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PROTEÓLISE - PARTE 1

INDÚSTRIA

EM 16/11/2012

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Renan da Silva Lima1
Beatriz Oliveira1
Gislene Lopes
Ana Clarissa dos Santos Pires1
 

1. Introdução: Proteólise - o conceito básico

A qualidade do leite cru está intimamente relacionada com o grau de contaminação inicial que ocorre logo após a ordenha, com o tempo e temperatura de estocagem e com o transporte da matéria prima até a indústria. O controle das características físico-químicas e microbiológicas e os efeitos da estocagem são relevantes no processo de seleção do destino dessa matéria prima.

Ao consumir leite ou algum produto lácteo, alteração de sabor e odor, perda de consistência e gelatinização podem ser percebidos. Grande parte destes defeitos está diretamente relacionado com a proteólise, que é necessária em certa fase da fabricação de determinados tipos de queijos, porém também representa um grande problema para a indústria laticinista.

A proteólise consiste na quebra das ligações peptídicas das proteínas presentes no leite pela ação de enzimas específicas, fenômeno chamado clivagem hidrolítica. Estas enzimas podem ser provenientes do sangue do animal lactante, como em caso de mastite, ou podem ser resultantes do metabolismo de bactérias psicrotróficas, além das proteases endógenas (plasmina) que estão naturalmente presentes no leite.

A proteólise gera aminoácidos de cadeia média ou curta que são responsáveis por sabores e aromas indesejáveis em leite fluido. Além disso, o leite proteolisado diminui o rendimento na produção de seus derivados. O objetivo desta revisão foi discutir sobre a proteólise, especialmente sobre as origens das proteases no leite. Serão abordados também o efeito deteriorativo da proteólise sobre leite fluido e seus derivados, além de sua importância na maturação de alguns queijos.


2. Origens das proteases: Bactérias Psicrotróficas

No Brasil e em diversos países do mundo, logo após a ordenha, o leite é mantido refrigerado por 48 horas na fazenda até ser transferido para a indústria. A legislação brasileira recomenda que nesse tempo o leite seja mantido numa temperatura em torno de 4°C para inibir a deterioração do produto por bactérias mesófilas, porém, ao minimizar tal problema, outro imediatamente surge, já que temperaturas abaixo de 7°C facilitam a proliferação de bactérias psicrotróficas. (FONSECA; SANTOS, 2000)

Os microrganismos psicrotróficos estão amplamente distribuídos na natureza e sua principal fonte de contaminação no leite é a água sendo outras fontes o solo, poeira, vegetação e fezes (SHAH, 1994). Além disso, a contaminação antes e pós processamento do leite e produtos lácteos está comumente associada à higienização deficiente de equipamentos e superfícies em contato com alimentos.

A contagem de microrganismos psicrotróficos no leite cru está relacionada com as condições higiênicas de produção em combinação com tempo/temperatura que o leite permanece estocado até o momento do processamento. Em condições higiênico-sanitárias adequadas de obtenção do leite, a microbiota psicrotrófica representa menos que 10% da microbiota total inicial, comparada a mais de 75% sob condições não sanitárias. A estocagem prolongada e temperaturas de refrigeração oscilatórias potencializam a multiplicação de psicrotróficos no leite cru. (PINTO, 2004)

Uma importante característica dos psicrotróficos encontrados no leite e produtos derivados é a sua capacidade de síntese, durante a fase log, de enzimas extracelulares que degradam os componentes do leite. Ainda que durante a pasteurização do leite a maioria dos psicrotróficos seja destruída, este tratamento térmico tem pouco efeito sobre a atividade das enzimas termorresistentes produzidas por estes.

A maioria das bactérias psicrotróficas contaminantes do leite inclui espécies de bactérias Gram-negativas dos gêneros Pseudomonas, Achromobacter, Aeromonas, Serratia, Alcaligenes, Chromobacterium e Flavobacterium e bactérias Gram-positivas dos gêneros Bacillus, Clostridium, Corynebacterium, Streptococcus, Lactococcus, Leuconostoc, Lactobacillus e Microbacterium spp. Dentre as bactérias psicritróficas contaminantes, Pseudomonas constitui o gênero encontrado com maior frequência no leite e em derivados mantidos sob refrigeração (PINTO, 2004).

De acordo com a literatura referente à proteólise, existe uma correlação entre a contagem de microrganismos psicrotróficos e a proteólise no leite. Para verificar essa afirmação, os pesquisadores NOMBERG M.F.B.L., TONDO E.C. & BRANDELLI A. realizaram um experimento onde analisaram-se microbiologicamente amostras de leite provindas de diferentes laticínios do Rio Grande do Sul. Os resultados demonstraram que o leite contendo uma maior contagem de psicrotróficos não apresentou maior atividade proteolítica do que o leite que continha uma contagem menor. Dessa forma, os pesquisadores concluiram algo diferente do que a literatura nos apresenta e sugeriram que a proteólise pode estar relacionada com linhagens específicas de psicrotróficos que apresentam alta capacidade proteolítica.

2.1 Origens das proteases: Mastite

Outra origem das proteases está ligada a um problema de saúde muito comum em vacas leiteiras, a mastite. A mastite encontra sua origem na proliferação de diversos microrganismos, cujo grupo de maior contribuição para a doença é o das bactérias (TRONCO, 2003), como Streptococcus agalactiae, Staphylococcus aureus, Escherichia coli (SANTOS, 2001) dentre diversos outros, além de leveduras e fungos (TRONCO, 2003).

A resposta inflamatória da glândula mamária à colonização e multiplicação bacteriana apresenta como consequência indireta o aumento do número de leucócitos de origem do sangue (células de defesa) que se difundem para o lúmen alveolar (GODKIN, 2000). Estes leucócitos de origem sanguínea, somados às células de escamação do epitélio glandular secretor, são denominados coletivamente de células somáticas do leite (GIGANTE, 2008).

A contagem de células somáticas (CCS) do tanque tem sido utilizada como a prática mais usual para identificação de leite mastítico provindo de vacas que apresentam a mastite subclínica, variação da doença que não apresenta sintomas visíveis (MÜLLER, 2002). De acordo com a Instrução Normativa n° 62/2011 (MAPA) em vigor no presente momento, o número máximo de células somáticas que o leite pode apresentar é de 600.000 cels/mL, se a contagem ultrapassar esse valor, o leite deve ser descartado e o produtor provavelmente será punido.

Em caso de mastite, a qualidade do leite é inferior devido à inibição da síntese de seus principais componentes, que ocorre na glândula mamária, como gordura, lactose e proteínas, além do influxo de componentes do sangue para o leite dentre os quais destacam-se sódio, cloro, imunoglobulinas e outras proteínas séricas (SCHÄELLIBAUM, 2001; MÜLLER, 2002).

O efeito da mastite sobre a concentração total de proteína do leite é variável. Entretanto, devido ao aumento do influxo de proteína de origem do sangue, como imunoglobulinas e soroalbumina bovina, e a concomitante diminuição da síntese de proteína nas células epiteliais (α-caseína, β-caseína, α-lactoalbumina e β-lactoglobulina), o efeito geral é de manutenção de níveis proteína total relativamente constante ou de mudanças muito pequenas (FONSECA; SANTOS, 2000).

Por ser a proteína de maior concentração no leite e possuir alta susceptibilidade devido à sua estrutura desorganizada, a caseína é a mais atingida pela proteólise e, consequentemente, a que mais sofre redução (VERDI et al., 1987), sendo a plasmina, principal protease presente no leite, a responsável por sua hidrólise (SAEMAN et al., 1988; VERDI and BARBANO, 1991). A porcentagem de caseína/proteína total é menor para o leite de vacas com mastite subclínica em comparação com leite normal (VERDI et al, 1987).

Outras alterações na quantidade de proteínas durante o processo mastítico ocorrem entre as próprias frações da caseína. Enquanto as frações α e β são reduzidas, a fração γ é aumentada devido à desestabilização da β-caseína (LE ROUX et al. 1995).

As proteínas do soro também são afetadas pela alta CCS, já que elas apresentam uma elevação em seus números, assim como a soroalbumina bovina e imunoglobulinas em razão do aumento do já citado influxo de substâncias do sangue para o leite. β-lactoglobulina e α-lactoalbumina, como são sintetizadas na glândula mamária, apresentam considerável redução em seus níveis (ROGERS et al., 1989).

A atividade proteolítica no leite pode ser estimulada por duas classes distintas de proteases: as endógenas, como a plasmina, ou as enzimas proteolíticas provenientes dos leucócitos (VERDI and BARBANO, 1988). Além disso, em presença de alta contagem de células somáticas, os microrganismos psicrotróficos são estimulados a liberar mais enzimas hidrolíticas extracelulares contribuindo significativamente para a degradação das proteínas do leite (COUSIN, 1982).




1 Laboratório de Leite e Derivados - Departamento de Tecnologia de Alimentos - Universidade Federal de Viçosa - MG

 

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INOVALEITE UFV

VIÇOSA - MINAS GERAIS - PESQUISA/ENSINO

EM 27/11/2012

A equipe do Inovaleite UFV agradece os comentários. Acreditamos que o nível de qualidade do leite e de seus derivados é definido através do controle da saúde do animal lactante aliado a uma boa higienização na hora da ordenha. É também papel da indústria dar suporte e transmitir conhecimento ao produtor para uma matéria-prima final de boa qualidade.
GUILHERME MENDES DA SILVA

BELO HORIZONTE - MINAS GERAIS - INDÚSTRIA DE LATICÍNIOS

EM 26/11/2012

Excelente artigo. Acredito que o problema da qualidade da matéria prima tem sido enfrentado como um jogo de empurra-empurra, onde o governo atribui os custos da melhoria para a indústria, esta para o produtor e assim o problema se estende. Além disso, diversas indústrias já criaram programas de remuneração por qualidade, porém, enquanto o mercado informal existir produtores que não se preocupam com qualidade terão uma válvula de escape para a legislação. Em um país que almeja um lugar de destaque no cenário mundial de lácteos deve primeiramente resolver alguns destes problemas básicos podendo seguir em frente com consistência e planejamento .
SERGIO CHAVEZ

INDÚSTRIA DE LATICÍNIOS

EM 24/11/2012

Una de las cosas que preocupa de la proteolisis de la leche en tanques de almacenamiento, sea en los establos o en las industrias, es la degradacion de las CASEINAS, que despues cuando se industrializa tenemos leches perezosas o lentas para coagular, con mucha perdida de solidos en el suero, cuando se elaboran quesos, son leche con bajo rendimientos queseros, y si producis yoghurt vas a tener siempre una capa de liquido sobre el coagulo, en un yoghurt aflanado o vas a tener que agregarle mas ST en forma de Leche en Polvo o algun almidon q en los que te ayude a controlar la sineresis. Cuando se trabaja con leche UHT, y tenemos proteolisis por pseudomonas en conjunto con mas de 8 espora por litro de algun clostridium, despues de los 3 meses podemos tener leche gelificada en los cartones.
RENAM DE OLIVEIRA MOREIRA

VIÇOSA - MINAS GERAIS - ESTUDANTE

EM 22/11/2012

Além da gelatinização, uma das características de um leite proteolisado é o sabor amargo, que é devido a liberação de peptideos de cadeia grande e média, advindo da ação de proteases na micela de caseína

Como bem disse o Prof Paulo Mühlbach
Ainda é um grande desafio garantir a qualidade do leite
Lembrando que a Normativa 62 fala somente do limite de CBT a nivel de produção primária, isso não inclui a multiplicação microbiana que ocorre durante o transporte, onde a temperatura dos carros isotermicos podem chegar até a 10°C, como é previsto pela Normativa, o que é uma faixa onde ha consideravelmente uma grande multiplicação basteriana. Além de que muitas vezes o leite é descarregado nos laticinios em tanques de armazenamento mal higienizados e passam por linhas repletas de biofilmes, o que compromete muito a qualidade do produto final.
Além de que muitas vezes durante a noite alguns locais de venda do produto final desligam os refrigeradores, diminuindo assim a qualidade do produto

O desafio é grande e o problema está em todas as etapas da produção, do processamento e da distibuição
CAROLINA DE ALMEIDA

VIÇOSA - MINAS GERAIS - ESTUDANTE

EM 22/11/2012

Ótimo artigo! Linguagem clara e explicativa, que possibilita o entendimento para os leigos.
SERGIO CHAVEZ

INDÚSTRIA DE LATICÍNIOS

EM 22/11/2012

Muy buen articulo, muy esclarecedor. Son muy pocas la personas que se ocupan de los factores stresante para la leche, como la proteolisis, mas cuando una leche se va a procesar para obtener un subproducto, es muchas veces dificil poder trabajar con normalidad una leche con proteolisis por psicotrofos, etc.
RENAN LIMA

VIÇOSA - MINAS GERAIS - ESTUDANTE

EM 21/11/2012

Olá, Mauro Gonçalves, respondendo à sua pergunta sobre a característica de um leite proteolisado, é algo facilmente perceptível. Ocorre a gelatinização do leite, ou na linguagem popular, o leite irá talhar, se você comprar um leite, e quando abrí-lo, ele apresentar essa característica (ele já estiver talhado antes mesmo do consumo), um dos fatores causadores pode ser a proteólise.
RENAM DE OLIVEIRA MOREIRA

VIÇOSA - MINAS GERAIS - ESTUDANTE

EM 20/11/2012

Texto claro e objetivo, otimos textos usados como referência
Proteolise ainda é um grande desafio para o setor lacteo
RAONI BENI CRISTOVAM

DRACENA - SÃO PAULO - ZOOTECNISTA

EM 20/11/2012

Concordo plenamente com o senhor prof. Paulo.

Temos muito mesmo a percorrer, apesar das normativas estarem aí, fazer elas acontecer de verdade mesmo é outra história.

Até agora eu vi a Normativa publicada, mas não vi aplicação nenhuma, ou fiscalização pra fazer valer o que foi publicado.

Acredito que a questão é muito mais delicada do que parece, e pra nossa nação poder dizer que produz um leite de qualidade, na minha opinião levará um tempo muito grande.
MAURO GONÇALVES

SÃO SEBASTIÃO DO PARAÍSO - MINAS GERAIS - INDÚSTRIA DE INSUMOS PARA A PRODUÇÃO

EM 20/11/2012

Gostaria de fazer uma pergunta a Equipe que desenvolveu a revisão: Qual é a característica do sabor obtido por esta "proteólise" no leite.
Grato!
ROBERT M HAWKINS

SÃO PAULO - SÃO PAULO - INDÚSTRIA DOS LACTICÍNIOS

EM 20/11/2012

Como citam os autores um dos veículos de contaminação do leite por bactérias psicrotróficas é a água. Nos deparamos com um problema sério, pois com contadas exceções a água nas fazendas produtoras não é tratada. Este problema agrava-se pelo uso de água de origem superficial não tratada
HUMBERTO

MONTES CLAROS - MINAS GERAIS - INSTITUIÇÕES GOVERNAMENTAIS

EM 20/11/2012

excelente o trabalho apresentado. .estarei esperando pelo proteolise parte 2
ALICE

VISCONDE DO RIO BRANCO - MINAS GERAIS - ESTUDANTE

EM 17/11/2012

ótimo texto, linguagem bem clara
PAULO R. F. MÜHLBACH

PORTO ALEGRE - RIO GRANDE DO SUL - CONSULTORIA/EXTENSÃO RURAL

EM 17/11/2012

Conclui-se que não é fácil preservar a constituição química e a qualidade organoléptica de um leite recém extraído de um teto são, em comparação com o leite mantido num tanque mal higienizado, mesmo à temperatura recomendada e por não mais que 48 horas, especialmente com CCS acima de 600 mil.
Temos, ainda, um longo caminho a percorrer.