Determinação do ponto de corte da coalhada: um repositório histórico e sua importância nos dias atuais

A descoberta do queijo data de 8.000 a.C., quando povos Egípcios nômades transportavam leite dentro de bolsas feitas do estômago de ruminantes, como o camelo, e percebia-se que com o passar do tempo este leite se gelificava, coagulava e com o “balanço do caminhar” formava-se uma massa sólida acompanhada de uma porção líquida, o soro, tínhamos assim a fabricação involuntária dos primeiros queijos.

Muitos anos se passaram e em 3.000 a.C. os povos Sumérios da Mesopotâmia já possuíam registros de pelo menos 20 diferentes tipos de queijos frescos. Em 1.050 a.C. Davi se refere a fabricação de queijos no antigo testamento, registros que tornam o queijo um dos alimentos mais antigos de nossa história.

O que liga a história da descoberta do queijo e sua manipulação mais de 5.000 anos depois nos dias atuais, é que para se fazer queijos, continuamos precisando promover a coagulação do leite através de enzimas e/ou abaixamento de pH, esperar certo tempo para que esta coagulação aconteça e determinar quando a coalhada está pronta, ou seja, com firmeza suficiente para iniciarmos seu corte e seguir o processo de fabricação.

Você já parou para pensar como os Sumérios da Mesopotâmia em 3.000 a.C. determinavam o ponto de corte da coalhada? O relógio tal qual conhecemos hoje, com ponteiros de minutos seria inventado apenas em 1.700 d.C. na Alemanha, então não havia naquele tempo nenhuma outra referência se não atestando a firmeza da coalhada com as mãos, com o toque.

A partir da invenção do relógio ganhamos um referencial de tempo médio associado a sensibilidade do toque. Estes dois referenciais (tempo de coagulação e toque na coalhada) seguem até os dias de hoje, sendo o julgamento do operador com base na avaliação subjetiva das propriedades visuais e de textura do gel o fator determinante para a definição do ponto de corte.

No século XX, um método para determinação do ponto correto de corte da coalhada foi desenvolvido, trazendo depois de mais de 10.000 anos um lampejo de ciência associada a arte queijeira a este respeito, começamos a determinar o ponto de floculação ou prize e a multiplicar o tempo necessário para atingi-lo por um fator que varia de acordo com o tipo de queijo e/ou processo para determinar o tempo total de coagulação. Este ponto de prize é determinado pelo momento em que o leite começa a passar do estado líquido para o estado de gel, quando inicia-se a formação dos primeiros pequenos coágulos no tanque de fabricação. Em termos bioquímicos, isso é condicionado a uma hidrólise de aproximadamente 85 a 90% de toda a superfície da K-caseína, ocasionando uma redução significativa da repulsão física e elétrica entre as micelas e possibilitando que estas sejam capazes de se aproximar suficientemente para que as ligações de cálcio sejam realizadas nos grupos polares expostos do seguimento da K-caseína, formando-se então o paracaseinato de cálcio, nossa coalhada. Quando atingido o momento de prize, a estabilidade da solução coloidal é significativamente reduzida e pode-se estimar este momento pela observação da redução do potencial ζ (zeta) da coalhada para uma ordem de valor ente 0 e +10 mV. 

O que é o Potencial Zeta e como ele se aplica à coagulação?

Em uma solução que apresenta coloides, partículas ou gotículas (como no caso do leite), é muito comum observarmos a formação de uma dupla camada elétrica composta de íons no líquido, uma vez que estas partículas possuem uma carga superficial que atrai esses íons. Se a partícula se mover no líquido, a dupla camada elétrica se move com ela ao longo do que se chama de plano de deslizamento, ou seja, a interface entre a dupla camada elétrica e o líquido que a circunda.

O potencial elétrico que se mede nesse plano de deslizamento é o Potencial Zeta, que expressamos em milivolts (mV) e vai de –200mV a +200mV.

Quando o potencial zeta das partículas é negativo, ocorre uma interação eletrostática entre elas, o que as impede de se aproximem umas das outras e formarem aglomerados. A repulsão desempenhada por esta camada supera as Forças de Van der Waals exercidas na solução (que têm efeito de atração entre as moléculas), em outras palavras, há dificuldade de coagulação. Por outro lado, em um Potencial Zeta próximo de zero, o efeito repulsivo da dupla camada elétrica é pequeno e há mais probabilidade de ocorrer coagulação. O potencial zeta não é uma medida direta da estabilidade de uma dispersão, mas oferece uma boa previsão desta estabilidade. Como a análise do potencial zeta é de muito mais fácil execução e mais rápida do que uma medição de estabilidade, ela é frequentemente utilizada para avaliar a qualidade da dispersão e, em alguns casos, estimar o momento de floculação do leite.

Embora a identificação da prize ou do decaimento do potencial zeta trouxessem um pouco de metodologia científica nesta determinação, traziam também algumas dificuldades e limitações, como:

• A determinação exata da floculação, se feita a olho nu, é tarefa difícil nas indústrias, exigindo dedicação exclusiva e sendo muito ainda dependente da sensibilidade humana; 

• A detecção do ponto de “viragem” de líquido para gel, se podemos assim chamar, é imprecisa na prática e os desvios derivados desta determinação incorreta serão multiplicados por um fator, aumentando assim a variabilidade advinda da imprecisão;

• A análise do potencial zeta é considerada uma metodologia indireta para a medição do momento exato da floculação, uma vez que o plano de deslizamento das moléculas sofre interferências principalmente de cargas diversas que interagem na solução;

• E a mais relevante limitação deste método é que fatores que afetam a microestrutura da coalhada e sua capacidade de rearranjo durante o processo de coagulação (chamada também de reatividade da coagulação) são capazes de alterar significativamente a correlação entre o tempo de prize e ponto ideal de corte. Usando um fator fixo sobre o tempo de prize, acabamos levando essas variações para a firmeza de gel no corte e consequentemente para o queijo. (vide gráfico 1)

Uma pergunta vem a mente, desconsiderando as oscilações práticas da determinação do ponto de prize, seria possível então desenvolver fatores de correção para associarmos ao fator utilizado na relação Prize x Ponto de corte, como por exemplo, um fator de correção para o nível de cálcio micelar do leite, outro para o cálcio adicionado, outro para o estado de degradação da caseína, por que não outro para a quantidade de  α ou β-caseína, tamanho das micelas, pH do leite e outros tantos? A resposta já está na pergunta, temos uma infinidade desses fatores atuando isoladamente ou em conjunto tanque a tanque com potencial de “descolar” a correlação e muitos deles não conseguimos medir ou controlar.

Por estes motivos a determinação de floculação ou prize acabou sendo deixada de lado nas indústrias brasileiras, não se via benefício prático desta conduta que muitas vezes gerava variações ainda mais intensas do que a determinação manual do ponto assistida por baias de tempo, técnica de determinação do ponto da coalhada massivamente predominante nas indústrias brasileiras até 2024.

A boa notícia é que depois de 10.000 anos de fabricação queijeira o ser humano conseguiu desenvolver um método eficiente e confiável para a determinação do ponto de corte da coalhada, a fim de deixarmos de fazer isso com a sensibilidade de nossas mãos, a determinação não destrutiva da firmeza de gel por meio de vibração, ultrassom e lazer chegou para por fim a uma das únicas etapas do processo de produção de queijos a qual não tínhamos controle ainda.

E qual a importância disso? Em termos práticos a firmeza de gel no momento do corte tem uma correlação direta com o aproveitamento de sólidos e com a umidade final do queijo, correlação esta que pode chegar a 93% mantendo-se o mesmo processo de fabricação. Dito isso além dos ganhos de sólidos quando padronizamos firmeza de gel no corte, estamos dando um passo fundamental para a padronização da umidade dos queijos e de todas as consequências advindas e potencializadas por essa umidade. 

Deixar de fazer lotes mais secos que o padrão por exemplo potencializa a rentabilidade da indústria através de melhor rendimento, deixar de fazer lotes mais úmidos que o padrão reduz defeitos, desclassificações e devoluções. Analisar a cinética da coagulação em tempo real tem a capacidade de padronizar a umidade, tornando o comportamento dos queijos ao longo da maturação e comercialização previsível, dando mais um importante passo em direção à ciência, por mais que possamos apreciar nostalgicamente a arte queijeira.

O que vimos hoje:

• A determinação do tempo de prize pode trazer grandes oscilações para o processo, pois frequentemente há erros de avaliação do momento exato ou uso de métodos indiretos como a mensuração do potencial zeta da solução.

• O potencial zeta sofre interferência de diversos fatores dentro da solução (principalmente de natureza elétrica como pH) e é considerada uma metodologia indireta para a definição do momento da prize do leite.

• A depender do comportamento da reatividade da coagulação, mesmo com o exatamente o mesmo tempo de prize, pode-se ter comportamento e evolução da firmeza do gel muito diferentes por conta dos diversos fatores que estão atuando durante a coagulação. Isso impacta fortemente as oscilações da firmeza de corte no dia a dia e trará também impactos no queijo, ocasionando desvios de rendimento e qualidade.

• A mensuração da firmeza do gel e da reatividade da coagulação em tempo real é o mecanismo mais confiável desenvolvido até hoje para a correta definição do momento certo do corte.