínas do leitedestruídos por HTST
E. coli
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Tecnologias de elaboração de alimentos
Leite e lacticínios
microrganismos causadores de degradação – degradam proteínas, açúcares e gorduras
maioria são psicrotrofos (quase todos destruídos por pasteurização)
excepções – Pseudomonas fluorescens, P. fragi, …algumas espécies de Bacillus, Clostridium,
Corinebacterium, Arthrobacter, Lactobacillus, Microbacterium, Micrococcus e Streptococcussobrevivem à pasteurização e são capazes de crescer a temperaturas de refrigeração
P. fluorescens
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Tecnologias de elaboração de alimentos
Leite e lacticínios
microrganismos patogénicosBacillus cereusListeria monocytogenesYersinia enterocoliticaSalmonella spp.E. coli 0157:H7Campylobacter jejunibolores das espécies Aspergillus, Fusarium, Penicillium,
…
E. coli 0157:H7
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Tecnologias de elaboração de alimentos
Leite e lacticínios
inóculosmicrorganismos usados na produção de lacticínios
microflora indígena é ineficaz, imprevisível ou destruída pelos tratamentos térmicos sofridos pelo leite
função primária – produção de ácido láctico a partir de lactose
outras funções – produção de sabores, aromas e álcool●actividades proteolítica e lipolítica●inibição de microrganismos indesejáveis
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Tecnologias de elaboração de alimentos
Leite e lacticínios
tipos de inóculossimples
●estirpe única, ou mais que uma mas de número conhecido
misto●mais que uma estirpe, cada qual com
características específicas
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Tecnologias de elaboração de alimentos
Leite e lacticínios
mesófilos●Lactococcus lactis subsp. cremoris●L. delbrueckii subsp. lactis●L. lactis subsp. lactis biovar. diacetylactis●Leuconostoc mesenteroides subsp.
cremoristermófilos
●Streptococcus salivarius subsp. thermophilus
●Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus●L. delbrueckii subsp. lactis●L. casei●L. helveticus●L. plantarum
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Tecnologias de elaboração de alimentos
Leite e lacticínios
preparação do inóculoliofilizado, congelado, em spraypassos necessários para a propagação de um
inóculo pronto para produção:●cultura comercial●cultura mãe – 1ª inoculação; todas as
culturas resultarão desta preparação●cultura intermédia – produção de grandes
volumes do inóculo preparado●inóculo de carga
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Tecnologias de elaboração de alimentos
Leite e lacticínios
Processamento do leiteclarificação e separação da nata
clarificação – remoção de sedimentos, células do úbere e alguns microrganismos
desnatação – separação da nata existente no leitefeitas por centrifugação
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Tecnologias de elaboração de alimentos
Leite e lacticínios
●centrifugação também utilizada em:●padronização●separação do soro (separação da
gordura existente no soro)●tratamento bactofugo (separação
das bactérias existentes no leite)
●separação do requeijão (separação do coalho e do soro)
●purificação do óleo de manteiga (separação da fase que contém o soro e da gordura anidra)
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Tecnologias de elaboração de alimentos
Leite e lacticínios
clarificação e separação podem ser feitas separadamente ou em simultâneo numa mesma centrífuga
partículas sólidas (mais densas que a fase contínua do leite) são atiradas para o perímetro da centrífuga enquanto que a nata (menos densa que o líquido) é atirada para o centro
partículas são removidas; nata fica retida na centrífuga e o leite desnatado sai para o exterior através de um canal
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Tecnologias de elaboração de alimentos
Leite e lacticínios
centrífugas modernas efectuam auto-limpeza, através de um sistema de abertura para o exterior que é mantido sob pressão, permitindo uma operação contínua
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Tecnologias de elaboração de alimentos
Leite e lacticínios
padronizaçãorecombinação do leite com a nata para obter o grau de
gordura desejadocontrolada pela abertura da válvula de saída da
nata:quando está totalmente fechada, só sai leite
desnatadouma abertura progressiva permite uma
descarga de nata com conteúdo decrescente em gordura
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Tecnologias de elaboração de alimentos
Leite e lacticínios
pasteurizaçãoaquecimento de cada partícula de leite ou seu derivado
a uma temperatura específica, durante um determinado período de tempo, não permitindo a recontaminação do produto durante o tratamento
extensão da inactivação microbiana depende do binómio tempo/temperatura
tempo e temperatura mínimos são determinados em função de Coxiella burnetii (patogénico mais termo-resistente encontrado no leite, responsável pela febre Q)●63 ºC durante 30 min
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Tecnologias de elaboração de alimentos
Leite e lacticínios
métodos de pasteurizaçãodescontínuo (batch)
●leite aquecido e agitado durante o tempo requerido
●pode ser arrefecido no reactor ou retirado enquanto quente
●este processo é muito utilizado na produção de gelados
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contínuo●aplicado em HTST●mais rápido●menor custo energético●tratamento térmico usa um permutador de
calor em placas●aquecimento feito por vapor sob vácuo ou
água quente
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Tecnologias de elaboração de alimentos
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permite a entrada de um volume constante de leite
permite manter uma pressão mais elevada no lado pasteurizado do permutador de calor (impede contaminação do leite quente)
impede entrada de ar
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Tecnologias de elaboração de alimentos
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válvula de 3 vias●T > 72 °C abre para passar o leite para
arrefecimento●T < 72 °C fecha para reenviar o leite ao
tanque de nível●sistema de pistão duplo tem menos falhas,
pode ser limpo sem desmontar e é mais apropriado para automação
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fosfatase alcalinaenzima controlo da pasteurizaçãoteste da fosfatase
●mudança de cor por reacção com compostos orgânicos
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UHTaquecimento a T > 135 °C seguido de embalagem
em recipiente esterilizado, sob atmosfera estéril●permite tempos de tratamento mais
reduzidos●operação em fluxo contínuo
●maior tempo de prateleira●tratamento independente do tamanho do
recipiente●requer equipamento mais complexo●maior sabor a cozido
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métodos de tratamento UHT●aquecimento directo – contacto directo
com o vapor de qualidade potável●produto mantido a temperatura
elevada por um menor período de tempo
●2 métodos:●injecção●infusão
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●injecção◊vapor sob alta pressão injectado no líquido pré-
-aquecido◊rápido aumento de temperatura
◊após tratamento térmico, produto rapidamente arrefecido sob vácuo◊remoção da água resultante da
condensação do vapor◊consome muita energia e pode danificar o sabor◊tratamento rápido e remoção de voláteis
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●infusão◊leite bombeado, em queda livre, para uma câmara
de vapor a pressão elevada◊tempo de queda = tempo de tratamento
◊leite cai numa superfície fria, sendo depois rapidamente arrefecido em câmara de vácuo
◊aquecimento instantâneo e arrefecimento rápido◊não há sobreaquecimento localizado
◊menor sabor a cozido◊adequado para produtos com diversas viscosidades
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Tecnologias de elaboração de alimentos
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●aquecimento indirecto – meio de aquecimento e produto separados por uma superfície de contacto●tipos de permutador de calor:
●placa●tubulares●superfície raspada●cone duplo
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Tecnologias de elaboração de alimentos
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●placa◊semelhantes aos usados em HTST◊velocidade de passagem é baixa
◊pode provocar aquecimento desigual◊requer pouco espaço◊fácil manutenção◊possibilita regeneração
●tubulares◊permitem pressões mais elevadas
◊maiores fluxos e temperaturas mais elevadas
◊aquecimento mais uniforme
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Tecnologias de elaboração de alimentos
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●superfície raspada◊produto flui através de um tubo revestido, o qual
contém o fluido de aquecimento, e é raspado dos lados por uma lâmina rotativa
◊adequado para produtos viscosos
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●cone duplo◊adequado para partículas grandes porque envolve
a separação de sólidos/líquidos e combina o aquecimento indirecto em cone duplo (batch) com aquecimento directo da parte líquida◊pode utilizar-se a superfície raspada se for
muito viscoso◊partes sólidas introduzidas num cone duplo, que
roda lentamente em torno de um eixo horizontal com injecção de vapor e superfície aquecida
◊líquido é separadamente aquecido com vapor e adicionado após ter sido arrefecido
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Tecnologias de elaboração de alimentos
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embalagem para processamento asséptico●todo o manuseamento do produto após
processamento deve ser estéril●processos de embalagem estéril
●enchimento e selagem●formação, enchimento e selagem●termo-formação, enchimento e
selagem
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Tecnologias de elaboração de alimentos
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●enchimento e selagem◊recipientes pré-formados feitos de plástico termo-
formado, vidro ou metal são esterilizados, cheios em ambiente asséptico e selados
●formação, enchimento e selagem◊um rolo do material é esterilizado, formado em
ambiente estéril, cheio e selado (ex: Tetra Pak)
●termo-formação, enchimento e selagem◊esterilização do material em rolo, termo-formação,
enchimento, selagem asséptica (ex: caixas plásticas de sopa)
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●tipos de embalagem◊latas◊cartão/plástico/alumínio/laminados plásticos◊sacos flexíveis◊contentores de plástico termo-formado◊sacos em caixa
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Tecnologias de elaboração de alimentos
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sendo o leite uma emulsão, quando em repouso, a gordura sobe e forma uma camada de nata
homogeneizaçãotratamento mecânico dos glóbulos de gordura
passagem de leite, sob pressão elevada, através de pequenos orifícios
provoca uma diminuição do diâmetro médio dos glóbulos, tal como um aumento do seu número e área
consegue-se assim uma menor tendência para coalescer
melhora sabor e cor●mais branca
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Sem homogeneização
Com homogeneização
Diâm. médio /mm
3.3 0.4
Diâm. máx. /mm 10 2
Área /m2 mL-1 0.08 0.75
Nº glóbulos /mm-3 0.02 12
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homogeneizador consiste numa bomba de pistões de 3 cilindros e uma válvula de homogeneização
variáveis que influem na homogeneização:●tipo de válvula●pressão●1 ou 2 estágios●teor em gordura●tipo e teor de tensioactivo●viscosidade●temperatura
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Tecnologias de elaboração de alimentos
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processamento através de membranastécnica que permite a concentração e a separação sem
o emprego de calorseparação é feita com base no tamanho molecular e
forma da partícula, utilizando pressão e membranas semi-permeáveis
exemplos de utilização:proteínas do soro separadas para obter
concentrado de proteínas de soro (WPC)concentração do leite antes de ser utilizado para
fabrico de queijo, na quintaclarificação e separação de caldos de fermentação
●o líquido é forçado a atravessar a membrana concentrando a restante fracção
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métodos:osmose reversa
●poro da membrana muito pequeno, permitindo apenas a passagem de pequenas quantidades de solutos de muito baixo peso molecular●processo de concentração
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ultra-filtração●poro maior, permitindo a passagem de
alguns componentes juntamente com a água●processo de
separação/fraccionamento
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micro-filtração●semelhante à ultra-filtração, mas com
maior poro e menor pressão aplicada●utilizada para esterilizar leite
●permite a passagem de proteínas mas não de bactérias
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Tecnologias de elaboração de alimentos
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permuta iónica●utiliza resinas inertes (celulose ou sílica)
capazes de adsorver partículas carregadas
●fraccionamento selectivo
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evaporação e desidrataçãoevaporação
aquecimento até ao ponto de ebulição, de modo a remover a água sob a forma de vapor
pode ser feita sob vácuo, de modo a reduzir o ponto de ebulição
componentes básicos:●permutador de calor●vácuo●separador de vapor●condensador
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evaporadores múltiplos●2 ou mais unidades a operar em sequência●o vapor da unidade precedente é usado
como fonte de calor na seguinte●vantagens:
●economia – evaporam mais água por kg de vapor, devido à reutilização do vapor
●melhor transferência de calor –devido ao aumento da viscosidade dos produtos ao serem concentrados
●cada unidade opera a uma pressão e temperatura mais baixas que a precedente, de modo a manter uma diferença de temperatura e continuar a evaporação
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desidrataçãoremoção quase total da água (> 95 %)atomizadores – aparelhos de desidratação mais
eficazes e mais utilizados●desidratação dá-se em segundos a
temperaturas de 200 °C●temperaturas relativamente baixas são
mantidas por arrefecimento evaporativo
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●alimento pré-concentrado para reduzir teor em água
●concentrado é nebulizado para uma câmara de ar quente
●as pequenas partículas, ao entrarem em contacto com o ar quente, libertam humidade, tornam-se mais pequenas e caem para o fundo, de onde são removidas
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sistemas de recuperação do pó●sacos de filtração
●eficiência de 99.9 %, mas requerem muito trabalho e são danificados pelo calor
●ciclones●menos eficazes (99.5 %), mas
podem ser usados em série
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Tecnologias de elaboração de alimentos
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●”wet scrubber”●mais económicos●dissolvem quaisquer poeiras
existentes na corrente de ar em água ou na corrente de alimentação, através da nebulização da corrente de lavagem pela corrente de ar
●recuperam produto que de outro modo se perderia
●frequentemente utilizados após um ciclone
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atomizadores de 2 e 3 estágios com leito fluidizado●leito fluidizado
●quando a velocidade do ar ultrapassa ligeiramente a gravidade das partículas em queda, dá-se a fluidização
●movimento subdivide o produto e promove o contacto de cada partícula com o ar, impedindo a formação de agregados
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secagem em 2 e 3 estágios●secador em 2 estágios consiste num
atomizador com um leito fluidizado colocado em baixo da câmara de secagem●produto sai da câmara mais
húmido que num atomizador tradicional, tendo a secagem final lugar no leito fluidizado (maior tempo de residência e menor temperatura)
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●no secador em 3 estágios é acrescentado um leito fluidizado intermédio, no cone da câmara do atomizador●consegue-se um ainda maior teor
em humidade no primeiro estágio e uma menor temperatura de saída no secador
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Tecnologias de elaboração de alimentos
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●vantagens:◊pós de maior qualidade, com melhores
propriedades de rehidratação, obtidos directamente a partir do secador
◊menor consumo de energia◊maior gama de produtos que podem ser
atomizados◊menor necessidade de espaço
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aglomeração●pó é humedecido com água ou vapor●a humidade é mantida durante um certo
período de tempo para permitir a estabilização dos agregados formados
●agregados são secos até ao limite desejado e depois arrefecidos (leito fluidizado)
●agregados secos são calibrados●aglomeração proporciona um aumento do
ar incorporado nas partículas de pó●mais ar será substituído por água
na altura da reconstituição
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Tecnologias de elaboração de alimentos
Produção e utilização de vaporvapor é produzido em grandes tubos e permutadores de calortemperatura do vapor é função da pressão no interior da caldeira
(300 – 800 kPa)a temperatura desejada no permutador é obtida através de uma
válvula redutora de pressão
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Tecnologias de elaboração de alimentos
vapor a pressão elevada é depois passado a um condensador
líquido refrigerante pode ser de novo usado, passando por uma válvula de expansão para voltar à zona de baixa pressão
o ajuste das altas e baixas pressões permite ajustar as temperaturas de condensação e evaporação, segundo as necessidades
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Tecnologias de elaboração de alimentos
Refrigeraçãorefrigeradores mecânicos compostos por 4 elementos básicos:
evaporadoro líquido refrigerante é evaporado sob pressão
reduzida, absorvendo o calor de vaporização latente e arrefecendo as proximidades
vapor refrigerante é sugado para um compressor, que lhe aumenta a pressão
vapor a pressão elevada é depois passado a um condensador
líquido refrigerante pode ser de novo usado, passando por uma válvula de expansão para voltar à zona de baixa pressão
o ajuste das altas e baixas pressões permite ajustar as temperaturas de condensação e evaporação, segundo as necessidades
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