Efeitos de aditivos na concentração por congelamento de soro de leite bovino | Effects of additives on the freezing concentration of bovine whey

This work aimed to concentrate by freezing-concentration bovine whey (SLB) from cheese enzymatic coagulation as a pre-processing stage to obtain the freeze-dried powdered product. In this process, the effects of ethanol (C2H5OH), calcium chloride (CaCl2) and Carboxymethylcellulose (CMC) added with different concentrations on physical-chemical, rheological parameters and temperature profiles in the SLB freezing-concentration process by freezing were evaluated. The complete process was carried out in three stages and the fractions were evaluated at the end of each stage. A composite central rotational planning (CCRD) was used to evaluate the effects of additives on the response variables that were the percentage variations in density, lactose content, total soluble solids (TSS) content and protein content calculated in relation to a standard SLB sample. The Hue angle and pH values were also measured. Temperature records during the concentration process were obtained using a data acquisition system and rheological parameters, consistency index (k) and flow behavior index (n) were obtained by fitting the experimental data as to the power law model. The results of regression analysis by response surface methodology showed that the effects of ethanol, CaCl2 and CMC addition were significant (p < 0.05) on percentage variations in density, lactose content, total soluble solids content and protein content, and were less significant for Hue angle and not significant for pH. The number of stages influenced the concentration process. In the “concentrate” fraction, the largest variations in density (3.35), lactose content (6.40), SST content (4.60) and protein content (3.15) were found in the treatment consisting of 10% ethanol, 0.5% CaCl2 and 0.05% CMC. The results were supported by the analysis of the subcooling levels and initial freezing temperatures obtained from the temperature profiles and by the increase in viscosities of the "concentrated" and "ice crystals" fractions analyzed using the rheological parameters k and n. All SLB samples showed pseudoplastic behavior.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

O objetivo deste trabalho foi concentrar por congelamento o soro de leite bovino (SLB) proveniente da coagulação enzimática da produção de queijo como uma etapa de préprocessamento da liofilização para a obtenção do produto em pó. Neste processo, os efeitos da adição de etanol (C2H5OH), cloreto de cálcio (CaCl2) e Carboximetilcelulose (CMC) em diferentes concentrações sobre parâmetros físico-químicos, reológicos e perfis de temperatura no processo de concentração por congelamento do SLB foram avaliados. O processo completo foi realizado em três estágios sendo as frações avaliadas ao término de cada estágio. Um planejamento rotacional central composto (DCCR) foi usado para avaliar os efeitos dos aditivos sobre as variáveis respostas que foram as variações percentuais da densidade, do teor de lactose, do teor de sólidos solúveis totais (SST) e do teor de proteínas calculadas em relação a uma amostra de SLB padrão. Os valores de pH e ângulo Hue também foram medidos. Os registros de temperatura durante processo de concentração foram obtidos usando um sistema de aquisição de dados e, os parâmetros reológicos, índice de consistência (𝑘) e índice de comportamento de fluxo (𝑛) foram obtidos pelo ajuste dos dados experimentais ajustados ao modelo da lei da potência. Os resultados da análise de regressão por metodologia de superfícies de respostas mostraram que os efeitos da adição de etanol, CaCl2 e CMC foram significativos (𝑝 < 0,05) sobre as variações percentuais da densidade, do teor de lactose, do teor de sólidos solúveis totais e do teor de proteínas e, foram parcialmente significativos para o ângulo Hue e não significativos para o pH. O número de estágios também influenciou no processo de concentração. Na fração de concentrado, as maiores variações na densidade (3,35), teor de lactose (6,40), teor de SST (4,60) e teor de proteínas (3,15) foram encontrados no tratamento constituído de 10% de etanol, 0,5% de CaCl2 e 0,05% de CMC. Os resultados foram suportados pelas análises dos níveis de subresfriamento e temperaturas de início de congelamento obtidas nos perfis de temperatura e pelo aumento das viscosidades das frações “concentrados” e “cristais de gelo” analisadas através dos parâmetros reológicos 𝑘 e 𝑛. Todas as amostras de SLB apresentaram comportamento pseudoplástico.