Dependendo da tecnologia aplicada, como exemplo o tratamento térmico/acidificação /hidrogenização/tratamento enzimático/desmineralização ou enriquecimento específico com certos íons, soro e derivados são transformados em produtos de excelentes e especificas propriedades biológicas e funcionais, como: emulsificante, formadores de espuma e gel estável, retenção e absorção de água, coberturas, etc., de interesse para a indústria alimentícia animal e humana, química, farmacêutica e cosmética.
Para os setores não alimentícios, o potencial de aplicação do soro e derivados se justifica, como segue:
SORO
CONSERVAÇÃO
SEPARAÇÃO CREME DE SORO FINOS DE QUEIJO SORO FLUIDO ETAPAS POSTERIORES BEBIDAS LÁCTEAS RICOTA SORO EM PÓ PROTEÍNAS CONCENTRADAS PROTEÍNAS EM PÓ LACTOSE CONCENTRADA
SORO DESMINERALIZADO E CONCENTRADO SORO DESMINERALIZADO EMPÓ
• Indústria Farmacêutica
Utilização de proteínas fracionadas de alto valor biológico, dietético e fisiológico (componentes do NPN, lactoferrina, imunoglobolinas, β-globolinas, lipoproteínas, etc.
• Indústria Cosmética
Fósforo-lípídeos são altamente hidratantes e de alta absorção pela pele, com excelente propriedade saponificante.
• Indústria Química
Permeado do soro usado na produção de plásticos biodegradáveis. Plásticos são produzidos de L-lácteo. Outra interessante aplicação é a produção de ácido lácteo, processo de fermentação que dura 24 horas, enquanto o processo Standard, necessita de 5-7 dias.
• Indústria Alimentícia
No setor de alimentação animal, soro e derivados são usados para: • Substituir leite em pó;
• Suplemento mineral em rações e melaço, com uso de fosfato de cálcio;
• Lactato de amônia para ração. O rendimento é de 85,5%, sendo o índice de utilização da lactose de 99,1%;
• Produção de leveduras, com biomassa, através de utilização da lactose ou do permeado de soro.
No setor de alimentação humana, soro e derivados encontram aplicação específica, conforme a propriedade do derivado e função desejada no produto final. Como disse um grande processador de soro dos EUA: "Se for necessário produziremos grãos de soja a partir do soro". (WASEN, 1998)
Possibilidades de aplicação para o produto na alimentação humana. • Finos e creme de soro
A ideal e mais econômica aplicação é o retorno direto ao processo de queijo (finos) e padronização do leite para queijo (creme).
• Soro em Pó
Mercado e aplicação favorável para produto cristalizado e com no máximo 1,25% gordura, de preferência com teor de gordura menor que 1,0 %. O pH do soro em pó também é muito importante, devendo este ser em média 6,10 - 6,30, para uma boa comercialização.
A aplicação varia com o tipo de soro em pó e qualidade (se cristalizado, doce, ácido, desmineralizado, etc.). Produtos: sobremesas, pudins, alimentação infantil, iogurte, queijos cremosos, etc.
A obtenção do soro de leite em pó é realizado por meio de evaporação seguida de secagem (USDEC,1997).
A evaporação consiste na redução da quantidade de água presente no soro, podendo ser realizada por meio de evaporadores a vácuo de vários efeitos. O soro é pré-aquecido a 65- 70ºC e submetido ao processo de evaporação e concentra-se a 45-50% de extrato seco. Esta temperatura de aquecimento não provoca a desnaturação das proteínas (VEISSEYRE, 1988).
Segundo WU e INGLETT (1974), citados por MELLO (1989), desnaturação pode ser definida em termos gerais como qualquer modificação nas estruturas secundária, terciária e quaternária da molécula de proteína que não cause quebra das ligações covalentes.
SGARBIERI (1987), também citado por MELLO (1989), relata que embora a desnaturação resulte em perda da funcionalidade das proteínas nem sempre pode ser descrita como um problema, pois assim as proteínas têm maior digestibilidade e portanto, apresentam maior valor biológico.
O concentrado obtido é refrigerado a 7-10ºC para que a lactose se cristalize, facilitando a secagem (ROLLAND, 1991), e para se obter o soro na forma sólida realiza-se a secagem em tambores rotativos ou por atomização (SOTTIEZ, 1985; SPREER, 1991 e USDEC, 1997).
A secagem por atomização ou spray-drying envolve a atomização de soluções concentradas em um fluxo de ar quente. Através do controle do tamanho das gotículas, da temperatura e do fluxo de ar é possível evaporar a umidade ao mesmo tempo em que os
comum na fabricação de soro em pó (USDEC, 1997). A Figura 27 ilustra as etapas para a obtenção do soro em pó a partir do soro fluido.
Fonte: adaptado de USDEC (1997)
Figura 27 – Obtenção de soro de leite em pó a partir do soro fluido.
A composição química característica do soro em pó, obtido pelo processo de evaporação e secagem depende do tipo de soro utilizado e dos equipamentos de secagem utilizados (USDEC, 1997). No Quadro 11 é apresentada a composição química característica do soro em pó doce e ácido.
Quadro 11 – Composição química característica do soro em pó doce e ácido
Composição Soro doce (%) Soro Ácido (%)
Proteína 11,0-14,5 11,0-13,5 Lactose 63,0-75,0 61,0-70,0 Gordura 1,0-1,5 0,5-1,5 Cinzas 8,2-8,8 9,8-12,3 Umidade 3,5-5,0 3,5-5,0 Fonte: USDEC (1997).
Tambores rotativos ou spray drying
Soro em pó Refrigeração
Soro fluido
Pasteurização
Segundo MOOR (1989), o soro de leite pode ser caracterizado de acordo com o peso molecular de seus componentes, os quais são apresentados no Quadro 12.
Quadro 12 – Caracterização das proteínas do soro de leite de acordo com o peso molecular
Componentes Peso Molecular (D)
β-lactoglobulina 18.300
α-lactoalbumina 14.000
Imunoglobulina 15.000 – 1.000.000
Soroalbumina 69.000
Proteose-peptona 4.100 – 40.800
Fonte: adaptado de MOOR (1989)
De acordo com DAIRY MANAGEMENT INC. (2000), pode-se fazer uso destes diferentes pesos moleculares para a separação dos componentes do soro utilizando-se de tecnologia de Membranas.
Segundo a USDEC (1999), as aplicações de soro de leite como ingrediente alimentício têm sido utilizadas principalmente ao longo dos últimos 20 anos, mas o uso do soro de leite é muito antigo, e vem desde a Grécia antiga. Hipócrates já prescrevia soro de leite como fonte nutricional há mais de 2.000 anos.
Segundo DALLAS (1999), os Estados Unidos são o maior produtor e exportador de soro de leite e lactose no mundo.
De acordo com LAGRANGE e DALLAS (1998) e DALLAS (1999), o soro de leite é um ingrediente que apresenta vantagens significativas em redução eficiente de custos quando comparado a alternativas existentes e são utilizados virtualmente em todos os setores de processamento de alimentos.
Em todo o mundo o número de novos produtos lácteos está crescendo a uma taxa muito superior a qualquer outra categoria de alimentos, devido ao fato dos derivados de leite se encaixarem com perfeição na tendência atual de valorização da saúde, afirmam (LAGRANGE e DALLAS, 1998).
De acordo com LAGRANGE e DALLAS (1998), nenhum outro ingrediente apresenta flexibilidade e adaptabilidade semelhante à do soro de leite.
apresuntados proporciona aumento de rendimento do processo de fabricação, diminuição dos custos com ingredientes e aditivos e são capazes de conferir propriedades funcionais aos derivados de carne. Ao mesmo tempo ajudam a preservar a qualidade nutricional.
HUGUNIN (1999), descreve que os produtos de soro oferecem múltiplos benefícios nutricionais, sendo possível a substituição parcial dos sólidos do leite desnatado em iogurtes refrigerados por concentrados protéicos de soro. Substituições de 40% das proteínas do leite desnatado por proteína concentrada de soro a 80% proporcionam estabilidade térmica e resulta em bebidas com alta viscosidade inicial e uma melhor viscosidade depois de homogeneizado.
DALLAS (1999), relata que o soro de leite em pó e seus derivados podem ser utilizados em temperos de salgadinhos, agregando sabor, textura ou reduzir custos dos fabricantes, enquanto MING (1998), relata que pode-se adicionar soro de leite desmineralizado ou proteína concentrada de soro ao doce de leite proporcionando controle do sabor, cristalização da lactose e problemas de textura.
Em sorvetes, DALLAS (1999), relata que estudos demonstram que quando utilizado soro de leite desmineralizado, o grau de substituição pode aumentar para 30 a 40% do leite em pó desnatado sem que haja qualquer percepção da presença de soro.
Proteínas de soro podem ser utilizadas para substituir clara de ovo, ovo inteiro e leite em pó desnatado em produtos de panificação, oferecendo vantagens econômicas, nutricionais, microbiológicas, bem como apresentar o rótulo de valor nutricional mais atrativo, relata USDEC (1999).
Quanto ao uso da lactose COSTA (1995), relata que na indústria de alimentos este derivado lácteo pode ser utilizado como fixador de aromas, emulsionante, caramelizador de produtos fritos, absorvente de pigmentos, açúcar de cobertura para enfeite e tostagem de pães. Pode ser usado ainda segundo COSTA (1995), em bolos e biscoitos como melhorador da digestibilidade em alimentos infantis.
Quanto a outros usos da lactose ressalta COSTA (1995), que na indústria farmacêutica a lactose é utilizada como suporte de princípio ativo de comprimidos e pílulas.
Em outros produtos como: pipoca, batatas frita, chocolates, bombons, recheios a coberturas e, naturalmente sorvetes, todos levam de alguma forma soro de leite e derivados para agregar sabor, textura ou reduzir custos ao fabricante enfatiza DALLAS (1999).
Dentre os diversos produtos obtidos no processamento do soro, destaca-se conforme DALLAS (1999) os seguintes:
a) Proteína do soro (Desnaturada e Fracionada Nativa)
i.) Desnaturada
Proteína desnaturada no queijo resulta, entre outras vantagens, em maior retenção de água (a retenção aumenta com o tamanho das partículas de lactoalbumina agregada). Com a mesma vantagem as proteínas podem ser usadas em queijos fundidos.
A dosagem é feita na dorna de um concentrado de proteína entre a padronização e a pasteurização. As proteínas precipitadas agem como um agente estabilizador para a gordura, devido a agregação da β-globulina no glóbulo de gordura, durante o processo de pasteurização.
ii.) Nativa
α-lactoalbumina e β-globulina possuem propriedades físicas e fisiológicas nutritivas diferenciadas. Na alimentação infantil a Lactoalbumina é recomendável devido à semelhança protéica do leite materno. Estudos têm demonstrado que a
α-lactoalbumina possui propriedades anti-alérgicas. Testes com Eletroforeses indicam também que as imunoglobulinas têm afinidades de co-precipitar com a α-fração, significando que além de propriedade anti-alérgica, também possuem propriedades de defesa imunológica no organismo.
A β-fração, como fração cristal clara no processo de fracionamento, destina-se principalmente à produção de soft drinks e enriquecimento de sucos de frutas. É utilizado também para substituir o ovo na produção de pastas e produtos frigoríficos.
b) Concentrado Protéico de Soro (CPS)
As Figuras 28 e 29 abaixo são auto explicativas e demonstram a grande área de aplicação do CPS e lactose. Em um país com uma população de 170 milhões de habitantes, e ainda crescente, um mercado potente para CPS já deve existir, mas talvez não de forma reconhecida.
Barreiras que justificariam a aplicação limitada até o momento, podem ser: atributos de importação e/ou disponibilidade nacional.
Fonte: USDEC, 1999.
Figura 28 – Aplicações para CPS. Maiones es Prods. Nutricio. Deriv. de Carne Deriv de Peixe. Não Carbonad os Carnes Moídas Peixes Moídos Confeitos Açúcar Peixe Reaprovet . Carnes Curadas CPS Bebidas Laticínios Emulsões Alimentos/ Saúde Confeitaria Sorvete, Yogurte Sobrem. Fórmulas Infntis Produtos Dietéticos Queijo Sopas Caldos Confeitos Farinha Carbonados Produtos P/ Regime Supl. p/ Atletas
A Figura 29 mostra as aplicações para a lactose.
Fonte: USDEC, 1999.
Figura 29 – Aplicações para a lactose.
c) Aplicações para Fosfato de Cálcio (FC)
Como se trata de produto relativamente novo no mercado, comercializado com diversos nomes, tem chamado bastante atenção principalmente nos últimos cinco anos os mercados principais para o FC. Estes são o Japão, os EUA e a Europa, devido ao alto nível educacional e de esclarecimentos quanto à nutrição e necessidade do exercício físico para um corpo estético e, o mais importante, sadio. A redução do consumo abundante de certos alimentos com substâncias nutritivas, mas com efeitos colaterais, fez mudar a fórmula de muitos alimentos, garantindo o suprimento de todos os ingredientes e componentes ao nível recomendado pelos nutricionistas. (WASEN, 1998)
• Doces, Chocolates, Barras Nutritivas, ex. com fibras, cálcio; Produtos para
Panificação - como substituto parcial de clara de ovos, açúcar,
etc. Produtos Farmacêuticos Produtos Dietéticos Molhos doces e Salgados, Sobremesas e Sanduíches. APLICAÇÕES DA LACTOSE Produtos Fermentados - Álcool, Ácido lático, Proteína de célula única, Gás combustível, etc. Produtos de Lactose hidrolisada, Xarope, substituto de açúcar, etc.
Comida para bebês
Indústria de
Confeitaria - balas de leite, bombons recheados
• Produtos Farmacêuticos; • Alimentação infantil;
• Alimentação Animal ex. Enriquecimento de rações e Melassos; • Produção de ovos;
• Produtos cremosos; • Bebidas Lácteas;
• Bebidas para esportistas, com enriquecimento mineral; • Alimentos dietéticos;
• Alimentos energéticos