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The aim of this project was to apply statistical process control (SPC) and measure the variation of fat content in milk in order to improve the standardization, so that the fat content does not change more than 0.03 percentage units from target. Recommendations of how to adjust the standardization should also be developed. The standardization takes place together with pasteurization in one of the three pasteurizers. Thereafter, the milk goes to a common product tank with all the pasteurizers. Samples from the three pasteurizers and the product tank were collected and analyzed on MilkoScan FT2 and the fat content was plotted into Shewhart and cumulative sum (CUSUM) charts. Sampling on the pasteurizers from startup showed that samples should be taken after about 20 minutes, because then the variation is in general smaller. The data from the product tank showed a smaller variation than the pasteurizers. Because the milk from all the pasteurizers is transported into one product tank, it is impossible to know which pasteurizer that is out of control and need to be adjusted. Therefore, the conclusion is that samples should be taken after the pasteurizer and plotted into Shewhart and CUSUM charts. Action limits were achieved from the Shewhart and CUSUM charts, respectively. These are the limits that should be used to determine when adjustments of the pasteurizers are needed, and not the brand limits that are considerably wider. If the measurements fall outside the second limit in the Shewhart chart (three times the standard deviation) or outside the limits (H) in the CUSUM chart, the standardization before the pasteurizer in question should be considered. It is not known if using SPC will improve the fat content to be within 0.03 percent units from target, because the recommendation has not been applied in the process yet, but it going to be that soon. / Syftet med detta arbete var att implementera statistisk processtyrning och mäta variationen i mjölkens fetthalt för att kunna förbättra standardiseringen. Detta skulle medföra att fetthalten inte förändras mer än 0,03 procentenheter från målet. Rekommendationer om hur standardiseringen bör justeras av fetthalten i mjölk ska också utvecklas. Standardiseringen sker tillsammans med pastöriseringen i en av de tre pastörerna. Därefter går mjölken till en gemensam produkttank för pastörerna. Prover från de tre pastörerna samt produkttank samlades in om analyserades på MilkoScan FT2 och fetthalten plottades in i Shewhart och Kumulativsumma (CUSUM) diagram. Provtagning från produktstart på pastörerna visade att prover skulle tas efter 20 minuter, eftersom variationerna då är mindre. Data från produkttank visade en lägre variation än hos de tre pastörerna. Eftersom mjölken från pastörerna transporteras till en produkttank är det omöjligt att veta vilken av de tre pastörerna som är utom kontroll och bör justeras. Därför är slutsatsen att proverna ska tas efter pastörerna och plottas in i Shewhart och CUSUM diagram. Åtgärdsgränser togs fram för både Shewhart och CUSUM diagram. Dessa är gränserna som ska användas för att bestämma när justeringar bör göras på pastörerna och inte varumärkesgränserna som är avsevärt bredare. Om ett mätvärde faller utanför den andra gränsen i Shewhart diagrammet eller utanför gränserna (H) i CUSUM diagrammet bör standardiseringen innan pastören i fråga justeras. Det är ännu oklart om standardiseringen kommer förbättras eftersom rekommendationerna inte har applicerats i processen än. Men kommer att göra det i den närmsta framtiden.

Nisina é um peptídeo antimicrobiano natural produzido por Lactococcus lactis subsp. lactis ATCC 11454 durante a fase exponencial de crescimento. A bacteriocina é usada como conservante natural de alimentos, uma vez que mostra atividade antimicrobiana contra bactérias Gram-positivas e esporos. Tem potencial aplicação em inúmeros campos (farmacêutico, veterinário e cosméticos). O objetivo deste trabalho foi estudar a cinética de crescimento bacteriano e a produção de nisina em biorreator, utilizando leite desnatado diluído, como um meio de cultura a baixo custo. Também foram avaliados os consumos de açúcar e proteína, formação de ácido lático e adsorção de nisina nas células produtoras durante os processos de produção de nisina. Pré-cultivos com 107 UFC.mL-1 de Lactococcus lactis foram cultivados em biorreator de 2 L contendo 25% de leite desnatado diluído em água (1,5 L, pH 6,7). Os ensaios foram esenvolvidos a 30°C por 52 horas, variando a agitação e aeração: (i) 200 rpm (0,0, 0,5, 1,0 e 2,0 L.min-1) e (ii) 100 rpm (0,0 e 0,5 L.min-1). A atividade de nisina foi avaliada pelo método de difusão em ágar, utilizando Lactobacillus sakei ATCC 15521 como microrganismo sensível à ação de nisina. A melhor concentração de nisina (62,68 mg.L-1 ou 2511,89 AU.mL-1), foi obtida em 16 horas, 200 rpm e sem aeração (kLa = 5,29 x 10-3 h-1). A adsorção de nisina nas células produtoras foram baixas (6,8 - 15,1%), quando comparadas com a atividade do sobrenadante. Estes resultados mostraram que o meio de cultivo composto por leite desnatado diluído favoreceu o crescimento celular e produção associada ao crescimento da nisina. Foram realizados estudos preliminares de liofilização (bioconservação) e purificação por cromatografia da nisina produzida em biorreator. A liofilização apresentou perda da atividade de nisina (24,8%), enquanto a purificação por cromatografia de interação hidrofóbica com resina Butyl-Sepharose, recuperou 40% da atividade da biomolécula, mostrando que ambos os processos poderão ser aplicados à bacteriocina. / Nisin is a natural antimicrobial peptide produced by Lactococcus lactis subsp. lactis ATCC 11454 during its exponential growth phase. The bacteriocin is used as natural food preservative due to its antimicrobial activity against Gram-positive bacteria and outgrowth of spores. This property allows its application in numerous fields (pharmaceutical, veterinary and cosmetic). The aim of this work was to study the bacterial growth kinetics of L. lactis and respective nisin production in bioreactor, using diluted skimmed milk as an inexpensive medium. During the production, the consumption of sugar and protein, lactic acid formation and nisin adsorption on the producer strain cells were evaluated. Pre-cultivation with 107 UFC.mL-1 of L. lactis were expanded in a 2 L bioreactor containing 25% diluted skimmed milk in water (1.5 L, pH 6.7). The assays were performed at 30°C for 52 hours, varying agitation and airflow rate: (i) 200 rpm (0.0, 0.5, 1.0 and 2.0 L.min-1) and (ii) 100 rpm (0.0, 0.5 L.min-1). Nisin activity was evaluated through diffusion assays using Lactobacillus sakei ATCC 15521 as sensitive strain. The best nisin concentration (62.68 mg.L-1 or 2511.89 AU.mL-1), was achieved at 16 hours, 200 rpm and with no airflow rate (kLa = 5.29 x 10-3 h-1). The quantity of nisin adsorbed by the producer cells were low (6.8 -15.1%) when compared to the quantity released in the supernatant. These results showed that diluted skimmed milk supported cell growth and growth-associated nisin. Preliminary assays of lyophilization (biopreservation) and purification by chromatography of nisin produced in bioreactor were performed. Lyophilization presented a loss of nisin activity (24.8%) while purification by hydrophobic interaction chromatography with Butyl-Sepharose column recovered 40% of the activity, showing that both processes can be applied to the bacteriocin.

Nisina é um peptídeo antimicrobiano natural produzido por Lactococcus lactis subsp. lactis ATCC 11454 durante a fase exponencial de crescimento. A bacteriocina é usada como conservante natural de alimentos, uma vez que mostra atividade antimicrobiana contra bactérias Gram-positivas e esporos. Tem potencial aplicação em inúmeros campos (farmacêutico, veterinário e cosméticos). O objetivo deste trabalho foi estudar a cinética de crescimento bacteriano e a produção de nisina em biorreator, utilizando leite desnatado diluído, como um meio de cultura a baixo custo. Também foram avaliados os consumos de açúcar e proteína, formação de ácido lático e adsorção de nisina nas células produtoras durante os processos de produção de nisina. Pré-cultivos com 107 UFC.mL-1 de Lactococcus lactis foram cultivados em biorreator de 2 L contendo 25% de leite desnatado diluído em água (1,5 L, pH 6,7). Os ensaios foram esenvolvidos a 30°C por 52 horas, variando a agitação e aeração: (i) 200 rpm (0,0, 0,5, 1,0 e 2,0 L.min-1) e (ii) 100 rpm (0,0 e 0,5 L.min-1). A atividade de nisina foi avaliada pelo método de difusão em ágar, utilizando Lactobacillus sakei ATCC 15521 como microrganismo sensível à ação de nisina. A melhor concentração de nisina (62,68 mg.L-1 ou 2511,89 AU.mL-1), foi obtida em 16 horas, 200 rpm e sem aeração (kLa = 5,29 x 10-3 h-1). A adsorção de nisina nas células produtoras foram baixas (6,8 - 15,1%), quando comparadas com a atividade do sobrenadante. Estes resultados mostraram que o meio de cultivo composto por leite desnatado diluído favoreceu o crescimento celular e produção associada ao crescimento da nisina. Foram realizados estudos preliminares de liofilização (bioconservação) e purificação por cromatografia da nisina produzida em biorreator. A liofilização apresentou perda da atividade de nisina (24,8%), enquanto a purificação por cromatografia de interação hidrofóbica com resina Butyl-Sepharose, recuperou 40% da atividade da biomolécula, mostrando que ambos os processos poderão ser aplicados à bacteriocina. / Nisin is a natural antimicrobial peptide produced by Lactococcus lactis subsp. lactis ATCC 11454 during its exponential growth phase. The bacteriocin is used as natural food preservative due to its antimicrobial activity against Gram-positive bacteria and outgrowth of spores. This property allows its application in numerous fields (pharmaceutical, veterinary and cosmetic). The aim of this work was to study the bacterial growth kinetics of L. lactis and respective nisin production in bioreactor, using diluted skimmed milk as an inexpensive medium. During the production, the consumption of sugar and protein, lactic acid formation and nisin adsorption on the producer strain cells were evaluated. Pre-cultivation with 107 UFC.mL-1 of L. lactis were expanded in a 2 L bioreactor containing 25% diluted skimmed milk in water (1.5 L, pH 6.7). The assays were performed at 30°C for 52 hours, varying agitation and airflow rate: (i) 200 rpm (0.0, 0.5, 1.0 and 2.0 L.min-1) and (ii) 100 rpm (0.0, 0.5 L.min-1). Nisin activity was evaluated through diffusion assays using Lactobacillus sakei ATCC 15521 as sensitive strain. The best nisin concentration (62.68 mg.L-1 or 2511.89 AU.mL-1), was achieved at 16 hours, 200 rpm and with no airflow rate (kLa = 5.29 x 10-3 h-1). The quantity of nisin adsorbed by the producer cells were low (6.8 -15.1%) when compared to the quantity released in the supernatant. These results showed that diluted skimmed milk supported cell growth and growth-associated nisin. Preliminary assays of lyophilization (biopreservation) and purification by chromatography of nisin produced in bioreactor were performed. Lyophilization presented a loss of nisin activity (24.8%) while purification by hydrophobic interaction chromatography with Butyl-Sepharose column recovered 40% of the activity, showing that both processes can be applied to the bacteriocin.

The aim of the thesis was to evaluate the acidity and viscosity of natural yoghurt depending on the different addition of skimmed milk powder and using of the methods of sensory analysis to evaluate the perception of these properties by young consumers. Part of this work was to analyse acidity and viscozity in selected kinds of natural yoghurts purchased in the market network of the Czech Republic (CR). The literature search mentions basic characteristic of yoghurts and their classification, acidity and rheological properities of yoghurts including the factors, which affect them and sensory analysis. In the experimental part of the study the acidity value, total solids and viscosity measurements were detected by physico-chemical analyses of samples of natural yoghurts. At samples of yoghurts with different content of skimmed milk powder the sensory evaluation was also subjected and the graphs of sensory profile were compiled. The observed results showed, that from the samples of yoghurts made in the laboratory was the most satisfactory sample containing 10 % of skimmed milk powder. At samples purchased in the market network of CR were detected very low leveles of titratable acidity.

O peptídeo antimicrobiano retratado neste trabalho é a nisina, produzido pela bactéria Lactococcus lactis subsp. lactis, um peptídeo estruturalmente composto por 34 aminoácidos, mostra um vasto espectro de atividade inibitória em microrganismos Gram-positivos, Gram-negatios e esporo formadores. O objetivo deste trabalho foi produzir a nisina a partir de células de Lactococcus lactis utilizando soro de leite e leite desnatado como meio de cultivo. Para tanto as células de L. lactis foram desenvolvidas em agitador rotacional (30°C/36 h/100 rpm) e a atividade de nisina, os parâmetros de crescimento e os componentes do meio de cultivo foram analisados. Em leite desnatado, contendo 2,27 9 de sólidos totais, a atividade de nisina foi 20077,05 AU.mL-1 sendo 3 vezes maior em relação ao leite desnatado com 4,54 9 sólidos totais, 8739,77 AU.mL-1 ; e foi 73 vezes maior em relação ao leite desnatado com 1,14 9 sólidos totais, 273,21 AU.mL-1. Osoro de leite utilizado foi doado por uma indústria de lacticínios, em laboratório parte do soro foi tratada de duas formas: (i) filtrado e (ii) esterilizado, e ambos foram utilizados para cultivo das células produtoras de nisina em agitador rotacional 30°C/36 h/100 rpm. Os resultados mostraram que o meio de cultivo composto por soro de leite não filtrado forneceu uma adaptação ao L. lactis, sendo a concentração de nisina obtida 1628 vezes maior que do soro de leite filtrado, 11120,13 e 6,83 mg.L-1 respectivamente. Em relação à atividade de nisina contra Gram-negativos, aumentou-se o efeito bactericida quando adicionada ao EDTA. O comportamento da nisina no sistema micelar de duas fases aquosas foi investigado experimentalmente, demonstrando que a biomolécula alvo pode ser extraída tanto do meio fermentado complexo quanto daslmpurezas presentes na nisina comercial. Nos testes com o sistema micelar de duas fases aquosas, a nisina particionou, preferencialmente, para a fase rica em micelas (coeficiente de partição (KNis) maior que 1,5), ocorrendo um aumento de 1 ciclo logaritimo na concentração inicial de nisina comercial (105 AU, no sistema). Este trabalho reúne os estudos desenvolvidos onde o principal objetivo foi a obtenção da nisina através de meios- de cultivo alternativos, além de sua aplicação e purificação. / Nisin is a natural antimicrobial peptide used as food preservative produced by Lactococcus lactis, that inhibits the outgrowth of spores, the growth of a variety of Gram-positive and Gram-negative bacteria. Applications of this bacteriocin include dental care products pharmaceutical products such as stomach ulcers and colon infection treatment and potencial birth control. This study aims to evaluate growth conditions for L. lactis as well as the effect in nisin production when utilizing milk whey and skimmed milk. Lactococcus lactis ATCC 11454 was developed in a rotatory shaker (30°C/36 h/100 rpm) in diluted skimmed milk and nisin expression, growth parameters and media components were also studied. Nisin expression in skimmed milk 2.27 9 total solids (20077.05 AU.mL-1) was up to 3-fold higher than transfers in skimmed milk 4.54 9 total solids (8739.77 AU.mL-1) and was up to 85-fold higher than transfers in skimmed milk 1.14 9 total solids (273.21 AU.mL-1). Milk whey, abyproduct from dairy industries, was utilized in two different ways (i) without filtration, autoclaved at 121°C for 30 min and (ii) filtrated (1.20 µm and 0.22 µm membrane filter), L. lactis was developed in a rotary shaker (30°C/36 h/100 rpm) and these cultures were transferred five times using 5 mL aliquots of broth culture for each new volume of the respective media. The results showed that culture media composed by milk whey without filtration was better for L. lactis in its adaptation than milk whey without filtration. Nisin titers, in milk whey without filtration, was 11120.13 mg.L-1 in 2nd transfer, and Up to 1628-fold higher than the filtrated milk whey, 6.83 mg.L-1 in 1st transfer. Nisin activity was assayed by the agar diffusion method using Lactobacillus sakei ATCC 15521 and a recombinant Escherichia coli DH5α expressing the recombinant green fluorescent protein (GFPuv) as the nisin-susceptible test organisms. Combining EDTA with nisin increased the bactericidal effect of nisin upon the bacteria examined. A potentially scalable and cost-effective way to purify commercial and biosynthesized in bioreactor nisin, including simultaneously removal of impurities and contaminants, increasing nisin activity, was studied (two phase micellar system). Results indicated that nisin partitions preferentially to the micelle richphase, despite the surfactant concentration tested, and its antimicrobial activity increases. Biological processing of byproducts (milk whey) can be considered one profitable alternative, generating highvalued bioproducts.

O objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos dos níveis de contagem de células somáticas (CCS) sobre as características físico-químicas e microbiológicas do leite semidesnatado e do creme de leite pasteurizados, ao longo de 28 e 30 dias de estocagem sob refrigeração. As frações protéicas do leite semidesnatado e o perfil de ácidos graxos do creme de leite pasteurizados foram pesquisados nos dias 1, 7, 14, 21 e 28 e 1, 10, 20 e 30 dias após a produção de cada produto. Foram definidos três grupos experimentais com baixa (< 100.000 cél.mL-1), intermediária (400.000 a 500.000 cél.mL-1) e alta (>750.000 cél.mL-1) CCS. O leite utilizado para compor cada grupo, em quatro repetições, foi coletado na granja leiteira da Fazenda da Aeronáutica, na cidade de Pirassununga-SP. O leite in natura de cada grupo foi submetido a desnate para obtenção do creme e do leite semidesnatado, tratados termicamente por pasteurização lenta e rápida, nesta sequência, seguido do envase asséptico em garrafas de polietileno de alta densidade (PEAD). No leite in natura, o percentual de gordura foi menor (P<0,05) no grupo com baixa CCS em relação aos demais grupos. Observou-se, ainda para o leite in natura, maior teor de proteínas (3,42%) no grupo de alta CCS. Para as frações protéicas do leite semidesnatado, não foram observadas diferenças significativas (P>0,05), com exceção da &beta;-caseína que apresentou maior concentração nos grupos de baixa e alta CCS (P<0,05). No grupo de CCS intermediária, o leite semidesnatado apresentou 8,98, 10,17 e 6,14 mg.mL-1 das frações &alpha;-caseína, &beta;-caseína e &kappa;-caseína, respectivamente. A participação da &alpha;S2-caseína, fração protéica verificada em menores proporções neste estudo, foi de 9,89; 10,59 e 14,97% em relação ao total de caseína, nos grupos de baixa, intermediária e alta CCS. Houve predominância dos ácidos palmítico (C16:0), esteárico (C18:0), oléico (C18:1) e mirístico (C14:0), em todos os grupos de contagem de células somáticas e nos tempos utilizados para avaliação do creme de leite. No entanto, a concentração de ácido oléico (C18:1) foi menor nos cremes com CCS intermediária e alta (P<0,05), em relação ao grupo de baixa CCS. Os ácidos saturados apresentaram variação de 53,9 a 58,1% em relação aos insaturados. Os ácidos de cadeia curta estiveram presentes no creme de leite em aproximadamente 8,15%, enquanto os de cadeia média e longa participam com cerca de 47 e 44%, respectivamente. A CCS influenciou na concentração de &beta;-caseína do leite semidesnatado, ao passo que, no creme de leite, a diminuição do teor de ácido oléico associada ao aumento da CCS indicou maior atividade lipolítica sobre os ácidos graxos de cadeia longa durante o período de 30 dias de estocagem. / The aim of this study was to evaluate the effects of somatic cell counts (SCC) levels on the physic-chemical and microbiological characteristics of both pasteurized semi-skimmed milk and milk cream, over 28 and 30 days of refrigerated storage. The semi-skimmed milk protein fractions were checked on days 1, 7, 14, 21 and 28, whereas the pasteurized milk cream fatty acids profile was checked on days 1, 10, 20 and 30 after each production. Three experimental groups were defined with low (<100.000 cel.mL-1), intermediate (400.000 to 500.000 cel.mL-1) and high (>750.000 cel.mL-1) SCC. The milk used in each group, with four repetitions, was collected in the Air Force dairy farm in Pirassununga, São Paulo state, Brazil. The raw milk in each group was skimmed to obtain the cream, thermally treated by slow pasteurization, and the semi-skimmed milk (fast pasteurization), followed by aseptic bottling in high density polyethylene bottles. In the raw milk, significant differences were verified by the Tukey test (P<0,05) for the parameter fat in the level of low SCC in relation to the other groups. It was also observed for the raw milk a higher rate of proteins (3,42%) in the group of high SCC, while the low count group presented 2,83% protein. For the protein fractions in the pasteurized semi-skimmed milk, with an exception of the &beta;-casein which presented statistical difference for the 5% significance level between the low and high SCC groups, no other significant differences were observed. In the intermediate SCC group the pasteurized semi-skimmed milk presented 8,98 mg.mL-1 for &alpha;-casein, 10,17 mg.mL-1 for &beta;-casein and 6,14 mg.mL-1 for &kappa;-casein fractions. The &alpha;s2-casein was the protein fraction with the lowest proportions in this study, with 9,89% (low SCC), 10,59% (intermediate SCC) and 14,97% (high SCC) in relation to the casein total. There was predominance of palmitic acids (C16:0), estearic (C18:0), oleic (C18:1) and miristic (C14:0) in all somatic cell counts groups and the times used to evaluate the pasteurized milk cream. However, lower levels of oleic acid (C18:1) were observed in creams with high and intermediate SCC, when compared with the lower SCC cream. The saturated acids presented variation of 53,9 to 58,1% in relation to the unsaturated ones. The short chain acids were found in the pasteurized milk cream with about 8,15%, while the ones with medium and long chains were 47% and 44% respectively. The SCC influenced the concentration of &beta;-casein in semiskimmed milk, while the decrease in oleic acid as observed in the cream samples containing higher SCC indicated higher lipolytic activity on the long-chain fatty acid in the product during 30 days of storage.

Orientador: Marcelo Cristianini / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-08T04:14:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pinho_ClaudiaReginaGoncalves_D.pdf: 1041899 bytes, checksum: 4abceed910cac629edf241b164cb6d5c (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: O objetivo deste trabalho foi avaliar a possibilidade da aplicação do processo de homogeneização a ultra alta pressão (HUAP) no processamento de leite desnatado. Inicialmente verificou-se o efeito do processo de HUAP na inativação de Pseudomonas fluorescens, Listeria innocua e Lactobacillus helveticus na faixa de 100 a 300 MPa. Amostras de leite desnatado foram inoculadas de modo a se obter contagens da ordem de 106-107 UFC/mL. Os ensaios referentes a cada um dos microrganismos foram realizados separadamente. Os resultados obtidos indicaram que pressões de 200, 250 e 260 MPa foram capazes de inativar totalmente as cargas inoculadas de Pseudomonas fluorescens, Listeria innocua e Lactobacillus helveticus, respectivamente. Foi avaliado o efeito da HUAP na inativação de esporos de Bacillus stearothermophilus. As amostras foram inoculadas com cerca de 105 esporos/mL de leite. Os resultados demonstraram que pressões de até 300 MPa não foram capazes de causar qualquer redução nas contagens obtidas. Verificou-se também que o processo de homogeneização a ultra alta pressão não afetou de maneira significativa a resistência térmica dos mesmos (p<0,05). Avaliou-se ainda o efeito da utilização de temperaturas de entrada de 45°C e da aplicação de choque térmico (100°C por 15 minutos) antes de submeter as amostras ao processo de HUAP. Nestes ensaios novamente não foram observadas reduções nas contagens de esporos. Testou-se também o efeito de pressões da ordem de 300 MPa na inativação de esporos de Clostridium sporogenes. Mais uma vez não foi verificado qualquer efeito. A seguir, foram realizados testes de inativação das enzimas fosfatase alcalina, lactoperoxidase e da protease produzida por Pseudomonas fluorescens pelo processo de HUAP. Os resultados demonstraram que na faixa de pressões estudada (100 a 300 MPa) a máxima redução verificada na atividade enzimática da lactoperoxidase foi de 28,48% a 300 MPa. Já a fosfatase alcalina apresentou reduções inferiores a 30% em sua atividade na faixa de pressões de 100 a 250 MPa e foi totalmente inativada por pressões iguais ou superiores a 270 MPa. A protease sofreu uma redução de 72,5% no valor de sua atividade nos processos a 300 MPa. Foram determinados os perfis de velocidade no interior da válvula do homogeneizador a ultra alta pressão na faixa de 100 a 300 MPa. Os resultados demonstraram que a velocidade é tanto maior quanto maior a pressão de homogeneização aplicada, sendo que a velocidade máxima obtida foi de 245 m/s na saída do gap da válvula no processo a 300 MPa. Finalmente foram avaliados as alterações de cor (L*a*b*) e viscosidade provocadas pelo processo de HUAP em amostras de leite cru desnatado. Os resultados indicaram que embora as variações nos parâmetros L*, a* e b* detectadas instrumentalmente tenham sido estatisticamente significativas (p<0,05) na maior parte dos casos testados, visualmente as mesmas são imperceptíveis. Com relação à viscosidade, apenas as amostras processadas a 300 MPa diferiram estatisticamente (p<0,05) das demais. Considerando-se os resultados obtidos neste trabalho, a tecnologia de processamento de leite por homogeneização a ultra alta pressão pode ser uma alternativa à indústria de laticínios para aumentar a vida de prateleira durante a estocagem de leite cru anterior a processos de produção de leite UHT, queijos, achocolatados e outros produtos na medida em que diminui consideravelmente as contagens de células vegetativas presentes e inativa parcialmente a protease produzida pelo microrganismo Pseudomonas fluorescens / Abstract: This work aimed to evaluate the use of ultra high pressure homogenization (UHPH) in skim milk processing. Firstly, the effect of UHPH process on inactivation of Pseudomonas fluorescens, Listeria innocua and Lactobacillus helveticus at pressure range from 100 to 300 MPa was studied. Skim milk samples were inoculated in order to obtain 106-107 CFU/mL. Tests of each microorganism were carried out individually. Results showed that pressures of 200, 250 and 260 Mpa were able to inactivate all the 107 CFU/mL initially inoculated of Pseudomonas fluorescens, Listeria innocua and Lactobacillus helveticus, respectively. UHPH effect on Bacillus stearothermophilus spores was also evaluated. Results demonstrated that pressures up to 300 MPa did not cause any reduction on spore counts. It was also verified that UHPH process did not affect in a significantly way (p<0.05) thermal resistance of spores. Effect of high inlet temperatures (45°C) was verified as well as application of thermal chock (100°C - 15min) before submitting samples to UHPH process. At these tests no reductions were observed again. UHPH effect on Clostridium sporogenes spores inactivation was tested. A pressure of 300 MPa was not able cause any reduction on spore counts. Alkaline phosphatase, lactoperoxidase and protease produced by Pseudomonas fluorescens inactivation by UHPH process was also studied. Results showed that at pressure range tested (100 to 300 MPa) maximum lactoperoxidase reduction activity was 28.48% at 300 MPa. Alkaline phosphatase, presented activity reductions smaller than 30% at pressures from 100 to 250 MPa but was totally inactivated at 270 MPa. A reduction of 72.5% on proteolitic enzyme activity was verified after processes at 300 MPa. Velocity profiles at ultra high pressure homogenization valve were determined using CFD (Computational Fluid Dynamics) from 100 to 300 MPa. It was demonstrated that velocity increases with homogenizing pressure. The maximum velocity value obtained was 245 m/s at the outlet of the valve gap during processes at 300 MPa. Finally, the effect of ultra high pressure homogenization process on color (L*a*b*) and viscosity of raw skim milk was studied. Pressures varied from 100 to 300 MPa. Results showed that although variations on L*, a* and b* parameters were statistically significant (p<0.05) at the majority of samples analyzed, visually this was not verified. Only viscosity of samples processed at 300 MPa differed in a statistically significant way from the others (p<0.05). Results from this work indicated that ultra high pressure homogenization processing of milk can be an alternative to dairy industry for increasing shelf life during storage of raw milk prior to production of UHT milk, cheese and other products as it reduces significantly vegetative cells counts and proteolysis due to the protease produced by Pseudomonas fluorescens / Doutorado / Mestre em Tecnologia de Alimentos

O objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos dos níveis de contagem de células somáticas (CCS) sobre as características físico-químicas e microbiológicas do leite semidesnatado e do creme de leite pasteurizados, ao longo de 28 e 30 dias de estocagem sob refrigeração. As frações protéicas do leite semidesnatado e o perfil de ácidos graxos do creme de leite pasteurizados foram pesquisados nos dias 1, 7, 14, 21 e 28 e 1, 10, 20 e 30 dias após a produção de cada produto. Foram definidos três grupos experimentais com baixa (< 100.000 cél.mL-1), intermediária (400.000 a 500.000 cél.mL-1) e alta (>750.000 cél.mL-1) CCS. O leite utilizado para compor cada grupo, em quatro repetições, foi coletado na granja leiteira da Fazenda da Aeronáutica, na cidade de Pirassununga-SP. O leite in natura de cada grupo foi submetido a desnate para obtenção do creme e do leite semidesnatado, tratados termicamente por pasteurização lenta e rápida, nesta sequência, seguido do envase asséptico em garrafas de polietileno de alta densidade (PEAD). No leite in natura, o percentual de gordura foi menor (P<0,05) no grupo com baixa CCS em relação aos demais grupos. Observou-se, ainda para o leite in natura, maior teor de proteínas (3,42%) no grupo de alta CCS. Para as frações protéicas do leite semidesnatado, não foram observadas diferenças significativas (P>0,05), com exceção da &beta;-caseína que apresentou maior concentração nos grupos de baixa e alta CCS (P<0,05). No grupo de CCS intermediária, o leite semidesnatado apresentou 8,98, 10,17 e 6,14 mg.mL-1 das frações &alpha;-caseína, &beta;-caseína e &kappa;-caseína, respectivamente. A participação da &alpha;S2-caseína, fração protéica verificada em menores proporções neste estudo, foi de 9,89; 10,59 e 14,97% em relação ao total de caseína, nos grupos de baixa, intermediária e alta CCS. Houve predominância dos ácidos palmítico (C16:0), esteárico (C18:0), oléico (C18:1) e mirístico (C14:0), em todos os grupos de contagem de células somáticas e nos tempos utilizados para avaliação do creme de leite. No entanto, a concentração de ácido oléico (C18:1) foi menor nos cremes com CCS intermediária e alta (P<0,05), em relação ao grupo de baixa CCS. Os ácidos saturados apresentaram variação de 53,9 a 58,1% em relação aos insaturados. Os ácidos de cadeia curta estiveram presentes no creme de leite em aproximadamente 8,15%, enquanto os de cadeia média e longa participam com cerca de 47 e 44%, respectivamente. A CCS influenciou na concentração de &beta;-caseína do leite semidesnatado, ao passo que, no creme de leite, a diminuição do teor de ácido oléico associada ao aumento da CCS indicou maior atividade lipolítica sobre os ácidos graxos de cadeia longa durante o período de 30 dias de estocagem. / The aim of this study was to evaluate the effects of somatic cell counts (SCC) levels on the physic-chemical and microbiological characteristics of both pasteurized semi-skimmed milk and milk cream, over 28 and 30 days of refrigerated storage. The semi-skimmed milk protein fractions were checked on days 1, 7, 14, 21 and 28, whereas the pasteurized milk cream fatty acids profile was checked on days 1, 10, 20 and 30 after each production. Three experimental groups were defined with low (<100.000 cel.mL-1), intermediate (400.000 to 500.000 cel.mL-1) and high (>750.000 cel.mL-1) SCC. The milk used in each group, with four repetitions, was collected in the Air Force dairy farm in Pirassununga, São Paulo state, Brazil. The raw milk in each group was skimmed to obtain the cream, thermally treated by slow pasteurization, and the semi-skimmed milk (fast pasteurization), followed by aseptic bottling in high density polyethylene bottles. In the raw milk, significant differences were verified by the Tukey test (P<0,05) for the parameter fat in the level of low SCC in relation to the other groups. It was also observed for the raw milk a higher rate of proteins (3,42%) in the group of high SCC, while the low count group presented 2,83% protein. For the protein fractions in the pasteurized semi-skimmed milk, with an exception of the &beta;-casein which presented statistical difference for the 5% significance level between the low and high SCC groups, no other significant differences were observed. In the intermediate SCC group the pasteurized semi-skimmed milk presented 8,98 mg.mL-1 for &alpha;-casein, 10,17 mg.mL-1 for &beta;-casein and 6,14 mg.mL-1 for &kappa;-casein fractions. The &alpha;s2-casein was the protein fraction with the lowest proportions in this study, with 9,89% (low SCC), 10,59% (intermediate SCC) and 14,97% (high SCC) in relation to the casein total. There was predominance of palmitic acids (C16:0), estearic (C18:0), oleic (C18:1) and miristic (C14:0) in all somatic cell counts groups and the times used to evaluate the pasteurized milk cream. However, lower levels of oleic acid (C18:1) were observed in creams with high and intermediate SCC, when compared with the lower SCC cream. The saturated acids presented variation of 53,9 to 58,1% in relation to the unsaturated ones. The short chain acids were found in the pasteurized milk cream with about 8,15%, while the ones with medium and long chains were 47% and 44% respectively. The SCC influenced the concentration of &beta;-casein in semiskimmed milk, while the decrease in oleic acid as observed in the cream samples containing higher SCC indicated higher lipolytic activity on the long-chain fatty acid in the product during 30 days of storage.