Introdução

Os derivados protéicos de leite fornecem atributos funcionais a várias classes de alimentos industrializados, além de suplementação nutricional.

Existe uma forte concentração do mercado de lácteo entre os maiores países consumidores e produtores. No ranking atual de produção de leite, em 2011 a União Europeia produziu (134 milhões) de toneladas de leite fluido, seguida pelos EUA (88.690 milhões), Índia (52.500 milhões), Brasil (30.846 milhões) e China (30.500 milhões).

Nova Zelândia e Austrália estão entre os maiores produtores de concentrados protéicos lácteos do mundo, juntamente com a União Europeia, incluindo leite em pó desnatado (SMP), leite em pó integral (WMP), caseína e seus derivados, concentrado protéico de leite (MPC), embora Austrália e Nova Zelândia não estejam entre os maiores produtores de leite fluido.

Uma comissão criada nos EUA em 2002 elaborou um trabalho para detalhar como as proteínas do leite e seus derivados são utilizados, num questionamento com 450 companhias. Seu amplo uso comercial incluía como ingrediente na produção industrial de várias classes de alimentos, nutrição animal além de suplementação nutricional.

Os mercados globais importadores de derivados protéicos lácteos estão posicionados na América Latina, Norte da África, Oriente Médio e Ásia, onde muitas vezes as condições climáticas para uma eficiente produção de leite são desfavoráveis.

Dentre os derivados protéicos de leite mais comercializados na forma de commodities, estão o leite em pó desnatado, leite em pó integral, soro em pó e caseína. Contudo, em virtude de novas tecnologias, aliadas a uma redução de custo e aumento da produção de produtos lácteos especializados, há uma forte tendência no crescimento de concentrados protéicos de leite (MPC), concentrado protéico do soro de leite (WPC) e isolado protéico de soro de leite (WPI).

Características das indústrias lácteas de derivados protéicos nos principais países exportadores:

• União Europeia: a produção de leite tem sido estável desde 1984 por causa das quotas que limitam a produção. A competitividade dos concentrados protéicos lácteos da EU é fortemente influenciada por programas governamentais.
• Nova Zelândia: os derivados protéicos são vendidos mundialmente usando-se uma rede de comercialização e distribuição bem sofisticada, combinado internamente com uma genética bem avançada e eficiente prática agrícola.
• Austrália: é o décimo segundo produtor mundial de leite, contudo é o terceiro exportador mundial de soro em pó,leite em pó desnatado e integral. É um país onde o custo do leite é baixo, com produção baseada na pastagem sazonal.
• As indústrias lácteas estão aumentando o uso do leite como matéria prima, dos quais componentes individuais podem ser extraídos. Ao longo das décadas, os fabricantes refinam e separam de maneira mais peculiar o leite fluido, isolando e purificando mais e mais seus componentes, numa maneira similar ao que ocorre com o petróleo bruto e a separação das inúmeras frações.
• O leite é composto por 88% de água e 12% de sólidos em média. Os sólidos de leite consistem de uma porção de gordura em torno de 3,5% e sólidos não gordurosos. Dos sólidos não gordurosos temos a lactose que é o açúcar do leite, minerais como cálcio, potássio, algumas vitaminas em pequenas quantidades. O leite possui 2 frações de proteínas. A caseína e proteínas do soro de leite, que representam 80% e 20% respectivamente. Conforme relatamos, existe uma forte tendência do uso destas frações protéicas em produtos alimentícios devido suas características específicas de funcionalidade. Abaixo, quadro com os principais derivados protéicos lácteos:
• QUADRO I
• Caseína: proteína primaria encontrada no leite e ocorre aproximadamente em 80% do conteúdo total das proteínas. É produzida a partir de processos; por coagulação através da renina e também por precipitação, acidificando a caseína ao pH de 4,6.
• Caseinato: obtido através da neutralização com álcali e secagem do produto final. O tratamento com álcali resulta em caseinatos mais solúveis em água em relação à caseína.
• Concentrado protéico de leite (MPC): contém caseína e proteína do soro de leite. O MPC é frequentemente relacionado com o conteúdo protéico. Por exemplo, uma concentração proteica de 42%, denominamos MPC 42.
• Derivados do soro: produzido pela remoção da caseína do leite durante a fabricação de queijos. O soro in natura possui 20% do total de proteínas, chamados de “whey protein.” Há vários derivados de soro, incluindo soro doce, soro ácido, soro parcialmente desmineralizado, soro com teor reduzido em lactose, concentrado protéico de soro e isolado protéico de soro.
• Concentrado protéico de soro de leite (WPC): WPC é produzido utilizando-se um processo de ultrafiltração. Após esta etapa, o concentrado passa pelo evaporador e é seco em spray dryer. Comercialmente, o WPC é relacionado com sua porcentagem de proteína, de 35 a 80%.
• Isolado protéico de soro de leite (WPI): deriva do WPC, com concentração proteica igual ou maior que 90%.

FIGURA 1 - PRODUTOS LÁCTEOS MAIS RELEVANTES BASEADOS EM SUA ESTRUTURA PROTEICA

Fonte: Wisconsin Center for Dairy Research

Aplicações tecnológicas

Derivados protéicos de leite incrementam mais do que simplesmente aumentar o conteúdo protéico dos alimentos nos quais estão presentes. Em muitos alimentos processados, proteínas lácteas são usadas porque elas podem gerar funcionalidade.

Funcionalidade refere-se para algumas propriedades de uma substância, além do efeito nutricional. Estas propriedades funcionais dos produtos lácteos são derivados das frações ou compostos ligados na proteína, interagindo com outros componentes tais como gordura, lactose e sais minerais dentro do sistema.

Estas funcionalidades incluem solubilidade, viscosidade, retenção/ligação com água, emulsificação, capacidade espumante, aeração, gelificação e estabilidade ao calor.

Os atributos funcionais destas proteínas podem variar baseados no tipo e quantidade de proteína no produto e forma de processamento. As características da fração protéica tem estrita relação com a característica funcional e sua utilização num produto acabado. Por exemplo, WPC e caseinatos são mais solúveis que caseína, portanto para algumas aplicações que requerem solubilidade protéica (como diet shake ou bebidas energéticas), WPC e caseinatos são mais usados. Quando se faz a hidrólise parcial do WPC, aumenta-se ainda mais seu grau de solubilidade e de funcionalidade.

A aplicação destes derivados lácteos tem como finalidade a incrementação de produtos tais como; queijos, iogurtes, sorvetes e outros produtos lácteos, tão bem como segmentos de panificação, carnes, confeitaria, snacks, sopas, molhos, alimentação animal, preparados aromatizados para café, suplemento alimentar, formulações infantis, suplementação esportiva.

Substituto de gorduras/Fat replacers

As gorduras contribuem para realçar o sabor, cremosidade, aparência entre outros atributos dos alimentos, porém o consumo excessivo de gordura está relacionado com a incidência de obesidade e de alguns tipos de doenças crônicas. Devido suas propriedades emulsificantes e de retenção de água no sistema, as proteínas do soro de leite possuem esta funcionalidade específica como substitutos de gordura.

Peptídeos bioativos - Benefícios para saúde humana

Evidências recentes sustentam a teoria que as proteínas do leite, incluindo as proteínas do soro, além de seu alto valor biológico, possuem peptídeos bioativos, os quais são liberados por 3 maneiras; (a) hidrólise enzimática por enzimas digestivas; (b) processamento de alimentos e; (c) proteólise por enzimas derivadas de microrganismos ou plantas.

Estes biocompostos são responsáveis por vários efeitos fisiológicos benéficos, atuando como agentes antimicrobianos, antihipertensivos, reguladores da função imune, além de serem objetos de estudo ao redor do mundo sobre os mecanismos de ação na hipertrofia muscular, redução da gordura corporal entre outras interações fisiológicas.

Proteínas do soro (whey protein) - Componentes e frações

As proteínas do soro de leite apresentam uma estrutura globular contendo pontes de dissulfeto e são constituídas de β-lactoglobulina (BLG), α-lactoalbumina (ALA), albumina do soro bovino (BSA), imunoglobulinas (IG’s) e glicomacropeptídeo (GMP).

• β-lactoglobulina: é o maior peptídeo do soro (45 a 57%). Apresenta peso molecular entre 18,4 – 36,8 kDa, conferindo resistência à ação de ácidos e enzimas proteolíticas no estômago. É o peptídeo que apresenta o maior teor de aminoácidos de cadeia ramificada (BCAA). Aminoácidos de cadeia ramificada constituem até 35% da massa corporal e correspondem aos aminoácidos essenciais como L-valina, L-leucina e L-isoleucina.
• α-lactoalbumina: é o segundo maior peptídeo do soro de leite bovino (15 a 25%) e o principal do leite humano. Com peso molecular de 14,2 kDa, é de fácil e rápida digestão. Contém o maior teor de triptofano entre todas as fontes proteicas alimentares, sendo também rico em lisina, leucina, treonina e cistina. A ALA possui capacidade de se ligar a certos minerais como cálcio e zinco, o que aumenta positivamente sua absorção. Apresenta atividade antimicrobiana contra bactérias patogênicas como E. coli, S. aureus.
• Albumina do soro bovino (BSA): é um peptídeo de alto peso molecular (66 kDa), rico em cistina, que é precursor da glutationa, um importante agente antioxidante presente em nível intra como extracelular.
• Imunoglobulinas (Ig’s): são proteínas de alto peso molecular (150 a 1000 kDa). Quatro das cinco Ig’s estão presentes no leite bovino. Suas principais ações biológicas residem na imunidade passiva e atividade antioxidante.
• Glicomacropeptídeos (GMP): é um peptídeo resistente ao calor, à digestão, com peso molecular de (6,7 kDa). Apresenta alta carga negativa, que favorece a absorção de minerais pelo epitélio intestinal.
• As subfrações das proteínas do soro são compreendidas como lactoferrina, lisozima e lactoperoxidase.Fornecem propriedades antimicrobianas, assim como fatores de crescimento IGF-I e IGF-II, relacionados com o desenvolvimento do tubo digestivo dos recém-nascidos.
• De um modo geral, os BCAA perfazem 21,2% das proteínas do soro e os aminoácidos essenciais constituem 42,7%, valores estes acima da média, quando comparados com outras fontes protéicas.
• O perfil de aminoácidos das proteínas do soro, principalmente ricas em leucina, favorece a hipertrofia muscular. Foi destacado também que o perfil dos aminoácidos das proteínas do soro é muito similar ao das proteínas do músculo esquelético, fornecendo quase todos os aminoácidos em proporção similar, classificando-as como um efetivo suplemento anabólico. Além disso, alguns estudos demonstram que as proteínas do soro são absorvidas mais rapidamente que outras, sendo uma excelente propriedade para atletas que visam um maior aporte muscular e uma recuperação dos músculos após atividades esportivas.
• Considerações
• Historicamente, as indústrias alimentícias usam principalmente leite em pó desnatado para padronização e balanceamento protéico dos produtos alimentícios. Concentrados protéicos de origem láctea, além de terem menos conteúdo de lactose, incrementam os produtos com funcionalidade desejada.
• Caseína e as proteínas do soro são os 2 grupos de proteínas do leite, e nas últimas décadas, houve um grande avanço tecnológico para concentração e purificação destas frações, as quais respondem por uma vasta aplicação nos setores alimentícios devido suas peculiaridades funcionais e biológicas.
• * José Afonso Passotto é supervisor de Pesquisa & Desenvolvimento da Sooro Concentrado Indústria de Produtos Lácteos Ltda.

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