Postpartum Stage and Lactic Acid Bacteria Strain Determine Fermentation Kinetics and Refrigerated Stability of Local Gorontalo Goat Colostrum

O leite é mais do que apenas um líquido branco; é uma suspensão viva e pulsante de minúsculas partículas que interagem constantemente umas com as outras. Quando o leite está fresco, proteínas, gorduras e minerais flutuam em um equilíbrio delicado, mantidos afastados por cargas elétricas que os impedem de se aglomerarem. Esse equilíbrio é o que confere ao leite sua textura suave e estabilidade. No entanto, quando bactérias são introduzidas para transformar o leite em iogurte ou outros alimentos fermentados, elas consomem os açúcares e produzem ácido. Esse ácido altera as cargas elétricas das partículas de proteína, fazendo com que elas percam a repulsão e se unam, formando um gel. Essa transformação é o coração da fermentação, mas o processo é incrivelmente sensível às condições iniciais. Se o leite for rico demais em certos nutrientes ou se as bactérias forem agressivas demais, o gel resultante pode ser fraco, aquoso ou propenso a se desmanchar com o tempo. Compreender exatamente como essas mudanças microscópicas acontecem é crucial para cientistas de alimentos que desejam criar novos produtos lácteos de alta qualidade a partir de fontes únicas, como o colostro produzido por cabras imediatamente após o parto.

O colostro é o primeiro leite que uma mãe produz e é biologicamente distinto do leite que vem a seguir. É repleto de proteínas e compostos de proteção imunológica projetados para ajudar o recém-nascido a sobreviver. Devido à sua composição rica, é um candidato promissor para a fabricação de produtos fermentados de valor agregado, mas também é muito mais difícil de processar do que o leite comum. Seu alto teor de proteína e a composição química em constante mudança nos primeiros dias após o parto significam que um lote coletado hoje pode se comportar de forma muito diferente de um coletado amanhã. Pesquisadores em Gorontalo, Indonésia, propuseram-se a entender exatamente como esse ambiente em mudança interage com diferentes tipos de bactérias para determinar se o colostro de cabra local poderia ser transformado de forma confiável em um alimento fermentado estável. Eles focaram em três questões específicas: como o tempo da ordenha afeta a velocidade da fermentação, como diferentes linhagens bacterianas alteram a estrutura do leite e se o produto final poderia manter a estabilidade em um refrigerador por semanas.

A equipe coletou colostro de cabras locais de Gorontalo no primeiro, segundo e terceiro dias após o parto dos animais. Eles pasteurizaram o leite para remover bactérias indesejadas e depois inocularam lotes separados com uma de três culturas iniciais comuns: Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus, Lactobacillus acidophilus ou Lactococcus lactis subsp. cremoris. Essas bactérias foram deixadas para fermentar o colostro durante um dia inteiro sob temperatura controlada. Após a fermentação, os pesquisadores não pararam por aí; eles armazenaram os produtos em um refrigerador a 4 graus Celsius e os monitoraram durante 28 dias. Durante esse período, mediram como a acidez mudava, como o tamanho das partículas de proteína se deslocava, como a carga elétrica nessas partículas evoluía e como a textura se mantinha. Eles também rastrearam o número de bactérias vivas para garantir que o produto permanecesse seguro e ativo, e utilizaram imagens avançadas e análise de espectro de luz para observar o que estava acontecendo com as moléculas dentro do leite.

Os resultados mostraram que tanto o dia em que o colostro foi coletado quanto o tipo específico de bactéria utilizado foram fatores críticos para determinar o produto final. Todas as três linhagens bacterianas conseguiram reduzir a acidez do colostro, transformando-o de um pH neutro de cerca de 6,4 para um pH ácido entre 4,6 e 5,0. No entanto, a velocidade e o limite final dessa acidificação dependiam fortemente da linhagem. A linhagem Lactococcus lactis subsp. cremoris foi a mais agressiva, levando a acidez ao ponto mais baixo, enquanto as outras duas linhagens pararam em níveis ligeiramente superiores. O dia da coleta também importou; o colostro do segundo dia após o parto tendeu a atingir uma acidez final menor do que as amostras do primeiro ou terceiro dias. Isso sugere que o ambiente químico em constante mudança na glândula mamária da cabra nos primeiros dias cria um substrato único que influencia o trabalho das bactérias.

Enquanto os produtos ficavam no refrigerador, os pesquisadores observaram uma transformação lenta, mas constante, na estrutura física do leite. A carga elétrica nas partículas de proteína, que ajuda a mantê-las afastadas, diminuiu cerca de 15% ao longo das quatro semanas. Ao mesmo tempo, as partículas cresceram, aumentando de tamanho entre 8 e 20%. Isso indicou que as proteínas estavam lentamente se agrupando em grupos maiores, um processo conhecido como agregação. Apesar dessa reorganização estrutural, a quantidade real de proteína e gordura no leite permaneceu notavelmente estável. O conteúdo de proteína caiu apenas ligeiramente, e o teor de gordura não mudou significativamente. Essa descoberta é importante porque prova que as mudanças na textura não foram causadas pelas bactérias consumindo os nutrientes ou pela decomposição da gordura. Em vez disso, o leite estava simplesmente rearranjando seus componentes existentes em uma nova estrutura, ligeiramente mais frouxa.

As bactérias vivas também se comportaram de maneira diferente dependendo da linhagem utilizada. A linhagem Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus de fato aumentou em número durante as quatro semanas de armazenamento, crescendo cerca de meio logaritmo, o que representa um aumento significativo de população. Em contraste, as linhagens Lactococcus lactis subsp. cremoris e Lactobacillus acidophilus apresentaram um declínio gradual em seus números, embora tenham permanecido bem acima dos níveis necessários para um produto saudável e ativo. Mesmo após 28 dias, todas as amostras continham milhões de bactérias vivas por mililitro, garantindo que o colostro fermentado permanecesse um alimento probiótico viável.

Quando os pesquisadores observaram o nível molecular usando espectroscopia de infravermelho, descobriram que os blocos de construção químicos básicos do leite não haviam sido destruídos. As proteínas, gorduras e açúcares ainda estavam lá, mas seus arranjos internos haviam mudado. A forma como as moléculas retinham água e se conectavam umas às outras havia mudado, confirmando que a fermentação e o processo de armazenamento alteraram o ambiente molecular sem decompor o alimento. Esse rearranjo molecular foi espelhado na textura do produto. O colostro fermentado começou como um gel firme e elástico, mas ao longo das quatro semanas, tornou-se ligeiramente mais macio e fluido. A rigidez do gel diminuiu e o produto tornou-se um pouco mais propenso a fluir, embora nunca tenha se transformado em um líquido. Esse enfraquecimento foi mais perceptível nas amostras feitas com certas bactérias em dias específicos, mostrando que as condições iniciais do leite ditaram o quão bem o produto final conseguiria manter sua forma ao longo do tempo.

Imagens microscópicas forneceram uma confirmação visual dessas mudanças. As amostras mostraram uma mistura de pequenos aglomerados de proteína e grandes gotículas de gordura. Em alguns lotes, as bactérias criaram uma rede densa e uniforme, enquanto em outros, a estrutura era mais irregular, com a formação de grandes aglomerados. Essas diferenças visuais alinhavam-se perfeitamente com as medições de tamanho de partícula e textura, provando que o mundo microscópico do leite era diretamente responsável pelas qualidades macroscópicas do alimento. O estudo concluiu que o sucesso da fabricação de produtos de colostro de cabra fermentado depende de uma combinação precisa entre o dia em que o leite é coletado e a bactéria específica escolhida para a fermentação. Ao compreender essas interações, os produtores podem selecionar a combinação certa de matéria-prima e cultura iniciadora para criar um produto lácteo fermentado estável, nutritivo e de alta qualidade a partir deste recurso local único.