Por que o leite em pó empedra?

Leite em pó é um derivado do leite que possui uma variedade de aplicações como ingrediente na indústria de panificação, confeitaria, chocolates entre outras, além da utilização para o consumo direto. Segundo a legislação brasileira, “leite em pó é o produto que se obtém por desidratação do leite de vaca, integral, desnatado ou parcialmente desnatado e apto para a alimentação humana, mediante processos tecnologicamente adequados. Além disso, o teor de gordura e/ou proteínas pode ser ajustado unicamente para cumprir os requisitos de composição estipulados mediante adição e/ou extração dos constituintes do leite, de maneira que não se modifique a proporção entre a proteína do soro e a caseína do leite utilizada como matéria prima” (BRASIL, 2018).

O leite em pó pode ser classificado de acordo com seu teor de gordura e em relação à sua capacidade de reidratação em água em instantâneo ou não instantâneo (Tabela 1).

Tabela 1. Classificação do leite em pó quanto ao teor de gordura, umectabilidade e dispersabilidade.

Fonte: BRASIL, 2018.

A produção de leite em pó visa transformar o leite fluido, que é perecível, em um produto com maior vida de prateleira, sem perdas significativas na qualidade. Além disso, há redução considerável do volume, facilitando o transporte e a estocagem.

O leite em pó apresenta baixa umidade (no máximo, 5% m/m) e atividade de água (~0,2 a 25°C), portanto, é um produto relativamente estável à atividade microbiana e reações enzimáticas e químicas. Os principais defeitos em leite em pó são a rancidez oxidativa e hidrolítica (para o leite em pó integral), reação de Maillard e empedramento, quando o produto é transportado e estocado de maneira inadequada.

O empedramento possui como consequência a dificuldade de reidratação do leite em pó, diminuindo a umectabilidade e dispersibilidade, o que dificulta o seu consumo direto. Por ser um defeito relativamente comum e que afeta o consumidor diretamente, neste artigo, iremos abordar o que causa o empedramento do leite em pó.

Defeito de empedramento do leite em pó

Durante a fabricação do leite em pó, uma das etapas é a pré-concentração do leite fluido antes do processo de secagem. Essa pré-concentração faz com que haja uma supersaturação da lactose. No processo de secagem por pulverização, o leite concentrado entra em contato com o ar quente na câmara de secagem e a água presente é removida em frações de segundos. A lactose apesar de estar supersaturada não consegue se organizar na geometria necessária para formar o cristal, devido à rápida remoção da água, permanecendo no estado amorfo, que não é a condição de equilíbrio na concentração que a lactose atinge durante o processo de secagem.

Desta forma, a lactose tende a buscar o estado cristalino, que é aquele de menor energia nesta concentração. Isso ocorre quando há absorção de água e aumento de temperatura, que permitem a movimentação das moléculas. Neste processo, entre o estado amorfo e cristalino, há um estado intermediário, chamado de “estado gomoso”, que caracteriza o empedramento do leite em pó (Figura 1).

Figura 1. Esquema da lactose fora do equilíbrio após a secagem (lactose amorfa), lactose em estado intermediário (lactose em “estado gomoso”) e em estado de equilíbrio (lactose cristalina).

Fonte: Autoras, 2023.

O aumento na temperatura e umidade podem levar à formação de aglomerados sólidos (empedramento) dentro da embalagem de leite em pó. Por isso, é fundamental manter o leite em pó em um ambiente com temperatura adequada (geralmente, até 30 ºC) e hermeticamente fechado.

Para entender melhor essa situação, é preciso conhecer a composição e a temperatura de estocagem do produto, por exemplo, o leite em pó é normalmente composto por, aproximadamente, 95% de sólidos totais e sua temperatura de armazenamento é, em torno, de 30 ºC. Sabendo disso, imagine o seguinte cenário: durante o armazenamento, a temperatura gradualmente aumenta e atinge 50 ºC. Para ilustrar essa mudança, observe o diagrama de fases que mostra como o leite em pó se comporta em condições de variação de temperatura e concentrações de sólidos totais (Figura 2).

Figura 2. Diagrama de fases do leite. (1) Leite com 95% de sólidos totais a 30 °C e (2) Leite com 95% de sólidos totais a 50 °C.

Fonte: Adaptado de VUATAZ, 2002.

Quando o leite em pó está em condições ideais, 95% de sólidos e 30 ºC (Ponto 1 na Figura 2), apresenta comportamento de um sólido vítreo, isto é, a lactose está no estado amorfo. Quando o leite em pó atinge 50 °C (Ponto 2 na Figura 2), a lactose atinge a sua temperatura de transição vítrea (Tg) e acima da temperatura de Tg, a viscosidade do leite em pó é reduzida e as moléculas de lactose aumentam sua mobilidade, buscando o estado de equilíbrio, que é o estado cristalino, que pode ser observado na Figura 1. Essa tendência da lactose em busca do seu estado cristalino resulta em um estado intermediário (“estado gomoso”), que se caracteriza pelo empedramento do leite em pó.

Outro fator que influencia no empedramento é o aumento da umidade do leite em pó, isso ocorre devido à natureza higroscópica (capacidade de absorver umidade) da lactose amorfa. Quando o leite em pó absorve umidade, as moléculas de lactose ganham mobilidade em busca do seu equilíbrio termodinâmico, passando pelo “estado gomoso” e, consequentemente, resultando no empedramento do leite em pó.

Portanto, para evitar esse problema, é essencial manter um controle rigoroso da temperatura ambiente durante o transporte e, principalmente, armazenamento do leite em pó. Uma forma de evitar que ocorra este defeito, é armazenar o produto em local fresco e arejado e, de preferência, em recipiente hermético. 

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Referências bibliográficas

BRASIL. Instrução Normativa nº 53 de 1° de outubro de 2018. Regulamento Técnico Mercosul de Identidade e Qualidade do Leite em Pó. Diário Oficial da União, ed. 199, p. 11-12, 2018. 

VUATAZ, G. "THE PHASE DIAGRAM OF MILK: A NEW TOOL FOR OPTIMISING Acesse Configurações “THE DRYING PROCESS" LAIT 82 (2002): 485-500.