O que é coagulação?
Na culinária, coagulação é a quebra de uma emulsão ou colóide em grandes partes de composição diferente através dos processos físico-químicos de floculação, cremação e coalescência. A coagulação é intencional e desejável na fabricação de queijo e tofu; não intencional e indesejável na fabricação de molhos e cremes. A coagulação ocorre naturalmente no leite se o leite não for utilizado até a data de validade, ou se o leite ficar fora em temperatura quente.
O leite é composto de vários compostos, principalmente gordura, proteína e açúcar. A proteína do leite é normalmente suspensa em uma solução coloidal, o que significa que as pequenas moléculas proteicas flutuam livremente e independentemente. Estas moléculas proteicas flutuantes refratam a luz e contribuem (com a gordura em suspensão) para a aparência branca do leite. Normalmente estas moléculas proteicas repelem umas às outras, permitindo-lhes flutuar sem se aglomerarem, mas quando o pH da sua solução muda, elas podem atrair umas às outras e formar tufos. Isto é o que acontece quando o leite coalha, quando o pH cai e se torna mais ácido, as moléculas proteicas (caseína e outras) se atraem umas às outras e se tornam “coalhadas” flutuando em uma solução de soro translúcido. Esta reação de coalhamento acontece mais rapidamente em temperaturas mais quentes do que em temperaturas frias.
Quais são os podutos no leite que permitem que ele coalhe?
O leite é uma emulsão ou colóide de glóbulos gordos de manteiga dentro de uma mistura contendo água, carboidratos, minerais e proteínas.
Os principais constituintes do leite são água, gordura, proteínas, lactose (açúcar do leite) e minerais (sais). O leite também contém vestígios de outras substâncias como pigmentos, enzimas, vitaminas, fosfolípidos (substâncias com propriedades lipídicas), e gases.
Qual é o teor de gordura do leite?
De acordo com The Dairy Council, o leite integral tem 3,9% de gordura (ou seja, contém 3,9g de gordura por 100g), o leite meio-gordo tem 1,7% de gordura, 1% de gordura o leite tem 1% de gordura, e o leite desnatado tem 0,3% de gordura.
Que proteínas estão contidas no leite?
A maior parte do leite bebido nos EUA provém das glândulas mamárias das vacas. As principais proteínas encontradas no leite são únicas e não são encontradas em tecidos que não sejam as glândulas mamárias. As proteínas do leite, particularmente as caseínas, têm uma composição de aminoácidos úteis para o crescimento e desenvolvimento das crias. Outras proteínas no leite incluem uma variedade de enzimas, proteínas envolvidas no transporte de nutrientes, proteínas envolvidas na resistência a doenças (anticorpos e outras), fatores de crescimento, etc. (ver referência 1). A caseína constitui 79,5% das proteínas encontradas no leite de vaca.
O leite contém 3,3% de proteína total. As proteínas do leite contêm todos os 9 aminoácidos essenciais necessários aos seres humanos. As proteínas do leite são sintetizadas na glândula mamária, mas 60% dos aminoácidos utilizados para construir as proteínas são obtidos a partir da dieta da vaca. O conteúdo total de proteína do leite e composição de aminoácidos varia com a raça da vaca e genética animal individual.(2)
A proteína do leite compreende 19,3% do conteúdo proteico no leite. Existem 3 ou 4 caseínas no leite da maioria das espécies; as diferentes caseínas são moléculas distintas, mas são semelhantes em estrutura. Todas as outras proteínas encontradas no leite são agrupadas sob o nome de proteínas do soro de leite. As principais proteínas do soro do leite de vaca são a beta-lactoglobulina e a alfa-lactoalbumina.
β-Lactoglobulina é a principal proteína do soro de leite de vaca e ovelha e também está presente em muitas outras espécies de mamíferos; uma notável exceção são os seres humanos.
>
O Casein Molecule
Uma família de fosfoproteínas relacionadas (αS1, αS2, β, κ).
Caseína contém um elevado número de resíduos de prolina, que não interagem. Também não existem pontes de dissulfeto. Como resultado, tem relativamente pouca estrutura terciária. É relativamente hidrofóbico, tornando-o pouco solúvel em água. É encontrado no leite como uma suspensão de partículas, chamada caseína micela,
Caseína contém um alto número de resíduos de prolina, que não interagem. Também não existem pontes de dissulfeto. Como resultado, tem relativamente pouca estrutura terciária. É relativamente hidrofóbico, tornando-o pouco solúvel em água. É encontrado no leite como uma suspensão de partículas, chamada caseína micela,
Image: micela de caseína, casseína kappa em azul, caseína alfa em vermelho, caseína beta em magenta, oxigênio da água em cian. Fonte: Kumosinski, T.F., King, G. e Farrell, H.M., Jr. (1994). Comparação dos modelos moleculares tridimensionais de caseínas submicelares bovinas com espalhamento de raios X de pequeno ângulo.
As caseínas no leite de vaca podem incluir diferentes formas, com leite de vaca contendo tipicamente um de dois tipos de caseína beta. dependendo do perfil genético de uma vaca individual, o leite produzido conterá caseínas A1-beta ou A2-beta caseínas.
Todas as moléculas de caseína têm pelo menos um fosfato ligado a éster. Nenhuma das proteínas do soro de leite tem isto.
O ponto isoeléctrico da caseína é 4,6. Como o pH do leite é 6,6, a caseína tem uma carga negativa no leite.
As caseínas têm uma distribuição muito desigual das cargas ao longo da molécula enquanto que nas principais proteínas do soro de leite, as cargas estão distribuídas de forma mais uniforme. Isto explica uma das principais propriedades das caseínas no leite, a sua natureza anfifílica. As regiões carregadas são, em geral, amor à água ou hidrofílicas e as regiões não carregadas ao longo da molécula são mais hidrófobas ou odiadas pela água. Como estas regiões estão desigualmente espalhadas ao longo da molécula, estas regiões estão mais expostas.
Em proteínas com distribuições uniformes, as regiões hidrofílicas e hidrofóbicas basicamente anulam-se mutuamente. É devido à natureza anfifílica das moléculas de caseína que surge uma das propriedades mais importantes da caseína, a micela da caseína. A maioria das caseínas no leite é encontrada em agregados soltos intrincados chamados micelas.
a micela da caseína é estabilizada de duas maneiras. Primeiro o fosfato de cálcio é encontrado em altas concentrações no leite e dentro da própria micela da caseína. A concentração é tal que pequenas agregações da forma de fosfato. Parte do fosfato é relativamente livre para passar dentro e fora da micela e parte do fosfato está fortemente ligado à proteína. Este fosfato ligado está em pequenas agregações de fosfato de cálcio não dissolvido (coloidal). Estes tendem a cimentar a micela, estabilizando a sua estrutura.
k-Caseína e coagulação do leite
O outro efeito estabilizador é devido a uma propriedade da caseína K. A caseína de K-casein tem dentro de sua estrutura um grupo de carboidratos que é esterificado para a trionina na proteína. Este grupo de carboidratos contém alguns grupos carregados negativamente. O resultado é que a caseína é mais hidrofílica em uma parte da molécula. Na micela, a caseína e, até certo ponto, a caseína se auto-localiza tão próxima ou se estende para a interface da água da micela. Isto estabiliza a micela, impedindo a agregação das micelas por repulsão estéril (impedindo a aproximação próxima entre as micelas de caseína). Para o K-Casein a ligação peptídeo entre o 105º e o 106º aminoácido é vulnerável à hidrólise por enzimas proteolíticas (coagulador microbiano ou coalho). Este é o mecanismo de formação da coalhada (removendo a porção de carboidrato que contém a proteína e reduzindo assim a estabilidade estéril). A perda da proteção da caseína K permite que as micelas de caseína se agreguem e formem uma coalhada coerente.
Para entender como a quimosina coagula o leite, é necessário saber algo sobre as proteínas do leite. A maioria das proteínas do leite é caseína e existem quatro tipos principais de moléculas de caseína: alfa-s1, alfa-s2, beta e kappa. As caseínas alfa e beta são proteínas hidrofóbicas que são prontamente precipitadas pelo cálcio – a concentração normal de cálcio no leite é muito maior do que a necessária para precipitar estas proteínas. Contudo, a caseína kappa é uma molécula distintamente diferente – não é precipitável pelo cálcio. Como as caseínas são secretadas, elas se auto-associam em agregados chamados micelas, nos quais as caseínas alfa e beta são impedidas de precipitar por suas interações com a caseína kappa. Em essência, a caseína kappa normalmente mantém a maioria da proteína do leite solúvel e impede que ela coagule espontaneamente.
Entre quimosina
A quimosina corta e inativa proteoliticamente a caseína kappa, convertendo-a em para-kappa-caseina e uma proteína menor chamada macropeptídeo. A para-kappa-casein não tem a capacidade de estabilizar a estrutura micelar e as caseínas insolúveis em cálcio precipitam, formando uma coalhada.
As moléculas de caseína também podem ser separadas do soro de leite pela precipitação da caseína com ácido (semelhante ao que acontece no estômago quando o leite é consumido) ou pela perturbação da estrutura micelar pela hidrólise parcial das moléculas proteolíticas com uma enzima proteolítica. No estômago das crias de muitas espécies está uma enzima chamada rennina que hidrolisa especificamente parte da micela da caseína, resultando na formação de uma coalhada. Um método clássico de precipitação de caseína no leite de vaca que é feito em laboratório é adicionar lentamente HCl (0,1 N) para baixar o pH do leite para 4,6. A caseína irá gradualmente formar um precipitado enquanto relativamente pouco das outras proteínas do leite irá precipitar. Diferentes combinações de precipitação ácida controlada e hidrólise enzimática da caseína são a base das indústrias de queijo. Frequentemente são utilizadas culturas bacterianas específicas para estabelecer as condições para a redução do pH e secreção de enzimas proteolíticas que formam os diferentes tipos de queijo.
O que é o Soro de Leite?
O que é o líquido que resta após o leite ter coalhado e sido coado. As proteínas do soro de leite consistem em α-lactalbumina, β-lactoglobulina, albumina sérica, imunoglobulinas,
A proteína do soro de leite é uma proteína de alta qualidade naturalmente encontrada em produtos lácteos. É uma proteína “completa” que contém todos os aminoácidos essenciais necessários ao corpo humano e é fácil de digerir,
As proteínas do soro de leite, também chamadas proteínas do soro, não contêm fósforo e não coagulam a pH 4,6,
que pode ser usado para fazer queijo ricotta. Traditinalmente, o soro de leite de ovelha é cozido até ficar macio e fofo.
Efeito do pH
Quando o pH cai e se torna mais ácido, as moléculas de proteína (caseína) atraem umas às outras e se tornam “coalhadas” flutuando em uma solução de soro translúcido. Esta reação de aglomeração acontece mais rapidamente em temperaturas mais quentes do que em temperaturas frias.
As coalhadas são um produto lácteo obtido pela coagulação do leite em um processo chamado coagulação. A coagulação pode ser causada pela adição de coalho ou qualquer substância ácida comestível, como suco de limão ou vinagre, e depois permitir que ele se sente.