DuPont Nutrição & Saúde

Bebidas lácteas

achocolatadas UHT

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12/09/2013, Julio Lima, Field Application Specialist, Innovation, SAMSA

Definições:

•Bebida Láctea Achocolatada

É Produto lácteo resultante da mistura do leite(em

suas diferentes formas) e soro de leite (líquido,

concentrado e em pó), adicionado ou não de

produtos ou substâncias alimentícia (Ex: Cacau,

gordura vegetal) selecionados e outros produtos

lácteos, cuja base Láctea representa pelo menos

51% (cinqüenta e um por cento) massa/massa

(m/m) do total de ingredientes do produto.

• Bebida Láctea UAT ou UHT

É o produto lácteo descrito acima, submetido

durante 2 a 4 segundos, a uma temperatura entre

130ºC a 150ºC, mediante um processo térmico de

fluxo contínuo, imediatamente resfriado a uma

temperatura inferior a 32ºC e envasado sob

condições assépticas em embalagens estéreis e

hermeticamente fechadas.

Parâmetros principais em leite achocolatado

Formulação: Conteúdo de leite (gordura e SNGL)

Conteúdo de soro de leite

Cacau em pó alcalino

pH (qualidade) do leite

Processo: - Condições de mistura

- Tratamento térmico

- Homogeneização (asséptica ou não

asséptica)

- Temperatura de envase

Estabilizantes

As dosagens e os tipos de Estabilizantes

Variam de acordo...

• com a quantidade e qualidade do cacau em pó;

• com o conteúdo de gordura do leite;

• com a composição e o conteúdo de proteínas do leite;

• com o processo de tratamento térmico e homogeneização

(asséptica ou não asséptica);

• com a temperatura de envase;

Modelo de formação da rede de estabilização em bebidas lácteas achocolatadas

Dosagem dos Estabilizantes em bebidas lácteas

achocolatadas

vis

cosdade

dose de

estabilizante

faixa

(Faixa = concentração da precipitação até a gelelificação do leite achocolatado

Interação entre os Hidrocolóides e as proteínas

Monofase

(estável)

% Proteina

%

Hid

roco

lóid

e

Bifase

(instável)

Alta Proteína Baixa Proteína

Excesso de hidrocolóides

Ausência de hidrocolóides

Diagrama de fase

Principais funções dos Estabilizantes em bebidas lácteas achocolatadas

• Evita a sedimentação das partículas de cacau;

• Estabiliza a gordura do leite para evitar que se separe;

• Estabiliza as proteínas do leite;

• Contribui para a viscosidade, o corpo e na textura do produto acabado;

• Estabilidade permanente para produtos longa vida;

• Melhora a cremosidade e a liberação do sabor.

• Possibilidade de Utilização em

diferentes tipos de tratamentos

térmicos e diferentes tempera-

turas de envase.

Tipos de estabilizantes utilizados em bebidas lácteas achocolatadas

de acordo com a composição e seus benefícios associados

Nome Declaração Características

RECODAN™ CM VEG Emulsifier and Stabiliser System

Mono-diglicerídeos, carragena, goma guar Integrado / Baixa viscosidade /

Cremosidade / 0,18 – 0,22%

RECODAN™ CM 2 Emulsifier and Stabiliser System

Mono-diglicerídeos, carragena Baixa viscosidade / Cremosidade / 0,18 –

0,22%

GERBA™ MIX LA 105 (CZ-4) Stabiliser System

Açúcar, CMC, fosfato dissódico, carragena e maltodextrina

Viscosidade intermediária / 0,15 – 0,20%

RECODAN™ CM-B 240 Emulsifier and Stabiliser System

Mono-diglicerídeos, cmc e carragena Alta viscosidade / Cremosidade

Premium / 0,18 – 0,24%

RECODAN™ CM-B 227 Stabiliser System Carboximetilcelulose sódica,

maltodextrina, fosfato dissódico e caragena.

Alta viscosidade / Cremosidade / 0,15 – 0,22%

RECODAN™ CM 226 Stabiliser System Celulose microcristalina, celulose e

carragena Viscosidade intermediária / Estabilidade /

0,18 – 0,24%

RECODAN™ CM-B 235 Stabiliser System cmc, goma gelana e carragena Alta estabilidade / ↑ Tem envase /

Suspensão 0,16 – 0,20%

Composição Desnatado Semi Desnatado Integral Variação

Gordura Sólidos de leite Açúcar Cacau RECODAN™

0.0 8.3 8.0 1.0 0.2

1.5 8.0 8.0 1.0

0.18

3.5 7.7 8.0 1.0

0.17

0.0 - 3.5 7.0 - 9.0 4.0 - 8.0 0.5 - 1.5

0.17 - 0.35

Sólidos totais 17.5 18.68 20.37 14 - 22

* Para processos em Autoclave é recomendado redução na dosagem

dos estabilizantes RECODAN™ CM e adição de sais estabilizantes

( Citrato e Fosfatos de sódio) para melhoria da estabilidade.

Exemplos de formulações das bebidas lácteas achocolatadas

Formulação, Preparação e Avaliação de Bebidas lácteas achocolatadas

Processo – bebidas lácteas achocolatada

Esterilizado em Autoclave

Misturar os ingredientes

Pre-aquecer a 85°C

por 2 min.

Homogeneizar a

200 bar/75-80°C

Esfriar

Engarrafar

Autoclave a

121°C/15 min.

Esfriar a 20°C

Pasteurizado

Misturar os ingredientes

Pasteurizar a

85°C por 2 min.

Homogeneização posterior

200 bar/75°C

Esfriar a 3-5°C

envasar

Tratamento UHT

Tratar termicamente o cacau

em pó(90°C/30min)

Misturar os ingredientes(5°C)

Pré Aquecimento - 75°C

Homogenização 200bar/ 75°C

Esterilizar por UHT

142°C/4 s

Resfriar a 20-25°C

envasar assepticamente

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Mistura dos ingredientes

Tratamento térmico

Homogeneizaçao

Resfriamento

Envase e Estocagem

O Leite líquido é padronizado primeiro*

Adição de hidrocolóides e outros ingredientes secos:

• Necessário DISPERSAR e HiDRATAR

• A temperatura de padronização do leite tipicamente é 5-40°C para

uma boa dispersão e hidratação do ingredientes em pó

• Pré-mistura dos hidrocolóides com os ingreditentes secos, açúcar ou

leite em pó

• Misturar ao leite os ingredientes em pó sob alta agitação utilizando

triblender ou equipamento similar***

• Adicionar a calda de Cacau pré Tindalizada em água à 90°C – 30min

e resfriada a 5°C à mistura anterior.

Mistura dos ingredientes

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* O Leite líquido é padronizado primeiro

** No caso de leite reconstituído, o leite em pó

pode ser adicionado com os outros ingredientes

em pó.

*** Tentar evitar a incorporação de ar.

Algumas considerações sobre homogeneização:

• A homogeneização aumenta a área superficial dos glóbulos de gordura e

incrementa a quantidade de proteína (caseína) associada aos glóbulos

• Glóbulos menores tomam o produto menos translúcido e mais branco

• Cacau em pó e outros ingredientes abrasivos podem reduzir

significativamente a vida útil do homogeneizador

• Tipicamente, a temp. de homogeneização é 70-75C, abaixo do ponto de

derretimento do emulsificante na formulação.

• Pressão de 170-220 bar preferencialmente 2 estágios (Recomendado utilizar

¾ da pressão total no primeiro estágio)

• Upstream ou downstream no processo UHT.

Homogeneização

Tratamento térmico

Homogeneizaçao

Mistura dos ingredientes

Resfriamento

Envase e Estocagem

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O Tratamento térmico é necessário para:

• Redução de microrganismos patogênicos para a segurança alimentar e vida útil

• Redução de microorganismos deteriorantes para a vida de prateleira

• ”Ativação” dos Hidrocolóides

• Completo desdobramento e hidratação de moléculas grandes, que influenciam as

interações entre os ingredientes

Tratamento térmico

Homogeneização

O Tratamento térmico é

seleccionado de acordo com as

exigências desses parâmetros

Tratamento térmico

Mistura dos ingredientes

Resfriamento

Envase e Estocagem

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Shelf life (depende das matérias primas e condições de envase)

Pasteurização LTST

• 72°C por 15 segundos 5-9 dias/4-5°C

Pasteurização HTST

• 85°C por 15 segundos 5-9 dias/4-5°C

Processo de Shelf Life extendido (ESL)

• 135°C por 0.5 segundo 10-45 dias/max. 10°C

Processo Ultra High Temperature (UHT)

• 135-147C por 2-16 segundos 6 meses/20C com envase asséptico

Esterelização (estacionário ou rotativo)

• 120C por 20 minutos Mais de 12 meses/20C

Tratamento térmico

Homogeneização

Tratamento térmico

Mistura dos ingredientes

Resfriamento

Envase e Estocagem

Tratamentos Térmicos Tipos de processos

1. Esterilização por Batelada

Autoclave contínua

UHT Sistema Direto – Injeção de

Vapor (VTIS)

UHT Indireto – Trocador de calor de placas

UHT Sistema Direto – Infusão

UHT Indireto – Trocador de calor Tubular

2. Ultra High Temperature (UHT)

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Tratamento térmico

Homogeneização

Tratamento térmico

Curva de temperatura no processo de

esterelização em Autoclave

Curva de temperatura no processo UHT

para troca de vapor direto (A) e Indireto (B)

Mistura dos ing.

Resfriamento

Envase e Estocagem

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Algumas considerações para o Tratamento térmico:

• Quase todos os hidrocolóides são ativados em temperaturas acima de 70 ° C.

• Mudança de configuração das soroproteínas (“desnaturação”), expondo novas regiões para

interação com hidrocolóides.

• Interação de caseínas e soroproteínas, formando pontes dissulfídicas.

• O processo UHT aumenta o escurecimento por reação de Maillard (reação entre grupos amina e

lactose).

• Processamento UHT pode proporcionar um sabor de cozido (grupos sulfidrilo livre), que pode ser

aumentado pelo processo Tubular.

• Enzimas são inativadas

• Vitaminas sensíveis ao calor são reduzidas ou destruídas

Tratamento térmico

Homogeneização

Proteínas nativa (l) e desnaturada (r)

From: Tetrapak Dairy Processing Handbook

Tratamento térmico

Mistura dos ingredientes

Resfriamento

Envase e Estocagem

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Efeito do calor nos componentes do leite

The time needed at various temperatures to inactivate certain enzymes and cryoglobulins; to kill certain

bacteria and spores; to cause certain degree of browning; to convert lactose into lactulose; to cause

heat coagulation; to reduce available lysine by 1% and to make 10% and 75% of the whey proteins

insoluble at pH 4.6. (from Walstra & Jenness, 1984)

UHT

Pasteurised

Sterilized

Tratamento térmico

Homogeneização

Mistura dos ingredientes

Resfriamento

Envase e Estocagem

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Efeito do calor e pH na estabilidade das Proteínas

Effect of pH on the heat stability of milk (). P.F. Fox &

P.L.H McSweeney, 1998 Tratamento térmico

Homogeneização

Mistura dos ingredientes

Resfriamento

Envase e Estocagem

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Tratamento térmico

Homogeneização

Resfriamento

Considerações sobre o resfriamento:

• Pré-resfriamento a 70-80C, seguido de um resfriamento final a 20- 25C

• Durante o resfriamento, a interação de ingredientes proporcionam um aumento na viscosidade e

contra-pressão no equipamento UHT.

• O aumento da viscosidade também aumenta o cisalhamento e o dano potencial de ingredientes

sensíveis, tais como Hydrocoloides.

• Hidrocolóides gelificantes têm uma temperatura específica de gelificação.

• Alguns hidrocolóides tem a capacidade de re-gelificar quando envados a uma temperatura abaixo

de sua temperatura de gelificação. Ex: carragena iota.

• O resfriamento e a temperatura de envase desempenham um papel significativo na textura do

produto final.

Resfriamento

21

Mistura dos ingredientes

Envase e Estocagem

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Envase: 20-25°C

• Nenhum efeito letal da temperatura de envase:

• O envase é tipicamente ”form-fill-seal”

• O envase é conduzido sob condições assépticas

Tanque de pulmão:

Recomendado incluir um tanque pulmão (ALLSAFE) para garantir que mesmo se a máquina de envase

quebrar. A temperatura do produto continuará abaixo de 30°C.

Estocagem

• Mover para a quarentena e armazenamento

Para todos os tipos bebidas lácteas UHT, a

viscosidade final do produto não estará

completamente desenvolvida antes de 2-7 dias

após a produção.

Envase e estocagem

Tratamento térmico

Homogeneização

Envase e Estocagem

Mistura dos ingredientes

Resfriamento

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Mistura dos

Ingredientes

Máquina de envase 28-20°C

Homogenização:

150/100 bar

70-75°C

Resfriar de 28-20°C

enviar para ALLSAFE

1 – Triblender, tanque de preparo e recirculação

2 – Tanque com creme de leite concentrado

3 - Tanque com MSNF concentrado

UHT 145°C/5 seg.

Resumo do Processo

Recirculação

1 3

Obs: Utilizar a maior quantidade de

leite para dispersar os estabilizantes

para evitar formação de grumos.

Recircular com triblender ligado para

quebra de grumos. Evitar aeração*

Avaliação de bebidas lácteas achocolatadas UHT

Avaliação visual

• Sedimentação

• Separação de gordura

• Tendência a gelificação

• Separação de soro

• Cor

Avaliação sensorial

• Textura

• Cremosidade

Viscosidade

Defeitos do leite achocolatado

Formação de uma Capa escura

com soro na superfície

Separação de

gordura

Formação de capas

Coagulado

Gellificação

Sedimentação do cacau em pó

Marmorização

Formação de uma Capa escura com soro na superfície

• Alta dosagem de

estabilizante/emulsificante

• Tipo de carragena inadequado

• Distribuição desuniforme de estabilizante

• Muito severo

• Diferença de temperatura alta do meio de

aquecimento e o produto

• Aquecimento prolongado acima de 70°C

antes ou depois da esterilização

• Homogeneização

deficiente

Matérias-primas

Mistura de emulsificante/

estabilizante

Processo

Tratamento de calor

Homogeneização

Separação de gordura

Matérias-primas

Mistura de emulsificante/

estabilizante

Processo

Homogeneização

• Insuficiente quantidade de estabilizante

• Homogeneização deficiente

Formação de capas

Matérias-primas

Mistura de emulsificante/

estabilizante

Gordura

Cacau em pó

Processo

Homogeneização

• Insuficiente quantidade de estabilizante

• Quanto menor o teor de gordura, maior será

o risco de formação de capas

• Escolha equivocada do tipo de cacau

• Homogenização deficiente

Coagulação

Matéria-prima

Cacau em pó

Leite

Processo

Tratamento por

calor

• Alta dosagem de cacau em pó

• Tipo do cacau em pó

• Variações da composição das

Proteinas do leite

• pH/acidez do leite cru

• Muito severo

• Diferença entre a temperatura extremamente alta do

meio de aquecimento e do produto

• Um aquecimento prolongado acima dos 70°C antes e

depois da esterilização

Gelificação

Matérias-primas

Mistura de emulsificante/

estabilizante

Gordura

Cacau em pó

• Alta dosagem de estabilizante

• Tipo de carragena inadequado

• Distribuição desigual de estabilizante

• Tendência à gelificação é maior quando

aumenta o teor de gordura

• Grau de alcalinização muito alto

Marmorização

Matérias-primas

Mistura de emulsificante/

estabilizante

Processo

Homogeneização

• Insuficiente quantidade de estabilizante

• Homogeneização deficiente

Sedimentação do cacau em pó

Matérias-primas

Mistura de emulsificante/

estabilizante

Gordura

Cacau em pó

Proteínas

• Estabilizante errado

• Insuficiente quantidade de estabilizante

• Uso de una carragena não resistente ao

tratamento mecânico

• Quanto menor o teor de gordura, maior será a dose

de estabilizante

• Partículas de cacau em pó muito grandes

• Quanto menor o teor de proteínas, maior será a dose

requerida de

estabilizante

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