PT1314357E

PT1314357E - Processo de preparação de leites em pó e produtos lácteos concentrados

Info

Publication number: PT1314357E
Application number: PT01127925T
Authority: PT
Inventors: Rafael Berrocal
Original assignee: Nestle Sa
Priority date: 2001-11-23
Filing date: 2001-11-23
Publication date: 2007-09-05
Also published as: HK1075582A1; CN1592580A; AU2002340931A1; AU2002340931B2; DE60128572T2; AR037416A1; MXPA04004843A; DE60128572D1; CN1323590C; ES2287065T3; EP1314357A1; NZ533637A; WO2003043429A1; BR0214355A; EP1314357B1; ATE362707T1

Description

DESCRIÇÃO

"PROCESSO DE PREPARAÇÃO DE LEITES EM PÓ E PRODUTOS LÁCTEOS CONCENTRADOS"

Antecedentes da invenção A presente invenção refere-se a um processo de preparação de um produto lácteo contendo gordura na forma de um concentrado líquido ou um pó.

Na preparação de concentrados e pós lácteos é economicamente vantajoso concentrar a produção em regiões onde haja disponível leite fresco em grandes quantidades e a um preço económico. É assim atraente aumentar a capacidade de equipamento de secagem instalado existente, em particular de torres de secagem por pulverização, sem investir em novo equipamento. Um meio para atingir este objectivo consistiria em introduzir leite extremamente concentrado no passo de secagem. 0 problema é que, assim que o teor em matéria seca concentrada excede 50 % em peso, a viscosidade sofre um aumento exponencial. Um outro problema é que no tratamento de leite extremamente concentrado ocorre uma deterioração da qualidade do produto em consequência da agregação da gordura do leite extremamente concentrado principalmente durante a homogeneização. A homogeneização não pode ser omitida devido à má solubilidade dos pós preparados a partir de leite não homogeneizado. O documento US 5223299 descreve a produção de leite evaporado sem sais de estabilização em que um produto láctico 1 contendo fosfolípidos derivado de leite é misturado com um produto lácteo, o qual é depois tratado termicamente e concentrado por evaporação. 0 documento SU 1308309 descreve um substituto de leite em pó gordo preparado concentrando leite desnatado, adicionando uma mistura gorda, emulsionando e secando a emulsão. O documento GB 1266 619 descreve géneros alimentícios em pó, em particular produtos lácteos nos quais é utilizado um agente tensioactivo como emulsionante e humectante. O documento US 3773519 descreve um processo de tratamento de um produto lácteo em pó contendo gordura, no qual se aplica um revestimento de lecitina aos aglomerados em pó, para melhorar as suas propriedades de reconstituição. O documento J73005028 refere-se a misturas compreendendo leite magro em pó e um tensioactivo, e. g. lecitina, ésteres gordos de polioxietileno sorbitano ou ésteres de ácidos gordos de açúcar. O documento J55135545 descreve um leite em pó contendo ésteres de ácido gordo de sorbitano de óleo de rícino. O documento NL7903483 descreve um processo, no qual se adiciona lecitina a leite concentrado e se seca a mistura para dar leite em pó. O documento US-A-5 518 751 refere-se a um processo de fabrico de concentrados de leite evaporado e leites em pó recombinados compreendendo a introdução de uma gordura vegetal 2 no concentrado líquido no decorrer da evaporação para aumentar o teor de ácidos gordos insaturados daquele. Numa forma de realização para preparar leite em pó, após a introdução da gordura no último efeito do evaporador, a mistura é homogeneizada antes de ser seca. 0 documento EP-A-0 627 169 refere-se a um processo de fabrico de leite evaporado líquido no qual os passos de aquecimento prévio e evaporação são dentro do equipamento de evaporação e a homogeneização ocorre antes da concentração. 0 documento EP-A-0 873 690 refere-se a um processo de preparação de um género alimentício contendo gordura compreendendo a adição de uma fase gorda a uma fase aquosa, em que a referida adição e a homogeneização ocorrem entre dois evaporadores de uma multiplicidade de efeitos de evaporador. O objectivo deste passo é proteger óleos termossensíveis. Para leite em pó instantâneo não faria sentido separar a gordura do leite de produção antes da evaporação. O documento NL-A-7903483 refere-se a um processo de preparação de um leite em pó no qual se introduz um tensioactivo, e. g. lecitina, na corrente de alimentação concentrada entre o tanque tampão de leite concentrado e o atomizador do secador por pulverização.

Sumário da invenção Nós constatamos que é possível diminuir drasticamente a viscosidade de leite concentrado e aumentar a produtividade do fabrico de leite em pó por secagem por pulverização simples de 3 leite fresco e de modo a manter ou até mesmo melhorar a qualidade do pó. A invenção relaciona-se com um processo de preparação de um produto lácteo concentrado o qual proporciona uma solução para o problema de viscosidade demasiado elevada dos concentrados de leite da técnica anterior. Deste modo, o controlo da viscosidade permite secar um concentrado com um teor em sólidos superior a 50 % em peso sem afectar negativamente a qualidade do pó obtido após secagem. O processo de produção de um leite concentrado da invenção compreende: proporcionar um leite normalizado, pasteurizar e homogeneizar o leite normalizado, misturar o leite homogeneizado com um emulsionante carregado negativamente ou não iónico, homogeneizando a mistura, fornecer o leite a um evaporador possuindo pelo menos uma etapa para se obter um concentrado possuindo um teor total de sólidos de pelo menos 50 % em peso.

Numa outra forma de realização o processo da invenção compreende: proporcionar um leite normalizado, pasteurizar o leite normalizado, 4 fornecer o leite normalizado pasteurizado a um evaporador possuindo pelo menos uma etapa para se obter um pré-concentrado, homogeneizar o pré-concentrado, misturar o pré-concentrado com um emulsionante carregado negativamente ou não iónico, homogeneizando a mistura, evaporar ainda a mistura num evaporador possuindo pelo menos uma etapa para se obter um concentrado possuindo um teor total de sólidos de pelo menos 50 % em peso.

Numa forma de realização para o fabrico de produtos secos o processo compreende ainda o passo de secagem por pulverização do concentrado.

Descrição pormenorizada da invenção O principio por detrás desta invenção é a capacidade para secar por pulverização um concentrado de leite contendo até cerca de 65 % em peso de concentração de sólidos.

De acordo com a invenção, leite gordo fresco é normalizado até uma proporção desejada de gordura em relação ao extracto seco magro. Esta normalização é geralmente realizada adicionando a quantidade apropriada de leite desnatado ao leite gordo fresco. Isto também pode ser feito preparando líquidos lácteos adequados a partir de leite gordo fresco, leite parcialmente desnatado, nata, matéria gorda, leitelho etc. A recombinação de leite também pode ser efectuada a partir de leite em pó, leite 5 em pó desnatado, óleo de manteiga ou óleos vegetais com a guantidade apropriada de água. Numa variante também se pode utilizar leite desnatado.

Dependendo da qualidade do leite, o leite assim normalizado é depois opcionalmente clarificado por centrifugação, de um modo preferido depois de ter sido aquecido a cerca de 40 °C até cerca de 45 °C para se obter a melhor separação e eficiência de limpeza durante a clarificação. O leite é depois pasteurizado e homogeneizado. Adiciona-se em seguida um emulsionante carregado negativamente ou não iónico capaz de ligar proteínas ao leite pasteurizado a 60° C. A mistura mantida a cerca de 65 °C pode ser tratada num moinho coloidal até não serem visíveis partículas sólidas. A mistura é depois submetida a homogeneização. A homogeneização pode ser realizada em uma ou duas etapas. A pressão da primeira etapa do homogeneizador é desde cerca de 50 até cerca de 250 bar. De um modo preferido, a pressão é desde cerca de 100 bar até cerca de 200 bar. A pressão da segunda etapa do homogeneizador é desde 0 até cerca de 150 bar. De um modo preferido, a pressão é desde cerca de 20 até cerca de 60 bar. A pressão total do homogeneizador é desde cerca de 120 bar até cerca de 300 bar. De um modo preferido a pressão total do homogeneizador é desde cerca de 150 bar até cerca de 250 bar.

Após homogeneização a mistura sofre, de um modo preferido, um tratamento térmico. O tratamento térmico pode ser realizado em duas etapas como é convencional, pré-aquecendo e aquecendo em seguida com um tempo de espera adequado. 6 0 leite tratado termicamente é depois fornecido a um evaporador. Surpreendentemente, a adição de emulsionante carregado negativamente ou não iónico evita o aumento forte de viscosidade que ocorre se se homogeneizar o leite com uma concentração de sólidos acima de 50% em peso e permite a secagem por pulverização do último com um teor total de sólidos, de um modo preferido, desde cerca de 55 até cerca de 65% em peso. A secagem por pulverização a um teor de sólidos total tão elevado era anteriormente impossível porque a viscosidade era tão elevada que o produto não podia ser transportado.

Sem se pretender ficar limitado pela teoria nós poderíamos propor um modelo para explicar o efeito dos emulsionantes na viscosidade do leite. Antes dos processos de homogeneização e térmico, o leite pode ser considerado como uma mistura de três fases: a fase lipídica na forma de glóbulos de gordura, a fase aquosa contendo, entre outros, as proteínas de soro e a fase coloidal contendo caseína micelar. Ao aquecer as proteínas do soro desenrolam-se expondo os seus grupos hidrófobos. Eles interactuarão, como o faz a caseína micelar com os glóbulos de gordura durante a homogeneização, o que reduz o tamanho dos glóbulos de gordura e aumenta consequentemente a área de interface. O resultado desta interacção hidrófoba é uma camada proteica a revestir a superfície dos glóbulos de gordura. Quando este processo é seguido de um passo de evaporação, a concentração dos diferentes componentes do leite aumenta e favorece associações entre os próprios glóbulos de gordura revestidos com proteína e também entre os glóbulos de gordura revestidos com proteína e proteínas solúveis e micélios. Isto induz um aumento na viscosidade do leite. 7

Quando antes ou durante o processo de evaporação, mas depois da homogeneização, se adiciona um emulsionante, a sua cauda hidrófoba interactuará com os componentes mais facilmente acessíveis: micélios de caseina e proteínas de soro em solução ou na camada a revestir os glóbulos de gordura. Se o emulsionante possuir um grupo funcional ácido, e. g. fracções de lecitina ricas em fosfolipidos ácidos, tal como ácido fosfatidico ou fosfatidil-inositol, os quais são os emulsionantes preferidos utilizados de acordo com a invenção, a nova camada formada pelo emulsionante nas proteínas ou na camada de proteína a revestir os glóbulos de gordura estará apenas carregada negativamente e originará a repulsão entre as partículas revestidas. Como um resultado, a viscosidade diminui. Isto é também verdade em menor grau no caso de serem utilizados emulsionantes não iónicos, e. g. derivados de polioxietileno sorbitano, e. g. ésteres gordos comercialmente conhecidos como Tweens, os quais fixam fortemente os grupos hidrófobos de proteínas.

Durante ou após secagem, para tornar o pó instantâneo, a adição de lecitina com aglomeração das partículas finas recirculadas pode ser realizada no secador, ou a adição de lecitina pode ser realizada separadamente da torre de secagem num secador, e. g. num leito fluidizado. 0 processamento do leite em pó após o passo de atomização compreendendo pós-secagem, pós-arrefecimento, armazenagem, enchimento em latas ou caixas e gaseificação é depois completada segundo o conhecimento corrente dos especialistas na área.

As formas de realização da invenção são agora descritas apenas a titulo de exemplo. Nos Exemplos seguintes, as partes e percentagens são em peso, a menos que indicado de outro modo.

Exemplo 1

Pasteurizou-se 250 kg de leite gordo normalizado cru contendo 3,5% de gordura e 9,3% de extracto seco magro por aquecimento indirecto num permutador de calor de placa ao máximo de 80 °C com um tempo de residência de 50 s ou menos a essa temperatura. Após a pasteurização o leite foi homogeneizado em duas etapas a 200 + 50 bar.

Ao leite pasteurizado e homogeneizado a 50 °C adicionou-se 0,1% de lecitina (Chocotop 100®, lecitina de soja liquida fraccionada enriquecida em fosfolipidos ácidos, consistindo de uma mistura de triglicéridos e fosfo/glicolipidos contendo cerca de 14% de fosfatideos ácidos, Lucas Meyer GmbH), com base na matéria seca e homogeneizou-se a mistura num homogeneizador de duas etapas a 100 bar na primeira etapa e 25 bar na segunda etapa. O liquido pasteurizado foi depois fornecido aos primeiros efeitos de um evaporador de filme descendente de efeito múltiplo e concentrado durante 90 min para se obter uma mistura concentrada com um teor de matéria seca de 60%. A viscosidade aparente do concentrado (como medida em linha a 54 °C e uma velocidade de corte estimada de 230 s"1) foi de 0,5 Pa.s.

Retirou-se em seguida com uma bomba de alta pressão e secou-se por pulverização numa torre de secagem através de bicos 9 de turbilhão de alta pressão a uma pressão de 140 bar e uma temperatura de 72 °C. Aglomerou-se e adicionou-se lecitina para se obter um produto instantâneo, secou-se, arrefeceu-se, empacotou-se em embalagens e gaseificou-se. O pó tinha reconstituição e caracteristicas fisico-quimicas excelentes.

Exemplo 2

Realizou-se o método do Exemplo 1 com a diferença de que se adicionou 0,5% de lecitina (Chocotop 100®) ao concentrado de leite pasteurizado pré-evaporado com 40% de teor de matéria seca, homogeneizou-se em duas etapas a 180 bar na primeira etapa e depois a 50 bar na segunda etapa e concentrou-se a mistura liquida até 59% de matéria seca. A viscosidade aparente do concentrado (como medida como indicado nos Exemplos 6-9 abaixo) foi de 0,01 Pa.s.

Depois de secar por pulverização como no Exemplo 1, a qualidade do pó era comparável à obtida no Exemplo 1.

Exemplo 3

O método do Exemplo 1 foi realizado com a diferença que se adicionou 0,4% de lecitina (Chocotop 100®) ao pré-concentrado de leite homogeneizado pasteurizado desnatado pré-evaporado com 40% de teor de matéria seca, homogeneizou-se em duas etapas a 180 bar na primeira etapa e depois 50 bar na segunda etapa e concentrou-se a mistura liquida até 59% de matéria seca. A 10 viscosidade aparente do concentrado, diluído até 40% de matéria seca para facilitar a medição e medida como indicado nos Exemplos 6-9 abaixo, foi de 0,02 Pa.s.

Exemplos 4-5

Realizou-se o método do Exemplo 2 mas com a diferença que a adição de Chocotop 100® ao leite pasteurizado e homogeneizado foi substituída pela adição de emulsionantes não iónicos tais como Tween 20® (Exemplo 4) ou Tween 60® (Exemplo 5) . Após a adição de Tween, 0,5% em ambos os casos, homogeneizou-se os leites enriquecidos em duas etapas a 180 bar na primeira etapa e depois 50 bar na segunda etapa e concentrou-se as misturas líquidas até 60% de matéria seca. A viscosidade aparente dos concentrados (medida como indicado nos Exemplos 6-9 abaixo) foi de 0,35 Pa.s para a variante enriquecida com Tween 20® (Exemplo 4) e 0,25 Pa.s para a contendo Tween 60® (Exemplo 5). Para comparação, um leite tratado de modo semelhante, mas sem a adição de Tween, apresentou uma viscosidade aparente de 0,57 Pa.s.

Exemplos 6-9

Adicionou-se separadamente 150, 200 ou 250 mg dos vários fosfolípidos ácidos purificados a amostras de 500 g de leite inteiro pasteurizado e homogeneizado. Aqueceu-se as amostras de leite enriquecidas com fosfolípidos resultantes até 60 °C e homogeneizou-se a 180 bar numa etapa. Após homogeneização, concentrou-se amostras de leite até 60% de teor de matéria seca num evaporador rotativo sob vácuo. 11 A viscosidade aparente dos concentrados foi medida do seguinte modo: Introduziu-se a amostra num balão isotérmico de Dewar com água pré-aquecida a 55 °C. Cobriu-se o Dewar com uma folha de alumínio. Colheu-se cerca de 5 ml de amostra para cada medição de viscosidade realizada com um reómetro Haake RS 100 regulado a 45 °C a velocidades de corte desde 0 até 500 s"1. Repetiu-se as medições três vezes e para cada medição retirou-se uma amostra fresca do leite concentrado conservado no Dewar. A viscosidade destas amostras foi comparada com a de um leite pasteurizado concentrado até 60% de matéria seca (referência).

Os resultados são dados no Quadro 1 abaixo.

Quadro 1

Exemplo Fosfolípido Densidade molar1’ Viscosidade a 500 s"1 (Pa.s) 6 Nathin 3KE2) - 0,07 7 1,2-Dioleoil-sn-glicero-3-fosfato (sal de Na)3)4) 133 0,03 8 1,2-Dioleoil-sn-glicero-3-[fosfo-L-serina] (sal de Na)3)5) 120 0,09 9 L-a-fosfatidil-inositol (vegetal)5)6) 113 0,07 Referência - - 0,15 12

Legenda: 1) Densidade molar do fosfolípido puro (PL), i. e. micromol PPL/100 mg PL 2) Nathin 3KE de Stern, Alemanha, lecitina em pó sem óleo rica em fosfolipidos ácidos, 200 mg 3) 200 mg 4) Em clorofórmio 5) Liofilizada 6) 150 mg

Os fosfolipidos ácidos utilizados nos Exemplos 6 até 9 foram transformados em pó e tornados instantâneos utilizando maltodextrina e solventes. Estas espécies foram fornecidas pela Avanti Polar Lipids Inc (Birmingham, AL, EUA), congeladas em C02 sólido como pós brancos reluzentes ou dissolvidos em clorofórmio.

Lisboa, 23 de Agosto de 2007 13

Claims

REIVINDICAÇÕES 1. Processo de produção de leite concentrado, em que o processo compreende: proporcionar um leite normalizado, pasteurizar e homogeneizar o leite normalizado, misturar o leite homogeneizado com um emulsionante carregado negativamente ou não iónico, homogeneizando a mistura, fornecer o leite a um evaporador possuindo pelo menos uma etapa para se obter um concentrado possuindo um teor total de sólidos de pelo menos 50% em peso.
2. Processo de acordo com a reivindicação 1 compreendendo proporcionar um leite normalizado, pasteurizar o leite normalizado, fornecer o leite normalizado pasteurizado a um evaporador possuindo pelo menos uma etapa para se obter um pré-concentrado, homogeneizar o pré-concentrado, 1 misturar o pré-concentrado homogeneizado com um emulsionante carregado negativamente ou não iónico, homogeneizando a mistura, evaporar ainda a mistura num evaporador possuindo pelo menos uma etapa para se obter um concentrado possuindo um teor total de sólidos de pelo menos 50% em peso.
3. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2 compreendendo a secagem por pulverização do concentrado.
4. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, no qual o concentrado tem um teor total de sólidos de 55 até 65% em peso.
5. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, no qual o leite normalizado é um leite parcial ou totalmente desnatado.
6. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, no qual o emulsionante carregado negativamente é um fosfolipido ácido.
7. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, no qual o emulsionante carregado negativamente é adicionado numa quantidade correspondente a 0,05 até 0,5% em peso de matéria seca do concentrado.
8. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, no qual o emulsionante é um emulsionante não iónico. 2
9. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, no qual o emulsionante não iónico é adicionado numa quantidade correspondente a 0,05 até 0.5% em peso de matéria seca do concentrado.
10. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, no qual a mistura de leite e emulsionante ou a mistura de pré-concentrado e emulsionante é homogeneizada em uma ou duas etapas e a pressão da primeira etapa do homogeneizador é desde cerca de 50 até cerca de 250 bar, e de um modo preferido desde cerca de 100 bar até cerca de 200 bar.
11. Processo de acordo com a reivindicação 10, no qual a pressão da segunda etapa do homogeneizador é até 150 bar e de um modo preferido desde cerca de 20 até cerca de 60 bar.
12. Processo de acordo com a reivindicação 10, no qual a pressão total do homogeneizador é desde cerca de 120 bar até cerca de 300 bar e de um modo preferido desde cerca de 150 bar até cerca de 250 bar.
13. Processo de acordo com a reivindicação 3, no qual 0 concentrado de leite é seco por pulverização utilizando bicos de alta pressão, de um modo preferido bicos de turbilhão de alta pressão.
14. Processo de acordo com a reivindicação 13, no qual o concentrado de leite é seco por pulverização a cerca de 140 bar.
15. Processo de acordo com a reivindicação 3, no qual o leite seco por pulverização é aglomerado e tornado instantâneo 3 através da adição de lecitina, o pó é seco, arrefecido, empacotado em embalagens e gaseificado.
16. Leite concentrado que contém emulsionante adicionado o qual é um derivado de polioxietileno sorbitano tal como Tweens numa quantidade correspondente a 0,05 até 0,5% em peso de matéria seca do concentrado, possuindo um teor total de sólidos de pelo menos 50% em peso. Lisboa, 23 de Agosto de 2007 4