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Ultrafiltração: aplicações e benefícios na indústria láctea

POR MARIA CLARA ROCHA

INDÚSTRIA DE LATICÍNIOS

EM 18/11/2021

7 MIN DE LEITURA

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As indústrias de lácteos têm passado por grandes desafios que vêm exigindo delas adaptações rápidas e precisas para se adequar à realidade do mercado. Dentro os desafios, podemos citar a indisponibilidade de matérias-primas; o aumento sucessivo e imprevisível de itens essenciais; a falta de mão de obra; demanda de mercado oscilante e a busca dos consumidores por alimentos mais focados em funcionalidade. Nesse sentido, as tecnologias são grandes aliadas às indústrias para a extensão do portfólio da empresa, melhorias nos produtos já existentes e também ampliação nas margens de lucro.

Uma das tecnologias que contribui para isso é a filtração por membranas. Esse processo tem sido bastante utilizado e consiste na concentração e separação de constituintes de um fluido através de uma membrana porosa, com base no peso molecular e forma, sem aplicação de calor e utilização de pressão diferenciada.

Os sistemas de filtração por membranas são classificados com base no tamanho dos poros da membrana, sendo divididos em: microfiltração, ultrafiltração, nanofiltração e osmose reversa.

Hoje conversaremos mais a respeito da ultrafiltração (UF). Nesse processo, utilizam-se membranas com tamanhos de poros de 1 a 100 nm e pressões de 15 a 150 psi, ocasionando a concentração e purificação de componentes com peso molecular de 1 a 200 kDa, como proteínas, carboidratos, polissacarídeos e enzimas.

No final do processo de UF temos dois produtos: o retentado ou concentrado (fração que não passa pela membrana) e o permeado ou filtrado (fração que passa pela membrana). Assim, as membranas são permeáveis a compostos de baixo peso molecular e retêm os de alto peso molecular.

No processo de UF de leite temos a geração de um permeado composto de lactose (maior parte), sais minerais, compostos nitrogenados não proteicos e vitaminas, e um concentrado com proteínas (maior percentual) e gordura.

Mas como utilizar a UF na indústria de lácteos? O que fazer com os produtos obtidos da UF do leite? Temos várias formas de utilização dependendo do objetivo. Segue abaixo algumas maneiras de utilização da sua linha de UF.

 

  • Concentração das proteínas do leite

O processo de UF possibilita o desenvolvimento de novos produtos com maior valor agregado e é muito utilizado na elaboração de produtos lácteos com alto teor de proteínas. Dentre os produtos com alto teor proteico e direcionados a públicos específicos, podemos citar o leite UHT, os iogurtes e as bebidas lácteas.

O leite ultrafiltrado também é utilizado para melhor aproveitamento dos sólidos suspensos no leite na produção de queijos. Alguns queijos com baixo teor de gordura que apresentam textura mais firme, menor rendimento e problemas de acidez quando comparado aos queijos tradicionais podem ter seu rendimento e qualidade melhorados pela utilização de leite desnatado ultrafiltrado.

Isso ocorre pela redução no conteúdo de lactose, que diminui a acidificação, e incorporação das proteínas do soro, que aumenta a capacidade de retenção de água e reduz a dessoragem.Os queijos frescos também podem ser produzidos a partir de concentrado de leite por UF e confere além de maior rendimento, uma massa mais sólida e fechada, e aumento na vida útil do produto.

 

  • Concentração da proteína do soro de leite

O soro proveniente da produção de queijos, coproduto de queijarias, possui em sua composição proteínas, lactose, vitaminas solúveis e minerais. As proteínas do soro possuem alta qualidade biológica e propriedades emulsificantes, espumantes e gelificantes para utilização em uma ampla variedade de alimentos. Por esse motivo, o soro pode ser submetido ao processo de UF para a concentração das proteínas e aplicação em derivados lácteos e, por isso, torna-se uma estratégia rentável para a indústria.

Em estudo realizado pela Iltchenco et al., 2018, o concentrado obtido pela UF do soro de leite mostrou uma retenção média de proteína de 55 a 80% para membrana de 100 e 10kDa, respectivamente, e boas propriedades emulsificantes.

A fração do soro concentrada por UF é denominada como concentrado proteico de soro (CPS), ou em inglês Whey Protein Concentrate (WPC), quando possui um percentual de proteína entre 34 a 82%. Esse CPS é um ingrediente que pode ser utilizado para a substituição parcial da gordura em alguns produtos lácteos, como requeijão, por proporcionar características sensoriais e físicas similares as das gorduras. Pode ser adicionado em formulações de diferentes tipos iogurtes para melhor textura e cremosidade e a uma variedade de queijos cremosos (cream cheese) e macios (Camembert).

 

  • Padronização de proteínas

O processo de UF permite o ajuste de proteínas de alguns derivados lácteos para atenderem ao regulamento técnico de identidade e qualidade do produto. Por exemplo, a legislação brasileira permite, de acordo com a Instrução Normativa Nº 47, a utilização de permeado de leite para o ajuste do teor de proteínas do leite condensado.

Para ajustar o teor de proteína do leite em pó podem ser utilizados tanto o retentado quanto o permeado de leite integral, parcialmente desnatado ou leite desnatado proveniente da ultrafiltração, conforme Instrução Normativa Nº 53.

O concentrado de leite também pode ser utilizado na padronização do teor de proteínas em queijos, iogurtes, cream cheese, quark e iogurte grego.

 

  • Ganho em eficiência de processo

A utilização de processos que empregam membranas está associada ao menor consumo de energia quando comparado aos processos de concentração convencionais, como evaporação, e também a redução das perdas nutricionais dos compostos termolábeis associada ao aquecimento.

Na obtenção de queijos frescos, a UF permite a redução de tempo de fabricação, menor emprego de mão de obra, redução de custos e melhor padronização do produto final. Por exemplo, pode-se adicionar fermento láctico, coalho e sal ao retentado proveniente da UF do leite obtendo queijos com composição adequada prontos para serem comercializados. Os queijos petit suisse, quark, cream cheese e Camembert estão entre os produtos obtidos pelo processo de UF.  

 

Consideração Final

Como vimos, a ultrafiltração é uma tecnologia com vários benefícios para a indústria de laticínios, podendo ser utilizada para o desenvolvimento de novos produtos com apelação nutricional ou sensorial melhorada, para melhor aproveitamento dos sólidos suspensos no leite na produção derivados lácteos, redução no descarte de coprodutos gerados e aumento da eficiência do processo.

 

Referências

BRASIL, 2018. INSTRUÇÃO NORMATIVA Nº 47, DE 26 DE OUTUBRO DE 2018 - Diário Oficial da União. Edição: 213, seção: 1, página 6.

BRASIL, 2018. INSTRUÇÃO NORMATIVA Nº 53, DE 1° DE OUTUBRO DE 2018 - Diário Oficial da União. Edição: 199 | Seção: 1 | Página: 11.

CUNHA, C. R. et al. Efeito do fator de concentração do retentado na composição e proteólise de queijo minas frescal de baixo teor de gordura fabricado por ultrafiltração. Ciência e Tecnologia de Alimentos. Campinas. p. 82-87, 2002.

FONTES, E. A. F. et al. Bebida eletrolítica a base de permeado da ultrafiltração de leite: avaliação física, química e microbiológica durante o armazenamento. Ciência Rural, Santa Maria, v. 45, n. 2, p. 342-348, 2015.

GAVA, A. J.; DA SILVA, C. A. B.; FRIAS, J. R. G. Tecnologia de alimentos: princípios e aplicações. São Paulo: Nobel, 2008, 512 p.

ILTCHENCO, S. et al. Whey protein concentration by ultrafiltration and study of functional properties. Ciência Rural, Santa Maria, v. 48:05, p. 1-11. 2018.

MOSSMANN , J. et al. Obtenção e purificação de concentrado proteico de soro por ultrafiltração e diafiltração. Revista CIATEC – UPF, v. 12, p. 61-73, 2020.  

NARIMATSU, A et al. Avaliação da proteólise e do derretimento do queijo prato obtido por ultrafiltração. Ciência e Tecnologia de Alimentos, Campinas, p. 177-182, 2003.

OLIVEIRA, M. C. L de. Avaliação sensorial e caracterização química de queijo fresco cremoso obtido por ultrafiltração de leite fermentado e de bebida láctea elaborada a partir do permeado. Dissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia de Alimentos) - Universidade Federal de Santa Catarina - Brasil, 83 p. 2004.

PRUDENCIO, I, D. Propriedade físicas do queijo Petit Suisse elaborado com retentado de soro de queijo e estabilidade de antocianinas e betalaínas adicionadas. Dissertação (Mestrado em Ciência dos Alimentos) - Universidade Federal de Santa Catarina, 87 p. 2006.

RIBEIRO, E. P. et al. Desenvolvimento de queijo minas frescal adicionado de Lactobacillus acidophilus produzido a partir de retentados de ultrafiltração. Ciência e Tecnologia de Alimentos. Campinas. p. 19-23, 2009.

SPADOTI, L. M et al. Avaliação do rendimento do queijo tipo prato obtido por modificações no processo tradicional de fabricação. Ciência e Tecnologia de Alimentos, Campinas, p. 492-499, 2003.   

SPADOTI, L. M et al. Proteolysis of Prato type cheese produced using ultrafiltration. Sci. Agric. (Piracicaba, Braz.), v.62, n.3, p.235-239, 2005.

MARIA CLARA ROCHA

Engenheira de Alimentos formada pela UFSJ e Mestre em Ciência dos Alimentos pela UFLA. Atua em indústria de lácteos de grande porte com foco em pesquisa e desenvolvimento de novos produtos.

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CAIO VINICIOS

BELO HORIZONTE - MINAS GERAIS - INDÚSTRIA DE LATICÍNIOS

EM 18/11/2021

Muito bom este artigo! De fato a ultrafiltração vai, cada vez mais, ganhar força no país, pois além de auxiliar processos e diminuir custos, poderemos ter produtos com teor maior de proteínas no mercado. E é disso que o povo gosta!

A Maria Clara mandou muito bem nesse artigo, parabéns!
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