1 1 CONCEITO LEITES DESIDRATADOS Produto resultante da desidratação parcial ou total, em condições adequadas, do leite adicionado ou não de substâncias permitidas pelo D.I.P.O.A. (art. 642, RIISPOA, 1997). 2 TIPOS DE LEITES DESIDRATADOS DESIDRATAÇÃO PARCIAL: Leite concentrado Leite evaporado Leite condensado Doce de leite DESIDRATAÇÃO TOTAL: Leite em pó Farinhas lácteas 3 IMPORTÂNCIA DOS PRODUTOS LÁCTEOS DESIDRATADOS Controle da sazonalidade da produção de leite - permite estocagem de leite da safra, sob a forma de produtos com longa vida de prateleira que podem ser reconstituídos em leite fluido nos períodos de entressafra. Facilidade de transporte e comercialização - geralmente esses produtos são transportados em temperaturas ambientes e há significativa redução de volume quando são desidratados total ou parcialmente. Utilização na indústria alimentícia - leites desidratados tem amplo emprego na culinária e em outros ramos da indústria alimentícia, como padarias e confeitarias. Aumento do período de validade do leite - com a desidratação do leite haverá redução da atividade de água deste produto, reduzindo a proliferação microbiana. Diminuição dos custos com estocagem - devidas à redução do volume e à estocagem em temperatura ambiente.
2 4 PROCESSAMENTO BÁSICO DOS LEITES DESIDRATADOS 4.1 SELEÇÃO DE MATÉRIA PRIMA QUALIDADE FÍSICO-QUÍMICA Com a desidratação de um produto ácido haverá concentração dessa acidez. Assim sendo, cuidados especiais devem ser tomados com a matéria-prima quanto à acidez (máxima de 18ºD) e à estabilidade do leite (evitar que este fique instável quanto houver a desidratação - utilizar alizarol a 72%, no mínimo). Além disso, os processos de desidratação demandam grande consumo de energia para a retirada da água em excesso, portanto, maior rigor deve existir na pesquisa da aguagem do leite. Paralelamente, seria interessante trabalhar somente com leite de elevado teor de sólidos totais ou desengordurados, visando melhorar o rendimento industrial. QUALIDADE MICROBIOLÓGICA Especial atenção deve ser dada quanto à presença de microrganismos esporulados e termodúricos, que podem sobreviver aos tratamentos térmicos do leite e degradar a qualidade durante o período de validade dos produtos desidratados. Também a presença de enzimas termoestáveis, produzidas quando microrganismos psicrotróficos alcançam contagens superiores a 10 6 ufc/ml no leite, teria esse efeito indesejável. 4.2 TRATAMENTOS PRÉVIOS 4.2.1 CLARIFICAÇÃO A eliminação de sujidades do leite auxilia no aumento de sua vida de prateleira. A utilização de centrífugas permite a clarificação associada ao ajuste do teor de gordura do leite, assim como a bactofuga garante a eliminação da quase totalidade dos esporos porventura presentes na matéria-prima. Caso haja maior tempo de estocagem entre a clarificação e o seu tratamento térmico do leite, torna-se mais interessante fazer primeiro a filtração inicial do mesmo, e somente realizar a clarificação quanto o leite estiver prestes a ser desidratado. O objetivo deste cuidado é evitar o aumento da contagem global de microrganismos enquanto o leite aguarda o processamento.
3 4.2.2 PADRONIZAÇÃO DO TEOR DE GORDURA E/OU SÓLIDOS Visam melhorar o rendimento industrial e padronizar a composição dos lotes produzidos. A padronização do teor de gordura pode ser feita a partir da mistura de leite desnatado ao leite integral ou por intermédio das centrífugas padronizadoras. É prática comum entre as empresas que processam leites desidratados, estocar o leite desnatado concentrado, utilizando-o para aumentar o teor de sólidos do leite a ser prontamente desidratado. 4.2.3 HOMOGENEIZAÇÃO Torna-se importante porquê esses produtos são estocados por longo tempo em temperatura ambiente, o que favoreceria a separação da gordura durante a sua comercialização. Auxilia também na formação da cor branca quando se adiciona café aos produtos concentrados (leite evaporado). 4.2.4 TRATAMENTO TÉRMICO O leite destinado à desidratação deve ser previamente pasteurizado ou tratado como UAT, a fim de garantir a segurança alimentar dos produtos. Alguns benefícios desse tratamento podem ser listados, além da destruição microbiana e inativação de enzimas naturais do leite: aquecimento do leite, atingindo as temperaturas usuais de concentração no evaporador e controle da viscosidade e do espessamento do produto final, ao estabilizar as proteínas (desnatura proteínas do soro, que interagem com as caseínas, evitando sua coagulação). Caso seja feito tratamento UAT no produto concentrado, há necessidade de adição de sais estabilizantes no leite ou no produto concentrado (fosfato ou citrato de sódio). Nessa situação, faz-se um tratamento prévio de pasteurização HTST do leite. 4.2.5 EVAPORAÇÃO OU CONCENTRAÇÃO Consiste na retirada de boa parte da água livre do leite, reduzindo seu volume e aumentando sua viscosidade e densidade. A concentração de sólidos pode chegar a valores de 70% ou mais, dependendo do produto lácteo. Essa evaporação é o processo determinante da produção dos lácteos parcialmente desidratados, representando a fase de concentração de sólidos do leite. Para o leite em pó e farinhas lácteas essa é uma etapa intermediária de desidratação, designada às vezes como pré-secagem, quando há concentração dos sólidos lácteos até níveis ideais para o processo seguinte, que é a secagem propriamente dita.
4 A evaporação é feita em equipamentos especiais e deve ser realizada necessariamente em condições de vácuo (exceto para o doce de leite) e de baixa pressão atmosférica. Assim, o leite entrará em ebulição em temperatura inferiores às normais, tão baixas quanto 40 a 70ºC, preservando suas características sensoriais e físico-químicas. O vácuo também favorece a retirada dos vapores desprendidos durante a concentração. Tipos de evaporadores: existem diferentes modelos de equipamentos para a evaporação do leite, que variam quanto a sua forma, ao funcionamento contínuo ou descontínuo, e à capacidade de recuperação de calor (presente em quase todos os modelos para reduzir o custo energético do processo). Quanto à forma existem modelos de evaporadores de circulação natural, geralmente providos de vários efeitos; os evaporadores de película descendente (tipo "falling film" - fig. 1), que são os modelos mais atuais, de maior eficiência; e os evaporados a placas (fig.2), que tem a vantagem de fácil ajuste da capacidade de produção. Fig. 1 Evaporador Falling film em múltiplos efeitos Figura 2. Evaporador a placas 5 PROCESSAMENTO INDUSTRIAL DOS LEITES DESIDRATADOS 5.1 LEITE EVAPORADO E LEITE CONDENSADO O processamento de leites evaporados e sua comercialização em embalagens seladas data do início da década de 1880. Antes disso, na década de 1850, um americano já havia aperfeiçoado a preservação desses leites pela adição de açúcar. A diferença entre o leite evaporado e o leite condensado é bastante significativa. O leite evaporado (condensado sem açúcar) é um produto esterilizado, branco e com a aparência de creme, sendo amplamente utilizado para reconstituição como leite fluido nas regiões onde este é escasso. Constitui-se no creme, do café com creme. No Brasil, seu uso é menos difundido, existindo poucas marcas comerciais. Esse produto é embalado em latas e posteriormente esterilizado ou
5 pode receber este tratamento térmico e ser envasado assepticamente, em um sistema UAT. Tem validade média de 8-9 meses no mercado nacional. Por sua vez, o leite condensado (ou evaporado com açúcar) é essencialmente um leite evaporado onde é adicionado esse ingrediente. O produto assume uma coloração mais amarelada, assemelhando-se mais à maionese. A elevada pressão osmótica desse produto faz com que a maioria dos microrganismos presentes sejam destruídos, eliminando a necessidade de um tratamento térmico. Geralmente é comercializado em latas, mas hoje encontra-se disponível também em embalagens cartonadas. As marcas comercializadas no Brasil tem adotado validade de cerca de 15 meses. O processamento inicial desses dois leites é bastante semelhante, até a etapa de evaporação (fig. 3). Deve ser feita a seleção da matéria-prima, com especial cuidado quanto aos fatores listados anteriormente, no item 4. A adição de estabilizantes (citrato ou fosfato de sódio, no máximo a 0,1g%) e de açúcar pode ocorrer no início do processo. Neste caso, adiciona-se açúcar seco, em quantidade previamente calculada, para que no produto final a concentração desse ingrediente não ultrapasse 64%. Essa preocupação justifica-se para evitar a ocorrência de reações de cristalização da lactose em maior escala, tornando os cristais perceptíveis ao nosso tato. Em muitos casos o açúcar é adicionado na forma de xarope (solução de sacarose a 41%) durante a etapa de concentração do leite. Após a adição dos ingredientes o leite deve ter seus teores de gordura e sólidos desengordurados padronizado para 3,0 e 8,5%, em média. Assim, no final, a relação gordura: SNG será de 1: 2,25. Em seguida será feito o tratamento térmico, com uma pasteurização em binômios mais rigorosos (105-120ºC / 1-3 minutos), que garantam a segurança alimentar, principalmente do leite condensado, devido ao seu amplo uso para crianças. Além disso, com as altas temperatura e tempo de aquecimento, haverá maior insolubilização do cálcio livre do leite e desnaturação das proteínas do soro, tornando o leite evaporado mais estável à esterilização e reduzindo os riscos de coagulação durante a longa estocagem. A evaporação do leite normalmente ocorre em evaporadores de múltiplo efeito, do tipo "falling film". Durante o processo de evaporação a densidade do produto é checada periodicamente a fim de garantir a concentração final, deve ser de 1,070 para leite evaporado e 1,030 a 1,035 para leite condensado. Alguns autores sugerem que a concentração deve ser feita até o leite evaporado apresentar 25 a 33% de matéria seca e até o leite condensado apresentar 72%. A partir desta etapa é que variações irão ocorrer entre os dois produtos. O leite evaporado será, em seguida, submetido à homogeneização, que deve ser cuidadosa para não alterar a estabilidade protéica e aumentar os riscos de coagulação durante a esterilização subseqüente. A seguir, o leite será refrigerado
6 a 14ºC, enlatado e esterilizado em autoclaves rotatórias, a 110-120ºC / 15-20 minutos, o que resulta na formação de pigmentos escuros das reações de Maillard e de caramelização. Algumas indústrias adotam uma etapa de "shaking" após o resfriamento do produto esterilizado para temperaturas ambientes, visando romper agregados iniciais de proteínas e gordura láctea, que poderiam desencadear mais rapidamente um processo de espessamento tardio do leite evaporado. Na fabricação do leite condensado, em seguida à evaporação deverá ser feito um resfriamento do produto. Esta etapa é considerada crítica e talvez a mais importante do processo. Com a concentração do leite, somente metade da lactose estará em solução, o que gera a supersaturação do meio, favorecendo a sua precipitação na forma de cristais. Portanto, nesta etapa deve-se tentar controlar o processo de cristalização, criando condições para que sejam formados somente cristais pequenos, menores que 10µm, que são imperceptíveis. Isso será conseguido com o abaixamento da temperatura do leite concentrado para 15-18ºC, de forma rápida, com agitação vigorosa e contínua durante cerca de uma hora em um tanque de cristalização. Durante esta fase, quando o leite atingir 30ºC, cristais de lactose refinada (0,05%) deverão ser semeados para auxiliar na cristalização delicada. Em seguida o leite condensado deverá ser enviado para um tanque de estocagem, onde permanecerá até o dia seguinte, para que o processo de cristalização se complete. Será então envasado em latas previamente esterilizadas, em embalagens cartonadas ou em barris de 300 kg. Figura 3. Fluxograma de produção de leite evaporado e leite condensado
7 5.2 LEITE EM PÓ Com a secagem, os alimentos são conservados devido à inibição do crescimento microbiano, já que os microrganismos necessitam de água para sua sobrevivência e multiplicação. A preservação de alimentos pela secagem já é conhecida há séculos, sendo relatada por Marco Polo em suas viagens à Ásia, como a secagem do leite ao sol pelos Mongóis. Os leites em pó tem atualmente ampla produção e consumo em todo o mundo, sendo bastante interessantes devido à significativa redução do volume do leite, facilitando sua estocagem, e também pelo longo período de validade, que pode ser de até três anos para a modalidade desnatada e de seis meses para o tipo integral. Como dito anteriormente, o processo inicial do leite em pó é semelhante ao observado para os outros tipos de leite desidratado (fig. 4), consistindo da seleção da matéria-prima, clarificação, padronização dos teores de gordura e ESD, homogeneização (na modalidade integral), pasteurização e evaporação, que é conhecida também como pré-secagem do leite. Salienta-se o cuidado especial que se deve ter com o leite cru quanto as suas características microbiológicas, já que esse derivado lácteo tem amplo uso para crianças, inclusive recém-nascidos, e para idosos. Figura 4. Fluxograma de produção de leite em pó A pasteurização do leite que será convertido em pó irá determinar a sua qualidade. Caso esta seja feita em elevadas temperaturas poderá haver comprometimento das proteínas lácteas, levando-as a coagular na evaporação, e alteração sensorial significativa, modificando a cor, o aroma e o sabor do leite reconstituído. As temperaturas ideais de pasteurização do leite integral são
8 aquelas que garantam a inibição das lipases naturais, sendo que muitas indústrias chegam a adotar binômios (90-95ºC / 15-20 segundos) que tornam o leite negativo para o teste da peroxidase. Já para o leite desnatado, a temperatura da pasteurização irá determinar sua classificação em três grupos distintos, determinados pela quantidade de proteínas do soro que permanecem sem desnaturar: a) leite em pó de baixo aquecimento (62-65ºC / 30 minutos), com mais de 6,0 mg de proteínas íntegras por grama de pó, apresentando amplo aproveitameto posterior por preservar bastante as propriedades físico-químicas e sensoriais do leite; b) leite em pó de médio aquecimento (72-75ºC / 15-20 segundos), com 1,5-5,9 mg / g de proteínas íntegras, também de amplo uso industrial; e c) leite em pó de alto aquecimento (90-95ºC / 15-30 segundos), cujo teor de proteínas do soro íntegras é inferior a 1,5 mg / grama de pó, somente apresentando aplicação na panificação e na fabricação de chocolate, quando torna-se interessante por reduzir a quantidade de cacau utilizada (escurece mais devido a reação de Maillard) e por apresentar melhor capacidade de ligação com a água. No caso da fabricação do leite em pó, a evaporação prévia do leite torna-se interessante (apesar de poder ser dispensada) por reduzir os custos energéticos e a necessidade de grande capacidade na etapa da secagem. Além disso, feita em evaporadores tipo "falling film" sob vácuo, permite um aquecimento mais leve e previne a desnaturação das proteínas, a destruição das vitaminas e a ocorrência da reação de Maillard, já que a temperatura não excede aos 70ºC nessa etapa. A concentração dos sólidos do leite, alcançada pela evaporação, será determinada em função do tipo de secagem que o mesmo vai receber. Para o processo de secagem "Roller drying", o leite será concentrado a 30% de matéria seca, enquanto que, para o sistema "Spray drying", essa concentração será de 45-55%. O sistema Roller drying (figs. 5 e 6) apresenta menor uso industrial nos dias atuais. Neste processo, o leite concentrado será distribuído em cilindros aquecidos internamente por vapor. A água do leite evapora e é retirada por um fluxo de ar quando ele entra em contato com a superfície quente do cilindro. O aquecimento mais intenso converte a proteína para uma forma menos solúvel e promove maior alteração da cor do produto. Entretanto, esse leite em pó terá maior capacidade de ligação com a água, sendo interessante na indústria confeiteira. Figura 5. Roller dryer tipo trough-fed Figura 6. Roller dryer tipo spray-fed
9 No sistema Spray drying (fig.7) o leite concentrado é pulverizado em um disco chamado atomizador (5.000 a 20.000 rpm), como finas gotas, em uma câmara de secagem, onde entra em contato com uma corrente de ar quente (180-200ºC) para que ocorra a evaporação da água. A qualidade físico-química e sensorial desse leite é bem preservada, já que a temperatura das gotas não excede aos 75ºC (o calor latente de evaporação continuamente esfria sua superfície) e o tempo de residência do leite na câmara é calculado para aproximadamente 25 segundos. Quando as gotas secam, aglomeram-se no fundo cônico da torre de secagem e por corrente de ar frio o pó será enviado para os tanques de estocagem ou para a unidade de empacotamento. Cerca de 30% do pó pode ser carreado junto com a corrente de ar frio, então este deve ser recuperado em estruturas especiais (ciclones), semelhantes a uma torre em miniatura, ou em filtros (filtro de manga), de onde serão desviados para a embalagem. A maioria dos modelos Spray drying tem, acoplado ao final da torre de secagem, um outro equipamento chamado "fluid-bed", que finaliza o processo de secagem do pó, ajustando o teor de umidade deste de cerca de 5-6% para 3%, em média. Figura 7. Modelo de Spray-dryer 1. aquecedor indireto 2. câmara de secagem 3. fluid-bed 4.aquecedor de ar para o fluid-bed 5. ar frio para o fluid-bed 6. desumidificador de ar para o flui-bed 7.peneira Outra etapa comum na fabricação do leite em pó é a sua instantaneização. No "fluid bed" o pó entra primeiro em contato com vapor, para umidificá-lo e aglomerar as partículas, que serão secas com ar quente nas próximas sessões do equipamento, tornando-se mais porosas e de mais fácil dissolução em água fria. A instantaneização também pode ser obtida pelo retorno do pó que sai da torre de secagem ao início desta, quando as partículas secas entram em contato com as gotas aspergidas e ocorre a aglomeração das mesmas. Se for leite em pó integral, para torná-lo instantâneo deve-se adicionar a lecitina (5g / kg), que tem capacidade de ligação com a gordura láctea e a água.
10 Em seguida à secagem, o leite em pó será enviado em sistemas pneumáticos para o setor de embalagem. O envase pode ser feito em papel cartão (sacos de 30 kg), em papel aluminizado ou em latas. Principalmente nas embalagens destinadas ao consumidor, faz-se a gasagem, que consiste na retirada de ar de dentro das embalagens e simultânea injeção de gás inerte, como nitrogênio ou gás carbônico. 5.3 DOCE DE LEITE O doce de leite pode ser entendido como o produto, com ou sem adição de outras substâncias alimentícias, obtido por concentração e ação do calor à pressão normal ou reduzida do leite ou leite reconstituído, com ou sem adição de sólidos de origem láctea e/ou creme e adicionado de sacarose (parcialmente substituída ou não por monossacarídeos e/ou outros dissacarídeos) (RIISPOA, art. 659). Este derivado lácteo tem sua origem relatada na região do Rio da Prata, sendo, portanto, um produto típico da Argentina e do Uruguai, além do Brasil. Atualmente a comercialização do doce de leite vêm aumentando, principalmente devido a boa aceitação que esse produto lácteo têm recebido no exterior. Soma-se a isso, o fato de apresentar maior valor agregado e facilidade de estocagem e de diversificação quanto à forma de apresentação. Na maioria dos laticínios de médio e pequeno porte, o doce de leite é elaborado através da cocção do leite, padronizado para cerca de 1,5% de gordura, e ingredientes (bicarbonato de sódio, sal e açúcar), em um tacho de aço inoxidável, com tampa, pá agitadora e exaustor, construído com parede dupla na sua parte inferior, onde circula o vapor para o aquecimento da mistura. O bicarbonato de sódio é essencial para a estabilidade do leite que será superaquecido, devendo o último ter sua acidez reduzida para cerca de 13ºD imediatamente antes da fabricação. Por isso, somente leite com acidez normal (14-19ºD) e seguramente estável deverá ser utilizado. Por sua vez, o excesso de bicarbonato pode levar à alteração do sabor e da cor do doce, tornando-o muito escuro (as reações de escurecimento da lactose acontecem em meio alcalino). É essencial também que esse leite não tenha recebido fraude por adição de água, o que implica em redução do rendimento industrial na produção desse derivado. Um ingrediente opcional na fabricação do doce de leite é a lactase. Essa enzima pode ser adicionada ao leite quando ele alcançar cerca de 65ºC, com o objetivo de hidrolisar a maior parte da lactose, liberando glicose e galactose, na tentativa de controlar o defeito de cristalização desse constituinte ou arenosidade do doce. Conservantes, como o sorbato de potássio (600mg/kg) e a natamicina, também podem ser adicionados para evitar a contaminação do doce, principalmente por fungos. Opcionalmente, também pode-se substituir parte da sacarose a ser
11 utilizada no doce pela glicose (2% do volume de leite), para torná-lo mais macio e com maior viscosidade, o que dificulta o defeito de arenosidade. O processamento (fig. 8) consiste, portanto, na cocção do leite e de ingredientes (em temperaturas tão elevadas quanto 150ºC), em especial o açúcar (sacarose em concentração de 18-20% para doce pastoso e 30% para doce em barra, adicionada no leite quente a 70ºC), sob constante agitação (80rpm), de modo que a mistura seja concentrada devido à evaporação da água, até o ponto desejado pela indústria. Figura 8. Fluxograma de processamento de doce de leite O ponto pode ser verificado pela coloração e consistência do doce, associados a alguns testes, tais como: ao pingar gotas do doce em um copo de água fria, estas não podem se desmanchar até alcançarem o fundo - ideal para doce em barras; observar a consistência de uma pequena quantidade de doce depositada em uma superfície fria (doce pastoso); ou, melhor ainda, analisar o ponto de concentração utilizando-se um refratrômetro, que medirá a quantidade de sólidos solúveis no doce. Assim que alcançar o ponto desejado, o doce deve ter sua temperatura abaixada para cerca de 65-70ºC, evitando maior evaporação e escurecimento. Este resfriamento é alcançado pela circulação de água fria nas paredes do tacho, associada à agitação constante.
12 Em seguida, o doce deve ser embalado a quente, para evitar o crescimento de microrganismos no interior da lata, que será recravada, a fim de ficarem herméticas e evitar contaminação por fungos e leveduras. É obrigatória a desinfecção prévia das latas com solução sanificante e/ou vapor (cloro ou iodo, dentre outros). No caso de doce em barras, deve-se fazer uma agitação manual (bateção) após o ponto, sendo o doce resfriado a 65-70ºC e vertido em fôrmas previamente envolvidas por plástico para a sua moldagem. 6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS FERREIRA, L.C. Doce de leite. Apostila do Curso de Doce de Leite. Juiz de Fora: EPAMIG/ILCT. 2p. MINISTÉRIO DA AGRICULTURA E DO ABASTECIMENTO. Secretaria de Defesa Agropecuária. Decreto nº 2.244 de 04 de junho de 1997. Altera o REGULAMENTO DA INSPEÇÃO INDUSTRIAL E SANITÁRIA DE PRODUTOS DE ORIGEM ANIMAL. Brasília: Ministério da Agricultura, 1997.241 p. MINISTÉRIO DA AGRICULTURA, PECUÁRIA E ABASTECIMENTO. Portaria nº 146, de 07 de março de 1996. Aprova os Regulamentos Técnicos de Identidade e Qualidade de Produtos Lácteos.(publicados no D.O.U., em 11 de março de 1996). ROSENTHAL, I. Milk and dairy products. Properties and processing. New York: VCH, 1991. 217p. SPREER, E. Lactologia industrial. Zaragoza: Acribia, 1991. 623p. TETRA PAK. Dairy processing handbook. Lund: Tetra Pak Processing Systems AB, 1996. (CD ROOM) VARNAM, A.H.; SUTHERLAND, J.P. Milk and milk products. Technology, Chemistry and Microbiology. London : Chapman & Hall Publishers, 1994. 451 p. VEISSEYRE, R. Lactología técnica. Zaragoza: Acribia, 1988. 629 p.