BRPI0416104B1

BRPI0416104B1 - Métodos para produção de um produto de proteína de soro de leite e de uma pasta de baixa gordura, bem como pasta de baixa gordura, e uso de um produto de proteína de soro de leite

Info

Publication number: BRPI0416104B1
Application number: BRPI0416104-1A
Authority: BR
Inventors: John Charles Madsen; Henrik K. Frederiksen; Hans Burling
Original assignee: Arla Foods Amba
Priority date: 2003-10-30
Filing date: 2004-10-29
Publication date: 2021-04-13
Also published as: US8182856B2; IL175031A0; SI1677613T1; EP1677613B1; US7579034B2; EP1677613A1; MXPA06004758A; BRPI0416104A; NZ546655A; EP2274987A2; US20050170062A1; CA2543264C; ES2388856T3; DK1677613T3; EP2274988A2; AU2004284866B2; HRP20120672T1; EP2274987A3; JP4744448B2; AU2004284866A1

Abstract

"estabilizadores úteis na produção de pasta de baixa gordura". a presente invenção refere-se a métodos para a produção de emulsões de pasta de baixa gordura estabilizadas com proteínas do leite. a fase aquosa é estabilizada por proteínas de soro de leite termicamente desnaturadas a baixas concentrações de cálcio. depois do tratamento térmico, o ph da fase aquosa é ajustado a condições neutras ou ácidas. a presente invenção também refere-se a métodos para a produção de um produto de proteína de soro de leite que pode ser usado como ingrediente alimentar estabilizador.

Description

Campo Técnico da Invenção

A presente invenção refere-se ao campo de estabilizadores. Em particular, a invenção refere-se a métodos para a produção de um estabilizador de origem laticínia, assim como a pastas de baixa gordura estabilizados com proteínas de origem laticínia.

Antecedentes da Técnica

Inúmeras tentativas foram feitas ao longo dos anos para se obter uma pasta de baixa gordura com um sabor, sensação bucal, estrutura, consistência e outros que se assemelhassem à manteiga tanto quanto possível inúmeras características têm de estar presentes no produto final para se obter essa "sensação de manteiga": • espalhamento a uma temperatura de cerca de 5 a 25°C; • facilidade de espalhar sem liberação espontânea de água; • sensação cremosa livre, tanto de uma estrutura granulosa, quanto cristalina; • fácil derretimento na boca; • livre de uma sensação "pegajosa" na boca; • livre de qualquer sabor desagradável ou estranho; • de preferência, livre de aditivos de origem não laticínia; • relativamente fácil e barata de produzir; • uma sensação do "tipo manteiga" de acordo com um painel de teste.

Finalmente, o produto deve, evidentemente, ter um teor de gordura significativamente menor que a manteiga.

Um grande número de problemas técnicos têm, portanto, de ser resolvidos para se chegar ao produto desejado. Até agora, não foi possível produzir um produto que atendesse a maioria ou a todos esses critérios de maneira satisfatória. O grande número de pastas de baixa gordura no mercado, a preocupação crescente com a obesidade e ingestão calórica exces- aos consumidores um produto de pasta de baixa gordura satisfatório.

Sabe-se há muito na técnica como estabilizar a fase aquosa de emulsões de pasta de baixa gordura para evitar a separação e liberação de água durante o espalhamento. Estabilizadores bem-conhecidos incluem hi- drocolóides, como amido e carragenina, e proteínas, como gelatina.

Mais frequentemente, usa-se gelatina (em uma concentração de cerca de 3%) como um estabilizador de pastas de baixa gordura. Uma vantagem do uso de gelatina é que uma concentração de proteína muito baixa é suficiente para conseguir a consistência desejada. Outra vantagem é que essa abordagem é relativamente barata, e a proteína de gelatina é de sabor quase neutro. Uma desvantagem é que a gelatina é de origem animal, e alguns países, conseqüentemente, consideraram a proibição do uso de gelatina como um ingrediente alimentar devido aos riscos de, por exemplo, BSE associados a esses produtos, particularmente se a gelatina for derivada de ossos bovinos. Vegetarianos e consumidores preocupados com a saúde tendem a preferir produtos livres de gelatina.

Sabe-se bem como estabilizar a fase aquosa de pastas de baixa gordura com proteínas de origem laticínia.

Na SE-72116387, descreve-se o uso de altos teores (12 - 13% na fase aquosa) de caseinato de Na ou caseinato de Na formado in situ a partir de leite desnatado ou leite para manteiga acidificado e precipitado. Uma desvantagem dessa abordagem é que os custos de produção são aumentados com a elevação dos teores de proteína. Da mesma forma, os teores de caseinato de Na resultam em uma sensação gredosa e amarga na boca.

São descritos vários métodos para a produção de "géis" de proteína de soro de leite. Géis de proteína de soro de leite conhecidos na técnica foram usados como um ingrediente alimentar para estabilização de vários tipos de produtos, como produtos de padaria e de carne.

No Int. Dairy Journal 6 (1996), 171 - 184, expõe-se que a fase aquosa de uma pasta de baixa gordura deve conter cerca de 20 a 25% de proteína de soro de leite nativa para atingir uma viscosidade de 1,7 Pa.s pa- ra criar uma fase aquosa estável. A fase aquosa também pode ser estabilizada por uma concentração de pelo menos cerca de 13% de caseinato de Na. Entretanto, quando o produto final compreende elevados teores de proteína (> 8%), tende a ganhar um gosto ou sabor desagradável indesejável. Os custos de produção também são aumentados com altos teores de proteína. Consequentemente, pastas de baixa gordura estabilizados com baixas concentrações de proteínas de origem laticínia precisam da adição de esta-bilizadores adicionais para se conseguir um produto aceitável.

A adição de vários outros aditivos, como estabilizadores, espes- santes, sabores, cores e outros foi até agora considerada mandatória na produção de pastas de baixa gordura. Conseqüentemente, não há nenhuma pasta de baixa gordura estabilizado apenas com pequenas quantidades de proteína de soro de leite (< 8%) no mercado.

Entretanto, várias desvantagens estão relacionadas à adição de aditivos não laticínios. A identidade de aditivos não laticínios tem de ser, por exemplo, relacionada na declaração do conteúdo, e há, conseqüentemente, necessidade na técnica de pastas de baixa gordura que possam ser estabilizados exclusivamente com, por exemplo, proteínas de origem laticínia. Com relação a isso, vale notar que a maioria dos consumidores preferem produtos naturais, de preferência sem aditivos. Há, além disso, necessidade na técnica de encontrar um método relativa mente barato e simples para produzir esses produtos.

Também há necessidade na técnica de desenvolver métodos para uma produção barata e eficiente de géis de proteína de soro de leite úteis como ingrediente estabilizador, com uma aplicabilidade universal na indústria alimentar.

A EP459566 A1 apresenta uma pasta de baixa gordura compreendendo 10% de gordura e 13 - 14% de proteína de soro de leite desnatura livre de cálcio. Apresenta-se um método envolvendo o cisalhamento da fase aquosa para a produção de uma estrutura de gel tixotrópico translúcido, que consiste em uma solução viscosa de agregados em partículas. Um gel tixotrópico nesse documento é entendido como um gel que recupera gradual- mente sua viscosidade quando se pára o cisalhamento do gel. Depois de o gel ter sido formado, efetua-se a misturação com a fase gordurosa para se obter a pasta de baixa gordura. O gel de proteína de soro de leite assim formado é um gel de proteína a alta concentração, que consiste em uma rede de filamentos de proteína mecanicamente rompidos. A US858441 apresenta uma pasta de baixa gordura compreendendo menos de 35% de gordura, 0,05 - 0,5% de proteínas de soro de leite termicamente desnaturadas comercialmente disponíveis, assim como agentes de formação de gel (gelatina, amido e outros) e (opcionalmente) espes- santes. Apresenta-se um método em que a fase gordurosa é aquecida a 60°C. A fase aquosa é, então, aquecida a 65°C e lentamente adicionada à fase gordurosa. Apresenta-se outro procedimento em que as fases oleosa e aquosa são misturadas a 45°C.

A EP 0076549 B1 apresenta uma pasta de baixa gordura compreendendo 20 - 60% de gordura, 0,1 - 2% de proteína de soro de leite termicamente desnaturada, assim como uma quantidade apropriada de um a- gente espessante, como gelatina. Também se apresenta um processo para a preparação da pasta de baixa gordura, o dito processo compreendendo primeiro a misturação de uma solução que compreenda proteínas de soro de leite com gordura sob alta pressão e, subsequentemente, a submissão dessa emulsão a um tratamento térmico e ajuste de pH a um pH de 3,5 - 6.

A EP 1065938 B1 apresenta uma pasta de baixa gordura de ó- leo-em-água de fase invertida compreendendo 50 - 85% de gordura e 0,02 - 10% de proteína de leite para manteiga termicamente tratada, assim como aditivos, como emulsificadores e sabores. Também se apresenta um método para a produção de uma pasta de baixa gordura compreendendo emulsificadores e envolvendo o superresfriamento da fase gordurosa. Nesse método, uma fase gordurosa compreendendo emulsificadores é misturada com uma fase aquosa compreendendo 2,2 - 2,5% de leite para manteiga em pó, e a emulsão é subseqüentemente aquecida a 75 - 80°C. Em outra modalidade, gordura de creme de leite é acidificada a um pH de 5,2 - 5,3 com ácido cítrico ou uma cultura bacteriana. Essa solução de creme azedo é, então, mistu- rada com gordura para atingir o teor de gordura desejado e aquecida a uma temperatura de 75°C antes e/ou depois da adição de mais gordura.

Britten e Giroux, Food Hydrocolloids 15 (2001), 609 - 617, apresentam os efeitos do pH e da concentração de cálcio sobre a formação de gelatina induzida por ácido de proteínas de soro de leite. Os géis aí apresentados podem ser usados como um ingrediente alimentar estabilizador em produtos laticínios dos tipos emulsão de o/a, em particular iogurte. Apresenta-se um método em que uma solução aquosa de 80 g de proteína de soro de leite/L, com uma concentração de cálcio de 0,6 mM, é ajustada a um pH de 6,5, 7,5 e 8,5, respectiva mente. A solução é aquecida a 90°C durante 15 minutos e subsequentemente resfriada a 5°C. Depois do resfriamento, o pH é ajustado a 7,0 e, sem nenhuma diluição adicional, a solução é submetida a centrifugação a 20.000 x g durante 15 minutos, para remover grandes agregados de proteínas insolúveis que se formaram sob todas as condições testadas. A formação de gel ocorre imediatamente com a misturação com iogurte rico em cálcio. O gel é misturado com o iogurte, espessando, dessa forma, o iogurte, assim como aumentado seu teor de proteína. A US2003/0091722 apresenta produtos de proteína de soro de leite úteis como um ingrediente alimentar. WPI (soro de leite bruto secado por pulverização) da DAVISCO serviu de fonte de proteína. O cálcio não é removido dessa produto. Nas especificações do produto, a DAVISCO declara que o teor de cálcio do soro de leite em pó é de cerca de 0,1%, correspondendo a cerca de 0,004% ou cerca de 1,14 mM de cálcio em uma solução de proteína a 4%. Apresenta-se um método em que uma solução compreendendo 4% de proteínas de soro de leite é ajustada a um pH de cerca de 8,0. Essa solução é aquecida a 75 - 95°C em 10 - 120 minutos e, depois disso, resfriada à temperatura ambiente. A solução termicamente tratada é subseqüentemente diluída a uma concentração de proteína de cerca de 1,5 - 3,5% de proteína, e o pH é ajustado a cerca de 5,0 - 8,0, seguido por uma segunda etapa de aquecimento. Expõe-se que esse processo de aquecimento em duas etapas resulta na formação imediata de uma estrutura de gel depois da segunda etapa de aquecimento.

Sumário da Invenção

A presente invenção refere-se a um método para a produção de pastas de baixa gordura com excelentes propriedades organolépticas, em que a fase aquosa da emulsão é estabilizada por um produto de proteína de •* 5 soro de leite de reduzido cálcio termicamente tratado, e em que o dito méto do compreende uma única etapa de aquecimento.

O material de partida para a produção da fase aquosa é uma solução compreendendo 5 - 9% de proteína de soro de leite com uma concentração de cálcio de cerca de 0,0 a 1,4 mM. O pH dessa solução é ajustado 10 de 7 a 9. Acredita-se que esse valor de pH relativamente alto e a baixa concentração de cálcio favoreçam a polimerização de β lactoglobulina por ligações dissulfeto (agregação primária) durante a etapa de aquecimento sub- seqüente.

O aquecimento dessa solução ocorre a uma temperatura de cer- ca de 50 a 100°C em cerca de 0,15 a 30 minutos. Normalmente, agregados primários formam rapidamente agregados secundários. Entretanto, uma combinação de baixa concentração de cálcio e elevado valor de pH (> 7) impede a formação espontânea de agregados secundários. Depois da etapa de aquecimento, a solução tem de ser resfriada a uma temperatura de 1 a 20 40°C, para interromper o processo de desnaturação e para evitar a formação de partículas.

A solução resfriada á ajustada a um valor de pH de 3 a 7, e a concentração de proteína é diluída a 4 a 7%. Acredita-se que essa última etapa (formação de gel induzida por ácido opcionalmente combinada com a 25 adição de NaCI) induza a formação de uma estrutura de gel de filamentos finos (agregação secundária). O que se obtém nessa etapa é um líquido de baixa viscosidade, que gradualmente se transforma em um gel em cerca de 48 horas a uma temperatura de cerca de 4°C. Para se obter o produto de pasta de baixa gordura desejado, a solução de proteína de baixa viscosida- 30 de é, de preferência, misturada com a fase gordurosa antes de completada a formação do gel. A misturação, portanto, ocorre de preferência até duas horas depois do início da formação de gel induzida por ácido. Depois de cerca de 48 horas, de preferência a cerca de 4°C, a formação de gel nas goticulas de água dispersadas é completada, e se obtém uma pasta de baixa gorudra com as propriedades desejadas.

Esse gel é aplicável como um ingrediente alimentar na estabilização de emulsões do tipo o/a, assim como do tipo a/o.

O que se consegue com a presente invenção é a produção de uma pasta de baixa gordura estabilizado por uma estrutura de gel de proteína de soro de leite irreversível, proporcionando-se, assim uma alternativa ao uso de, por exemplo, gelatina como um estabilizador de pastas de baixa gordura. Ao ser consumido pelo consumidor, a pasta de baixa gordura derreterá na boca de maneira similar à manteiga. Se não for adicionado nenhum outro aditivo, obtém-se uma pasta de baixa gordura com excelentes propriedades organolépticas, em que a pasta de baixa gordura é estabilizada apenas com ingredientes de origem laticínia.

A presente invenção também refere-se a pastas de baixa gordura compreendendo baixas quantidades de proteínas de soro de leite termicamente tratadas e de reduzido cálcio.

A presente invenção, finalmente, refere-se a métodos para a produção de produtos de proteína de soro de leite, assim como ao uso desses produtos para estabilizar vários tipos de produtos.

Breve Descrição dos Desenhos Figura 1: Efeitos de sais sobre a formação de gel a frio; pH 6,5 e 4% de teor de proteína. Figura 2: Importância relativa (coeficientes de regressão) do tempo e da temperatura do tratamento térmico e da concentração de proteína sobre a firmeza do gel de uma solução de proteína de soro de leite deple- tada de cálcio. As barras de erro representam intervalos de confiança de 95%. Figura 3: Capacidade de espalhamento de um produto de pasta com 40% de gordura estabilizado com: A) WPC80 termicamente tratado e descalcificado; o produto foi espalhado a 6,5°C oito semanas após a produção. B) (Comparação) WPI 9224, isolado de proteína de soro de leite; o pro- duto foi espalhado a 6,5°C oito semanas após a produção.

Descrição Detalhada da Invenção

A presente invenção baseia-se em uma única razão para ter sucesso na produção de um gel de proteína de soro de leite adequado para ’* 5 estabilizar pastas de baixa gordura usando apenas pequenas quantidades de proteína de soro de leite. Isso é conseguido pela criação de uma fase aquosa de baixo cálcio compreendendo um gel de filamentos finos de produto de proteína de soro de leite termicamente desnaturada. Esse gel tem excelentes propriedades de ligação de água a baixas concentrações de proteí- 10. na.

Esse gel de filamentos finos baseia-se no conceito de "formação de gel a frio", que já era conhecido na técnica (De Wit, 1981). A formação de gel a frio induzida por sal, assim como a induzida por ácido foi descrita, por exemplo, na EP1281322 A1. Até agora, não era possível produzir uma pasta 15 de baixa gordura com uma baixa concentração de proteína de soro de leite, em que a adição de mais estabilizadores não fosse mandatória.

Inúmeros parâmetros são importantes com relação ao processo de formação de gel a frio na produção de pastas de baixa gordura: • baixa concentração de íons de cálcio; • concentração de proteína; • tipos de proteínas; • pH > 7, ou > 7 durante o tratamento térmico; • temperatura do tratamento térmico; • tempo do tratamento térmico; • resfriamento; • ajuste da concentração de proteínas depois do tratamento térmico; • ajuste do pH a < 7, ou < 7 depois do tratamento térmico; e • misturação com a fase gordurosa.

A concentração de íons de cálcio da fase aquosa tem de ser mantida em um baixo nível. Uma estrutura de gel em partículas com propriedades ruins de retenção de água é obtida se o teor de cálcio não tiver sido suficientemente reduzido. O cálcio pode ser removido da proteína de soro de leite usando-se qualquer procedimento convencional, por exemplo, troca de ions. O teor de cálcio livre no produto de proteína de soro de leite também pode ser reduzido pela adição de, por exemplo, sais citrato. Soluções de proteína de soro de leite depletadas de cálcio usadas como material de partida para a produção de pastas de baixa gordura de acordo com a invenção têm uma concentração de cálcio na faixa de 0,0 - 1,4 mM, de preferência, 1,4, 1,3, 1,2, 1,1, 1,0, 0,9, 0,8, 0,7 ou 0,6 mM ou menos e, ainda mais preferivelmente, 0,5, 0,4, 0,3, 0,2 mM ou menos e, o mais preferivelmente, 0,10, 0,09, 0,8, 0,07, 0,06, 0,05, 0,04, 0,03, 0,02 ou 0,014 mM ou menos. O efeito da concentração de cálcio sobre a formação de gel é analisado nos Exemplos.

A concentrações de íons de cálcio moderadamente elevadas (cerca de 1,5 - 10 mM), começa a ocorrer uma agregação secundária de proteínas desdobradas, resultando em formação de partículas de gel. Elevadas concentrações de proteína também intensificam esse efeito. Uma formação de partículas de gel induzida por cálcio normalmente resulta em partículas de gel com grandes poros e, portanto, propriedades ruins de retenção de água, não adequadas para estabilizar a fase aquosa de uma pasta de baixa gordura. A agregação secundária também pode ser desencadeada por íons sódio, mas o processo é catalisado cerca de cem vezes mais eficientemente com íons de cálcio. Portanto, é interessante manter particularmente as concentrações de cálcio e as concentrações de proteína baixas, para evitar a formação de géis com propriedades ruins de retenção de água. Os íons de cálcio podem ser removidos por qualquer técnica convencional. A descalcificação de proteínas de soro de leite brutas resulta, de preferência, em uma redução do teor de cálcio de 50 - 99,5%, de preferência de > 95%.

Se o teor de íons de cálcio livres for suficientemente baixo, pode- se formar subseqüentemente um "gel de filamentos finos". Um gel de filamentos finos se caracteriza por compreender pequenos poros formados durante a agregação secundária. Esse tipo de gel é translúcido e pode suportar a ruptura mecânica durante o espalhamento da pasta de baixa gordura.

Os teores de cálcio (mM de Ca em solução de proteína a 4%) são os seguintes em diferentes produtos de proteína de soro de leite: WPC 35: 27; WPC 65: 6,8; WPC 80: 5,0; WPI (isol. de prot de soro de leite): 1,1; WPC 80 descalcificado: 0,3.

O pH tem de ser > 7, de preferência > 7 durante o tratamento térmico. Demonstrou-se que valores de pH relativamente altos aumentam a reatividade dos tióis livres da β Ictoglobulina desdobrada, resultando em a- gregação primária (Britten e Giroux). Baixos teores de cálcio aumentam a estabilidade dos agregados primários formados. Valores de pH preferidos estão na faixa de 7 - 9 e, portanto, incluem: 7,0, 7,1, 7,2, 7,3, 7,4, 7,5, 7,6, 7,7, 7,8, 7,9, 8,0, 8,1, 8,2, 8,3, 8,4, 8,5, 8,6, 8,7, 8,8, 8,9 e 9,0. A invenção também pode trabalhar com valores de pH que se desviem dessa faixa.

A concentração de proteína da solução de proteína de soro de leite antes e durante o tratamento térmico deve ser, de preferência, de cerca de 5 a 10%. Concentrações de proteínas preferidas incluem, portanto, 5,0, 5,1, 5,2, 5,3, 5,4, 5,5, 6,0, 6,1,6,2, 6,3, 6,4, 6,5, 7, 7,5, 8, 8,5, 9 e 10%. Essa faixa de concentrações de proteínas assegura que os filamentos de proteínas obtidos no processo de agregação primária sejam tão longos quanto possível (Jul e Kilara, J. Agric. Food Chem. (1988) 465: 3604 - 3608). Filamentos de proteínas são os blocos de construção da estrutura de gel. A concentrações de proteína acima de cerca de 9%, as estruturas secundárias podem começar a se formar depois do tratamento térmico a altos valores de pH. A uma concentração de proteína abaixo de 5%, os filamentos de proteínas provavelmente não se tornarão suficientemente longos. Entretanto, é concebível que a invenção funcione mesmo com concentrações de proteínas que se desviem dessa faixa.

Tratamento térmico. As proteínas do soro do leite são desnaturadas a 50 - 100°C a 0,15 - 30 minutos para obter um desdobramento parcial ou completo das proteínas. Temperaturas preferidas são: 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 90, 95, 95, 96, 97, 98, 99, 100, 105, 110, 115, 120, 125°C. O desdobramento de proteína ou agregação primária, ou formação de filamentos de proteínas durante o tratamento térmico, é dependente de vários parâmetros, como o tipo de proteína, a temperature- a, o período de tempo e outros. Esse conceito é explicado em Paulsson et al., Thermochimica Acta, 1985, 435 - 440. Portanto, segue-se que é concebível que a invenção funcione mesmo se forem empregadas temperaturas acima de 100°C ou abaixo de 50°C, por exemplo, quando se usam períodos de tempo muito curtos ou muito longos, respectivamente. Temperaturas entre 50 e 100C e períodos de tempo entre 0,15 e 30 minutos são, portanto, selecionados porque são bem adequados para uso na indústria.

Da mesma forma, dependendo da temperatura empregada durante a etapa de aquecimento, o período de tempo pode ser de: 1,2, 3, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29 ou 30 minutos. Também se segue que o tempo de aquecimento pode ser ainda maior, por exemplo, 1 hora, 1,5 horas, 2 horas ou mais, mas períodos de tempo muito longos ou muito curtos tendem a ser impraticáveis para uso na indústria.

Acredita-se que a β lactoglobulina seja o tipo de proteína do soro de leite primariamente reponsável pela formação de gel durante o procedimento de formação de gel a frio. Portanto, segue-se que β lactoglobulina completa ou parcialmente purificada possa ser usada, além de, ou em vez de, usar proteínas de soro de leite. Se as proteínas de soro de leite forem enriquecidas com β lactoglobulina, então, o teor de proteína requerido pode ser diminuído até cerca de 50%, em comparação com o uso de proteína de soro de leite bruta. Acredita-se que o uso de β lactoglobulina, em vez de proteínas de soro de leite brutas, funcione igualmente bem com relação à presente invenção (também ainda melhor), mas os custos de produção aumentarão. Soro de leite bruto compreende as seguintes proteínas: β lactoglobulina (cerca de 50%); α lactalbumina (cerca de 20%); glicomacropeptídios resultantes da divagem de capa caseína (15%); imunoglobulinas (cerca de 5%); albumina sérica (cerca de 5%). A β lactoglobulina pode, portanto, constituir cerca de 30, 40, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95 ou mesmo até 100% do teor de proteínas do material de partida de proteína de soro de leite. Portanto, segue-se que o termo "proteína" aqui usado refere-se a proteí- nas de soro de leite que podem ou não estar enriquecidas com β lactoglobu- lina.

Acredita-se, e foi empiricamente encontrado, que um pH > 7, de preferência > 7, durante a etapa de aquecimento promove a formação de agregados solúveis de polímeros de proteína de soro de leite desnaturadas por ligações dissulfeto intermoleculares. Esses agregados ou filamentos são de tamanho submicrométrico, normalmente de 20-100 nanômetros, e tendem a ser mais estáveis a condições relativamente alcalinas (pH > 7). Valores de pH preferidos durante a etapa de aquecimento incluem, portanto: 7,0, 7,1, 7,2, 7,3, 7,4, 7,5, 7,6, 7,7, 7,8, 7,9, 8,0, 8,1, 8,2, 8,3, 8,4, 8,5, 8,6, 8,7, 8,8, 8,9 e 9,0. Essa faixa de pH mostrou que funciona bem, mas é concebível que a invenção também funcione com valores de pH que se desviem dessa faixa. Entretanto, demonstrou-se anteriormente que era impossível formar agregados solúveis a valores de pH abaixo de 7.

Resfriamento. Depois do tratamento térmico, a solução tem de ser resfriada para evitar a agregação secundária. A solução tem de ser resfriada a uma temperatura de cerca de 0 a 40°C, incluindo 0, 1,2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 25, 30, 35, 40°C. Uma faixa de temperaturas preferida é de cerca de 1 - 25°C, uma faixa de temperaturas mais preferida é de cerca de 1 - 17°C, e a faixa de temperaturas mais preferida é de cerca de 1 - 10°C. O resfriamento deve, de preferência, ser realizado de maneira rápida e eficiente, particularmente se a temperatura de resfriamento final for relativamente alta, isto é, de cerca de 30 a 40°C.

A concentração de proteína deve ser ajustada depois do tratamento térmico. Concentrações de proteínas preferidas incluem: 3,0, 3,5, 4,0, 4,5, 4,6, 4,7, 4,8, 4,9, 5,0, 5,1, 5,2, 5,3, 5,4, 5,5, 5,6, 5,7, 5,8, 5,9, 6,0, 6,1, 6,2, 6,3, 6,4, 6,5 e 7,0%. Essa faixa de concentrações de proteínas depois do tratamento térmico mostrou que resulta em géis com boas propriedades (resistência apropriada do gel, mantendo, ao mesmo tempo, a capacidade de derreter na boca), mas é concebível que a invenção também funcione a concentrações de proteínas que se desviem dessa faixa.

Depois do tratamento térmico, o pH da solução é ajustado a < 7, de preferência < 7. Acredita-se que esse ajuste de pH promova a formação de agregados secundários de proteína de soro de leite de um caráter de filamentos finos, resultando em um gel com boas propriedades de retenção de água. Uma faixa de pH preferida é de 5,2 - 7, e valores de pH preferidos * 5 incluem, portanto: 5,0, 5,1, 5,2, 5,3, 5,4, 5,5, 5,6, 5,7, 5,8, 5,9, 6,0, 6,1, 6,2, 6,3, 6,4, 6,5, 6,6, 6,7, 6,8, 6,9 e 7,0. É plausível que a invenção pode até funcionar a valores de pH acima de 7. O ponto isoelétrico da β lactoglobulina é de cerca de 5,2, e, a valores de pH nesse valor e abaixo, as proteínas começam gradualmente a precipitar e perder sua capacidade de formar estru- 10 turas de gel com boas propriedades de retenção de água. Entretanto, é concebível que a invenção também possa funcionar a valores de pH ligeiramente abaixo de 5,2. O pH pode ser ajustado com qualquer ácido, por exemplo, ácido cítrico ou ácido láctico.

O que se consegue é uma fase aquosa de baixa viscosidade 15 compreendendo proteínas. Os inventores descobriram, surpreendentemente, que essa fase aquosa de baixa viscosidade se torna gradualmente um gel estável em cerca de 48 horas a cerca de 5°C. A misturação da fase aquosa com a fase gordurosa antes de o processo de formação de gel a frio estar completo oferece, portanto, uma vantagem com relação a métodos anterior- 20 mente conhecidos para a produção de pastas de baixa gordura estabilizados com géis de proteína de soro de leite, a saber, porque a fase aquosa de baixa viscosidade pode ser distribuída de maneira mais uniforme na fase gordurosa do que pode ser conseguido quando se mistura a fase gordurosa com produtos de proteína de maior viscosidade.

O produto de pasta de baixa gordura assim obtido exibe, inespe radamente, uma sensação do tipo manteiga muito melhor para os consumidores, provavelmente porque a fase aquosa que virou gel in situ se rompa irreversivelmente na boca. A faixa de tempo para a misturação da fase a- quosa termicamente tratada com a fase gordurosa é, portanto, de cerca de 0 30 - 48 horas, incluindo 0,1, 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34, 35, 38, 40, 42, 44, 46 e 48 horas. Entretanto, a invenção poderia funcionar mesmo se as duas fases fossem misturadas depois de o procedimento de formação de gel ter sido completado.

Da mesma forma, o gel é aplicável como um ingrediente alimentar estabilizador universal. Assim, não apenas os inventores desenvolveram 5 um método para a produção de um gel de baixa viscosidade com uma baixa concentração de proteínas, com a surpreendente característica de que só gradulamente se torna um gel estável, mas também desenvolveram um método a produção de um gel adequado como ingrediente alimentar estabilizador para a produção de produtos do tipo a/o, assim como do tipo o/a. Produ- 10 tos alimentares do tipo o/a incluem queijo cremoso, queijo fresco, queijo quarg, queijo amarelo, sobremesas, maioneses, molhos, produtos de desjejum, iogurtes e produtos de leite fermentado.

Géis de proteína de soro de leite conforme aqui descritos também são aplicáveis como um estabilizador de, por exemplo, carne. A injeção 15 de soluções de proteína de soro de leite desnaturada de acordo com a invenção na carne pode resultar em menor perda ao cozimento. Obtém-se, dessa forma, uma distribuição mais uniforme da estrutura de gel formada na estrutura da carne. Produtos de carne processada, por exemplo, salsichas, também podem ser estabilizados com géis de proteína de soro de leite.

A fase aquosa é finalmente misturada com a fase gordurosa e opcionalmente colocada em recipientes. As duas fases devem ser misturadas, de preferência, em 48 horas, mais preferivelmente em 24 horas, ainda mais preferivelmente em 12 horas e, o mais preferivelmente, em 6, 5, 4, 3, 2 ou 1 hora. A misturação das duas fases pode ocorrer com qualquer equipa- 25 mento padrão usado na indústria de laticínios ou margarina. Uma misturação de alta intensidade resultará em inclusões de fase aquosa cada vez menores. Depois da misturação, a pasta de baixa gordura é armazenada a 0 - 30°C, de preferência a 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 ou 15°C. O processo de formação de gel ocorre mais rapidamente a temperaturas relativamen- te altas, mas é, entretanto, preferível armazenar o produto a temperaturas relativamente baixas durante o processo de formação de gel, para aumentar a viscosidade da fase gordurosa e para aumentar o prazo de validade do produto. Para assegurar que o processo de formação de gel tenha completado ou quase completado, o produto misturado deve ser armazenado durante pelo menos 12 horas, mais preferivelmente pelo menos 24 horas e, o mais preferivelmente, pelo menos 48 horas antes de ser vendido e/ou consumido.

Definições

Formação de gel a frio: formação de gel a frio significa que a desnaturação/desdobramento das proteínas de soro de leite está separada no tempo da etapa de agregação secundária. Esse é o caso quando as proteínas são desnaturadas a um pH relativamente alto e a uma baixa concentração de cálcio. A agregação secundária é iniciada por uma diminuição do pH e/ou pela adição de sal, como NaCI. A formação de gel a frio resulta em géis de proteína de soro de leite de filamentos finos, com boas propriedades de ligação de água, em vez de géis em partículas com grandes poros, o que, de outra forma, seria o caso se a agregação secundária fosse catalisada por altos teores de cálcio. A formação de gel a frio é alcançada pelas etapas efetuados nos métodos da presente invenção.

É de particular importância que a concentração de cálcio seja mantida muito baixa, que a concentração de proteína seja mantida relativamente baixa, e que o valor de pH seja mantido a ou acima de 7 durante o tratamento térmico. Depois do tratamento térmico, a concentração de proteína é ajustada, e o pH é ajustado a um valor em ou abaixo de 7. O que se consegue, então, é uma solução de proteína de baixa viscosidade, que gradualmente se transformará em um gel firme com excelentes propriedades de retenção de água. Se o gel for usado para produção de pasta de baixa gordura, então, é vantajoso misturar a fase aquosa contendo proteínas com a fase gordurosa antes de o processo de formação de gel ter sido completado. Géis de proteínas de soro de leite são, portanto, úteis como ingredientes alimentares universais para estabilizar emulsões do tipo o/a, assim como a/o.

Os géis de proteínas de soro de leite da presente invenção se caracterizam por serem géis claros, que consistem em fios protéicos polimé- ricos formando uma "rede”, em que os poros têm um diâmetro de cerca de 20 - 100 nm (Langton & Hramansson, Food Hydrocolloids (1992) 5: 523 - 539; Fine-stranded and particulate gels of beta lactoglobulin and whey protein at varying pH). Esse gel tem excelentes propriedades de retenção de água.

Um gel é partículas é "turvo" ou branco e se caracteriza por ser composto por partículas ligadas entre si em um cordão, formando uma rede grosseira e com poros de um tamanho de cerca de 1 a 10 μm. Esse tipo de gel obviamente tem propriedades ruins de retenção de água. Esse tipo de gel é mais frequentemente formado se o gel tiver sido preparado de maneira diferente da que é apresentada com relação à presente invenção.

O princípio da formação de gel a frio foi descrito em maiores detalhes em, por exemplo, De Wit 1981, Neth. Milk Dairy Journal, 35, p. 47 - 64, pedido de patente britânica GB 2063273, e uma tese de Arno Alting, Wageningen Food Center, Holanda, 2003.

Proteína de soro de leite: o soro de leite é um subproduto aquo- sodo da fabricação de queijo, compreendendo as proteínas (proteínas do soro de leite) do leite que permaneceu em solução depois da remoção da caseína. O material de partida para a proteína de soro de leite usada com relação à presente invenção pode estar na forma de soro de leite não modificado, ou proteínas de soro de leite parcial ou totalmente purificadas. Po- dem-se usar pós, assim como soluções aquosas. As proteínas do soro de leite podem ser enriquecidas ainda mais com β lactoglobulina.

Tipos de emulsão (a/o e o/a): em emulsões de água-em-óleo (a/o), a fase gordurosa é a fase contínua, com as partículas de fase aquosa incrustadas nela. Em emulsões de óleo-em-água (o/a), a água é a fase contínua, com as partículas de fase gordura incrustadas nela. É concebível que pastas de baixa gordura possam estar na forma de uma emulsão de o/a, mas, mais freqüentemente, estarão na forma de uma emulsão de a/o. É bem-conhecida na técnica a produção de, por exemplo, pastas de baixa gordura mediante emprego de uma etapa de inversão de fase durante, por e- xemplo, o resfriamento e a cristalização.

Pasta de baixa gordura é uma emulsão de uma fase aquosa e uma fase gordurosa. Pasta de baixa gordura, além disso, designa um tipo de produto que compartilha as características da manteiga e pode ser usado em aplicações similares, por exemplo, em padaria, cozimento, frituras ou espalhado sobre uma fatia de pão. A característica mais importante da pasta de baixa gordura é que o teor de gordura do produto é significativamente menor que o da manteiga. Normalmente, pastas de baixa gordura têm teores de gordura de pelo menos 10% e até 80%. Uma pasta de baixa gordura tem, mais preferivelmente, um teor de gordura de cerca de 10, 15, 20, 25, 30, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75 ou 80% p/p.

Gordura: a fase gordurosa pode ser constituída por qualquer fonte de gordura ou óleo, de preferência na forma triglicerídica, de origem vegetal e/ou animal. A fase gordurosa pode ser, portanto, uma mistura de qualquer fonte de gordura. Exemplos de fontes de gordura incluem, mas não se limitam a, gordura do leite, gorduras e óleos vegetais, como azeite-de- dendê, óleo de coco, óleo de soja, óleo de semente de girassol, azeite de oliva, óleo de cardo, óleo de semente de uva, óleo de gergelim, óleo de semente de colza e outros.

Gordura do leite: a gordura do leite é derivada do leite obtido de um mamífero lactante, por exemplo, vaca, cabra, ovelha ou lhama. A gordura do leite pode ser adicionada na forma de, por exemplo, manteiga, creme, leite, queijo cremoso ou óleo de manteiga. O óleo de manteiga não contém virtualmente nenhuma água, ao passo que, por exemplo, a manteiga normalmente contém cerca de 10 - 20% de água.

Manteiga: manteiga é um produto laticínio preparado batendo-se creme fresco de vaca, ovelha, cabra ou lhama. Consiste em uma emulsão de água e proteínas de leite em uma matriz de gordura, com pelo menos 80% sendo gordura, e também pode compreender uma cultura lática e/ou sal. É usada como um condimento e para cozinhar da mesma maneira que óleos vegetais ou banha. A manteiga é sólida, mas macia à temperatura ambiente, e derrete facilmente. Sua cor é, em geral, amarelo pálido, mas pode variar de amarelo intenso a quase branco (a manteiga é tipicamente mais pálida no inverno, por exemplo, quando o gado leiteiro se alimenta de feno armazenado, em vez de grama fresca).

Estabilizadores: os termos estabilizadores e espessantes são usados de maneira intercambiável em todo este documento. Estabilizadores incluem todos os produtos convencionalmente usados, como gelatina, amido, inulina, β glucano, goma guar, carragenina, pectina, goma gelan, algina- to, maltodextrina, proteína de soja, goma xantana, goma de alfarroba, celulose microcristalina, caseinato, konjac, manano, carbóxi metil celulose (CMC), goma arábica (goma acácia), tragacanto, goma tara, goma caraia, alga marinha aucheuma processada, dextrina e amido alvejado.

A quantidade total de estabilizadores de origem não laticínia no produto final não deve exceder 20%. Além de estabilizadores, o produto de pasta de baixa gordura também pode compreender outros aditivos, como emulsificadores, sabores, cores, preservativos e outros.

Queijo fresco é aqui entendido como um tipo de produto laticínio que engloba uma ampla variedade de queijos, como o quarg, sobremesas de quarg, queijo cremoso, queijo fresco, "fromage frais" e outros. Queijos frescos compreendem, portanto, queijos que variam em teor de gordura de tipos virtualmente livres de gordura a queijos com um teor de gordura de até 30 - 40%. Depois da separação ou ultrafiltração do coagulado, os queijos podem ser submetidos a um pós-tratamento para, por exemplo, modular o prazo de validade e/ou a consistência. Da mesma forma, sabores, temperos, frutas, legumes, nozes, chocolate e outros podem ser adicionados ao produto.

Produtos laticínios fermentados compreendem uma ampla gama de produtos laticínios que tenham sido submetidos à fermentação química e/ou biológica, como queijo fresco, iogurte, "crème frâiche", creme azedo, queijo ymer e outros.

Queijos tradicionais compreendem uma ampla variedade de produtos laticínios, por exemplo, tipos de queijo como cheddar, gouda, danbo, emmenthaler, feta e outros.

Queijos amadurecidos com bolores compreendem uma ampla variedade de produtos laticínios, por exemplo, tipos de queijo como gorgon- zola, danablu, brie, camembert e outros.

Um produto alimentar é entendido como qualquer produto alimentar processado comestível. Exemplos incluem produtos laticínios, produtos de carne processados, doces, sobremesas, produtos enlatados, refei- * 5 ções desidratadas por congelamento, molhos, sopas, petiscos, pão, bolos e outros.

Em um primeiro aspecto, a presente invenção refere-se, portanto, a um método para a produção de uma pasta de baixa gordura compreendendo 1 - 7% de proteína de soro de leite, o dito método compreendendo as 10 seguintes etapas: (1) preparação de uma solução aquosa compreendendo de cerca de 5 a 10% de proteína de soro de leite, com uma concentração de cálcio de cerca de 0,0 a 1,4 mM e um valor de pH de cerca de 7 a 9; - (ii) aquecimento da solução resultante da etapa (i) a uma tempe- 15 ratura de cerca de 50 a 100°C em cerca de 0,15 a 30 minutos; (iii) resfriamento da solução resultante da etapa (ii) a uma tempe-ratura de cerca de 1 a 40°C; (iv) ajuste da solução resultante da etapa (iii) a uma concentração de proteína de cerca de 4 a 7% e um valor de pH de cerca de 5,2 a 7,0; 20 (v) misturação da solução resultante da etapa (iv) com uma fase gordurosa para obter uma pasta de baixa gordura.

Pastas de baixa gordura produzidas por esse método são, de preferência, emulsões do tipo a/o. Pastas de baixa gordura compreendem, de preferência, de cerca de 10 a 60% de gordura e, mais preferivelmente, de 25 cerca de 20 a 60% de gordura. O teor de proteína dessas pastas de baixa gordura é, de preferência, de cerca de 2 - 5%. As pastas de baixa gordura podem compreender, além disso, de cerca de 0,5 a 4,5% de NaCI. As proteínas usadas nesse método podem, além disso, ser enriquecidas com β lactoglobulina. 30 Em outra modalidade, a solução obtida na etapa (iv) é misturada com a fase gordurosa em até 5 horas, mais preferivelmente em até 2 horas, colocada em recipientes e, de preferência, armazenada de cerca de 4 a 10°C durante pelo menos 24 horas antes da venda e/ou consumo do produto. Quando se usa essa abordagem, a formação de gel ocorrerá nas gotícu- las de água do produto.

Outra modalidade do método de acordo com a invenção é um * 5 método para a produção de uma pasta de baixa gordura compreendendo 20 - 60% de gordura e 2 - 5% de proteína de soro de leite, o dito método compreendendo as seguintes etapas: (i) preparação de uma solução aquosa de 3 a 10% de proteínas de soro de leite, um valor de pH de cerca de 7 - 9, em que a concentração 10 de cálcio tenha sido reduzida em pelo menos 50% (1 mM de cálcio ou menos), mais preferivelmente em pelo menos cerca de 95%; (ii) aquecimento da solução resultante da etapa (i) a uma temperatura de cerca de 50 a 100°C em 0,15 a 30 minutos; * (iii) resfriamento da solução resultante da etapa (ii) a uma tempe- 15 ratura de 1 a 17°C; (iv) ajuste da solução resultante da etapa (iii) a uma concentração de proteína de cerca de 5 a 7% e um valor de pH de cerca de 5,5 a 7; e (v) misturação da solução resultante da etapa (iv) com uma fase gordurosa para obterá pasta de baixa gordura. 20 Em outra modalidade preferida, o método é um método para a produção de uma pasta de baixa gordura compreendendo cerca de 40% de gordura e cerca de 3% de proteína de soro de leite, o dito método compreendendo as seguintes etapas: (i) preparação de uma solução compreendendo cerca de 7,9% 25 de proteína de soro de leite, uma concentração de cálcio de cerca de 0,0 a 1,4 mM e um valor de pH de cerca de 8; (ii) aquecimento da solução resultante da etapa (i) a uma temperatura de cerca de 80°C a cerca de 15 minutos; (iü) resfriamento da solução resultante da etapa (ii) a uma tempe- 30 ratura de cerca de 10°C; (iv) ajuste da solução resultante da etapa (iii) a uma concentração de proteína de cerca de 5,7%, ajuste do pH a um valor de cerca de 5,7 por adição de uma solução aquosa de ácido láctico e adição de NaCI a uma concentração de cerca de 1,9%; (v) misturação de cerca de 53 partes da fase aquosa resultante da etapa (iv) com cerca de 27 partes de manteiga e cerca de 17 partes de óleo de semente de colza.

Em uma modalidade mais preferida, a pasta de baixa gordura não compreende nenhum outro estabilizador além da proteína de soro de leite.

Em uma modalidade particular, a pasta de baixa gordura compreende um ou mais estabilizadores adicionais selecionados no grupo que consiste em gelatina, caseinato de Na, inulina, β-glucano, goma guar, carra- genina, pectina, goma gelan, ágar, alginato, maltodextrina, proteína de soja, goma xantana, goma de alfarroba, celulose microcristalina, caseinato, kon- jac, manano, carbóxi metil celulose (CMC), goma arábica (goma acácia), tragacanto, goma tara, goma caraia, alga marinha aucheuma processada, dextrina, amido e amido alvejado.

Em um segundo aspecto, a presente invenção refere-se a um produto obtenível por um método de acordo com a presente invenção.

Em um terceiro aspecto, a presente invenção refere-se a uma pasta de baixa gordura, em que a fase aquosa compreende de cerca de 1 a 7% de proteínas de soro de leite termicamente tratada e uma concentração de cálcio de cerca de 0,0 a 1,4 mM, e em que a pasta não contém nenhum outro estabilizador além das ditas proteínas de soro de leite. De preferência, o pH da fase aquosa da pasta de baixa gordura está abaixo de 7. A pasta de baixa gordura, além disso, pode compreender proteínas de soro de leite enriquecidas com β lactoglobulina. A pasta de baixa gordura também pode compreender cerca de 0,5 - 4,5% de NaCI. A fase aquosa compreende, de preferência, cerca de 100 - 300 mM de sal. A fração gordurosa da pasta de baixa gordura compreende 0 - 100% de gordura de leite e 0 -100% de gordura vegetal.

Em uma modalidade preferida, a pasta de baixa gordura de a- cordo com a invenção compreende um teor de água de cerca de 54%, um teor de NaCI de cerca de 1%, um teor de proteína de cerca de 3%, um teor de sólidos não-gordura de cerca de 3% e um teor de gordura de cerca de 40%. De preferência, a fração gordurosa é composta por cerca de 50 - 60% de gordura de leite e cerca de 40 - 50% de gordura vegetal, de preferência óleo vegetal.

Em um quarto aspecto, a presente invenção refere-se a uma pasta de baixa gordura compreendendo cerca de 20 a 60% de gordura, em que a fase aquosa compreende cerca de 1 a 7% de proteína de soro de leite tratada termicamente e uma concentração de cálcio de cerca de 0,0 a 1,4 mM, em que a dita pasta de baixa gordura também compreende pelo menos um estabilizador selecionado no grupo que consiste em inulina, β-glucano, goma guar, carragenina, pectina, goma gelan, ágar, alginato, maltodextrina, proteína de soja, goma xantana, goma de alfarroba, celulose microcristalina, caseinato, konjac, manano, carbóxi metil celulose (CMC), goma arábica (goma acácia), tragacanto, goma tara, goma caraia, alga marinha aucheuma processada, dextrina, amido e amido alvejado.

De preferência, o pH da fase aquosa da pasta de baixa gordura está abaixo de 7. A pasta de baixa gordura, além disso, pode compreender proteínas de soro de leite enriquecidas com β lactoglobulina. A pasta de baixa gordura também pode compreender cerca de 0,5 - 4,5% de NaCI. A fração gordurosa da pasta de baixa gordura compreende 0 - 100% de gordura de leite e 0 -100% de gordura vegetal.

Em uma modalidade preferida, a pasta de baixa gordura de a- cordo com a invenção compreende um teor de água de cerca de 54%, um teor de NaCI de cerca de 1%, um teor de proteína de cerca de 3%, um teor de sólidos não-gordura de cerca de 3% e um teor de gordura de cerca de 40%. De preferência, a fração gordurosa é composta por cerca de 50 - 60% de gordura de leite e cerca de 40 - 50% de gordura vegetal, de preferência óleo de semente de colza.

Em um quinto aspecto, a presente invenção refere-se a um método para a produção de um produto de proteína de soro de leite compreendendo as seguintes etapas: (vi) preparação de uma solução aquosa compreendendo cerca de 5 a 10% de proteína de soro de leite, uma concentração de cálcio de cer-ca de 0,0 a 1,4 mM e um valor de pH de cerca de 7 a 9; (vii) aquecimento da solução resultante da etapa (vi) a uma tem-peratura de cerca de 50 a 100°C em cerca de 0,15 a 30 minutos; (viii) resfriamento da solução resultante da etapa (vii) a uma temperatura de cerca de 1 a 40°C; (ix) ajuste da solução resultante da etapa (viii) a uma concentra-ção de proteína de cerca de 4 a 7% e um valor de pH de cerca de 5,2 a 7,0.

Em uma modalidade preferida, esse método compreende as se-guintes etapas: (x) ) preparação de uma solução aquosa de cerca de 3 a 10% de proteínas de soro de leite uma concentração de cálcio de cerca de 0,0 a 1,4 mM e um valor de pH de cerca de 7 a 9; (xi) ) aquecimento da solução resultante da etapa (vi) a uma tem-peratura de cerca de 50 a 100°C em cerca de 0,15 a 30 minutos; (xii) ) resfriamento da solução resultante da etapa (vii) a uma temperatura de 1 a 17°C; (xiii) ajuste da solução resultante da etapa (viii) a uma concentra-ção de proteína de cerca de 5 a 7% e um valor de pH de cerca de 5,5 a 7.

De preferência, a proteína de soro de leite é enriquecida com β lactoglobulina. Em outra modalidade preferida, o gel também compreende de cerca de 0,5 a 4,5 % de NaCI.

A presente invenção refere-se, da mesma forma, a produtos de gel obteníveis pelo método da presente invenção.

Em um sexto aspecto, a presente invenção refere-se ao uso de produtos de gel produzidos de acordo com a presente invenção para a esta-bilização de uma emulsão do tipo o/a, de preferência para estabilização de um produto laticínio fermentado. Exemplos de produtos incluem queijo cre-moso, queijo fresco, queijo quarg, queijo amarelo, sobremesas, maioneses, molhos, produtos de desjejum, iogurtes e produtos de leite fermentado. Pro-dutos de gel de acordo com a invenção também pode ser usados para esta- bilização de produtos de carne processados e qualquer outro produto ali-mentar.

Em um último aspecto, a presente invenção refere-se a qualquer produto alimentar compreendendo um produto de proteína de soro de leite 5 de acordo com a presente invenção.

EXEMPLOS Exemplo 1 Efeito da concentração de cálcio sobre as características do gel durante a formação de gel a frio de proteínas de soro de leite

Um concentração de WPC 80 com cerca de 20% de sólidos to tais (produto de soro de leite obtido a partir da fabricação de queijo duro, compreendendo 80% de proteína em sólidos totais) foi passado através de um trocador de cátions fraco (Imac HP336 da Rohm & Haas) carregado em uma forma iônica Na e K mista, refletindo a razão Na/K do leite. O teor de cálcio foi reduzido a cerca de 0,02% dos sólidos totais, o que corresponde a uma redução de cerca de 95%.

O teor de proteínas foi ajustado a cerca de 8,0%, o pH foi ajusta-do a cerca de 8,0. A solução foi aquecida durante 30 minutos a 80°C. Depois do resfriamento acerca de 15°C, a solução foi diluída a cerca de 4,0% de proteínas, e o pH foi ajustado a cerca de 6,5. A concentração de cálcio foi elevada de cerca de 0,3 mM na amostra descalcificada a 7 mM de Ca, e, além disso, adicionou-se sal em várias concentrações. As amostras foram divididas em tubos de ensaio e colocadas na geladeira. Depois de dois dias na geladeira, o conteúdo dos tubos de ensaio foi inspecionado com as se- guintes características, conforme mostrado na Figura 1.

O tipo de gel desejado é um gel translúcido gradualmente forma-do após o início da formação de gel com ácido. Esse tipo de gel tem o cará-ter de filamentos finos, o que significa que tem boa capacidade de ligação de água. Os parâmetros requeridos para que essa estrutura de gel se forme são ilustrados na Figura 1. Para se ter um gel suficientemente forte para dar a sensação na boca e a estabilidade certas, pode ser necessário um teor de proteínas mais elevado na fase aquosa, por exemplo, 5% na fase aquosa.

A estrutura de gei em partículas branca representada na Figura 1 representa um tipo de gel com uma baixa capacidade de ligação de água, não muito adequado para estabilizar a fase aquosa de uma pasta.

A um pH menor que 6,5, por exemplo, 5,7 - 6,0, para ser translú-cido, é crítico reduzir as concentrações de cálcio a cerca de 0,3 - 0,5 mM na fase aquosa da formulação de pasta para se obter um gel de filamentos finos.

Normalmente, o teor de sal em uma pasta é de cerca de 1 - 1,2%. Isso corresponde a cerca de 285 - 342 mM de NaCI na fase aquosa de uma pasta com 40% de gordura. Entretanto, as concentrações de sal de pastas de baixa gordura podem variar entre 0,5 e 4,5%. Concentrações de sal preferidas incluem, portanto, 1,0, 1,1, 1,2, 1,3, 1,4, 1,5, 2,0, 2,5, 3,0, 3,5, 4,0, 4,5%. Exemplo 2

Propriedades dos géis de proteína de soro de leite descalcificado A 40°C, preparou-se uma solução aquosa compreendendo 7,9% de proteína de soro de leite de reduzido cálcio (tabela 1) WPC80 (a sua composição é descrita no exemplo 1) e 0,1% de sorbato de K. O pH foi ajustado a cerca de 8 com NaOH. Então, a solução foi aquecida a 80°C e transferida para um tanque com camisa de aquecimento a 80°C. Depois do tempo de permanência especificado (0, 7,5 ou 15 minutos), o produto foi bombeado para fora do tanque e resfriado a 10°C. As velocidades de entrada e de saída foram equilibradas para se obter um nível de estado constante no tanque de aquecimento. O aquecimento e o resfriamento da solução foram efetuados em trocadores de calor de superfície raspada, como vapor ou água gelada como meios de transferência de energia. Depois do resfriamento, uma solução aquosa de ácido láctico e NaCI foi adicionada à solução de proteínas, até que fosse atingido um valor de pH de cerca de 5,7 - 6,3. Nessa etapa, a solução de proteína foi diluída de acordo com o projeto experimental a 5,1 - 6,3%, tabela 1. A concentração de NaCI na solução de proteína final era de 1,9%. Amostras de 250 ou 115 mL foram coletadas e armazenadas a 5°C. Tabela 1.

A firmeza do gel foi medida a 5°C em um Analisador de Textura (TA XT plus) uma semana após a produção. Um cilindro de 6,0 mm foi pren- 5 sado 8 mm em um gel não perturbado. A força de gatilho foi de 1,0 g, e a velocidade de teste foi de 2,0 mm/s. A Figura 2 mostra como a firmeza do gel se relaciona com a concentração de proteína e com o tratamento térmico. A variação do pH na faixa de 5,7 - 6,3 não teve nenhuma influência na firmeza do gel, ao passo que a concentração de proteína e o tratamento térmico (tempo e temperatura) tiveram influência significativa sobre a firmeza do gel. Assim, um aumento significativo na firmeza do gel foi obtida aumentando-se o tempo e a temperatura do tratamento térmico e aumentando-se a concentração de proteína. Exemplo 3

Emulsificação de solução de proteína de soro de leite termicamente tratado e manteiga/óleo de semente de colza

Preparou-se uma solução de WPC80 a 5,7% de acordo com o exemplo 2. O tratamento térmico foi efetuado a 80°C/15 minutos, e a solução foi acidificada a pH 5,7. A concentração de NaCI era de 1,9%.

A 10°C em uma instalação piloto de mistura de manteiga APV, 35,1 partes de manteiga doce (85,5% de gordura, 13,0% de água e 1,5% de sólidos não-gordura) foram misturadas com 22,5 partes de óleo de semente de colza, 3,7 partes de cultura lática e 69,7 partes de solução de WPC80. O produto foi vertido em potes de 250 g e colocado para armazenamento a 5°C. A composição é mostrada na tabela 2. Tabela 2. Composição de mistura de manteiga de baixa gordura estabilizada com uma solução de WPC80 depletada de cálcio e termicamente tratada

Tabela 3.

Firmeza do produto de mistura a 40% de gordura estabilizado com WPC80 descalcificado e termicamente tratado

7 ± 2 g de produto de pasta de baixa gordura (temperatura: 6,5°C) foram espalhados sobre uma cartolina com uma faca de cozinha quatro semanas após a produção. O produto era homogêneo e não liberava á- gua ao ser espalhado (Figura 3A). O sabor sensorial foi avaliado uma e dez semanas após a produção. Em ambos os casos, o produto tinha um sabor de manteiga puro, com uma nota de noz da proteína de soro de leite. O derreti mento na boca era rápido e completo. Exemplo 4 Comparação

Uma proteína de soro de leite comercial (Arla Foods Ingrediente WPI 9224) contendo 88% de proteína e 0,1% de cálcio foi dissolvida, tratada termicamente e emulsificada em uma fase gordurosa, conforme descrito no exemplo 3. A composição do produto é mostrada na tabela 4. Tabela 4

Quando espalhado em uma cartolina sob condições similares às do exemplo 3, o produto não era homogêneo e vazava água (Figura 3B). Tabela 4. Composição de mistura de manteiga de baixa gordura estabilizada com uma solução de WPI 9224 termicamente tratada

Exemplo 5

Efeito de um segundo tratamento térmico adicional após a adição de ácido, sal e água

Preparou-se uma solução de WPC80 a 5,7% de acordo com o exemplo 2. O tratamento térmico foi efetuado a 80°C/15 minutos. A solução foi acidificada a pH 6,0 e tinha um teor de sal de 1,9%. Depois da acidifica- ção, a solução foi dividida em duas, das quais uma metade foi vertida imediatamente, ao passo que a outra metade foi submetida a um segundo tratamento térmico efetuado a 30°C/15 minutos, seguido por resfriamento a 10°C. O segundo tratamento térmico resultou em géis menos firmes, quando comparados aos géis produzidos sem essa etapa (tabela 5). Tabela 5. Firmeza de géis de 1 e 10 semanas de idade produzidos de acordo como exemplo dois, com ou sem um segundo tratamento térmico a 30°C/15 minutos

Exemplo 6 Estabilização de uma fase aquosa (iogurte) com um gel de proteína de soro de leite

Preparou-se um retentato de proteína de soro de leite contendo 80% de proteína em sólidos totais a partir de soro de leite doce por ultrafil- tração. Esse retentato foi descalcificado por troca de íons para atingir um teor de cálcio de cerca de 0,03% em sólidos totais e diluído a um teor de proteína de 8%, conforme anteriormente descrito no exemplo 1. O pH foi ajustado a 7,5, e a solução foi termicamente tratada a 80°C durante 15 minutos. O concentração foi imediatamente resfriado a 4°C. 100 L de leite com 0,5% de gordura foram homogeneizados e termicamente tratados da maneira normal para produção de iogurte a 95°C durante 15 minutos. Ao leite para iogurte termicamente tratado, adicionaram- se 8 kg do concentrado de proteína de soro de leite descalcificada, termicamente tratada e resfriada, imediatamente antes da inoculação em um modo estéril. A fermentação foi feita a 42°C. Quando a fermentação terminou e se fez um resfriamento a 2CTC, efetuou-se uma agitação suave do produto. Finalmente, o iogurte foi resfriado à temperatura da geladeira.

A consistência do produto era muito melhor em comparação com um produto em que a mesma quantidade de concentrado de proteína de soro de leite nativa havia sido adicionada antes do tratamento térmico do leite. A viscosidade medida por um viscosímetro rotativo convencional era 80% maior no produto preparado com o concentrado de proteína de soro de leite termicamente tratada e descalcificada. A estabilidade contra liberação de soro de leite durante o armazenamento durante três semanas também era muito melhor.

Portanto, verifica-se que os géis de proteína de soro de leite produzidos pelos métodos da presente invenção são não apenas úteis para estabilizar fases gordurosas, mas também são, inesperadamente úteis para estabilizar uma fase aquosa, como iogurte. Exemplo 7 Estabilização de uma fase aquosa (queijo fresco) com gel de proteína de soro de leite Produz-se um queijo fresco de baixa gordura por padronização do teor de gordura do leite para manteiga a cerca de 1,4% de gordura por adição de creme. O leite padronizado é, então, homogeneizado a cerca de 200 bar a cerca de 70°C e subsequentemente pasteurizado a cerca de 95°C durante cerca de 5 minutos. Cerca de 1% de cultura iniciadora e coalho é adicionado, e o leite é agora fermentado durante 18-24 horas a cerca de 21 °C, para atingir um valor de pH de cerca de 4,6. Antes de se efetuar a ul- 5 trafiltração ou separação tradicional (usando um separador de queijo quarg ou um separador de queijo cremoso) do produto coagulado, aquece-se a cerca de 60°C durante cerca de 3 minutos. O queijo coalhado é ultrafiltrado a cerca de 40°C para se atingir um teor de sólidos do retentato de queijo cremoso de cerca de 33%. Uma solução aquosa de NaCI a 20% é adicionada 10 ao queijo cremoso para se obter uma concentração total de sal de cerca de 0,775% no produto. Para aumentar o prazo de validade do produto, efetua- se uma etapa de aquecimento a cerca de 75°C. O queijo cremoso assim obtido tem um teor de gordura de cerca de 6%.

Prepara-se paralelamente uma solução de proteína de soro de 15 leite. A 40°C, prepara-se uma solução aquosa compreendendo 7,9% de proteína de soro de leite depletada de cálcio WPC80 (cerca de 0,6 mM de cálcio) e 0,1% de sorbato de K. O pH é ajustado a cerca de 8 com NaOH. A solução é aquecida a cerca de 80°C e transferida para um tanque com uma camisa de aquecimento a cerca de 80°C. A solução é opcionalmente resfria- 20 da. O queijo cremoso acima obtido é misturado com a solução de proteína em uma razão de cerca de 9:1. Quando o valor de pH do queijo cremoso está abaixo de 7 e a concentração de cálcio é relativamente alta, a misturação das duas fases catalisa uma formação de gel que resulta em 25 maior viscosidade do produto de queijo cremoso. Veja também, por exemplo, Britten e Giroux, Food Hudrocolloids 15 (2001) 609 - 617. Uma homogeneização a cerca de 5 - 10 MPa pode ser opcionalmente realizada para aumentar ainda mais a firmeza do queijo. O produto é finalmente resfriado e embalado nos recipientes. 30 Depois de cerca de uma semana a 5°C, o produto está pronto para distribuição e venda.

Claims

1. Método para a produção de uma pasta de baixa gordura com-preendendo 1 a 7% de proteína do soro do leite, caracterizado pelo fato de que compreende as seguintes etapas: (i) preparação de uma solução aquosa compreendendo 5 a 10% de proteína de soro de leite, uma concentração de cálcio de 0,0 a 1,4 mM e um valor de pH de 7 a 9; (ii) aquecimento da solução resultante da etapa (i) a uma tempe-ratura de 50 a 100°C de 0,15 a 30 minutos; (iii) resfriamento da solução resultante da etapa (ii) a uma tempe-ratura de 1 a 40°C; e (iv) ajuste da solução resultante da etapa (iii) a uma concentração de proteína de 4 a 7% e um valor de pH de 5,2 a 7,0; (v) mistura da solução resultante da etapa (iv) com uma fase gordurosa para obter uma pasta de baixa gordura.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pasta de baixa gordura é uma emulsão do tipo a/o.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a pasta de baixa gordura compreende de 10 a 60% de gor-dura e, mais preferivelmente, de 20 a 60% de gordura.

4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a pasta de baixa gordura compreende de 2 a 5% de proteína de soro de leite.

5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a pasta de baixa gordura também com-preende de 0,5 a 4,5% de NaCl.

6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a solução obtida na etapa (iv) é misturada com a fase gordurosa em até 5 horas, de preferência em até 2 horas, embalada em recipientes e, de preferência, armazenada de 4 a 10°C durante 24 a 48 horas.

7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a referida proteína de soro de leite é enri-quecida com β lactoglobulina.

8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, em que uma pasta de baixa gordura compreendendo de 20 a 60% de gordura e de 2 a 5% de proteína de soro de leite é produzida, caracterizado pelo fato de que compreende as seguintes etapas: (i) preparação de uma solução aquosa compreendendo 5 a 10% de proteínas de soro de leite, um valor de pH de 7 a 9, em que a concentração de cálcio da proteína de soro de leite é de 0,0 a 1,4 mM ou tenha sido reduzida em 50% a 99,5%; (ii) aquecimento da solução resultante da etapa (i) a uma tempe-ratura de 50 a 100°C de 0,15 a 30 minutos; (iii) resfriamento da solução resultante da etapa (ii) a uma tempe-ratura de 1 a 17°C; (iv) ajuste da solução resultante da etapa (iii) a uma concentração de proteína de 5 a 7% e um valor de pH de 5,5 a 7; e (v) mistura da solução resultante da etapa (iv) com uma fase gordurosa para obter a pasta de baixa gordura.

9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que compreende as seguintes etapas: (i) preparação de uma solução compreendendo 7,9% de proteína de soro de leite, uma concentração de cálcio de 0,0 a 1,4 mM e um valor de pH de 8; (ii) aquecimento da solução resultante da etapa (i) a uma tempe-ratura de 80°C por 15 minutos; (iii) resfriamento da solução resultante da etapa (ii) a uma tempe-ratura de 10°C; (iv) ajuste da solução resultante da etapa (iii) a uma concentração de proteína de 5,7%, ajuste do pH a um valor de 5,7 por adição de uma solução aquosa de ácido láctico e adição de NaCl a uma concentração de 1,9%; (v) mistura de 53 partes da fase aquosa resultante da etapa (iv) com 27 partes de manteiga e 17 partes de óleo de semente de colza.

10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que a pasta de baixa gordura compreende como único estabilizador o produto de proteína do soro do leite produzido pelas etapas de (i) a (iv) e é isenta de estabilizadores convencionais.

11. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que a pasta de baixa gordura compreende um estabilizador adicional selecionado do grupo que consiste em gelatina, ca- seinato de Na, inulina, β-glucano, goma guar, carragenina, pectina, goma gelan, ágar, alginato, maltodextrina, proteína de soja, goma xantana, goma de alfarroba, celulose microcristalina, caseinato, konjac, manano, carbóxi metil celulose (CMC), goma arábica (goma acácia), tragacanto, goma tara, goma caraia, alga marinha aucheuma processada, dextrina, amido e amido alvejado.

12. Método para produção de um produto de proteína de soro de leite, caracterizado pelo ato de que compreende as etapas de (i) a (iv) como definidas na reivindicação 1.

13. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende as seguintes etapas: (i) preparação de uma solução aquosa compreendendo 5 a 10% de proteínas de soro de leite, um valor de pH de 7 a 9, em que a concentração de cálcio da proteína de soro de leite é de 0,0 a 1,4 mM ou tenha sido reduzida de 50% a 99,5%; (ii) aquecimento da solução resultante da etapa (i) a uma temperatura de 50 a 100°C por 0,15 a 30 minutos; (iii) resfriamento da solução resultante da etapa (ii) a uma temperatura de 1 a 17°C; e (iv) ajuste da solução resultante da etapa (iii) a uma concentração de proteína de 5 a 7% e um valor de pH de 5,5 a 7.

14. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a proteína de soro de leite é enriquecida com β lactoglobulina.

15. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 13 e 14, caracterizado pelo fato de que o produto em gel da proteína de soro de leite compreende ainda de 0,5 a 4,5% de NaCl.

16. Uso de um produto de proteína de soro de leite preparado pelo método como definido em qualquer uma das reivindicações 1 e 14 e 15, 5 caracterizado pelo fato de ser para a estabilização de uma emulsão do tipo o/a.

17. Uso de um produto de proteína de soro de leite preparado pelo método como definido em qualquer uma das reivindicações 1 e 14 e 15, caracterizado pelo fato de ser para a estabilização de um produto seleciona- 10 do do grupo que consiste em um produto laticínio fermentado, um queijo tradicional, um queijo amadurecido com bolores e um produto de carne processada.