DuPont Nutrição & Saúde
Bebidas lácteas
achocolatadas UHT
12/09/2013, Julio Lima, Field Application Specialist, Innovation, SAMSA
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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.
Parâmetros principais em leite achocolatado
Formulação:
Conteúdo de leite (gordura e SNGL)
Conteúdo de soro de leite
Cacau em pó alcalino
pH (qualidade) do leite
Estabilizantes
Processo:
- Condições de mistura
- Tratamento térmico
- Homogeneização (asséptica ou não
asséptica)
- Temperatura de envase
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;
Modelo de formação da rede de estabilização em bebidas lácteas achocolatadas
Dosagem dos Estabilizantes em bebidas lácteas
achocolatadas
(Faixa = concentração da precipitação até a gelelificação do leite achocolatado
viscosdade
faixa
dose de
estabilizante
Interação entre os Hidrocolóides e as proteínas
% Hidrocolóide
Diagrama de fase
Bifase
(instável)
Excesso de hidrocolóides
Ausência de hidrocolóides
Monofase
(estável)
Baixa Proteína
Alta Proteína
% Proteina
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.
Tipos de estabilizantes utilizados em bebidas lácteas achocolatadas
de acordo com a composição e seus benefícios associados
Nome
RECODAN™ CM VEG Emulsifier and
Stabiliser System
RECODAN™ CM 2 Emulsifier and Stabiliser
System
Declaração
Características
Mono-diglicerídeos, carragena, goma guar
Integrado / Baixa viscosidade /
Cremosidade / 0,18 – 0,22%
Mono-diglicerídeos, carragena
Baixa viscosidade / Cremosidade / 0,18 –
0,22%
GERBA™ MIX LA 105 (CZ-4) Stabiliser
System
Açúcar, CMC, fosfato dissódico, carragena
e maltodextrina
RECODAN™ CM-B 240 Emulsifier and
Stabiliser System
Mono-diglicerídeos, cmc e carragena
Viscosidade intermediária /
0,15 – 0,20%
Alta viscosidade / Cremosidade
Premium / 0,18 – 0,24%
RECODAN™ CM-B 227 Stabiliser System
Carboximetilcelulose sódica,
maltodextrina, fosfato dissódico e
caragena.
Alta viscosidade / Cremosidade /
0,15 – 0,22%
RECODAN™ CM 226 Stabiliser System
Celulose microcristalina, celulose e
carragena
Viscosidade intermediária / Estabilidade /
0,18 – 0,24%
cmc, goma gelana e carragena
Alta estabilidade / ↑ Tem envase /
Suspensão
0,16 – 0,20%
RECODAN™ CM-B 235 Stabiliser System
Formulação, Preparação e Avaliação de Bebidas lácteas achocolatadas
Exemplos de formulações das bebidas lácteas achocolatadas
Composição
Gordura
Sólidos de leite
Açúcar
Cacau
RECODAN™
Sólidos totais
Desnatado
0.0
8.3
8.0
1.0
0.2
17.5
Semi Desnatado Integral
1.5
3.5
8.0
7.7
8.0
8.0
1.0
1.0
0.18
0.17
18.68
20.37
Variação
0.0 - 3.5
7.0 - 9.0
4.0 - 8.0
0.5 - 1.5
0.17 - 0.35
14 - 22
* 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.
Processo – bebidas lácteas achocolatada
Pasteurizado
Tratamento UHT
Misturar os ingredientes
Tratar termicamente o cacau
em pó(90°C/30min)
Pasteurizar a
85°C por 2 min.
Homogeneização posterior
200 bar/75°C
Esterilizado em Autoclave
Misturar os ingredientes
Misturar os ingredientes(5°C)
Pre-aquecer a 85°C
por 2 min.
Pré Aquecimento - 75°C
Homogeneizar a
200 bar/75-80°C
Esfriar
Esfriar a 3-5°C
Homogenização 200bar/ 75°C
Engarrafar
envasar
Esterilizar por UHT
142°C/4 s
Autoclave a
121°C/15 min.
Resfriar a 20-25°C
Esfriar a 20°C
envasar assepticamente
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.
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12
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 170-220 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
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
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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
10-45 dias/max. 10°C
Processo Ultra High Temperature (UHT)
• 135-147C 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
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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)
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
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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
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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)
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Efeito do calor e pH na estabilidade das Proteínas
Mistura dos ingredientes
Homogeneização
Tratamento térmico
Effect of pH on the heat stability of milk (). P.F. Fox &
P.L.H McSweeney, 1998
Resfriamento
Envase e Estocagem
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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
21
Envase e estocagem
Envase: 20-25°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
Para todos os tipos bebidas lácteas UHT, a
viscosidade final do produto não estará
completamente desenvolvida antes de 2-7 dias
após a produção.
Resfriamento
Envase e Estocagem
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Resumo do Processo
1 – Triblender, tanque de preparo e recirculação
2 – Tanque com creme de leite concentrado
3 - Tanque com MSNF concentrado
1
Mistura dos
Ingredientes
3
Homogenização:
150/100 bar
70-75°C
Recirculação
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 28-20°C
Resfriar de 28-20°C
enviar para ALLSAFE
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Avaliação de bebidas lácteas achocolatadas UHT
Avaliação visual
• Sedimentação
• Separação de gordura
• Tendência a gelificação
• Separação de soro
• Cor
Avaliação sensorial
• Textura
• Cremosidade
Viscosidade
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
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
• Muito severo
Tratamento de calor
• 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
Separação de gordura
Matérias-primas
Mistura de emulsificante/
estabilizante
• Insuficiente quantidade de estabilizante
Processo
Homogeneização
• Homogeneização deficiente
Formação de capas
Matérias-primas
Mistura de emulsificante/
estabilizante
• Insuficiente quantidade de estabilizante
Gordura
• Quanto menor o teor de gordura, maior será
o risco de formação de capas
Cacau em pó
• Escolha equivocada do tipo de cacau
Processo
• Homogenização deficiente
Homogeneização
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
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
Marmorização
Matérias-primas
Mistura de emulsificante/
estabilizante
• Insuficiente quantidade de estabilizante
Processo
• Homogeneização deficiente
Homogeneização
Sedimentação do cacau em pó
Matérias-primas
Mistura de emulsificante/
estabilizante
• Estabilizante errado
• Insuficiente quantidade de estabilizante
• Uso de una carragena não resistente ao
tratamento mecânico
Gordura
• Quanto menor o teor de gordura, maior será a dose
de estabilizante
Cacau em pó
• Partículas de cacau em pó muito grandes
Proteínas
• Quanto menor o teor de proteínas, maior será a dose
requerida de
estabilizante
Muito Obrigado!!!
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