SORO DE LEITE BOVINO EM SORVETE*
*Trabalho elaborado com auxílio financeiro do CNPq e FAEP
** Departamento de Engenharia de Alimentos – Faculdade de Engenharia de Alimentos - UNICAMP – 13083-862 – Campinas – SP – Brasil.
***Departamento de Alimentos e Nutrição – Faculdade de Engenharia de Alimentos - UNICAMP - 13083-862 – Campinas - SP - Brasil.
****Centro de Pesquisa em Ciência e Tecnologia de Leite - Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação-UNOPAR-86041-140–Londrina–
PR–Brasil.
Karla SILVA**
Helena Maria André BOLINI***
Aloísio Jose ANTUNES****
RESUMO: O soro de leite bovino é um subproduto da fabricação do queijo ou da caseína, existente na forma ácida ou doce. Constituído basicamente de água, proteínas, lactose e minerais, quando concentrado proporciona a obtenção de vários ingredientes protéicos. A adição de produtos protéicos de soro de leite bovino confere melhorias na qualidade funcional e nutricional de alimentos lácteos sendo, ainda, um substuto de sólidos não gordurosos de leite (SNGL) viável economicamente em formulações de sorvete.
Neste contexto, este trabalho discorre sobre o soro de leite bovino, com ênfase para sua composição, formas de obtenção, aplicação em diversos produtos, além das propriedades químicas, funcionais e sensoriais que lhes dão características peculiares. Na sequência, trata sobre sorvete, abordando aspectos relevantes de sua formulação, manufatura e padrões de qualidade.
Relaciona, ainda, pesquisas realizadas a partir da introdução de diferentes produtos de soro de leite bovino em sorvete, comentando os resultados alcançados e concluindo sobre a potencialidade dessa prática no campo científico, tecnológico e, conseqüentemente, econômico.
PALAVRAS-CHAVE: Sorvete; soro de leite; sub- produto; água residual.
Introdução
O soro líquido, subproduto da manufatura de queijo, tem estimativa de geração global de 145 bilhões de quilograma por ano66 que, uma vez descartados diretamente nos mananciais de água, representa o mais sério problema de poluição causado pelos laticínios (100 Kg de soro tem potência de poluição equivalente aos despejos produzidos por 45 pessoas/dia37). Embora exista a possibilidade de tratamento desse material, muitos produtores optam por sua utilização parcial como subproduto destinado a alimentação animal, descartando o excedente diretamente nos rios. O desafio é agregar valor a este subproduto de inestimável
utilidade funcional e nutricional.66 Constituído de água, minerais, açúcares e proteínas (20% das proteínas totais do leite), a concentração do soro gera produtos protéicos que, além de serem utilizados como ingredientes, melhorando as propriedades funcionais (viscosidade, solubilidade, gelificação, emulsificação, formação de espuma, estabilidade) dos alimentos, apresentam também potencial por possuírem componentes aos quais se atribuem algumas propriedades biológicas importantes.71 Exemplos são recentes trabalhos publicados nos quais se indicam as seguintes propriedades: proteção contra stress oxidativo11,50; imunomodulação30,37,57; problemas cardiovasculares18,67,68; anticancer8,10,43,53; antivirais2,44,45,52; antimicrobiana55,56; redução de stress7,39; antitoxínicas12. Entretanto,é importante ressaltar que, embora experimentos preliminares indiquem a potencialidade dessas ações, a grande maioria delas carece de comprovações clínicas conclusivas.
O custo relativamente alto do leite desnatado em pó tem aumentado o interesse na busca de fontes alternativas para o suprimento de sólidos não gordurosos do leite na formulação do sorvete. Os fabricantes americanos de sorvete, que já utilizam produtos de soro em suas formulações, têm pleiteado o aumento do nível, de até 25%
de substituição dos sólidos não gordurosos do leite por produtos de soro de leite, argumentando que, com isso, terão maior flexibilidade na diversificação de produtos e satisfação dos consumidores.20 Com relação aos níveis de substituintes utilizados, vários trabalhos comprovaram a eficácia da substituição sobre aspectos funcionais e/ou sensoriais.
A investigação da funcionalidade das proteínas do soro de leite assim como os seus benefícios para a saúde e viabilidade econômica do uso de seus produtos como ingredientes alimentícios, mereceu atenção sob os pontos de vista científico e tecnológico.16, 21, 41
Objetivos
O objetivo deste trabalho é apresentar os resultados obtidos com a introdução de diferentes produtos de soro de
leite bovino em sorvete. Descreve inicialmente os aspectos relevantes do soro de leite bovino (composição, formas de obtenção, fabricação de seus diversos produtos, propriedades químicas, funcionais e sensoriais do soro de leite bovino) e do sorvete (formulação, manufatura e padrões de qualidade).
A apresentação de pesquisas realizadas a partir da introdução de diferentes produtos de soro de leite bovino em sorvete e os respectivos resultados obtidos são relatados a fim de identificar a viabilidade dessa prática.
Síntese da revisão bibliográfica 1. Soro de leite bovino
Soro de leite é o fluido obtido da separação do coágulo do leite integral, creme ou leite desnatado.73 O leite contém aproximadamente 3.5% proteína5, 48 que pode ser precipitada formando dois tipos de soro:
Soro doce: proveniente da coagulação enzimática do leite, em pH 6.2-6.4, com renina (manufatura dos queijos minas frescal, Cheddar5 e Emmental13 por exemplo);
Soro ácido: obtido da produção do queijo fresco (Petit suisse, Camembert) após coagulação ácida do leite, e, no queijo Cottage, seguindo aquecimento do coalho.13 O leite desnatado inicialmente tem pH ajustado para 4.6, seja pela adição de ácido, glucona delta lactona ou pela adição de cultura de bactéria lática, levando à coagulação da caseína, que após corte e aquecimento seguido de drenagem, permite a separação do soro ácido.5
Sendo obtido da separação das caseínas do leite, muitas vezes são referidas como proteínas do soro de queijo, entretanto, são propriamente chamadas proteínas do soro de leite bovino uma vez que se originam do leite e não do queijo.5 As características dos soros doce e ácido encontram- se na Tabela 1. No ponto isoelétrico 80% do nitrogênio total do leite precipita-se (esta fração é a caseína), enquanto 20%
permanece solúvel no soro (15% são proteínas do soro e o restante sendo componentes não protéicos).29, 48
Componente Soro docea,b Soro ácidoa,c
Lactose (%) 4.9 4.3
Proteína bruta (%N x 6.25) 0.9 0.9
Gordura (%) 1.03 0.48
Cinza (%) 0.5 0.8
Sólidos totais (%) 6.7 6.4
pH 6.2 4.6
aFonte: Evans19.
bQueijo ou caseína resultante da ação da renina.
cQueijo cottage ou caseína resultante da precipitação ácida.
Tabela 1 - Composição típica de soros ácido e doce de leite bovino.
A fabricação de queijo ou caseína resulta na produção de cerca de 9 Kg de soro líquido para cada quilograma do produto final,38 dependendo do tipo de queijo. A quantidade de 0.1 Kg de soro corresponde ao poder poluente de uma pessoa e, portanto, 1 tonelada desse produto teria o poluente
equivalente ao de 10 mil indivíduos.5 Se este soro for despejado diretamente no esgoto isto constituirá a mais poluente de todas as águas residuais da indústria de laticínios.38 Entretanto, na maioria dos países o soro das indústrias de queijo tem sido utilizado como alimentação animal ou como uma fonte de proteína para nutrição humana.32
As proteínas do soro têm interessado a indústria láctea uma vez que representa uma proteína de alta qualidade nutricional com propriedades funcionais únicas em seu estado nativo.29 A manufatura das proteínas do soro envolve várias etapas entre a fonte original (leite de vaca) e o ingrediente alimentar final.31
1.1. Composição
O soro contém as proteínas solúveis do leite, lactose, gordura sais e caseínas residuais.19 Contem aproximadamente 20% das proteínas do leite, quase todo açúcar do leite, e um total de cerca de 50% de todos os nutrientes presentes normalmente no leite.33 Formado por uma mistura de proteínas com numerosas e diversas propriedades funcionais, o soro tem um potencial considerável de utilizações. As principais proteínas são ß- lactoglobulina (55-65%), a -lactalbumina (15-25%), proteose-peptona (10-20%), imunoglobulinas (10-15%), albumina do soro bovino (5-6%), caseínas solúveis (1-2%), e proteínas em menores quantidades (<0.5) como lactoferrina, lactolina, glicoproteina, transferrina de sangue e enzimas.29 A ß-lactoglobulina (P.M. 18300-18600 daltons) e a a -lactalbumina (P.M. 14000-14400 daltons) 34, 65 representam aproximadamente 70% das proteínas totais do soro e são responsáveis pela hidratação, geleificação e propriedades de emulsificação e formação de espuma dos ingredientes de proteínas do soro.13
Os padrões do soro são baseados no sabor, odor, aparência física, contagem bacteriana, conteúdo sólido, índice de solubilidade, e acidez.34
O soro, que é 93% água e apenas 0.6% proteína, deve ser concentrado para produzir os vários ingredientes protéicos.31 A recuperação das proteínas do soro de leite, além de ser importante por agregar valor (econômico, nutricional e funcional) a esse resíduo da indústria de laticínio, tem o relevante papel de preservar a qualidade do meio ambiente.5
1.2. Processos de recuperação
A recuperação dos nutrientes do soro para o consumo humano depende da disponibilidade de técnicas apropriadas e processos economicamente atraentes, tornando os produtos competitivos.34 O objetivo ainda deve ser manter o produto com a composição e funcionalidade apropriadas ao alimento final.31
Com base no conhecimento do comportamento dos componentes do soro de leite sob condições definidas, Harper29 e Matthews41 sugerem diferentes métodos para a manufatura de suas proteínas:
técnicas baseadas na insolubilidade da proteína: preci- pitação química e precipitação ácida seguida de aquecimento;
processos por mudanças de características: desminera- lização e troca iônica;
separação por diferenças de peso molecular: processos com membrana como eletrodiálises, filtração com gel e ultrafiltração/diafiltração;
agregação por polifosfatos e cristalização da lactose.
As características químicas, físicas e funcionais do produto final irão variar de acordo com o método de produção empregado.41 A Figura 1 apresenta a obtenção de alguns produtos de soro de leite bovino.
1.3. Produtos do soro de leite bovino
O soro e seus produtos derivados contêm as proteínas solúveis do leite, lactose, sais minerais e residuais de caseínas e gordura, conforme composições típicas apresentadas na Tabela 2.
Os produtos protéicos do soro podem ser classificados
com base em sua composição.31 Um dos maiores problemas para desenvolvimento de novos produtos é sua alta quantidade de água e sais combinados com a propriedade ácida.33 Os soros comercialmente disponíveis podem vir na forma líquida ou em pó13, e não são simplesmente misturas de proteínas mas invariavelmente contém muitos outros constituintes do leite19 (Tabela 2).
O soro, obtido da coagulação do leite, é pasteurizado e concentrado para 50% de conteúdo sólido mantido em repouso para cristalização da lactose seguindo então para secagem em “spray-dryer”.34 O alto conteúdo de sais do soro desidratado o torna inadequado para muitas aplicações em alimentos. A fim de torná-lo um ingrediente funcional em potencial, é necessário a eliminação dos minerais e/ou da lactose, tanto quanto possível, através da ultrafiltração e diafiltração, concentrando o teor em proteína.34 O produto de soro com teor reduzido em minerais é denominado soro desmineralizado.19 Processos de redução dos sais podem ser efetuados por eletrodiálises ou troca iônica. A ultrafiltração ou osmose reversa podem ser utilizadas tanto para redução de sais como de lactose.
Coagulação
Ácida Soro Ácido
líquido
Leite Leite
em pó
DesmineralizadoSoro em pó Coagulaçao
Enzimática
Secagem
Soro doce líquido
Eletrodiálise
Nanofiltração Secagem
Ultrafiltração Secagem Concentrado Protéico de Soro
em pó
FIGURA 1 - Fluxograma de produção de diferentes produtos de soro de leite bovino.
Soro docea Soro ácidoa Desmineralisadob CPS26c,d CPS35c,e CPS45c,d
Sólidos totais (%) 96.3 95.4 96.8 95.2 99.0 96.5
Proteína bruta (%N x 6.25) 13.0 11.7 14.0 25.1 34-35 43.5
Lactose (%) 69.4 63.2 82.0 53.6 53.0 42.8
Gordura (%) 0.2 0.1 - 1.4 4.0 4.5
Cinza (%) 8.3 10.6 0.8 15.0 8.0 5.6
pH 5.88 4.57 - - - -
a Produto em pó. Fonte: Evans19. b Produto em pó. Fonte: Jelen 33.
c CPS=Concentrado Protéico de Soro seco. O sub-índice representa o percentual em proteína.
d Fonte: Jayaprakasha & Bruerueckener32. e Fonte: Huffman31.
Tabela 2 - Composição química de produtos de soro de leite bovino.
Os concentrados protéicos de soro (CPSs) são produtos de soro contendo 25 a 90% de proteína, mas suas composições variam muito, dependendo do método de manufatura. Os processos mais citados para obtenção do CPS são ultrafiltração (mais utilizado industrialmente), filtração em gel, precipitação com polifosfato.32 Os CPSs são reconhecidamente seguros para aplicações em produtos alimentícios e não existem padrões de restrição de identidade.47 Devido as suas excelentes propriedades funcionais e nutricionais e ao seu considerável potencial para mistura com vários produtos alimentícios, o CPS possui diversas aplicações nas indústrias de laticínios, como por exemplo, em sorvetes, iogurtes, bebidas lácteas, cremes e queijos. 31, 32, 35, 36, 69
1.4. Propriedades funcionais das proteínas de soro de leite bovino
Kinsella35 define propriedades funcionais como “as propriedades físicas e químicas de um componente alimentar que influenciam a manipulação, processamento, estocagem, preparação, embalagem, estabilidade, e principalmente, os atributos de qualidade padrão de um produto alimentar (cor, odor, sabor, textura)”. As propriedades funcionais geralmente reconhecidas como importantes são solubilidade, gelatinização, viscosidade, aeração, capacidade emulsificante, absorção de água e gordura e capacidades de retenção ou ligação.59
As propriedades funcionais podem variar com pH, temperatura, concentração, troca iônica, constante dielétrica do meio, interações com outras moléculas, tratamentos de processamento e modificações químicas e enzimáticas.35 A desnaturação térmica das proteínas leite pode alterar suas propriedades funcionais19 uma vez que promove interações das proteínas do soro desnaturadas com micelas de caseína42. A formulação e o processamento podem influenciar a seleção e comportamento da proteína, entretanto, a seleção da proteína também poderá implicar na otimização da formulação e do processamento.29 Os ingredientes podem interagir, mudando a funcionalidade efetiva da proteína, ou seja, a seleção do ingrediente e ordem de adição influenciará as característica do produto final.29 Similarmente, o processamento do produto também pode modificar a funcionalidade da proteína cabendo, portanto, enfatizar que simples testes funcionais geralmente não predizem as características das proteínas em sistemas alimentícios.29 A maneira com que as proteínas interagem com outros componentes alimentícios, assim como entre si, determina sua funcionalidade.38 Modificações de processamento tais como tratamento térmico seletivo, desmineralização seletiva ou troca iônica, hidrólise enzimática proteolítica podem ser usados para alterar estas propriedades funcionais para uma aplicação desejada.59 Importante frisar é que nunca uma propriedade funcional se manifesta de forma isolada no produto, assim, por exemplo, para exercer a propriedade emulsificante é
necessário que a proteína seja solúvel.
A regra precisa da estrutura protéica e como sua transformação estrutural no meio alimentício contribui para a expressão das propriedades sensoriais ainda não está bem compreendida.16 Os atributos desejáveis de alimentos podem estar direta ou indiretamente relacionados à funcionalidade de seus componentes protéicos.38 As propriedades funcionais das proteínas em alimentos estão relacionadas com suas características estruturais e físico-químicas.17 Logo, uma propriedade funcional específica pode ser avaliada através da medição de uma propriedade física.
2. Sorvete
O sorvete é um alimento aerado e congelado, constituído de produtos lácteos e não lácteos pasteurizados e dosados para obter-se o percentual desejado de gordura láctea e sólidos não gordurosos do leite (SNGL).4, 9
Os ingredientes, assim como os métodos de processamento e congelamento, influenciam as características da mistura e do produto final. Logo, o balanço é feito de forma a se obter resultados desejáveis sob certas condições limitadas de processamento e manipulação da mistura ou do sorvete final.40 O conjunto de todos os ingredientes do sorvete, com exceção do ar é definido como
“mistura”.
2.1. Formulação
A composição do sorvete é, geralmente, 0-20%
gordura, 8-15% SNGL, 13-20% açúcar, 0-1.0% estabilizante/
emulsificante e 32-45% sólidos totais. 23, 40, 49 58, 62, 64, 66, 70 Assim, é constituído principalmente de carboidratos, gordura, proteínas, minerais, vitaminas, além da água e do ar.
A seleção dos ingredientes deve considerar a disponibilidade e perecibilidade de produtos, a disponibilidade de equipamentos, efeitos das condições de processamento sobre a mistura, entre outros. A formulação é definida com base em regulamentações vigentes, no tipo de produtos de leite e equipamentos disponíveis, em exigências contratuais, no tipo de concorrência que o produto irá enfrentar, no efeito da combinação proposta de sólidos sobre a qualidade e operações de congelamento e, finalmente, nos custos.66 A composição do sorvete também varia em diferentes localidades e em diferentes mercados, de acordo com a opinião dos fabricantes e com as condições sob as quais esses operam.
Um sorvete de alto padrão requer uma mistura com matérias primas de boa qualidade. Entre os produtos lácteos utilizados, podemos citar creme de leite, manteiga, leite, soro de leite, caseína, caseinato, além de outras fontes lácteas usadas como alternativa para redução de custos ou melhoria das propriedades funcionais (leite desnatado ou integral em pó, leite condensado integral ou desnatado e sólidos do soro).40, 62
Os produtos não lácteos mais utilizados são açúcares, estabilizantes, emulsificantes, essências e corantes. Outros
ingredientes tais como amidos, ovos ou derivados, frutas, nozes, essências e produtos especiais podem ser adicionados.40 Um dos objetivos de modificar as formulações do sorvete é produzir um produto com textura desejável e, como conseqüência da melhoria da estrutura física do sorvete, ocorrerá a obtenção da melhor textura.61
A água está presente nesta sobremesa congelada como um líquido, um sólido e uma mistura dos dois estados físicos. O ar encontra-se disperso através da emulsão gordura-matriz.40 A quantidade de ar no sorvete é importante, devido sua influência na qualidade, conferindo ao produto maciez, devendo obedecer aos padrões regulamentados na legislação nacional.40
2.2. Manufatura
Definidos os requisitos de composição relacionados com qualidade e quantidade, a mistura está pronta para o processamento. Inicialmente tem-se a combinação dos ingredientes em uma suspensão/solução homogênea antes de colocá-la no tanque de mistura.40, 62
Na sequência, a mistura é pasteurizada e homogenizada. A pasteurização é o processo de aquecimento por tempo e temperatura definidos para eliminação de microorganismos indesejáveis (por no mínimo 30 minutos segundo Portaria nº379 do Diário Oficial da União de 29 de abril de 1999). A homogenização, responsável pela formação da emulsão da gordura, é realizada forçando-se a passagem da mistura aquecida através de pequenos orifícios, sob condições moderadas de pressão (200-3000 psi).23
Após a homogenização, a mistura é resfriada rapidamente (0-4ºC) objetivando preservar a segura e controlada quantidade bacteriana e o sabor fresco.61 Nessa etapa a essência é introduzida. Recomenda-se uma maturação (0-4ºC por 12-24h) para melhor hidratação das proteínas do leite e do estabilizante e ainda para melhorar a qualidade de aeração da mistura, mas muitas indústrias não realizam essa etapa seguindo direto ao congelamento.24
No congelamento ocorre rápido resfriamento (abaixo de -5ºC) e vigorosa agitação para incorporação de ar.40 Essa uma das operações mais importantes da manufatura do sorvete, da qual dependerá a qualidade e sabor do produto final.70
Vários passos no processo de fabricação do sorvete, incluindo pasteurização, homogenização, maturação, congelamento e armazenamento, contribuem para o desenvolvimento da estrutura do sorvete.23, 25, 61 A estrutura determinará a aparência, viscosidade, consistência e, consequentemente, os aspectos sensoriais finais do produto.70
2.3. Verificação da qualidade
A qualidade de um sorvete depende do respeito a
limites de confiança quanto aos atributos de composição, valor nutritivo, propriedades de manipulação (viscosidade, ponto de congelamento e taxa de aeração da mistura), propriedades sensoriais (sabor, corpo, textura, cor, palatibilidade geral), características de derretimento, conteúdo microbiológico, embalagem e custo do produto final.40
A avaliação sensorial para verificação da aceitação dos consumidores é crítica para o desenvolvimento de produtos. As propriedades sensoriais do sorvete podem ser classificadas em categorias de aparência (cor, maciez, regularidade), aroma (sensação percebida através do olfato6), gosto (sensação percebida pelos órgãos gustativos, quando estimulados por determinadas substâncias solúveis6), sabor (combinação das sensações transmitidas por reações químicas quando a comida entra em contato com a boca, somada as sensações de tato, percepções de cheiro retronasal e sensasões trigeminais, como por exemplo frio ou calor6), textura (dureza, viscosidade, cremosidade) 6, palatabilidade (combinação das propriedades de um produto, percebidas na cavidade oral, que o torna agradável ao consumo6) e corpo ou preenchimento bucal 3.
Podem ser usados testes sensoriais analíticos, como testes de diferença e análises descritivas, para obtenção de informações qualitativas e quantitativas sobre propriedades sensoriais da sobremesa congelada. Como um complemento para esses testes, são efetuadas medições instrumentais objetivas de propriedades sensoriais, particularmente com relação à cor, textura e preenchimento bucal. Os testes afetivos ou de preferência, aplicados em consumidores em potencial, são indicados para avaliar a aceitação do produto.
O produto ideal deve: possuir um sabor típico, fresco, agradável e delicado; ter textura definida e macia; possuir resistência moderada; derreter lentamente em forma de líquido com a aparência da mistura original (sem separações de fase); ter uma cor natural; possuir partículas regularmente distribuídas; e ter contagem bacteriana baixa. O produto deve ainda ter as especificações de composição coerentes com o nome e os ingredientes e valores nutricionais identificados no rótulo.
Defeitos como sabor rançoso ou coloração desigual não podem ser corrigidos pela mudança nas concentrações dos constituintes.9 Entretanto, outros defeitos como falta de sabor (concentração insuficiente de essência), falta maciez (insuficiência de gordura), arenosidade (concentração muito alta de lactose), ou produto pouco encorpado (baixo conteúdo de sólidos totais ou pouco estabilizante), podem ser corrigidos através da alteração da composição da mistura.40
3. Aplicação de produtos de soro de leite em sorvete Os produtos protéicos de soro de leite têm sido incluídos nas formulações de sorvetes devido a sua contribuição favorável para qualidades sensoriais e de textura do produto e ainda fonte alternativa de SNGL de
mais baixo custo.54, 64 As proteínas alimentares são utilizadas como ingredientes devido a seu valor nutritivo, propriedades físico-químicas e funcionais48, embora a seleção final seja feita com base nas melhores propriedades que a proteína promoverá no produto final com o menor custo possível.29 A compreensão do comportamento físico- químico e funcional destes ingredientes e a alteração destas propriedades sob certas condições de processamento é essencial para utilização de suas capacidades dentro do processamento de novos produtos.17, 32 As proteínas do soro de leite são incorporadas em produtos manufaturados ou por sua funcionalidade ou para fortificação e não se espera geralmente que contribuam para o sabor.19
Os sólidos do soro tem sido utilizados para substituir até um quarto dos SNGL no sorvete (padrão da legislação nos Estados Unidos), e, sendo de baixo custo, são freqüentemente utilizados como substituintes dos sólidos do leite desnatado.40 Na produção de sorvete as proteínas lácteas atuam como emulsificante e estabilizante, prevenindo a aglomeração dos glóbulos de gordura e permitindo a estabilidade da aeração durante o congelamento.19 Um excesso de sólidos do soro deve ser evitado uma vez que este pode conferir gosto salgado ao produto final.66
A formulação e o processamento influenciam o comportamento de uma proteína em uma aplicação alimentícia específica, desta forma não há um procedimento
simples para otimizar a seleção de algum ingrediente protéico.29
As propriedades funcionais dos produtos protéicos de soro de leite bovino, como solubilidade em água, emulsificação e formação de espuma são importantes para sorvetes.58 A capacidade de solubilizar-se em água é uma propriedade do CPS que pode ser utilizada em sobremesas congeladas para retardar o desenvolvimento de cristais de gelo.46 As proteínas interagem na interface óleo/água durante a homogenização para estabilizar a emulsão. As proteínas, durante o congelamento, têm a função de controlar a desestabilização da gordura.24, 25, 26 Assim, aumentando a quantidade de proteínas do soro na interface óleo/água diminui a tensão superficial e aumenta ligeiramente a viscosidade da mistura o que melhora a coalescência parcial no freezer.26 As interações entre proteínas-lipídios são de grande importância nos processos tecnológicos.14 Vários estudos foram conduzidos visando avaliar o efeito da introdução, em sorvetes, de diferentes produtos protéicos de soro de leite, como substituintes do leite desnatado em pó (Tabela 3) evidenciando vantagens dessa substituição.
Coder e Parsons15 propuseram a substituição de 50 e 100% do leite em pó desnatado por concentrado protéico de soro, em sorvete de baunilha. A comparação dos produtos substituídos com o padrão (sem substituintes do leite em pó) foi realizada por teste sensorial (teste de aceitação dos consumidores) indicando não ter ocorrido diferença na aceitação entre as amostras.
Referência Substituinte Substituição (%)a Formulação Percentual
SNGL Gordura Açúcar Amido Est./Emul
Coder e Parsons15 CPS 50 e 100 22.0 10.5 13.0 3.0 0.30
Young et al.72 Sorob 53 11.0 10.0 9.7 6.2 0.35
Guy28 Soro docec 0 a 11 13.6 12.0 8.3 - 0.28
Thompson et al.63 CPS 10, 20, 30 12.0 10.0 12.0 5.0 0.50
Parsons et al.54 Soro doce 50 e 100 22.0 10.5 13.0 3.0 0.30
Naidu et al.49 Soro líquido 10, 20, 30 11.0 10.0 15.0 - 0.30
Adesso e Kley1 Soro desmin.d 15, 25, 50,75 e 100 10.5 10.0 15.0 - 0.25 Adesso e Kley1 Soro desm. conc.e 15, 25, 50,75 e 100 10.5 10.0 15.0 - 0.25
Lee e White36 Retentadof 20, 50 e 75 9.7 12.0 12.0 4.0 0.30
Lee e White36 CPS 20, 50, 75 e 100 9.7 12.0 12.0 4.0 0.30
Gelin et al.21 CPS 100 38.0 8.0 6.0 - 0.18
Ruger et al.58 CPS 1.0 10.0 11.0 13.0 3.0 0.10
aRefere-se ao percentual realizado de substituição do leite em pó desnatado.
bSoro lactose hidrolizado e neutralizado.
cSoro doce lactose hidrolizado.
dSoro desmineralizado.
eSoro desmineralizado concentrado.
fResultante de ultrafiltração.
Tabela 3 - Pesquisas com substituintes do leite em pó desnatado em sorvete .
O soro líquido, neutralizado e lactose-hidrolisado, obtido do queijo cottage, foi utilizado por Young et al.72 para substituir 53% dos sólidos do sorvete. A avaliação do efeito foi feita por comparação, com o padrão (59% de leite desnatado), através de análises químicas, físicas e sensoriais (escala hedônica de 9 pontos com extremos gostei e desgostei). O estudo demonstrou que o soro neutralizado, lactose-hidrolisado pode ser utilizado como ingrediente em sorvete para fornecimento de corpo.
Guy28 também avaliou a substituição dos sólidos não gordurosos do leite por sólidos de soro doce lactose- hidrolisado, em sorvete sabor baunilha. Além do teste sensorial (sabor e textura) aplicado, os produtos foram avaliados quanto a viscosidade, tempo e temperatura de congelamento, resistência ao derretimento, “overrun”, firmeza e comportamento em choque térmico. Níveis de substituição acima de 2.75% acarretaram a progressiva perda de qualidade dos produtos estocados.
O uso de concentrado protéico de soro em sorvete, segundo Thompson et al.63, acarretou em aumento de viscosidade, maior resistência ao derretimento e redução do tempo de congelamento e diminuição do “overrun”.
Parsons et al.54 utilizaram provadores treinados para testar o efeito sensorial de 50 e 10% de substituição do leite em pó desnatado por soro doce em pó, concentrado protéico e caseinato de sódio, em sorvete de baunilha. Os resultados mostraram não haver diferença estatisticamente significativa quanto ao sabor, corpo, textura e aceitação entre as amostras testadas.
Naidu et al.49 concluiram, através de testes sensoriais e físico-químicos (acidez titulável, pH e viscosidade), que o soro líquido do queijo pode ser satisfatorioamente utilizado, na formulação de sorvetes, em níveis de até 20% de substituição dos sólidos não gordurosos do leite. O produto preparado com substituição de 20% do leite por soro foi o mais aceito sensorialmente.
Adesso e Kley1 testaram a substituição do leite em pó desnatado por soro desmineralizado e soro desmineralizado concentrado, em níveis 15, 25, 50, 75 e 100%, na formulação de sorvete. Os resultados indicaram a boa aceitação sensorial (aparência, textura e sabor) dos produtos com substituintes, comparativamente ao padrão sem substituição.
Em 1991, Lee & White36 publicaram resultados de estudo da substituição dos sólidos não gordurosos do leite por 25, 50, 75 e 100% de concentrado protéico de soro, em sorvete sabor baunilha. Os produtos foram avaliadas quanto ao pH, viscosidade, overrun, tempo de derretimento, qualidade microbiológica e propriedades sensoriais a 1, 30 e 90 dias de estocagem. A substituição acarretou em diminuição dos valores do pH e da viscosidade, com o aumento percentual do concentrado protéico na mistura. A avaliação sensorial, entretanto, demonstrou boa aceitação dos provadores. Gelin et al.21 encontraram que a substituição do leite em pó desnatado por concentrado protéico de soro de leite bovino aumentou a eficiência contra a coalescência.
Ruger et al.58 realizaram estudos com a substituição
de 1% do leite em pó desnatado por concentrado protéico de soro de leite bovino e verificaram não haver diferença significativa entre a amostra padrão e substituída quanto aos atributos sensoriais avaliados: intensidade de sabor, aceitabilidade, presença de cristais de gelo, intensidade da cor, cremosidade e textura global. O produto substituído apresentou ainda menor tamanho médio dos cristais de gelo, após 18 semanas de estocagem, comparativamente ao padrão sem substituição.
Silva et al.60 adicionaram produto de soro ácido em pó substituindo os sólidos não gordurosos do leite em níveis 100, 80, 60 e 30% e compararam com o padrão sem substituição. Através de teste sensorial direcionado a percepção do sabor concluiram não haver diferença estatistica significativa (p 0,5) entre as amostras quanto ao atributo avaliado, sugerindo a possibilidade desta substituição.
Conclusão
Concluímos, fundamentados nos estudos apresentados, que a aplicação de produtos de soro de leite bovino promove nas melhorias nas características físicas, químicas e sensoriais dos sorvetes. Essas constatações e a consideração de ser o soro um sub-produto da indústria láctea brasileira ainda sem aproveitamento expressivo, evidenciam um campo de pesquisa promissor quanto a expressivas contribuições científicas, econômicas e sociais.
Confirmando essa tendência apresentaremos, em nosso próximo trabalho, os resultados positivos obtidos com a substituição do leite em pó por produtos de soro de leite bovino na formulação de sorvete. O soro deve ser definitivamente desmistificado como rejeito: assim como na indústria da soja onde, no passado o óleo era o principal produto e hoje a torta (proteína) é o produto principal e o óleo um sub-produto, os mais modernos já consideram nos, Estados Unidos, que o queijo é um sub-produto da indústria de soro de leite.
SILVA, K.; BOLINI, H.M.A.; ANTUNES, A.J. Bovine whey in ice cream. Alim. Nutr., Araraquara, v. 15, n. 2, p. 187- 196, 2004.
ABSTRACT: Milk whey is a by-product from cheese and casein manufacture, being obtained in acid or sweet form. Basically constituted of water, proteins, lactose and minerals and its concentration leads to the production of several protein ingredients which represent an aggregation of value to a by-product from the cheese industry. These ingredients can be applied to improve or to modify the functional and nutritional properties of a myriad of dairy products. Milk solids not fat (MSNF) is an economically viable substitute in ice cream formulas. This review discusses important features of milk whey, focusing on its composition,
production alternatives, manufacturing procedures and its chemical, functional properties and sensorial characteristics. In the sequence, it presents an ice cream overview; important aspects of its formularization, manufacture and quality standards. Finally, it discusses meaningful research carried out on the introduction of different bovine whey products in ice cream, and critically evaluates their roles in the tested products.
KEYWORDS: Ice-cream; whey; by-product; overrun;
waste water.
Referências bibliográficas
1. ADDESSO, K.M.; KLEY, K.H. Development of an acceptable ice cream possessing a reduced sodium content. J. Food Sci., v.51, n.6, p.1467-1470, 1986.
2. AGIN, D.et al. Effect of whey protein and resistant exercise of body cell mass, muscle strength and quality of life in women with HIV. Aids, v.15 n.18, p.2431-2440, 2001.
3. AKOH, J. Fats, oils and fat replacers. Food Technol., v.52, n.3, p.47-53, 1998.
4. ANDREASEN, T.G.; NIELSEN, H. Ice cream and aerated desserts. In: EARLY, R. The technology of dairy products. London: Blackie, 1992. p.197-220.
5. ANTUNES, A.J. Funcionalidade de proteínas do soro de leite bovino. São Paulo: Manole Ltda., 2003. 150 p.
6. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 12806. Rio de Janeiro, 1993. 8.p.
7. BELL, S. J.; SHABERT, J. Nutritional supplement to alleviate stress symptoms associated with reduced levels of serotonin. U. S. Pat. Appl. Publ Cont.-in-part of U.S.
Ser. No. 783, 709. US 2002147153 A1, 2002
8. BELOBRAJDIC, D. P.; MCINTOSH, G. H.; OWENS, J.
A. Whey proteins protect more than red meat against azoxymethane induced ACF in Wistar rats. Cancer Lett., v. 198, n.1, p.43-51, 2003.
9. BODYFELT, F.W.; TOBIAS, J.; TROUT, G.M. Sensory evaluation of ice cream and related products. In . The sensory evaluation of dairy products. New York:
Library of Congress Cataloging-in-Publication Data, 1998. p.166-226.
10. BOMSER, J.; KENT, K.; HARPER, J. Effect of whey protein isolate on intracellular glutathione and oxidant- induced cell death in human prostate epithelial cells.
Toxicol. In Vitro, v.17, n.1, p.27-33, 2003.
11. BOUNOUS, G.; MOLSON, J. H. The antioxidant system. Anticancer Res., v. 23, n.2B, p.1411-1416, 2003.
12. BURKIN, A. A.; KONONENKO, G. P.; SOBOLEVA, N. A. Products of spontaneous conjugation of aflatoxins with bovine serum albumin: immunochemical properties. App. Biochem.Microbiol., v.39, n.2, p. 202- 209, 2003.
13. CAYOT, P.; LORIENT, D. Structure-function
relationships of whey proteins. In: DAMODARAN, S.;
PARAF, A. Food proteins and their applications. New York: Marcel Dekker, 1997. p.225-255.
14. CHOBERT, J.M.; HAERTLÉ, T. Protein-lipid and protein-flavor interaction. In: DAMODARAN, S.;
PARAF, A. Food proteins and their applications. New York: Marcel Dekker, 1997. p.143-170.
15. CODER, D.; PARSONS, J.G. The effects of processes wheys and caseinate on composition and consumer acceptance of ice cream. J. Dairy Sci., v. 62, suppl.1, p.35-35, 1979.
16. DAIRY MANAGEMENT. Acid whey functions as prebiotic in yogurt. Dairy discovery. Disponível em:
www.extraordinary.com/c_ts_acidwhey.asp. Acesso em:
24 fev. 2004.
17. DAMODARAN, S. Food proteins: an overview In:
DAMODARAN, S.; PARAF, A. Food proteins and their applications. New York: Marcel Dekker, 1997.
p.1-24.
18. DAVIS, M. et al. Reducing cholesterol with hydrolyzed whey protein. Pat. Appl. WO 0363778, A2 20030807, 2003.
19. EVANS, E.W. Uses of milk proteins in formulated foods. In: HUDSON, B. J. F. Developments in food proteins. New York: Elsevier,1982. p.131-163.
20. GALE CROUP. Ice-cream firms want to use more whey.
The Food Institute Report. Washington, 2003.
Disponível em: www.foodinstitute.com/c25/
addtocorl.cfm. Acesso em: 23 jun. 2003.
21. GELIN, J.L. et al. Interactions between food components in ice cream II: structure-texture relationships. Food hydrocolloids, v.10, n.4, p.199-215, 1996.
22. GENGLE, B. Research continues to examine health benefits, functionality of whey protein. Cheese Market News, The Weekly Newspaper of the Nation’s Cheese and Dairy/ Deli Business, 2003. Disponível em:
www.helthwhey.org/articles/CMN9-12.pdf . Acesso em:
04 abr. 2004.
23. GOFF, H.D. Colloidal aspects of ice cream: a review.
Int. Dairy J. v. 7, n. 6, p.363-373, 1997.
24. GOFF, H.D. Instability and partial coalescence in whippable dairy emulsions. J. Dairy Sci., v.80, n.10, p.2620-2630, 1997.
25. GOFF, H.D.; JORDAN, W.K. Action of emulsifiers in promoting fat destabilization during the manufacture of ice cream. J. Dairy Sci. v.72, n.1, p.18-29, 1989.
26. GOFF, H.D.; KINSELLA, J.E.; JORDAN, W.K.
Influence of various milk protein isolates on ice cream emulsion stability. J. Dairy Sci. v.72, n.2, p.385-397, 1989.
27. GUINARD, J.X. Session III: additives, colours, flavours. In: BUCHHEIM, W. Ice Cream - Proceedings of the international symposium held in Athens. Int.
Dairy Fed., p. 91-103, 1998.
28. GUY, E.J. Partial replacement of nonfat milk solids and cane sugar in ice cream with lactose hydrolysed
sweet whey solids. J. Food Sci, Chicago, v.45, n.1, p.129-133, 1980.
29. HARPER, W.J. Whey proteins. Food Technol New Zealand. v.19, n.1, p.21-28, 1994.
30. HAYASAWA, H. et al. Interleukin-18-inducing agents containing whey protein hydrolyzates, and manufacture thereof. Pat. Appl. WO 0337364 A1, 2003.
31. HUFFMAN, L.M. Processing whey protein for use as a food ingredient. Food Technol. v.50, n.2, p.49-52, 1996.
32. JAYAPRAKASHA, H.M.; BRUECKENER, H. Whey protein concentrate: a potential functional ingredient for food industry. J. Food Sci. Technol. v.36, n.3,p.189- 204, 1999.
33. JELEN, P. Industrial whey processing technology: An overview. J. Agric. Food Chem. v.27, n.4, p.658-661, 1979.
34. KINSELLA, J.E. Milk proteins: physicochemical and functional properties. CRC Critical Rev. Food Sci.
Nutr., v.21, n.3, p.197-262, 1984
35. KINSELLA, J.E. Physical properties of food and milk components: research needs to expand uses. J. Dairy Sci., v.70, n.11, p.2419-2428, 1987.
36. LEE, F.Y.; WHITE, C.H. Effect of ultrafiltration retentates and whey protein concentrates on ice cream quality during storage. J. Dairy Sci., v.74, n.4, p.1171- 1180, 1991.
37. LOW, P.P.L. et al. Enhancement of mucosal antibody responses by dietary whey protein concentrate. Food Agric. Immunol, v. 4, n.13, p. 255-264, 2001.
38. MANGINO, M.E. PhysicochemicaL aspects of whey protein functionality. J.Dairy Sci., v.67, n.11, p.2711- 2722, 1984.
39. MARKUS, C. R.; OLIVIER, B.; DE HAAN, E. H. F.
Whey protein rich in a-lactalbumim increases the ratio of plasma tryptophan to the sum of the other large neutral amino acids and improves cognitive performance in stress-vulnerable subjects. Am. J. Clin. Nutr., v. 75, n.6, p.1051-1056, 2002.
40. MARSHALL, R.T.; ARBUCKLE, W.S. Ice cream. 5th ed. Nova Yorque: International Thomson Publ., 1996.
349p.
41. MATTHEWS, M.E. Whey protein recovery processes and products. J. Dairy Sci. v.67, n.11, p.2680-2692, 1984.
42. McBEAN, L.D. Emerging Health Benefits of Whey.
Dairy Council Digest. v.74, n.6, 2003. Disponível em:
www.nationaldairyconcil.org/health/digest Acesso em:
04/jul. 2004.
43. Mc INTOSH, G. H.; LE LEU, R. K. The influence of dietary proteins on colon cancer risk. Nutr. Res., v. 21, n. 7, p. 1053-1066, 2001.
44. MICKE, P. et al. Effect of long term supplementation with whey proteins on plasma glutathione levels of HIV infected patients. Eur. J. Clin. Invest. v.41, p. 12-18, 2002.
45. MICKE, P. et al. Oral supplementation with whey
proteins increases plasma glutathione levels of HIV infected patients. Eur. J. J. Clin. Invest. v. 31, n. 2, p.
171-178, 2001.
46. MORR, C.V. Beneficial and adverse effects of water- protein interactions in selected dairy products. J. Dairy Sci., v.72, n.2, p.575-580, 1989.
47. MORR, C.V.; FOEGEDING, E.A. Composition and functionality of commercial whey and milk protein concentrates and isolates: A status report. Food Technol., v.44, n.1, p.100-112, 1990.
48. MULVIHILL, D.M. Production, functional properties and utilization of milk protein products. In: FOX, P.F.
Advanced dairy chemistry - 1: proteins. Londres:
Blackie Academic Professional, 1997. v.1, p.369-404, 49. NAIDU, P.G. et al. Effect of utilisation of whey in ice
cream. Indian J. Dairy Sci., v.39, n.1, p.94-94, 1986.
50. NICODEMO, A. et al.The effects of whey proteins on lipoprotein metabolism and oxidative stress: a review of human and animal studies. Recent Res. Dev Lipids.
v. 4, pt.2. p. 245-302, 2000.
51. ORCHARD, R.L. Wastes and effluent requirements of the dairy industry. Am. Dairy Revi.,v.45, n.5, p.45-57, 1972.
52. OEVERMANN, A.et al. The antiviral activity of naturally occurring proteins and their peptide fragments after chemical modification. Antiviral Res., v. 59, n. 1, p. 23-33, 2003.
53. PARODI, P. W. Milk components with anticancer potential. Bull. Int Dairy Feder., v. 375, p.97-102, 2002.
54. PARSONS, J.G.; DYBING, S.T.; CODER, D.S.
Acceptability of ice cream made with processed wheys and sodium caseinate. J. Dairy Sci., v.68, n.11, p.2880- 2885, 1985.
55. PELLEGRINI, A.; SCHUMACHER, S.; STEPHAN, R. In-vitro activity of various antimicrobial peptides developed from the bactericidal domains of lysozyme and beta-lactoglobulin with respect to Listeria monocytogenes, Escherichia coli O157, Salmonella spp.
and Staphylococcus aureus. Arch. Lebensmittelhyg., v. 54, n. 2, p.34-36, 2003.
56. PELLEGRINI, A. et al. Isolation and characterization of four bactericidal domains in the bovine beta- lactoglobulin. Biochim. Biophys. Acta. v. 1526, n. 2, p. 131-140, 2001.
57. ROTH, J. A. et al.Enhancement of neutrophil function by ultrafiltered bovine whey. J. Dairy Sci., v. 84, n. 4, p. 824-829, 2001.
58. RUGER, P.R.; BAER, R.J.; KASPERSON, K.M. Effect of double homogenization and whey protein concentrate on the texture of ice cream. J. Dairy Sci., v.85, n.7, p.1684-1692, 2002.
59. SCHMIDT, R.H.; PACKARD, V.S.; MORRIS, H.A.
Effect of processing on whey protein functionality, J.
Dairy Sci. v.67, n.11, p.2723-2733, 1984.
60. SILVA, K.; ANTUNES, A.J.; CARDELLO, H.M.A.B.
Adição do soro ácido de leite bovino na formulação de
sorvete. In: SIMPÓSIO LATINO AMERICANO DE CIÊNCIA DE ALIMENTOS, 2003.
61. STANLEY, D.W.; SMITH, A.K.; GOFF, H.D. Texture- structure relationships in foamed dairy emulsions. Food Res. Int.. v.29, n.1, p.1-13, 1996.
62. STOGO, M. Ice cream and frozen desserts: a commercial guide to production and marketing. New York. John Wiley and Sons, 1997. 541p.
63. THOMPSON, L.U. et al. Succinylated whey protein concentrates in ice cream and instant puddings, J. Dairy Sci., v.66, n.8, p.1630-1637, 1983.
64. TIRUMALESHA, A.; JAYAPRAKASHA, H.M. Effect of admixture of spray dried whey protein concentrate and butter milk powder on physico-chemical and sensory characteristics of ice cream. J. Dairy Sci., v.51, n.1, p.13-19, 1998.
65. TORNBERG, E.; PERSSON, K.; OLSSON, A. The structural and interfacial properties of food proteins in relation to their function in emulsions. In: LARSSON, K. FRIBERG, S. Food emulsions. 2nd ed. New York:
Marcel, 1997. p.279-352.
66. TURNBOW, G.D.; TRACY, P.H.; RAFFETTO, L.A.
The ice cream industry. 2nd ed. New York: John Willy and Sons, 1947. 381p.
67. VERMEIRSSEN, V. et al. Angiotensin-I Converting
Enzyme (ACE) inhibitory peptides derived from pea and whey protein. Meded Rijksuniv Gent Fak Landbouwkd Toegep Biol Wet, v. 67, n. 4, p. 27-30, 2002.
68. VERMEIRSSEN, V. at al. The impact of fermentation and in vitro digestion on the formation of angiotensin- I-converting enzyme inhibitory activity from pea and whey protein. J Dairy Sci., v. 86, n. 2, p. 429-438, 2003.
69. VOORBERGEN, M.; ZWANENBERG, A. Whey-ing the future. Dairy Ind. Int., v.67, n.1, p.25-28, 2002.
70. WALSTRA, P.; JONKMAN, M.. Session I: emulsion and foam stabilization. In: BUCHHEIM, W. Ice Cream - Proceedings of the international symposium held in Athens. Int. Dairy Fed. p.17-24, 1998.
71. WALZEM, R. L.; DILLARD C. J.; GERMAN, J. B.
Whey components: Millennia of evolution create functionalities for mammalian nutrition: What we know and what we may be overlooking. Crit. Rev. Food Sci.
Nutr., v. 42, n. 4, p. 353-375, 2002.
72. YOUNG, C.K. et al. Acceptability of frozen desserts made with neutralized, hydrolyzed, fluid cottage cheese whey. J. Food Sci., v.45, n.4, p.805-809, 1980.
73. ZALL, R.R. Trends in whey fractionation and utilization, a global perspective. J. Dairy Sci., v.67, n.11, p.2621-2629, 1984.
