Aula 2 - Leite e suas carcaterísticas (1)

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TECNOLOGIA DE PRODUTOS DE ORIGEM ANIMAL
Leite, ovos e mel 
Rodrigo Padilha
1
Leite: Características Gerais
Tecnologia de Produtos de Origem Animal
DEFINIÇÃO
3
www.dms.ufsc.br...
“Mistura homogênea de grande núm. de substâncias, das quais algumas estão em emulsão, algumas em suspensão e outras em dissolução verdadeira”
Lactose, glicerídeos, proteínas, sais, vitaminas, enzimas
Emulsão  gorduras e associações
Suspensão  caseínas e sais
Dissolução  lactose, vitaminas, proteínas e sais
Do ponto de vista biológico e físico-químico...
subt: lactose, glicerídeos, proteínas, sais, vitaminas, enzimas etc
 emulsão: gorduras e associados (consiste num colóide no qual pequenas partículas de um líquido são dispersas noutro líquido)
 suspensão: caseína ligada aos sais minerais (um estado provisório na mistura de um liquido ou gás nos quais, o material particulado encontra-se em movimento)
 dissolução: lactose, vitaminas hidrossolúveis, proteínas do soro e sais
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CARACTERÍSTICAS
4
http:qaonline.iqsc.usp.br8180...
http://www.pratiqueleite.com.br/pages.php?recid=6790
Composição média nutricional do leite de vaca e de cabra (100 ml)
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CARACTERÍSTICAS
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http:qaonline.iqsc.usp.br8180...
http://www.delaval.com.br...
Fat = gordura; SNF = sólidos ñ gordurosos; NPN = nitrogênio ñ-protéico; WP = proteínas do soro
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LIPÍDIOS
Fração mais variável (3,2-6%)
Espécies e raças
Inversamente proporcional ao vol. de leite produzido
Idade, fase de lactação, alimentação, sazonalidade, clima
Triglicerídeos (95%)
Di e monoglicerídeos, colesterol livre e ésteres
Vitaminas lipossolúveis
6
6
LIPÍDIOS
Integridade dos glóbulos de gordura
Garante a estabilidade da gordura
Separação da nata
Aproximação e coalescência dos glóbulos
Rompimento da parede dos glóbulos
Perda da estabilidade
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metais= ferro, cobre e zinco
 na coalescencia (fusão) a ruptura de membrana e na floculação nao
Floculação: formação de grumos ou agregados de gotículas íntegras e individuais, resultante da colisão de umas partículas com as outras, que mantêm-se unidas através de forças eletromagnéticas. Coalescência: fusão de duas ou mais partículas para formar gotículas únicas de maior diâmetro. Um processo extensivo de coalescência pode levar à separação total de fases, efeito identificado visualmente pela sobreposição de uma camada do material oleoso (menos denso) sobre a camada do material aquoso (mais denso).
 cristais = gordura sólida – favorece a coalescencia pq rompe a membrana
7
LIPÍDIOS
Integridade dos glóbulos de gordura
Coalescência dos glóbulos depende de:
Agitação – diretamente proporcional
Temperatura – influi na gordura sólida e viscosidade
Teor de gordura - diretamente proporcional
Membrana dos glóbulos – degradação fosfolipídios
Tamanho dos glóbulos
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glóbulos de gordura estão tanto + unidos qto maior seu conteúdo
 da nata - os cristais do congelamento lesionam a membrana
 degradação dos fosfolipídeos , mediante aditivos e enzimas bacterianas
 qto menor o glóbulo + estável a gordura – leite homogeneizado
8
LIPÍDIOS
Alterações - rancificação
Lipólise
Lipase endógena - 37 C, pH 8,0 e íons Ca
Instável - C e pH - inativa à pasteurização
Lipases extracelulares - microbianas
Bactérias psicrotróficas e culturas iniciadoras
pH alcalino e 40-50C,  estáveis termicamente TPOA – queijos - sabor característico
9
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/co..
 ácido graxo livre – ranço e sabão
9
LIPÍDIOS
Alterações - rancificação
Auto-oxidação
Depende de O2
Catalisada – luz, calor e metais (Cobre > Fe)
Hidroperóxidos  s/ aroma e instáveis 
Carbonilas insaturadas, álcoois e ácidos - ranço
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Fosfolipídeos - + ricos em a.g. insaturados e estao em contato com o Catalizador principal (Cu) 
 Cu adicionado - + ativo como catalizador do que o natural
Uma metaloproteína é uma proteína que contém um ou mais íons metálicos na sua estrutura, tocoferol – antioxidante natural – dependem da alimentação da vaca
Exposição direta a luz (12h)
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LIPÍDIOS
Homogeneização
Prolongar a estabilidade da emulsão
Redução mecânica do glóbulo (1-2m)
 pressão e abertura estreita – 65-70 C
Evita a floculação e separação da nata
 estabilidade,  decantação e coalescência
 consistência, brancura e digestibilidade da gordura
+ sabor e qualidade
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 o tamanho do novo glóbulo dependerá da pressão aplicada
 Floculação: formação de grumos ou agregados de gotículas íntegras e individuais, resultante da colisão de umas partículas com as outras, que mantêm-se unidas através de forças eletromagnéticas.
 O leite homogeneizado é obtido por meio da redução dos glóbulos de gordura, que acontece quando o leite, sob pressão, atravessa orifícios muito estreitos. A vantagem da homogeneização é o aumento da estabilidade da emulsão, que retarda a decantação e a coalescência da gordura na superfície do leite, ou seja, a formação de nata. E, ainda, melhora a consistência, aumenta a brancura e facilita a digestão da gordura do leite dando mais sabor e melhor qualidade ao alimento. 
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LACTOSE
Glicídio livre [] em todos os leites
Origem na glicose do sangue
Substrato p/ bactérias → ácido lático
 é fermentada pela maioria das leveduras
 poder edulcorante (6x  sacarose)
 solubilidade
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http:qaonline.iqsc.usp.br8180...
http://academic.brooklyn.cuny.edu/biology/bio4fv/page/lactose4.JPG
- Os glicídios também conhecidos como açúcares, carboidratos ou hidratos de carbono 
Mais abundante
 izomera-se a glicose em galactose + resto de glicose = lactose
 seu sabor doce é mascarado pelas caseínas
 baixa solubilidade qdo comparada a outros carboidratos
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LACTOSE
Cristalização
Obtenção de açúcar
Sorvetes e leite condensado
Forçada e rápida – prismas pequenos e homogêneos
Lenta – formas irregulares
Cristais duros e  solúveis
Paladar -  16m
13
www.candidotostes.com.br
- Forma bastante variável
- CTE de equilíbrio de modifica pela temp e naum pelo pH, a 100 graus ela cai para 1,36
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LACTOSE
Propriedades redutoras
Escurecimento não-enzimático
Odores anômalos 
 valor nutritivo – reação com lisina e triptofano
Evitar - C e UR para leites desidratados
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- Compostos coloridos devido a reação com compostos nitrogenados
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LACTOSE
Hidrólise química
Meio ácido e a alta temperatura
Hidrólise Enzimática  Lactase (-galactosidase)
[] no leite e glândulas intestinais (jejuno)
Leveduras, bactérias e mofos (indústria)
Compostos fermentáveis e facilmente absorvidos
Glicose e galactose
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 a hidrolise quimica ñ tem importancia tecnologica
 oxidase que hidrolisa a ligação glicosídica e libera glicose e galactose, subts facilmente aborvidas
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LACTOSE
Hidrólise Enzimática  Lactase
Uso industrial:
Alimentos [] em lactose
Produção de ácido láctico - maturação de queijo
Prevenção da cristalização - sorvetes e leite condensado
Modificação das propriedades funcionais da lactose
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 maturação de queijo – acelera a produção do ácido láctico
 prevenção da crsitalização em sorvetes e leite condensado
 modificação da lactose p/ melhorar seu uso em produtos lácteos
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LACTOSE
Degradação pelo calor
Trat. Térmico – degradação da lactose
Compostos ácidos – ácido acético, fórmico, pirúvico, aldeídos, álcoois 
Lactulose: indicador de aquecimento do leite
Fermentação 
microrganismos utilizam como substrato - Ácido láctico 
TPOA  bactérias lácteas 
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Compostos ácidos – ácido acético, fórmico, pirúvico, aldeídos, álcoois 
 reações de maillard
17
LACTOSE
Fermentação 
Acidificação espontânea - no leite em C ambiente
Odor e sabor  ácido láctico puro
Diacetil e acetaldeído - aroma
Propiônica 
Propionibacterium
ác. láctico  propiônico, acético, CO2 e água
Queijo gruyère – furos característicos 
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http://espaco.gourmet.zip.net/images/Gruyere_1.jpg
 sabor e odor diferente do ácido lático puro devido a presença de outros compostos
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SUBSTÂNCIAS NITROGENADAS
Nitrogênio não-proteico
Peptídeos, aminoácidos livres e outras substâncias
Proteínas
Caseínas e proteínas do soro
Nutrição, imunidade
Atividade enzimática
Propriedades físico-químicas – TPOA19
 caseínas alfa S1 e S2, beta, k e gama; beta-lactoglobulina, alfa-lactoalbumina, soroalbumina bovina, Igs e outras
 propriedades fisico químicas permite a tecnologia sem alterar seu valor nutritivo e sensorial
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SUBSTÂNCIAS NITROGENADAS
Proteínas do leite
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Ordonez, 2005
 CONCENTRAÇÃO MÉDIA DE SUBSTANCIAS NITROGENADAS (% TOTAL EM VACA) 
caseínas alfa S1 e S2, beta, k e gama; a gama surge da hidrólise da beta por ação da plasmina (Plasmina é uma importante enzima presente no sangue que degrada muitas proteínas do plasma sanguíneo, mais notavelmente os coágulos de fibrina)
proteínas do soro: beta-lactoglobulina, alfa-lactoalbumina (ambas procedentes da glandula mamária), soroalbumina bovina, Igs e outras (do plasma). São glicoproteínas são polímeros lineares, não ramificados, formados por unidades dissacarídicas que não se repetem ligadas covalentemente a estrutura peptídica da mesma, sendo os açucares grupos prostéticos dessa. Um grupo prostético é um componente de natureza não-proteica de proteínas conjugadas que é essencial para a actividade biológica dessas proteínas.[
20
SUBSTÂNCIAS NITROGENADAS
Proteínas do leite
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	Diferenças 	Caseínas 	Proteínas do soro
	Solubilidade - pH 4,6	Não	Sim
	Coagulação por quimosina	Sim	Não
	Termo resistência	Sim	Não
	Fósforo	Sim	Não
	Enxofre	0,8%	1,7%
	Origem	Glândula mamária	G.m. e plasma
	Estado	Suspensão	Em dissolução
 pH 4,6 – ponto isoelétrico dessas proteínas, isso facilita a separação desses tipos de proteína e permite a fabricação do iogurte por exemplo
Ponto isoelétrico, ponto isoeléctrico ou pI, é o valor de pH onde uma molécula, por exemplo, um aminoácido ou uma proteína, apresenta carga elétrica líquida igual a zero. O pI é o pH no qual há equilíbrio entre as cargas negativas e positivas dos grupamentos iônicos de um aminoácido ou de uma proteína.
 A renina ou quimosina (extraída do abomaso de ruminantes lactentes), é uma enzima protease que contém 323 resíduos de aminoácidos com três pontes de dissulfito , que adicionada ao leite produz a primeira etapa de formação do queijo ou para a formação do "junket" ( espécie de coalhada fresca com sal ou sobremesa de leite coagulado e aromatizado ). A enzima converte partículas de caseinato de cálcio do leite no relativamente insóluvel paracaseinato de cálcio, que na presença de íons cálcio coagula para dar forma a um produto coagulado denominado "coalho“.
 O percentual de de fósforo varia entre as caseínas
Dissulfeto – une as proteínas
- metionina e A cisteína - aminoácidos codificados pelo código genético, sendo portanto um dos componentes das proteínas dos seres vivos. A cisteína é um aminoácido sulfurado, sintetizado a partir da metionina através da via de transulfuração durante a vida adulta. Em lactantes sua síntese é insuficiente, por isso considera-se um aminoácido essencial. 
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SUBSTÂNCIAS NITROGENADAS
Micelas (40-300m)
95% das caseínas formam partículas coloidais
7% extrato seco – fosfato coloidal (FCC)
Dispersam a luz – branco característico
Tamanho e número – inversamente proporcional
 hidratada
Porosas 
Submicelas e -caseína
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http://www.ugrj.org.mx/images/contenido/cipej/bacock/moleculas.gif
 95% tamanho variável
 7% baixo peso molecular
 FCC (fosfato cálcico coloidal) – Ca, P, Mg, citrato etc
22
SUBSTÂNCIAS NITROGENADAS
Estrutura da micela 
-caseína  majoritária
Na superfície
 90C - desnaturação proteica
Estabiliza outras caseínas
Ligação das submicelas 
fosfato cálcico coloidal – FCC
Submicelas 
23
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/78/CaseinaMicelaSubmicela.jpg
 desnaturação – quebra das pontes de dissulfeto + que permite novas ligações com resíduos cisteínicos de beta-lactoglobulina e k-caseína, para isso as moléculas de caseína devem estar na superfície
Por ser + estável a melhor forma de protegeras d+ caseínas é recobrindo-as
K-caseína é a + pobre em grupos fosfatos
23
SUBSTÂNCIAS NITROGENADAS
Propriedades das micelas 
Estáveis
Para qualquer tratamento térmico (pH 6,8)
Na compactação – sedimentação e ressuspensão
Na homogeneização
Em [Ca] até 200mM à 50C
24
 qdo o pH ñ acidificou em consequencia do crescimento microbiano
24
SUBSTÂNCIAS NITROGENADAS
Propriedades das micelas 
Não-estáveis
Em pH ácido
Proteases coagulam o leite – indústria de queijo
No congelamento 
Solutos na parte líquida
 Concentração Cálcio e micela
 [Ca] – Desestabilização da micela
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 solutos na parte líquida – [cálcio e a micela], qdo a [Ca] é excessiva a micela se desestabiliza
 indústria de queijo - A renina ou quimosina (extraída do abomaso de ruminantes lactentes), é uma enzima protease, que adicionada ao leite produz a primeira etapa de formação do queijo ou para a formação da coalhada fresca. A enzima converte partículas de caseinato de cálcio do leite no relativamente insóluvel paracaseinato de cálcio, que na presença de íons cálcio coagula para dar forma a um produto coagulado denominado "coalho“.
25
SUBSTÂNCIAS NITROGENADAS
Proteínas do soro
-lactoglobulina
50% das proteínas do soro ( humano)
Transporta vitamina A
Une-se no interior das proteínas
26
 substancias hidrofilas são as polares, que podem se dissolver na água.
substancias hidrofobas são apolares, não dissolvem na água.
26
SUBSTÂNCIAS NITROGENADAS
Proteínas do soro
-lactoalbumina
20% das proteínas do soro ( humano)
Atua na síntese de lactose
Diretamente proporcionais
Estabilidade térmica - metaloproteína
Liga-se a 1 átomo de Ca/molécula
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Faz parte do sistema enzimático responsável pela síntese de lactose. 
Uma metaloproteína é uma proteína que contém um ou mais íons metálicos na sua estrutura 
É a soro proteína menos termolábil
27
SUBSTÂNCIAS NITROGENADAS
Proteínas do soro
Soroalbumina bovina
Proveniente do plasma
Une-se aos ácidos graxos – atividades lipásicas
Imunoglobulinas
10% do colostro e 0,6-1g/l leite
IgA, IgG e IgM
Outras (+ de 100)
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IgA é proteger o organismo da invasão viral ou bacteriana através das mucosas. 
IgG - anticorpo principal nas resposta imunes secundárias e a única classe antitoxinas. 
IgM - realizando a função de receptor de antígenos. 
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SUBSTÂNCIAS NITROGENADAS
Desnaturação térmica das soroproteínas
-lactoglobulina
Deposita-se sobre a micela
Modifica as propriedades da micela
Dificulta a coagulação pela quimosina
Coalhada mole
Dificulta a geleificação do leite pela []
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É a + estuda por ser a soroproteína majoritária no leite e pela importancia da sua desnaturação na TPOA
Suas ligações dissulfetos são rompidas e os grupos SH livre permite novas ligações hidrofóbicas inespecíficas, ligando-se a k-caseína
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SAIS
Englobados compostos ñ-iônicos de  peso mol (1%)
Solução – citrato, K e Cl > Na, sulfato
Colóide – Ca ionizado e P > Na, Mg, citrato
Parte da micela – FCC
[] – depende do pH do leite
Equilíbrio salino do leite
FC – fase aquosa  coloidal
30
http://www.agomsaude.com.br/images/bebe/foto_12.jpg
Citrato é a designação genérica dos sais do ácido cítrico. É o principal nutriente produzido pela próstata como alimento dos espermatozóides.
 FCC – fosfato cálcico > Na, Mg, K, citratos etc. Encontra-se em sua maior parte na fase aquosa em sobressaturação e seu excesso na micela de caseína na fase coloidal
30
SAIS
Equilíbrio salino do leite - alterações
pH – acidificação
 solubilidade do FCC
pH 4,9 – desestabilização micélica
Adição de sais no leite processado
Legislação – “amortecedores do pH”
Leites esterilizados, evaporados...
Citratos, fosfatos, Na e K
31
 oq prejudica esse equilíbrio...
 processado – esterilizado, evaporado
31
SAIS
Equilíbrio salino do leite – alterações
Adição de sais no leite
Cátions divalentes
Adição Ca -  Ca na fase aquosa
Se forma + FC e seu excesso fará parte da micela
FCC e  [P] na fase aquosa – pH  
32
 o pH só aumenta com a adição de P em altas []
32
SAIS
Equilíbrio salino do leite – alterações
Adição de sais no leite
Fosfatos e citratos
Inverso – pH ñ muda em baixas [ ] 
Quelam Ca
 FC aquoso -  solubilidade FCC
 [fosfato iônico] fase aquosa -  pH
33
 o pH só aumenta com a adição de P emaltas []
33
SAIS
Equilíbrio salino do leite – alterações
Temperatura 
Interfere na solubilidade do FC
Inversamente proporcionais
Tratamentos térmicos
Insolubilização   pH  leite coagula
Necessidade de controle
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 diferente da maioria das substancias a solubilidade do FC diminui a medida que a temperatura aumenta 
lipases atuam em alta temperaturas
 a acidificação desestabiliza a micela e por isso o leite coagula
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SAIS
Equilíbrio salino do leite – alterações
Concentração 
 fosfato iônico (aquosa)  FCC na micela
 pH
Diluição – alcaliniza
Oligoelementos
Zn, Fe, Cu, Mn
Pro-oxidantes
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 na [] diminui a porção aquosa, fazendo com que FC passe para a micela
 a diluição aumenta a fase aquosa e parte do FC passa para lá
 oligoelementos – [] traços
 Pró-oxidantes são substâncias patológicas endógenas ou exógenas que possuem a capacidade de oxidar moléculas-alvo. 
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ENZIMAS
+ 60 tipos em  []
Tecido mamário, plasma e leucócitos
Catalisadores bioquímicos – hidrolases e oxidases
Importância
Hidrólise dos componentes do leite – proteases, lipases
Controle do trat. térmico – fosfatase alcalina e peroxidase
Índice de contaminação – catalase
Atividade bactericida – sistema lactoperoxidase-tiocianato
Função biológica – lactose sintetase
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 fosfatase – sensível ao aumento de temperatura e a peroxidase resistente
 Catalase - Qualidade higiênica do leite - Mastite e colostro -  []
 sistema lactoperoxidase-tiocianato – a enzima peroxidase catalisa a oxidação do tiocianato produzindo subtancias que inibem a síntese de carboidratos e AA inibindo o crescimento de grans
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VITAMINAS
TODAS
 [riboflavina, B12, tiamina e A] > D e ácido fólico
Lipossolúveis (A,D,E) ligadas aos componentes graxos
 leites desnatados
Hidrossolúveis presentes no soro do leite
 queijos
Esterilização / desidratação
C, luz e O2
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 as lipossuluveis aparecem ligadas a gordura e por isso se perdem no desnate
37
Obrigado!
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