“MÉTODOS PARA PRODUZIR UM PRODUTO DE QUEIJO CREMOSO DE BAIXO TEOR DE GORDURA E ALTO TEOR DE UMIDADE, E UM PRODUTO ALIMENTÍCIO ESPALHÁVEL, E, PRODUTO ALIMENTÍCIO ESPALHÁVEL DE BAIXO TEOR DE GORDURA E ALTO TEOR DE UMIDADE” CAMPO DA INVENÇÃO A presente invenção diz respeito a um produto como queijo cremoso e ao seu método de fabricação. Particularmente, um produto de queijo cremoso com baixo teor de gordura, alto teor de umidade e alto teor de soro do leite melhorado com um razão de baixo teor de caseína para soro do leite e outros é fornecido. Um método é fornecido para realçar os atributos de textura em tais produtos de queijo cremoso eficaz para fornecer firmeza e a capacidade de se espalhar similar ao queijo cremoso de alto teor de caseína convencional. A presente invenção também fornece um produto de laticínio espalhável nutritivo de baixo custo com paladar agradável e excelente capacidade de se espalhar.
FUNDAMENTOS O queijo natural é no geral fabricado adicionando-se um microorganismo ao leite que é capaz de metabolizar a lactose para produzir ácido lático. O leite é usualmente curado usando-se um agente coagulante ou desenvolvendo-se a acidez no ponto isoelétrico da proteína. O agente coagulante pode incluir uma enzima de coalho, um ácido, uma cultura de bactérias adequada, ou uma composição destes. O coágulo ou coalho que resultam, no geral incorporam a caseína de proteína (que foi adequadamente alterada pelo processo de coalhamento), gorduras (incluindo gordura de manteiga natural) e agentes de sabor que surgem durante o processo (especialmente quando usando uma cultura de bactéria como o agente coagulante). O leite curado é depois cortado para separar o coalho resultante do soro do leite. O coalho pode ser prensado para fornecer um bloco de queijo em que a cura no geral ocorre em um período de tempo sob condições controladas.
Após o coalho ser separado do soro do leite (por exemplo, usando um separador centrífugo tal como na Patente U.S. 2.387.276), os estabilizantes, sal, e outros ingredientes podem ser adicionados. Finalmente, o produto é embalado e resfriado. Muitas variações deste processo foram introduzidas durante os anos (ver, por exemplo, a Patente U.S. 5.656.320; Patente U.S. 5.079.024; Patente U.S. 5.180.604; Patente U.S. 6.419.975; Patente U.S. 6.406.736; Patente U.S. 6.558.716; Patente U.S. 6.416.797; e Patente U.S. 4.597.971). O queijo cremoso é um queijo particularmente macio, suave, não curado, coagulado por ácido, fabricado a partir de uma mistura de nata e leite. O queijo cremoso tem um corpo liso e semelhante à manteiga e é armazenado sob condições de refrigeração. A textura e o corpo do queijo cremoso a temperaturas de refrigeração são tais que o queijo cremoso pode ser partido e espalhado. Na fabricação tradicional de queijo cremoso, o leite integral não cultivado e/ou leite desnatado e nata doce são misturados em proporções pré-selecionadas para formar uma mistura de queijo cremoso. A mistura de queijo cremoso normalmente tem um teor de nata de cerca de 10 a cerca de 20 por cento. Após o processamento, o queijo cremoso terminado tem um teor de nata de cerca de 33 a cerca de 35 por cento em peso. A mistura de queijo cremoso é pasteurizada e homogeneizada, após o que ela é resfriada, usualmente a uma temperatura entre 62 e 92°F (16,66 e 33,33°C), e é depois inoculada com uma cultura de ácido lático. A mistura é mantida na temperatura de inoculação até esta ter se desenvolvido e formado um coágulo. O processo de coagulação pode, opcionalmente, ser auxiliado pela adição de uma pequena quantidade de coalho. A acidez do coágulo é de cerca de 0,6 a cerca de 0,9 por cento (calculada como por cento de ácido lático equivalente). Após a acidez desejada ser obtida, o coalho é separado do soro do leite e embalado.
Aníigamente, a caseína foi considerada um componente de proteína essencial para a fabricação de produtos de queijo, incluindo queijo cremoso. De fato, a funcionalidade da caseína e caseinatos, tais como caseinato de sódio, fizeram da caseína uma das fontes de proteína mais amplamente usadas em vários alimentos, tais como queijo, produtos de queijo, e coberturas cremosas. Como resultado, os caseinatos tradicionalmente eram relativamente caros, levando a um foco aumentado nas proteínas alternativas. Por exemplo, o uso de proteínas vegetais, tais como proteína de soja, tem se tomado crescentemente popular na fabricação de análogos de queijo baratos.
Considerando que a caseína e os caseinatos estão em alta demanda e de alto custo, as proteínas do soro do leite são relativamente de baixo custo, e são muitas vezes até descartadas como um subproduto do processo de fabricação do queijo. Esta sub-utílização da proteína do soro do leite tem levado ao foco aumentado em métodos de fabricar os produtos de queijo usando a proteína do soro do leite concentrada ou isolados de proteína do soro do leite. Por exemplo, a Patente U.S. N° 6.419.975 divulga um método para fabricar produtos semelhantes a queijo cremoso descaseinados que usam as proteínas que não a caseína tais como proteína do soro do leite. Além das vantagens anteriormente mencionadas de incorporar a proteína do soro do leite em produtos alimentícios, este processo também tem uma vantagem em que este não exige uma etapa de coagulação ou fermentação, desde que o processo comece com a proteína do soro do leite outra que não a formação de um coalho do leite. Portanto, o processo pode ser realizado em uma extensão de tempo muito mais curta. Outras patentes da técnica anterior também focam o uso de outras proteínas que não a caseína, tais como de soja ou outra proteína vegetal, para fabricar os produtos semelhantes a queijo.
Um benefício adicional de incorporar as quantidades signifícantes de proteínas do soro do leite em produtos alimentícios é que esta tem um alto valor nutritivo para os seres humanos. De fato, a composição de aminoácido de proteínas do soro do leite está próxima a um perfil de composição ideal para a nutrição humana. As proteínas do soro do leite também são entendidas a ter capacidades de emulsificação superiores em comparação com a caseína. Sem desejar estar ligado pela teoria, a incorporação da proteína do soro do leite é esperada a reduzir os defeitos tais como a separação de fase durante o processo. Além disso, tais proteínas do soro do leite fornecem um produto de laticínio de baixo custo que, se incorporado com sucesso nos produtos de queijo, significantemente aumentará a eficiência e eficácia global do processo de fabricação do queijo. A experiência convencional indicou que reduzindo o nível de caseína em formulações de queijo cremoso, a toma muito mais difícil de se obter e manter uma textura final desejada do produto alimentício, tal como em termos de firmeza, maciez, capacidade de espalhar, etc. Portanto, deve ser desejável fornecer um processo contínuo para fabricar os produtos de queijo cremoso, particularmente os produtos de queijo cremoso de alto teor de umidade e baixo teor de gordura usando as formulações e misturas de caseína baixa ou o queijo cremoso descaseinado, que ainda alcança e mantém a textura aceitável e outros atributos sensoriais.
Sob os padrões atuais de identidade, no queijo cremoso é necessário conter pelo menos 33 por cento de gordura e não mais do que 55 por cento de umidade. Os queijos cremosos de gordura reduzida usualmente contem correspondentemente proporções maiores de umidade devido ao teor de gordura diminuído. Por exemplo, as especificações USDA para queijo cremoso leve e de gordura reduzida permitem até 70 por cento de umidade. Contudo, os níveis de gordura aumentados no queijo cremoso freqüentemente resultarão em um produto de queijo cremoso que é macio demais e não tem a firmeza desejada do queijo cremoso normal com o teor de gordura mais alto.
Portanto, as gomas tem sido tradicionalmente adicionadas ao queijo cremoso de baixo teor de gordura de modo a comunicar uma textura mais firme. Infelizmente, a adição de gomas e outros também resulta em uma textura mais semelhante a gel que é menos desejável do que a textura macia e cremosa do queijo cremoso normal, e não espalha tão bem como o queijo cremoso normal. Portanto, permanece uma necessidade de um queijo cremoso de baixo teor de gordura e alto teor de umidade ou um produto semelhante ao queijo cremoso que tem uma textura firme e espalhável similar ao queijo cremoso normal e tem uma tensão de escoamento aumentada e deformação diminuída (textura semelhante a gel diminuído) quando comparado ao queijo cremoso convencional de baixo teor de gordura e alto teor de umidade. Também permanece uma necessidade de um queijo cremoso de baixo teor de gordura, alto teor de umidade e baixo teor de caseína ou um queijo cremoso semelhante a um produto que tem uma textura firme e espalhável similar ao queijo cremoso normal e tem a tensão de escoamento aumentada e deformação diminuída quando comparado ao queijo cremoso convencional de baixo teor de gordura, alto teor de umidade e baixo teor de caseína. Também é desejável fornecer um processo contínuo usando proteína que não a caseína (isto é, proteína alternativa) para fabricar um produto semelhante a um queijo com textura e firmeza semelhante àquela do queijo cremoso normal. Também é desejável fornecer um queijo cremoso de baixo teor de gordura com teor de caseína mais baixo e teor de proteína do soro do leite mais alto que tem os atribuídos de textura e de espalhar similares ou idênticos aos do queijo cremoso tradicional de teor de gordura mais alto. A presente invenção fornece um tal queijo cremoso de alto teor de umidade tendo os atributos de textura e de espalhar desejáveis, bem como outras vantagens ainda aqui descritas. Várias patentes da técnica anterior tentaram criar queijos de baixo teor de gordura com quantidades substanciais de proteína do soro do leite. Por exemplo, a Pat. U.S. Na 5.356.639 da Jameson divulga um processo para a produção de um concentrado fermentado a partir de vários produtos de leite (por exemplo, leite integral, leite desnatado, ou leite com componentes de leite adicionados). O processo inclui as etapas de (1) leite seletivamente concentrado; (2) aumentar a força iônica do concentrado para manter o leite na fase líquida e portanto prevenir a formação de um coágulo tanto durante quanto após a fermentação; (3) fermentar o concentrado com a bactéria que produz ácido lático; e (4) remover a água do concentrado líquido fermentado. O produto final inclui substancialmente todas as proteínas do soro do leite originalmente presentes no leite. Contudo, a Jameson ainda tem uma razão de caseína para soro do leite de aproximadamente 80:20, e requer uma maior extensão de tempo para obter um produto semelhante a queijo acabado devido a necessidade de uma etapa de fermentação.
Guinee et al. (Int. Dairy Journal 5:543-568 (1995)) revisaram o estado geral da técnica que diz respeito à incorporação da proteína do soro do leite no queijo ou produtos de queijo. O tratamento com calor alto do leite diminui a coagulação da nata, sinerese do coalho, estrutura e textura do coalho, bem como nas propriedades funcionais tais como a dissolubilidade e elasticidade do queijo resultante. O tratamento térmico do leite, após ser coalhado para formar queijos semi duros, permite a produção de queijos tendo maiores níveis de proteína do soro do leite. Infelizmente, tais queijos também exibem fusão de coalho mais deficiente e valores de tensão (quebra) de escoamento mais baixos durante a maturação. Tais queijos também têm o teor de umidade mais alto, frequentemente resultando em uma textura semelhante a gel, e sem o auxílio da presente invenção, tais queijos não têm a textura desejável do queijo cremoso normal. A Pat. U.S. N2 6.558.716 para a Kent descreve os métodos para aumentar a proteína do soro do leite do queijo fornecendo-se uma proteína do soro do leite “funcionalmente melhorada”. O método requer combinar um queijo coalho e uma composição de proteína do soro do leite para formar uma combinação de proteína do soro do leite e queijo coalho, e depois sujeitar a combinação de proteína do soro do leite e queijo coalho a alto cisalhamento e uma temperatura elevada por um tempo suficiente para fornecer um produto de queijo estável suplementado com proteína do soro do leite. O tratamento térmico eficazmente transforma a proteína do soro do leite para produzir uma proteína do soro do leite “funcionalmente melhorada” que permite a formação de um produto de queijo estável contendo a proteína do soro do leite funcionalmente melhorada. Preferivelmente, a mistura é homogeneizada a uma pressão de cerca de 1.000 a cerca de 8.000 psi (6900 kPa a cerca de 55200 kPa) e tratada a uma temperatura de cerca de 175 a cerca de 215 graus Fahrenheit (79,44° a cerca de 10l,7°C). A Kent divulga um método de incorporar a proteína do soro do leite em produtos de queijo, mas não divulga um método para substituir completamente a caseína com a proteína do soro do leite. A Kent também necessita de uma etapa de fermentação para produzir um queijo estável tendo níveis significantes de proteína do soro do leite.
As Pats. U.S. N- 6.419.975 e 6.406.736 para a Han descrevem os métodos de criar um queijo descaseinado. De acordo com o processo da invenção, a proteína que não a caseína é misturada com água quente e gordura fundida para formar uma emulsão. A emulsão é depois submetida a uma etapa de homogeneização e uma etapa de aquecimento. O pH do composto resultante é depois ajustado de cerca de 4 a cerca de 6, e depois submetido a uma segunda etapa de homogeneização para formar um produto de queijo cremoso. A Pat. U.S. N2 6.303.160 para a Laye tenta resolver os problemas com a textura na técnica anterior fornecendo-se um queijo cremoso de alto teor de umidade com firmeza aumentada mantendo-se os níveis de umidade durante o processo de fabricação a níveis abaixo do nível de umidade alvo final do produto de queijo cremoso final; o nível de umidade da composição fmal é depois ajustado ao nível de umidade alvo final pela adição de água. Manipular o teor de umidade do queijo cremoso desta maneira mostrou resultar em níveis aumentados de firmeza no produto de queijo cremoso final. Este processo, contudo, requer uma etapa de fermentação, e portanto um tempo de produção prolongado. A Pat. canadense N° 2.442.387 para a Wolfschoon descreve um método de incorporar as proteínas do soro do leite em gêneros alimentícios para fornecer uma razão de caseína para proteína de até 20:80 acidificando-se uma solução aquosa de uma ou mais proteínas do soro do leite, combinando com uma gordura para criar uma emulsão graxa de proteína do soro do leite acidificada, e combinando a emulsão com um gênero alimentício. Um produto de queijo cremoso com a tensão de escoamento e deformação desejada da presente invenção não é descrita. A Pub. U.S. N2 US 2004/0219273 Al para a Cha divulga o uso de soro do leite ácido (pH de 3,5 a 5,5, preferivelmente de 4,6 a 5,2) para fabricar os produtos semelhantes a queijo cremoso. As gomas podem ser adicionadas para aumentar a tensão de escoamento de tais compostos. Contudo, a Cha não divulga partindo com um composto de soro do leite com acidez suficiente para obter a firmeza desejada e a textura da presente invenção. A Cha também falha para divulgar um produto semelhante a queijo cremoso de baixo teor de gordura com níveis de umidade tão altos quanto na presente invenção enquanto ainda mantendo a firmeza e textura desejadas. As etapas e condições da presente invenção são especificamente projetadas para usar tratamentos de pH altamente ácidos, tratamentos térmicos, e homogeneização para aumentar significantemente a tensão de escoamento e diminuir a deformação dos produtos de queijo cremoso de alto teor de umidade e baixo teor de gordura além dos quais são divulgados nos processos da técnica anterior. A Patente U.S. Ns 6.261.624 para a Hudson descreve hidrolisar uma preparação de proteína do soro do leite em ácido e aquecendo para formar um gel fraco que é secado e triturado em pó que pode ser usado como um agente de espessamento em gêneros alimentícios. A Hudson não descreve a fabricação de um queijo cremoso de alto teor de umidade e baixo teor de gordura com propriedades de firmeza e textura melhoradas.
SUMÁRIO A presente invenção fornece firmeza e capacidade de espalhar melhoradas em produtos de queijo cremoso de alto teor de umidade com baixo teor de gordura com razões de caseína para proteína de soro do leite baixas. Os produtos semelhantes a queijo cremoso fabricados com quantidades altas de proteína do soro do leite usualmente têm uma textura mais semelhante a gel que é menos desejável e não se espalha tão bem quanto o queijo cremoso usual. A presente invenção aumenta a firmeza de tais produtos, comunicando as características de textura similares ou superiores às do queijo cremoso convencional contendo a caseína. De acordo com a presente invenção, em uma forma de realização, uma fonte de proteína do soro do leite em um meio aquoso é tratada com um ou mais ácidos para diminuir seu pH para abaixo de cerca de 4,0, e particularmente abaixo de 3,5, e depois é aquecida suficientemente para formar um agregado de proteína do soro do leite acidificado, que é sucessivamente combinado com uma fonte de gordura, e uma combinação resultante tem seu pH ajustado a um pH de cerca de 4,5 a cerca de 5,1 para fornecer uma mistura de queijo cremoso. Altemativamente, este ajuste de pH pode ser realizado antes de combinar com a fonte de gordura. A mistura de queijo cremoso é homogeneizada para fornecer uma emulsão de laticínio na forma de um queijo cremoso com baixo teor de caseína tendo uma textura firme, macia e espalhável e um sabor de laticínio suave. Altemativamente, a etapa de ajustar o pH a cerca de 4,5 a cerca de 5,1 pode ser realizada após a homogeneização. Os sabores de laticínio naturais podem opcionalmente ser incluídos no produto de queijo cremoso. O produto de queijo cremoso fabricado pelo processo de acordo com as formas de realização desta invenção contem pelo menos cerca de 69 por cento em peso de umidade, menos do que cerca de 10 por cento em peso de gordura, e tem uma razão de caseína para soro do leite de cerca de 40:60 a cerca de 0:100, respectivamente, e tem um tensão de escoamento de pelo menos cerca de 1200 Pa e um valor de deformação de menos do que 0,4. O processo de fabricação do queijo cremoso de acordo com as formas de realização desta invenção pode ser completado dentro de 24 horas, sem a necessidade de etapa(s) de fermentação que consomem tempo, para produzir um produto semelhante a queijo que texturiza a proteína do soro do leite a características imitativas da proteína caseína em um sistema de queijo cremoso. De fato, em um sistema contínuo, um produto de queijo cremoso de baixo teor de gordura e alto teor de umidade pode ser obtido em tão pouco tempo, como 45 minutos. O produto de queijo cremoso com teores de umidade alta e de gordura e caseína baixos resultantes têm os atributos de textura comparáveis aos, ou até melhor do que, os queijos cremosos comerciais comuns. As economias em custos de material podem ser obtidas conforme as exigências de níveis de caseína e de gordura são reduzidas, enquanto o nível do teor de umidade pode ser aumentado, sem o detrimento da qualidade do produto.
Em uma forma de realização mais particular, há um método para fabricar um produto de queijo cremoso em que uma fonte de proteína do soro do leite é tratada com um ácido orgânico ou mineral seguro para alimentos para reduzir o pH para abaixo de cerca de 4,0, e preferivelmente abaixo de cerca de 3,5, tratado com uma primeira etapa de aquecimento, combinada com a nata para formar uma mistura de queijo cremoso, ajustada a um pH mais alto (preferivelmente de cerca de 4,5 a cerca de 5,1), tratada com uma primeira etapa de homogeneização, tratada com uma segunda etapa de aquecimento, opcionalmente combinada com os compostos de sal e goma, e tratada com uma terceira etapa de aquecimento seguido por uma segunda etapa de homogeneização. Estas etapas podem ser modificadas sem desviar da presente invenção, contanto que a fonte de proteína do soro leite seja inicialmente ajustada a um pH de menos do que cerca de 4,0, e particularmente abaixo de cerca de 3,5, e depois aquecida a um tempo e temperatura suficientes para desnaturar as proteínas do soro do leite (por exemplo cerca de 180°F (82,22°C) (por pelo menos cerca de 6 minutos). O produto de queijo cremoso acabado resultante é caracterizado pela tensão de escoamento aumentada (firmeza) e deformação diminuída (uma consistência mais cremosa e mais espalhável) quando comparado aos outros produtos de queijo cremoso com os mesmos teores de umidade, gordura e de proteína do soro do leite.
DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOS A FIGURA 1 fornece um diagrama de fluxo esquemático para um exemplo de um método de fabricar um produto de queijo cremoso de alto teor de umidade, baixo teor de caseína e baixo teor de gordura de acordo com uma forma de realização da presente invenção. A FIGURA 2 é uma representação gráfica mostrando uma correlação entre o valor de deformação e a avaliação sensorial medidas das texturas semelhantes a gel de produtos de queijo cremoso.
DESCRIÇÃO DETALHADA A presente invenção fornece a fabricação de produtos de queijo cremoso de alto teor de umidade e baixo teor de gordura com uma textura e capacidade de se espalhar similar aos queijos cremosos com gordura de teor mais alto e teor de umidade mais baixo. A textura desejada pode ser obtida em produtos de espalhar semelhantes ao queijo cremoso mesmo com teor de umidade mais alto do que daqueles disponíveis comercialmente no presente. Sem limitação, a presente invenção inclui, mas não é limitada a, melhorar a textura e a capacidade de se espalhar dos produtos de queijo cremoso de baixo teor de caseína ou descaseinados fabricados com níveis substanciais de proteínas que não a caseína e com o teor de umidade mais alto do que o normal, tal como maior do que cerca de 69 por cento e particularmente de 73 a 75 por cento de umidade em peso, e baixo teor de gordura, tal como menos do que cerca de 10 por cento e particularmente de 7 a 9 por cento de gordura em peso. A presente invenção surpreendentemente texturiza a proteína do soro do leite à características imitativas da proteína caseína em um produto de queijo cremoso, produzindo um sistema de queijo de alto teor de umidade, baixo teor de gordura, e baixo teor de caseína que a despeito da sua composição de alto teor de umidade e baixo teor de gordura tem os mesmos atributos de textura como o queijo cremoso macio leve comercial comum, com o teor de umidade mais baixo, de gordura mais alto, e de caseína mais alto (por exemplo, um queijo cremoso leve com uma razão de caseína para soro do leite de aproximadamente 85:15, teor de umidade de cerca de 55 a 70%, e teor de gordura de cerca de 16,5%).
Considerando que os produtos de queijo cremoso com quantidades substanciais de proteína que não a caseína, tal como proteína do soro do leite ou concentrado de proteína do soro do leite, freqüentemente não têm a mesma textura como a dos queijos cremosos fabricados com caseína, a presente invenção permite a produção de um produto semelhante aos queijos cremosos com quantidades substanciais da proteína do soro do leite que tem tensão de escoamento e valores de deformação muito mais próximos aos daqueles do queijo cremoso normal dos que foram de outro modo obtidos em produtos de queijo cremoso com quantidades substanciais de proteínas que não a caseína. Embora tenha sido sugerido que os produtos de queijo cremoso incorporando níveis signifrcantes da proteína do soro do leite possam dar firmeza aumentada por aquecimento aumentado, a maioria destes produtos já são processados a temperaturas relativamente altas de modo que o aquecimento adicional pode coagular o produto ou perder os sabores. A presente invenção, por outro lado, produz um produto de queijo cremoso com uma firmeza desejável semelhante àquela do queijo cremoso normal que é suave e altamente espalhável, e carece da textura semelhante a gel do outro produto semelhante a queijos cremosos fabricados com quantidades substanciais de proteínas que não a caseína. As medidas tanto quantitativa quanto qualitativa indicaram que uma textura mais firme, mais suave, e mais espalhável é obtida de acordo com a presente invenção. A presente invenção é especialmente adequada para produzir os queijos cremosos com uma razão baixa de caseína para soro do leite, no geral de cerca de 40:60 a cerca de 0:100, respectivamente, e particularmente de cerca de 15:85 a cerca de 0:100, respectivamente. Em uma forma de realização da presente invenção, um queijo cremoso de baixo teor de gordura e alto teor de umidade é produzido a partir de água, uma fonte de proteína do soro do leite (por exemplo, concentrado de proteína do soro do leite, um isolado de proteína do soro do leite, soro do leite doce, soro do leite ácido, ou combinações destes) e uma fonte de gordura (por exemplo, nata, manteiga, gordura do leite anidra, gordura vegetal, ou combinações destas). A fonte de proteína do soro do leite pode ser fornecida na forma seca ou líquida. A fonte de proteína do soro do leite é preferivelmente compreendida de pelo menos cerca de 30 a 85% de proteína do soro do leite, particularmente cerca de 50 a 80%, em uma base seca. A fonte de proteína do soro do leite é tratada com um ou mais ácidos orgânicos ou minerais de tipo alimentício. O ácido de tipo alimentício é um ácido comestível selecionado do grupo que consiste de ácido cítrico, ácido acético, ácido lático, ácido málico, ácido fumárico, ácido tartárico, ácido clorídrico, ácido sulfurico, e ácido fosfórico, ou uma combinação destes. Este tratamento de acidificação da proteína do soro do leite é no geral conduzida em um meio aquoso. As quantidades relativas do soro do leite, ácido, e água são controladas para levar o ajuste decrescente desejado do pH da mistura aquosa para menos do que cerca de 4,0, particularmente menos do que cerca de 3,5 O pH da fonte de proteína do soro do leite é diminuído a um nível de ou abaixo de cerca de 4,0. Este é um importante aspecto da presente invenção para diminuir o pH a cerca de 4,0 ou abaixo, visto que quando o pH da fonte de proteína do soro do leite é signifícantemente mais alto do que 4,0, o produto final demonstrou carecer da textura firme desejada e da capacidade de se espalhar. A proteína do soro do leite acidificada é depois aquecida em condições eficazes para desnaturar as proteínas do soro do leite e formar um agregado de proteína do soro do leite acidificado tal como, por exemplo, uma temperatura de pelo menos cerca de 180°F (82,22°C) por um período de pelo menos cerca de 6 minutos.
Sem desejar estar ligado por uma teoria particular, parece que o tratamento de acidificação e térmico serve para desnaturar as proteínas do soro do leite para formar um agregado que desempenha um papel no aumento da tensão de escoamento e na diminuição da deformabilidade do produto final. Reduzindo o pH e aplicando o tratamento térmico parece desenrolar as cadeias de proteína do soro do leite, criando finos filamentos que tendem a formar agregados que têm um alto potencial para ligar a água livre dentro do sistema de queijo cremoso. A estrutura terciária das proteínas do soro do leite é deste modo modificada de modo a permitir a interação química aumentada entre os filamentos de proteína individuais, alterando por sua vez a estrutura quaternária das proteínas e formando uma matriz que pode acomodar níveis mais altos de umidade, levando à viscosidade e tensão de escoamento aumentadas do produto final, Este tratamento ácido e térmico não hidrolisa signifícantemente as proteínas do soro do leite, mas ao invés efetua a desnaturação das proteínas e altera suas estrutura terciárias e quaternárias. A eletroforese de gel mostrou que os tratamentos ácidos e térmicos da presente invenção deixam as proteínas do soro do leite essencialmente intactas. O agregado de proteína do soro do leite acidificado é depois novamente processado para formar um produto semelhante a queijo cremoso de baixo teor de caseína. Vários processos podem ser usados para formar um produto de queijo cremoso espalhável a partir do agregado de proteína do soro do leite acidificado. Por exemplo, sem o propósito de limitar o escopo da presente invenção, o processo descrito como segue pode ser usado para criar um produto de queijo cremoso final de acordo com a presente invenção. Em uma forma de realização, uma fonte de gordura, tal como gordura de leite anidra, leite gorduroso concentrado (nata), manteiga, ou uma outra gordura de laticínio pode ser adicionada ao agregado de proteína do soro do leite acidificado após o tratamento térmico inicial. Opcionalmente, um óleo vegetal comestível pode ser usado como a fonte de gordura em vez de uma gordura de laticínio. Os óleos vegetais adequados a este respeito incluem, por exemplo, óleo de palma, óleo de semente de palma, óleo de canola, óleo de soja hidrogenado, e outros, bem como misturas destes. A gordura pode ser adicionada diretamente ao agregado de proteína do soro do leite acidificado combinando a gordura e o agregado de proteína do soro do leite para formar uma mistura de proteína e gordura, ou uma mistura de queijo cremoso. Altemativamente, o agregado de proteína do soro do leite acidificado pode ser armazenado sob refrigeração por uma semana ou mais antes de combinar com a nata para formar uma mistura de queijo cremoso. Uma segunda etapa de ajuste de pH pode depois ser realizada, em que o pH da mistura de queijo cremoso é ajustada a uma faixa “normal” desejável no produto final, preferivelmente cerca de 4,5 a cerca de 5,1. Altemativamente, a segunda etapa de ajuste de pH pode ser realizada anterior à adição da nata para formar uma mistura de queijo cremoso, ou após as etapas que seguem. Opcionalmente, outras fontes de proteína, incluindo sem limitação pó de soro do leite seco, concentrado de proteína do soro do leite, concentrado de proteína do leite, leite fresco, e leite em pó desnatado podem ser adicionados juntamente com a fonte de gordura.
Este segundo ajuste de pH é realizado de modo a assegurar que o produto final não tem um sabor ácido ou azedo. Sem este ajuste de pH alcalino, o produto final ainda terá uma textura desejável, com firmeza e capacidade de se espalhar aumentada, mas pode ter sabores desagradáveis indesejáveis. Contudo, é considerado que uma pessoa habilitada na técnica pode manipular este ajuste de pH de modo a comunicar sabores particulares no produto final. A mistura de queijo cremoso de pH ajustado ou a mistura de proteína e gordura pode depois ser homogeneizada em uma primeira etapa de homogeneização. Preferivelmente, esta primeira etapa de homogeneização pode ser realizada de 3000/500 a 5000/500 psi (20700/3400 a 34500/3400 kPa) ou próximo ao ponto de fusão da fonte de gordura (por exemplo, a cerca de 100°F (37,77°C)). Este exemplo se refere a um tratamento de homogeneização de dois estágios com de 3000 a 5000 psi (20700 a 34500 kPa) aplicados no primeiro estágio e 500 psi (3400 kPa) no segundo estágio. Altemativamente, uma etapa de homogeneização de um estágio pode ser usada. A mistura pode depois ser submetida a uma segunda etapa de aquecimento, preferivelmente de 180 a 200°F (82,2° a 93,33°C) por de 5 a 30 minutos. A mistura pode depois ser combinada com os sais emulsifícantes e/ou estabilizantes, gomas, e outros aditivos comuns, e submetida a uma terceira etapa de aquecimento, preferivelmente de 170 a 185°F (76,66 a 85°C) por de 5 a 30 minutos. Finalmente, a mistura pode ser homogeneizada novamente em um segunda etapa de homogeneização, preferivelmente de 1000/500 a 5000/500 psi (6900/3400 a 34500/3400 kPa). Mais uma vez, uma etapa de homogeneização de estágio único pode altemativamente ser usada. O produto de queijo cremoso resultante pode ser embalado por qualquer quantidade de métodos, incluindo os processos de abastecimento quente. Uma vez resfriado, o queijo cremoso tem uma textura firme, macia e espalhável, com um agradável sabor de laticínio suave. Os sabores de laticínio naturais ou outros sabores podem opcionalmente ser adicionados dentro do escopo da presente invenção. Opcionalmente, outros aditivos tais como cálcio, vitaminas, ou outros aditivos podem ser adicionados, preferivelmente antes da homogeneização, sem divergir do espírito ou escopo da invenção. Várias maneiras únicas de adicionar sabores aos queijos cremosos são conhecidas àqueles habilitados na técnica, e podem facilmente ser incorporadas na presente invenção. A FIGURA 1 é um fluxograma mostrando um método para fabricar um queijo cremoso de alto teor de umidade e baixo teor de caseína e gordura de acordo com uma forma de realização da presente invenção. As etapas no processo podem ser modificadas sem desviar da invenção contanto que o ajuste inicial de pH reduza o pH para abaixo de cerca de 4,0, preferivelmente abaixo de cerca de 3,5, e a primeira etapa de aquecimento seja realizada a uma temperatura e tempo eficazes para desnaturar a proteína do soro do leite.
Os produtos de queijo cremoso da presente invenção têm surpreendentemente a textura firme e a capacidade de se espalhar para produtos com tais quantidades baixas de caseína, quantidades altas de umidade, e quantidades baixas de gordura. Os atributos da textura dos produtos fabricados de acordo com a presente invenção podem ser descritos em termos de tensão de escoamento e deformação. As medidas qualitativas também podem ser tomadas, usando testes (organolépticos) sensoriais padrão. Os testes sensoriais foram demonstrados ter uma alta correlação com os dados quantitativos, ambos mostrando que a presente invenção resulta em texturas mais firmes e melhor capacidade de se espalhar do que de outra maneira possível em produtos de queijo cremoso de baixo teor de caseína, baixo teor de gordura e alto teor de umidade.
Para os propósitos aqui contidos, a tensão de escoamento de um material é definida como a tensão de cisalhamento que deve ser superada para iniciar o fluxo signifícante, e é relacionada à força de uma rede de moléculas. A qualquer ponto abaixo de uma tensão de escoamento dos materiais dados, o material agirá elasticamente, considerando que as tensões maiores do que a tensão de escoamento causam tensão irrecuperável e resultam em “quebra”. Vários métodos podem ser usados para medir a tensão de escoamento. Um tal método que tem ganhado uma ampla aceitação é o “método de palheta” em que um número predeterminado de palhetas (lâminas relativamente finas, planas, rígidas montadas radialmente em tomo de um eixo) são abaixadas em uma amostra e girados até a amostra alcançar a quebra. O método de palheta foi usado para testar as amostras fabricadas de acordo com o presente processo inventivo. As lâminas da palheta têm um diâmetro de 1,613 cm e uma altura de 0,611 cm, e foram giradas a uma razão de 0,1 rpm. O torque máximo e o tempo na quebra foram medidos de modo a calcular a tensão de escoamento. Todas as medidas foram tomadas com um viscosímetro de Haake (Thermo Haake, Paramus, NJ.) ligado às lâminas da palheta. A tensão de escoamento é calculada de acordo com a seguinte equação: Tensão de escoamento (Pa) = [2 x Mf x (H/D + 1/6)'1] / (πϋ3) em que “D” representa o diâmetro da lâmina da palheta (neste caso 1,613 cm), “H” representa a altura da lâmina da palheta (neste caso 0,611 cm), e “Mf” representa o torque máximo obtido na quebra. A deformação também foi calculada usando o método de palheta. Para os propósitos aqui contidos, a deformação é uma medida de quanto a lâmina da palheta pode ser girada (em radianos) antes que a quebra ocorra, e é um indicador seguro da capacidade de se espalhar, com baixos valores de deformação que representam uma textura mais suave, mais espalhável e menos semelhante a gel, todos os quais são atributos desejáveis para o queijo cremoso. A deformação pode ser calculada de acordo com a seguinte equação: Deformação = Tf x velocidade angular = Tf x (2 x rpm x π) / 60 em que “Tf “ representa o tempo na quebra e “rpm” representa a taxa em que as lâminas da palheta são giradas (neste caso, 0,1). A FIGURA 2 mostra que existe uma forte correlação entre os valores de deformação e o teste sensorial qualitativo. Os avaliadores peritos em queijo cremoso avaliaram 14 amostras de queijo cremoso e avaliaram a textura em uma escala de 1 (de nenhuma maneira semelhante a gel) a 9 (muito semelhante a gel). Conforme os valores de deformação aumentaram, a contagem sensorial também aumentou. Os altos valores de deformação indicam que o produto é mais viscoso, e não espalha tão suavemente como os produtos com valores de deformação mais baixos.
Os seguintes exemplos descrevem e ilustram certos processos e produtos da presente invenção. Estes exemplos são intencionados a ser meramente ilustrativos da presente invenção, e não limitantes desta tanto no escopo quanto no espírito. Aqueles habilitados na técnica prontamente entenderão que as variações dos materiais, condições, e processos descritos nestes exemplos podem ser usadas. A menos que de outro modo mencionado, todas as porcentagens estão em peso.
Exemplo 1 Preparação do queijo cremoso que incorpora as proteínas do soro do leite. Um produto de queijo cremoso foi preparado seguindo o diagrama de fluxo geral apresentado na FIGURA 1.
Uma amostra inventiva 1 que representa a presente invenção foi preparada particularmente como segue: 67,04 Ibs. (30,4 kg) de concentrado de proteína do soro do leite (WCP50, First District Association, Litchfield, MN) foram misturadas com 7,36 lbs. (3,3 kg) de soro do leite seco e 325,6 lbs. (147,6 kg) de água, A mistura de soro do leite foi acidificada ao pH 3,35 com ácido clorídrico 5 N, aquecida a 200°F (93,33°C), e mantida por 6 minutos. Após aquecer, 57,02 Ibs. (25,8 kg) de mistura de soro do leite foram misturadas com 19,39 lbs. (8,7 kg) de nata e o pH foi ajustado a 4,9 para produzir uma mistura de queijo cremoso. A mistura foi aquecida a 140°F (60°C) e homogeneizada a 5000/500 psi (34.500/3.450 kPa) (tratamento de 2 estágios). Em seguida, 47,76 lbs. (21,6 kg) da mistura homogeneizada foi aquecida a 200°F (93,33°C) e mantida a 200°F (93,33°C) por 10 minutos. Os seguintes ingredientes foram depois adicionados: 0,025 lbs. (11,3 g) de ácido sórbico, 0,035 lbs. (15,8 g) de goma xantana, 0,190 lbs. (86,4 g) de goma de alfarrobeira, 1,049 lbs. (475 g) de maltodextrina, 0,450 lbs. (204,1 g) de fosfato de tricálcio, e 0,491 lbs. (221,7 g) de sal. A umidade do queijo foi ajustada a 73% pela adição de uma pequena quantidade de água. A mistura foi então mantida a cerca de 180°F (82,22°C) por 10 minutos. A mistura de queijo cremoso final foi homogeneizada a 5000/500 psi (34.500/3.450 kPa), e embalada. O produto de queijo final estava firme, suave, e espalhável.
Para propósitos de comparação, uma amostra de controle, aqui designada como amostra de controle 1, foi criada de acordo com o seguinte processo: 9,55 lbs. (4,3 kg) de proteína do soro do leite (WCP50) foram misturadas com 1,05 lbs. (476 g) de soro do leite seco, 16,41 lbs. (7,4 kg) de água, e 19,39 lbs. (8,7 kg) de nata. A mistura foi ajustada ao pH 4,9 com ácido lático, homogeneizada a 5000/500 psi (34.500/3.450 kPa), aquecida a 200°F (93,33°C), e mantida 10 minutos. Os sais e gomas foram adicionados como descrito acima (0,025 lbs. (11,3 g) de ácido sórbico, 0,035 lbs. (15,8 g) de goma xantana, 0,190 lbs. (86,4 g) de goma de alfarrobeira, 1,049 lbs. (475 g) de maltodextrina, 0,450 lbs. (204,1 g) de fosfato de tricálcio, e 0,491 lbs. (221,7 g) de sal). A umidade da mistura de queijo foi ajustada a 73% e mantida a cerca de 180°F (82,22°C) por 10 minutos, homogeneizada a 5000/500 psi (34.500/3.450 kPa),e embalada. A textura do produto de queijo final estava muito macia, pastosa, e semelhante a gel.
Após um mês de armazenagem, a tensão de escoamento e deformação foram medidas para as amostras de controle e inventivas, e os resultados estão indicados na Tabela 1.
Tabela 1 A amostra inventiva 1 tem aproximadamente um aumento de quatro vezes na tensão de escoamento comparado ao produto de controle fabricado de acordo com uma técnica anterior de processo de queijo cremoso sem o soro do leite. O teste sensorial por um painel cego de avaliadores peritos em queijo cremoso identificou a amostra inventiva como “mais coesiva” e “mais coesiva em massa” através da análise quantitativa descritiva das amostras.
Exemplo 2 Um processo similar ao Exemplo 1, usando ácido fosfórico ao invés de ácido clorídrico para o ajuste inicial de pH, foi usado para fabricar um produto de queijo cremoso, aqui designado como amostra inventiva 2, da seguinte maneira, que foi comparado a um produto de controle, aqui designado como amostra de controle 2, que foi preparada similarmente à amostra de controle 1 do Exemplo 1. Na preparação da amostra inventiva 2, 67,04 lbs. (30,4 kg) de concentrado de proteína do soro do leite (WCP50) foram combinadas com 7,36 lbs. (3,3 kg) de soro do leite seco e 325,6 lbs. (147,6 kg) de água. A mistura de soro do leite foi acidificada ao pH 3,35 com ácido fosfórico com 18% de concentração, aquecida a 200°F (93,33°C), e mantida por 6 minutos. Após aquecer, 57,02 lbs. (25,2 kg) de mistura de soro do leite foram combinadas com 19,39 lbs. (8,7 kg) de nata e o pH foi ajustado a 4,9 para produzir uma mistura de queijo cremoso. A mistura foi aquecida a 140°F (60°C) e homogeneizada a 5000/500 psi (34.500/3.450 kPa). Em seguida, 47,76 lbs. (21,6 kg) da mistura homogeneizada foi aquecida a 200°F (93,33°C) e mantida a 200°F (93,33°C) por 10 minutos. Os seguintes ingredientes foram depois adicionados: 0,025 lbs. (11,3 g) de ácido sórbico, 0,035 lbs. (15,8 g) de goma xantana, 0,190 lbs. (86,4 g) de goma de alfarrobeira, 1,049 lbs. (475 g) de maltodextrina, 0,450 lbs. (204,1 g) de fosfato de tricálcio, e 0,491 lbs. (221,7 g) de sal. A umidade do queijo foi ajustada a 73% pela adição de uma pequena quantidade de água. A mistura foi mantida a cerca de 180°F (82,22°C) por 10 minutos. A mistura de queijo cremoso final foi homogeneizada a 5000/500 psi (34.500/3.450 kPa) e embalada. O produto de queijo final estava firme, suave, e espalhável. A amostra de controle 2 foi preparada de acordo com o mesmo processo como usado para a amostra de controle 1 no Exemplo 1. A textura do produto de queijo final, isto é, a amostra de controle 2, estava muito macia, pastosa, e semelhante a gel. A tensão de escoamento e valores de deformação foram medidas para a amostra inventiva 2 e amostra de controle 2, e os resultados são mostrados na Tabela 2. A amostra inventiva 2 foi claramente superior nestas medidas de firmeza textural.
Tabela 2___________________________________________________ Um painel cego de avaliadores peritos em queijo cremoso realizaram uma análise quantitativa e descritiva em ambas as amostras para o critério sensorial, e julgaram que a amostra inventiva 2 requer mais força para espalhar, é de consistência “mais firme”, “mais coesiva”, “mais densa”, “mais viscosa”, “mais coesiva em massa”, e “menos adstringente”, quando comparada à amostra de controle 2 Exemplo 3 Os queijos cremosos adicionais preparados nas seguintes maneiras foram estudados. Os queijos tanto inventivos quanto de controle preparados para este exemplo tiveram WPG 80 (Leprino Cheese) como a fonte principal de proteína e todos tiveram 73% de umidade, 9% de gordura, e 7% de proteína.
Um produto de queijo cremoso que representa a presente invenção designado como amostra inventiva 3, foi fabricado como segue. 41,12 lbs. (18,65 kg) de WPC80 foram combinadas com 35,28 lbs, (16 kg) de soro do leite seco, e 323,60 lbs. (146,7 kg) de água. A mistura de soro do leite foi acidificada ao pH 3,35 com ácido clorídrico 5 N, aquecida a 200°F (93,33°C), e mantida por 6 minutos. Após aquecer, as 57,25 lbs. (25,9 kg) de mistura de soro do leite foram combinadas com 19,27 lbs. (8,74 kg) de nata e o pH foi ajustado a 49 para produzir uma mistura de queijo cremoso. A mistura foi depois processada em queijo cremoso da mesma maneira como descrito para a amostra inventiva 1 no Exemplo 1. Após a armazenagem refrigerada, o queijo final estava firme, suave, e espalhável. A amostra de controle, aqui designada como amostra de controle 3, foi fabricada de acordo com o seguinte processo: 5,89 lbs. (2,07 kg) de WPC80 foram combinadas com 5,05 lbs. (2,2 kg) de soro do leite seco, 46,32 lbs. (21 kg) de água, e 19,47 lbs. (8,8 kg) de nata. A mistura foi depois processada em queijo cremoso da mesma maneira como descrito para as amostras de controle nos Exemplos 1 e 2. Após a armazenagem refrigerada, a textura do queijo final estava macia, pastosa, e semelhante a gel comparada ao da amostra inventiva. A tensão de escoamento e deformação foram medidas tanto para a amostra inventiva 3 quanto para a amostra de controle 3, e os resultados são indicados na Tabela 3.
Tabela 3________________________________________ Um painel cego de avaliadores peritos em queijo cremoso avaliaram ambas as amostras por critério sensorial usando a análise quantitativa e descritiva, e julgaram que a amostra inventiva 3 requer mais força para espalhar, é de consistência “mais firme”, “mais coesiva”, “mais densa”, “mais viscosa”, “mais coesiva em massa” e “menos adstringente,” do que a amostra de controle 3.
Exemplo 4 0 produto de queijo cremoso, aqui designado como amostra inventiva 4, foi fabricado de acordo com o processo de amostra inventiva como descrito no Exemplo 3, exceto que o ácido fosfórico com 18% de concentração ao invés de ácido clorídrico foi usado para ajustar o pH a 3,35. Após a armazenagem refrigerada, o queijo final estava firme, suave, e espalhável. A comparação foi feita a um produto de queijo cremoso, aqui designado como amostra de controle 4, que foi fabricado de acordo com o processo de amostra de controle como descrito no Exemplo 3. Os resultados são indicados na Tabela 4.
Tabela 4 ________________________________________________ Um painel cego de avaliadores peritos em queijo cremoso avaliaram ambas as amostras por critério sensorial usando a análise quantitativa e descritiva, e julgaram que a amostra inventiva 4 requer mais força para espalhar, é de consistência “mais firme”, “mais coesiva”, “mais viscosa”, “mais coesiva em massa,” e “menos adstringente,” e observaram menos “notas vegetais” e menos “notas marrons/tostadas”, do que a amostra de controle 4.
Exemple 5 Dois queijos cremosos (um inventivo e um controle) têm WPC 50 (First District Association) como a fonte principal de proteína e todos têm 75% de umidade, 7% de gordura, e 7% de proteína. A amostra inventiva, aqui designada como amostra inventiva 5, foi fabricada de acordo com o seguinte processo: 59,5 lbs. (26,9 kg) de WPC50 foram combinadas com 10,40 lbs. (4,7 kg) de soro do leite seco, 330,10 lbs. (149,7 kg) de água. A mistura de soro do leite foi acidifieada ao pH 3,35 com ácido fosfórico com 18% de concentração, aquecida a 200°F (93,33°C), e mantida por 6 minutos. Após aquecer, 62,28 lbs. (28,2 kg) de mistura de soro do leite foram combinadas com 11,11 lbs. (5 kg) de nata e o pH foi ajustado a 4,9 para produzir uma mistura de queijo cremoso. A mistura foi depois processada em queijo cremoso da mesma maneira como descrito para a amostra inventiva 1 no Exemplo 1. Após a adição de sal e goma, 2,0 lbs. (907,1 g) de sabor natural foram adicionadas a 48,0 lbs. (21,7 kg) da mistura de queijo cremoso antes da etapa de homogeneização final. O queijo cremoso final estava firme, suave, e espalhável. A amostra inventiva foi comparada à uma amostra de controle aqui designada como amostra de controle 5, que foi fabricada de acordo com o seguinte processo: 9,78 lbs. (4,4 kg) de WPC50 foram combinadas com 1,46 lbs. (662,2 g) de soro do leite seco, 53,01 lbs. (24 kg) de água, e 12,35 lbs. (5,6 kg) de nata. A mistura foi depois processada em queijo cremoso como descrito para as amostras de controle nos Exemplos 1 e 2 acima, exceto que o queijo final tem 75% de umidade e 7% de gordura. Após a armazenagem refrigerada, a textura do queijo final estava muito macia, pastosa, e semelhante a gel. Após um mês de armazenagem refrigerada, a tensão de escoamento e deformação foram medidas, e os resultados são indicados na Tabela 5.
Tabela 5 Um painel de avaliadores peritos em queijo cremoso avaliaram ambas as amostras por critério sensorial usando a análise quantitativa e descritiva. O painel constatou que a amostra inventiva 5 necessitou de “mais força para espalhar”, e foi “mais firme”, “mais coesiva”, “mais densa”, “mais viscosa”, e “mais coesiva em massa”, do que a amostra de controle 5.