Existem dois tipos de caseína; caseína ácida e caseína de coalho. A caseína ácida é obtida através da acidificação do leite desnatado até atingir o ponto isoelétrico (pH± 4,6) de caseína e a caseína de coalho é criada pela coagulação enzimática.

Caseinato é utilizado mais frequentemente na indústria alimentar do que a caseína, porque é mais solúvel do que a caseína. O caseinato, geralmente caseinato de sódio ou de cálcio, é frequentemente utilizado como emulsionante ou humidificante em produtos cárneos. O caseinato é frequentemente usado como fonte de proteína, estabilizante de espuma ou um ingrediente em substitutos do leite ou nata. Para manter o teor de sal num produto tão baixo quanto possível, o caseinato de cálcio é muitas vezes a escolha preferida.

Produção de caseinato de sódio

A produção de caseinato de sódio e caseinato de cálcio será explicada na parte seguinte. Ambos os produtos são criados como um efeito da reação entre o coalho ácido de caseína ou caseinato ácido em pó com lixívia (hidróxido de sódio). Assim, o processo de produção da caseína ácida será descrito primeiro.

C caseína ácida

Matéria-prima

Para produzir caseína ácida é utilizado leite desnatado com baixo teor de gordura, pois a presença de gordura diminui o prazo de validade da caseína. A desnatação tem de ser feita com cuidado.

Porque os microorganismos podem afectar a cor e consistência da caseína de forma negativa, o leite desnatado cru tem de ser de boa qualidade. O leite não pode ser aquecido intensivamente, porque isto poderia desencadear reacções químicas indesejáveis com vários componentes do leite e a cor da caseína tornar-se-ia demasiado escura. Para evitar que estas coisas aconteçam o leite é, além de pasteurizado, também micro filtrado.

Pasteurização

O leite cru desnatado é pasteurizado por 15 a 20 segundos a uma temperatura de 72°C.

Acidificação

Devido à acidificação do leite ao ponto isoelétrico da caseína, que fica entre pH 4 e 4,8, a carga negativa das micelas de caseína é levantada pelos íons hidrogênio que estão presentes. Como resultado, a coagulação das micelas de caseína encontrará lugar.

A acidificação pode ocorrer de duas maneiras: inorgânica ou orgânica. a preferência é dada à acidificação biológica/orgânica para o uso de caseína ou caseinato em produtos alimentícios.

A acidificação inorgânica
Após pasteurização o leite desnatado é resfriado a cerca de 32°C. Com a ajuda de ácido clorídrico ou ácido sulfúrico, o pH do leite desnatado é reduzido a um pH entre 4,3 e 4,6. Então, a mistura é aquecida com um trocador de calor a uma temperatura de 40 a 45°C e mantida a esta temperatura por 2 minutos. Durante este período são formados agregados de caseína.

Acidificação biológica
Após a pasteurização o leite desnatado é resfriado a cerca de 25°C. Ao leite desnatado é adicionado um fermento mesofílico não formador de gás, que assegura uma diminuição do pH desejado em aproximadamente 15 horas. A acidificação não deve progredir muito rápido, pois isso pode levar a uma qualidade desigual e a uma produção reduzida. Quando o pH desejado é atingido, a mistura é agitada, aquecida com um trocador de calor e mantida a uma temperatura constante de 50 a 55°C por um breve momento.

Lavagem

Antes do início do processo de lavagem, o soro de leite formado é removido com o uso de um decantador, portanto menos água é necessária durante a lavagem. A fase seguinte é a lavagem da caseína a uma temperatura de 35 a 60°C em 3 etapas em uma lavadora contracorrente usando água, removendo as proteínas do soro de leite, lactose e sais. Após cada etapa de lavagem, uma parte da água de lavagem é separada no decantador da caseína. Após a última etapa, a centrifugação produz caseína com um teor de matéria seca entre 40 e 45 por cento, tornando a caseína pronta para ser seca.

A caseína pode ser recuperada tanto do soro como da água de lavagem, utilizando uma centrifugadora. Após a dissolução em lixívia, a caseína pode ser recolocada no leite inicial.

Secagem

Utilizando ar quente, a caseína é seca até ficar com um teor de humidade de 12 por cento. A secagem da caseína pode ser feita de várias maneiras. Quando se aplica um processo de secagem em duas etapas, a temperatura de secagem da primeira etapa é de cerca de 50 a 55°C e na segunda etapa de cerca de 65°C.

Rinding

Após a secagem da caseína, a caseína é moída em pó com granulometria de 0,32, 0,42 ou 0,64 mm.

Caseinato

Fino

Caseinato pode ser produzido a partir de caseína ácida, coalhada de caseína ácida ou pó. No entanto, a coalhada ácida de caseína é geralmente preferida. Independentemente da matéria-prima a ser utilizada, o teor de matéria seca deve ser reduzido para 18 a 24 por cento através da adição de água. Caso contrário, a viscosidade da solução tornar-se-ia demasiado elevada, pois praticamente consiste apenas em proteínas.

Moagem húmida

A mistura é bombeada para um moinho coloidal, no qual o tamanho da partícula da emulsão é reduzido e isto resulta numa pasta espessa. Devido a esta redução do tamanho da partícula, a taxa de dissolução da lixívia que é adicionada posteriormente torna-se maior.

A moagem a úmido é feita a uma temperatura abaixo de 45°C, porque uma temperatura mais alta é mais provável de causar re-aglomeração. A lama resultante é então recolhida num tanque de paredes duplas equipado com um misturador potente… Adicionando lixívia Adiciona-se cuidadosamente uma solução de lixívia diluída à lama, até se atingir o valor de pH desejado de 6,7. A este valor de pH a viscosidade da solução é a mais baixa.

Qual a solução cáustica utilizada depende do produto que tem de ser produzido.

• Caseinato de sódio
  Para a produção de caseinato de sódio é utilizada uma solução aquosa de hidróxido de sódio a 2,5 M ou 10%. Para fins específicos pode ser usada uma solução de bicarbonato de sódio ou de fosfato de sódio. Após atingir o pH desejado, o conjunto deve ser aquecido o mais rapidamente possível a 60 a 75°C. Caso contrário, a viscosidade aumentaria demais. A dissolução da lixívia leva de 30 a 60 minutos para ser concluída.

• Calcium Caseinate
  Dissolver uma solução de hidróxido de cálcio é muito mais demorado em comparação com a solução de soda cáustica. É por isso que a caseína é frequentemente dissolvida pela primeira vez em amoníaco. Depois, na sacarose é adicionado o hidróxido de cálcio dissolvido e a mistura de caseinato de cálcio é seca por lavagem. A maior parte da amônia evapora durante o processo de secagem.

Aquecimento

Para tornar a solução de caseinato adequada para ser pulverizada ela é pré-aquecida a 80 a 90°C. Desta forma, a viscosidade da solução é mantida tão baixa quanto possível e pode ser trabalhada com uma solução com teor de matéria seca até 24%.

Secagem

Porque o teor de matéria seca do alimento a secar é baixo, dá-se preferência à nebulização com um bico. Além disso, é aconselhável secar em duas etapas. Após a secagem do caseinato de sódio em uma torre de secagem por pulverização a uma temperatura do ar de 200 a 230°C a um teor de umidade de 10 a 12%, o teor de umidade extra é reduzido usando um secador de leito fluidizado.

Segurança alimentar &Desenho higiênico

A maioria dos processos lácteos ocorre a um pH relativamente alto e sob condições úmidas, que criam um ambiente ideal para o crescimento de uma variedade de microrganismos – como os microrganismos causadores de doenças. Portanto, é importante que todo o sistema seja construído de acordo com padrões de design higiênico – para que seja limpável a um nível microbiano. Após o processo de limpeza, a desinfecção pode eliminar quaisquer microrganismos vegetativos remanescentes.

No caso de não ser possível esvaziar completamente a máquina, o equipamento perderá o seu estatuto de ‘limpo’, mesmo depois de ter sido limpo, mas foi colocado de lado durante um certo período de tempo. A máquina tem de ser completamente limpa e desinfectada antes do processo de produção poder recomeçar.