Produtos UHT são aqueles que passam pelo processo de esterilização de alimentos líquidos Ultra High Temperature (temperatura ultra alta), que consiste em submetê-los a uma temperatura bem alta por um curto período de tempo, e imediatamente resfriá-los. Nas últimas três décadas, esse setor experimentou um crescimento significativo, mas ainda existem desafios e áreas de melhoria para se obter um produto de alta qualidade.
Esse crescimento foi impulsionado principalmente pela redução nos custos de matérias primas e de fabricação. Como resultado, ampliou-se a adoção dessa tecnologia, inclusive para plantas industriais de menor capacidade. Além disso, a estocagem dos produtos acabados em temperatura ambiente contribuiu com a logística e possibilitou a produção longe dos grandes centros consumidores.
Com a grande variedade de itens que podem ser fabricados utilizando a tecnologia, a Indústria passou a segmentar e customizar mais produtos, visando diferentes nichos de mercado. Além dos tradicionais leites, creme de leite e achocolatados, temos também bebidas enriquecidas, sucos e molhos prontos. O verdadeiro BOOM das caixinhas de bebidas prontas para o consumo!
Entendendo o cenário de crescimento e suas novas possibilidades, a Doremus desenvolve soluções para entregar SABOR, TEXTURA e NUTRIÇÃO a esta categoria de produtos. Além disso, para concretizar projetos criados com nossos clientes, aplicamos os ingredientes em nosso Centro de Inovação, que possui uma Planta piloto UHT capaz de simular diversas condições de tempo, temperaturas e processos (como injeção direta e indireta de vapor), com o objetivo de se aproximar ao máximo à realidade de cada empresa.
Sabendo da densidade do tema e suas mais diversas aplicações, elaboramos uma série de conteúdos sobre Produtos UHT. Neste primeiro artigo, abordaremos os pontos principais do uso da tecnologia para Leite UHT. Para saber quais são estes desafios, como superá-los e conhecer as soluções Doremus para otimizar o seu produto, continue lendo este artigo.
Leite UHT, reações químicas e a importância de sistemas de fosfatos
O tratamento térmico utilizado no leite longa vida envolve altas temperaturas, o que pode gerar instabilidade no produto acabado, caracterizada pela desnaturação de proteínas e formação de gel durante o armazenamento.
Devido à presença de cálcio livre no leite e ao processo utilizado, é comum ocorrer a formação de crostas nas paredes do equipamento, conhecidas como “pedras de leite”. Essas incrustações, que consistem em uma combinação de fosfato cálcico, caseinato de cálcio e um complexo de proteína-soro-cálcio, depositam-se na superfície dos trocadores de calor durante o aquecimento, o que exige uma frequência maior de limpeza CIP, diminuindo a produtividade da planta. Como solução, sistemas balanceados de fosfatos com alto poder seqüestrante de cálcio reduzem significativamente o problema.
A adição de estabilizantes adequados também ajuda a solucionar uma série de outros problemas tecnológicos, tais como gelificação (coagulação doce), oscilação nos valores de pH e acidez durante shelf-life e instabilidade proteica. É importante ressaltar que, se todo o processo não for controlado, apenas estes ingredientes não serão capazes de eliminá-los completamente.
Em seguida apresentamos os principais responsáveis por estes desvios:
Possíveis causas de alterações em leite UHT:
Baixa qualidade da matéria-prima
Alguns fatores decorrentes da qualidade da matéria-prima utilizada e do próprio tratamento térmico podem resultar em alterações sensoriais indesejáveis, reduzindo a aceitação do produto pelo consumidor. No entanto, a principal causa geralmente é a baixa qualidade da matéria-prima.
Logo, antes de discutirmos as possíveis causas, é importante ressaltar as características que o leite deve apresentar antes de passar pelo processo de esterilização. Confira abaixo quais são as características de um leite de qualidade.
- Teor de gordura padronizado a 3,0% para leite integral, 2,0% para semidesnatado e 0,5% para desnatado;
- Teor de sólidos, principalmente proteínas, próximo a 3,0%;
- Resistente à prova do álcool/alizarol a 78 °GL (mínimo);
- Ausência de antibióticos e outras substâncias inibidoras;
- Baixa carga microbiana (redutase acima de 3:30 horas);
- Contagem de células somáticas idealmente abaixo de 200.000 célula/ml;
- Baixo nível de contaminação e psicrotróficos idealmente abaixo de 200.000 UFC/ml;
- Acidez entre 14 e 16 ºD;
- pH 6,6 a 6,8;
- Densidade entre 1,028 a 1,034 g/ml a 15 ºC;
- Índice crioscópico entre -0,530 ºH a -0,555ºH (-0,512 e -0,536ºC);
- Cor, sabor e odor característicos.
Um dos maiores problemas é pensar que o processo UHT é suficiente para corrigir as falhas de higiene cometidas durante a obtenção e transporte da matéria-prima. Embora o processo elimine quase todos os microrganismos presentes, no entanto, muitas enzimas proteolíticas e lipolíticas secretadas pela glândula mamária e produzidas pelos psicrotróficos permanecem estáveis ao tratamento térmico e continuam causando alterações durante o armazenamento do leite UHT.
Portanto, a qualidade microbiológica do leite cru é fundamental para obter um leite UHT de boa qualidade e estável durante o armazenamento. As boas práticas de higiene devem ser aplicadas para prevenir a contaminação do leite, evitando longos períodos de armazenamento do leite cru refrigerado para minimizar a produção dessas enzimas durante o seu resfriamento.
Altas contagens de células somáticas e leite oriundo de vacas com período de lactação estendido estão relacionados ao aumento nas concentrações da enzima proteolítica plasmina (estável ao UHT) no leite cru e, portanto, devem ser controlados.
Homogeneização incorreta
A homogeneização tem como objetivo reduzir o tamanho dos glóbulos de gordura, para evitar que a gordura se separe e fique na parte superior da embalagem. Durante essa etapa, a membrana dos glóbulos de gordura é rompida e, com o aumento no número de glóbulos, não há membrana em quantidade suficiente para recobrir todos completamente.
Assim, os glóbulos recém-formados ficam mais expostos à ação da lipólise. Para evitar o rompimento da membrana do glóbulo ainda no leite cru, tenha cuidado com a intensidade da ação mecânica (pressão e bombeamento excessivo).
Sistema de esterilização:
O tipo de equipamento utilizado para o tratamento UHT tem uma influência significativa na qualidade do produto final, especialmente no seu aspecto sensorial.
Basicamente, existem dois tipos de sistemas: o aquecimento direto, feito por meio da injeção direta de vapor ao leite, e o sistema indireto, que aquece o leite por meio de trocadores de calor.
O sistema direto, por atingir a temperatura máxima desejada de forma quase imediata, promove menores alterações pelo calor. Após a etapa de injeção de vapor, o leite passa por uma da câmara de vácuo para remover a água adicionada na forma de vapor. Essa etapa contribui para a redução do sabor e odor sulfuroso de “cozido”, resultante da desnaturação das proteínas do soro e da formação de grupos – SH livres. Além disso, a aplicação de vácuo ajuda a reduzir a concentração final de O2 para valores próximos a 1 mg/L na embalagem.
Já no sistema indireto, o leite demora mais para atingir a temperatura desejada, sendo exposto à temperaturas intermediárias até alcançar a temperatura final. Isso resulta em uma maior desnaturação proteica e aumenta as chances de obter de um produto ligeiramente escuro, devido a reação de Maillard. Ainda mais, a concentração final de O2 na embalagem tende a ser maior, de 8 a 9 mg/L, o que pode favorecer a oxidação lipídica e, consequentemente, a rancificação.
Outro ponto importante que você deve considerar é a intensidade do tratamento térmico. Segundo determinado pela legislação vigente, o leite UHT é “o leite homogeneizado que foi submetido, durante 2 a 4 segundos, a uma temperatura de 130º C, mediante um processo térmico de fluxo contínuo, imediatamente resfriado a uma temperatura inferior a 32º C e envasado sob condições asséptica em embalagens estéreis”. As temperaturas praticadas pela indústria estão diretamente relacionadas às alterações sensoriais.
Quanto maior for a combinação de tempo e temperatura utilizada, maiores serão as alterações. Por isso, é preciso estudar e analisar estes parâmetros para garantir a estabilidade microbiológica do produto, visando reduzir as alterações decorrentes do aquecimento.
Relacionando causas e defeitos:
De fato, as alterações nas características físicas e sensoriais do leite UHT podem afetar sua qualidade e aceitação pelo consumidor. Estes defeitos podem surgir devido a uma série de causas. Para te auxiliar a identificá-las e combatê-las, destacamos abaixo os principais defeitos e seus causadores.
Desenvolvimento de sabor amargo, rançoso e/ou de cozido:
A sensação de sabor amargo, pode ocorrer devido a proteólise causada por enzimas termorresistentes, conhecidas como proteases. A ação de enzimas lipolíticas degrada a gordura do leite, resultando na liberação de ácidos graxos de cadeia curta, capazes de causar sabor e odor descritos como de “ranço”, de “velho” ou de “sabão”. Ambas são oriundas de uma alta contagem de psicrotróficos no leite cru.
Gelificação:
Considerado o fator mais limitante para a vida útil do produto nas prateleiras, a gelificação é o aumento na viscosidade do leite, que resulta na formação de um gel durante seu armazenamento. Ela ocorre devido à desestabilização da caseína e à formação de novas interações entre as proteínas, podendo afetar parte ou a totalidade do leite contido na embalagem. Durante o tratamento térmico em altas temperaturas, ocorre a interação entre a proteína do soro β-lactoglobulina e a K-caseína da micela de caseína, iniciando a formação da rede protéica que leva à gelificação. Os principais fatores que influenciam o início da gelificação incluem:
- O tipo e/ou a severidade do tratamento térmico;
- Proteólise durante a estocagem;
- Estágio de lactação;
- Contagem de células somáticas;
- Qualidade microbiológica do leite cru;
- Sazonalidade;
- Temperatura de estocagem;
- Uso de aditivos;
- Teor de gordura do leite .
A principal causa deste defeito é a ação das proteases produzidas por bactérias psicrotróficas não inativadas. Essas proteases são enzimas que atuam sobre as proteínas (neste caso, caseínas) desdobrando-as em frações menores, gerando polipeptídios, peptídeos e aminoácidos.
Sedimentação:
A sedimentação é um fenômeno causado pela quebra e desestabilização das proteínas no leite. Este problema pode ocorrer tanto durante o processo de fabricação, quanto ao longo da vida útil do produto (shelf-life), promovendo incrustações que prejudicam a higienização dos equipamentos e reduzem a eficiência dos trocadores de calor.
Para mitigar a frequência e a intensidade da sedimentação, é recomendado utilizar sistemas de fosfatos, sobre os quais falaremos adiante.
Linha Dorefós: Conheça os benefícios da solução em estabilização de proteínas lácteas para produtos UHT
Com a Linha Dorefós, a Doremus oferece soluções completas e específicas para estabilização de leite UHT. Desenvolvidas levando em consideração os fatores apresentados neste artigo, cada produto da Linha Dorefós têm uma combinação distinta de ingredientes, considerando as especificidades da matéria-prima e do processamento.
Para oferecer a solução mais adequada, nossa equipe estuda a realidade de cada cliente, mas destacam-se o Dorefós 22 e Dorefós LSS. O cálcio solúvel tem cargas positivas, o fosfato micelar tem cargas negativas e, quando adicionamos uma dessas soluções ao leite, o fosfato sequestra os íons livres do cálcio, liberando o sódio. Este complexo formado evita a neutralização das cargas e a precipitação (coagulação) das proteínas e, consequentemente, a formação de incrustações no equipamento de processamento. Além disso, essas soluções também agem como tamponante, estabilizando o pH do leite.
As soluções da linha Dorefós permitem uma operação mais prolongada dos equipamentos UHT, reduzindo a frequência de operação de limpeza, o que resulta em economia de custos e aumento da produtividade na fabricação de leite.
Além disso, um benefício adicional da adição de polifosfatos é evitar a precipitação do cálcio livre no momento do aquecimento, auxiliando na estabilidade do produto e reduzindo ou impedindo a sedimentação.
Nossas soluções em estabilização de proteínas lácteas são projetadas para otimizar o processo de produção de leite UHT, garantindo a qualidade do produto final e oferecendo benefícios significativos para a indústria láctea.
Tecnologia e Soluções completas em Sabor, Textura e Nutrição para Produtos UHT de alta performance
A Doremus é especializada em fornecer tecnologia e soluções abrangentes para produtos lácteos UHT de alta qualidade. Em nosso amplo portfólio, também oferecemos uma linha completa de pré-misturas de vitaminas, minerais e fibras, conhecida como Nutrimix®.
Através de um desenvolvimento colaborativo, oferecemos suporte aos nossos clientes em todos os aspectos, desde a formulação até a tecnologia de fabricação, ajudando no direcionamento de seus lançamentos e acompanhando as tendências de mercado.
Nos próximos artigos, abordaremos as características, detalhes do processo, principais defeitos e soluções para a fabricação de produtos formulados UHT, incluindo creme de leite, bebidas lácteas e outras novidades que estão sendo introduzidas no mercado. Continue acompanhando esta série e para tirar suas dúvidas e entender como podemos te ajudar, fale com nossa equipe técnica.
Gerente de P&D Lácteos na Doremus