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Tecnologias para produção de leite e derivados sem lactose

Tecnologias para produção de leite e derivados sem lactose

Lactose
20
fev 2018

A história do leite de outros animais usado como alimento de consumo humano se inicia no período Neolítico, fase da pré-história que ocorreu entre 12 mil e 4 mil a.C. Esse período foi marcado pela evolução no estilo de vida das civilizações, com o desenvolvimento e domínio de técnicas de sobrevivência, o fim do nomadismo e o início da agricultura e pecuária. Foi nessa época que, com a criação de animais, as pessoas passaram a consumir leite, principalmente de vaca, que se tornou o principal animal associado à produção da bebida. Dados de 2016 da Food and Agriculture Organization of the United Nations mostram que o leite de vaca representa 82,6% da produção de leites no mundo.

 

O leite e sua importância nutricional

Alimento altamente nutritivo, o leite possui como componente majoritário a água, mas é considerado uma importante fonte de energia, gorduras, proteínas, vitamina B2 e minerais como cálcio, potássio e fósforo, principalmente.

A composição do leite pode variar de acordo com alguns fatores, como estágio de lactação, dieta do animal, variações sazonais, idade e saúde do animal e efeitos de manejo. Uma composição aproximada em 100g de leite de vaca é apresentada na Tabela 1.

Composição do leite

Tabela 1. Composição do leite (Fonte: USDA)

 

O principal carboidrato na sua composição é a lactose, que está intimamente relacionada à absorção intestinal de cálcio, magnésio e fósforo, além da utilização de vitamina D. Ela é fonte de energia para os recém-nascidos, respondendo por 30% da energia do leite de vaca e cerca de 40% do leite humano.

A gordura do leite é constituída por uma grande diversidade de ácidos graxos e outras moléculas lipídicas, que têm vários efeitos benéficos na saúde humana. Ácidos graxos n-3, por exemplo, são essenciais para o funcionamento fisiológico normal e para a manutenção da saúde. Eles contribuem para reduzir riscos de doenças coronarianas e diabetes.

As proteínas do leite são consideradas de alto valor biológico, ou seja, são compostas por aminoácidos essenciais em quantidades e proporções ideais para nutrição, crescimento e desenvolvimento humano. A composição proteica do leite é dividida entre caseína e proteínas do soro. O soro é a fração solúvel do leite que é separada da caseína durante o processo de fabricação de queijos e da fabricação de caseína na indústria de laticínios. Além de fornecer aminoácidos, as proteínas do soro estão envolvidas em processos de proteção contra infecções, no aumento da imunidade e no bom funcionamento do intestino. Elas ainda são fonte de peptídeos bioativos.

A vitamina B2 (riboflavina) previne a anemia e promove a manutenção de pele, unhas e cabelos. Também auxilia na cicatrização, beneficia a visão e alivia o cansaço dos olhos.

O cálcio é responsável pela formação e manutenção de ossos e dentes, e o fósforo atua associado a ele. Já o potássio é fundamental para a transmissão do impulso nervoso e controle de pressão arterial.

 

Lactose

A lactose é o principal carboidrato presente no leite. Trata-se de um dissacarídeo redutor composto por uma molécula de glicose e uma molécula de galactose, unidas por ligações glicosídicas do tipo β-1,4.

Sua concentração em leite de vaca está inversamente relacionada às concentrações de lipídios e caseína. Sua principal função no alimento é servir como fonte de energia rápida, e atua como principal fonte de carbono para bactérias láticas na produção de produtos lácteos fermentados.

Os seres humanos não são capazes de absorver dissacarídeos, e para que isso seja possível, eles devem ser hidrolisados em monossacarídeos. No caso da lactose, a enzima responsável por essa hidrólise é a lactase. A reação envolvida é mostrada na Figura 1.

Reação de hidrólise de lactose com enzima lactase

Figura 1. Reação de hidrólise de lactose com enzima lactase.

Uma vez que a lactose é componente essencial da dieta de mamíferos jovens, a atividade de lactase é fundamental nos primeiros anos de vida desses mamíferos.  De forma geral, recém-nascidos apresentam alta produção dessa enzima pela grande demanda na ingestão de leite materno. Com o passar da infância e o desenvolvimento do sistema digestório, pode ocorrer uma redução nessa produção, levando à incapacidade parcial ou completa de digerir esse açúcar existente no leite, seus derivados e produtos que possuem compostos originados da bebida na sua composição.

Algumas pessoas continuam a produzir lactase da mesma forma durante a vida adulta, metabolizando normalmente a lactose. Essa é uma habilidade recente do ser humano, conhecida como “lactase persistente”, uma vez que há aproximadamente 11 mil anos, todos os seres humanos do planeta eram intolerantes à ingestão do dissacarídeo.

A β-galactosidase, mais conhecida como lactase, segundo estudo da Universidade de Uppsala, na Suécia, ocorre em apenas 35% dos adultos no mundo. Essa produção de lactase é dependente de variações genéticas e, por conta disso, existem variações desse índice entre populações, dentro de um continente ou entre continentes. No Brasil, de acordo com dados coletados pela Faculdade de Medicina da USP, 43% dos brancos e pardos, 20% dos negros e 0% dos descendentes de japoneses produzem lactase normalmente. Unindo esses valores a critérios de cor e raça do IBGE, 60% da população brasileira apresenta algum grau de intolerância.

 

Intolerância à lactose

intolerância a lactose

Quando não digerida, a lactose não é absorvida e chega intacta ao intestino grosso. A pressão osmótica do intestino aumenta, retirando água de tecidos adjacentes. Além disso, a lactose é fermentada por bactérias presentes no meio, produzindo ácidos orgânicos de cadeia curta e gases. Os sintomas da má absorção de lactose variam de pessoa para pessoa. Geralmente, os gases causam inchaço e desconforto abdominal, enquanto os ácidos orgânicos de cadeia curta participam de um processo inflamatório da parede do intestino e aumentam a motilidade. A combinação disso com a água presente resulta em diarreia. Outros sintomas que os indivíduos intolerantes podem apresentar são náuseas e cólicas.

Por conta disso, as pessoas intolerantes à lactose são obrigadas a se privar do consumo de produtos que contenham o dissacarídeo, e uma opção são seus substitutos, como bebidas de origem vegetal. No entanto, estes produtos não apresentam o mesmo sabor, nem as mesmas propriedades nutricionais de produtos originados de leite, conforme apresentado anteriormente.

 

Tendência em lácteos

De olho em novas oportunidades de negócios, as indústrias têm investido no desenvolvimento e produção de produtos com baixo teor ou zero lactose. Esse mercado vem crescendo de forma significativa nos últimos anos.

Além disso, o perfil dos consumidores de produtos zero lactose tem mudado. Hoje, além dos intolerantes à lactose, pessoas em geral têm se tornado consumidoras por se sentirem cada vez mais confortáveis com essa linha. A demanda por produtos mais específicos e personalizados é cada vez maior.

Atualmente, é possível também encontrar um grande número de tipos de derivados lácteos zero lactose disponíveis para o consumidor, como leite condensado, creme de leite, iogurte, sorvete e queijo.

 

Produção de lácteos sem lactose

No processo de produção industrial dos produtos zero lactose, é realizada a hidrólise enzimática da lactose utilizando a enzima lactase, processo que oferece grandes vantagens para os produtores, como a redução do risco de cristalização nos derivados lácteos e o aumento do poder adoçante. A hidrólise pode ser realizada de duas formas: em batelada ou de forma contínua.

Quando tratado por batelada, o leite sofre o processamento padrão de um leite convencional, porém, é adicionado de enzima imediatamente antes do tratamento térmico (UHT). O sistema leite+enzima é então mantido, em média, por 24 horas a 4°C para a reação de hidrólise. Neste caso, ao passar pelo tratamento térmico (UHT), a enzima é desativada e o leite é esterilizado. Além disso, como durante a hidrólise ocorre produção de glicose e galactose, o leite fica mais susceptível à reação de Maillard no aquecimento. De forma geral, essa reação é caracterizada pela junção do grupo carbonílico livre dos açúcares redutores com o grupo amínico das proteínas ou aminoácidos livres. A partir de uma série de reações intermediárias, há produção de melanoidinas, que são compostos associados ao escurecimento. Por conta disso, o leite produzido por meio desse tipo de tecnologia possui uma coloração mais escura do que o leite comum.

Já por processo contínuo, a enzima lactase é adicionada ao leite imediatamente após o tratamento térmico, agindo durante a estocagem do leite já embalado na indústria, a chamada quarentena. Neste caso, a enzima pode ser adicionada previamente esterilizada ou pode passar por sistema de filtros que garantem a segurança microbiológica do produto final. A reação de hidrólise da lactose ocorre em temperatura ambiente e o escurecimento no leite por reação de Maillard é minimizado.

A Figura 2 apresenta parte do fluxograma de processo de produção de leite UHT com indicação das duas possíveis formas de aplicação da enzima durante o mesmo.

Caminho da enzima

Figura 2. Parte do fluxograma de processo de produção de leite UHT zero lactose com aplicação da enzima lactase antes do tratamento térmico (A) ou depois do tratamento térmico (B).

Os derivados lácteos zero lactose podem utilizar leite previamente tratado enzimaticamente ou a hidrólise da lactose pode ocorrer durante seu próprio processamento. Para cada produto a aplicação da enzima é realizada em uma etapa específica, de forma a oferecer melhor ambiente de atuação para a mesma, considerando fatores como pH, temperatura e facilidade de movimentação da enzima.

 

Tecnologias para todos os tipos de produtos

A Prozyn possui o maior portfólio e know-how na aplicação de enzimas para produção de produtos zero lactose. Participou ativamente do desenvolvimento dos derivados lácteos já lançados no mercado e apresenta tecnologias diferentes para as variadas necessidades demandadas por cada tipo de produto.

A Linha LactoMax é a linha mais completa de lactases do mercado, apresentando produtos personalizados para diferentes aplicações e processos, em diferentes setores do mercado alimentício, atendendo a todas as necessidades de seus clientes. Seus campos de aplicação incluem desde leite e derivados até produtos de panificação, recheios para doces, aperitivos, produtos de chocolate, sobremesas, bebidas de frutas, entre outros.


SOBRE A PROZYN

A Prozyn é uma das principais fornecedoras de ingredientes biológicos do país. Possui soluções sob medida para as necessidades mais específicas dos clientes, sempre baseadas na inovação, tecnologia e melhoria da qualidade de vida. Oferece uma linha completa de ingredientes para redução de custo, otimização do processo e melhoria da qualidade do seu produto.

Escrito por:

Eloisa Carmignola – Pesquisa, Desenvolvimento e Inovação

Jadyr Oliveira – Diretor Executivo

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