A capacidade de produzir polissacarídeos com diversas funções biológicas é difundida entre as bactérias. Em bactérias ácido lácticas, a produção de polissacarídeos tem sido associada ao desenvolvimento tecnológico, funcional e até mesmo com a saúde. Em particular, os polissacarídeos capsulares (CPS) e exopolissacarídeos (EPS) são amplamente utilizados para melhorar as propriedades reológicas de produtos fermentados, principalmente, a viscosidade e a menor capacidade de sinérese. Nos queijos, cada vez mais o uso destas bactérias tem sido empregado para melhorar a textura e, também, a retenção de umidade de uma forma muito mais estruturada, permitindo o aumento de rendimento e até mesmo da funcionalidade do queijo.

Especialmente as estruturas de CPS são componentes de estrutura química repetidas formadas ao redor da parede celular de algumas poucas bactérias. A formação dos CPS ao redor das células possibilita também a retenção de água no queijo, pois estes elementos tem uma alta capacidade de aprisionar a água sem que afete diretamente o amolecimento do queijo. As cepas de Streptococcus thermophillus com esta capacidade são extremamente limitadas e foram usadas no desenvolvimento do novo cultivo DVS® Sinergia para Pasta Filata.

O DVS® Sinergia foi desenvolvido para trabalhar em combinação com o mais novo coagulante da Chr. Hansen, o CHY-MAX® Supreme, e esta junção permite ganhos de rendimento acima de 2%, em relação ao uso de CHY-MAX® M e cultivos STI. O CHY-MAX® Supreme possibilita melhorar a firmeza dos queijos e, juntamente, com um cultivo que aporta umidade de forma estruturada, via CPS, temos um aumento expressivo de rendimento sem afetar a funcionalidade atual do queijo. Isto ocorre devido principalmente à menor capacidade proteolítica entre a combinação do coagulante de nova geração e o cultivo Sinergia.

No gráfico acima, podemos ver uma curva de acidificação mais acelerada em comparação com os cultivos STI, pela própria característica das bactérias presentes no Sinergia e, também, pela necessidade do uso de doses mais altas, uma vez que a produção de CPS é extremamente dependente da carga celular inicial e está diretamente ligada a este aumento de rendimento.

Mesmo com o uso de uma carga celular mais alta e um perfil de acidificação mais acentuado na fase pós dreno prensa, a tecnologia de fabricação deverá ser ajustada para a obtenção de um soro mais doce, que agrega ainda mais valor a ele.

A combinação de CHY-MAX® Supreme com o cultivo Sinergia é uma excelente alternativa para as plantas de alta produtividade que visam otimizar o rendimento sem afetar a funcionalidade do produto final.

Curva de acidificação (DSV® Sti e DVS® Sinergia)

Rendimento econômico (L/kg)

Coagusens® – Nova Ferramenta para a Indústria Queijeira

Uma das maiores dificuldades da indústria queijeira sempre foi conseguir padronizar a consistência da coalhada para o corte, uma vez que este ponto é um grande divisor para a retenção de sólidos na coalhada, bem como para definir a umidade dos queijos. No Brasil, o mais comum é que este ponto seja definido de forma subjetiva pelo queijeiro, que diariamente tenta reproduzir nos tanques a mesma consistência sem saber ainda se os profissionais de outro turno também conseguirão repetir de forma parecida o mesmo ponto utilizado. Esta padronização é uma tarefa quase impossível e o resultado é a grande variação na retenção de sólidos e, principalmente, na oscilação de umidade que existe de lote para lote. A variação na umidade é um dos fatores que mais impacta na grande diferença encontrada no rendimento, e ainda mexe diretamente com a textura dos queijos.

Para administrar as grandes variações na umidade dos queijos, os produtores normalmente utilizam as médias bem mais afastadas das especificações máximas, o que representa um impacto direto na competitividade e rentabilidade da indústria.

Porosidade

Além da variação na umidade dos queijos, a consistência tem influência direta na retenção de sólidos (gordura e proteína) na coalhada, pois está imediatamente relacionada com a porosidade dos grãos e o tratamento mecânico de corte/agitação que são aplicados.

A porosidade da coalhada também tem grande interferência na saída de cálcio da massa, muito importante no processo de elaboração de mussarela.

Process capability report (umidade do queijo)

Firmeza da coalhada e umidade do queijo

Tempo de coagulação

Na figura ao lado, observamos duas coalhadas com tempo de coagulação diferentes, cada qual com uma porosidade e capacidade para maior ou menor saída de sólidos como gorduras e proteínas.

De forma menos empírica, a determinação do ponto de floculação é um método amplamente utilizado na indústria. De alguma maneira, este método minimiza bastante as variações, ainda que não seja 100% preciso, uma vez que o endurecimento da coalhada nem sempre é exatamente o mesmo, pois é fortemente impactado por outros fatores como: cálcio, temperatura, concentração de coagulante etc. Para cada tipo de queijo, normalmente, utiliza-se um fator de corte, que é justamente o número utilizado para multiplicar o tempo necessário para flocular o leite. Quanto mais umidade um queijo tem, maior o fator de corte que ele necessita.

CoaguSens®

Foi pensando nesta necessidade que a Chr. Hansen, em parceria com a empresa canadense, Rheolution, criou o CoaguSens®, uma ferramenta para padronizar a consistência da coalhada no corte.

O CoaguSens® utiliza uma pequena amostra que é coletada direto do tanque de fabricação, exatamente com os mesmos parâmetros tecnológicos e acompanha a evolução da coagulação sem que haja destruição da coalhada. Neste processo, o equipamento nos fornece duas informações importantes: consistência e velocidade de organização da coalhada.

A consistência está muito relacionada com a retenção da umidade dos queijos, de forma que podemos fazer o corte sempre na mesma consistência. Já a velocidade de organização está relacionada à contração entre as micelas de caseínas e isso tem um efeito direto sobre a capacidade de sinérese química da coalhada.

A sinérese química de uma coalhada pode se dar pela acidificação ou pela contração das micelas durante o processo de coagulação. Esta sinérese é a forma mais eficiente de remoção de soro de uma coalhada, pois o nível de sólidos presente neste soro é o menor possível.

Quando o ponto de corte não está otimizado o processo de retirada de soro de uma coalhada acaba sendo forçado para que o efeito termomecânico seja aplicado. Esta forma de retirada de água é sempre a mais prejudicial em termos de perdas de sólidos.

Portanto, quando conseguimos visualizar, por meio destes gráficos, onde cortamos uma coalhada, podemos otimizar o balanço de remoção de água pelos efeitos químicos ou termomecânicos, de forma que as perdas de sólidos sejam as menores possíveis.

Cada firmeza possui uma velocidade associada e, dependendo da firmeza, podemos reter mais ou menos sólidos, como no gráfico ao lado.

Coagusens® é uma ferramenta desenvolvida para as indústrias que precisam otimizar a retenção de sólidos na coalhada, bem como padronizar o momento do corte, pois é possível interligar o equipamento com as Queijomatic e transformar o processo de determinação do ponto em totalmente automático.

Consistência e velocidade de organização da coalhada

Retenção de sólidos

Histórico

A coagulação enzimática do leite é um processo fundamental na grande maioria dos queijos e é realizada por meio da adição de enzimas específicas conhecidas como coagulantes ou coalho. A denominação coalho é reservada para as enzimas obtidas do quarto estômago de ruminantes como, por exemplo, o coalho bovino. Neste extrato animal, existem duas principais enzimas: a quimosina e a pepsina, que alteram seu percentual conforme a idade do animal (quanto mais avançada a idade de abate, menor o conteúdo de quimosina). Já a denominação coagulante fica direcionada a todas as enzimas utilizadas na coagulação do leite obtidas por meio diferente do coalho (quarto estômago de ruminantes), como, por exemplo, os coagulantes vegetais e microbianos.

Historicamente, foi apenas em 1874 que um bioquímico dinamarquês chamado Christian Ditlev A. Hansen – fundador da Chr. Hansen –, conseguiu pela primeira vez padronizar a qualidade de um coalho por meio da obtenção de um líquido de poder coagulante definido. Quase 100 anos depois, em 1972, era produzido nos Estados Unidos um coagulante microbiano a partir do fungo Rizomucor miehei, uma protease ácida capaz de coagular o leite. Em 1989, foi lançado o mais inovador coagulante conhecido até então, o CHY-MAX®, produto 100% quimosina bovina produzido por meio de fermentação de Aspergillus niger subs awamori. Em 2009 uma nova geração de quimosina produzida por fermentação, idêntica à quimosina de camelo, muito superior à quimosina bovina da primeira geração devido à sua maior especificidade e menor atividade proteolítica, foi descoberta e o produto chamado de CHY-MAX® M.

Dez anos após, a Chr Hansen se orgulha de poder lançar a mais moderna e revolucionária enzima coagulante, 100% quimosina, chamada CHY-MAX® Supreme, que elevará a indústria queijeira mundial ao um novo patamar de rendimento e qualidade.

Aspectos técnicos

A eficiência de uma enzima coagulante pode ser medida por meio de um coeficiente conhecido como relação C/P. Este indicador utiliza dois dos mais importantes parâmetros para classificar e ranquear as diferentes enzimas existentes para coagulação do leite. A fração C diz respeito à capacidade da enzima em hidrolisar, de forma específica, a camada mais externa das caseínas denominada k-caseína, entre os aminoácidos Phe105 e Met106, responsável por estabilizar as micelas no meio, devido a repulsão das cargas elétricas. Quando esta etapa finaliza em um processo de coagulação, ocorre a floculação do leite, perceptível pelos primeiros sinais de precipitação do leite. Já a fração P, do índice C/P, diz respeito à capacidade proteolítica de uma enzima coagulante, reação esta que se inicia na fase de tanque e se estende ao processo de maturação e estocagem dos queijos.

Pequena mudança, grande diferença

Relação C/P

A Chr. Hansen, na busca incansável por inovar e revolucionar a indústria queijeira, iniciou em 2014 um grande projeto baseado no critério C/P, para tipificar mais de 600 variantes de quimosina. Dentre centenas de variantes encontrou-se uma variante surpreendente que vai elevar a indústria queijeira a um outro patamar.

Para se ter uma ideia comparativa entre os C/P de diversas enzimas, encontramos em um coalho bovino um C/P de 10, enquanto uma quimosina obtida por fermentação (FPC) de 1ª geração, o famoso CHY-MAX® Extra, com um CP de 20.

É sabido o grande impacto em rendimento, durabilidade e estabilidade de queijo quando se migra de um coalho bovino para uma quimosina pura – CHY-MAX® Extra.

CHY-MAX® Supreme

Essa mais moderna quimosina descoberta pela Chr. Hansen, o CHY-MAX® Supreme, é 8 vezes mais específica que uma enzima convencional de coalho bovino e ainda supera em 2 vezes a melhor quimosina existente no mercado até então – o CHY-MAX® M.

É uma enorme mudança na forma de coagular o leite que vai trazer grandes impactos para a indústria queijeira.

De fato, independentemente do tipo de enzima empregada para a coagulação do leite, todas são capazes de promover a coagulação, até mesmo a enzima bromelina ou papaína, extraídas do abacaxi e do mamão. Porém, atualmente, o critério empregado para escolha de um coalho ou coagulante não fica restrito apenas ao fato de coagular o leite. Parâmetros como rendimento econômico na fabricação, valor obtido do soro, durabilidade do queijo, formação de sabor amargo no produto final, certificação Kosher e Halal são fundamentais para esta decisão.

Nos gráficos Perfil de Coagulação, ao lado, são comparadas as performances de CHY-MAX® M contra CHY-MAX® Supreme, sendo muito nítida a formação de uma coalhada mais resistente (maior firmeza) e com uma velocidade de agregação maior (maior sinérese) que permite trabalhar com tratamentos mecânicos de corte mais suaves e otimizar a retenção de sólidos na coalhada.

Sabe-se que o processo de transferência da coalhada do tanque para as etapas seguintes passa por tratamentos mecânicos severos, como as altas pressões de gravidade e bombeamento, que acabam prejudicando o rendimento de fabricação pela perda de pequenos fragmentos de coalhada para o soro. Nas fotos comparativas, vê-se que, mesmo após estes tratamentos, a coalhada se manteve incrivelmente intacta, preservando uma elevada retenção de sólidos quando utilizado o CHY-MAX® Supreme.

Como consequência de um C/P tão elevado, o CHY-MAX® Supreme supera em rendimento de fabricação até mesmo o CHY-MAX® M.

Perfil de coagulação (Firmeza ao longo do tempo • 40 IMCU/L)

Velocidade de AGREGAÇÃO (Pa/S)

Consistência após o corte

Partículas na tina após bombeamento

Ganho de rendimento (com CHY-MAX® Supreme)

No quadro Ganho de Rendimento estão comparados os ganhos de rendimento ajustados pela umidade em diferentes tipos de queijos.

Shelf-life

Além do aspecto do melhor rendimento, CHY-MAX® Supreme permite a obtenção de um shelf-life muito mais estável devido à menor proteólise nos queijos. Isso se traduz em queijos com maior firmeza devido à menor degradação das proteínas ao longo da estocagem, muito importante para garantir a fatiabilidade dos queijos por um longo período de tempo. Os produtores de queijos que já se encontram satisfeitos com o atual shelf-life poderão utilizar-se desta característica para ajustar a composição do queijo e ampliar a diferença de rendimento.

Com apenas 30 dias de estocagem e composição físico-química muito próxima, a diferença na textura dos queijos já é perceptível pelo toque. Esta diferença vai se acentuando à medida em que se avança no longo do período de estocagem.

Perfil de coagulação (Firmeza ao longo do tempo • 40 IMCU/L)

Fatias ultra finas

Existe uma forte tendência no mercado internacional de queijos para a venda de queijos fatiados em fatias ultra finas. Este é um grande desafio para a indústria de queijos, uma vez que é muito comum as perdas por esfacelamento durante este processo de laminação ultra fino e a adesão das fatias durante a estocagem. Esta característica está muito relacionada à proteólise dos queijos, que pode ser minimizada por meio do CHY-MAX® Supreme, podendo, inclusive, eliminar as camadas de plásticos ou papel entre as fatias, que encarecem muito o produto final.

Queijo fatiado (teste com fatias ultra finas)

Produtos fermentados em base vegetal

Produtos fermentados em outras bases, além do clássico leite de origem animal, têm crescido rapidamente nos últimos anos. Os “iogurtes vegetais”, na verdade produtos fermentados à base de proteínas vegetais, remetem à saudabilidade e naturalidade, onde 30% dos consumidores consideram o produto de origem vegetal mais saudável que os iogurtes lácteos*. Entre os países com maior faturamento dentro deste segmento de alimentos vegetais, o Brasil figura em segundo lugar em nível global e em primeiro lugar em nível regional, com uma taxa de crescimento de 65%.

Fermentados em base vegetal

A categoria de alimentos fermentados em base vegetal tem sido liderada por produtos na versão bebível; porém, lançamentos globais em iogurtes vegetais colheráveis tem crescido 147% entre 2014 e 2016*. De acordo com estudos realizados pela Chr. Hansen em agosto de 2017, mais da metade dos consumidores tem comprado alimentos ou bebidas em base vegetal. Este aumento de consumo na categoria está relacionado com as recentes mudanças que têm ocorrido nos hábitos alimentares em todo o mundo, causadas pelo estilo de vida, saúde, fatores ambientais e sociais, onde os consumidores buscam uma dieta saudável e sustentável, com valores como “bom para o planeta e bom também para você”.

De fato, muitos estudos mostram que uma dieta balanceada em produtos à base de proteínas vegetais pode ajudar a prevenir doenças como diabetes, hipertensão arterial, doenças cardíacas e certos tipos de câncer. No entanto, consumir alimentos fermentados em base vegetal não se trata necessariamente de substituir a ingestão de produtos lácteos, trata-se de ampliar o repertório de alimentação saudável aumentando a variedade na dieta.

Nova linha de cultivos para fermentados vegetais

A Chr Hansen, pensando nas novas necessidades e tendência de mercado, desenvolveu um série de culturas para produtos fermentados em base vegetal que permitem a produção de opções saudáveis com qualidades similares às que atribuímos ao iogurte em base de leite, como: sabor suave e textura cremosa.

Motivos para o consumo de produtos em base vegetal

Nesta gama de cultivos a Chr Hansen desenvolveu a nova linha YoFlex® YF-L DA para a matriz de fermentação vegetal, contendo Streptococcus thermophilus isolado ou combinado com Lactobacillus bulgaricus, e a linha nu-trish® DA para um posicionamento probiótico, incluindo uma das cepas mais documentada do mundo, a Bifidobacterium BB-12®. Os cultivos desta linha não apresentam resíduos de leite ou ingredientes de origem animal, sendo produzidos com procedimentos efetivos de limpeza e separação que asseguram que não ocorra contaminação cruzada, podendo, desta forma, ser utilizados para produtos com apelo vegano. Além disso, outra importante propriedade desta nova linha de cultivos é a velocidade de fermentação. Pensando em nossos clientes, utilizamos nossa expertise em acidificação para desenvolver cultivos que aumentam substancialmente a velocidade de acidificação em algumas bases vegetais.

Desafios técnicos

Existem no mercado extratos vegetais de diversas fontes, erroneamente chamados de “leites”, como: soja, ervilha, amêndoa, castanha de caju, coco, aveia, arroz, entre outros. Cada uma dessas opções oferecem características sensoriais e composições nutricionais distintas; com. isso, cada formulação deve ser especialmente desenhada para que possa atender às expectativas esperadas para o produto final.

Em leite, o substrato disponível para crescimento das bactérias ácido-láticas é a lactose, açúcar natural disponível no leite. Já, nos extratos vegetais, para que ocorra a fermentação, se faz necessária a adição de um substrato, sendo, neste caso, um carboidrato fermentável, como a sacarose ou glicose, que são ótimas opções.

O processo para a elaboração dos produtos fermentados em base vegetal são muito similares ao processo de elaboração dos iogurtes convencionais, conforme informações contidas no fluxograma.

Acidificação

É necessário ter em conta que devido à grande variedade de bases vegetais disponíveis aspectos como: formulações, percentual de sacarose como substrato e parâmetros de processo, como pH de corte por exemplo, podem variar. Além da formulação conter uma quantidade adequada de nutrientes (proteínas, peptídeos, aminoácidos, minerais e vitaminas) e carboidratos fermentáveis, também é indicado que a base apresente pH neutro entre 6,8 a 6,6, visando melhores condições para o crescimento das bactérias durante a fermentação e estabilidade da base durante os processamentos térmicos.

Quanto às características de sabor, a fonte e a qualidade da matéria prima são agentes de grande interferência na composição da base que definem o sabor do produto, onde o cultivo atua durante a fermentação contribuindo para formação de compostos aromáticos.

Quanto os aspectos de textura, as proteínas das plantas apresentam diferentes composições, estruturas e ponto isoelétrico. Portanto, o pH de corte deve variar conforme as características da fonte vegetal utilizada. A textura também depende do tipo e nível de gordura. Em casos, como exemplo, que contêm gordura de coco na composição, a textura do produto em temperaturas mais baixas aumenta devido à característica de solidificação desta gordura quando resfriada.

As cepas de Streptococcus termophilus que compõe o cultivo também contribuem para o incremento de textura produzindo exopolissacarídeo (ESP); no entanto, a utilização de espessantes e estabilizantes, como pectina, amido e gomas são largamente utilizados para estas aplicações.

Legislações

A denominação ‘iogurte’ é definida no Brasil pela legislação vigente IN Nº 46, DE 23.10.2007 – MAPA, onde define-se como sendo um alimento fermentado à base de leite de ruminantes (vaca, ovelha, cabra e búfala), com cultivos que contenham cepas de Streptococcus thermophilus e Lactobacillu bulgaricus. Logo, os produtos fermentados em base vegetais não estão agregados nesta denominação. Com isso,os alimentos fermentados em base vegetal não precisam, obrigatoriamente, utilizar a combinação de cultivos que contenham estas cepas. Entretanto, geralmente se busca utilizar este arranjo para assemelhar o produto ao iogurte de origem láctea. Além disso, a sinergia entre Streptococcus thermophilus e Lactobacillus bulgaricus favorece o processo de produção diminuindo o tempo de fermentação, além de contribuir para os atributos sensoriais como incremento de textura e sabor aromático.

Errata

Na edição Ha-La Biotec 145, no texto da página 3 sobre estocagem da manteiga, considerar como correta a frase: “O período de estocagem depende da demanda pelo produto. Entretanto, logo após a embalagem a manteiga deve ser mantida entre 4° e 5°C por 2 ou 3 dias”. O texto encontra-se também corrigido no site, inclusive na versão PDF.