BRPI0209467B1 - Processo para fabricar e preparar queijo e outros produtos lacticínios contendo ácido lactobiônico - Google Patents

Description

“PROCESSO PARA FABRICAR E PREPARAR QUEIJO E OUTROS PRODUTOS LACTICÍNIOS CONTENDO ÁCIDO LACTOBIÔNICO” PEDIDO RELACIONADO

Este pedido é fundamentado no, e reivindica o benefício do, Pedido de Patente Europeu N~ 01110166.4, depositado em 7 de maio de 2001, e que é incorporado, por meio deste, por referência.

CAMPO DA INVENCÁO A presente invenção geralmente diz respeito a um processo para fabricar produtos de queijo e outros produtos laticínios e, mais particularmente, a um processo para fabricar produtos de queijo e outros produtos laticínios usando-se ácido lactobiônico e aos produtos resultantes destes.

FUNDAMENTO DA INVENÇÃO

Os queijos, no geral, são fabricados pela adição de um microorganismo ao leite que é capaz de metabolizar a lactose para produzir o ácido lático e desenvolver a acidez. O leite é usualmente solidificado com um coalho de leite ou enzima de coagulação, tal como quimosina ou desenvolvendo-se a acidez ao ponto isoelétrico da caseína. A coagulação da enzima do leite também requer um ambiente ácido. O leite é inoculado com uma cultura bacteriana ou cultura de partida que produz o ácido lático suficiente para a quimosina trabalhar. O coágulo ou coalho cujos resultados, no geral, incorporam caseína transformada, gorduras incluindo gordura de manteiga natural e flavorizantes que aparecem (especialmente quando uma cultura bacteriana é usada). O leite coagulado é cortado, o soro separado e então recuperado a partir da coalhada resultante. O coalho pode ser comprimido para fornecer um bloco de queijo; a cura pode acontecer durante um período de tempo sob condições controladas. Por exemplo, um queijo duro, tal como o queijo cheddar pode ser curado de cerca de 10 dias a um ano ou mais, dependendo do sabor do queijo desejado e do esgotamento do corpo.

Também é conhecido fornecer um produto de queijo que tenha algumas das características do queijo natural pela fragmentação de um ou mais queijos naturais e pelo aquecimento do queijo com um agente emulsificante. O nome dado ao produto resultante depende dos ingredientes usados e da sua composição e, em alguns casos, é determinado pelas regulamentações promulgadas pelo U. S. Food and Drug Administration, conhecidas como Padrões de Identidade. Por exemplo, o termo “queijo de processo pasteurizado” refere-se a um produto que compreende uma combinação de um agente emulsificante e possivelmente ácidos, são adicionados e a mistura é então trabalhada e aquecida em uma massa homogênea, plástica. Sob os Padrões de identidade correntes, o nível de umidade do queijo do processo, no geral, não excede cerca de 44 por cento e o queijo do processo tem um nível de gordura mínimo de cerca de 40 por cento em uma base seca.

Também é conhecido que o queijo natural pode ser fabricado usando-se leite concentrado que foi preparado pelo processamento de membrana, tal como ultrafiltração, em que o leite é circulado através de uma membrana semi-permeável em uma pressão elevada, tal que a água e os componentes de peso molecular baixo passem através da membrana, enquanto certas proteínas e gorduras são retidas pela membrana. As culturas de fabricação de queijo são adicionada ao leite concentrado obtido que é então fermentado, usualmente, na presença de uma enzima que coagula o leite, tal como quimosina, para fornecer um coágulo. O coágulo resultante é cortado ou quebrado para causar a sinerese na separação do soro. O soro é drenado e o coalho é processado. Os tipos de culturas de queijo e o processamento usados variam com o produto de queijo desejado. O coalho pode ser então salgado, colocado em moldes e comprimidos para permitir a drenagem do soro adicional. O queijo é então é então maturado até o ponto desejado. O queijo cremoso é um queijo cremoso não curado coagulado por ácido feitos de componentes laticínios incluindo creme. O queijo cremoso que é normalmente armazenado sob condições de refrigeração, tem uma consistência homogênea e como manteiga com um perfil de sabor de laticínio delicado, que não acomoda gostos ruins. A textura e o corpo do queijo cremoso em temperaturas de refrigeração é, no geral, tal que o queijo cremoso pode ser fatiado e espalhado. Na fabricação de queijo cremoso, creme doce e sólidos derivados de leite seco ou leite são tipicamente combinada com uma combinação seca de goma vegetal e sal nas proporções pré-selecionadas para formar uma mistura de queijo cremoso. A mistura de queijo cremoso, normalmente, tem um teor de gordura de manteiga de cerca de 90 a cerca de 14 por cento (e em certos procedimentos de fabricação até tanto quanto 20 por cento), de modo que após o processamento, o produto de queijo cremoso acabado terá um teor de gordura de manteiga de pelo menos cerca de 33 por cento do produto e um teor de sólidos de leite total de pelo menos 45 por cento que corresponde à presença de não mais do que cerca de 55 por cento de umidade no produto de queijo cremoso. A mistura de queijo cremoso é inoculada com uma cultura de ácido lático. A quimosina pode ser usada para auxiliar a coagulação da mistura. A mistura é cultivada mantendo-a na temperatura de inoculação até esta ser amadurecida e um coágulo for formado. A acidez do coágulo pode estar, tipicamente na faixa de cerca de 0,6 a cerca de 0,9 por cento (calculado como porcentagem equivalente de ácido lático) e o pH do coágulo cultivado pode estar tipicamente na faixa de cerca de 4,2 a cerca de 5. O coágulo resultante é exposto a uma temperatura de cerca de 180°F (82,2°C) por um período breve de tempo e então submetido à centrifugação para separar o coalho o soro e então o produto de queijo cremoso é esfriado e embalado. No geral, o queijo cremoso contém de cerca de 2 a cerca de 3 por cento de lactose. A lactose (4-0-p-D-galactopiranosil-D-glicopiranose), comumente denominada açúcar de leite é o carboidrato primário do leite. A lactose é um açúcar de valor baixo nos sistemas alimentícios por causa da intolerância à lactose e devido à sua contribuição para as reações de douramento e de cristalização. O uso dos substitutos do leite ou teor de laticínios reduzido nas misturas de queijo reduzem o teor de lactose no queijo produzido podem não fornecer produtos aceitáveis dos pontos de vista de consentimento com os regulamentos dos padrões de Identidade, processabilidade e/ou propriedades físicas do produto final e características de sabor. O ácido lactobiônico (ácido 4-0-P-D-galacto-piranosil-D-glicônico; CAS Reg. N° 96-82-2) é um composto cristalino branco solúvel em água e pode ser sintetizado a partir da lactose pela oxidação do grupo de aldeído livre na lactose como realizado cataliticamente, quimicamente, eletroliticamente ou enzimaticamente.

Haiju, Bulletin of the IDF 289, ch. 6., pp. 27 a 30, 1993; Satory et al., Biotechnology Letters 19 (12) 1205-08, 1997. O uso do ácido lactobiônico ou de seus sais como aditivos nos produtos alimentícios foi previamente sugerido para diversas aplicações específicas. As formas de quelatos de cálcio e de ferro do ácido lactobiônico foram descritas para suplemento mineral dietético. Riviera et al., Amen J. Clin. Nutr.; 36 (6) 1162-69, 1982. A Patente U. S. N° 5.851.578 descreve uma bebida clara que tem uma fibra que não forma gel e sais solúveis em água de cálcio, com ou sem as vitaminas solúveis em água, com ou sem suplementos de sais minerais adicionais e tamponado com ácidos alimentícios. O agente de tamponação de ácido alimentício inclui os ácidos cítrico, láctico, maleico, adípico, succínico, acético, glicônico, lactobiônico, ascórbico, pirúvico e fosfórico, bem como combinações destes. O lactobionato de cálcio, uma forma de sal do ácido lactobiônico, foi aprovado para o uso como um agente de solidez em misturas de pudim seco. 21 C.F.R. §172.720 (1999). Também, o possível uso de ácido lactobiônico como um acidulante alimentício geral foi proposto, embora sem exploração ou ilustração. Timmermans, Whey: Proceedings of the 2nd Int'l Whey Conf., Int'l Dairy Federation, Chicago, outubro de 1997, pp. 233, 249. No geral, este artigo descreve o ácido lactobiônico como sendo útil como um carregador de antibióticos, um preservante de transplante de órgãos, suplementação mineral, promoção do desenvolvimento de bifidobactérias ou como um co-formador em detergentes em sua forma de sal de lactobionato de K.

Deve ser desejado fabricar os queijos com teor de lactose reduzido enquanto preserva-se as características de sabor, textura e de aparência em comparação com os produtos de queijo convencionais. Deve ser desejável reduzir os requerimentos de cultura iniciadora e do tempo associado a estes na produção de queijo, enquanto mantêm-se atributos organolépticos aceitáveis. Também deve ser desejável aumentar os níveis de sólidos nos queijos fabricados enquanto usa-se quantidades reduzidas de culturas de partida em comparação com a prática convencional. Deve ser desejável ser capaz de usar a lactose superior contendo os concentrados de soro nas formulações de queijo cremoso sem a necessidade de aumentar o uso de culturas. A presente invenção fornece tais métodos e produtos em que o ácido lactobiônico é fornecido em uma mistura de queijo.

SUMÁRIO DA INVENCÀO A presente invenção diz respeito a um processo para fabricar queijos e outros produtos de laticínio e aos produtos resultantes em que o ácido lactobiônico é adicionado ou gerado in situ, em combinação com um componente laticínio no curso do processo. Os queijos e outros produtos laticínios fabricados de acordo com esta invenção tem atributos organolépticos totalmente aceitáveis, enquanto permite-se reduções no tempo de processamento e/ou os requerimentos quanto a outros ingredientes, tais como culturas iniciadoras e/ou quimosina. A flexibilidade do processo é fornecida desta maneira, bem como os rendimentos de produção aumentados e economias possíveis em custos de ingrediente. Para os propósitos desta invenção, o termo “ácido lactobiônico” é pretendido para incluir ácido lactobiônico bem como os sais comestíveis destes (por exemplo, sais alcalinos de alcalinos terrosos, sais de amônio e outros).

Foi surpreendentemente observado que o ácido lactobiônico pode ser usado para a coagulação ácida direta dos queijos, tais como queijos cremosos, sem a necessidade de usar cultura e/ou quimosina, o ácido lactobiônico também tem um efeito de diminuição do pH nas misturas de queijo, tal que este acidifica os componentes laticínios usados na produção de queijo, tais como leite, cremes doces e o soro. Além disso, o ácido lactobiônico tem um gosto ácido doce que foi observado ser compatível com os produtos de queijo. Os produtos de queijo resultantes fabricados com ácido lactobiônico têm atributos de sabor, aparência, textura e impressão sensorial deixada pelo alimento na boca totalmente aceitáveis.

Em uma outra forma de realização, o ácido lactobiônico é usado para reduzir e opcionalmente até eliminar a quantidade de cultura iniciadora de queijo usada na fabricação do queijo, tal como produção de queijo duro ou ultrafiltrado (UF). Uma cultura de partida, como referido neste contexto, no geral, significa uma bactéria do ácido lático. No exemplo da produção de queijo duro, tal como produção de queijo cheddar, o ácido lactobiônico introduzido nesta mistura de queijo é usado para substituir ou reduzir parcialmente a quantidade de culturas iniciadoras que, de outra maneira, normalmente, devem ser usadas, auxiliando eficazmente a acidificação da mistura de queijo. Este procedimento fornece um produto de queijo que inclui uma mistura de ácido lático e de ácido lactobiônico, que melhora o rendimento. O ácido lactobiônico também pode ser usado como um ingrediente na produção de queijo do processo, produzindo produtos aceitáveis. O ácido lactobiônico pode ser adicionado a uma mistura de queijo em um processo de acordo com qualquer uma das formas de realização descritas neste para fornecer estes efeitos em sua forma de ácido livre ou como uma forma de sal consumível deste, ou em uma forma de pH neutralizado. A forma neutralizada, para os propósitos destes, significa que o ácido lactobiônico é neutralizado, antes de misturar com a mistura de queijo, em uma solução aquosa a um pH de cerca de 1 pela mistura com este, de um agente alcalino que produzirá produtos de neutralização biocompatíveis, tais como um hidróxido de metal alcalino como hidróxido de sódio ou hidróxido de potássio ou um hidróxido de metal alcalino terroso, tal como hidróxido de cálcio ou um carbonato de metal alcalino terroso, tal como carbonato de cálcio.

Em um outro modo vantajoso da invenção, que é aplicável a todas as várias fabricações de queijo e de outras formas de realização de produtos laticínios descritas neste que utilizam um ou mais ingredientes de componente laticínio contendo lactose na mistura de queijo, o ácido lactobiônico pode ser introduzido na mistura de queijo através da geração in situ pela ação catalítica de uma enzima de carboidrato adicionada na lactose presente nos componente(s) laticínio(s) da mistura de queijo. As enzimas de carboidrato oxidase adequadas incluem, por exemplo, lactose oxidase, glicose oxidase, hexose oxidase, e outros, bem como misturas destes. No geral, a lactose oxidase é preferida. A geração in situ de ácido lactobiônico em uma mistura de queijo durante a fabricação de queijo da origem a uma multidão de efeitos benéficos. Primeiro, este reduz eficazmente o teor de lactose dos componentes laticínios originais da mistura de queijos, permitindo os produtos reduzidos de lactose a serem atingidos. Portanto, entre outras coisas, este aspecto da invenção pode ser usado para a produção de produtos de queijo reduzidos em lactose. Altemativamente, isto permite o uso de ingredientes de lactose relativamente mais ricos na mistura de queijo original, devido à conversão de uma porção do teor de lactose destes ao ácido lactobiônico, como ocorrerá durante o curso da fabricação do queijo após o ácido lactobiônico ser gerado. Além disso, o ácido lactobiônico tem um peso de massa que é aproximadamente quatro vezes maior do que o do ácido lático. Conseqüentemente, o ácido lactobiônico retido no produto de queijo, que foi derivado da conversão catalítica da lactose, tem uma massa muito maior, em uma base equimolar, do que a lactose convertida ao ácido lático. Este efeito intensifica o aparência, a textura e impressão sensorial deixada pelo alimento na boca do produto de queijo. Desta maneira, o ácido lactobiônico pode atuar como um agente de carregamento. Para os propósitos deste, o termo “agente de carregamento” significa um agente que imita os efeitos da gordura natural e/ou proteína nas composições do queijo na medida em que seus efeitos na aparência (por exemplo, firmeza, opacificidade) e qualidades de textura (por exemplo, lubrificidade, maciez e impressão sensorial deixada pelo alimento na boca) do queijo.

No geral, a proporção de ácido lactobiônico adicionada a uma mistura de queijo ou gerada, in situ, por intermédio da conversão da lactose enzimática como catalisado pela adição da carboidrato oxidase, para fornecer um ou mais destes efeitos vantajosos, faixas de cerca de 0,1 a cerca de 10 por cento, particularmente, de cerca de 2 a cerca de 6 por cento e mais particularmente de cerca de 3 a cerca de 5 por cento, fundamentado no peso total da mistura de queijo antes da separação do coalho e do soro.

Os produtos de soro dos queijos fabricados usando-se ácido lactobiônico de acordo com esta invenção e que, portanto, retêm uma porção do ingrediente de ácido lactobiônico, também podem ser reciclados, em vez de serem completamente descartados como resíduo, para o uso como ingredientes iniciadores nos grupos ou séries de produção de queijo separados usados para o processo de fabricação dos queijos ou queijos cremosos. Altemativamente, o produto de soro de um procedimento de fabricação de queijo natural pode ter o ácido lactobiônico ou a lactose oxidase adicionados a este e o produto de soro tratado desta maneira pode ser suado como um ingrediente iniciador na fabricação separada de queijos, queijos cremosos ou outros produtos laticínios do processo (incluindo, por exemplo, as bebidas de soro, as barras energéticas ou doces contendo soro e outros). A invenção é notável em sua versatilidade. Estudos experimentais, como descritos aqui, demonstram sua aplicabilidade na fabricação de tipos amplamente variados dos queijos incluindo os queijos cremosos, os queijos duros e os queijos de processo pasteurizado. A invenção também foi bem sucedidamente demonstrada na fabricação dos queijos denominados UF fabricados a partir de leite concentrado ultrafiltrado (UF). A invenção também foi bem sucedidamente demonstrada na fabricação de outros produtos laticínios, tais como, por exemplo, coalhada, iogurte, leite, leite com lactose reduzida e outros. Os queijos e outros produtos laticínios preparados com e/ou contendo ácido lactobiônico de acordo com esta invenção têm gostos e texturas aceitáveis similares aos queijos convencionais e outros produtos laticínios do tipo correspondente.

Os produtos de queijo contendo ácido lactobiônico também tem estabilidade de produto melhorada devido ao efeito preservativo do ácido lactobiônico. Como uma vantagem adicionada, as propriedades de quelação do ácido lactobiônico podem ser utilizadas como um veículo de liberação de derivado de leite em suplementação de cálcio de produtos alimentícios. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Outras características e vantagens da presente invenção se tomarão evidentes a partir da seguinte descrição detalhada das formas de realização preferidas da invenção com referência aos desenhos, em que: A Figura 1 é um diagrama de fluxo das etapas usado em uma forma de realização da invenção para a produção de queijo cremoso; A Figura 2 é um diagrama de fluxo das etapas usado em uma outra forma de realização da invenção para a produção de queijo cremoso; A Figura 3 é um diagrama de fluxo das etapas usado em uma forma de realização da invenção para a produção de queijo cheddar; A Figura 4 é um diagrama de fluxo das etapas usado em uma outra forma de realização da invenção para a produção de queijo cheddar; A Figura 5 é um diagrama de fluxo das etapas usado em uma forma de realização da invenção para a produção de queijo UF; A Figura 6 contém diagramas de fluxo das etapas suadas nas formas de realização da invenção para a produção de queijo do processo em que o ácido lactobiônico de várias fontes (6A, 6B e 6C) é adicionado uma mistura de queijo do processo; A Figura 7 é um esquema de fluxo de reação que apresenta um mecanismo de reação teorizado para a oxidação enzimática da lactose usando-se lactose oxidase. A Figura 8 é um gráfico que mostra as curvas pós desnatação (viscosidade como uma função de tempo) para os queijos do processo (inventivo e controle) como preparado no Exemplo 7; e A Figura 9 é um gráfico que mostra curvas pós desnatação (viscosidade como uma função de tempo) para os queijos do processo (inventivo e controle) como preparado no Exemplo 8.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENCÀO

Referindo-se à Figura 1, um esquema de processo geral de acordo com uma forma de realização da invenção é ilustrado em que o ácido lactobiônico é usado para a coagulação ácida direta de um queijo cremoso, sem cultura ou adição de quimosina. O queijo cremoso fabricado é um queijo macio, suave, coagulado por ácido não curado feito de produtos laticínios que incluem creme, tal como misturas de creme e concentrado de proteína de soro. Como indicado na etapa 101, a consistência da composição de queijo cremoso, que permite a dispersibilidade enquanto retêm-se a firmeza, é modulada pela adição de uma goma vegetal, tal como goma do feijão carob. Sal e um preservante são adicionados. Qualquer perda de marcas cultivadas no queijo diretamente acidificado pode ser opcionalmente superada usando-se sistemas flavorizantes para criar o sabor de queijo desejado. O fluido laticínio e o concentrado de proteína de soro são adicionados em proporções adequadas para fornecer um mistura de queijo que pode ser processado de acordo com a invenção para fornecer um queijo cremoso que tenha uma gordura de leite de pelo menos cerca de 33 por cento e um teor de umidade que não excede cerca de 55 por cento com base no peso do produto de queijo cremoso. O ácido lactobiônico é adicionado em uma quantidade eficaz para reduzir o pH ao ponto isoelétrico (isto é, cerca de 4, 52) da caseína nos ingredientes laticínios. A proporção de ácido lactobiônico adicionada à mistura de queijo cremoso, no geral, varia de cerca de 0,1 a cerca de 10 por cento, particularmente de cerca de 2 a cerca de 8 por cento, e mais particularmente de cerca de 3 a cerca de 5 por cento, com base no peso total da mistura de queijo antes da separação do coalho e do soro. O ácido lactobiônico pode ser adicionado à mistura de queijo diretamente como um ingrediente irrelevante em sua forma de ácido livre, ou, altemativamente na forma de sal ou na forma de ácido neutralizado. A forma de ácido livre reduz o pH da combinação de queijo. A mistura da formulação de queijo pode ser ajustada para compensar quaisquer reduções no pH que são maiores do que o desejado para a coagulação e propriedades ótimas no produto. A forma neutralizada do ácido lactobiônico não impacta o pH do produto. Na forma de sal, o ácido lactobiônico, no geral, é fornecido como um sal alcalino ou sal de metal alcalino terroso, tal como um sal de sódio, um sal de potássio ou um sal de cálcio destes; é claro, outros sais lactobiônicos podem ser usados, de desejado, contanto que sejam aceitáveis para o uso em produtos alimentícios. A forma neutralizada do ácido lactobiônico pode ser preparada pela neutralização do ácido lactobiônico dissolvido em uma solução aquosa, tal como pela adição a este de um agente alcalino, tal como hidróxido de sódio ou de potássio suficiente para ajustar o pH da solução a cerca de 7.

Como mostrado na Figura 1, um mistura de queijo é cuidadosamente combinada e coagulada devido à acidez do ácido lactobiônico (etapa 103) ou outros ácidos adicionados no caso de usar ácido lactobiônico neutralizado. A mistura é então aquecida a cerca de 180°F (82,2°C) por cerca de 5 minutos para um tratamento de pasteurização de período curto (etapa 105) e depois disso é homogeneizada (etapa 107). Na etapa 109, os coalhos e o soro podem ser separados por qualquer técnica convencional, incluindo, por exemplo, centrifugação, filtração, tratamento mecânico e outros. O produto do coalho pode ser embalado que ou frio, e em seguida é armazenado frio. O produto de queijo cremoso (111) e o soro (113) contém ácido lactobiônico. O produto de soro contendo o ácido lactobiônico pode ser reutilizado como ingrediente iniciador nas misturas de queijo subseqüentes. Isto reduz a quantidade de resíduo e toma a operação de processamento mais eficiente. A introdução de ácido lactobiônico (forma de sal livre ou neutralizada) não realiza qualquer atributo organoléptico indesejável, tal como gostos ruins, no produto de queijo cremoso, enquanto a textura, a aparência e a impressão sensorial deixada pelo alimento na boca são comparáveis com o queijo cremoso convencionalmente fabricado.

Referindo-se agora à Figura 2, o queijo cremoso é preparado de acordo com um outro aspecto da invenção em que o ácido lactobiônico é gerado in situ na mistura de queijo cremoso por intermédio da conversão da lactose quando catalisada, pela adição de lactose oxidase. Neste esquema de processo, a mistura de queijo cremoso é preparada (etapa 201), e então esta é pasteurizada (etapa 203) e em seguida homogeneizada (etapa 205). Nesta conjuntura (etapa 207), uma enzima de oxidase é adicionada catalisando a oxidação in situ da lactose presente nos líquidos laticínios ao ácido lactobiônico. O ácido lactobiônico gerado tem um efeito redutor de pH na mistura de queijo. As oxidases adequàdas neste respeito incluem, por exemplo, lactose oxidase, celobiose desidrogenase, glicose-fructose oxidoredutase, hexose oxidase e quaisquer outras oxidases que tenham a funcionalidade mencionada acima.

Uma enzima particularmente adequada para a oxidação da lactose foi desenvolvida pela Novozymes AIS e é descrita na Patente WO 9931990, que é incorporado, por meio deste, por referência. Como ilustrado na Figura 7, a lactose oxidase pode ser introduzida e usada na forma de uma flavo-enzima. Esta flavo-enzima da Novozymes AIS contém dinucleotídeo de flavino adenina (FAD) e, desta maneira, não requer um receptor de elétron externo ou uma segunda enzima para gerar o cofator. A carboidrato oxidase é produzida em um organismo geneticamente modificado. A FAD (dinucleotídeo de flavino adenina) é usado as um co-fator de transferência de elétron com a enzima de carboidrato oxidase. A enzima inclui atividade entre um pH de cerca de 5 a cerca de 9 e em temperaturas que incluem aproximadamente 100°F (88°C). Os substratos preferidos são di, tri, e tetrassacarídeos. Entre os dissacarídeos, a lactose é o substrato mais adequado; a oxidação na posição Cl da porção de glicose da lactose resulta no ácido lactobiônico e formação de peróxido de hidrogênio em uma etapa de reação simples. Esta enzima, no geral, será referida como uma “lactose oxidase”. O valor das unidades de atividade é de 146 U/ml, medido como mMol de glicose oxidada por minuto em pH 6 e 77°F (25 °C). como mostrado no caminho de reação esquematicamente ilustrado na Figura 7, o FAD é reduzido em uma forma intermediária e então é desoxidado na finalização da conversão da lactose ao ácido lactobiônico. O peróxido de hidrogênio é um sub-produto da reação. A celobiose desidrogenase também é uma enzima útil para converter a lactose ao ácido lactobiônico. Canevascini et ai, Zeitschrift fiir Lebensmittel Untersuchung und Forschung, 175: 125 a 129 (1982). Entretanto, esta enzima é complexa e requer o uso de um co-fator relativamente caro (por exemplo, quinonas, citocromo C, Fe(III), e outros); esta também requer imobilização. Também, uma segunda enzima, a lacase, é requerida para gerar o cofator usado com a celobiose desidrogenase. O uso de glicose-frutose oxidoredutase para oxidar a lactose resulta em dois produtos, sorbitol e ácido lactobiônico e um outro procedimento de separação é necessário para recuperar o produto do ácido lactobiônico. Nidetzky et al., Biotechnology and Bioengineering, Vol. 53 (1997). entretanto, a glicose-fructose oxidoredutase também é uma enzima adequada para a prática desta forma de realização da invenção. Altemativamente sistemas de enzima menos eficientes podem seT usados. Por exemplo, a lactase também pode ser usada para, primeiro, hidrolisar a lactose à glicose e galactose seguido pela oxidação de glicose e galactose usando-se glicose oxidase e galactose desidrogenase. A quantidade de oxidase enzima adicionada é uma quantidade eficaz para reduzir o pH ou auxiliar a reduzir o pH da mistura de queijo, tal que este coagula. A quantidade de adição de oxidase é, preferivelmente, suficiente para gerar um teor ácido lactobiônico na mistura de queijo de cerca de 0,1 a cerca de 10 por cento, particularmente de cerca de 2 a cerca de 6 por cento e mais particularmente de cerca de 3 a cerca de 5 por cento, com base no peso total da mistura de queijo antes da separação do coalho e do soro.

Uma cultura de ácido lático também pode ser adicionada na etapa 207. Assim como a cultura de ácido lático também tem o efeito de converter a lactose ao ácido lático e reduzir o pH da mistura de queijo, a quantidade de lactose oxidase adicionada pode ser ajustada de maneira descendente a uma quantidade relativamente menor para acomodar qualquer adição de cultura sob este aspecto.

Referindo-se ainda à Figura 2, na etapa 209, a mistura de queijo é então incubada a cerca de 72°F (22,2°C) por cerca de 12 a cerca de 20 horas. Este período de incubação ou fermentação é deixado continuar até o pH da mistura de queijo ser de cerca de 4,5 a cerca de 4,6. Isto é seguido pelo aquecimento a 180°F (82,2°C) para inativar quaisquer culturas adicionadas (etapa 211). Após a homogeneização (etapa 213), o coalho de queijo cremoso (217) é separado do soro (219).

Nos estudos experimentais, tais como descritos abaixo, a adição de carboidrato oxidase permite o uso de níveis de lactose mais altos ou aumentos na quantidade dos sólidos derivados de lactose nos ingredientes líquidos laticínios que são convertidos ao ácido lactobiônico, em comparação com os controles preparados com as culturas, mas não a oxidase. A quantidade de conversão de lactose atingida nos ingredientes líquidos laticínios nesta forma de realização podem atingir cerca de 85 por cento ou mais. Isto permite que os queijos sejam preparados tendo teor de lactose altamente reduzido ou, altemativamente, ingredientes laticínios de teor de lactose mais altos podem ser usados na mistura de queijo.

Referindo-se à Figura 3, uma outra forma de realização da invenção é ilustrada em que ácido lactobiônico é usado como um ingrediente ativo em uma mistura de queijo cheddar. Além disso, nesta ilustração, as bactérias de ácido lático ou outra cultura é completamente omitida, tal que a mistura de queijo seja diretamente acidificada usando-se apenas o ácido lactobiônico na etapa 301. A mistura de queijo é preparada misturando-se leite integral, água e ácido lactobiônico, no geral, em quantidades como descritas, com relação ao debate da Figura 1. A seguir, a quimosina (por exemplo, quimosina) é adicionada e a mistura é incubada a cerca de 88°F (31°C) por cerca de 30 minutos. O coágulo é cortado com uma faca para permitir a sinerese (etapa 307). A temperatura é aumentada a cerca de 102°F (38,8°C) com agitação e mantida por cerca de 60 minutos. O pH do coágulo pode ser de cerca de 5,8 neste ponto. O soro (314) é removido do coalho (etapa 313), seguido pelo salgamento (315), compressão (317) e embalagem do coalho de queijo (319). O sub-produto de soro (314) contém ácido lactobiônico e pode ser usado novamente como um ingrediente iniciador na produção de queijo.

Assim como submetendo-se à quimosina na etapa (303), o método mais comum de coagulação da enzima é a proteólise por aspartato proteinases, que são enzimas que hidrolisam proteínas. A fonte principal destas enzimas é a quimosina, que pode ser obtida de fontes animais, vegetais ou fungicas. O ingrediente ativo da quimosina é a fração da enzima denominada renina. A quimosina mais importante é a quimosina. A fonte principal tradicional de quimosina foi o abomaso de jovens calvos, mas presentemente, a quimosina é comercialmente produzida a partir de microorganismos geneticamente alterados. O produto de queijo cheddar fabricado com e contendo ácido lactobiônico tem atributos organolépticos e de textura satisfatórios sem quaisquer gostos ruins e é comparável com o queijo cheddar convencional em termos destas características. Esta forma de realização, enquanto ilustrado com respeito ao queijo cheddar, também é aplicável à produção de outros queijos duros.

Referindo-se à Figura 4, esta forma de realização é uma variação da forma de realização da Figura 3 em que a lactose oxidase é usada para substituir parcialmente as culturas para auxiliar a acidificação do queijo cheddar. Na etapa 401, a mistura de queijo cheddar é preparada com apenas cerca de 10 por cento da quantidade convencional de cultura (isto é, cerca de 0,001 por cento de cultura). Uma enzima de oxidase, tal como lactose oxidase, também é adicionada à mistura de queijo. A função e a quantidade da lactose oxidase adicionadas, aqui, são similares àquelas descritas acima com relação à forma de realização descrita em conexão com a Figura 2. A seguir, as etapas de 403 a 419 que são realizadas são similar às etapas de 303 a 319 descritas com relação à Figura 3. O produto de queijo cheddar tem atributos organolépticos e de textura satisfatórios sem quaisquer gostos ruins e é comparável com o queijo cheddar convencional em termos destas características. A oxidase converte uma porção significante do teor de lactose original do ingrediente laticínio (por exemplo, leite) ao ácido lactobiônico, que ajuda a acidificar a mistura. No geral, cerca de 10 a cerca de 50 por cento da lactose pode ser convertida ao ácido lactobiônico; mais preferivelmente; cerca de 20 a cerca de 40 por cento é convertido.

Referindo-se agora à Figura 5, a geração da enzima de oxidase do ácido lactobiônico in situ para a acidificação direta do queijo filtrado em membrana no lugar da cultura é ilustrado de acordo com uma outra forma de realização da invenção. A mistura de queijo UF é preparada incluindo uma oxidase (etapa 501). As oxidases úteis sob este aspecto incluem aqueles tais como descritos acima com relação ao debate da Figura 2. O leite integral é ultrafiltrado ou microfiltrado usando-se um mecanismo convencional para este propósito (etapa 503). O leite é circulado através de uma membrana semi-permeável em uma pressão elevada tal que a água e os componentes de peso molecular baixo passem através da membrana, enquanto certas proteínas e gorduras são retidas pela membrana. A membrana semi-permeável, por exemplo, pode ser selecionada para restringir a passagem de moléculas que tenham um peso molecular maior do que cerca de 10.000. Na etapa 505, o creme doce e a quimosina são adicionados, seguidos pela coagulação (etapa 507) e evaporação (etapa 509) para formar o produto 511 que é então embalado. A lactose oxidase é adicionada em uma quantidade eficaz para oxidar pelo menos uma porção da lactose ao ácido lactobiônico e para reduzir o pH da mistura de queijo suficientemente que uma quimosina adicionada separadamente possa induzir a coagulação. No geral, a quantidade de oxidase adicionada é suficiente para oxidar pelo menos cerca de 10 por cento da lactose presente, mais preferivelmente de cerca de 10 a 95 por cento da lactose presente e ainda mais preferivelmente de cerca de 20 a cerca de 40 por cento da lactose presente. O uso de uma tal oxidase para gerar ácido lactobiônico in siíu usando-se a lactose presente oferece a vantagem adicionada de reduzir significantemente os níveis de lactose no queijo fabricado ou outros produtos laticínios em comparação com aqueles presentes de outra maneira na ausência da adição de oxidase, todas as outras coisas iguais. Novamente, isto permite a obtenção de outros níveis de lactose inferiores no queijo ou outro produto laticínio ou a capacidade de usar os ingredientes laticínios na mistura de queijo que tem níveis de lactose mais altos do que, de outra maneira, deve ser comumente usado. O ácido lactobiônico também serve para substituir e diminuir os requerimentos da cultura iniciadora, parcial ou totalmente, de outra maneira, aplicáveis à fabricação de queijo, enquanto mantêm-se a textura adequada e sem o aparecimento de gostos ruins. Onde apenas parte da cultura é substituída pela introdução de ácido lactobiônico, a coagulação da mistura de queijo pode ser realizada por intermédio da coagulação ácida sozinha usando-se tanto ácido lático quanto ácido lactobiônico adicionados em uma quantidade combinada. Desta maneira, os rendimentos são melhorados assim como a economia de tempo é atingida pelo menos pela redução dos requerimentos de cultura. A co-adição opcional do concentrado de sabor à mistura de queijo incluindo o ácido lactobiônico pode ser usada para compensar adequadamente em sabor para qualquer uso de cultura de partida reduzida ou omitida na medida em que observa-se qualquer cultura desejada.

Em uma forma de realização importante da presente invenção, o ácido lactobiônico é incorporado no queijo do processo. Referindo-se à Figura 6, o ácido lactobiônico, em várias formas, é adicionado a uma mistura de queijo do processo, de outra maneira, incluindo os ingredientes convencionais, tais como emulsificantes, sal, preservativos, corantes, queijo duro fragmentado e componentes laticínios, tais como os concentrados de proteína de soro e soro seco (etapa 601). A mistura de queijo é melhorada a uma massa homogênea plástica (etapa 603), e então é embalada e esfriada (etapa 605). Na Figura 6A, o ácido lactobiônico é adicionado diretamente à preparação da mistura de queijo do processo. Na Figura 6B, o ácido lactobiônico é adicionado usando-se queijo contendo ácido lactobiônico biogerado. E na Figura 6C, o ácido lactobiônico é adicionado usando-se o soro ou concentrado de soro ou permeado contendo ácido lactobiônico biogerado. Tal concentrado de soro pode ser obtido, por exemplo, por exemplo, pelo tratamento do soro com uma lactose oxidase apropriada. O produto de queijo do processo fabricado com e contendo ácido lactobiônico tem atributos organolépticos de textura satisfatórios sem quaisquer gostos ruins e este é comparável com o queijo do processo convencional em termos destas características.

Na produção do queijo do processo, é freqüentemente desejado reduzir o teor de gordura e/ou de matéria seca do queijo do processo. Isto é necessário com base, inter alia, nas preferências do consumidor quanto a produtos de baixas calorias e tentativas de economizar custos por quantidade unitária de queijo do processo. Se o teor de gordura ou de matéria seca no queijo do processo for reduzida, entretanto, existe freqüentemente um problema com respeito à textura do produto com teor de gordura e/ou de matéria seca reduzido resultante. Isto é, um tal produto terá, usualmente, uma textura degradada e será reprovado na avaliação sensorial (isto é, impressão sensorial deixada pelo alimento na boca). A adição de ácido lactobiônico e/ou um sal deste ao processo foi observado fornecer um queijo do processo capaz de ter um teor de gordura e/ou matéria seca reduzido enquanto preserva-se a textura e as características sensoriais associadas com este. Especificamente, foi observado que o ácido lactobiônico ou um sal destes intensifica o comportamento do processo de pós-desnatação do queijo do processo (isto é, este aumenta a viscosidade do queijo quente durante a desnatação seguindo um tratamento por calor da formulação do queijo do processo). O ácido lactobiônico foi observado ser eficaz na intensificação da pós desnatação do queijo do processo (isto é, aumentando a viscosidade do queijo quente (ou mantendo-o em um teor de gordura e/ou de matéria seca reduzido)), mas não atrasando o processo de desnatação. Muitos agentes firmadores (por exemplo, dextrano, goma de feijão da alfarrobeira e outros) também aumentam a viscosidade do queijo quente durante a desnatação, mas, no geral, resulta no atraso de todo o processo de desnatação. Além disso, gomas e amidos levam a atributos sensoriais negativos (por exemplo, impressão sensorial deixada pelo alimento na boca e brilho de superfície) mesmo em quantidades menores do que 2 por cento. As gomas, por exemplo, não podem ser usadas em alguns queijos do processo disseminadas em todos por aquela razão.

Conseqüentemente, a presente invenção fornece um queijo do processo que compreende cerca de 0,1 a cerca de 10 por cento de ácido lactobiônico e/ou um sal destes. Preferivelmente, uma quantidade de ácido lactobiônico ou um sal destes no queijo do processo da presente invenção está na faixa de cerca de 0,5 a cerca de 7 por cento e mais preferivelmente de cerca de 1 a cerca de 5 por cento. O ácido lactobiônico pode ser introduzido na formulação do queijo do processo como tal ou na forma de seus sais ou misturas destes. Qualquer sal pode ser usado enquanto este for aceitável em um produto alimentício e que não deteriora, de outra maneira, as características do queijo do processo. Os exemplos dos sais respectivos são sais de metais alcalinos e de metal alcalino terroso tais como os sais de sódio, potássio, cálcio e magnésio bem como os sais de amônio. Entre estes sais, os sais de sódio e de cálcio são preferidos. O teor de matéria seca no queijo do processo da invenção, preferivelmente, quantidades de cerca de 25 a cerca de 60 por cento e mais preferivelmente de cerca de 30 a cerca de 50 por cento. O teor de gordura no queijo do processo de acordo com a presente invenção é preferivelmente de cerca de 5 a cerca de 40 por cento, e mais preferivelmente de cerca de 7 a cerca de 30 por cento. Neste contexto, a expressão “teor de gordura e/ou matéria seca reduzido” deve ser entendido com relação a uma formulação de queijo correspondente que não contém ácido lactobiônico. Conseqüentemente, a pessoa habilitada na técnica estimará que este possa ser as formulações de queijo do processo sem ácido lactobiônico e que tenham um teor de gordura e/ou de matéria seca menor do que um queijo do processo de acordo com a presente invenção, entretanto, aquelas formulações de queijo do processo convencionais perderão conseqüentemente as características do queijo do processo correspondente da invenção, tal como estabilidade da textura e benefícios sensoriais.

Um queijo do processo da presente invenção, que inclui um que tenha um teor de gordura e/ou de matéria seca reduzido, pode ser produzido pela mistura de ingredientes de formulação do queijo do processo convencionais com ácido lactobiônico e/ou um sal destes. Os ingredientes convencionalmente usados na fabricação do queijo do processo compreendem queijo, manteiga, gordura de leite anidra, caseína, pó de leite desnatado, soro em pó, carboidratos (tais como amido, lactose, ácido lático e agente aglutinante), sais (tais como cloreto de sódio e sais de fusão e de emulsificação (por exemplo, sais de ácidos cítrico e fosfórico)) e água. Isto é, as formulações de queijo do processo convencionalmente usadas podem ser utilizadas no processo da presente invenção.

No processo da invenção, o ácido lactobiônico é preferivelmente adicionado na forma de uma solução aquosa em que o ácido é introduzido como tal ou na forma de seu sal. Um sal do ácido lactobiônico pode ser formado pela adição de uma base, tal como hidróxido de sódio, hidróxido de potássio, hidróxido de magnésio ou hidróxido de cálcio ou os carbonatos respectivos a uma solução de ácido lactobiônico. O sal também pode ser formado pelo ajuste do pH na formulação do queijo de processo. Desta maneira, deve ser observado que, normalmente, o sal do ácido lactobiônico será formado na mistura da formulação dos ingredientes do queijo do processo com ácido lactobiônico. Preferivelmente, o pH da formulação do queijo de processo resultante é ajustado na faixa de cerca de 5,5 a cerca de 5,9, mais preferivelmente de cerca de 5,6 a cerca de 5,8.

Em uma forma de realização preferida do processo da presente invenção para a preparação do queijo do processo, o ácido lactobiônico e/ou seus sais substitui parcial ou totalmente a lactose na formulação do queijo de processo. Um benefício adicional da invenção é que o douramento devido à reação de Maillard não é aumentado nas formulações com o nível de lactose mantido e drasticamente reduzido nas formulações onde a lactose é parcialmente substituída por ácido lactobiônico ou seu sal.

Na etapa de mistura do processo de acordo com a presente invenção, qualquer processo de mistura praticado na fabricação do queijo do processo pode ser usada. Tipicamente, isto é uma mistura para homogeneizar sob condições de agitação/corte em temperaturas entre cerca de 15 e cerca de 30°C e mais preferido entre cerca de 20 e cerca de 25°C. O equipamento de mistura convencional pode ser usado tal como qualquer tipo de misturador (por exemplo, agitador, fita simples ou dupla e outros). A etapa de mistura como tal, resultará na textura desejada (isto é, pasta semelhante a gel); o produto resultante pode ser embalado como o produto final ou este pode ser tratado adicionalmente, se desejado ou necessário, dependendo das regulamentações do governo relevantes. Por exemplo, um tratamento UHT (temperatura ultra alta) é legalmente requerido em certos países ou regiões (por exemplo, União Européia) para garantir a redução de organismos específicos (por exemplo, Clostridia). A estrutura da mistura de queijo do processo será usualmente destruída em uma etapa de tratamento por calor produzindo uma solução de ingredientes altamente hidratados independente do dispositivo de mistura particular ou procedimento aplicado. Um tratamento requerirá, normalmente, uma pós-desnatação subseqüente da mistura para recuperar as propriedades de textura desejadas (isto é, uma estrutura de gel firme). O queijo do processo que não sofre tal tratamento que destrói a textura, tal como os Estados Unidos, no geral, não são pós-desnatados.

Um processo detalhado para a preparação do queijo do processo com um procedimento de pós-desnatação será descrito agora. Se a mistura resultante da formulação dos ingredientes do queijo do processo e ácido lactobiônico ou seu sal for tratada por calor, este tratamento pode ser realizado sob condições comumente utilizadas no tratamento de esterilização ou UHT. Isto é, a temperatura é preferivelmente de cerca de 105 a cerca de 150°C. se o tratamento por calor for um tratamento UHT, a temperatura é mais preferivelmente de cerca de 135 a cerca de 140°C (no caso do aquecimento, por exemplo, com um trocador de calor de placa) ou cerca de 140 a cerca de 150°C (no caso de aquecimento direto, por exemplo, por injeção de vapor). Se o tratamento for um tratamento de esterilização, uma temperatura mais preferida está na faixa de cerca de 110 a cerca de 120°C. O tratamento por calor é preferivelmente realizado por cerca de 2 segundos a cerca de 20 minutos. Mais preferivelmente, no caso do tratamento por UHT, o tempo de aquecimento é de cerca de 2 a cerca de 15 segundos, visto que está na faixa de cerca de 10 a cerca de 20 minutos para o tratamento de esterilização. No geral, o tratamento por calor pode ser realizado por meio da injeção de vapor direta ou usando-se um trocador de calor de superfície retalhada ou qualquer tipo de fogão de batelada (por exemplo, fogão de Stephan) como convencionalmente usado nesta técnica No caso de tratamento por calor, a mistura tratada por calor é subseqüentemente esfriada a uma temperatura preferivelmente abaixo de cerca de 100°C e acima de cerca de 15°C (por exemplo, de cerca de 25 a cerca de 98°C). É claro, economicamente sensível é uma temperatura que está perto daquela da seguinte etapa de pós desnatação. Portanto, uma faixa particularmente preferida é de cerca de 70 a cerca de 95°C. O esfriamento pode ser realizado pelo esfriamento instantâneo (pela liberação da pressão) ou usando-se qualquer tipo de trocador de calor ou outro dispositivo de esfriamento, tal como um trocador de calor de placa, trocador de calor de superfície retalhada e outros, ou qualquer combinação destes. A seguir, a mistura esfriada é submetida à pós-desnatação que é preferivelmente realizada em uma temperatura de cerca de 70 a cerca de 95°C, e mais preferivelmente de cerca de 80 a cerca de 85°C. O tratamento de pós-desnatação pode ser realizada em qualquer recipiente ou tanque convencional ou com um dispositivo que permita uma ação de agitação/corte homogênea leve. O tratamento pós-desnatação é preferivelmente conduzido até o nível de viscosidade de um queijo do processo correspondente que não contém ácido lactobiônico ou seu sal ser atingido. As curvas de viscosidade dependentes de tempo dos procedimentos de pós-desnatação convencionais são mostrados nas Figuras 8 e 9. Como está evidente a partir destas curvas, após a fase de início, a viscosidade atinge um platô; preferivelmente, o tratamento pós-desnatação é continuado até este platô ser atingido. Para os propósitos desta invenção, este platô é considerado ser o “nível de viscosidade independente do tempo”.

Embora seja desejável melhorar o monitoramento do processo, não é necessário medir a viscosidade ou o parâmetro relacionado a fim de beneficiar o efeito da invenção. Alguns ensaios de teste e a avaliação da textura do produto correspondente podem ser suficientes para identificar rapidamente o tempo de desnatação ótimo (que usualmente estará no platô) para uma formulação contendo ácido lactobiônico ou seu sal. Uma fabricação na usina pode ser então feita com um período identificado desta maneira. O período do tratamento pós-desnatação é preferivelmente de até cerca de 90 minutos e mais preferivelmente de cerca de 10 a cerca de 40 minutos. A razão de corte utilizada no tratamento pós-desnatação afetará usualmente o tempo de desnatação e variará dependendo do planejamento da usina (por exemplo, tamanho, operação contínua ou por bateladas e outros). Entretanto, as características, tais como razão de corte não devem ser usadas como um parâmetro de controle.

Em uma forma de realização preferida do processo da presente invenção, a reação pós-desnatação é iniciada (“catalisada”) pela adição de produto acabado bem desnatado (isto é, queijo pré-cozido ®) em uma quantidade de até cerca de 10 por cento, preferivelmente mais do que cerca de 0,1 por cento, mais preferivelmente na faixa de cerca de 4,5 a cerca de 8 por cento e mais preferivelmente de cerca de 2 por cento. O queijo pré-cozido pode ser um material preparado ad hoc ou, como nos exemplos 8 e 9, um produto comercial. Na usina, pode ser conveniente usar retrabalho como o queijo pré-cozido para iniciar a reação de pós-desnatação. A quantidade de queijo pré-cozido afetará o tempo de desnatação até certo ponto (isto é, quanto mais pré-cozido o queijo mis curto o tempo de desnatação); nos Exemplos 8 e 9, as porções de um produto comercial cozido serviram para este propósito. A adição de um tal “catalisador” (isto é, queijo pré-cozido) é importante para atingir os períodos de desnatação curtos nos Exemplos 8 e 9. Se nenhum queijo pré-cozido for usado, a pós-desnatação, usualmente, toma-se consideravelmente mais longo (por exemplo, algumas vezes, duas vezes mais longo). As Figuras 8 e 9 são gráficos que mostram as curvas de pós desnatação (isto é, viscosidade como uma função de tempo) para as amostras descritas nos Exemplos 7 e 8, respectivamente. O queijo pós desnatado e tratado por calor do processo pode ser ainda tratado de maneira convencional (por exemplo, esfriado, embalado, armazenado). O queijo do processo resultante é benéfico sobre os produtos convencionais em que estes preservam textura comprável e atributos sensoriais em um teor de gordura e/ou de matéria seca mais baixo ou, altemativamente, excede quando apresenta o mesmo teor de gordura e de matéria seca.

No geral, tendo descrito as formas de realização do processo ilustrado nas figuras bem como outras formas de realização, a invenção será então descrita usando-se exemplos específicos que ainda ilustram vários aspectos da presente invenção mas não são pretendidos para limitar o escopo da invenção, que é definido nas reivindicações anexas. Todas as porcentagens usadas aqui estão em peso, a menos que de outra maneira indicado. EXEMPLO 1.

Uma composição experimental que incorpora características de uma forma de realização da invenção foi preparada para demonstrar o uso de ácido lactobiônico para a acidificação direta na fabricação de queijo cremoso. A composição da mistura de queijo preparada, sob este aspecto, é apresentada na Tabela 1.

Para preparar a mistura de queijo cremoso, o ácido lactobiônico, comercialmente obtido da Lonza Inc. (Fairlawn, NJ) como um pó branco cristalino, foi dissolvido com agitação na água usada na composição. O ácido lactobiônico foi adicionado em sua forma de ácido livre neste experimento. A solução contendo ácido lactobiônico então foi combinada com o restante dos ingredientes compreendidos do creme doce, leite ultrafiltrado, sal (NaCl) e goma carob. A combinação coagulada e o pH da mistura resultante foi de cerca de 4,52. A combinação foi então cozida a cerca de 180°F (82,2° C) e, depois homogeneizada a cerca de 17250 kPa. Por todo este processo, ao componente de laticínio líquido não foi permitido esfriar a abaixo de cerca de 140°F (60° C). O produto de queijo cremoso obtido foi então empacotado em copos de oito onças (226,8 g) individuais e armazenado frio. O produto de queijo cremoso foi organolepticamente avaliado pelos avaliadores treinados. Nenhum gosto ruim foi detectado. O aparecimento total, sabor, textura e impressão sensorial deixada pelo alimento na boca, foram aceitáveis. Além disso, a falta de notas cultivadas no queijo cremoso diretamente acidificado, obtido pode ser superada pelo uso de sistemas flavorizantes para criar um sabor de queijo cremoso desejado. EXEMPLO 2.

Uma composição experimental que incorpora características de uma outra forma de realização da invenção foi preparada para demonstrar o uso de enzima de lactose oxidase para gerar ácido lactobiônico in situ para a acidificação de queijo cremoso. A composição da mistura de queijo cremoso é apresentada na Tabela 2. Esta composição foi comparada com uma composição de controle representativa de um queijo cremoso convencional.

Neste experimento, um ingrediente de enzima, lactose oxidase, foi usado para gerar ácido lactobiônico in situ durante a produção do queijo cremoso. A lactose oxidase foi obtida da Novozymes A/S (Franklinton, NC). Esta lactose oxidase foi uma flavo-enzima que tem FAD (dinucleotídeo de flavina adenina) presente como co-fator com a lactose oxidase.

Para preparar a mistura de queijo cremoso, o creme doce, WPC 80, sal, goma carob, sabor de queijo cremoso concentrado e sorbato de K foram combinados. A combinação foi então cozida a cerca de 180° F (82,2° C) aquecendo-se e mantendo por cerca de 5 minutos, seguida pela homogeneização da combinação cozida a cerca de 17250 kPa. Nesta conjuntura, a mistura homogeneizada foi inoculada com a enzima de lactose oxidase e uma cultura iniciadora de queijo cremoso volumosa. A cultura iniciadora foi uma cultura DVS Lactococcus lactis comercialmente disponível, obtida da Chris Hansen, Inc., Milwaukee, Wisconsin. Depois da incubação a cerca de 72° F (22,2° C) durante a noite (cerca de 16 horas), o pH foi baixado para cerca de 4,4. Depois de ajustar o pH para cerca de 4,7 usando-se mistura de queijo cremoso não inoculado fresco, a mistura foi então submetida a uma etapa de aquecimento a cerca de 180° F (82,2° C) e homogeneizada a cerca de 17250 kPa. O produto de queijo obtido foi então empacotado em copos de 8 onças (226,8 g) e armazenado frio.

Como um funcionamento de controle, uma outra mistura de queijo foi preparada de acordo com a formulação descrita na Tabela 2 e o procedimento descrito acima, exceto que omitiu o ingrediente lactose oxidase. As porcentagens da mistura do funcionamento de controle também são apresentadas na Tabela 2.

Tabela 2. Ingredientes de composições de queijo cremoso inventivas e de controle. O produto de queijo cremoso de controle não tratado foi determinado conter cerca de 2,5 por cento de lactose. Pelo contrário, o produto de queijo cremoso tratado pela enzima de lactose oxidase representativo, da invenção contém apenas cerca de 0,3 por cento de lactose. O teor de ácido lactobiônico dos produtos de queijo cremoso foi determinado usando-se cromatografia líquida de alto desempenho usando-se um protocolo de troca iônica. No caso do produto tratado pela enzima de lactose oxidase, cerca de 88 por cento da lactose original foi convertida ao ácido lactobiônico.

Como também mostrado por estes resultados, esta invenção permite e facilita o uso de lactose superior contendo os concentrados de proteína no soro nas formulações da mistura de queijo cremoso além da, in situ, geração de acidez para ajudar a acidificação. EXEMPLO 3.

Uma composição experimental que incorpora características de mais uma outra forma de realização da invenção foi preparada para demonstrar o uso de ácido lactobiônico para a acidificação direta na fabricação de queijo cheddar.

Uma mistura de queijo cheddar contendo 20 g de ácido lactobiônico dissolvida em 475 ml de leite e 5 ml de água foi preparada em um béquer estéril. 500 μΐ. de concentração dupla de CHY-MAX™ foram então adicionados à mistura. CHY-MAX™ é um faixa de fermentação de produtos de quimosina produzidos e foi obtido da Chr. Hansen, Inc., Milwaukee, Wisconsin. A mistura resultante foi incubada em cerca de 88°F (31,11°C) por cerca de 30 minutos. O coágulo foi cortado com uma faca para permitir a sinerese. O coágulo foi cozido para aumentar sua temperatura de cerca de 88°F (31,11°C) para cerca de 102° F (38,88° C) com agitação freqüente em um banho de água. Assim que o coágulo atingiu cerca de 102° F (38,88° C), foi incubado por cerca de um adicional de 60 minutos em um pH de cerca de 5,8, decantado e então prensado para remover o soro. O coalho foi salgado com 0,7 por cento de cloreto de sódio. O coalho salgado foi prensado durante a noite (isto é, cerca de 16 horas) e então o queijo foi embalado em sacos à vácuo. O produto de queijo cheddar tem atributos organolépticos e de textura satisfatórios sem qualquer gosto ruim sendo detectado. Esta forma de realização oferece economia de tempo na produção de queijo duro e, desta maneira, rendimentos de produção aumentados, devido à eliminação do processo que envolve culturas bacterianas de ácido lático. EXEMPLO 4.

Uma composição experimental que incorpora características de uma outra forma de realização da invenção relacionada à fabricação de queijos duros foi preparada para demonstrar o uso de lactose oxidase para substituir parcialmente as culturas, para ajudar a acidificação na fabricação de queijo cheddar.

Para preparar a mistura de queijo cheddar, 950 unidades de lactose oxidase do mesmo tipo como aquele descrito no Exemplo 2, foram adicionados à 475 ml de leite e 5 ml de água em um béquer estéril com mistura junto com 0,001 por cento de cultura iniciadora. A cultura iniciadora foi uma cultura de DVS Lactococcus lactis, fornecido por Chris Hanson, Inc., Milwaukee, Wisconsin. A quantidade de cultura normalmente usada na fabricação de queijo cheddar é de cerca de 0,01 por cento da mistura de queijo, assim este exemplo utilizou apenas cerca de 10 por cento da quantidade típica de teor de cultura iniciadora em uma mistura de queijo.

Então, 500 pL de concentração dupla de CHY-MAX™ foram adicionados e a combinação resultante foi incubada em cerca de 88°F (31,11°C) por cerca de 30 minutos. O coágulo foi cortado com uma faca para permitir a sinerese. O coágulo foi cozido para aumentar sua temperatura de cerca de 88°F (31,11°C) para cerca de 102° F (38,88° C) com agitação ffeqüente em um banho de água. Assim que o coágulo atingiu cerca de 102° F (38,88° C), foi incubado por um adicional de 60 minutos em pH 5,8, decantado e depois prensado para remover o soro. O coalho foi salgado com 0,7 por cento de cloreto de sódio. O coalho salgado foi prensado durante a noite (isto é, cerca de 16 horas) e depois o queijo foi embalado em sacos à vácuo.

Os resultados demonstram que a produção in situ do ácido lactobiônico no queijo cheddar preparado neste experimento de acordo com uma forma de realização da invenção reduziu a quantidade de cultura necessária a ser adicionada à mistura de queijo para diminuir o pH quanto necessário.

Além disso, o produto de queijo cheddar tratado pela enzima de lactose oxidase representativo, da invenção continha menos do que cerca de 0,2 por cento de lactose. Um funcionamento de controle separado do produto de queijo cheddar, preparado do mesmo modo, exceto usando-se 0,01 por cento de cultura iniciadora e sem o ingrediente lactose oxidase foi determinado conter menos do que cerca de 0,3 por cento de lactose. O produto de queijo cheddar tem atributos organolépticos e de textura satisfatórios sem qualquer gosto ruim e foi comparável à amostra de controle de queijo cheddar em termos destas características. EXEMPLO 5.

Em um outro experimento, uma enzima de lactose oxidase foi usada para gerar ácido lactobiônico in situ para a acidificação na produção de queijo UF no lugar da cultura. A composição da mistura de queijo UF é apresentada na Tabela 3.

Para este procedimento, 1000 ml de leite desnatado fresco foi concentrado até cerca de cinco vezes a cerca de 145°F (62,77° C) usando-se um dispositivo de ultrafiltração que tenha um tamanho de poro de membrana que restrinja a passagem de moléculas maiores do que o peso molecular de 10.000. Antes de começar a ultrafiltração, uma enzima de lactose oxidase do mesmo tipo daquele descrito no Exemplo 2 foi adicionado em uma quantidade de 0,2 unidade por grama de leite. 5,4 g de sal também foram adicionados neste tempo. A concentração foi completada pelo procedimento de ultrafiltração quando 80 por cento do volume de leite original foi removido. 103 g de creme doce (40 por cento) foram então adicionados ao leite concentrado para obter uma razão de proteína para gordura de cerca de 0,8. 10 pL de quimosina foram adicionados ao leite desnatado concentrado/ mistura cremosa e a mistura foi lentamente agitada até que a enzima de lactose oxidase converteu lactose suficiente ao ácido lactobiônico tal que a mistura atingiu um pH de cerca de 5. A evaporação foi realizada para atingir o nível de umidade de queijo desejado final por um método de evaporação convencional usado para o propósito.

Tabela 3. Ingredientes de uma composição de queijo UF inventiva.

Determinando-se o teor de lactose no produto de queijo UF e comparando-se esse valor com aquele de um funcionamento de controle, no qual o queijo UF foi preparado da mesma maneira, exceto omitindo-se a adição da lactose oxidase, foi confirmado que a lactose presente no leite desnatado foi convertida em ácido lactobiônico quando processada na presença da enzima de lactose oxidase. Adicionalmente, menos diafiltração foi necessária para o retido reagido, quando comparada àquela tipicamente usada na produção de queijo UF convencional, por causa da conversão de lactose a ácido lactobiônico. Isto é, esta forma de realização capturou muito mais sólidos derivados de lactose do que o mesmo processo capturaria usando-se cultura iniciadoras. Visto que o ácido lactobiônico (peso da fórmula 358,3) tem um peso/mol de massa que é cerca de quatro vezes o molar, uma massa maior derivada da lactose é portanto retida em uma base equimolar quando a lactose é convertida em ácido lactobiônico, tal como de acordo com esta forma de realização da invenção, em vez de em ácido lático. EXEMPLO 6.

Neste experimento, os queijos do processo foram preparados a partir de composições de mistura de queijo contendo uma de três formas diferentes de ácido lactobiônico. As composições básicas das três misturas de queijo do processo são apresentadas na Tabela 4. Estas variaram apenas como a forma particular do ácido lactobiônico usado. Assim como um funcionamento de controle, uma outra mistura de queijo foi preparada de acordo com a formulação descrita na Tabela 4 e o procedimento descrito abaixo, exceto que omitiu o ácido lactobiônico.

As misturas de queijo que representam esta invenção compreenderam os seguintes ingredientes: concentrado de proteína de soro (WPC 34, Wisconsin Whey International, Juda, Wisconsin) contendo 34 por cento de proteína de soro, concentrado de proteína de leite (NZ MPC-70, New Zealand Milk Products, Wellington, Nova Zelândia), soro seco (contendo 71,78 por cento de lactose; Krafen, Kraft Foods, Glenview III.), água, queijo fragmentado, gordura de leite anidra (AMF), os corantes APO e açafrão, ácido sórbico, agentes emulsificantes (isto é, fosfato de monossódio e fosfato de dissódio), sal (NaCl), condensado e ácido lactobiônico. O condensado é a água adicionada na massa de queijo durante o cozimento pelo modo de condensação de vapor usado no processo de injeção de vapor direto usado na fabricação de queijo do processo. A quantidade de condensado depende do tempo, temperatura de cozimento e da temperatura inicial da mistura de queijo. Esta quantidade é determinada e é usada no ajuste de água na formulação. O funcionamento de controle têm a mesma composição exceto, que esta não contém ácido lactobiônico (todos os outros componentes foram incluídos usando-se as mesmas razões). O procedimento de fabricação de queijo foi como segue. Queijo, AMP, sal emulsificante, ácido sórbico, fosfato de mono e dissódio, APO e açafrão foram adicionados a um recipiente misturador de Hobart e combinados por cerca de 2 minutos. Uma combinação úmida do restante dos ingredientes foi feita na solução de ácido lactobiônico (descria abaixo) e adicionada ao recipiente misturador. A mistura continuou até que todos os componentes foram bem combinados. Para o funcionamento de controle, uma combinação úmida do restante dos ingredientes foi, em vez disso, feita na água sem o ácido lactobiônico e, aquela combinação úmida foi adicionada ao recipiente misturador. A mistura combinada foi transferida a um fogão onde foi cozida por intermédio de injeção de vapor direta. A mistura foi cozida a cerca de 184° F (84,44° C) em uma razão de aquecimento de cerca de 1°F (-17,22° C/ min. A temperatura foi mantida em cerca de 184° F (84,44° C) e a combinação continuou por cerca de 2 minutos. O produto foi vertido em copos de 8 onças (226,8 g), esfriado e armazenado refrigerado até o uso adicional.

Tabela 4: Ingredientes de uma composição de queijo do processo inventiva. ‘Nenhum fosfato de monossódio foi adicionado quando o ácido lactobiônico de dissódio foi adicionada além da quantidade daquele ingrediente anteriormente especificado para aquele ingrediente na Tabela 4 para a formulação. 2 O “condensado” foi a água adicionada na massa de queijo durante o cozimento pelo modo de condensação de vapor usado processo de injeção de vapor direto, convencional usado na fabricação de queijo do processo. A quantidade de condensado depende do tempo, temperatura de cozimento e da temperatura inicial da mistura. Esta quantidade foi determinada e foi usada no ajuste de água na composição do queijo. 3Uma das três formas diferentes de ácido lactobiônico foi respectivamente adicionada à três amostras de mistura de queijo diferentes que tenham a composição acima. Estas três formas de ácido lactobiônico diferentes testadas foram adicionadas na solução como segue: (a) ácido lactobiônico dissolvido na água e usado diretamente; (b) solução de ácido lactobiônico, fabricada dissolvendo-se ácido livre na água seguida pela neutralização da solução ácida com hidróxido de sódio a um pH de cerca de 7 antes de adicionar o ácido lactobiônico contendo a solução para a mistura de queijo; e (c) sal de cálcio do ácido lactobiônico, lactobionato de cálcio, que foi dissolvido na água.

As amostras de queijo do processo adicionais de cada uma das três formulações básicas descritas acima foram preparadas ajustando-se a razão de adição do ácido lactobiônico tal que seu nível variou de cerca de 1 a cerca de 6 por cento, em cerca de 1 por cento de aumento por toda aquela faixa. Um nível de cerca de 4 por cento de ácido lactobiônico foi observado ser ótimo nos produtos de queijo do processo testados. A aparência, o gosto, a textura e a impressão sensorial deixada pelo alimento na boca e o sabor total foram organolepticamente avaliados de uma maneira qualitativa para cada amostra por um grupo de cinco avaliadores usando-se uma escala de quatro pontos de marcação: não aceitável, mesmo como o produto de referência, marginalmente melhor do que o produto de referência e, signifícantemente melhor do que o produto de referência.

Assim como os resultados desta avaliação, o queijo do processo contendo o ácido lactobiônico neutralizado foi observado ter um aparência similar à do produto de controle. A textura e a impressão sensorial deixada pelo alimento na boca daquele produto de queijo também foram observadas estarem em igualdade de condições com o controle. O uso de ácido lactobiônico na forma livre não contribui para quaisquer gostos ruins e alguns avaliadores comentaram que isto intensificou notas de queijo/laticínios no produto.

Os produtos de queijo do processo contendo ácido lactobiônico e lactobionato de cálcio não neutralizados foram observados ter sabor de queijo aceitável. A aparência, a textura e a impressão sensorial deixada pelo alimento na boca, daquelas amostras declinaram de níveis superiores de adição (maior do que cerca de 4 por cento). EXEMPLOS 7 e 8.

Estes exemplos também ilustram a inclusão de ácido lactobiônico nos queijos do processo. Todos os ingredientes da formulação de queijo do processo desejada são misturados e pré-emulsificados por 3 minutos usando-se um Thermomix TM21 (Vorwerk) em ajuste de velocidade 6 e temperatura ambiente. No Exemplo 7, a mistura resultante é aquecida em um mecanismo Roversi a 60° C por aquecimento indireto seguido por aquecimento a vapor direto por 80 segundos. No Exemplo 8, a mistura é aquecida no mecanismo Roversi a 50°C por aquecimento indireto seguido por aquecimento a vapor direto por 105 segundos. Em ambos os exemplos, a mistura é esfriada a 80°C, misturada com 2 por cento de queijo pré-cozido (“retrabalho”; produto comercial desnatado) e, pós desnatado em um Farinógrafo-Resistógrafo Brabender, ajuste de velocidade 2, a 80°C até que o platô de viscosidade foi atingido (cerca de 1 hora em ambos os exemplos). O produto é enchido em recipientes, deixado esfriar até a temperatura ambiente, ainda esfriado e armazenado a 4°C por pelo menos 2 semanas. O Farinógrafo Brabender usado nos Exemplos 7 e 8 registram o torque (100 unidades de Farino = 1 N m) que é relacionado à viscosidade do queijo quente. Este dispositivo é usado para experimentação em pequena escala visto que este imita o tanque de desnatação que é usado em uma fábrica e combina-se com um dispositivo que registra viscosidade; um tal dispositivo é, claro, não obrigatório na fábrica. Os testes foram conduzidos para garantir que as curvas de desnatação obtidas tanto a partir do Farinógrafo Brabender quanto do dispositivo que mede viscosidade usado na fábrica piloto são comparáveis (isto é, representativas). O Farinógrafo é ainda descrito em detalhes em “The Farinograph Handbook”, 3a ed., B.L. D’Appolonia e W.H. Kunerth, eds., American Association of Cereal Chemists, St. Paul, U.S.A., 1984.

No Exemplo 7, as composições de queijo do processo das seguintes formulações finais foram preparadas: Todos os parâmetros de processamento são idênticos para ambas formulações. A incorporação de 2 por cento de ácido lactobiônico permite uma redução de sólidos de 1,1 por cento e ao mesmo tempo uma redução de gordura de 2,8 por cento.

Os ingredientes detalhados das amostras do Exemplo 7 são como segue: Ambas as formulações apresentam ou são completamente ajustadas a um pH entre 5,6 e 5,9, mais preferido a um pH entre 5,6 e 5,8.

No Exemplo 8, as composições de queijo do processo das seguintes formulações finais foram preparadas: Todos os parâmetros de processamento são idênticos para ambas formulações. A incorporação de 3 por cento de ácido lactobiônico permite uma redução de sólidos de 0,6 por cento e ao mesmo tempo uma redução de gordura de 3,3 por cento.

Os ingredientes detalhados das amostras de Exemplo 8 são como segue Ambas as formulações apresentam ou são completamente ajustadas a um pH entre 5,6 e 5,9, mais preferido a um pH entre 5,6 e 5,8.

As curvas de desnatação (isto é, mudanças na viscosidade do para as amostras do Exemplo 8 na Figura 9. As curvas de desnatação de ambas as amostras inventivas comparam rigorosamente aquelas das amostras de referência (técnica anterior) que representam a viscosidade desejada do queijo quente. As diferenças nos atributos sensoriais (por exemplo, brilho de superfície, pegajosidade à lâmina, cremosidade, salinidade e acidez) entre as amostra inventiva e de controle não podem ser identificadas por uma avaliação sensorial informal. EXEMPLO 9.

Este exemplo ilustra a preparação de lactose do leite reduzida usando-se a lactose oxidase para converter lactose ao ácido lactobiônico. Todo o leite foi pasteurizado a 161° F (71,66° C) por 15 segundos e depois esfriado a 113° F (45° C). A lactose oxidase foi adicionada em um nível de cerca de 4 unidades/ml de leite. A mistura de reação foi cuidadosamente agitada para dispersar a enzima. A mistura resultante foi então incubada a 113° F (45° C) durante a noite para deixar a reação enzimática prosseguir. Uma amostra de controle foi exposta nas mesmas condições exceto que nenhuma enzima foi adicionada. As amostras foram analisadas quanto a lactose e ao ácido lactobiônico: EXEMPLO 10.

Este exemplo ilustra a biogeração de ácido lactobiônico em creme coalhado usando-se lactose oxidase. As formulações para um creme coalhado de controle e inventivo são como segue: Uma mistura de leite desnatado, creme e água foi aquecida a 72°F (22,22° C) seguida pela adição da cultura (isto é, Lactococcus lactis subsp. diaceíilactis e Leuconostoc) e quimosina na amostra de controle ou a adição de cultura (isto é, Lactococcus lactis subsp. diaceíilactis e Leuconostoc), quimosina e, lactose oxidase para a amostra inventiva. As misturas foram incubadas a 72°F (22,22° C) durante a noite para obter o creme coalhado. A quantidade de lactose foi reduzida de cerca de 2,5 por cento na amostra de controle a cerca de 1,7 por cento na amostra inventiva usando-se o tratamento de enzima. EXEMPLO 11.

Estes exemplos ilustram a biogeração de ácido lactobiônico em iogurte usando-se a lactose oxidase oxidase para gerar acidez e reduzir os níveis de lactose. O leite padronizado para gordura de leite a 2% foi aquecido a 187°F (86,11° C) e mantido naquela temperatura por 20 minutos. Após a homogeneização a 150°F (65,55° C), a mistura foi esfriada a 115°F (46,11° C). A cultura (amostra de controle) ou cultura e lactose oxidase (amostra inventiva) foram adicionadas e a mistura incubada a 113° F (45° C) por 4 horas ao pH 4,6. A lactose oxidase foi adicionada em um nível de cerca de 4 unidades/ml de leite. A cultura foi uma mistura de Lactobacillus bulgaricus e Streptococcus thermophilus. O iogurte de controle continha cerca de 3,4 por cento de lactose quando comparada a cerca de 0,14 por cento no iogurte tratado com enzima. EXEMPLO 12.

Este exemplo ilustra o uso de ácido lactobiônico (diretamente adicionado ou gerado in situ) para modificar as proteínas do soro. As proteínas do soro modificadas usando-se ácido lactobiônico são mais funcionais como ingredientes de queijo do processo comparadas às proteínas do soro modificadas usando-se ácidos tradicionais. Tais proteínas do soro modificadas podem ser usadas como um ingrediente no queijo ou outros produtos de laticínio.

Amostra A. WPC-35 (30,5 lbs (13,83 kg); concentrado de proteína de soro contendo 35 por cento de proteína) foi misturado em 51,2 lb (23,22 kg) de água e acidificado ao pH 3,78 usando-se 3,7 lb (1,68 kg) de ácido lactobiônico. A mistura resultante foi aquecida a 80°C e mantida por 180 minutos e secada por pulverização para produzir um pó contendo 26 por cento de proteína. O WPC modificado foi incorporado em uma fórmula de queijo do processo a 16 por cento em peso. O queijo do processo resultante tem um valor de firmeza de penetrômetro de 8,6 mm comparado a 11,9 mm no queijo do processo que incorpora o mesmo nível de proteína de soro modificada usando-se ácido lático e 15,4 mm para o queijo do processo produzido usando-se um WPC-35 não modificado.

Amostra B. WPC-35 foi reconstituído em água a uma concentração de sólidos total de 33 por cento e uma concentração de lactose final de 15 por cento. Esta solução foi pasteurizada a 70,4°C por 15 minutos e esfriada a 55°C. A lactose oxidase foi adicionada a 2 unidades/ml. Três litros da mistura de reação foi incubada em um recipiente biorreator de 5 litros (New Brunswick) a 55°C; o pH foi mantido constante a 7,0 e a aeração foi fornecida com purgação constante de ar filtrado e agitação a 75 rpm. A bioconversão foi deixada prosseguir por 48 horas resultando na formação do sal de sódio do ácido lactobiônico. O pH da solução resultante foi ajustado para 3,35 com ácido lático; isto foi seguido pelo aquecimento a 176°F (80° C) por 180 minutos. A pasta tratada por calor foi secada por congelamento. O WPC modificado, secado por congelamento foi incorporado em uma fórmula de queijo do processo a 16 por cento. O queijo do processo resultante tem um valor de firmeza de penetrômetro de 8,2 mm comparado a 12,6 mm no queijo do processo que incorpora o mesmo nível de proteína de soro modificada usando-se ácido lático e 16,5 mm para o queijo do processo produzido usando-se um WPC-35 não modificado.

Amostra C. WPC-35 foi reconstituído em água a uma concentração de sólidos total de 33 por cento e uma concentração de lactose final de 15 por cento. Esta solução foi pasteurizada a 70,4°C por 15 minutos e esfriada a 55°C. A lactose oxidase foi adicionada a 2 unidades/ml. Três litros da mistura de reação foi incubada em um recipiente de biorreator de 5 litros (New Brunswick) a 55°C, o pH foi mantido constante a 7,0 usando-se estat de pH e a aeração foi fornecida com purgação constante de ar filtrado e agitação a 75 rpm. A bioconversão foi deixada prosseguir por 48 horas resultando na formação do sal de sódio do ácido lactobiônico. O pH da solução resultante foi ajustado para 3,35 com ácido lático; isto foi seguido pelo aquecimento a 176°F (80° C) por 180 minutos. A pasta tratada por calor foi esfriada a 40° F (4,44° C) e armazenada para o uso como um ingrediente líquido. O WPC modificado líquido foi incorporado em uma fórmula de queijo do processo em uma quantidade que fornece 12% da proteína de soro em peso. O queijo do processo resultante tem um valor de firmeza de penetrômetro de 3,9 mm comparado a 14,9 mm no queijo do processo que incorpora o mesmo nível da proteína de soro modificada usando-se ácido lático e 17,7,5 mm para o queijo do processo produzido usando-se um WPC-35 não modificado. EXEMPLO 13.

Estes exemplos ilustram o uso de ácido lactobiônico para aumentar os sólidos derivados de lactose no queijo do processo. Por causa da tendência da lactose em formar cristais indesejáveis, os teores de lactose são geralmente limitados entre cerca de 6 e cerca de 9 por cento nos produtos de queijo do processo dependendo da formulação específica. Usando-se ácido lactobiônico além da lactose normalmente presente permite que sólidos derivados de lactose superior sejam usados nos produtos de queijo do processo. O ácido lactobiônico 0,7 lb (0,317 kg) foi combinado com 2,9 lb (1,31 kg) de MPC-70, 0,5 lb (0,226 kg) de WPC-35, 4,7 lb (2,13 kg) soro doce seco e 11 lb (4,99 kg) de água. Esta mistura foi adicionada a uma combinação fundida de 40 lb (18,14 kg) de queijo cheddar, 2 lb (0,907 kg) de gordura de leite anidra e 1,7 lb (0,77 kg) de sais emulsificantes. O queijo do processo resultante foi embalado em fatias. As fatias de queijo do processo contendo 1 por cento de ácido lactobiônico não foram diferentes das fatias de queijo do processo de controle não contendo ácido lactobiônico, mas tendo a vantagem de substituir cerca de 1 por cento dos sólidos de proteína e de gordura por ácido lactobiônico. EXEMPLO 14.

Estes exemplos ilustram o uso de ácido lactobiônico para substituir gordura do leite no queijo do processo. O ácido lactobiônico pode substituir até 25 por cento da gordura do leite no queijo do processo com leve aumento na firmeza do produto e leve restrição de fusão.

As seguintes formulações foram usadas para produzir vários produtos de aueiio do processo.

Substituindo a gordura do leite por ácido lactobiônico a firmeza aumentou levemente e a restrição de fusão reduziu em uma pequena quantidade.

Embora o uso de ácido lactobiônico tenha sido ilustrado aqui na fabricação de vários tipos de queijos e produtos laticínios, será estimado que a presente invenção também abranja o uso de ácido lactobiônico como um acidulante alimentício geral, um agente emulsificante, fortificante de cálcio ou quelante, antioxidante e agente de volume para outros tipos de alimentos além dos produtos laticínios.

Enquanto a invenção foi particularmente descrita com referência específica ao processo particular e formas de realização do produto, será estimado que várias alterações, modificações e adaptações podem ser fundamentadas na presente divulgação e são pretendidas estarem dentro do espírito e do escopo da presente invenção como definido pelas seguintes reivindicações.

Claims (43)

1. Processo para fabricar um produto de queijo contendo ácido lactobiônico, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: preparar uma mistura de queijo líquida que compreende um componente laticínio, lactose e ácido lactobiônico ou um sal dieteticamctne aceitável ou forma neutralizada deste; e coagular a mistura de queijo para obter o produto de queijo.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o ácido lactobiônico está presente em uma quantidade de 0,1 a 10 por cento da mistura de queijo.

3. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o ácido lactobiônico está presente em uma quantidade de 2 a 6 por cento da mistura de queijo.

4. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o ácido lactobiônico está presente em uma quantidade de 3 a 5 por cento da mistura de queijo.

5. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o ácido lactobiônico é presente para induzir a coagulação da mistura de queijo.

6. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o ácido lactobiônico está presente para reduzir o pH da mistura de queijo ao ponto isoelétrico da caseína presente nele.

7. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o ácido lactobiônico está presente para reduzir o pH da mistura de queijo.

8. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o ácido lactobiônico é um sal alcalino ou um sal de metal alcalino terroso do ácido lactobiônico.

9. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o ácido lactobiônico é um sal e sódio, potássio ou cálcio do ácido lactobiônico.

10. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o ácido lactobiônico é um ácido livre.

11. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o ácido lactobiônico é adicionado à mistura de queijo como uma solução de sal de lactobionato dissolvido in água e neutralizado a um pH de 7 pela adição de uma substância alcalina.

12. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o ácido lactobiônico é gerado pela oxidação catalítica de uma porção da lactose ao ácido lactobiônico usando-se uma oxidase.

13. Processo de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a oxidase é lactose oxidase.

14. Processo de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a oxidase é lactose oxidase em combinação com um cofactor que compreende FAD.

15. Processo de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a oxidase é uma mistura de lactose oxidase e glicose oxidase.

16. Processo de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a oxidase é uma mistura de lactose oxidase e hexose oxidase.

17. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a mistura de queijo ainda compreende um coagulante enzimático.

18. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ainda compreende as etapas de formar coalho e soro a partir da mistura coagulada e separar o coalho do soro para obter o produto de queijo.

19. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a mistura de queijo ainda compreende uma cultura de partida.

20. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a mistura de queijo compreende ainda incluir uma bactéria de ácido lático para a cultura da mistura de queijo.

21. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o componente laticínio é selecionado do grupo que consiste de leite fluido, leite concentrado, permeato de ultrafiltração, concentrado de proteína de soro, creme, creme doce, sólidos de leite, correntes de subprodutos laticínios e misturas destes.

22. Processo de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que o produto de queijo é queijo cremoso.

23. Processo de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que o produto de queijo é queijo cheddar.

24. Processo para fabricar um produto de queijo processado contendo ácido lactobiônico, caracterizado pelo fato de que o dito compreende as etapas de: preparar uma mistura de queijo que compreende lactose, queijo sólido fragmentado e ácido lactobiônico ou um sal dieteticamente aceitável ou forma neutralizada destes; aquecer a mistura de queijo em uma temperatura e por um período para produzir uma combinação de queijo fundido; aquecer a combinação de queijo fundido em uma temperatura 170°F (76,7°C) e 200°F (93,3°C) entre um e dez minutos para fornecer o produto de queijo do processo; e empacotar o produto de queijo do processo.

25. Produto de queijo, caracterizado pelo fato de que compreende queijo e ácido lactobiônico ou um sal dieteticamente aceitável ou forma neutralizada destes, em que o ácido lactobiônico ou sal dieteticamente aceitável ou forma neutralizada destes está presente em uma quantidade de 0,1 a 10 por cento do produto de queijo.

26. Produto de queijo de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de que o produto de queijo é um produto de queijo processado.

27. Processo para fabricar um produto laticínio contendo ácido lactobiônico, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: preparar uma mistura líquida que compreende um componente laticínio, lactose e ácido lactobiônico ou um sal dieteticamente aceitável ou forma neutralizada destes; e tratar a mistura líquida para obter o produto laticínio.

28. Processo de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pelo fato de que o componente laticínio é selecionado do grupo que consiste de leite fluido, leite concentrado, permeato de ultrafiltração, concentrado de proteína de soro, creme, creme doce, sólidos de leite, correntes de subprodutos laticínios e misturas destes.

29. Processo de acordo com a reivindicação 28, caracterizado pelo fato de que o ácido lactobiônico é adicionado à mistura de queijo como uma solução de sal de lactobionato dissolvido na água e neutralizado a um pH de 7 pela adição de uma substância alcalina.

30. Processo de acordo com a reivindicação 28, caracterizado pelo fato de que o ácido lactobiônico é gerado pela oxidação catalítica de uma porção da lactose para o ácido lactobiônico usando-se uma oxidase.

31. Processo de acordo com a reivindicação 28, caracterizado pelo fato de que o produto laticínio compreende queijo.

32. Processo de acordo com a reivindicação 28, caracterizado pelo fato de que o produto laticínio compreende iogurte.

33. Processo de acordo com a reivindicação 28, caracterizado pelo fato de que o produto laticínio compreende creme coalhado.

34. Processo de acordo com a reivindicação 28, caracterizado pelo fato de que o produto laticínio compreende queijo cottage.

35. Processo de acordo com a reivindicação 28, caracterizado pelo fato de que o produto laticínio compreende leitelho.

36. Processo de acordo com a reivindicação 28, caracterizado pelo fato de que o produto laticínio compreende leite.

37. Processo de acordo com a reivindicação 28, caracterizado pelo fato de que o produto laticínio compreende um o produto contendo soro.

38. Queijo processado, caracterizado pelo fato de que compreende 0,1 a 10 por cento de ácido lactobiônico e/ou um sal destes, em que o queijo do processo tem um teor de matéria seca de 25 a 60 por cento e um teor de gordura de 5 a 40 por cento.

39. Queijo processado de acordo com a reivindicação 38, caracterizado pelo fato de que a quantidade de ácido lactobiônico e/ou um sal destes é de 0,5 a 7 por cento.

40. Queijo processado de acordo com a reivindicação 39, caracterizado pelo fato de que a quantidade de ácido lactobiônico e/ou um sal destes é 1 a 5 por cento.

41. Processo para preparar queijo processado, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: (a) misturar os ingredientes da formulação de queijo do processo com ácido lactobiônico e/ou um sal deste para formar uma mistura; (b) tratar a mistura por calor; (c) esfriar a mistura tratada por calor; e (d) pós desnatar a mistura esfriada à um nível de viscosidade desejado.

42. Processo de acordo com a reivindicação 41, caracterizado pelo fato de que a mistura na etapa (b) é aquecida em uma temperatura de 105 a 150°C por 2 segundos a 20 minutos e em que a mistura tratada por calor na etapa (c) é esfriada de 70 a 95°C.

43. Processo de acordo com a reivindicação 42, caracterizado pelo fato de que o nível de viscosidade desejado atingido na etapa (d) é um nível de viscosidade dependente do tempo. RESUMO “PROCESSO PARA FABRICAR E PREPARAR QUEIJO E OUTROS PRODUTOS LACTICÍNIOS CONTENDO ÁCIDO LACTOBIÔNICO” Processo para fabricar queijos e outros produtos laticínios e os produtos resultantes, no qual o ácido lactobiônico é adicionado ou gerado in situ, em combinação com um componente laticínio no curso do processo. O ácido lactobiônico pode ser usado como o único acidulante para a acidificação direta do queijo ou em conjunção com as quantidades reduzidas da cultura de ácido láctico. Quando o ácido lactobiônico é gerado in situ durante a fabricação do queijo de acordo com a invenção, uma lactose oxidase é usada em uma forma de realização da invenção para converter a lactose intrinsecamente presente no(s) ingrediente(s) líquido(s) laticínio(s) no ácido lactobiônico. Os atributos organolépticos dos queijos feitos usando-se o ácido lactobiônico como um ingrediente são satisfatória e totalmente adequados. O processo pode ser aplicado à produção de uma ampla variedade de queijos, incluindo, por exemplo, queijos cremosos, queijos duros, tais como o cheddar, queijos UF, queijos de processo, queijos cheddar e assim por diante.