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Produção de Queijos

Biotecnologia

Os microorganismos que pertencem a microbiota do leite constituem  a chamada cultura lática. De acordo com o produto e a função fermentativa, estas culturas são agrupadas em: produtoras de ácido lático, produtoras de aroma, produtoras de gás, proteolíticas, lipolíticas, etc.

 

Culturas láticas produtoras de ácido:

São empregadas em praticamente todos os produtos fermentados do leite, sob a forma de culturas puras ou em associação com outras culturas.

As espécies de bactérias incluídas neste grupo são consideradas como homofermentativas, isto é, produzem ácido lático a partir da lactose e coagulam o leite dentro de 24 horas em temperaturas acima de 20oC, provocando, portanto, o abaixamento do pH do leite de 6,6 para 4,6.

As principais espécies homofermentativas são: Streptococus lactis, S. cremoris, S. thermophilus, Lactobacillus casei, L. Bulgaricus, L. Helveticus e L. Lactis. Sua escolha depende das condições de processamento, sendo a temperatura de cozimento da massa a mais importante.

Assim sendo, existem as culturas mesófilas cuja temperatura máxima tolerada é em torno de 40oC e inclui as espécies S. lactis, S. cremoris e L. casei, e as culturas termófilas constituídas das espécies S. thermophilus, L. bulgaricus, L. helveticus e L. lactis que toleram temperaturas entre 40 e 50oC.

 

Culturas láticas produtoras de aroma:

São culturas especiais usadas em associação com as culturas produtoras de ácido com a finalidade de produzir precursores de uma série de substâncias que conferem sabor, aroma e textura ao queijo.

As espécies Leuconostoc cremoris e Leuconostoc dextranicum fermentam o citrato produzindo diacetil e outros compostos aromáticos. Elas têm sido utilizadas em associação com as espécies de Streptococus.

O emprego destas culturas mistas com a finalidade de aumentar a produção de aroma não constitui uma prática muito difundida, uma vez que é possível se obterem produtos de boa qualidade usando somente as culturas produtoras de ácido lático.

 

Outras culturas:

Existem outras espécies de microorganismos, não essencialmente culturas láticas, que são usadas juntamente com os fermentos láticos com a finalidade de produzir certas características especiais em queijos:

a)      a)      Propianibacterium shermanii é responsável pela formação de abundante olhadura existente nos queijos tipo suíço. Esta espécie fermenta o ácido lático, com a produção de gás carbônico (responsável pelo sabor típico), e para que isto ocorra é essencial que tenha havido a produção do ácido lático pelos microorganismos Streptococus thermophilus e Lactobacillus bulgaricus.

b)      b)      Penicillium roqueforti é o microorganismo responsável pela coloração azul do queijo tipo Roquefort. Ele atua decompondo a gordura do leite produzindo sabor e aroma típicos.

 

c)      c)      Penicillium camemberti é o mofo responsável pela peptonização (ação proteolítica) e consequente produção do sabor típico do queijo Camembert.

 

As três atividades mais importantes das culturas bacterianas são as seguintes:

 

a)      a)      Glicólise: transformação da lactose em ácido lático.

 

b)      b)      Proteólise: degradação das cadeias protéicas em compostos menores como peptídeos, peptonas, aminoácidos, etc.

 

c)      c)      Lipólise: hidrólise doa ácidos graxos presentes na gordura do leite e transformação em cetoácidos, cetonas, ésteres, etc, alguns dos quais são responsáveis pelo sabor e aroma do queijo.

 

As culturas de microorganismos, em geral, são seres vivos sujeitos a influências externas. A atividade metabólica das bactérias submetidas a condições desfavoráveis pode variar: mutações podem ocorrer, sua atividade metabólica pode ser inibida por agentes bacteriostáticos diversos (detergentes, substâncias químicas voláteis, ácido acético, ácido fórmico, etc), os bacteriófagos podem provocar sua quebra e os agentes bactericidas sua destruição (antibióticos ou agentes esterilizantes como o cloro).

Atualmente, as culturas importadas são as mais utilizadas principalmente por sua praticidade e por ser de fácil manipulação e manutenção.

O isolamento de culturas puras exige certas condições de laboratório e algum conhecimento de técnicas microbiológicas, não se tratando de uma operação difícil. Várias das nossas indústrias e instituições poderiam isolar e selecionar suas próprias culturas, as quais seriam melhores adaptadas às nossas condições tecnológicas, além de constituir em economia para o país. Mesmo no caso de importar o inóculo, este poderia ser mantido em uso sucessivo por um tempo muito maior, através de programas de repicagens assépticas e utilização de técnicas comuns de estocagem.

As indústrias, hoje em dia, importam as culturas liofilizadas e as renovam até quatro vezes por mês, constituindo, assim, num dispêndio relativamente grande, além do problema da dependência tecnológica.

 

 

PROGRAMA DE REPICAGENS

A indústria tem que manter um programa de repicagens bem definido e constante com o objetivo de garantir a pureza e a atividade do inóculo inicial e as características organolépticas da cultura ou fermento obtido para uso diário no processamento.

            O preparo da cultura ou fermento lático para ser usado industrialmente, constitui-se, em linhas gerais, de duas fases distintas:

1)      1)      fase de laboratório: onde a cultura é manuseada assepticamente através de técnicas microbiológicas bem definidas;

2)      2)      fase industrial: onde a cultura é manuseada com a maior assepsia possível sem, entretanto, usar leite esterilizado. Nesta fase pode haver contaminação, mas que não interferem na eficiência da cultura.

Na primeira fase, mantém-se o inóculo inicial sob uma forma de estocagem e, a partir deste, prepara-se a cultura mãe, que é constituída de cultura pura, ou da associação de culturas puras, como no caso do fermento misto, que é usada para preparar a cultura industrial. Assim sendo, a repicagem diária, como no caso da cultura mãe, pode levar a alterações nas características da cultura, mesmo que não haja contaminação. Por isso, periodicamente ou sempre que notar alguma alteração na qualidade do fermento, deve-se partir de um novo inóculo.

Segue, em linhas gerais, as principais etapas envolvidas o preparo de cultura industrial:

 

a)      a)      Escolha do leite

Pode-se usar leite integral, semidesnatado ou desnatado, desde que seja controlada a sua qualidade quanto a composição, contaminação total, estado de conservação e presença de inibidores.

 

b)     b)     Tratamento térmico do leite

O aquecimento do leite como finalidade destruir os contaminantes indesejáveis (principalmente os patógenos) e inativar alguns inibidores naturais (por ex.: lacterina).

Além destas vantagens, o aquecimento a temperatura acima de 80oC, também causa desnaturação das lactoglobulinas e lactoalbuminas, favorecendo o desenvolvimentos dos fermentos láticos, pois há melhor disponibilidade de nitrogênio protéico.

 

c)      c)      Inoculação e incubação

            Após o tratamento térmico, o leite é esfriado à temperatura de inoculação (depende da cultura em questão) e é, então inoculado, sendo imprescindível o controle da acidez. A porcentagem do inóculo é função do tipo de cultura e do tempo de incubação desejado.

            Com relação à incubação, além do tempo, a temperatura também afeta a velocidade de crescimento.

            De um modo geral, procura-se padronizar todos os fatores que afetam a atividade da cultura (qualidade do leite, tratamento térmico, porcentagem do inóculo e temperatura de incubação). Assim, o tempo de incubação permanece mais ou menos constante e qualquer variação significativa no tempo necessário parra se atingir a acidez desejada é um indício de que há algum problema com a cultura, necessitando de renovação ou troca do inóculo.

 

d)     d)     Armazenamento

Após o tempo de incubação necessário, resfria-se imediatamente a cultura a uma temperatura entre 0-5oC, paralisando assim a multiplicação dos microorganismos e a atividade bioquímica das enzimas.

Uma cultura preparada desta forma pode ser usada dentro de dois a três dias sem qualquer problema prático.

 

COAGULANTES

 

A coalhada produzida por ácido, a pH baixo (4,6 a 5,0), tende a ser granulada e inelástica devido a precipitação da caseína próximo ao seu ponto isoelétrico onde ela encontra-se insolúvel. O coágulo produzido a pH mais elevado (5,8 a 6,6) por ação enzimática apresenta-se mais macio, suave e elástico, se rompendo mais facilmente.

 

Coagulantes enzimáticos

 

A caseína é o substrato sobre o qual a enzima coagulante atua para produzir, em presença de íons cálcio, um coágulo insolúvel o qual engloba os outros componentes do leite (água, gordura, sais, proteínas e etc).

O homem vem utilizando há séculos coagulantes tanto de origem vegetal como de origem animal, mas nos últimos anos tem sido difundido o uso de coagulantes bacterianos e fúngicos.

 

a)      a)      Coalhos de origem animal

 

A produção de coalho em pequena escala é realizada da seguinte maneira: imediatamente após os sacrifício do bezerro, que foi alimentado somente com leite, se extrai o quarto estômago, este é lavado e cortado em tiras de onde se extrai o coalho com o auxílio de uma solução de cloreto de sódio (12-20%). Após a extração, filtra-se e purifica-se a solução por precipitação salina. Esta solução é conservada pela adição de sal e ácido bórico, entretanto se for destinada ao consumo humano usa-se a glicerina como conservante. Durante esta fase, o coalho é denominado pró-renina, somente após a acidificação é que o coalho se transforma em renina, ou quimosina, a qual possui maior capacidade coagulante.

            A quantidade de coalho a ser adicionada ao leite é determinada segundo a receita, onde também há especificações sobre a temperatura e a acidez do leite. A temperatura está relacionada com o tempo de formação da coalhada. A temperatura na faixa de 21-27oC formam-se coalhadas macias e gelatinosas, a 30 oC estas são mais firmes, a 33-36 oC as coalhadas formadas apresentam-se muitos firmes e de dessora lenta.  Abaixo de 20 oC e acima de 50 oC o coalho apresenta atividade muito baixa. (Figuras 23 e 24)

A velocidade de esfriamento também é importante já que durante a coagulação as bactérias láticas se encontram em crescimento acelerado, o que resulta em quanto maior o tempo de acidificação, maior acidificação do meio.

A acidez, ou melhor, o pH do queijo tem um papel de grande importância na formação da estrutura da coalhada, pois o tempo que a coalhada tarda a ficar pronta até o corte é dependente do pH.

O coalho deve ser diluído de 6 a 10 vezes em água para que ocorra uma distribuição homogênea no leite. Caso a diluição não seja realizada com rapidez, o coalho pode perder sua atividade. A luz também o inativa, por este motivo devem ser usados recipientes de cerâmica, madeira ou vidros escuros.

            Os métodos de preparação, padronização e conservação do coalho são variáveis em relação ao fabricante.

 

b)      b)      Coalhos pepsínicos

 

A pepsina é uma enzima proteolítica presente em coalhos de bovinos, sendo encontrada nos sucos gástricos dos bovinos adultos, como substituinte da quimosina, encontrada somente em bezerros. A pepsina apresenta-se menos ativa como coagulante a pH superior a 6,68 e a temperaturas maiores que 44oC, temperaturas usadas na fabricação de queijo filado.

            O tempo de coagulação até o corte da coalhada é maior quando se utiliza coalhos pepsínicos a os coalhos tradicionais. A pepsina que permanece no soro, após a fabricação do queijo, é destruída por tratamento térmico podendo o soro ser utilizado para a fabricação de outros produtos.

 

c)      c)      Coalhos microbianos

 

Como conseqüência da Segunda Guerra Mundial e com o aumento da produção leiteira houve uma diminuição da quantidade de coalhos animais resultando em uma busca de novos tipos de coagulantes.

Tem-se investigado a capacidade proteolítica e coagulante de centenas de culturas de bactérias e fungos.

            Bacillus polymyxa (cepa 13-13), Bacillus mesentericus (cepa PB) e o fungo Russula discolorus (cepa 2) são alguns microorganismos usados como novas fontes de coagulantes láticos. A definição das cepas é importante pois para cada tipo de queijo deve ser utilizado um coalho de comportamento específico.

            A atividade dos diversos coalhos microbianos varia de acordo com o pH e com o sistema enzimático. Uma protease presente no coalho de Mucor miehei degrada rapidamente a caseína na faixa de pH 5,5-7,0 sendo este extrato muito usado na fabricação de vários tipos de queijo.

            A adição de cloreto de sódio (NaCl) no leite prolonga o tempo de coagulação quando se está usando esta enzima, enquanto que a adição de cloreto de cálcio (CaCl2) o reduz consideravelmente. Este extrato é sensível a temperaturas na faixa de 37 a 45oC sendo destruído a temperatura superior a 70oC.

O coalho de M. Miehei pode ser usado tanto como extrato puro como em misturas com outros coalhos.

            Com o início do uso de coalhos microbianos teve início a utilização de misturas tais como:

Coalho de bezerro/ extrato fúngico

Coalho de bezerro/ extrato bacteriano

extrato fúngico/ pepsina

extrato bacteriano/ pepsina

 

d)      d)      Coalhos vegetais

 

Estes tipos de extratos são mais usados em zonas isoladas onde não se consegue adquirir ou coalhos tradicionais. O primeiro coagulante de origem vegetal foi o látex da figueira (Ficus carica) pois há relatos da existência desta árvore desde a antiguidade.

Muitos extratos vegetais são capazes de coagular o leite, entretanto existem alguns que são excessivamente porteolíticos como a papaína da Carica papaya e a bromelina da Ananas sativa.