Louise Carolyn Sinclair Hooton - Carolyn... · vii ABSTRACT When producing cheese, in technical and…

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  • Louise Carolyn Sinclair Hooton

    outubro de 2015

    Caracterizao do contedo em NPN (Azoto No-Proteico) no leite e estudo do seu impacto nos rendimentos de transformao de leite em queijo

    Universidade do MinhoEscola de Engenharia

    Trabalho efetuado sob a orientao do Professor Doutor Antnio Augusto Martins de Oliveira Soares Vicente e do Engenheiro Arlindo Augusto Pinho dos Reis

    Dissertao de Mestrado Mestrado Integrado em Engenharia Biolgica Ramo de Tecnologia Qumica e Alimentar

  • iii

    AGRADECIMENTOS

    Ao meu orientador acadmico, o Professor Antnio Vicente, pela ajuda e disponibilidade ao longo do

    desenvolvimento desta dissertao e ao meu orientador da empresa, o Engenheiro Arlindo Reis, pelo

    constante apoio, dedicao, orientao e exigncia, fundamentais para a evoluo e o aperfeioamento

    deste projeto.

    Ao Engenheiro Rui Batista, pela oportunidade de realizar este estgio curricular na empresa Bel Portugal.

    equipa de receo de leite, em especial ao Engenheiro Jorge Ferreira pela prontido e por todos

    conhecimentos partilhados, e Helena Pinto pela ajuda indispensvel para a realizao deste trabalho.

    equipa de laboratrio, pela simpatia, total disponibilidade e ajuda prestada diariamente na realizao

    de determinadas tarefas.

    Ao professor Fernando Pereira pela orientao e disponibilidade nas anlises estatsticas no SPSS

    Statistics 23.0 e professora Maria Jos Xavier por todos os conhecimentos transmitidos.

    Ao pessoal da empresa, que me acolheu com tanta simpatia e me acompanhou todos os dias com uma

    boa disposio contagiante.

    A todos os meus amigos, em especial Adriana, Ctia, Joana, Liliana, Margaria e Sara pela amizade

    verdadeira e por todos os momentos incrveis que passamos juntas.

    Ao Joo por estar sempre presente nos melhores e nos piores momentos, por toda a fora e pacincia,

    mas acima de tudo pelo apoio, carinho e dedicao.

    minha me e ao meu irmo pelo incentivo, por acreditarem em mim e, principalmente, pelo apoio

    incondicional.

  • v

    RESUMO

    No fabrico de queijo, a protena a frao do leite mais importante, em termos tecnolgicos e

    econmicos. As principais fraes azotadas no leite so as casenas, as protenas sricas (PT) e o azoto

    no-proteico (NPN), que compem a protena bruta (PB). A frao de NPN, a diferena entre a PB e a

    PT, por unidade de PB, que perfaz cerca de 3 % - 6 % da PB do leite. Em Portugal a valorizao do teor

    proteico do leite definida de acordo com a PB. Visto que o NPN no retido no queijo e a casena

    que determina o rendimento de produo de queijo, prev-se que possvel alcanar um controlo mais

    preciso do processo pela padronizao do leite pela PT ao invs da PB, eliminando a entropia do NPN.

    Os objetivos deste trabalho foram a caracterizao das fraes azotadas do leite dos produtores e do

    leite padronizado para produo de queijo, investigar os fatores que contribuem para a variao do NPN

    no leite recebido, comparar o rigor da padronizao de leite para a produo de queijo, atravs da PB e

    da PT, e estudar o impacto do NPN no rendimento de produo de queijo e na sua qualidade sensorial.

    A metodologia usada foi a criao do canal de leitura da PT, no equipamento MilkoScan FT 120, para a

    determinao do NPN; analisar diariamente amostras de leite de produtores e das cubas de produo.

    Foram construdos modelos para anlise dos resultados das amostras de leite dos produtores, e das

    cubas de produo, tendo por base a informao nos mapas de gesto de produo da empresa, de

    forma a incorporar a informao da PT e do NPN. Efetuou-se a anlise de inquritos entregues aos

    produtores, referentes s tcnicas de maneiro e nutrio no Software SPSS Statistics 23.0.

    A anlise do leite dos produtores mostrou que o contedo de PB varia no intervalo de 3,03 % at 3,62

    %, a PT varia de 2,94 % at 3,43 %, o teor de NPN na PB varia de 2,90 % at 5,75 % e a de ureia varia

    de 0,0078 g/dL at 0,0335 g/dL. Observou-se uma relao positiva ente o contedo de PB e o

    percentual de NPN na PB (R=0,6286), indicando que o aumento da PB resulta em aumentos mais que

    proporcionais do teor de NPN na PB, e na diminuio da percentagem de PT na PB. As variaes destes

    parmetros podem estar associadas ao tamanho e dimenso de produo das exploraes, estao

    do ano, mas em particular alimentao. As tcnicas de maneio e nutrio que mostraram ter um maior

    impacto no NPN e na ureia foram o Unifeed, Mix, silagem de milho e erva em trincheira. A padronizao

    do leite atravs do uso da PT em vez da PB no apresentou diferenas na preciso. Em relao

    produo de queijo o NPN mostrou diminuir o seu rendimento e o incremento de 1 % de NPN no leite

    resulta na perda de 11,39 , 26,69 e 29 por tonelada de queijo produzidos, para 3 dos queijos mais

    produzidos na empresa. Os resultados da anlise sensorial indicaram que a ureia origina sabores

    amargos e salgados no queijo.

    Palavras-Chave: NPN, ureia, protena, leite, queijo.

  • vii

    ABSTRACT

    When producing cheese, in technical and economic terms, protein is the most important nitrogen fraction

    of milk. The main nitrogen fractions in milk are caseins, whey proteins (TP) and non-protein nitrogen

    (NPN), which make up the crude protein fraction (CP). The NPN fraction, consisting of several compounds

    such as urea, is the difference between PB and PT, per PB unit, which amounts to approximately 3% - 6%

    of the CP in milk. In Portugal the valuation of the protein content of milk is set according to CP. Given

    that NPN is not retained in cheese and it is the casein that determines the yield of cheese production, it

    is expected that a more precise control of the process will be achieved by the standardization of milk with

    TP instead of CP, eliminating the entropy of NPN.

    The aims of this study were to characterize the nitrogen fractions of milk from the producers and the milk

    standardized for cheese production, to explore the causes that contribute to the variability of the NPN in

    the received milk, to compare the accuracy of standardizing milk for cheese production by using CP or

    TP, to study the impact of NPN on the yield of cheese production and on its sensory quality.

    The methodology followed was the creation of a calibration channel on the MilkoScan FT 120 to read the

    TP and to calculate NPN; daily analysis of milk samples from the producers and of production vats.

    Models were created to analyze the results of the samples from the milk producers, and samples of the

    production vats, based on existing information within the companys production management maps, with

    the aim of incorporating TP and NPN information. Surveys delivered to milk producers, referring to

    management and nutrition techniques were analyzed on SPSS Statistics Software 23.0.

    The analysis of the producers milk showed that CB content varies in the range of 3.03 % to 3.62 %, TP

    from 2.94 % to 3.43 %, the NPN content in CP from 2.90% up to 5.75%, and urea from 0.0078 g/dL to

    0.0335 g/dL. There is a positive relation between the contents of the CP and the NPN percentage in CP

    (R = 0.6286), showing that the increase of CP results in more than proportional increases of the NPN

    content in CP, and the decrease in the percentage of TP in the protein fraction. Variations of these

    parameters can be associated with the size and scale of production of farms, the season, but mainly with

    nutrition. The techniques of management and nutrition that were shown to have a greater impact on NPN

    and urea were the Unifeed, Mix, corn silage and grass in trenches. The standardization of milk by the use

    of TP instead of CP showed no differences in accuracy. In the production of cheese the NPN proved to

    lower the production yield and an increase of 1% of NPN in milk results in a loss of 11,39 , 26,69

    and 29 per ton of produced cheese, in the case of three of the cheeses produced in the company. The

    results of sensory analysis indicated that the urea causes bitter flavors and salty cheese.

    KEYWORDS: NPN, urea, protein, milk, cheese.

  • ix

    NDICE

    Agradecimentos .................................................................................................................................. iii

    Resumo............................................................................................................................................... v

    Abstract............................................................................................................................................. vii

    Lista de Figuras ................................................................................................................................ xiii

    Lista de Tabelas ................................................................................................................................ xv

    Lista de Abreviaturas, Siglas e Acrnimos ......................................................................................... xvii

    1. Introduo .................................................................................................................................. 1

    1.1 Enquadramento do Projeto ................................................................................................. 1

    1.2 Objetivos ........................................................................................................................... 2

    2. Reviso Bibliogrfica ................................................................................................................... 3

    2.1 Leite .................................................................................................................................. 3

    2.1.1 Frao Proteica ........................................................................................................... 4

    2.1.1.1 Casena ............................................................................................................... 4

    2.1.1.2 Protenas do Soro ................................................................................................ 5

    2.1.1.3 Azoto No-Proteico ............................................................................................... 6

    2.2 Metabolismo Proteico dos Ruminantes ............................................................................... 6

    2.3 Fatores que afetam as fraes azotadas do leite ................................................................. 8

    2.3.1 Dieta ........................................................................................................................... 9

    2.3.1.1 Teores de Protena Bruta ...................................................................................... 9

    2.3.1.2 Protena Degradvel no Rmen .......................................................................... 10

    2.3.1.3 Protena No Degradvel no Rmen ................................................................... 10

    2.3.1.4 Equilbrio entre a Protena Degradvel no Rmen e Protena No Degradvel no

    Rmen 11

    2.3.1.5 Energia e a proporo protena/energia ............................................................. 11

    2.3.2 Componentes principais da dieta ............................................................................... 12

    2.3.2.1 Concentrado proteico ......................................................................................... 13

    2.3.2.2 Silagens ............................................................................................................. 14

    2.3.2.2.1 Silagem de Milho ........................................................................................... 15

  • x

    2.3.2.2.2 Erva e Silagem de Erva .................................................................................. 16

    2.3.2.3 Azoto No-Proteico ............................................................................................. 17

    2.3.3 Sazonalidade ............................................................................................................. 18

    2.3.4 Nvel de produo ...................................................................................................... 19

    2.3.5 Fase de lactao e nmero de lactaes .................................................................... 20

    2.4 Sistema de valorizao de leite......................................................................................... 21

    2.5 Padronizao de leite para produo de queijo ................................................................. 22

    2.6 Impacto da composio do leite em NPN no rendimento de produo de queijo ............... 24

    2.7 Efeito do NPN na qualidade organoltica do queijo ........................................................... 26

    3. Metodologia .............................................................................................................................. 27

    3.1 Amostra ........................................................................................................................... 27

    3.2 Descrio do Equipamento .............................................................................................. 28

    3.3 Procedimentos de recolha de dados ................................................................................. 29

    3.4 Procedimentos estatsticos e softwares utilizados ............................................................. 30

    4. Resultados e Discusso De Resultados ...................................................................................... 31

    4.1 Caracterizao do leite recebido na empresa .................................................................... 31

    4.2 Investigao dos fatores que contribuem para a variabilidade do NPN e ureia no leite ....... 37

    4.2.1 Estudo da dimenso da explorao e intensidade de produo ................................... 37

    4.2.2 Estudo da Sazonalidade ............................................................................................. 40

    4.2.3 Estudo dos fatores relacionados com a alimentao ................................................... 42

    4.3 Comparao da fiabilidade da padronizao de leite para produo de queijo, atravs da

    protena bruta (PB) e da protena verdadeira (PT) .......................................................................... 49

    4.4 Impacto da composio do leite em NPN no rendimento de transformao de leite em queijo

    52

    4.5 Impacto da composio do leite em NPN na qualidade organoltica do queijo .................. 57

    5. Concluses ............................................................................................................................... 61

    6. Recomendaes ....................................................................................................................... 65

    Bibliografia ....................................................................................................................................... 67

    Anexo I Amostras dos produtores de leite ....................................................................................... 71

    Anexo II Protocolo para Teste de Repetibilidade MilkoScan FT 120 ................................................. 73

  • xi

    Anexo III Es...

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