Effect of refrigerated storage and microfiltration in quality and shelf life of pasteurized milk

Orientador: Walkíria Hanada ViottoTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de AlimentosResumo: A extensão da vida de prateleira do leite pasteurizado é um desafio e uma necessidade para a indústria de laticínios. A microfiltração tem sido utilizada para remoção de micro-organismos e aumento da qualidade e vida de prateleira de leite fluido, sendo geralmente realizada em membranas cerâmicas sob o conceito de Pressão Transmembranar Uniforme (PTU). O objetivo desse trabalho foi avaliar o desempenho de um novo tipo de membrana (Isoflux®) capaz de manter o fluxo de permeado constante ao longo do comprimento da membrana e também o efeito do armazenamento refrigerado e da microfiltração na qualidade e vida útil do leite pasteurizado. O desempenho da membrana Isoflux , na microfiltração do leite cru, foi avaliado através da determinação do fluxo de permeado, retenção de células somáticas, microorganismos, gordura e caseína. Em geral, o fluxo da membrana estudada foi baixo, variando de 130 a 200 Kg/h/m2. A retenção de micro-organismos mesófilos e psicrotróficos foi maior que 99%, enquanto a retenção de coliformes foi de 90%, e de 100% para células somáticas. A membrana reteve, em média, 11,2% de caseína e 34,6% de gordura. O efeito do armazenamento refrigerado do leite cru (7 ºC/ 6 dias) e o impacto da microfiltração na microbiota, qualidade e vida de prateleira do leite pasteurizado foram avaliados pela contagem de micro-organismos mesófilos, psicrotróficos e coliformes, pelas alterações físicoquímicas (pH, acidez titulável e viscosidade), atividade proteolítica, ocorrência de sabor amargo e aceitação sensorial durante o tempo de armazenamento. Houve um aumento de 2,15 ciclos logarítmicos no número de micro-organismos mesófilos e de 2,55 ciclos para os psicrotróficos, após o armazenamento do leite cru a 7 °C/6 dias. Durante esse tempo, não houve alteração na composição do leite e sua viscosidade permaneceu constante. A microfiltração reduziu em 3 e 4 ciclos logarítmicos a contagem inicial de micro-organismos mesófilos e psicrotróficos, respectivamente. Não foi observada diferença significativa na atividade proteolítica, na viscosidade e no perfil sensorial do leite microfiltrado pasteurizado, durante a vida de prateleira do produto. O produto apresentou boa aceitação sensorial com média de 6,31 para o atributo sabor, sendo que mais de 50 % dos provadores certamente ou provavelmente comprariam o produto, durante toda sua vida de prateleira, independente de ser obtido de leite controle ou com armazenamento refrigerado prévio (7 °C/6 d). O gosto amargo aumentou com o tempo de armazenamento, mas não atingiu níveis que resultassem em rejeição do produto. Aos 15 dias de armazenamento refrigerado, o leite microfiltrado pasteurizado atingiu uma contagem de micro-organismos mesófilos de 3 x 104UFC/mL, o que determinou o fim da sua vida de prateleira. A microfiltração aliada à pasteurização proporcionou a obtenção de um produto com maior vida útil de prateleira, mesmo quando proveniente de leite cru refrigerado armazenado a 7 ºC por 6 diasAbstract: Extending the shelf life of pasteurized milk is a challenge and a necessity for the dairy industry. The microfiltration has been utilized for the removal of microorganisms and increase the quality and shelf life of liquid milk, usually being held in ceramic membranes under the concept of uniform transmembrane pressure. A new membrane, Isoflux , with modified thickness of the separating layer, is claimed to maintain a nearly constant permeate flux along the length of the membrane. The performance of membrane Isoflux on the microfiltration of skim milk and the influence of concentration factor on the components retention by the membrane was evaluated. Permeate flux, reduction of bacteria and somatic cells, and partition of the main components of milk permeate and retentate during milk Microfiltration (MF) were determined. In general, the flux of membrane studied was low, varying with 130 a 200 Kg/h/m². The retention of mesophilic and psychrotrophic microorganisms was greater than 99%, 90% for coliforms, and 100% of somatic cells. The membrane retained, on average, 11.2% of casein and 34.6% fat. In general, the flux of the Isoflux® membrane was low, ranging 130-200 Kg/hm2. The new technical regulations require that raw milk is refrigerated on the farm. The effect of refrigerated storage of raw milk and the impact of the microfiltration on the microbiological quality and shelf life of pasteurized milk was assessed by bacterial counts (mesophilic, psychrotrophic and coliforms), physico-chemical changes (pH, titratable acidity, viscosity), proteolytic activity, the development of bitter taste and sensory acceptance during the storage time. There was an increase of 2.15 log in the number of mesophilic bacteria and of 2.55 log for psychrotrophic microrganisms after the storage of raw milk to 7 ° C/6 days. No changes in raw milk composition and viscosity occurred during the refrigerated storage. The microfiltration reduced by 3 log the initial count of mesophilic and up to 4 log the number of psychrotrophic microorganisms. There was no significant proteolytic activity, nor changes in viscosity or relevant sensory changes that might interfere with the sensory acceptance of microfiltered pasteurized milk during the 15 days of storage. The product had good acceptability with an average of 6.31 for the attribute flavor, with more than 50% of the panelists certainly or probably buy the product throughout its shelf life, whether it be milk obtained from control or refrigerated raw milk (7 ° C/6 d). The bitter taste increased with storage time, but did not reach levels that would result in rejection of the product. At 15 days of refrigerated storage, microfiltered pasteurized milk reached a mesophiles count of 3 x 104 CFU/mL, which determined the end of its shelf lifeDoutoradoTecnologia de AlimentosDoutora em Tecnologia de Alimento