DuPont Nutrição & Saúde. Bebidas lácteas. 12/09/2013, Julio Lima, Field Application Specialist, Innovation, SAMSA 1

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1 DuPont Nutrição & Saúde Bebidas lácteas achocolatadas UHT 12/09/2013, Julio Lima, Field Application Specialist, Innovation, SAMSA 1

2 Definições: Bebida Láctea Achocolatada É Produto lácteo resultante da mistura do leite(em suas diferentes formas) e soro de leite (líquido, concentrado e em pó), adicionado ou não de produtos ou substâncias alimentícia (Ex: Cacau, gordura vegetal) selecionados e outros produtos lácteos, cuja base Láctea representa pelo menos 51% (cinqüenta e um por cento) massa/massa (m/m) do total de ingredientes do produto. Bebida Láctea UAT ou UHT É o produto lácteo descrito acima, submetido durante 2 a 4 segundos, a uma temperatura entre 130ºC a 150ºC, mediante um processo térmico de fluxo contínuo, imediatamente resfriado a uma temperatura inferior a 32ºC e envasado sob condições assépticas em embalagens estéreis e hermeticamente fechadas.

3 Parâmetros principais em leite achocolatado Formulação: Processo: Conteúdo de leite (gordura e SNGL) Conteúdo de soro de leite Cacau em pó alcalino ph (qualidade) do leite Estabilizantes - Condições de mistura - Tratamento térmico - Homogeneização (asséptica ou não asséptica) - Temperatura de envase

4 As dosagens e os tipos de Estabilizantes Variam de acordo... com a quantidade e qualidade do cacau em pó; com o conteúdo de gordura do leite; com a composição e o conteúdo de proteínas do leite; com o processo de tratamento térmico e homogeneização (asséptica ou não asséptica); com a temperatura de envase;

5 Modelo de formação da rede de estabilização em bebidas lácteas achocolatadas

6 viscosdade Dosagem dos Estabilizantes em bebidas lácteas achocolatadas (Faixa = concentração da precipitação até a gelelificação do leite achocolatado faixa dose de estabilizante

7 % Hidrocolóide Interação entre os Hidrocolóides e as proteínas Diagrama de fase Excesso de hidrocolóides Bifase (instável) Ausência de hidrocolóides Monofase (estável) Baixa Proteína Alta Proteína % Proteina

8 Principais funções dos Estabilizantes em bebidas lácteas achocolatadas Evita a sedimentação das partículas de cacau; Estabiliza a gordura do leite para evitar que se separe; Estabiliza as proteínas do leite; Contribui para a viscosidade, o corpo e na textura do produto acabado; Estabilidade permanente para produtos longa vida; Melhora a cremosidade e a liberação do sabor. Possibilidade de Utilização em diferentes tipos de tratamentos térmicos e diferentes temperaturas de envase.

9 Tipos de estabilizantes utilizados em bebidas lácteas achocolatadas de acordo com a composição e seus benefícios associados Nome Declaração Características RECODAN CM VEG Emulsifier and Stabiliser System RECODAN CM 2 Emulsifier and Stabiliser System GERBA MIX LA 105 (CZ-4) Stabiliser System RECODAN CM-B 240 Emulsifier and Stabiliser System RECODAN CM-B 227 Stabiliser System RECODAN CM 226 Stabiliser System RECODAN CM-B 235 Stabiliser System Mono-diglicerídeos, carragena, goma guar Mono-diglicerídeos, carragena Açúcar, CMC, fosfato dissódico, carragena e maltodextrina Mono-diglicerídeos, cmc e carragena Carboximetilcelulose sódica, maltodextrina, fosfato dissódico e caragena. Celulose microcristalina, celulose e carragena cmc, goma gelana e carragena Integrado / Baixa viscosidade / Cremosidade / 0,18 0,22% Baixa viscosidade / Cremosidade / 0,18 0,22% Viscosidade intermediária / 0,15 0,20% Alta viscosidade / Cremosidade Premium / 0,18 0,24% Alta viscosidade / Cremosidade / 0,15 0,22% Viscosidade intermediária / Estabilidade / 0,18 0,24% Alta estabilidade / Tem envase / Suspensão 0,16 0,20%

10 Formulação, Preparação e Avaliação de Bebidas lácteas achocolatadas Exemplos de formulações das bebidas lácteas achocolatadas Composição Desnatado Semi Desnatado Integral Variação Gordura Sólidos de leite Açúcar Cacau RECODAN Sólidos totais * Para processos em Autoclave é recomendado redução na dosagem dos estabilizantes RECODAN CM e adição de sais estabilizantes ( Citrato e Fosfatos de sódio) para melhoria da estabilidade.

11 Processo bebidas lácteas achocolatada Pasteurizado Misturar os ingredientes Pasteurizar a 85 C por 2 min. Tratamento UHT Tratar termicamente o cacau em pó(90 C/30min) Misturar os ingredientes(5 C) Esterilizado em Autoclave Misturar os ingredientes Pre-aquecer a 85 C por 2 min. Homogeneização posterior 200 bar/75 C Pré Aquecimento - 75 C Homogeneizar a 200 bar/75-80 C Esfriar a 3-5 C envasar Homogenização 200bar/ 75 C Esterilizar por UHT 142 C/4 s Resfriar a C envasar assepticamente Esfriar Engarrafar Autoclave a 121 C/15 min. Esfriar a 20 C

12 Mistura dos ingredientes O Leite líquido é padronizado primeiro* Adição de hidrocolóides e outros ingredientes secos: Necessário DISPERSAR e HiDRATAR A temperatura de padronização do leite tipicamente é 5-40 C para uma boa dispersão e hidratação do ingredientes em pó Pré-mistura dos hidrocolóides com os ingreditentes secos, açúcar ou leite em pó Misturar ao leite os ingredientes em pó sob alta agitação utilizando triblender ou equipamento similar*** Adicionar a calda de Cacau pré Tindalizada em água à 90 C 30min e resfriada a 5 C à mistura anterior. Mistura dos ingredientes Homogeneizaçao Tratamento térmico Resfriamento Envase e Estocagem * O Leite líquido é padronizado primeiro ** No caso de leite reconstituído, o leite em pó pode ser adicionado com os outros ingredientes em pó. *** Tentar evitar a incorporação de ar

13 Homogeneização Algumas considerações sobre homogeneização: A homogeneização aumenta a área superficial dos glóbulos de gordura e incrementa a quantidade de proteína (caseína) associada aos glóbulos Glóbulos menores tomam o produto menos translúcido e mais branco Cacau em pó e outros ingredientes abrasivos podem reduzir significativamente a vida útil do homogeneizador Tipicamente, a temp. de homogeneização é 70-75C, abaixo do ponto de derretimento do emulsificante na formulação. Pressão de bar preferencialmente 2 estágios (Recomendado utilizar ¾ da pressão total no primeiro estágio) Upstream ou downstream no processo UHT. Mistura dos ingredientes Homogeneizaçao Tratamento térmico Resfriamento Envase e Estocagem

14 Tratamento térmico O Tratamento térmico é necessário para: Redução de microrganismos patogênicos para a segurança alimentar e vida útil Redução de microorganismos deteriorantes para a vida de prateleira Ativação dos Hidrocolóides Completo desdobramento e hidratação de moléculas grandes, que influenciam as interações entre os ingredientes O Tratamento térmico é seleccionado de acordo com as exigências desses parâmetros Mistura dos ingredientes Homogeneização Tratamento térmico Resfriamento Envase e Estocagem 14

15 Tratamento térmico Shelf life (depende das matérias primas e condições de envase) Pasteurização LTST 72 C por 15 segundos 5-9 dias/4-5 C Pasteurização HTST 85 C por 15 segundos 5-9 dias/4-5 C Processo de Shelf Life extendido (ESL) 135 C por 0.5 segundo dias/max. 10 C Processo Ultra High Temperature (UHT) C por 2-16 segundos 6 meses/20c com envase asséptico Esterelização (estacionário ou rotativo) 120C por 20 minutos Mais de 12 meses/20c Mistura dos ingredientes Homogeneização Tratamento térmico Resfriamento Envase e Estocagem 15

16 Tratamentos Térmicos Tipos de processos 1. Esterilização por Batelada Autoclave contínua 2. Ultra High Temperature (UHT) UHT Indireto Trocador de calor Tubular UHT Indireto Trocador de calor de placas UHT Sistema Direto Infusão UHT Sistema Direto Injeção de Vapor (VTIS)

17 Tratamento térmico Curva de temperatura no processo de esterelização em Autoclave Curva de temperatura no processo UHT para troca de vapor direto (A) e Indireto (B) Mistura dos ing. Homogeneização Tratamento térmico Resfriamento Envase e Estocagem 17

18 Tratamento térmico Algumas considerações para o Tratamento térmico: Quase todos os hidrocolóides são ativados em temperaturas acima de 70 C. Mudança de configuração das soroproteínas ( desnaturação ), expondo novas regiões para interação com hidrocolóides. Interação de caseínas e soroproteínas, formando pontes dissulfídicas. O processo UHT aumenta o escurecimento por reação de Maillard (reação entre grupos amina e lactose). Processamento UHT pode proporcionar um sabor de cozido (grupos sulfidrilo livre), que pode ser aumentado pelo processo Tubular. Enzimas são inativadas Vitaminas sensíveis ao calor são reduzidas ou destruídas Mistura dos ingredientes Homogeneização Tratamento térmico Resfriamento Envase e Estocagem Proteínas nativa (l) e desnaturada (r) From: Tetrapak Dairy Processing Handbook 18

19 Efeito do calor nos componentes do leite Sterilized Pasteurised UHT Mistura dos ingredientes Homogeneização Tratamento térmico Resfriamento Envase e Estocagem The time needed at various temperatures to inactivate certain enzymes and cryoglobulins; to kill certain bacteria and spores; to cause certain degree of browning; to convert lactose into lactulose; to cause heat coagulation; to reduce available lysine by 1% and to make 10% and 75% of the whey proteins insoluble at ph 4.6. (from Walstra & Jenness, 1984) 19

20 Efeito do calor e ph na estabilidade das Proteínas Mistura dos ingredientes Homogeneização Tratamento térmico Resfriamento Effect of ph on the heat stability of milk ( ). P.F. Fox & P.L.H McSweeney, 1998 Envase e Estocagem 20

21 21 Resfriamento Considerações sobre o resfriamento: Pré-resfriamento a 70-80C, seguido de um resfriamento final a 20-25C Durante o resfriamento, a interação de ingredientes proporcionam um aumento na viscosidade e contra-pressão no equipamento UHT. O aumento da viscosidade também aumenta o cisalhamento e o dano potencial de ingredientes sensíveis, tais como Hydrocoloides. Hidrocolóides gelificantes têm uma temperatura específica de gelificação. Alguns hidrocolóides tem a capacidade de re-gelificar quando envados a uma temperatura abaixo de sua temperatura de gelificação. Ex: carragena iota. O resfriamento e a temperatura de envase desempenham um papel significativo na textura do produto final. Mistura dos ingredientes Homogeneização Tratamento térmico Resfriamento Envase e Estocagem 21

22 Envase e estocagem Envase: C Nenhum efeito letal da temperatura de envase: O envase é tipicamente form-fill-seal O envase é conduzido sob condições assépticas Tanque de pulmão: Recomendado incluir um tanque pulmão (ALLSAFE) para garantir que mesmo se a máquina de envase quebrar. A temperatura do produto continuará abaixo de 30 C. Estocagem Mover para a quarentena e armazenamento Mistura dos ingredientes Homogeneização Tratamento térmico Resfriamento Para todos os tipos bebidas lácteas UHT, a viscosidade final do produto não estará completamente desenvolvida antes de 2-7 dias após a produção. Envase e Estocagem 22

23 Resumo do Processo Mistura dos Ingredientes 1 Triblender, tanque de preparo e recirculação 2 Tanque com creme de leite concentrado 3 - Tanque com MSNF concentrado 1 3 Recirculação Homogenização: 150/100 bar C Obs: Utilizar a maior quantidade de leite para dispersar os estabilizantes para evitar formação de grumos. Recircular com triblender ligado para quebra de grumos. Evitar aeração* UHT 145 C/5 seg. Máquina de envase C Resfriar de C enviar para ALLSAFE 23

24 Avaliação de bebidas lácteas achocolatadas UHT Avaliação visual Sedimentação Separação de gordura Tendência a gelificação Separação de soro Cor Avaliação sensorial Textura Cremosidade Viscosidade

25 Defeitos do leite achocolatado Formação de uma Capa escura com soro na superfície Separação de gordura Formação de capas Marmorização Coagulado Gellificação Sedimentação do cacau em pó

26 Formação de uma Capa escura com soro na superfície Matérias-primas Mistura de emulsificante/ estabilizante Alta dosagem de estabilizante/emulsificante Tipo de carragena inadequado Distribuição desuniforme de estabilizante Processo Tratamento de calor Muito severo Diferença de temperatura alta do meio de aquecimento e o produto Aquecimento prolongado acima de 70 C antes ou depois da esterilização Homogeneização Homogeneização deficiente

27 Separação de gordura Matérias-primas Mistura de emulsificante/ estabilizante Insuficiente quantidade de estabilizante Processo Homogeneização Homogeneização deficiente

28 Formação de capas Matérias-primas Mistura de emulsificante/ estabilizante Gordura Cacau em pó Insuficiente quantidade de estabilizante Quanto menor o teor de gordura, maior será o risco de formação de capas Escolha equivocada do tipo de cacau Processo Homogenização deficiente Homogeneização

29 Coagulação Matéria-prima Cacau em pó Alta dosagem de cacau em pó Tipo do cacau em pó Leite Variações da composição das Proteinas do leite ph/acidez do leite cru Muito severo Processo Tratamento por calor Diferença entre a temperatura extremamente alta do meio de aquecimento e do produto Um aquecimento prolongado acima dos 70 C antes e depois da esterilização

30 Gelificação Matérias-primas Mistura de emulsificante/ estabilizante Alta dosagem de estabilizante Tipo de carragena inadequado Distribuição desigual de estabilizante Gordura Tendência à gelificação é maior quando aumenta o teor de gordura Cacau em pó Grau de alcalinização muito alto

31 Marmorização Matérias-primas Mistura de emulsificante/ estabilizante Insuficiente quantidade de estabilizante Processo Homogeneização Homogeneização deficiente

32 Sedimentação do cacau em pó Matérias-primas Mistura de emulsificante/ estabilizante Gordura Cacau em pó Estabilizante errado Insuficiente quantidade de estabilizante Uso de una carragena não resistente ao tratamento mecânico Quanto menor o teor de gordura, maior será a dose de estabilizante Partículas de cacau em pó muito grandes Proteínas Quanto menor o teor de proteínas, maior será a dose requerida de estabilizante

33 Muito Obrigado!!! This information has been prepared for food and supplement producers, and is not intended for the end consumer. It is based on our own research and development work and is, to the best of our knowledge, reliable. However, DuPont does not assume liability or risk involved in the use of its products, as conditions of use are beyond our control. Manufacturers should check local regulatory status of any claims according to the intended use of their product.