terça-feira, 20 de janeiro de 2015

Qual a diferença entre o soro de leite isolado e concentrado?



Esta é uma pergunta que me fazem frequentemente. Sabemos que um é mais caro do que o outro, que tem mais proteína, etc. Mas o que acontece realmente de diferente no processo de fabrico?





WPC (soro de leite concentrado)


É definido como WPC todo o SL (soro de leite) com concentração proteica entre 35-85 % (1,2). Este soro é geralmente obtido por ultrafiltração (UF), um processo físico (utilização de membranas semiporosas assimétricas de 1-20 nm) que permite separar as proteínas do soro de outros compostos pela sua dimensão (3)
Os métodos de ultrafiltração padrão usam pressão transmembranar de 275 kPa e membranas de polietersulfona, estes apenas permitem a passagem de moléculas de peso molecular ≈5-10 kDa em condições particulares de temperatura e pH (4). Esta exclusão permite separar do soro a bLG (beta-lactoglobulina), aLA (alfa-lactalbumina), imunoglobulinas, lactoferrina e parte dos GMP (glicomacropéptidos), permanecendo estas no retentado enquanto a lactose e outros sais solúveis passam para o permeado (4).
Após esta primeira UF submete-se o SL a uma segunda UF (designada por diafiltração), este processo permite aumentar ligeiramente o teor em vitaminas, minerais e proteína (2,5). Apesar do aumento da concentração proteica, o rácio de aminoácidos permanece quase inalterável, sendo substancial a redução de cinza (minerais) (6). Este processo dispensa a utilização de temperatura o que permite uma menor desnaturação proteica e controlo dos níveis de lactose (2). A composição típica do WPC a 80% de concentração proteica anda em torno de: 80-82 % de proteína, 4-8 % de lactose, 4-8 % de lípidos, 3-4 % de cinza e 3,5-4,5 % de humidade (7).



Representação esquemática da filtração de WPC por membrana (Dubbin,2005)

WPI (soro de leite isolado)


É definido como SL com concentração proteica igual ou superior a 90% (1,5,7–9). As proteínas do soro a pH inferior ao seu pI têm carga positiva comportando-se como catiões, podendo estes ser adsorvidos em permutadores catiónicos (2). Inversamente, a pH superior ao seu pI, possuem carga negativa comportando-se como aniões, podendo estes ser adsorvidos por permutadores aniónicos (2). Neste sentido o meio presente nas resinas de permuta iónica é adaptado ao pH presente na solução, sendo este por sua vez ajustado em solução de NaOH e HCl (2). Os dois principais métodos de síntese do WPI por permuta iónica encontram-se ilustrados abaixo.
Apesar da primeira separação das proteínas e alguns minerais no retentado a partir da adsorção iónica, o soro ainda terá de ser sujeito a uma UF adicional para atingir uma concentração 90 % de proteína e poder então ser designado de SL do leite isolado (WPI). Será a ultrafiltração em membrana porosa (à semelhança do WPC) que irá aumentar a concentração proteica, sendo o SL posteriormente evaporado e desidratado por atomização (2).
Apesar da elevada concentração proteica obtida pelo processo de permuta iónica, o mesmo apresenta algumas desvantagens em relação ao processo combinado de ultrafiltração/microfiltração explicados adiante, tais como (2):

-Gasto de elevadas quantidades de água para eluir os compostos no permeado;
-Está dependente de um processo adicional de UF de forma a poder aumentar a concentração proteica;
-Cada ciclo de fraccionamento é bastante longo, tornando o processo relativamente pouco eficiente; 
-Riscos adicionais elevados no caso de contaminação do reactor.

Também é esperado que o WPI por permuta iónica apresente algum grau de desnaturação (e consequente redução da actividade biológica), pela variação de pH inerente ao processo. É expectável que o mesmo apresente maioritariamente bLG e aLG, tendo quantidades bastante reduzidas (ou mesmo inexistentes) de lactoperoxidase, lactoferrina, BSA (albumina do soro bovino) e imunoglobulinas, tendo estas importante acção fisiológica (10). Outra alteração menos favorável ao WPI por permuta iónica, prende-se com características organolépticas menos atractivas para a indústria: sabor mais salgado com quase total ausência de aroma a leite.
Pelas características enunciadas anteriormente, a indústria desenvolveu um método de produção de WPI exclusivamente físico, pela utilização combinada de membranas de ultrafiltração/microfiltração, não havendo variação de pH ou utilização de temperatura durante o processamento. Este método viria a ser descrito inicialmente por Rowan, C (1998), apresentando-se na actualidade como o método-padrão (gold standard) no fabrico de WPI (11).
O processo consiste em pasteurização do soro nativo, ultrafiltração (remoção parcial de lactose e alguns sais solúveis), microfiltração (membranas de ≈ 0,4 µm) (2) com eliminação de quase toda a gordura, diafiltração do soro com eluição dos compostos não retidos (em água) e por fim atomização em reactor (12). Este soro deverá ter ≈90 % proteína e 95-96 % sólidos totais (12). O WPI apresenta tipicamente os seguintes valores: 90-92 % proteína, 0,5-1 % de lactose, 0,5-1 % de lípidos, 2-3 % de cinza e 4,5 % de humidade (7)


Representação esquemática da filtração de WPI por membrana (Dubbin, 2005)


Aviso: Esta informação foi maioritariamente retirada do meu Projecto de Investigação sobre o Soro de Leite, sendo protegida nos termos da lei.  




Cumprimentos,
Filipe Teixeira
Director Of Nutrition-Tudor Bompa Institute International
The Tudor Bompa Institute, Portugal
Direcção Técnica-Body Temple, Lda




As opiniões aqui contidas apenas reflectem a opinião do autor e não necessáriamente da empresa Body Temple Lda/Tudor Bompa Institute. Consulte sempre o seu médico ou profissional de saúde antes de enveredar por qualquer suplemento, plano alimentar ou tratamento


Bibliografia:

1.     Carunchia Whetstine ME, Croissant a E, Drake M a. Characterization of dried whey protein concentrate and isolate flavor. J Dairy Sci. Elsevier; 2005 Nov;88(11):3826–39. 

2.     Fox P, McSweeney P. Advanced Dairy Chemistry - 1 Proteins. 3rd ed. New York, NY: Kluwer Academic / Plenum Publishers; 2003.

3.     Nguyen Q, Aptel P, Neel J. Characterization of ultrafiltration membranes. part ii - mass transport measurements for low and high molecular weight synthetic polymers in water solutions’. J Memb Sci. 1980;7:141–55.

4.     Marella C, Muthukumarappan K, Metzger LE. Evaluation of commercially available, wide-pore ultrafiltration membranes for production of α-lactalbumin-enriched whey protein concentrate. J Dairy Sci. Elsevier; 2011 Mar;94(3):1165–75.

5.     Yada R. Proteins in food processing. Boca Raton: CRC Press; 2004.

6.     McDonough FE, Hargrove RE, Mattingly WA, Posati LP, Alford JA. Composition and properties of whey protein concentrates from ultrafiltration. J Dairy Sci. 1974 Dec;57(12):1438–43.

7.     Lagrange V. Reference Manual for US Whey and lactose. Arlington: US Dairy Export Council; 2004.

8.     Hurley W. Milk Protein. Rijeka: Intech Prepress; 2012.

9.     McSweeney P, Fox P. Advanced Dairy Chemistry - Volume 1A: Proteins: Basic Aspects. 4th ed. London: Springer; 2013.

10.   Morr C V, Ha EYW. Whey protein Concentrates and Isolates: Processing and Functional Properties. Crit Rev Food Sci Nutr. 1993;33(September 2013):431–76.

11.   Rowan C. The Whey Ahead. Food Manuf. 1998;73:19–20.

12.   Dubbin D. Concentrating on Quality - Membrane Filtration [Internet]. Reducing Costs - Increasing Profits with Filtration Technologies. 2005 [cited 2014 Dec 8]. Available from: http://www.geafiltration.com/library/quality_membrane_filtration.asp

4 comentários:

  1. Será correcto afirmar que whey concentrado contém mais compostos benéficos do que o isolado, e portanto, seria uma melhor escolha?

    Cumprimentos.

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  2. Dependerá do que se pretende obter com o soro. O soro isolado possui maior concentração de glicomacropétidos, lactoferrina, lactoperoxidase e péptidos bioactivos. O concentrado do soro possui a vantagem de conter níveis mais altos de albumina do soro bovino, sendo esta rica em γ-glutamilcisteína, precursora de glutationa. O soro isolado também possui mais leucina do que o concentrado (ligeiramente). Se a ideia for ingerir o soro pela sua capacidade de elevar os níveis de glutationa (antioxidante) o concentrado será melhor. Para a síntese proteica e optimizar a composição corporal, o isolado por conter mais leucina e níveis mais baixos de gordura e lactose poderá ser uma melhor escolha. Provavelmente a melhor opção será um soro misturado mas com ligeiramente mais isolado do que concentrado.


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