BR112020026346A2

BR112020026346A2 - Método para fazer uma composição láctea e composição láctea

Info

Publication number: BR112020026346A2
Application number: BR112020026346-0A
Authority: BR
Inventors: Shakeel Ur Rehman; Timothy P Doelman; Michael J. McCloskey; Keely O'brien
Original assignee: Fairlife, Llc
Priority date: 2018-07-03
Filing date: 2019-06-20
Publication date: 2021-03-30
Also published as: CN112423596A; CN112423596B; US20210267227A1; EP3817566A1; AU2019298962A1; CA3104282A1; MX2020013975A; US11771103B2; WO2020009804A1

Abstract

são divulgados métodos para preparar composições lácteas usando uma etapa de ultrafiltração, uma etapa de nanofiltração e uma etapa de osmose direta.

Description

“MÉTODO PARA FAZER UMA COMPOSIÇÃO LÁCTEA E COMPOSIÇÃO LÁCTEA” REFERÊNCIA AO PEDIDO RELACIONADO

[001] Este pedido foi depositado em 20 de junho de 2019 como um pedido de patente internacional PCT e reivindica a prioridade do Pedido de Patente Provisório dos EUA n° 62/693,480, depositado em 3 de julho de 2018, cuja divulgação é incorporada neste documento por referência em sua totalidade.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] A presente invenção se refere geralmente à separação de um produto lácteo em proteínas, gorduras, carboidratos e componentes minerais usando combinações de técnicas de ultrafiltração, nanofiltração e osmose direta.

Também englobam as composições lácteas produzidas pela mistura dos componentes do leite em várias combinações e proporções.

[003] Os processos de filtração por membrana são tecnologias não térmicas de fracionamento e concentração de fluidos. Quando um fluido passa por uma membrana semipermeável sob pressão, os componentes que ficam retidos na superfície das membranas são chamados de retentados ou concentrados, enquanto os materiais que passam pela membrana são chamados coletivamente de permeado. As tecnologias de membrana geralmente não envolvem calor ou produtos químicos para fracionamento ou concentração e, portanto, não afetam adversamente as propriedades do fluido, o que é benéfico para o leite e seus componentes. Quando fluidos como o leite são fracionados por essas tecnologias de membrana, normalmente as proteínas não são desnaturadas, as enzimas não são inativadas, as vitaminas não são destruídas e não ocorrem reações entre proteínas e açúcares.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DA INVENÇÃO

[004] Este resumo é fornecido para apresentar uma seleção de conceitos de uma forma simplificada que são descritos aqui. Este resumo não se destina a identificar características necessárias ou essenciais da matéria objeto reivindicada. Este resumo não se destina a ser usado para limitar o escopo da matéria objeto reivindicada.

[005] Consistente com formas de realização desta invenção, um método para produzir uma composição láctea é divulgado. Este método pode compreender (i) ultrafiltrar um produto lácteo para produzir uma fração de permeado de UF e uma fração de retentado de UF, (ii) nanofiltrar a fração de permeado de UF para produzir uma fração de permeado de NF e uma fração de retentado de NF, (iii) submeter a fração de permeado de NF a uma etapa de osmose direta para produzir um concentrado mineral, e (iv) combinar pelo menos dois da fração de retentado de UF, o concentrado mineral, água e uma fração rica em gordura para formar a composição láctea. Opcionalmente, na etapa (iii), a água pode ser removida da fração de permeado de NF na etapa de osmose direta para formar uma solução de extração diluída.

[006] Em uma forma de realização, a etapa de combinação pode compreender a combinação de pelo menos a fração de retentado de UF e o concentrado mineral, enquanto em outra forma de realização, a etapa de combinação pode compreender a combinação de pelo menos a fração rica em gordura, a fração de retentado de UF e o concentrado mineral. Nestas e em outras formas de realização, a água também pode ser adicionada na etapa de combinação para formar a composição láctea.

[007] Vantajosamente, e inesperadamente, a etapa de osmose direta pode produzir a partir da fração de permeado de NF, em baixas temperaturas e pressões de operação, um concentrado mineral com teores de minerais e sólidos muito elevados, em alguns casos uma ordem de magnitude maior do que o que pode ser alcançado usando as técnicas tradicionais de osmose reversa.

[008] Tanto o resumo anterior quanto a descrição detalhada a seguir fornecem exemplos e são apenas explicativos. Consequentemente, o resumo anterior e a descrição detalhada a seguir não devem ser considerados restritivos. Além disso, características ou variações podem ser fornecidas além daquelas aqui estabelecidos. Por exemplo, certas formas de realização podem ser direcionadas a várias combinações de características e subcombinações descritas na descrição detalhada.

BREVE DESCRIÇÃO DA FIGURA

[009] A Figura 1 apresenta um diagrama de fluxo esquemático de um processo de separações consistente com formas de realização desta invenção, que utiliza osmose direta.

DEFINIÇÕES

[0010] Para definir mais claramente os termos usados neste documento, as seguintes definições são fornecidas. Salvo indicação em contrário, as seguintes definições são aplicáveis a esta divulgação. Se um termo for usado nesta divulgação, mas não for especificamente definido aqui, a definição do Compêndio de Terminologia Química da IUPAC, 2ª Ed (1997), pode ser aplicada, desde que essa definição não entre em conflito com qualquer outra divulgação ou definição aplicada neste documento, ou tornar indefinida ou não habilitada qualquer reivindicação à qual essa definição possa ser aplicada. Na medida em que qualquer definição ou uso fornecido por qualquer documento incorporado neste documento por referência entre em conflito com a definição ou uso fornecido neste documento, a definição ou uso fornecido neste documento controla.

[0011] Aqui, as características da matéria objeto são descritas de tal modo que, dentro de aspectos e/ ou formas de realização particulares, uma combinação de diferentes características pode ser prevista. Para cada aspecto e/ ou forma de realização e/ ou característica divulgado neste documento, todas as combinações que não afetam prejudicialmente os designs, composições, processos e/ ou métodos descritos neste documento são contempladas com ou sem descrição explícita da combinação particular. Além disso, a menos que explicitamente citado de outra forma, qualquer aspecto e/ ou forma de realização e/ ou característica divulgado neste documento podem ser combinados para descrever designs, composições, processos e/ ou métodos inventivos consistentes com a presente invenção.

[0012] Nesta divulgação, embora as composições e métodos sejam frequentemente descritos em termos de “compreendendo” vários componentes ou etapas, as composições e métodos também podem “consistir essencialmente em” ou “consistir em” vários componentes ou etapas, a menos que indicado de outra forma. Por exemplo, uma composição láctea consistente com as formas de realização da presente invenção pode compreender; alternativamente, pode consistir essencialmente em; ou alternativamente, pode consistir em; uma fração rica em gordura, uma fração de retentado de UF, água e um concentrado mineral.

[0013] Os termos “um”, “uma” e “o/ a” destinam-se a incluir alternativas plurais, por exemplo, pelo menos um, a menos que especificado de outra forma. Por exemplo, a divulgação de “um ingrediente” e “uma fração de leite adicional” pretende abranger um, ou misturas ou combinações de mais de um ingrediente e fração de leite adicional, a menos que especificado de outra forma.

[0014] Nos métodos divulgados, o termo “combinação” abrange o contato ou adição de componentes em qualquer ordem, de qualquer maneira e por qualquer período de tempo, a menos que especificado de outra forma. Por exemplo, os componentes podem ser combinados por blend ou mistura.

[0015] A “fração de lactose” se destina a abranger uma fração de componente do leite que é rica em lactose ou quaisquer derivados da mesma,

por exemplo, hidrolisada, não hidrolisada, epimerizada, isomerizada ou convertida em oligossacarídeos, como seria reconhecido por um técnico no assunto. Além disso, a menos que indicado de outra forma, este termo também se destina a abranger glicose/ galactose, tal como pode ser produzida pelo tratamento de lactose com enzima lactase.

[0016] Embora quaisquer métodos e materiais semelhantes ou equivalentes àqueles descritos neste documento possam ser usados na prática ou teste da invenção, os métodos e materiais típicos são descritos neste documento.

[0017] Várias faixas numéricas são divulgadas aqui. Quando uma faixa de qualquer tipo é divulgada ou reivindicada neste documento, a intenção é divulgar ou reivindicar individualmente cada número possível que tal faixa poderia razoavelmente abranger, incluindo pontos finais da faixa, bem como quaisquer subfaixas e combinações de subfaixas englobadas nela, a menos que especificado de outra forma. Como um exemplo representativo, o presente pedido divulga que uma fração de retentado de UF pode ter, em certas formas de realização, de cerca de 9 a cerca de 15% em peso de proteína. Por meio de uma divulgação de que o teor de proteína da fração de retentado de UF pode estar em uma faixa de cerca de 9 a cerca de 15% em peso, a intenção é recitar que o teor de proteína pode ser qualquer quantidade dentro da faixa e, por exemplo, pode ser igual a cerca de 9, cerca de 10, cerca de 11, cerca de 12, cerca de 13, cerca de 14 ou cerca de 15% em peso. Além disso, a fração de retentado de UF pode conter uma quantidade de proteína dentro de qualquer faixa de cerca de 9 a cerca de 15% em peso (por exemplo, de cerca de 10 a cerca de 14% em peso), e isso também inclui qualquer combinação de faixas entre cerca de 9 e cerca de 15% em peso. Além disso, em todos os casos, onde “cerca de” um determinado valor é divulgado, então esse valor em si é divulgado.

Assim, a divulgação de um teor de proteína de cerca de 9 a cerca de 15% em peso também divulga um teor de proteína de 9 a 15% em peso (por exemplo, de 10 a 14% em peso), e isso também inclui qualquer combinação de faixas entre 9 e 15% em peso. Da mesma forma, todas as outras faixas divulgadas neste documento devem ser interpretadas de maneira semelhante a este exemplo.

[0018] O termo “cerca de” significa que as quantidades, tamanhos, formulações, parâmetros e outras quantidades e características não são e não precisam ser exatas, mas podem ser aproximadas, incluindo ser maior ou menor, conforme desejado, refletindo tolerâncias, fatores de conversão, arredondamento, erros de medição e semelhantes e outros fatores conhecidos dos técnicos no assunto. Em geral, uma quantidade, tamanho, formulação, parâmetro ou outra quantidade ou característica é “cerca de” ou “aproximada”, seja ou não expressamente declarado como tal. O termo “cerca de” também abrange quantidades que diferem devido a diferentes condições de equilíbrio para uma composição resultante de uma mistura inicial particular. Modificadas ou não pelo termo “cerca de”, as reivindicações incluem equivalentes às quantidades. O termo “cerca de” pode significar dentro de 10% do valor numérico relatado, preferencialmente dentro de 5% do valor numérico relatado.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0019] Métodos para fazer composições lácteas são divulgados e descritos aqui. Esses métodos podem utilizar ultrafiltração, nanofiltração e osmose direta. Especificamente, nestes métodos, o permeado de nanofiltração (permeado de NF) pode ser submetido a uma etapa de osmose direta para produzir um concentrado mineral.

[0020] De acordo com as formas de realização desta invenção, os métodos para fazer uma composição láctea podem compreender (ou consistir essencialmente em, ou consistir em) (i) ultrafiltrar um produto lácteo para produzir uma fração de permeado de UF e uma fração de retentado de UF, (ii) nanofiltrar a fração de permeado de UF para produzir uma fração de permeado de NF e uma fração de retentado de NF, (iii) submeter a fração de permeado de NF a uma etapa de osmose direta para produzir um concentrado de mineral e (iv) combinar pelo menos dois da fração de retentado de UF, o mineral concentrado, água e uma fração rica em gordura para formar a composição láctea. Em algumas formas de realização, a etapa de combinação pode compreender combinar pelo menos a fração de retentado de UF e o concentrado mineral, enquanto em outras formas de realização, a etapa de combinação pode compreender a combinação de pelo menos a fração rica em gordura, a fração de retentado de UF e o concentrado mineral. Água também pode ser adicionada na etapa de combinação para formar a composição láctea, portanto, a etapa de combinação pode compreender a combinação da fração de retentado de UF, água e o concentrado mineral. Alternativamente, a etapa de combinação pode compreender combinar a fração rica em gordura, a fração de retentado de UF, água e o concentrado mineral.

[0021] Geralmente, as características desses métodos (por exemplo, as características do produto lácteo, da etapa de ultrafiltração e da fração de permeado de UF e da fração de retentado de UF resultante, da etapa de nanofiltração e da fração de permeado de NF e da fração de retentado de NF, da etapa de osmose direta e do concentrado mineral resultante e dos componentes que são combinados para formar a composição láctea, entre outros) são independentemente descritos neste documento e essas características podem ser combinadas em qualquer combinação para descrever melhor os métodos divulgados. Além disso, outras etapas do processo podem ser realizadas antes, durante e/ ou após qualquer uma das etapas listadas nos métodos divulgados, a menos que indicado de outra forma. Além disso, quaisquer composições lácteas (por exemplo, produtos lácteos acabados, prontos para consumo) produzidas de acordo com qualquer um dos métodos divulgados estão dentro do escopo desta divulgação e são aqui abrangidas.

[0022] As tecnologias de filtração (por exemplo, ultrafiltração, nanofiltração, osmose direta, etc.) podem separar ou concentrar componentes em misturas – como leite – passando a mistura através de um sistema de membrana (ou barreira seletiva) sob condições adequadas (por exemplo, pressão). A concentração/ separação pode ser, portanto, baseada no tamanho molecular. O fluxo retido pela membrana é denominado retentado (ou concentrado).

[0023] O produto lácteo na etapa (i) pode compreender (ou consistir essencialmente em, ou consistir em) leite desnatado ou, alternativamente, leite integral. Em algumas formas de realização, o método pode compreender ainda uma etapa de separação (por exemplo, separação centrífuga) de um leite cru ou leite fresco (leite integral) no produto lácteo (também referido como leite desnatado) e uma fração rica em gordura (também referida como creme ou manteiga). O leite cru ou fresco (leite integral) pode ser leite de vaca, que contém aproximadamente 87% em peso de água, 3 a 4% em peso de proteína, 4 a 5% em peso carboidratos/ lactose, 3 a 4% em peso de gordura e 0,3 a 0,8% em peso minerais. Quando o produto de leite fresco ou cru é separado no produto de leite desnatado e na fração rica em gordura, a fração rica em gordura normalmente contém altos níveis de gordura (por exemplo, 20 a 50% em peso de gordura ou 30 a 50% em peso gordura) e sólidos (por exemplo, 30 a 60% em peso, ou 40 a 55% em peso), e muitas vezes contém aproximadamente 1,5 a 4% em peso de proteína, 2 a 5% em peso de lactose e 0,2 a 0,9% em peso minerais, embora sem limitação.

[0024] Na etapa (i), a ultrafiltração do produto lácteo pode ser realizada usando membranas de ultrafiltração com tamanhos de poros que normalmente estão na faixa de 1 a 100 nm, ou na faixa de 10 a 100 nm. Na indústria de laticínios, as membranas de ultrafiltração geralmente são identificadas com base no peso molecular de corte (MWCO), ao invés do tamanho dos poros. O peso molecular de corte para membranas de ultrafiltração pode variar de 1000 a 100.000 Daltons, ou de 10.000 a 100.000 Daltons. Por exemplo, o produto lácteo pode ser ultrafiltrado usando um sistema de membrana polimérica (membranas cerâmicas também podem ser empregadas).

O sistema de membrana polimérica (ou sistema de membrana de cerâmica) pode ser configurado com tamanhos de poros de modo que os materiais com pesos moleculares maiores do que cerca de 1.000 Daltons, maiores do que cerca de 5.000 Daltons, ou maiores do que cerca de 10.000 Daltons, são retidos, enquanto as espécies de baixo peso molecular atravessam. Por exemplo, sistemas de membrana de UF com um peso molecular de corte de 10.000 Daltons podem ser usados na indústria de laticínios para separar e concentrar proteínas do leite. Em algumas formas de realização, a etapa de ultrafiltração utiliza um sistema de membrana com tamanhos de poros em uma faixa de cerca de 10 a cerca de 100 nm e pressões de operação tipicamente na faixa de 15 a 150 psig ou na faixa de 45 a 150 psig. Embora não seja limitado a isso, a etapa de ultrafiltração muitas vezes pode ser realizada a uma temperatura em uma faixa de cerca de 5 a cerca de 50 °C.

[0025] Na etapa (ii), a fração de permeado de UF pode ser submetida a uma etapa de nanofiltração para produzir uma fração de permeado de NF e uma fração de retentado de NF. A nanofiltração na indústria de laticínios normalmente usa elementos de membrana que retêm partículas com pesos moleculares acima de aproximadamente 100 a 300 Da. A nanofiltração é um processo acionado por pressão no qual o líquido é forçado através de uma membrana sob pressão e os materiais com peso molecular maior do que o limite especificado são retidos, enquanto partículas menores passam pelos poros da membrana. Para separar geralmente a lactose dos minerais em uma corrente de permeado de UF, um tamanho de poro pode ser selecionado para retenção máxima de lactose. Assim como a ultrafiltração, a nanofiltração pode realizar simultaneamente a concentração e a separação.

[0026] A nanofiltração da fração de permeado de UF pode ser realizada usando membranas de nanofiltração com tamanhos de poros que normalmente estão na faixa de 0,001 a 0,01 mícron, por exemplo, tamanhos de poro em uma faixa de cerca de 0,001 a cerca de 0,008 µm. Em algumas formas de realização, a etapa de nanofiltração utiliza um sistema de membrana com tamanhos de poros em uma faixa de 0,001 a cerca de 0,01 µm, com pressões de operação tipicamente na faixa de 150 a 450 psig e temperaturas de operação variando de cerca de 10 a cerca de 60 °C (ou de cerca de 15 a cerca de 45 °C), embora não esteja limitado às mesmas.

[0027] Na etapa (iii), a fração de permeado de NF pode ser submetida a uma etapa de osmose direta para produzir um concentrado mineral.

Além disso, a água pode ser removida da fração de permeado de NF na etapa de osmose direta para formar uma solução de extração diluída. A osmose direta é normalmente realizada em pressões muito mais baixas (e usa menos energia) do que a osmose reversa padrão e utiliza um sistema de membrana semipermeável com tamanhos de poros, de modo que a água passa, enquanto outros materiais (por exemplo, proteínas, gorduras, lactose ou outros açúcares e minerais) não. As pressões operacionais são tipicamente menores que cerca de ou iguais a cerca de 50 psig, menores que ou iguais a cerca de 30 psig, ou menores ou iguais a cerca de 5 psig. Faixas ilustrativas e não limitativas para a pressão operacional da etapa de osmose direta incluem de cerca de 0 psig (pressão atmosférica) a cerca de 50 psig, de cerca de 0 psig a cerca de 10 psig, de cerca de 1 psig a cerca de 50 psig, de cerca de 1 psig a cerca de 30 psig, de cerca de 1 psig a cerca de 10 psig, de cerca de 10 psig a cerca de 30 psig, de cerca de 15 a cerca de 25 psig e semelhantes.

[0028] Embora não seja limitado a isso, a etapa de osmose direta pode ser realizada a uma temperatura em uma faixa de cerca de 2 a cerca de

50 °C; alternativamente, de cerca de 2 a cerca de 15 °C; alternativamente, de cerca de 5 a cerca de 50 °C; alternativamente, de cerca de 5 a cerca de 25 °C; ou alternativamente, de cerca de 5 a cerca de 15 °C. Também não estando limitado a isso, os sistemas de membrana de osmose direta têm um peso molecular de corte de muito menos do que 100 Da e, portanto, outros componentes além da água podem ser concentrados no processo de osmose direta (por exemplo, minerais). Geralmente, a osmose direta compreende um sistema de membrana com tamanhos de poros menores ou iguais a cerca de 0,001 µm.

[0029] Em comparação com a osmose reversa, a etapa de osmose direta consistente com as formas de realização desta invenção pode atingir eficientemente um maior teor de sólidos e maior teor de minerais. Além disso, há menos incrustação durante a osmose direta, em comparação com a osmose reversa, e a incrustação pode ser removida facilmente, resultando em custos mais baixos e menos tempo de inatividade para limpeza e substituição da membrana. Além disso, os sistemas de osmose direta geralmente são menores em tamanho e pegada do que os sistemas de osmose reversa, portanto, é possível fazer o retrofit em espaços pequenos ou congestionados.

[0030] Qualquer solução de extração adequada que tenha uma concentração mais alta de solutos ou íons do que a solução da qual a água deve ser retirada através de uma membrana semipermeável pode ser usada para a etapa de osmose direta. Geralmente, uma solução contendo uma alta concentração de íons monovalentes pode ser usada, como sódio, potássio, cloreto e semelhantes, bem como combinações dos mesmos. Adicionalmente ou alternativamente, a solução de extração pode conter uma alta concentração de qualquer açúcar adequado, exemplos representativos dos quais podem incluir sacarose, glicose, galactose, lactose, frutose, maltose e semelhantes, bem como combinações dos mesmos. Adicionalmente ou alternativamente, a solução de extração pode conter uma alta concentração de minerais do leite, e a solução concentrada de minerais pode ser derivada de qualquer fonte adequada. A diferença de concentração entre uma corrente de alimentação (por exemplo, o permeado de NF) e a solução de extração é usada para remover a água da corrente de alimentação. Geralmente, a osmose direta remove a água de uma solução de concentração mais baixa (lado de alimentação) para uma solução de concentração mais alta (solução de extração) por pressão osmótica, quando há uma membrana semipermeável ou barreira (por exemplo, uma membrana polimérica) entre as duas soluções. Assim, minerais e outros componentes não aquosos da corrente de alimentação (por exemplo, o permeado de NF) são concentrados na osmose direta, resultando no concentrado mineral aqui descrito.

[0031] O concentrado mineral, após a etapa de osmose direta, pode conter menos do que ou igual a cerca de 2% em peso de lactose, ou menos ou igual a cerca de 1,5% em peso de lactose e, frequentemente, pelo menos cerca de 0,25% em peso de lactose, ou pelo menos cerca de 0,5% em peso de lactose, mas não se limita a estes. Exemplos não limitativos do teor de proteína do concentrado mineral incluem de cerca de 0,1 a cerca de 3% em peso de proteína, de cerca de 0,2 a cerca de 2% em peso de proteína, de cerca de 0,2 a cerca de 1% em peso proteína e semelhantes.

[0032] O teor mineral do concentrado mineral, surpreendentemente, pode ser muito alto e, normalmente, fica na faixa de cerca de 1% em peso de minerais a cerca de 30% em peso minerais. Por exemplo, o concentrado mineral pode conter de cerca de 1,5 a cerca de 20% em peso de minerais em uma forma de realização, de cerca de 1,5 a cerca de 9% em peso de minerais em outra forma de realização, de cerca de 2 a cerca de 8% em peso de minerais em ainda outra forma de realização, e de cerca de 5 a cerca de 15% em peso de minerais em ainda outra forma de realização. Conforme divulgado neste documento, os teores de minerais são quantificados pelo teste de cinzas.

[0033] Da mesma forma, o teor de sólidos do concentrado mineral, surpreendentemente, pode ser muito alto e, normalmente, cai na faixa de cerca de 1% em peso de sólidos a cerca de 35% em peso de sólidos. Em uma forma de realização, por exemplo, o concentrado mineral pode conter de cerca de 1,5 a cerca de 25% em peso de sólidos, de cerca de 1,5 a cerca de 10% em peso de sólidos em outra forma de realização, de cerca de 3 a cerca de 10% em peso de sólidos em ainda outra forma de realização, e de cerca de 5 a cerca de 15% em peso de sólidos em ainda outra forma de realização.

[0034] Inesperadamente, a etapa de osmose direta divulgada neste documento é uma técnica muito eficaz para aumentar o teor de minerais e de sólidos da corrente de alimentação de entrada, neste caso, a fração de permeado de NF. Fatores de concentração de pelo menos cerca de 3, pelo menos cerca de 5, pelo menos cerca de 10, pelo menos cerca de 15 e pelo menos cerca de 20, podem ser alcançados por meio da etapa de osmose direta aqui divulgada e, muitas vezes, o fator de concentração pode ser tanto como 40, 50 ou 75 em formas de realização particulares. Esses fatores de concentração são aplicáveis a uma % em peso de sólidos com base, bem como % em peso à base de minerais. Por exemplo, submeter uma fração de permeado de NF com 0,1% em peso de minerais e 0,15% em peso de sólidos para a osmose direta, resultando em um concentrado mineral com 1,6% em peso de minerais e 3% em peso de sólidos, se traduziria em um fator de concentração de 16 com base em minerais e um fator de concentração de 20 com base em sólidos. Faixas representativas e não limitativas para o fator de concentração aqui abrangido incluem de cerca de 3 a cerca de 100, de cerca de 5 a cerca de 100, de cerca de 10 a cerca de 75, de cerca de 10 a cerca de 50, de cerca de 15 a cerca de 50, e semelhantes, e esses fatores de concentração são aplicáveis a uma % em peso à base de sólidos, bem como % em peso à base de minerais.

[0035] Beneficamente, o concentrado mineral (após osmose direta nos métodos aqui divulgados) pode ter uma % em peso de teor de sólidos (ou % em peso de teor de minerais) que é – inesperadamente – significativamente maior do que o de uma % em peso de teor de sólidos (ou uma % em peso de teor de minerais) de uma fração de retentado de osmose reversa (fração de retentado de OR) obtida submetendo uma fração de permeado de NF, de outra forma, equivalente a uma etapa de osmose reversa. Assim, a substituição de uma etapa de osmose reversa por uma etapa de osmose direta resulta em uma corrente de retentado com quantidades muito maiores de minerais e sólidos. Por exemplo, a % em peso de teor de sólidos (ou % em peso de teor de minerais) do concentrado de mineral pode ser 2 vezes, 3 vezes, 4 vezes ou 5 vezes maior do que (e muitas vezes pode variar até 10 a 15 vezes, ou 15 a 20 vezes, ou mais, maior que) a % em peso correspondente de teor de sólidos (ou % em peso de teor de minerais) de uma fração de retentado de OR obtida submetendo uma fração de permeado de NF, de outra forma, equivalente a uma etapa de osmose reversa.

[0036] Opcionalmente, a solução de extração diluída resultante da osmose direta pode ser submetida a uma etapa de remoção de pelo menos uma porção de água da solução de extração diluída para formar uma solução de extração. A solução de extração pode ser reutilizada na etapa de osmose direta.

Em uma forma de realização, a remoção de pelo menos uma porção de água da solução de extração diluída pode compreender submeter a solução de extração diluída a osmose reversa. Osmose reversa é um processo de filtração fina ou processo de concentração no qual substancialmente todos os componentes são retidos (retentado), exceto água, que passa através da membrana de osmose reversa. Frequentemente, os sistemas de membrana de osmose reversa têm um peso molecular de corte de muito menos do que 100 Da e, portanto, outros componentes além da água são concentrados no processo de osmose reversa

(por exemplo, minerais). Geralmente, a osmose reversa compreende um sistema de membrana com tamanhos de poros menores ou iguais a cerca de 0,001 µm.

As pressões operacionais normalmente estão na faixa de 450 a 1500 psig ou 450 a 600 psig. As temperaturas que variam de cerca de 5 a cerca de 45 °C, ou de cerca de 15 a cerca de 45 °C, muitas vezes podem ser usadas.

[0037] Alternativamente, remover pelo menos uma porção de água da solução de extração diluída pode compreender submeter a solução de extração diluída à evaporação. Embora não se limitem a isso, temperaturas superiores a 100 °C costumam ser empregadas, bem como pressões subatmosféricas. Tanto evaporação ou osmose reversa, a fração de água resultante é substancialmente livre de todos os componentes do leite e componentes de solução de extração (a partir de osmose direta). Assim, a fração de água pode ser substancialmente toda água, por exemplo, pelo menos cerca de 99% em peso de água, pelo menos cerca de 99,5% em peso de água, ou pelo menos cerca de 99,8% em peso água.

[0038] A etapa (iv) do método de preparação de uma composição láctea compreende combinar pelo menos duas das frações de retentado de UF, o concentrado mineral, água e uma fração rica em gordura para formar a composição láctea. Quaisquer combinações destes componentes podem ser misturadas ou combinadas, em quaisquer proporções relativas adequadas, para formar a composição láctea. Além disso, um ingrediente e/ ou uma fração de leite adicional também pode ser adicionado na etapa de combinação.

Adicionalmente ou alternativamente, um ingrediente e/ ou uma fração de leite adicional pode ser adicionado à composição láctea após a etapa de combinação.

Exemplos não limitativos de ingredientes adequados podem incluir um açúcar/ adoçante, um aromatizante, um conservante (por exemplo, para evitar o crescimento de fermento ou mofo), um estabilizador, um emulsificante, uma substância prebiótica, uma bactéria probiótica especial, uma vitamina, um mineral, um ácido graxo ômega 3, um fitoesterol, um antioxidante ou um corante e semelhantes, bem como qualquer mistura ou combinação dos mesmos.

[0039] A fração de leite adicional pode ser uma “fração rica em componentes”, que se destina a abranger qualquer fração contendo pelo menos 15% a mais de um componente do leite (proteína, lactose/ açúcar, gordura, minerais) do que aquele encontrado no leite de vaca. Por exemplo, uma fração rica em lactose muitas vezes pode conter de cerca de 6 a cerca de 20% em peso de açúcar (ou seja, em qualquer forma, como lactose, glicose, galactose, etc.), de cerca de 6 a cerca de 18% em peso de açúcar, ou de cerca de 7 a cerca de 16% em peso de açúcar. Uma fração rica em minerais pode conter de cerca de 1 a cerca de 20% em peso de minerais, de cerca de 1 a cerca de 10% em peso de minerais, ou de cerca de 1,5 a cerca de 8% em peso minerais. Uma fração rica em gordura frequentemente pode conter de cerca de 8 a cerca de 50% em peso de gordura, de cerca de 20 a cerca de 50% em peso de gordura, ou de cerca de 30 a cerca de 45% em peso gordura.

[0040] Estas frações de leite ricas em componentes podem ser produzidas como aqui descrito ou por qualquer técnica conhecida pelos técnicos no assunto, tal como por processos de filtração por membrana divulgados nas Patentes US Nos. 7,169,428, 9,510,606 e 9,538,770, que são incorporadas aqui por referência em sua totalidade. Adicionalmente ou alternativamente, a fração de leite rica em componentes (ou frações de leite) pode ser produzida por um processo que compreende a mistura de água e um ingrediente em pó (por exemplo, proteína em pó, lactose em pó, mineral em pó, etc.).

[0041] Qualquer recipiente e condições adequados podem ser usados para qualquer etapa de combinação divulgada neste documento, e tal etapa pode ser realizada em lotes ou continuamente. Como exemplo, os componentes podem ser combinados em um recipiente adequado (por exemplo, um tanque, um silo, etc.) sob pressão atmosférica, opcionalmente com agitação ou mistura e, opcionalmente, com um ingrediente (ou ingredientes) e/ ou uma fração adicional de leite (ou frações de leite), para formar um lote da composição láctea acabada. Como outro exemplo, os componentes podem ser combinados continuamente em um tubo ou outro recipiente adequado sob leve pressão (por exemplo, 5 a 50 psig), opcionalmente misturados com ingredientes e/ ou frações de leite adicionais, e a composição láctea acabada pode ser transferida para um tanque de armazenamento ou em recipientes para distribuição e venda no varejo. Os sistemas representativos que podem ser usados para esta combinação, mistura e/ ou embalagem contínua podem incluir sistemas de tetra aldose e sistemas de tetra flexidose. Outros métodos, sistemas e aparelhos apropriados para combinar os componentes e outros ingredientes e/ ou frações do leite são facilmente evidentes a partir desta divulgação.

[0042] Em uma forma de realização, por exemplo, a etapa (iv) pode compreender a combinação, no mínimo, da fração de retentado de UF e do concentrado mineral, enquanto em outra forma de realização, a etapa (iv) pode compreender a combinação, no mínimo, da fração rica em gordura, da fração de retentado de UF e do concentrado mineral. A enzima lactase pode ser adicionada a qualquer componente ou todos os componentes antes da etapa de combinação, ou a enzima lactase pode ser adicionada à composição láctea resultante. Conforme descrito neste documento, esses componentes podem ser combinados em quaisquer proporções adequadas e, opcionalmente, qualquer ingrediente adequado e/ ou fração de leite adicional pode ser adicionado na etapa (iv) para formar a composição láctea. Adicionalmente ou alternativamente, qualquer ingrediente adequado e/ ou fração de leite adicional pode ser adicionado à composição láctea após a etapa de combinação.

[0043] Consistente com as formas de realização desta invenção, a fração de retentado de UF pode ser tratada com a enzima lactase antes da etapa de combinação, se desejado. Da mesma forma, se desejado, o concentrado mineral pode ser tratado com a enzima lactase antes da etapa de combinação.

Adicionalmente ou alternativamente, a enzima lactase pode ser adicionada durante a etapa (iv), ou a composição láctea - após a etapa (iv) - pode ser tratada com enzima lactase. Nessas circunstâncias, o teor de lactose pode ser reduzido para menos de cerca de 1% em peso, menos do que cerca de 0,5% em peso, menos do que cerca de 0,2% em peso, ou menos do que cerca de 0,1% em peso.

[0044] Opcionalmente, os métodos descritos neste documento podem compreender ainda uma etapa de microfiltração do produto lácteo (por exemplo, leite desnatado) antes da etapa de ultrafiltração, resultando em uma fração de permeado de MF e uma fração de retentado de MF. Em tais casos, a etapa (i) pode compreender a ultrafiltração da fração de permeado de MF para produzir uma fração de permeado de UF e uma fração de retentado de UF. A microfiltração pode ser realizada usando membranas de microfiltração com tamanhos de poros relativamente grandes que normalmente estão na faixa de 0,1 a 10 mícrons, por exemplo, tamanhos de poros em uma faixa de cerca de 0,2 a cerca de 2 µm, ou de cerca de 0,1 a cerca de 0,2 µm. Em algumas formas de realização, a etapa de microfiltração utiliza um sistema de membrana com tamanhos de poros em uma faixa de cerca de 0,1 a cerca de 0,2 µm, com pressões operacionais tipicamente menores que cerca de 75 psig (por exemplo, 10 a 15 psig) e temperaturas operacionais que variam de cerca de 5 a cerca de 60 °C (ou de cerca de 35 a cerca de 55 °C), embora não esteja limitado às mesmas.

[0045] Frequentemente, as membranas de microfiltração podem ser usadas na indústria de laticínios para remover bactérias, esporos bacterianos, células somáticas e outros materiais suspensos estranhos do leite fluido e, portanto, melhorar a qualidade e o prazo de validade do produto lácteo resultante. Membranas de microfiltração podem ser usadas para separar a gordura do queijo ou soro do queijo e para separar a gordura do leite dos fluidos dos leites, como uma alternativa à separação centrífuga. Os sistemas de microfiltração também podem ser usados para separar as proteínas da caseína do leite das proteínas do soro do leite. Os elementos da membrana de MF podem ser feitos de polissulfonas (poliméricas) ou de cerâmica.

[0046] O teor de proteína da fração de retentado de UF, muitas vezes, pode ser de pelo menos cerca de 5% em peso, pelo menos cerca de 6% em peso, pelo menos cerca de 7% em peso, pelo menos cerca de 8% em peso, ou pelo menos cerca de 9% em peso proteína. Faixas ilustrativas e não limitativas para o teor de proteína do retentado de UF podem incluir de cerca de 5 a cerca de 20% em peso de proteína, de cerca de 6 a cerca de 18% em peso de proteína, ou de cerca de 9 a cerca de 15% em peso proteína.

[0047] Da mesma forma, embora não seja limitado a isso, o teor de lactose da fração de permeado de UF e/ ou da fração de retentado de UF geralmente pode ser menor ou igual a cerca de 7% em peso, ou menor ou igual a cerca de 6% em peso, mas maior ou igual a cerca de 3% em peso, ou maior ou igual a cerca de 3,5% em peso.

[0048] O teor de lactose da fração de retentado de NF pode ser de pelo menos cerca de 6% em peso, pelo menos cerca de 7% em peso, pelo menos cerca de 8% em peso, pelo menos cerca de 9% em peso, ou pelo menos cerca de 10% em peso de lactose, mas não se limita a estes. Intervalos ilustrativos e não limitativos para o teor de lactose da fração de retentado de NF podem incluir de cerca de 6 a cerca de 20% em peso, de cerca de 6 a cerca de 18% em peso, de cerca de 7 a cerca de 16% em peso, de cerca de 8 a cerca de 18% em peso, ou de cerca de 10 a cerca de 16% em peso de lactose. A fração de retentado de NF normalmente contém quantidades mínimas de proteína, normalmente menos do que cerca de 1% em peso, menos do que cerca de 0,7% em peso, menos do que cerca de 0,5% em peso, ou menos do que cerca de

0,3% em peso proteína.

[0049] Além disso, os métodos aqui divulgados também podem compreender ainda uma etapa de tratamento térmico da composição láctea. Em uma forma de realização, a etapa de tratamento térmico pode compreender pasteurizar a uma temperatura em uma faixa de cerca de 80 °C a cerca de 95 °C por um período de tempo em uma faixa de menos de um minuto (por exemplo, de 3 a 15 segundos) até a cerca de 15 minutos. Em outra forma de realização, a etapa de tratamento térmico pode compreender esterilização UHT a uma temperatura em uma faixa de cerca de 135 °C a cerca de 145 °C por um período de tempo em uma faixa de cerca de 1 a cerca de 10 segundos. Outras condições de tempo e temperatura de pasteurização ou esterilização apropriadas são facilmente evidentes a partir desta divulgação. Além disso, esta invenção não é limitada pelo método ou equipamento usado para realizar o processo de pasteurização/ esterilização - qualquer técnica e aparelho adequado pode ser empregado, seja operado em lotes ou continuamente.

[0050] Em algumas formas de realização desta invenção, os métodos para fazer uma composição láctea, após uma etapa de tratamento térmico, podem compreender ainda uma etapa de embalagem (assepticamente ou de outra forma) da composição láctea em qualquer recipiente adequado e sob quaisquer condições adequadas. Assim, após combinar os vários componentes, ingredientes e frações de leite adicionais, conforme descrito neste documento, para formar a composição láctea, a composição láctea pode ser embalada em condições assépticas (ou não assépticas) em um recipiente.

Qualquer recipiente adequado pode ser usado, tal como pode ser usado para a distribuição e/ ou venda de produtos lácteos em um ponto de venda. Exemplos ilustrativos e não limitativos de recipientes típicos incluem um copo, uma garrafa, um saco ou uma bolsa e semelhantes. O recipiente pode ser feito de qualquer material adequado, como vidro, metal, plástico e semelhantes, bem como combinações dos mesmos.

[0051] Embora não seja limitado a isso, a composição láctea pode ter um teor de proteína de cerca de 1 a cerca de 15% em peso, ou de cerca de 3 a cerca de 10% em peso. Adicionalmente ou alternativamente, a composição láctea pode ter um teor de gordura de cerca de 0,05 a cerca de 10% em peso, ou de cerca de 0,1 a cerca de 5% em peso. Adicionalmente ou alternativamente, a composição láctea pode ter um teor mineral de cerca de 0,5 a cerca de 2% em peso. Adicionalmente ou alternativamente, a composição láctea pode ter um teor de lactose menor ou igual a cerca de 4% em peso.

[0052] Um exemplo representativo e não limitativo de uma composição láctea consistente com esta invenção pode conter menos do que ou igual a cerca de 0,5% em peso de gordura, de cerca de 2 a cerca de 15% em peso de proteína, de cerca de 0,5 a cerca de 2% em peso de minerais e menos do que ou igual a cerca de 4% em peso de lactose. Outro exemplo representativo e não limitativo de uma composição láctea consistente com esta invenção pode conter de cerca de 0,5 a cerca de 1,5% em peso de gordura, de cerca de 2 a cerca de 15% em peso de proteína, de cerca de 0,5 a cerca de 2% em peso de minerais e menos do que ou igual a cerca de 4% em peso de lactose. Ainda, outro exemplo representativo e não limitativo de uma composição láctea consistente com esta invenção pode conter de cerca de 1,5 a cerca de 2,5% em peso de gordura, de cerca de 2 a cerca de 15% em peso de proteína, de cerca de 0,5 a cerca de 2% em peso de minerais e menos do que ou igual a cerca de 4% em peso de lactose. Além disso, outro exemplo representativo e não limitativo de uma composição láctea consistente com esta invenção pode conter de cerca de 2,5 a cerca de 5 % em peso de gordura, de cerca de 2 a cerca de 15% em peso de proteína, de cerca de 0,5 a cerca de 2% em peso de minerais e menos do que ou igual a cerca de 4% em peso de lactose.

[0053] Exemplos não limitativos adicionais de composições lácteas típicas que podem ser produzidas pelos métodos aqui divulgados incluem leite integral, leite com baixo teor de gordura, leite desnatado, buttermilk, leite aromatizado, leite com baixo teor de lactose, leite com alto teor de proteína, leite sem lactose, leite ultra-filtrado, leite microfiltrado, leite concentrado, leite evaporado, leite com alto teor de proteína, leite com alto teor de cálcio e leite com teor reduzido de açúcar e semelhantes.

[0054] Um exemplo ilustrativo e não limitativo de um processo de separações adequado consistente com formas de realização desta invenção é mostrado na Figura 1. Em primeiro lugar, o leite integral fresco é separado em natas e em leite desnatado. O produto de leite desnatado é então submetido a ultrafiltração, tal como por meio de um sistema de membrana polimérica, como descrito neste documento, resultando em um retentado de UF, muitas vezes referido como uma fração de leite rica em proteínas e um permeado de UF. O permeado de UF é então submetido a nanofiltração, resultando em um permeado de NF e um retentado de NF (que é rico em lactose).

[0055] O permeado de NF na Figura 1 é submetido a osmose direta, resultando em um retentado de osmose direta (concentrado mineral) e uma solução de extração diluída. A solução de extração diluída pode ser submetida a osmose reversa ou evaporação, resultando na recuperação de uma solução de extração (que pode ser usada na etapa de osmose direta) e água (que pode ser misturada com outros componentes para formar uma composição láctea).

EXEMPLOS

[0056] A invenção é ainda ilustrada pelos seguintes exemplos, que não devem ser interpretados de forma alguma como limitações impostas ao escopo desta invenção. Vários outros aspectos, formas de realização, modificações e equivalentes dos mesmos que, depois de ler a descrição aqui, podem ser sugeridos a um técnico no assunto sem se afastar do espírito da presente invenção ou do escopo das reivindicações anexas.

[0057] Os sólidos totais (% em peso) foram determinados de acordo com o procedimento SMEDP 15.10 C por CEM Turbo Solids e Moisture Analyzer (CEM Corporation, Matthews, Carolina do Norte). Cinza é o resíduo que permanece após a ignição em aparelho adequado a 550 °C até peso constante; tal tratamento a 550 °C tipicamente elimina toda a matéria orgânica, com o material restante sendo principalmente minerais (Standard Methods for the examation of dairy products, 17ª edição (2004), American Public Health Association, Washington DC). O teste de cinzas foi realizado em aparelho Phoenix (CEM Microwave Furnace), que aqueceu as amostras a 550 °C por 30 minutos. O teor de cinzas (ou teor mineral) foi determinado em % em peso.

EXEMPLO 1

[0058] O Exemplo 1 resume uma série de experimentos em que o leite cru foi separado em creme (uma fração rica em gordura) e leite desnatado, que foi submetido a uma etapa de ultrafiltração para produzir uma fração de permeado de UF e uma fração de retentado de UF (uma fração rica em proteínas), tendo as respectivas composições (faixas de concentração) mostradas na Tabela I. A fração de permeado de UF foi então submetida a uma etapa de nanofiltração para produzir uma fração de permeado de NF e uma fração de retentado de NF (uma fração rica em lactose), seguida por submeter a fração de permeado de NF a osmose reversa para produzir uma fração de retentado de OR (uma fração rica em mineral) e uma fração de permeado de OR (uma fração de água do leite). Na Tabela I, o teor de minerais (em % em peso) é geralmente semelhante ao teor de cinzas (% em peso) e, portanto, o resultado de um teste de cinzas é usado para quantificação do teor de minerais total nesta divulgação. Para cada uma das frações do leite na Tabela I, a Tabela II resume os respectivos teores de Ca, Mg, Na, K, Cl e P (faixas de concentração) em ppm em peso.

[0059] Os teores específicos de Ca, Mg, Na e K foram determinados usando um Espectrofotômetro de Absorção Atômica da Perkin Elmer. As amostras foram tratadas com ácido tricloroacético para precipitar as proteínas e o filtrado foi analisado pelo Espectrofotômetro de Absorção Atômica.

O teor de fósforo foi determinado através de espectrometria de plasma indutivamente acoplado (método oficial de análise da AOAC, International 8ª edição, métodos 965.17 e 985.01). O teor de cloro foi determinado pelo método oficial de análise da AOAC International 8ª edição, métodos 963.05, 972.27 e 986,26; AOAC International, Gaithersburg, MD (2005).

EXEMPLO 2

[0060] Semelhante ao Exemplo 1, o Exemplo 2 de leite desnatado fracionado usando ultrafiltração (para produzir uma fração de permeado de UF e uma fração de retentado de UF) e nanofiltração da fração de permeado de UF (para produzir uma fração de permeado de NF e uma fração de retentado de NF) usando uma unidade de filtração piloto da GEA Engineering. Em seguida, a fração de permeado de NF foi submetida a osmose direta a uma temperatura de aproximadamente 5 °C e uma pressão de 15 a 25 psig, usando uma unidade Ederna Micro-Pilot (Toulouse Cedex 1, França) com uma solução de extração de Ederna contendo uma alta concentração de lactato de potássio. A membrana utilizada foi uma membrana de triacetato de celulose enrolada em espiral (Ederna, França). A Tabela III resume as respectivas composições da fração de permeado de NF e do retentado de FO (o concentrado mineral), enquanto a Tabela IV resume os respectivos teores de Ca, Mg, Na, K, Cl e P em ppm em peso.

[0061] Beneficamente, os teores de minerais e sólidos aumentaram significativamente com a etapa de osmose direta. A fração de permeado de NF continha 0,198 % em peso de minerais e 0,21% em peso de sólidos, e o retentado de FO (o concentrado mineral) continha 2,582% em peso de minerais e 3,89% em peso de sólidos. Isso se traduz em fatores de concentração inesperadamente altos de 13 à base e minerais e 18,5 à base de sólidos. Além disso, os respectivos teores de minerais e de sólidos da fração de retentado de FO na Tabela III são cerca de 5 vezes a do respectivo mineral e teores de sólidos do retentado de OR na Tabela I.

EXEMPLO 3

[0062] No Exemplo 3, uma composição láctea foi produzida tendo as respectivas composições mostradas nas Tabelas V a VI por mistura, em quantidades relativas apropriadas, a fração de retentado de UF (ver Tabelas I a II), água e o retentado de FO (concentrado mineral; ver Tabelas III a IV). De maneira semelhante, uma grande variedade de composições lácteas pode ser produzida por meio dos métodos descritos neste documento, tendo uma grande variedade de teor de gordura, proteína, lactose, mineral (cinzas) e sólidos totais.

EXEMPLO 4

[0063] O Exemplo 4 foi realizado de forma semelhante ao do Exemplo 2, exceto que a fração de permeado de NF foi submetida a osmose direta a uma temperatura de aproximadamente 10 °C. A Tabela VII resume as respectivas composições da fração de permeado de NF e do retentado de FO (o concentrado mineral), enquanto a Tabela VIII resume os respectivos teores de Ca, Mg, Na, K, Cl e P em ppm em peso.

[0064] Beneficamente, os teores de minerais e sólidos aumentaram significativamente com a etapa de osmose direta. A fração de permeado de NF continha 0,149 % em peso de minerais e 0,19% em peso de sólidos, e o retentado de FO (o concentrado mineral) continha 6,48% em peso de minerais e 9,26% em peso de sólidos. Isso se traduz em fatores de concentração inesperadamente altos de 43 à base de minerais e 48 à base de sólidos. Além disso, os respectivos teores de minerais e de sólidos do retentado de FO na Tabela VII são cerca de 10 a 15 vezes maiores que a dos respectivos teores de minerais e de sólidos do retentado de OR na Tabela I.

Tabela I. Resumo das composições do Exemplo 1. Gordura Lactose Proteína Minerais Sólidos totais (% em (% em (% em peso) (% em peso) (% em peso) peso) peso) 12,30 a Leite cru 3,5 a 4,0 3,0 a 3,5 4,7 a 5,0 0,70 a 0,80 12,50 Creme 40 a 45 1,7 a 2,0 2,0 a 3,0 0,3 a 0,4 45 a 48 Leite desnatado 0,08 a 0,2 3,1 a 3,6 4,75 a 5,05 0,75 a 0,85 9,0 a 9,2 Retentado de 0,3 a 0,4 10 a 20 4,5 a 5,0 1,3 a 1,6 16 a 20

UF Permeado de 0 0,15 a 0,25 4a5 0,4 a 0,6 5a6

UF Retentado de 0,1 0, 18 a 0,40 10 a 14 0,8 a 0,9 11 a 15

NF Permeado de 0 0 0,07 a 0,10 0,2 a 0,3 0,3 a 0,5

NF Retentado de 0 0,01 a 0,05 0,1 a 0,3 0,4 a 0,6 0,8 a 0,9

OR Permeado de 0 0 0 0,03 a 0,04 0,04 a 0,06

OR Tabela II. Resumo das composições minerais do Exemplo 1. Cálcio Magnésio Sódio Potássio Cloreto Fósforo (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) 1210 a 1600 a 1000 a Leite cru 100 a 120 380 a 420 730 a 750 1250 1620 1020 Creme 550 a 570 50 a 70 220 a 240 880 a 900 590 a 610 540 a 560 Leite 1240 a 1610 a 1000 a 110 a 130 380 a 420 950 a 970 desnatado 1260 1630 1020 Retentado de 3300 a 1810 a 2230 a 220 a 230 460 a 480 940 a 960 UF 3400 1830 2250 Permeado de 1480 a 460 a 500 60 a 70 390 a 410 960 a 965 480 a 500 UF 1500 Retentado de 2160 a 870 a 900 150 a 170 540 a 560 710 a 730 940 a 960 NF 2180 Permeado de 980 a 1060 a 50 a 100 < 10 230 a 250 50 a 70 NF 1000 1080 Retentado de 3720 a 4110 a 160 a 200 20 a 40 860 a 880 170 a 190 OR 3740 4130 Permeado de 0 0 20 a 30 30 a 40 50 a 60 0

OR Tabela III. Resumo das composições do Exemplo 2. Sólidos Gordura Proteína Lactose Minerais totais (% em (% em (% em (% em (% em peso) peso) peso) peso) peso) Permeado de NF ND 0,09 ND 0,198 0,21 Retentado de FO 0,16 0,41 0,80 2,582 3,89

Tabela IV. Resumo das composições minerais do Exemplo 2. Cálcio Magnésio Sódio Potássio Cloreto Fósforo (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) Permeado de 30 < 10 180 800 96 < 40

NF Retentado de 280 40 2150 9470 1090 272

FO - ND = não detectado Tabela V. Resumo das composições lácteas do Exemplo 3. Sólidos Gordura Proteína Lactose Minerais Quantidade totais (% em (% em (% em (% em (g) (% em peso) peso) peso) peso) peso) Retentado de UF 1759 0,45 12,71 5,63 1,46 18,81 (desnatado) Retentado de

FO 1024 0,16 0,41 0,80 2,58 3,89 (concentrado mineral) Água filtrada 1214 ND ND ND ND ND Composição 3997 0,21 5,64 2,49 0,80 8,51 de Laticínios Tabela VI. Resumo das composições minerais do Exemplo 3. Cálcio Magnésio Sódio Potássio Cloreto Fósforo (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) Retentado de UF 3500 210 450 1720 960 2500 (desnatado) Retentado de FO (concentrado 280 40 2150 9470 1090 272 mineral) Água filtrada ND ND ND ND ND ND Composição de 1600 10 248 2085 698 1140 Laticínios - ND = não detectado Tabela VII. Resumo das composições do Exemplo 4. Sólidos Gordura Proteína Lactose Minerais totais (% em (% em (% em (% em (% em peso) peso) peso) peso) peso) Permeado de NF 0,03 0,01 ND 0,149 0,19 Retentado de FO 0,14 0,56 2,08 6,48 9,26 Tabela VIII. Resumo das composições minerais do Exemplo 4. Cálcio Magnésio Sódio Potássio Cloreto Fósforo (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) Permeado de 48 20 255 899 770 < 40

NF

Cálcio Magnésio Sódio Potássio Cloreto Fósforo (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) Retentado de 400 90 5690 23800 2410 360

FO - ND = não detectado

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. MÉTODO PARA FAZER UMA COMPOSIÇÃO LÁCTEA, caracterizado pelo método compreender: (i) ultrafiltrar um produto lácteo para produzir uma fração de permeado de UF e uma fração de retentado de UF; (ii) nanofiltrar a fração de permeado de UF para produzir uma fração de permeado de NF e uma fração de retentado de NF; (iii) submeter a fração de permeado de NF a uma etapa de osmose direta para produzir um concentrado mineral; e (iv) combinar pelo menos dois da fração de retentado de UF, o concentrado mineral, água e uma fração rica em gordura para formar a composição láctea.

2. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela etapa de combinação compreender combinar: a fração de retentado de UF; e o concentrado mineral.

3. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela etapa de combinação compreender combinar: a fração rica em gordura; a fração de retentado de UF; e o concentrado mineral.

4. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 3, caracterizado pela etapa de combinação compreender ainda adicionar água para formar a composição láctea.

5. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por: a etapa (iii) compreender submeter a fração de permeado de NF à etapa de osmose direta para produzir o concentrado mineral e uma solução de extração diluída; e o método compreende ainda (v) remover pelo menos uma porção de água da solução de extração diluída para formar uma solução de extração.

6. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pela remoção de pelo menos uma porção de água da solução de extração diluída compreender submeter a solução de extração diluída a osmose reversa.

7. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pela osmose reversa compreender um sistema de membrana com tamanhos de poros menores ou iguais a cerca de 0,001 µm.

8. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pela remoção de pelo menos uma porção de água da solução de extração diluída compreender submeter a solução de extração diluída à evaporação.

9. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pela evaporação compreender uma temperatura superior a 100 °C e uma pressão subatmosférica.

10. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo produto lácteo compreender leite desnatado ou leite integral.

11. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo método ainda compreender uma etapa de separação de um leite cru dentro do produto de leite e a fração rica em gordura.

12. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pela fração de retentado de UF ser tratada com a enzima lactase antes da etapa de combinação.

13. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo concentrado mineral ser tratado com a enzima lactase antes da etapa de combinação.

14. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações

1 a 13, caracterizado pelo método compreender ainda uma etapa de microfiltração do produto lácteo antes da etapa de ultrafiltração.

15. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado por um teor de lactose da fração de permeado de UF e/ ou da fração de retentado de UF ser menor ou igual a cerca de 6% em peso.

16. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 15, caracterizado por um teor de lactose da fração de permeado de UF e/ ou da fração de retentado de UF ser maior ou igual a 3,5% em peso.

17. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 16, caracterizado por um teor de lactose da fração de retentado de NF ser de pelo menos cerca de 10% em peso.

18. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 17, caracterizado por um teor de proteína da fração de retentado de UF ser de pelo menos cerca de 9% em peso.

19. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 18, caracterizado pelo método compreender ainda uma etapa de tratamento da composição láctea com a enzima lactase.

20. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 19, caracterizado pela composição láctea ter um teor de gordura de cerca de 0,05 a cerca de 10% em peso.

21. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 20, caracterizado pela composição láctea ter um teor de gordura de cerca de 0,1 a cerca de 5% em peso.

22. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 21, caracterizado pela composição láctea ter um teor de proteína de cerca de 1 a cerca de 15% em peso.

23. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 22, caracterizado pela composição láctea ter um teor de proteína de cerca de 3 a cerca de 10% em peso.

24. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 23, caracterizado pela composição láctea ter um teor de mineral de cerca de 0,5 a cerca de 2% em peso.

25. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 24, caracterizado pela composição láctea ter um teor de lactose menor ou igual a cerca de 4% em peso.

26. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 25, caracterizado pela composição láctea conter menos que ou igual a cerca de 0,5% em peso de gordura, de cerca de 2 a cerca de 15% em peso de proteína, de cerca de 0,5 a cerca de 2% em peso de minerais e menos que ou igual a cerca de 4% em peso de lactose.

27. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 25, caracterizado pela composição láctea conter de cerca de 0,5 a cerca de 1,5% em peso de gordura, de cerca de 2 a cerca de 15% em peso de proteína, de cerca de 0,5 a cerca de 2% em peso de minerais e menos que ou igual a cerca de 4% em peso de lactose.

28. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 25, caracterizado pela composição láctea conter de cerca de 1,5 a cerca de 2,5% em peso de gordura, de cerca de 2 a cerca de 15% em peso de proteína, de cerca de 0,5 a cerca de 2% em peso de minerais e menos que ou igual a cerca de 4% em peso de lactose.

29. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 25, caracterizado pela composição láctea conter de cerca de 2,5 a cerca de 5% em peso de gordura, de cerca de 2 a cerca de 15% em peso de proteína, de cerca de 0,5 a cerca de 2% em peso de minerais e menos que ou igual a cerca de 4% em peso de lactose.

30. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações

1 a 25, caracterizado pela composição láctea ser leite integral, leite com baixo teor de gordura, leite desnatado, buttermilk, leite aromatizado, leite de baixo teor de lactose, leite com alto teor de proteínas, leite livre de lactose, leite ultra- filtrado, leite microfiltrado, leite concentrado, leite evaporado ou leite com alto teor de proteínas, alto teor de cálcio e baixo teor de açúcar.

31. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 30, caracterizado pela etapa de combinação compreender ainda a adição de um ingrediente, em que o ingrediente compreende um açúcar/ adoçante, um aromatizante, um conservante, um estabilizador, um emulsificante, uma substância prebiótica, uma bactéria probiótica especial, uma vitamina, um mineral, um ácido graxo ômega 3, um fitoesterol, um antioxidante, um corante ou qualquer combinação dos mesmos.

32. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 31, caracterizado pelo método compreender ainda uma etapa de tratamento térmico da composição láctea.

33. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 32, caracterizado pela etapa de tratamento térmico compreender esterilização UHT a uma temperatura em uma faixa de cerca de 135 °C a cerca de 145 °C por um período de tempo em uma faixa de cerca de 1 a cerca de 10 segundos.

34. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 32, caracterizado pela etapa de tratamento térmico compreender pasteurizar a uma temperatura em uma faixa de cerca de 80 °C a cerca de 95 °C por um período de tempo em uma faixa de cerca de 2 a cerca de 15 minutos.

35. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 34, caracterizado por compreender ainda uma etapa de embalar a composição láctea em um recipiente.

36. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 35, caracterizado pelo concentrado mineral compreender:

menos que ou igual a cerca de 2% em peso de lactose; e pelo menos cerca de 1% em peso de minerais.

37. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 36, caracterizado pelo concentrado mineral compreender: pelo menos cerca de 0,5% em peso de lactose; e menos que ou igual a cerca de 30% em peso de minerais.

38. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 37, caracterizado pelo concentrado mineral compreender de cerca de 1,5 a cerca de 9% em peso minerais.

39. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 38, caracterizado pelo concentrado mineral compreender de cerca de 1 a cerca de 30% em peso de sólidos.

40. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 39, caracterizado pelo concentrado mineral compreender de cerca de 1,5 a cerca de 10% em peso de sólidos.

41. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 40, caracterizado pelo concentrado mineral compreender de cerca de 0,2 a cerca de 2% em peso de proteína.

42. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 41, caracterizado pela etapa de osmose direta ser realizada a uma pressão menor que ou igual a cerca de 30 psig.

43. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 42, caracterizado pela etapa de osmose direta ser realizada a uma pressão menor que ou igual a cerca de 5 psig.

44. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 43, caracterizado pela etapa de osmose direta ser realizada a uma temperatura em uma faixa de cerca de 5 a cerca de 50 °C.

45. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações

1 a 44, caracterizado pela etapa de osmose direta ser realizada a uma temperatura em uma faixa de cerca de 5 a cerca de 15 °C.

46. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 45, caracterizado pela etapa de osmose direta ser realizada a um fator de concentração de pelo menos cerca de 3, com base na % em peso de sólidos.

47. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 46, caracterizado pela etapa de osmose direta ser realizada a um fator de concentração de pelo menos cerca de 10, com base na % em peso de sólidos.

48. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 47, caracterizado pela etapa de osmose direta ser realizada a um fator de concentração menor do que ou igual a cerca de 100, com base na % em peso de sólidos.

49. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 48, caracterizado pela etapa de osmose direta ser realizada a um fator de concentração de pelo menos cerca de 3, com base na % em peso de minerais.

50. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 49, caracterizado pela etapa de osmose direta ser realizada a um fator de concentração de pelo menos cerca de 10, com base na % em peso de minerais.

51. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 50, caracterizado pela etapa de osmose direta ser realizada a um fator de concentração menor do que ou igual a cerca de 100, com base na % em peso de minerais.

52. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 51, caracterizado pela etapa de osmose direta ser realizada usando um sistema de membrana com tamanhos de poros menores ou iguais a cerca de 0,001 µm.

53. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 52, caracterizado por uma % em peso de teor de sólidos do concentrado mineral ser pelo menos o dobro da % em peso de teor de sólidos de uma fração de retentado de OR obtida submetendo uma fração de permeado de NF equivalente, de outra forma, a uma etapa de osmose reversa.

54. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 53, caracterizado por uma % em peso de teor de sólidos do concentrado mineral ser de cerca de 3 a cerca de 20 vezes a % em peso de teor de sólidos de uma fração de retentado de OR obtida submetendo uma fração de permeado de NF equivalente, de outra forma, a uma etapa de osmose reversa.

55. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 54, caracterizado por uma % em peso do teor de minerais do concentrado mineral ser pelo menos duas vezes a % em peso de teor de minerais de uma fração de retentado de OR obtida submetendo uma fração de permeado de NF equivalente, de outra forma, a uma etapa de osmose reversa.

56. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 55, caracterizado por uma % em peso do teor de minerais do concentrado mineral ser de cerca de 3 a cerca de 20 vezes a % em peso de teor de minerais de uma fração de retentado de OR obtida submetendo uma fração de permeado de NF equivalente, de outra forma, a uma etapa de osmose reversa.

57. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 56, caracterizado pela etapa de osmose direta utilizar uma solução de extração de osmose direta que compreende sódio, potássio, cloro ou uma combinação dos mesmos.

58. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 56, caracterizado pela etapa de osmose direta utilizar uma solução de extração de osmose direta compreendendo sacarose, glicose, galactose, lactose, frutose, maltose ou uma combinação dos mesmos.

59. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 56, caracterizado pela etapa de osmose direta utilizar uma solução de extração de osmose direta que compreende lactato de potássio.

60. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 56, caracterizado pela etapa de osmose direta utilizar uma solução de extração de osmose direta que compreende minerais do leite.

61. COMPOSIÇÃO LÁCTEA, caracterizada por ser preparada pelo método, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 60.