Processos de
pasteurização e
esterilização do leite
CONTAMINAÇÃO DO LEITE
O leite entra em contato com microrganismos no interior do
úbere, e ao deixar a glândula mamária pelo orifício do teto;
2
Principais Fontes de Contaminação do Leite
- Animal: Internamente (úbere, outros órgãos contendo patógenos)
Externamente (urina e fezes do animal, pelos, etc)
- Ambiente: Estábulo
Ração
Poeira (microrganismos do ar)
- Tratadores
- Utensílios: Recipientes sujos, lavados com água contaminada e expostos em
ambientes impróprios
3
Microrganismos x Qualidade do Leite
4
Bactérias Mesófilas x Qualidade do Leite
Bactérias Lácticas
• Habitam o úbere (comensais)
• Fermentam a lactose com produção de ácido láctico,
deteriorando rapidamente o leite cru
• Promovem a acidez do leite
• Incluem os gêneros:
Lactobacillus, Lactococcus (fermentos)
Enterococcus (origem intestinal)
Streptococcus (causador de mastite e processos
infecciosos)
5
Bactérias Mesófilas x Qualidade do Leite
Bactérias do Grupo dos Coliformes
• Pertencem à família das enterobactérias
• Origem (ambiente, intestino de animais)
• Não são originais do leite, sendo indicativo de
contaminação externa
• Fermentam a lactose produzindo gás e diversos ácidos
que deterioram o leite (ác. fórmico, acético,
propiônico...)
• Importantes deteriorantes do queijo (inchaço do queijo,
acidez excessiva e queijo quebradiço)
• Incluem os gêneros:
Enterobacter, Escherichia, Serratia
6
Bactérias Psicrotróficas x Qualidade do Leite
• Origem: ambiente (solo, equipamentos e áreas refrigeradas)
• Crescem em temperaturas de refrigeração com baixa taxa de
reprodução. Principal gênero: Pseudomonas
• Possuem metabolismo capaz de degradar proteínas e gorduras
do leite
• Prejuízos:
- Proteólise: Sabor amargo em queijos
Dificuldade na coagulação do leite
Má qualidade do iogurte
- Lipólise: Sabor estranho e rançoso em leite e derivados
• Controle: Pasteurização
7
Bactérias Termodúricas x Qualidade do Leite
• São resistentes aos processos térmicos (endósporos)
• Deteriorantes do leite pasteurizado
• Origem: ambiente, ração e intestino animal
• Incluem os gêneros:
Enterococcus
Bacillus
Clostridium
• Esporos: resistem ao processo Longa Vida
(130 o
C / 3s)
8
Contagem de Bactérias no Leite por
Diferentes Métodos de Ordenha
9
Composição do leite/Processos Térmicos
 Acima de 45ºC, toda gordura se encontra na fase líquida
 A estabilidade térmica da fração protéica é influenciada por pH, cálcio e outros.
 A micela de caseína é notavelmente estável a calor
 10 min a 140ºC sem coagulação
 O pH é o principal fator relacionado à formação de coágulos de caseína no
tratamento térmico
 O pH do leite pode influenciar outras propriedades, como:
 Estabilidade coloidal
 Escurecimento por reações
de Maillard
 Formação de Lactulose
Princípios de transferência de calor
 Todos os processos térmicos envolvem 3 períodos
distintos
 Aquecimento
 Manutenção
 Resfriamento
 No processamento térmico, o objetivo é maximizar
a transferência (J/s ou BTU/h)
 Processos térmicos podem ser classificados como
diretos ou indiretos*
Princípios de transferência de calor
Termização e tindalização
 A termização é o tratamento mais brando dado ao
leite.
 Temperatura entre 57-68ºC por 15s
 O objetivo é reduzir o crescimento de bactérias
psicrotróficas.
 O leite termizado pode ser estocado a, no
máximo, 8ºC por até 3 dias.
 Dá positivo para o teste da fosfatase alcalina.
 Em geral é seguido de uma pasteurização.
Termização e tindalização
 Criado por John Tyndall em 1877, que postulou que se o aquecimento a
100ºC fosse repetido por 3 dias:
PASTEURIZAÇÃO
Processo térmico que visa eliminar a microbiota patogênica
do leite. Neste processo há redução também da microbiota
deteriorante, o que prolonga sua conservação.
Existem três tipos de pasteurização:
Pasteurização lenta
(63-65 o
C por 30 min.)
Pasteurização rápida
(71-74 o
C por 40-45 seg.)
Pasteurização ultra-rápida
(135-150 o
C por 2-8 seg.)
15
Pasteurização
 De acordo com o Codex Alimentarius:
“A pasteurização é o tratamento por calor que visa reduzir o número de
microrganismos danosos no leite e produtos derivados, a um nível em que esses
não constituam uma ameaça significativa à saúde. Além disso, deve resultar em
um prolongamento do tempo de estoque do leite com mudanças químicas, físicas
e organolépticas mínimas......
... Logo após a pasteurização, o teste para fosfatase alcalina deve ser negativo.
Condições mínimas para pasteurização são 72º por 15s para pasteurização em
fluxo contínuo e 63º por 30 min para pasteurização em batelada. Outras
condições equivalentes podem ser atingidas por um gráfico juntando esses valores
através de uma escala logarítmica.”
Pasteurização lenta (em batelada)
Pouco Utilizada
Descontínua
Demorada
Alto consumo de energia
Redução de 95% das bactérias
Pasteurização Lenta
Altera pouco o leite
o que pode ser considerado como uma vantagem,
dependendo do destino posterior do leite
Viável para pequenos volumes
Queijarias artesanais
Leite de Cabra
Pasteurização por aquecimento contínuo
 Os tipos principais de trocadores de calor indiretos são os trocadores de placa
e os trocadores tubulares.
Pasteurização HTST (high
temperature short time)
Processo rápido e contínuo
Ideal para grandes volumes de leite
Eficiência de 99,5% na redução da carga
bacteriana
Alteração de propriedades organolépticas
Trocadores de Placas
 São amplamente usados para processos de pasteurização.
 Têm coeficiente de transferência de calor alto (grande
superfície de contato)
 São compactos
 Sua maior limitação é a pressão
Pressão limitada a 2MPa (20 bar)
 A distância normal entre placas é de 2,5 e 5 mm
 Comumente utilizado para líquidos de baixa viscosidade
Trocadores de calor tubulares
Menor coeficiente de troca de calor
Mais volumosos
Aquecimento e resfriamento mais lentos com
maior tempo de transito no resfriador
Podem acomodar pressões mais altas
Potencial para uso com líquidos viscosos ou
particulados
Bactérias Patogênicas: Sobrevivência à
Pasteurização e Crescimento a Baixas Temperaturas
23
reconstituído
Padrões do Leite Pasteurizado
(Portaria MS 451/97)
24
Fatores que afetam a qualidade do leite
pasteurizado
Qualidade do leite crú
Condições de processamento,
temperatura e tempo de
manutenção
Contaminação pós-
processamento
Temperatura de estoque
Qualidade do material crú
 O maior interesse está naquilo que
sobrevive ao processo de
pasteurização (ou de tratamento
brando)
 Além de bactérias termodúricas, a
formação de esporos é importante
 Esporos, em geral, sobrevivem a 80ºC
por 10 min.
 Esporos de Bacillus cereus são
importantes por sobreviverem ao
processo de pasteurização e
crescerem em temperaturas baixas
Temperaturas de pasteurização
 Condições normais para o leite tratado por
processo de alta temperatura e tempo
curto (HTST – high temperature short time)
são 72ºC por 15 s.
 Por que não usar temperaturas mais altas?
 Temperaturas mais altas levam a formação
do sabor de “cozido”
 Temperaturas mais altas podem levar à
germinação de esporos de Bacillus sp. por
choque térmico.
Temperaturas de pasteurização
 Temperaturas mais altas afetam o sistema
lactoperoxidase (LPS)
 Esse sistema envolve a enzima
lactoperoxidase, peróxido de hidrogênio e
tiocianato. (todos presentes no leite crú)
 Os produtos de oxidação apresentam forte
atividade antimicrobiana
 A legislação prevê que o leite pasteurizado
deve apresentar teste positivo para
atividade da peroxidase.
Contaminação pós pasteurização (CPP)
 Importante determinante de manutenção da qualidade
 A CPP abrange toda a recontaminação do produto em
qualquer ponto após a pasteurização
 Pode ocorrer nas seções de resfriamento, tanques de
estoque e na embalagem do produto devido à práticas não
adequadas de higiene.
 A presença de microrganismos que deveriam ter sido
inativados na pasteurização é indicativo de CPP, em geral,
devido a contaminação com o produto crú.
Fluxograma do
processo de
pasteurização
Leite Cru
Filtração
Resfriamento (4ºC)
Preaquecimento (50 a 60ºC)
Padronizadora ou desnatadeira (3% gordura)
Homogeneizadora (60 a 65ºC) (opcional)
Pasteurização (72 a 75ºC)
Resfriamento (4ºC)
Envase (bolsas de polietileno)
Armazenamento (4ºC)
Distribuição (4ºC)
Esterilização do leite
 A maior preocupação é a inativação de esporos
patogênicos resistentes ao calor (Clostridium botulinum)
 Isso ocorre quando o produto é aquecido a 121ºC por 3
min.
 C. botulinum não é comumente encontrado no leite crú.
 Formadores de esporos mais comuns são:
B. stearothermophilus
B. sporothermodurans
Esterilização do leite
Esterilização “in-container”
Realizado na embalagem
final em equipamento
especial
Não é utilizado na indústria
brasileira de leite
Processo de esterilização do leite por
temperatura ultra alta.
Ultra High Temperature (UHT)
Alta eficiência (> 99,99%)
Necessita de Homogenização
Vida útil alta (> 4 meses)
Verificação de esterilidade por incubação a 55ºC
por 7 dias ou 30ºC por 15 dias
Processo UHT
 Elimina todas as formas vegetativas
das bactérias
 Armazenamento em temperatura
ambiente
 Em geral, formas esporuladas
termofílicas não se desenvolvem em
temperaturas de estocagem
Layout
UHT
Processo UHT
Problemas do processo UHT
Desvantagens do leite UHT
Vantagens do leite UHT
Processamento de alta temperatura
(Leite longa vida)
 Existe uma necessidade por aumentar a vida de prateleira
de produtos pasteurizados.
 É importante evitar alterações nas características
organolépticas resultantes de condições severas de
temperatura.
 O processamento de alta temperatura é um tratamento
que apresenta condições entre a pasteurização e o UHT.
 Também conhecido como ultrapasteurização.
 Pode ser produzido usando tecnologias não térmicas como
microfiltração, bactofugação.
Comparação, pasteurização x LLV x UHT
Característica Pasteurização Leite longa vida UHT
Temp e tempo 72ºC por 15s 120-135ºC por 4-1
s
135-145ºC por 10-
2 s
Inativação
enzimática
Fosfatase –
negativa
Peroxidase –
positiva
Fosfatase –
negativa
Peroxidase –
negativa
Fosfatase –
negativa
Peroxidase –
negativa
Condições de
estoque
Refrigerado Refrigerado Temperatura
ambiente
Empacotamento Limpo Asséptico Asséptico
Tempo de
prateleira
10-14 dias 30-60 dias >6 meses
Sabor Pouca alteração Alteração média Alteração alta
Comparação, pasteurização x LLV x UHT
Característica Pasteurização Leite longa vida UHT
Lactulose (mg/l) ~0 20 a 40 80 a 500
Desnaturação de
alfa
lactoalbumina (%)
~5 ~5 ~30-80
Desnaturação da
beta-
lactoglobulina (%)
~13 ~22 ~60-100
Outra abordagem para a produção de LLV seria a adição de pequenas
quantidades de bacteriocina
Tipos de Leite Após Processo de Pasteurização
Ernani Porto, 1998
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Pasteurizacao -- Aula sobre pasteurização.pptx

  • 1.
  • 2.
    CONTAMINAÇÃO DO LEITE Oleite entra em contato com microrganismos no interior do úbere, e ao deixar a glândula mamária pelo orifício do teto; 2
  • 3.
    Principais Fontes deContaminação do Leite - Animal: Internamente (úbere, outros órgãos contendo patógenos) Externamente (urina e fezes do animal, pelos, etc) - Ambiente: Estábulo Ração Poeira (microrganismos do ar) - Tratadores - Utensílios: Recipientes sujos, lavados com água contaminada e expostos em ambientes impróprios 3
  • 4.
  • 5.
    Bactérias Mesófilas xQualidade do Leite Bactérias Lácticas • Habitam o úbere (comensais) • Fermentam a lactose com produção de ácido láctico, deteriorando rapidamente o leite cru • Promovem a acidez do leite • Incluem os gêneros: Lactobacillus, Lactococcus (fermentos) Enterococcus (origem intestinal) Streptococcus (causador de mastite e processos infecciosos) 5
  • 6.
    Bactérias Mesófilas xQualidade do Leite Bactérias do Grupo dos Coliformes • Pertencem à família das enterobactérias • Origem (ambiente, intestino de animais) • Não são originais do leite, sendo indicativo de contaminação externa • Fermentam a lactose produzindo gás e diversos ácidos que deterioram o leite (ác. fórmico, acético, propiônico...) • Importantes deteriorantes do queijo (inchaço do queijo, acidez excessiva e queijo quebradiço) • Incluem os gêneros: Enterobacter, Escherichia, Serratia 6
  • 7.
    Bactérias Psicrotróficas xQualidade do Leite • Origem: ambiente (solo, equipamentos e áreas refrigeradas) • Crescem em temperaturas de refrigeração com baixa taxa de reprodução. Principal gênero: Pseudomonas • Possuem metabolismo capaz de degradar proteínas e gorduras do leite • Prejuízos: - Proteólise: Sabor amargo em queijos Dificuldade na coagulação do leite Má qualidade do iogurte - Lipólise: Sabor estranho e rançoso em leite e derivados • Controle: Pasteurização 7
  • 8.
    Bactérias Termodúricas xQualidade do Leite • São resistentes aos processos térmicos (endósporos) • Deteriorantes do leite pasteurizado • Origem: ambiente, ração e intestino animal • Incluem os gêneros: Enterococcus Bacillus Clostridium • Esporos: resistem ao processo Longa Vida (130 o C / 3s) 8
  • 9.
    Contagem de Bactériasno Leite por Diferentes Métodos de Ordenha 9
  • 10.
    Composição do leite/ProcessosTérmicos  Acima de 45ºC, toda gordura se encontra na fase líquida  A estabilidade térmica da fração protéica é influenciada por pH, cálcio e outros.  A micela de caseína é notavelmente estável a calor  10 min a 140ºC sem coagulação  O pH é o principal fator relacionado à formação de coágulos de caseína no tratamento térmico  O pH do leite pode influenciar outras propriedades, como:  Estabilidade coloidal  Escurecimento por reações de Maillard  Formação de Lactulose
  • 11.
    Princípios de transferênciade calor  Todos os processos térmicos envolvem 3 períodos distintos  Aquecimento  Manutenção  Resfriamento  No processamento térmico, o objetivo é maximizar a transferência (J/s ou BTU/h)  Processos térmicos podem ser classificados como diretos ou indiretos*
  • 12.
  • 13.
    Termização e tindalização A termização é o tratamento mais brando dado ao leite.  Temperatura entre 57-68ºC por 15s  O objetivo é reduzir o crescimento de bactérias psicrotróficas.  O leite termizado pode ser estocado a, no máximo, 8ºC por até 3 dias.  Dá positivo para o teste da fosfatase alcalina.  Em geral é seguido de uma pasteurização.
  • 14.
    Termização e tindalização Criado por John Tyndall em 1877, que postulou que se o aquecimento a 100ºC fosse repetido por 3 dias:
  • 15.
    PASTEURIZAÇÃO Processo térmico quevisa eliminar a microbiota patogênica do leite. Neste processo há redução também da microbiota deteriorante, o que prolonga sua conservação. Existem três tipos de pasteurização: Pasteurização lenta (63-65 o C por 30 min.) Pasteurização rápida (71-74 o C por 40-45 seg.) Pasteurização ultra-rápida (135-150 o C por 2-8 seg.) 15
  • 16.
    Pasteurização  De acordocom o Codex Alimentarius: “A pasteurização é o tratamento por calor que visa reduzir o número de microrganismos danosos no leite e produtos derivados, a um nível em que esses não constituam uma ameaça significativa à saúde. Além disso, deve resultar em um prolongamento do tempo de estoque do leite com mudanças químicas, físicas e organolépticas mínimas...... ... Logo após a pasteurização, o teste para fosfatase alcalina deve ser negativo. Condições mínimas para pasteurização são 72º por 15s para pasteurização em fluxo contínuo e 63º por 30 min para pasteurização em batelada. Outras condições equivalentes podem ser atingidas por um gráfico juntando esses valores através de uma escala logarítmica.”
  • 17.
    Pasteurização lenta (embatelada) Pouco Utilizada Descontínua Demorada Alto consumo de energia Redução de 95% das bactérias
  • 18.
    Pasteurização Lenta Altera poucoo leite o que pode ser considerado como uma vantagem, dependendo do destino posterior do leite Viável para pequenos volumes Queijarias artesanais Leite de Cabra
  • 19.
    Pasteurização por aquecimentocontínuo  Os tipos principais de trocadores de calor indiretos são os trocadores de placa e os trocadores tubulares.
  • 20.
    Pasteurização HTST (high temperatureshort time) Processo rápido e contínuo Ideal para grandes volumes de leite Eficiência de 99,5% na redução da carga bacteriana Alteração de propriedades organolépticas
  • 21.
    Trocadores de Placas São amplamente usados para processos de pasteurização.  Têm coeficiente de transferência de calor alto (grande superfície de contato)  São compactos  Sua maior limitação é a pressão Pressão limitada a 2MPa (20 bar)  A distância normal entre placas é de 2,5 e 5 mm  Comumente utilizado para líquidos de baixa viscosidade
  • 22.
    Trocadores de calortubulares Menor coeficiente de troca de calor Mais volumosos Aquecimento e resfriamento mais lentos com maior tempo de transito no resfriador Podem acomodar pressões mais altas Potencial para uso com líquidos viscosos ou particulados
  • 23.
    Bactérias Patogênicas: Sobrevivênciaà Pasteurização e Crescimento a Baixas Temperaturas 23
  • 24.
    reconstituído Padrões do LeitePasteurizado (Portaria MS 451/97) 24
  • 25.
    Fatores que afetama qualidade do leite pasteurizado Qualidade do leite crú Condições de processamento, temperatura e tempo de manutenção Contaminação pós- processamento Temperatura de estoque
  • 26.
    Qualidade do materialcrú  O maior interesse está naquilo que sobrevive ao processo de pasteurização (ou de tratamento brando)  Além de bactérias termodúricas, a formação de esporos é importante  Esporos, em geral, sobrevivem a 80ºC por 10 min.  Esporos de Bacillus cereus são importantes por sobreviverem ao processo de pasteurização e crescerem em temperaturas baixas
  • 27.
    Temperaturas de pasteurização Condições normais para o leite tratado por processo de alta temperatura e tempo curto (HTST – high temperature short time) são 72ºC por 15 s.  Por que não usar temperaturas mais altas?  Temperaturas mais altas levam a formação do sabor de “cozido”  Temperaturas mais altas podem levar à germinação de esporos de Bacillus sp. por choque térmico.
  • 28.
    Temperaturas de pasteurização Temperaturas mais altas afetam o sistema lactoperoxidase (LPS)  Esse sistema envolve a enzima lactoperoxidase, peróxido de hidrogênio e tiocianato. (todos presentes no leite crú)  Os produtos de oxidação apresentam forte atividade antimicrobiana  A legislação prevê que o leite pasteurizado deve apresentar teste positivo para atividade da peroxidase.
  • 29.
    Contaminação pós pasteurização(CPP)  Importante determinante de manutenção da qualidade  A CPP abrange toda a recontaminação do produto em qualquer ponto após a pasteurização  Pode ocorrer nas seções de resfriamento, tanques de estoque e na embalagem do produto devido à práticas não adequadas de higiene.  A presença de microrganismos que deveriam ter sido inativados na pasteurização é indicativo de CPP, em geral, devido a contaminação com o produto crú.
  • 30.
    Fluxograma do processo de pasteurização LeiteCru Filtração Resfriamento (4ºC) Preaquecimento (50 a 60ºC) Padronizadora ou desnatadeira (3% gordura) Homogeneizadora (60 a 65ºC) (opcional) Pasteurização (72 a 75ºC) Resfriamento (4ºC) Envase (bolsas de polietileno) Armazenamento (4ºC) Distribuição (4ºC)
  • 31.
    Esterilização do leite A maior preocupação é a inativação de esporos patogênicos resistentes ao calor (Clostridium botulinum)  Isso ocorre quando o produto é aquecido a 121ºC por 3 min.  C. botulinum não é comumente encontrado no leite crú.  Formadores de esporos mais comuns são: B. stearothermophilus B. sporothermodurans
  • 32.
    Esterilização do leite Esterilização“in-container” Realizado na embalagem final em equipamento especial Não é utilizado na indústria brasileira de leite
  • 33.
    Processo de esterilizaçãodo leite por temperatura ultra alta. Ultra High Temperature (UHT) Alta eficiência (> 99,99%) Necessita de Homogenização Vida útil alta (> 4 meses) Verificação de esterilidade por incubação a 55ºC por 7 dias ou 30ºC por 15 dias
  • 34.
    Processo UHT  Eliminatodas as formas vegetativas das bactérias  Armazenamento em temperatura ambiente  Em geral, formas esporuladas termofílicas não se desenvolvem em temperaturas de estocagem
  • 35.
  • 36.
  • 37.
  • 38.
  • 39.
  • 40.
    Processamento de altatemperatura (Leite longa vida)  Existe uma necessidade por aumentar a vida de prateleira de produtos pasteurizados.  É importante evitar alterações nas características organolépticas resultantes de condições severas de temperatura.  O processamento de alta temperatura é um tratamento que apresenta condições entre a pasteurização e o UHT.  Também conhecido como ultrapasteurização.  Pode ser produzido usando tecnologias não térmicas como microfiltração, bactofugação.
  • 41.
    Comparação, pasteurização xLLV x UHT Característica Pasteurização Leite longa vida UHT Temp e tempo 72ºC por 15s 120-135ºC por 4-1 s 135-145ºC por 10- 2 s Inativação enzimática Fosfatase – negativa Peroxidase – positiva Fosfatase – negativa Peroxidase – negativa Fosfatase – negativa Peroxidase – negativa Condições de estoque Refrigerado Refrigerado Temperatura ambiente Empacotamento Limpo Asséptico Asséptico Tempo de prateleira 10-14 dias 30-60 dias >6 meses Sabor Pouca alteração Alteração média Alteração alta
  • 42.
    Comparação, pasteurização xLLV x UHT Característica Pasteurização Leite longa vida UHT Lactulose (mg/l) ~0 20 a 40 80 a 500 Desnaturação de alfa lactoalbumina (%) ~5 ~5 ~30-80 Desnaturação da beta- lactoglobulina (%) ~13 ~22 ~60-100 Outra abordagem para a produção de LLV seria a adição de pequenas quantidades de bacteriocina
  • 43.
    Tipos de LeiteApós Processo de Pasteurização Ernani Porto, 1998 43