Análise comparativa de qualidade e viabilidade econômica de unidade de processamento de iogurte assistida por energia solar para cadeia de valor de lácteos descentralizada

Scientific Reports volume 13, Número do artigo: 6878 (2023) Citar este artigo

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Devido à falta de instalações de processamento de leite na fazenda, os produtores de leite precisam vender leite cru, resultando em comprometimentos econômicos e de qualidade. O estudo comparou a qualidade do iogurte processado em unidade de processamento solar de iogurte com a cadeia de valor do leite existente e sua viabilidade técnico-econômica. Para isso, foi realizada uma investigação do experimento onde foram comparadas quatro diferentes abordagens de processamento do leite. Os atributos de qualidade para leite processado como gordura (5,283%), sólido não gorduroso (9,0833%), sais (0,6833%), proteína (3,8%), lactose (4,1%), sólidos totais (14,383%), pH ( 6,87), densidade (1,031 kg/L) e ponto de congelamento (− 0,532 °C) foram encontrados dentro das faixas padronizadas. Da mesma forma, para o caso do iogurte, esses atributos foram encontrados como gordura (5,5%), sólido não gorduroso (8,683%), acidez (0,93%), lactose (4,73%), sólidos totais (14,183%), pH ( 4,3433), densidade (1,039 kg/L), sinérese (9,87 mL/100 g), faixa de contagem de S. thermophilus (10,18–10,30 log cfu/mL) e faixa de contagem de L. bulgaricus (10,26–10,34 log cfu/mL). Além disso, a não detecção de contagem de coliformes em iogurte processado solar, endossou a ideia atual de realizar três processos de aquecimento, fermentação e resfriamento em uma única unidade. Com base nas fontes de energia utilizadas, o período de retorno foi calculado em 1,3 a 9 anos, com uma expectativa de vida de 15 anos, enquanto em termos de lucro do produto, o período de retorno foi previsto em 1,78 anos. O custo de processamento por litro de leite para produção de iogurte foi calculado em 0,0189 USD. Considerando a economia de emissão de CO2, prevê-se que uma unidade de processamento de iogurte movida a energia solar possa gerar 107,73 MWh de energia útil durante sua vida operacional com emissão zero de CO2.

O iogurte é um dos produtos lácteos fermentados mais antigos, sendo amplamente consumido em todo o mundo. Contém muita proteína, cálcio e vitaminas. Bactérias produtoras de ácido lático, como S. thermophilus e L. bulgaricus, ou outras bactérias com metabolismo mutuamente complementar, fermentam o iogurte1. O iogurte natural tem um sabor delicado de nozes e uma textura gelatinosa suave e viscosa2. As bactérias do ácido lático fermentam a lactose, produzindo ácido lático, dióxido de carbono, ácido acético, diacetil, acetaldeído e uma variedade de outros compostos que dão ao iogurte seu sabor distinto3. Hamdan et al.4 descobriram que uma mistura 1:1 de L. bulgaricus e S. Thermophilus produzia alto teor de acetaldeído no leite. No entanto, a produção de iogurte seguro e de alta qualidade requer um processamento meticuloso. Na realidade, mesmo uma pequena quantidade de contaminação pode degradar a qualidade do iogurte e ter sérias consequências para a saúde dos consumidores.

O Paquistão produz mais de 59,666 milhões de toneladas de leite anualmente, ocupando o terceiro lugar no mundo depois da Índia e dos Estados Unidos5, com a maior parte dos produtores sendo pequenos agricultores (> 80%). Infelizmente, apenas 5% desse leite é processado, sendo o restante manuseado por leiteiros que frequentemente não são higiênicos e apresentam problemas de saúde significativos. Devido à falta de instalações de processamento, 15 a 19% do leite total produzido no país é desperdiçado, enquanto o restante é manuseado incorretamente6. Não apenas no subcontinente Indo-Pak, o iogurte é um produto lácteo popular, mas também em todo o mundo, ou seja, a produção de iogurte aumentou 8,3 × 106 toneladas durante o período de 1990 a 2015 nos Estados Unidos7. No Paquistão, o iogurte representa mais de 70% de todos os produtos lácteos fermentados8, embora a fermentação do leite receba menos atenção para melhorar a vida útil, o aroma e o conteúdo nutricional. A Tabela 1 lista os principais países produtores de leite5 e iogurte9.

Infelizmente, vários adulterantes químicos e microbiológicos degradam a qualidade do leite ao longo do processamento e ao longo da cadeia de abastecimento10,11,12,13,14. Nos países em desenvolvimento, os sistemas de produção e distribuição de leite ainda são muito tradicionais e dominados principalmente pelo setor privado informal, que consiste em vários agentes, como produtores, coletores, intermediários, processadores, comerciantes e laticínios, cada um dos quais desempenha um papel especializado num ponto específico da cadeia de abastecimento15. Praticamente, em todas as etapas do processo de marketing, quase não há testes16. A maioria dos laticínios em áreas urbanas está exposta a poeira e insetos, e apenas um punhado deles está equipado com refrigeração. Os contêineres de transporte não são higiênicos e a adulteração do leite é uma grande preocupação na cadeia de abastecimento de leite periurbano. No entanto, devido a clientes preocupados com o preço no país, a demanda por leite cru e seus derivados, como iogurte, é maior do que por leite processado e seus derivados17. Devido ao consumo generalizado de leite e derivados, essas commodities são possíveis alvos de adulteração, com ganho financeiro para produtores sem escrúpulos18.