UNIVERSITATEA DIN BACAU

FACULTATEA DE INGINERIE

TEHNOLOGII ŞI UTILAJE

ÎN INDUSTRIA LAPTELUI

– proiect –

Îndrumători: Student:

BACĂU

– 2007 –

CUPRINS

CAPITOLUL I............................................................................................................................- 4 -MEMORIU JUSTIFICATIV......................................................................................................- 4 -CAPITOLUL II...........................................................................................................................- 5 -SCHEMA TEHNOLOGICĂ......................................................................................................- 5 -

II. 1. Recepţia calitativă şi cantitativă.....................................................................................- 6 -II. 2. Filtrarea I.......................................................................................................................- 6 -II. 3. Depozitarea.....................................................................................................................- 6 -II. 4. Filtrarea II.......................................................................................................................- 6 -II. 5. Normalizare....................................................................................................................- 6 -II. 6. Preîncălzire.....................................................................................................................- 7 -II. 7. Omogenizare...................................................................................................................- 7 -II. 8. Pasteurizare.....................................................................................................................- 9 -

8. 1. Acţiunea căldurii asupra microflorei laptelui..............................................................- 9 -8. 2. Acţiunea căldurii asupra componenţilor şi structurii laptelui...................................- 10 -

II. 9. Răcire............................................................................................................................- 13 -II. 10. Însămânţare.................................................................................................................- 13 -II. 11. Ambalare....................................................................................................................- 14 -II. 12. Termostatare...............................................................................................................- 14 -II. 13. Răcire..........................................................................................................................- 15 -II. 14. Depozitare...................................................................................................................- 15 -

CAPITOLUL III........................................................................................................................- 16 -CARACTERISTICILE MATERIILOR PRIME, MATERIILOR AUXILIARE ŞI PRODUSULUI FINIT..............................................................................................................- 16 -

III. 1. Caracteristicile materii prime......................................................................................- 16 -1. Lapte de vacă.................................................................................................................- 16 -1. 1. Compoziţia laptelui...................................................................................................- 16 -1. 1. 1. Apa........................................................................................................................- 17 -1. 1. 2. Substanţa uscată din lapte.....................................................................................- 18 -1. 1. 2. 1. Lipidele din lapte...............................................................................................- 18 -1. 1. 2. 2. Substaţa uscată negrasă din lapte......................................................................- 20 -1. 2. 2. 2. 1. Substanţele azotoase din lapte.......................................................................- 21 -1. 1. 2. 2. 2. Glucidele din lapte........................................................................................- 23 -1. 1. 2. 2. 3. Substanţele minerale din lapte......................................................................- 24 -1. 1. 2. 3. Enzime. Vitamine..............................................................................................- 26 -1. 2. Proprietăţile organoleptice şi fizico-chimice ale laptelui..........................................- 29 -1. 2. 1. Proprietăţile organoleptice ale laptelui..................................................................- 29 -1. 2. 2. Proprietăţile fizice ale laptelui..............................................................................- 30 -1. 2. 3. Proprietăţile biochimice ale laptelui......................................................................- 33 -1. 2. 4. Proprietăţile bacteriostatice şi bactericide ale laptelui..........................................- 34 -

III. 2. Caracteristicile materiilor auxiliare.............................................................................- 35 -2. 1. Cultura starter............................................................................................................- 35 -2.2. Lapte smântânit..........................................................................................................- 39 -

1

2. 3. Coloranţi şi arome.....................................................................................................- 39 -2. 4. Zahăr.........................................................................................................................- 39 -

III. 3. Caracteristicile produsului finit...................................................................................- 40 -CAPITOLUL IV.......................................................................................................................- 41 -BILANŢ DE MATERIALE. BILANŢ TERMIC.....................................................................- 41 -

IV. 1. Bilanţ de materiale......................................................................................................- 41 - IV. 2. Bilanţ termic................................................................................................................- 48 -CAPITOLUL V.........................................................................................................................- 51 -CALCULUL NECESARULUI DE MATERII PRIME, MATERII AUXILIARE ŞI UTILITĂŢI - 51 -CAPITOLUL VI.................................................................................................................- 53 -CALCULUL NECESARULUI DE UTILAJE.........................................................................- 53 -CAPITOLUL VII......................................................................................................................- 54 -NORME DE PROTECŢIA MUNCII, PSI ŞI IGIENĂ............................................................- 54 -

Etapele igienizării..................................................................................................................- 54 -Reguli de igienizare pentru personalul operativ....................................................................- 55 -

BIBLIOGRAFIE.......................................................................................................................- 57 -

2

Temă de proiectare

Să se proiecteze o secţie de fabricare a iaurtului

aromatizat cu o capacitate de prelucrare de 5t/zi.

3

CAPITOLUL I.

MEMORIU JUSTIFICATIV

Lucrarea de faţă tratează tehnologia de obţinere a iaurtului aromatizat cu

aromă de fructe de padure.

Este structurată pe 7 capitole şi tratează începând cu schema tehnologică de

obţinere a iaurtului aromatizat, caracteristicile materiilor prime, a materiilor

auxiliare şi a produsului finit.

Se continuă cu calcularea bilanţului de materiale şi cel termic şi terminând

cu o sinteză a normelor de protecţie a muncii într–o fabrică de industrializare a

laptelui.

Pentru mărirea gamei produselor, si satisfacerea cerinţelor pieţii – tot mai

exigenta – putem produce iaurturi cu diferite gusturi, adăugând arome de fructe,

siropuri, stabilizatori, sau chiar gemuri din fructe, introducând astfel in iaurt si

bucăţi de fructe.

4

CAPITOLUL II.

SCHEMA TEHNOLOGICĂ

Schema tehnologică de obţinere a iaurtului aromatizat

5

II. 1. Recepţia calitativă şi cantitativă

În calitate de materie primă, la fabricarea produselor lactate, se utilizează laptele integral

furnizat de gospodăriile colective, de fermieri, laptele degresat obţinut în punctele de colectare.

Cantitatea de materii se determină prin metoda gravimetrică sau volumetrică. Masa

produsului se determină prin cântărire cu ajutorul cântarelor speciale sau obişnuite, iar a laptelui

integral şi degresat cu ajutorul unor contoare.

Calitatea produselor este apreciată în laboratoarele întreprinderilor de industrializare a

laptelui conform criteriilor incluse în standarde pentru fiecare produs în parte.

II. 2. Filtrarea I

Materia primă folosită la fabricarea diferitelor produse lactate, conform cerinţelor

igienice, trebuie să fie lipsită de impurităţi mecanice vizibile, adică să corespundă gradului I de

curăţenie. Prima reţinere se realizează prin filtrarea laptelui în momentul evacuării lui din

recipientele de transport, folosind în calitate de filtru tifon împăturit în patru straturi. Prin acest

procedeu se reţin particulele vizibile, iar cele fine trec prin filtru şi de obicei rămân în lapte.

II. 3. Depozitarea

Depozitarea laptelui filtrat se realizează într–un tanc izoterm orizontal.

II. 4. Filtrarea II

Pentru a putea fi realizată normalizarea laptelui, după depozitare laptele este trecut din

nou printr–un filtru întrucât în timpul depozitării s–a format o peliculă deasupra acestuia.

II. 5. Normalizare

Conform legislaţiei în vigoare, conţinutul de substanţe nutritive în produsele lactate

finite trebuie să corespundă cerinţelor standardelor, indiferent de conţinutul acestora în laptele –

materie primă.

Pentru obţinerea produselor finite standardizate materia primă se normalizează în

prealabil conform criteriilor prevăzute în instrucţiunile tehnologice.

Prin normalizare se înţelege operaţia tehnologică de optimizare a unor indici în materia

primă la nivelul stabilit de standard.

Pentru fabricarea principalelor sortimente de lapte pentru consum, produse lactate acide

dietetice şi a smântânii pentru alimentaţie, materia primă se normalizează conform conţinutului

6

de grăsime, iar pentru produsele lactate îmbogăţite cu proteine – şi conform concentraţiei

acestora sau conform conţinutului de substanţă uscată degresată sau totală.

II. 6. Preîncălzire

Întrucât operaţia de omogenizare se realizare la temperatura de 60ºC este necesară o

încălzire a laptelui, realizat în pasteurizatorul cu plăci.

II. 7. Omogenizare

Omogenizarea laptelui reprezintă un proces tehnologic de fracţionare (dispersare) a

globulelor de grăsime prin acţiunea asupra laptelui a unor forţe externe – laminare, şoc,

ultrasunete etc.

Omogenizarea se practică la fabricarea multor produse lactate şi este o operaţie

obligatorie în tehnologia produselor lactate cu conţinut sporit de grăsime – lapte şi smântână

pentru consum, produse lactate acide grase etc.

Omogenizarea are ca scop stabilizarea emulsiei de grăsime în materia primă pentru

evitarea separării grăsimii la suprafaţa produsului finit şi obţinerea unei consistenţe cât mai

omogene.

Se ştie că emulsia de grăsime în laptele natural este polidispersă – diametrul globulelor

de grăsime variind de la 1-2μ până la 10μ şi mai mult. Globulele de grăsime cu diametrul de

peste 2μ, având o masă specifică mai mică decât a plasmei laptelui, în laptele liniştit au tendinţa

de a se ridica la suprafaţă; gradul de separare este în funcţie de raza globulei şi temperatura

laptelui.

În procesul omogenizării se obţine o micşorare a diametrului globulei până la 0,5-1μ,

ceea ce reduce considerabil puterea lor de separare din plasmă. Globulele de grăsime cu

dimensiuni mici nu au putere de separare, deci în laptele omogenizat practic nu se observă

separare de grăsime. Omogenizarea laptelui se realizează cu ajutorul unor utilaje, denumite

omogenizatoare. În industria laptelui se folosesc diferite tipuri de omogenizatoare: cu supapă,

omogenizatoare – clarificatoare, însă toate realizează o fracţionare a globulei de grăsime.

Omogenizarea laptelui modifică considerabil unele particularităţi fizico-chimice şi

tehnologice ale laptelui.

În procesul de omogenizare a laptelui se micşorează diametrul globulelor de grăsime şi

se măreşte numărul acestora. În procesul de fracţionare este distrusă membrana fosfoproteică a

globulei de grăsime, ea fiind repartizată pentru formarea membranelor globulelor nou-formate.

Ca masă, ea este insuficientă şi în acest proces sunt mobilizate proteinele din plasmă, iar ca

7

rezultat, se măreşte masa învelişurilor şi suprafaţa totală a emulsiei de grăsime. Astfel, se obţine

un grad înalt de dispersare stabilă a emulsiei de grăsime în laptele omogenizat.

Suprafaţa mărită a emulsiei de grăsime în laptele omogenizat contribuie la o asimilare

mai deplină a grăsimii lactate.

În procesul de omogenizare se elimină o oarecare cantitate de grăsime lactată liberă,

cantitatea aceasta fiind în funcţie de temperatura de omogenizare.

În laptele omogenizat cu un conţinut mediu de grăsime, emulsia de grăsime este stabilă

şi nu se observă aglomerări de globule de grăsime cu diametrul mic. În produsele omogenizate

cu conţinut mărit de grăsime se formează aglomerări de grăsime, care reduc efectul

omogenizării.

Acest mecanism de agregare a globulelor de grăsime se explică prin faptul, că pe

suprafaţa globulelor nou-formate sunt sectoare cu membrană subţire şi în aceste sectoare încep să

acţioneze forţele intermoleculare de agregare a moleculelor apropiate şi formarea de aglomerări.

Unul din factorii, care măresc gradul de stabilizare a emulsiei de grăsime la

omogenizare este raportul dintre grăsime şi substanţa uscată, care trebuie să fie mai mare de 0,6-

0,8.

Fosfaţii şi citraţii din lapte, care contribuie la dispersarea fosfocazeinei de calciu din

lapte stimulează procesul de stabilizare a emulsiei de grăsime, iar creşterea în lapte a conţinutului

de calciu solubil favorizează procesele de agregare a globulelor de grăsime.

Pentru a evita formarea aglomerărilor de grăsime se practică omogenizarea în două

trepte, respectiv, se omogenizează materia primă la o presiune ridicată, apoi se tratează la o

presiune mai mică.

Alt factor ce influenţează asupra stabilităţii emulsiei de grăsime în laptele omogenizat

este temperatura de preîncălzire a laptelui destinat omogenizării: încălzirea acestuia peste

temperatura de denaturare a proteinelor serice acţionează negativ în ceea ce priveşte mobilizarea

acestora la formarea membranei globulei nou formate şi deci favorizează formarea aglomerărilor

de globule de grăsime.

Posibilitatea apariţiei aglomerărilor în produsele omogenizate cu conţinut mare de

grăsime are loc pe seama creşterii forţei de atracţie a moleculelor. Temperaturile reduse de

păstrare a produselor omogenizate măresc, de asemenea, forţa de agregare a globulelor de

grăsime.

Proteinele în procesul de omogenizare, de asemenea, suferă unele modificări, o parte din

acestea fiind adsorbite de grăsimi sub formă de complexe lipoproteice. Se observă deci o scădere

a stabilităţii proteinelor. Capacitatea tampon a laptelui se reduce ca rezultat al adsorbţiei de către

grăsime, odată cu proteinele, şi a unor fosfaţi şi citraţi din lapte.

8

Sub acţiunea omogenizării, în complexul cazeinei, odată cu acţiunea temperaturii

ridicate se observă unele modificări în repartizarea azotului în diferite fracţii de proteine lactice.

Ca rezultat al acestor modificări, scade stabilitatea laptelui omogenizat faţă de acţiunea

cheagului, a sărurilor de calciu, a temperaturilor ridicate.

Omogenizarea se răsfrânge pozitiv şi asupra proprietăţilor coagulului la fabricarea

produselor lactate acide, el devine mai fin, mai omogen, se reduce separarea zerului etc.

Omogenizarea măreşte viscozitatea laptelui, culoarea din alb-gălbuie devine alb intensă,

creşte capacitatea de spumare.

Membrana modificată a globulei de grăsime îşi pierde proprietatea de protecţie faţă de

enzime, ca urmare, scade rezistenţa grăsimii faţă de acţiunea lipazei şi a proceselor de oxidare

etc. De aceste modificări trebuie să se ţină cont în procesul de prelucrare a laptelui

II. 8. Pasteurizare

Este procedeul de încălzire a laptelui de la 63ºC până la 100ºC. prin acest procedeu se

obţine distrugerea tuturor microorganismelor aflate în stare vegetativă şi inactivarea pentru o

anumită perioadă a celor în stare sporulată.

Aplicarea regimului de pasteurizare se face cu scopul de a distruge toate formele de

microorganisme posibile a fi prezente, respectiv a bacteriilor dăunătoare precum şi a microflorei

banale a laptelui, formată din bacterii lactice, drojdii şi mucegaiuri, creându–se astfel condiţii

favorabile pentru dezvoltarea bacteriilor lactice selecţionate cu care se însămânţează laptele.

De asemenea, prin încălzirea laptelui la temperaturi înalte, o parte din substanţele

proteice conţinute precipită, iar fosfaţii şi citraţii solubili devin parţial săruri insolubile, ceea ce

determină o îmbunătăţire a consistenţei produsului prin obţinerea unui coagul mai dens. Din

aceste motive, este important să se respecte regimul de pasteurizare prevăzut şi măsurile de

igienă necesare, pentru prevenirea contaminării ulterioare cu diferite alte bacterii.

8. 1. Acţiunea căldurii asupra microflorei laptelui

Scopul principal al tratamentului termic al laptelui este distrugerea microorganismelor,

mai cu seamă a celor patogene. Viteza de distrugere este în funcţie de temperatură, durata

acţiunii temperaturii înalte şi termorezistenţa microorganismelor. Gradul de rezistenţă a

bacteriilor este influenţat de specia şi stadiul lor de dezvoltare, numărul iniţial de

microorganisme şi compoziţia chimică a mediului în care se găsesc.

9

Speciile vegetative de bacterii sunt distruse prin tratamentul termic al laptelui până la

temperatura de 100 0C, majoritatea lor devin inactive prin încălzirea laptelui la temperatura de

63-80 0C. creşterea temperaturii şi a duratei de încălzire accelerează procesul de inactivare a

microorganismelor.

La determinarea temperaturii de încălzire şi a duratei de acţiune a acesteia asupra

laptelui, se ţine cont de următoarele: distrugerea totală a microflorei patogene şi a 99,9 % din

microflora vegetativă totală a laptelui, precum şi de obţinerea produsului cu modificări minime

în compoziţie şi structură.

Ca etalon se consideră acţiunea temperaturii asupra bacilului tuberculozei şi deci, în

condiţii normale, încălzirea laptelui la 62 0C timp de 2-3 min. până la 80 0C 2-3 secunde asigură

distrugerea microflorei patogene şi a virusurilor care sunt mai sensibili la acţiunea temperaturii.

Eficacitatea acţiunii temperaturii asupra microflorei laptelui este în funcţie directă de

gradul de contaminare iniţială cu bacterii, gradul de curăţenie şi compoziţia chimică a laptelui.

Gradul înalt de impurificare cu bacterii termostabile, impurităţile mecanice din lapte,

grăsimea şi proteinele lactice protejează microorganismele faţă de acţiunea căldurii şi deci

micşorează eficacitatea tratamentului termic.

În cazul contaminării laptelui cu bacterii sporulate, acestea sunt distruse numai la

încălzirea laptelui peste 100 0C.

8. 2. Acţiunea căldurii asupra componenţilor şi structurii laptelui

Grăsimea din lapte sub acţiunea temperaturilor ridicate nu suferă modificări esenţiale în

compoziţia chimică. Modificările se referă la unele schimbări în structura membranei globulei de

grăsime, ceea ce modifică şi unele proprietăţi de comportare a grăsimii în procesul de prelucrare

ulterioară a laptelui.

Încălzirea laptelui până la 61 0C contribuie la o separare mai intensivă a globulelor de

grăsime. Creşterea temperaturii de încălzire peste acest nivel reduce acest proces ca rezultat al

denaturării părţii proteice a membranei globulei de grăsime şi topirii substanţei grase a acesteia.

De aceea, laptele supus tratamentului termic se smântâneşte mai incomplet în comparaţie cu cel

crud.

În laptele încălzit la temperaturi apropiate de 100 0C, se observă apariţia la suprafaţă a

unor picături de grăsime ca rezultat al distrugerii membranei globulelor de grăsime.

Omogenizarea prealabilă a laptelui preîntâmpină apariţia acestui defect.

Substanţele proteice, sub acţiunea temperaturii înalte suferă transformări profunde,

ireversibile, ceea ce conduce la micşorarea solubilităţii acestora şi pierderea unor proprietăţi

10

biologice. Mai sensibile la acţiunea temperaturilor înalte sunt proteinele serice. Rezultatul

modificărilor profunde în structura moleculară a acestor proteine măreşte potenţialul de agregare

a moleculelor de proteine denaturate şi formarea unor complexe cu alte proteine din lapte.

Gradul de denaturare a proteinelor este în funcţie de temperatură şi durata acţiunii ei

asupra laptelui. Denaturarea albuminei începe la temperatura de 65 0C şi se intensifică odată cu

creşterea temperaturii, devenind completă la 80-85 0C. Denaturarea albuminei sub acţiunea

temperaturilor avansate stă la baza „probei albuminei”, prin care se confirmă tratamentul termic

al laptelui la temperaturi de peste 80 0C.

Ca rezultat al denaturării din unii aminoacizi din albumină se eliberează grupările –SH

şi se formează hidrogen sulfurat şi alţi compuşi sulfuroşi care imprimă laptelui gust specific de

lapte fiert.

Dintre globuline cele mai sensibile la temperaturi înalte sunt globulinele imune.

Încălzirea laptelui la 70 0C timp de 30 min. conduce la denaturarea a cca. 90% de globuline cu

rol de imunizare, iar celelalte fracţii se distrug în proporţii de 6-32%.

Încălzirea laptelui la temperaturi mai avansate (85-87 0C – 10-15 min. sau 92-94 0C – 2-

8 min.), temperaturi recomandate pentru tratarea termică a laptelui pentru fabricarea produselor

lactate acide, conduce la agregarea practic totală a proteinelor serice denaturate.

În procesul de fermentare lactică ele coagulează împreună cu cazeina şi participă direct

la formarea structurii tridimensionale a texturii coagulului, şi deci măresc considerabil

proprietăţile structural–mecanice ale acestuia. Ca rezultat se formează un coagul dens, ce

împiedică eliberarea zerului.

Cazeina, spre deosebire de proteinele serice, este mai rezistentă la acţiunea

temperaturilor înalte. La încălzirea laptelui la temperaturi de peste 75-80 0C se schimbă

echilibrul între micelele de fosfocazeinat şi sărurile minerale, se produc unele modificări în

raportul dintre fracţiile cazeinei. În laptele pasteurizat se măreşte conţinutul de α şi β - cazeină.

Se observă, de asemenea, formarea unor compuşi între γ şi α – cazeină, precum şi β –

lactoglobulină. Aceste modificări influenţează asupra proprietăţilor tehnologice ale laptelui,

scade respectiv puterea de coagulare a cazeinei sub acţiunea cheagului.

În timpul tratamentului termic din complexul de cazeină (fosfocazeinatul de calciu) se

separă o parte din calciu, acesta trecând în stare insolubilă, ceea ce are influenţă negativă asupra

puterii de coagulare a laptelui sub acţiunea enzimelor coagulante.

Sub acţiunea temperaturilor ridicate se formează şi unii compuşi între proteine şi

lactoza, care condiţionează o brunificare slabă la fabricarea laptelui înăbuşit, produsul lactat acid

„Reajenka” şi a altor produse.

Cazeina supusă tratamentului termic este mai puţin accesibilă atacului enzimelor.

11

Acţiunea temperaturilor ridicate are o influenţă pozitivă asupra proteinelor lactate în

cazul folosirii laptelui pentru fabricarea produselor lactate acide. Ea constă în faptul că în stadiul

iniţial de denaturare a proteinelor serice (t=72-76 0C) moleculele acestora pierd apă, ca rezultat

se micşorează viscozitatea laptelui şi a zerului. Tratamentul termic la temperaturi de 85-87 0C cu

durata de 5-10 min. sau 93-95 0C timp de 2-3 min. duce la agregarea fracţiilor denaturate ale

proteinelor serice şi formarea împreună cu cazeina a unui coagul dens ce reţine mai bine zerul în

produsele lactate acide.

Lactoza este parţial descompusă la temperaturi de 70-80 0C cu formarea unor acizi

organici – lactic şi formic, care condiţionează o creştere neînsemnată a acidităţii laptelui.

Încălzirea lui peste 100 0C duce la apariţia brunificării, ca rezultat al formării unei legături

ireversibile aminocarbonilice între lactoză şi proteinele serice sau dintre lactoză şi unii

aminoacizi liberi. Apariţia brunificării este mai mult condiţionată de durata încălzirii decât de

temperatura acesteia. Încălzirea laptelui la temperaturi de peste 150 0C provoacă caramelizarea

lactozei, însă tratamentul laptelui la temperaturi atât de mari nu se practică.

Sărurile minerale şi gazele din lapte suferă, de asemenea, unele modificări. În primul

rând, din lapte se elimină o mare parte din dioxidul de carbon, ceea ce determină o mică scădere

a acidităţii laptelui în stadiul iniţial de încălzire. Apoi la o încălzire de peste 65 0C fosfatul

bicalcic şi monocalcic, ce sunt în stare solubilă, trec în fosfat tricalcic insolubil. Aceşti compuşi

se depun pe suprafeţele fierbinţi ale aparatelor de încălzire şi împreună cu proteinele serice

denaturate, formează aşa numita „piatră de lapte”.

Acidul fosforic, format ca rezultat al acestor transformări, scoate calciul din cazeinat,

ceea ce condiţionează o scădere a calciului solubil şi o micşorare a capacităţii de coagulare a

laptelui cu cheag.

Modificări esenţiale suferă şi sărurile acidului citric şi alţi compuşi minerali. Dereglarea

echilibrului sărurilor din lapte modifică valoarea pH-ului şi a capacităţii tampon, ceea ce poate

provoca precipitarea cazeinei la fabricarea produselor lactate concentrate.

Vitaminele sunt comparativ rezistente la tratamentul termic al laptelui, îndeosebi dacă

prelucrarea se efectuează fără accesul oxigenului, în aparate închise, confecţionate din oţel

inoxidabil. Sub acţiunea temperaturilor înalte se distrug aproximativ 10-15% din vitamina A, 5-

12% din vitaminele grupei B etc. Cele mai termolabile sunt vitaminele C şi B12, pierderile cărora

pot atinge 40-50% la pasteurizare, iar la sterilizare ele se distrug complet.

Fierberea suplimentară a laptelui pasteurizat, mai ales în vase deschise, scade

aproximativ de două ori conţinutul de vitamine în lapte.

Enzimele se denaturează începând cu temperatura de 55 0C. Cele mai termolabile sunt

fosfataza şi amilaza, care se distrug total la temperatura de 63-65 0C timp de 30 min. Peroxidaza

12

şi lipaza se denaturează la încălzirea laptelui la temperaturi de peste 80 0C. Încălzirea laptelui la

temperatura de 85 0C timp de 5 mi. Inactivează toate enzimele din lapte.

Termorezistenţa unor enzime stă la baza probelor fosfatazei şi peroxidazei, care sunt

utilizate la controlul tratamentului termic al laptelui.

II. 9. Răcire

După expirarea timpului de menţinere la temperaturi ridicate (90ºC), în rezervorul

instalaţiei de pasteurizare, laptele este răcit la temperatura de 45–48ºC pentru însămânţare cu

culturi lactice. Operaţia se realizează prin introducerea de apă rece de la reţea între pereţii dubli

sub o agitare continuă a laptelui. Temperatura la care se face răcirea laptelui depăşeşte cu puţin

temperatura optimă de dezvoltare a microflorei specifice iaurtului, depăşire ce se face cu scopul

de a acoperi pierderile de căldură ce se produc în mod inevitabil în timpul preambalării şi a

manipulării ambalajelor cu laptele însămânţat, până la introducerea în termostat.

II. 10. Însămânţare

Pentru fermentarea laptelui şi obţinerea produsului cu proprietăţi specifice, laptele se

însămânţează cu o cultură liofilizată de bacterii lactice prin inoculare directă ce are în

componenţă bacteriile lactice termofile: Streptococcus termophilus şi Lactobacillus delbrueckii

ssp. Bulgaricus.

În timpul adăugării culturilor şi după aceea, laptele va fi agitat, pentru a asigura o

repartizare cât mai uniformă a acestora. Un aspect important ce trebuie avut în vedere la

însămânţarea laptelui este corelarea cantităţilor de lapte din vană cu capacitatea termostatului, în

sensul că, întreaga cantitate de lapte însămânţat şi ambalat, rezultat dintr–o vană să intre în

totalitate în camera de termostatat existentă. De asemenea, la stabilirea cantităţilor de lapte ce se

însămânţează se va ţine cont de capacitatea maşinii de ambalare, astfel ca operaţia să nu dureze

prea mult, întrucât o durată prea mare ar putea să dăuneze procesului de coagulare a laptelui.

După realizarea însămânţării se realizează dozarea produselor nelactate necesare obţinerii

iaurtului aromatizat, adică soluţiile de zahăr şi coloranţi şi aromatizanţi, după care se trece la

agitarea pentru omogenizarea conţinutului vasului.

II. 11. Ambalare

Ambalarea laptelui însămânţat se va realiza în pet–uri. În acest scop, poate fi utilizat un

rezervor de mică capacitate, fixat la o înălţime corespunzătoare de lucru, in care se introduce

13

laptele, de unde curge liber în ambalaje, printr–o conductă prevăzută cu un robinet manual de

închidere–deschidere.

II. 12. Termostatare

Este una din cele mai importante faze ale procesului de fabricare şi constă în crearea

condiţiilor de temperatură corespunzătoare pentru dezvoltarea microflorei specifice iaurtului ce

produce fermentarea şi coagularea laptelui.

În acest scop, navetele cu ambalaje din material plastic conţinând laptele însămânţat sunt

introduse în camera de termostatare şi stivuite pe mai multe rânduri, unde se menţin pentru

fermentare 2,5–3h la temperatura de 42–45ºC, timp în care se produce coagularea laptelui.

Respectarea acestor parametri este de mare importanţă, de acesta depinzând obţinerea unui

produs de calitate corespunzătoare, cu proprietăţi specifice.

Astfel trebuie avut în vedere că in cazul în care temperatura de termostatare este sub cea

prevăzută, se favorizează în principal o dezvoltare a streptococilor lactici, obţinându–se un

produs mai aromat şi aciditatea mai redusă. În schimb, dacă temperatura de termostatare este mai

ridicată, se favorizează mai mult dezvoltarea lactobacililor şi în acest caz rezultă un produs cu

aciditatea mai ridicată, având gustul acru mai pronunţat iar aroma mai redusă.

Încălzirea aerului în camerele de termostatare poate fi făcută cu aeroterme încălzite

electric cu apă caldă sau abur de joasă presiune, iar reglarea temperaturii se face automat, de la

un tablou de comandă montat pe peretele exterior al termostatului şi care este prevăzut cu

termometru pentru indicarea temperaturii din termostat.

Pentru a se asigura o încălzire cât mai uniformă a tuturor ambalajelor cu lapte însămânţat,

se va efectua o ventilaţie permanentă a aerului, iar navetele de pvc trebuie să aibă orificii pe toate

părţile. De asemenea, la stivuirea în camerele de fermentare navetele formate vor fi aşezate pe

paleţi din material plastic şi se vor lăsa spaţii libere de circulaţie şi control pe toate părţile; se va

evita apropierea prea mult de sursele de încălzire, ceea ce ar putea determina o supraîncălzire a

ambalajelor pe anumite porţiuni.

O mare importanţă o prezintă stabilirea momentului final, când se apreciază că

fermentarea laptelui s–a încheiat, operaţie ce constă în examinarea coagulului din câteva

ambalaje ce se deschid şi se înclină într–o parte. Coagulul trebuie să fie compact, bine format, să

nu se desprindă de pereţii ambalajului şi să nu elimine zer. Apariţia unui lichid lăptos indică o

fermentaţie incompletă, iar eliminarea zerului arată că momentul optim al fermentării a fost

depăşit.

14

Stabilirea momentului în care fermentarea laptelui s–a încheiat se poate face şi pe bază de

analiză de laborator prin determinarea acidităţii, care în mod normal trebuie să fie cuprinsă între

80–90ºT.

II. 13. Răcire

După terminarea termostatării, se procedează la răcirea produsului, operaţie ce se face în

două faze:

– Prerăcirea până la temperatura de 18–20ºC este indicat să se realizez chiar în

camera de fermentare, prin întreruperea agentului de încălzire şi ventilarea aerului. Această

operaţie are rolul de a întări coagulul, prevenindu–se astfel unele defecte privind consistenţa

produsului ce s–ar putea datora manipulării cu ocazia introducerii în camera frigorifică.

– Răcirea la temperatura de 3–4ºC ce se realizează de regulă în camere frigorifice.

Ca urmare, iaurtul suferă un proces de maturare fizică, coagulul devenind mai compact, aroma se

accentuează, iar gustul este plăcut.

II. 14. Depozitare

Iaurtul se depozitează la temperatura de 4–8ºC în camere frigorifice curate, dezinfectate

şi lipsite de mirosuri străine. Caracteristicile calitative optime ale iaurtului se obţin după 10–12ºC

de menţinere la temperatura de depozitare, motiv pentru care, nu este indicată livrarea înaintea

expirării acestei perioade de păstrare.

CAPITOLUL III.

CARACTERISTICILE MATERIILOR PRIME, MATERIILOR AUXILIARE ŞI PRODUSULUI FINIT

III. 1. Caracteristicile materii prime

1. Lapte de vacă

1. 1. Compoziţia laptelui

15

Fig. 2. Compozitia chimica laptelui

Laptele este un aliment alcătuit din două faze total nemiscibile, dar aflate într-o stare de

emulsie perfectă una în alta:

1. faza apoasă, care conţine:

- proteinele, substanţe bio-organice dar conpatibile cu faza apoasă datorită gradului lor ridicat

de hidratare precum şi grupărilor anorganice terminale electrolitice, ce le asigură starea coloidală

şi prin urmare, compatibilitatea cu apa;

- zaharurile, compuşi organici solubili în apă;

- vitaminele hidrosolubile;

- sărurile şi oligo-elemetele minerale.

2. faza organică, constituită din materia grasă, emulgată în faza apoasăî şi alcătuită din:

- gliceride;

- steride;

- acizi graşi;

- fosfolipide, dintre care lecitina sigură interfaţa dintre cele doua faze;

- vitamine liposolubile;

- pigmenţi (caroten).

Din punct de vedere chimic, laptele conţine următorii componenţi:

apa: 82 – 87 %

substanţa uscată negrasă: 10 – 11 % formată din:

- lactoză 4 – 5 %

16

- cazeină 3 – 4,5 %

- lactalbină şi lactoglobulină 0,7 – 1,1 %

- săruri minerale 0,8 – 1,1 %

- vitamine hidrosolubile

materia grasă: gliceride, steride, acizi graăi, lecitina, vitaminele

liposolubile, pigmenţi(carotene), alte substanţe.

1. 1. 1. Apa

Principalul component al laptelui este apa, care reprezintă peste 80 % din masa totală a

laptelui, proporţie ce variază, în primul rănd, în funcţie de specia animalului. Acest procentaj

poate varia destul de semnificativ, în funcţie de alţi factori cum ar fi:

- rasa animalului pentru o specie dată;

- vârsta animalului;

- starea de sănătate;

- periada de lactaţie;

- regimul alimentar;

- anotimpul;

- zona geografică (relief, climă, vegetaţie);

- condiţiile de creştere şi de îngrijire.

Apa este faza majoritară, în care au loc cvasitotalitatea proceselor chimice, biochimice şi

fitice. Tensiunea superficială a soluţiei apoase din lapte numite plasma joacă un rol determinant

în stabilirea emulsiei de materie grasă şi a suspensiilor- de proteine.

1. 1. 2. Substanţa uscată din lapte

În laptele de vacă se găsesc de la 11% până la 16 % substanţa uscată, acesta variind în

funcţie de rasă, perioadă de lactaţie, condiţii de alimentaţie, anotimp etc.

Acest indice caracterizează valoarea nutritivă a laptelui şi influenţează direct asupra

consumului specific de lapte-materie primă la fabricarea produselor lactate concentrate, a

brânzeturulor etc. Substanţa uscată a a laptelui este alcătuită din doi componenţi principali –

lipidele şi substanţa uscată degresată.

17

1. 1. 2. 1. Lipidele din lapte

Fracţiunea grasă reprezintă, în medie, 3,6 – 3,8 % în laptele de vacă, conţinut mai

apropiat de cale de laptele de capră. Materia grasă din lapte este un amestec complex, alcătuit de

o multitudine de compuşi, printre care se numără gliceridele, steridele, fosfolipidele, acizii graşi

liberi, diverse tipuri de ceară şi altele, aşa cum se poate vedea din schema de mai jos:

Lipide simple Lipide complexe

(fosfatide)0,2...1,0%

• gliceride 98...99% • lecitină

• steroide 0,25...0,4% • cefalină

(colesteride, ergosteride) • sfingomielină

Din punct de vedere chimic, grăsimea propriu-zisă reprezintă un amestec de esteri ai

acizilor graşi cu glicerina. Masa principală a gliceridelor o constituie trigliceridele (98-99%),

digliceridele 0,2-0,5% şi monogliceridele 0,02%. Grăsimile lactate se caracterizează printr-un

conţinut foarte variat de acizi graşi, ceea ce le conferă particularităţi nutritive şi tehnologice

specifice.

Structura şi raportul dintre caizii graşi componenţi ai grăsimii lactate au un rol important

în tehnologia produselor lactate. Conţinutul şi raportul optim dintre diferiţi acizi graşi

condiţionează consistenţa normală, onctuoasă a untului, excesul de acizi graşi saturaţi

contribuind la consistenţa sfărâmicioasă, iar conţinutul sporit de acizi graşi nesaturaţi dau o

consistenţă moale, uleioasă.

În lapte, lipidele se găsesc sub formă de globule sferice sau elipsoidale, în număr de 2-10

milioane în 1 ml lapte. Din punct de vedere structural fiecare globulă de grăsime este acoperită

de o membrană alcătuită din trei straturi – extern – mucos, din mijloc – proteic, şi interior –

îndreptat spre grăsime lipoproteic.

Datorită existenţei acestei membrane şi încărcării electrice negative, globulele de grăsime

nu se contopesc şi nu se ridică la suprafaţa laptelui imediat după mulgere. În laptele proaspăt

muls globulele de grăsime sunt repartizate uniform în plasmă la oa distanţă de 9-10 μ una de alta.

Laptele normal de vacă conţine de la 3% până la 6% grăsime în funcţie de mai mulţi

factori.

Conţinutul de grăsime în laptele-materie primă are o mare importanţă în tehnologia

fabricării produselor lactate. Grăsimea sigură produselor lactate gustul fin, specific, aroma

plăcută, consistenţa şi structura lor, iar carotenul solubil în grăsime imprimă produselor lactate

bogate în grăsime culoare plăcută – gălbuie.

18

Gliceridele

Gliceridele reprezită cea mai importantă fracţiune din materia grasă şi reprezintă o

proporţie de circa 88-89%. Aceşti compuşi sunt esteri formaţi în urma reacţiei acizilor cu

glicerol.

Numărul de specii gliceridice în lapte este foarte mare, fiind determinat atât de numărul

variabil de molecule de acizi graşi grefat pe o moleculă de glicerol, cât şi de diversitatea

moleculelor de acizi graşi. Gliceridele prezintă anumite caracteristici, printre care cele mai

importante sunt următoarele:

- un punct de topire scăzut, la o temperatură de 29-340C;

- un punct de solidificare scăzut, la o temperatură de 18-230C;

- o desitate relativă, la 150C, de 0,936-0,950;

- un indice de saponificare, ce variază în funcţie de natura laptelui şi ptin urmare, de cele

ale acizilor graşi conţinuţi în lapte;

- un indice de iod, care variază în funţie de natura laptelui.

Hidroliza giceridelor dă naştere la cizi graşi liberi care, în funţie de structura şi de

proporţia lor în lapte, pot declanşa procesul de acidifiere a materiei grase şi, prin urmare alterarea

gustului acesteia. Până în prezent, s-au putut identifica peste 60 de tipuri diferite de acizi graşi.

Acizii graşi cei mai des întâlniţi sunt acidul butiric, acidul capronic, acidul caprinic,

acidul caprilic, acidul oleic, acidul lauric şi acidul stearic. Aceşti acizi reprezintă circa 80% din

cantitatea totală de acizi conţinută în lapte.

Steridele

Steridele sunt esteri ai acizilor graşi cu colesterolul. Aceste substanţe se găsesc în lapte în

proporţii mici de circa 0,01-0,03 % şi au un rol fiziologic foarte important în formarea vitaminei

D, a acizilor biliari şi a hormonilor sexuali.

Fosfolipidele

În lapte, există o mare varietate de fosfolipide, printre care cele mai importante sunt

fosfatidil-colina, fosfatidil stearina, cefalina, sfingomielina şi lecitina. Aceşti compuşi joacă un

rol foarte important în emulgarea şi stabilizarea emulsiei de materie grasă în plasma din lapte,

prin asigurarea interfeţei dintre cele două faze. În procesul de separare a grăsimii din lapte, o

proporţie de circa 2/3 din fracţiunea fosfolipidică trece în smântână.

Lecitina este totodată agent emulgator şi stabilizator, care asigură interfaţa dintre materia

grasă (faza organică) şi plasma din lapte(faza apoasă).

Datorită proprietăţilor sale tensioactive, lecitina este un excelent emulgator care menţine

nu numai coeziunea globulelor de materie grasă 8care face ca particula să fie sferică), ci şi

emulgarea lor (dispersia lor) în tot volumul plasmei.

19

Alţi componenţi ai materiei grase

În materia grasă se găsesc şi alţi compuşi, cum ar fi carotenoidele, carotenul, precum şi

alte substanţe cu caracter oxidant. Toate aceste substanţe reprezintă o proporţie minoră de circa

0,7-0,8 % dar joacă un rol foarte important în diferite procese de prelucrare şi valorificare a

laptelui.

Grăsimea lactată se caracterizează printr-un grad înalt de dipersie şi punct redus de topire,

de acees sae similează de organism în proporţie de 95-97%. Datorită prezenţei în grăsimea

lactată a lecitinei, a acizilor graşi nesaturaţi (linoleic, linolenic şi arahidonic) ea este considetară

do o valoare biologică superioară altor grăsimi de origine animală.

Grăsimea lactată se caracterizează printr-un spectru foarte variat de acizi graşi, în

componenţa ei fiind depistaţi peste 100 de acizi.Aceştia conferă grăsimii lactete unele însuşiri

fizico-chimice specifice, care o deosebesc de alte grăsimi de origine vegetală.

1. 1. 2. 2. Substaţa uscată negrasă din lapte

Cantitate de substanţă uscată degresată din laptele de vacă de amestec variază în limitele

de 8-9%, în medie fiind de 8,8%.Acest indice este mai stabil în comparaţie cu conţinutul de

grăsime, de accea în multe ţări este considerat ca indice al integrităţii laptelui ţi se ia în

consideraţie la stabilirea preţului de achiziţie a laptelui-materie primă.

Fiind componentul principal al produselor lactate cu conţinute redus de grăsime sau al

celor degresate, conţinutul de substaţă uscată degresată în laptele materie-primă influenţează

direct consistenţa unora dintre ele (lapte de consum, produse lactate acide etc.), cât şi consumul

specific la fabricarea brânzei proaspete de vacă.

1. 2. 2. 2. 1. Substanţele azotoase din lapte

Apa din lapte este faza de dispersie a ceea ce se numeşte, de regulă, substanţa uscată, care

rezultă din eliminarea totală a apei din lapte, printr-o deshidratare integrală.

Din eliminarea materiei grase din substanţa uscată, rezultă substanţa uscată negrasă, în

afară de substanţe minerale (săruri de Ca, Mg, K etc), mai conţine şi elemente organice specifice

laptelui, printer care putem enumăra următoarele:

- lactoza (dizaharid compus din glucoză şi galactoză);

- cazeina;

- lactalbumina;

20

- lactoglobulina;

- enzimele libere;

- urme de alţi compuşi.

În masa substanţelor azotoase, proteinele reprezintă, în medie, o proporţie de circa 95 %.

În fucţie de starea lor de dispersie, proteinele din lapte pot fi clasificate în două grupe:

1. cazeina aflată în stare de suspensie coloidală şi care reprezintă 80 % dion totalul proteinelor;

2. proteinele zerului sau proteinele serice, solubile în apă, şi anume:

- lactalbumina, în proporţie de 9 – 15 % din masa proteinelor;

- lactoglobulina, în proporţie de 3,3 % din totalul proteinelor;

- proteozopeptonele, în proporţie de 3,7 % (solubile în zer).

Cazeina

Cazeina este o proteină specifică a laptelui, fiind cea mai importantă componentă proteică a

laptelui şi poate fi indentificată prin tehnica numită electroforeză. Molecula acestei proteine

conţine sulf şi o serie de radicali pe bază de potasiu, în lapte fiind asociată cidului fosforic, motiv

pentru care este numita fosfoproteina. Astfel, cazeina se deosebeşte de celelalte substanţeprin

conţinutul său ridicat de fosfor şi prin modul în care ea reacţionează în prezenţa enzimelor din

cheag.

Interacţiunea cazeinei cu calciul şi cu potasiul din plasmă îi permite să se stabilizeze sub

formă coloidală solubilizată în mediile apoase ce conţin săruride calciu şi magneziu. Această

formă coloidală se numeste complexul cazeino-fosfo-calcic. Stabilitatea acestui complex în

plasmă poate fi explicată de fundamentele teoretice ale chimiei micelelor, conform cărora ezistă

un echilibru chimic între cationii complexaţi şi ionii aflaţi în mediul apos.

Din punct de vedere al structurii chimice, există trei variante de cazeină: formele α, β şi γ.

Stabilitatea celor trei forme de cazeină este foarte sensibilă la cele mai mici modificări ale

acidităţii mediului. Astfel, variantele α şi β, în prezentă de enzyme coagulante conţinute în

cheag, precipită, dând naştere la ceea ce numim coagul de brânză. Varianta γ precipită sub forma

unui produs secundar în fabricarea untului (zară) sau dacă este supusă acţiunii temparaturii,

aceasta precipită sub formă de urdă, împreună cu alte tipuri de proteine. Pentru ca procesul de

coagulare a cazeinei să aibă loc, trebuie ca cele două variante α şi β să se afle într-o proporţie de

peste 90 %.

Cercetări recente în acest domeniu au permis să se pună în evidentă ezistenţa unei alte

variante de cazeină, denumită cazeina k. Aceasta nu este de fapt o variantă propriu-zisă, ci mai

degrabă, un complex de interfaţă pentru celelalte forme structurale.

21

Lactalbumina

Lactalbumina reprezintă circa 15 % din conţinutul total de proteine în lapte. Această

proteină nu precipită sub acţiunea enzimelor coagulate din cheag, iar la încălzire, îi conferă

laptelui un gust de fiert. În procesul de coagulare, lactalbumina rămâne în plasmă, din care se

poate extrage ulterior prin încălzire la o temperatură de 800C sau pe cale chimică cu ajutorul

sulfatului de magneziu.

Lactalbumina se află în lapte sub trei forme izomerice (α, β şi γ), solubile în apă datorită

tensioactivităţii lor intrinseci, precum şi funcţiilor electrolitice terminale, ce intră în structura lor.

Lactoglobulina

Lactoglobulina se află în lapte în proporţie redusă, de circa 0,1 %, dar în anumite tipuri de

lapte proporţia sa poate să atingă câteva procente. Ea există sub doua forme izomerice, numite

englobulina şi pseudoglobulina.

Proteazopeptonele

În fracţiunea proteică a laptelui, mai există şi alte tipuri de proteine, cum ar fi

proteazopeptonele, care se află în cantităţi mai reduse şi prezintă interes biologic şi tehnic limitat,

din cauza valorii nutritive scăzute.

Substanţe azotate neproteice

Cele mai de seamă substanţe neproteice prezente în lapte, sunt următoarele:

- creatina;

- creatinina;

- lipoxantina;

- ureea;

- acidul uric;

- amoniac;

- aminoacizi liberi.

Substanţele neproteice azotate prezintă o importanţă deosebită, având în vedere contribuţia

lor în definirea calităţii şi valorii nutritive a unui tip de late.

1. 1. 2. 2. 2. Glucidele din lapte

În lapte, glucidele sunt reprezentate de dizaharide (lactoză), monozaharide (glucoză şi

galactoză) şi aminozaharide, care se pot găsi sub formă liberă sau legate de proteine, lipide sau

22

fosfaţi. Fracţiunea majoritară a glucidelor o reprezintă lactoza, un dizaharid specific numai

laptelui, care îi gustul dulceag.

În laptele proaspăt, lactoza se găseşte în soluţie moleculară sub formă de doi izomeri α şi β,

care au proprietăţi fizice diferite. Raportul dintre β şi α – lactoză la 20oC este de aproximativ 1,5.

La 0oC, în soluţie saturată, se găsesc cca 62,3% β-lactoză şi 37,7% α-lactoză. Valoarea nutritivă

şi efectul fiziologic al ambilor izomeri este practic aceeaşi.

Lactoza pură reprezintă un praf alb cristalin (C12H22O11∙H12O) cu o putere de îndulcire de

3-5 ori mai mică decât zaharoza şi o solubilitate în apă mai redusă, având aceeaşi valoare

nutritivă. La temperaturi înalte de lungă durată lactoza formează cu proteinele lactate compuşi

proteine-lactoză ce imprimă unor produse lactate o brunificare slabă (lapte înăbuşit, „reajenka”

etc). Aceşti compuşi se formează şi la fabricarea diferitelor produse de cofetărie şi panificaţie

când se foloseşte laptele, smântâna, zerul; lactoza contribuie la formarea unor produse rumene,

poroase, moi, care se păstrează timp mai îndelungat.

Conţinutul de lactoză în laptele normal este de 4,5-4,8% şi este mai redus în laptele

colostral, spre sfârşitul lactaţiei şi în cazuri de inflamaţie a ugerului.

Lactoza este un component al laptelui care determină, sub acţiunea microorganismelor,

toate procesele fermentative, care au loc în lapte. Lactoza poate suferi o serie de procese

fermentative de descompunere pentru a da naştere, în funcţie de tipul de microorganisme

implicate, la acid lactic, acid propionic, acid butiric sau alcool.

Lactoza este principalul component glucidic al laptelui, pe lângă urmele de galactoză şi

glucoză, ce rezultă din procesul de hidroliză. Din punct de vedere chimic, lactoza este un

dizaharid (dioză) format dintr-o moleculă de glucoză şi o moleculă de galactoză,care se

sintetizează în ugerul animalului.

Lactoza are o importanţă majoră in fiziologia digestiei, ea fiind unicul glucid primit cu

hrana de către organismul nou-născutului. Sub acţiune lactazei, lactoza se descompune în

glucoză şi galactoză – substanţe absolut necesare în fiziologia creierului şi a ţesutului nervos. În

afară de aceasta, lactoza contribuie la o stimulare mai bună a calciului de către organism şi

previne instalarea rahitismului.

1. 1. 2. 2. 3. Substanţele minerale din lapte

Laptele obţinut de la animalele sănătoase, în condiţii optime de alimentaţie, conţine toate

substanţele minerale necesare pentru funcţiile vitale ale organismului atât în creştere cât şi în

adult.

23

În lapte au fost depistate peste 80 de elemente, care formează peste 30 de săruri organice

şi anorganice – cazeinaţi, citraţi, fosfaţi, cloruri etc. Substanţele saline din lapte se găsesc în stare

coloidală, moleculară sau ionică.

Cantitatea de substanţe minerale din lapte se determină prin calcinarea probei medii la

temperaturi de 550-600oC. Astfel se stabileşte cantitatea de cenuşă, care constituie 0,7-0,8%.

Conţinutul de substanţe saline este însă puţin mai mare (0,9-1%=, întrucât în procesul calcinării

se produc unele modificări şi anume, clorurile se volatilizează, iar fosforul din lecitină şi cazeină

se transformă în acid fosforic etc.

Conţinutul de substanţe minerale în lapte este relativ stabil, chiar şi în cazul insuficienţei

t5emporare de săruri minerale în raţia animalelor, întrucât pentru sinteza laptelui organismul

mobilizează substanţele minerale din oase.

Sub raport cantitativ substanţele minerale se clasifică în macroelemente

(Ca,P,Na,K,Cl,Mg,S) şi microelemente (Cu,Fe,Co,Zn,I etc). Conţinutul unor elemente în lapte

este prezentat în tabelul 1.

Tabelul 1. Conţinutul unor elemente în laptele de vacă

(după FAO/OMS citat de G. Chintescu , C. Pătraşcu)

Elementele Raportate la un litru de lapte

M a c r o e l e m e n t e

Calciu, mg 1250

Fosfor, mg 960

Sodiu, mg 350-500

Potasiu, mg 1300-1500

Clor, mg 1100-1300

Magneziu, mg 90-240

M i c r o e l e m e n t e

Iod, mg 47

Fier, mg 0,5

Zinc, mg 3-5

Cupru, mcg 600

Cobalt, mcg 0,4-1,1

Nichel, mcg 30

Plumb, mcg 20-80

24

Calciul şi fosforul constituie mai bine de jumătate din totalul de substanţe minerale.

Aceste elemente intră în componenţa complexului de fosfocazeinat de calciu, fosforul

constituind şi o pate componentă a complexului fosfolipidic din membrana globulei de grăsime.

Conţinutul de calciu din fosfocazeinatul de calciu determină întrucâtva structura chimică

a cazeinei, masa şi dimensiunile miceliilor de cazeină, cât şi proprietăţile diferitelor fracţiuni ale

cazeinei. Legătura calciului cu cazeina este slabă. În procesul de păstrare îndelungată a laptelui la

temperaturi scăzute şi de creştere a acidităţii o parte din calciu trece în formă neorganică, ceea ce

reduce valoarea nutritivă a laptelui. Legătura fosforului cu cazeina este foarte durabilă. În

procesul de păstrare a laptelui cantitatea de fosfor organic creşte ca rezultat al utilizării acestuia

de către microorganismele din lapte pentru activitatea lor vitală şi transformarea lui în stare

organică.

Substanţele minerale din lapte au un rol important în fiziologia alimentaţiei şi în

tehnologia diferitelor produse lactate. Laptele este o sursă importantă de calciu şi fosfor pentru

om, iar raportul Ca:P în lapte este optim pentru alimentaţia raţională (1,2-1,3). Aceste elemente

din lapte şi produsele lactate se asimilează cu mult mai complet, decât din alte produse

alimentare, de aceea produsele lactate asigură o dezvoltare normală a sistemului osos.

Fierul, cuprul, magneziul participă la formarea hemoglobinei, zincul, molibdenul,

manganul intră în componenţa unor enzime, cobaltul participă la sinteza vitaminei B12 etc.

Conţinutul de substanţe minerale şi raportul dintre diferiţi compuşi influenţează

considerabil asupra proprietăţilor tehnologice ale laptelui.

Echilibrul dintre diferite substanţe minerale asigură stabilitatea soluţiei coloidale a

cazeinei. Dezechilibrul acestora provoacă coagularea laptelui la sterilizare.

Clorurile şi lactoza contribuie la stabilizarea presiunii osmotice şi a pH-ului laptelui, de

aceea cantitatea cestor doi componenţi este îm raport invers.

Schimbarea bruscă a raportului clor/lactoză indică lapte obţinut de la animale bolnave de

mastită.

În procesul prelucrării termice a laptelui (pasteurizare, fierbere, sterilizare) o parte din

sărurile minerale precipită formând cu proteinele serice aşa-numita „piatră de lapte”. Cantitatea

de calciu se reduce ceea ce se răsfrânge negativ asupra proprietăţilor tehnologice ale laptelui.

Trebuie menţionat că în lapte se pot depista şi substanţe minerale ce nu sunt caracteristice

laptelui normal. Odată cu experimentările armelor nucleare, în toate statele a sporit conţinutul în

lapte a substanţelor radioactive. De aceea se efectuează un control riguros al nivelului radioactiv

al laptelui. În cazul în care conţinutul de substanţe radioactive depăşeşte nivelul permis, laptele

este supus unui tratament special.

25

1. 1. 2. 3. Enzime. Vitamine

Laptele proaspăt muls are un conţinut variat de enzime. Unele sunt de origine mamară,

altele de origine microbiană, iar altele de origine mixtă. Ne vom referi la enzimele ce au

importanţă în tehnologia şi aprecierea calităţii laptelui. Acestea, după reacţia şi substanţa asupra

căreia acţionează se clasifică în trei grupe:

a. Hidrolaze şi fosforilaze. Din această grupă fac parte fosfataza, lipaza, lactaza,

proteaza, amilază etc.

Fosfataza hidrolizează esterii fosforici. În lapte se întâlneşte fosfataza alcalină şi

acidă. Fosfataza alcalină are origine mamară şi este foarte sensibilă la temperaturi înalte. Ea se

distruge la temperatură de pasteurizare de 63-650C timp de 30 de minute, de aceea prezenţa

acestei enzime în lapte indică un lapte incorect pasteurizat, sau adaos de lapte crud în cel

pasteurizat. De aceea proba fosfatazei serveşte ca indicator al pasteurizării laptelui la temperaturi

minime de pasteurizare.

Lipaza catalizează hidroliza gliceridelor în acizi graşi şi glicerină, provocând

apariţia diferitelor defecte de gust şi miros la produsele lactate bogate în grăsimi. Este enzimă de

provenienţă mixtă. În lapte se găseşte sub două forme – lipază membranică strâns legată de

învelişul globulei de grăsime şi lipază plasmică – slab legată de cazeină.

În laptele normal, proaspăt muls, lipaza este practic inactivă. Activitatea ei creşte brusc în

cazul omogenizării intense cu formare de spumă, pompării dintr-un vas în altul etc, ceea ce scade

rezistenţa laptelui la păstrare.

Această enzimă este inactivă la pasteurizarea laptelui la temperaturi de peste 800C, de

aceea pentru creşterea duratei de păstrare bogate în grăsimi, ele se fabrică din materie primă

pasteurizată.

Proteaza catalizează hidroliza substanţelor proteice până la peptone, polipeptide

şi aminoacizi. Are origine dublă-mamară şi microbiană. Este activă şi la temperaturi scăzute, de

aceea provoacă defecte de gust şi miros laptelui crud răcit, păstrat timp îndelungat. La

pasteurizare se distruge.

Lactaza catalizează hidroliza lactozei. Este de origine dublă, însă din glanda

mamară în lapte trece în cantităţi neînsemnate, cantitatea principală fiind secretată de microflora

ce se dezvoltă în lapte în perioada de păstrare. La pasteurizare se distruge.

b. Enzimele oxido-reducătoare. Din această grupă o importanţă mai mare o au

reductaza şi peroxidaza.

26

Reductaza este o enzimă specifică laptelui şi are origine mixtă, dar ca şi lactaza

este secretă, în principal de microflora laptelui. Această enzimă are proprietatea de a decolora

albastrul de metilen şi alţi coloranţi.

La pasteurizare reductaza se distruge, de aceea după proba reductazei se apreciază, de

regulă, încărcătura microbiană a laptelui crud.

Peroxidaza sau lactoperoxidaza este de origine mamară. Se inactivează la

tratamentul termic al laptelui la temperaturi înalte, de aceea proba peroxidazei se foloseşte pentru

controlul pasteurizării laptelui la temperaturi avansate.

c. Catalaza este o enzimă de origine dublă. Ea are proprietatea de a descompune apa

oxigenată în apă şi oxigen. Cantitatea de cataliză creşte în laptele colostral, în cel cu o

încărcătură microbiană sporită, dar mai ales în laptele mastitic.

Vitaminele reprezintă substanţe de origine neproteică do o importanţă biologică majoră,

catalizând procesele metabolice din organismul viu. Laptele este un produs alimentar care

conţine toate vitaminele cunoscute până în prezent, el fiind o sursă importantă de vitamine pentru

om. Vitaminele pot fi liposolubile (A, D, E, F, K) dizolvate în plasmă şi hidrosolubile (B,C)

dispersate în materia grasă.

Vitamina A şi carotenul

Vitamina A se sintetizează în organismul omului şi a animalului din provitamina A, care este

carotenul. Sursa principală de caroten sunt furajele administrate. Această provitamină are

culoarea galbenă şi imprimă laptelui şi produselor lactate bogate în grăsimi o culoare plăcut

gălbuie.

Vitamina A este relativ rezistentă la temperaturi înalte. La pasteurizare, în condiţii industriale, se

descompune cca 15-20 % din conţinutul iniţial al vitaminei A din laptele materie primă. Această

vitamină este foarte rezistentă la procesele oxidative, care o pot distruge în totalitate.

Vitaminele din complexul D (D1, D2, D3, D4, D5). Aceste vitamine au rol

antirahitic, stimulând absorbţia de către organism a calciului şi fosforului. Laptele este o sursă

săracă de vitamina D pentru organismul uman. Această vitamină se sintetizează în organismul

animalelor sub acţiunea razelor ultraviolete, de aceea este foarte important ca animalele să se

găsească cât mai mult la aer liber. Conţinutul de vitamina D este influenţat şi de raţia alimentară,

laptele obţinut vara având un conţinut mai mare în această vitamină.

În condiţii industriale laptele poate fi îmbogăţit cu vitamina D prin tratare cu raze ultraviolete,

însă în acest caz se observă şi oxidarea vitaminei A.

Vitamina E (α,β-tocoferolul). Conţinutul de vitamina A în lapte este influenţat

de conţinutul acestuia în furajele administrate. Este o vitamină rezistentă la încălzire uşoară, dar

27

se descompune la temperaturi înalte. LA păstrarea îndelungată a laptelui la temperaturi scăzute,

cantitatea de vitamina E se micşorează cu 25...35%. Fiind o vitamină liposolubilă, se foloseşte ca

antioxidant la fabricarea produselor lactate bogate în grăsimi.

Vitamina F. Această vitamină participă la metabolismul lipidelor în organism

stimulând eliminarea surplusului de colesterol, şi deci, prevenind apariţia arterosclerozei. Laptele

este o sursă importantă de vitamina F pentru organismul uman: 1 kg de lapte satisface cca 40%

din necesarul zilnic din această vitamină.

Vitamina K. Laptele este o sursă neînsemnată de vitamina K pentru om,

necesarul în această vitamină fiind satisfăcut prin sinteza ei de către microflora tubului digestiv.

Vitaminele liposolubile, în procesul prelucrării laptelui, trec în produsul bogat în grăsimi, de

aceea laptele degresat, zerul şi zara practic nu conţin vitamine liposolubile.

Vitaminele grupei B includ cca 20 de vitamine, care au un rol important pentru

activitatea organismului viu. Laptele este un produs alimentar bogat în această grupă de

vitamine, ceea ce este condiţionat de faptul că vitaminele din grupa B se sintetizează de către

microflora rumenului şi de celulele glandei mamare. Condiţia principală a procesului normal de

sinteză a acestor vitamine este prezenţa în raţia animalelor, în cantităţi suficiente, a furajelor

fibroase şi a cobaltului pentru sinteza vitaminei B12.

Această grupă de vitamine este relativ rezistentă la temperaturi de pasteurizare (se distrug cca

10-20%), excepţie fiind vitamina B12, cantitatea căreia se micşorează esenţial, iar la sterilizare se

distruge până la 90% din cantitatea de vitamina B12 din materia primă, cantitatea de vitamine se

reduce considerabil la păstrarea laptelui la lumină.

Vitamina C sau acidul ascorbic. Vitamina C se sintetizează în organism de către

microflora tubului digestiv. Conţinutul acestei vitamine în lapte este influenţat de mai mulţi

factori-specie, anotimp etc. Este una din cele mai instabile vitamine – din momentul obţinerii

laptelui şi până la consumator distrugându-se cca 50% din conţinutul iniţial.

În procesul de pasteurizare şi concentrare a laptelui se distrug cca 20-30% din conţinutul de

vitamina C al laptelui ca materie primă.

Vitaminele hidrosolubile în procesul de prelucrare a laptelui trec în subprodusele lactate – lapte

degresat, zer şi zară

1. 2. Proprietăţile organoleptice şi fizico-chimice ale laptelui

1. 2. 1. Proprietăţile organoleptice ale laptelui

28

Conform standardelor în vigoare calitatea laptelui la colectare se apreciază după

următorii indici organoleptici: aspect şi consistenţă, gust, miros şi culoare.

Aspectul şi consistenţa. Laptele proaspăt muls, obţinut de la animale sănătoase se

prezintă ca un lichid omogen, cu aspect mat, specific. Aspectul specific al laptelui se foloseşte

deseori ca referinţă şi pentru alte produse cu consistenţa lichidă, sub denumirea de „aspect

lactescent”. Intensitatea opalescenţei este „condiţionată” de conţinutul în substanţă uscată, în

special în grăsimi şi cazeină. Apariţia unor abateri în aspect şi consistenţă (sediment, aspect apos,

filant etc.) indică unle stări de boală a animalelor sau nerespectare condiţiilor igienice de obţinere

şi tratament primar.

Gustul laptelui proaspăt este plăcut, dulceag şi condiţionat de prezenţa în el a lactozei.

Modificarea gustului (acru, sărat etc.) apare în cazul păstrării laptelui la temperaturi mărite, în

cazuri de mastită etc.

Mirosul laptelui este plăcut, specific numai laptelui şi este condiţionat de prezenţa

acizilor graşi volatili. Apariţia unor modificări de gust şi miros (acru, de grajd, de furaje etc)

indică nerespectarea tehnologiei de obţinere a laptelui la fermă.

Culoarea laptelui proaspăt este albă cu nuanţă uşor gălbuie. Culoarea albă este

imprimată laptelui de prezenţa cazeinei, iar uşor gălbuie – de conţinutul de pigmenţi, în special a

carotenoidelor.

În perioada furajerii vacilor de lapte cu nutreţuri verzi, bogate în carotenoizi, culoarea

gălbuie a laptelui este mai pronunţată Modificările de culoare (intens galbenă, albăstruie, roză

etc.) apar în cazul de boală a animalelor sau a tratării lor medicamente colorate şi eliminarea

acestora odată cu laptele.

1. 2. 2. Proprietăţile fizice ale laptelui

Cele mai importante proprietăţi fizice ale laptelui sunt densitatea, punctul crioscopic,

punctul de fierbere, căldura specifică, indicele de refracţie, conductibilitatea electrică,

viscozitatea etc. Valorile diferitelor caracteristici fizice sunt condiţionate de conţinutul

principalilor componenţi ai laptelui şi reflectă caracterul corelaţiilor reciproce, ceea ce permite

folosirea lor pentru aprecierea calităţii laptelui.

Densitatea. Prin noţiunea de densitate se înţelege raportul dintre masa laptelui la

temperatura de 200C şi masa apei în acelaşi volum, la temperatura de 40C.

Se determină densitatea cu ajutorul lactodensimetrului sau aerometrului la temperatura de

200C nu mai devreme decât după două ore de la mulgere. Se admite determinarea acestui indice

în limitele de temperatură de 15-250C fiind apoi recalculat la 200C.

29

Densitatea laptelui de vacă natural de amestec variază între limitele 1,027-1,032 g/cm3,

cea a laptelui individual 1,026-1,034 g/cm3, în medie fiind considerată 1,03 g/cm3.

În practică, densitatea se mai exprimă în 0A (grade areometrice) ca valoare fiind luate a

doua şi a treia cifră după virgulă.

Valoarea densităţii este condiţionată de conţinutul total de substanţă uscată în lapte – toţi

componenţii laptelui, cu excepţia grăsimii mărind densitatea. Trebuie avut în vedere, că

densitatea laptelui integral nu scade odată cu creşterea conţinutului de grăsime, deoarece odată

cu creşterea grăsimii creşte şi conţinutul de proteină, de substanţă uscată degresată etc.

Laptele colostral are o densitatea în limitele de 1,038-1,050 g/cm3 datorită conţinutului

mărit de substanţă uscată şi mai cu seamă, a proteinelor. Laptele degresat are densitatea 1,034-

1,038 g/cm3.

Între valoarea densităţii şi conţinutul de substanţă uscată totală degresată există o

corelaţia strânsă. Aceasta permite folosirea densităţii laptelui în diferite formule pentru

calcularea conţinutului acestor componente.

Densitatea laptelui integra obţinut de la animalele sănătoase în intervale scurte de timp

este comparativ stabilită şi se schimbă brusc în cazuri de îmbolnăvire a animalului sau de

falsificare a laptelui.

În cazul îmbolnăvirii vacilor de mastită, densitatea laptelui scade ca rezultat al reducerii

conţinutului de lactoză.

Falsificarea laptelui prin adaos de apă provoacă scăderea densităţii la adaosul de 10 %

apă, densitatea scade aproximativ cu 3oA. Scade densitatea laptelui şi la normalizarea lui cu

smântână dulce în cazul fabricării laptelui de consum sau a produselor lactate cu conţinutul

ridicat de grăsime. La extragerea parţială a grăsimii din laptele integral sau a adaosului în el a

laptelui degresat, densitatea creşte cu 1oA.

La aprecierea calităţii laptelui de colectare pentru prelucrarea industrială, densitatea se

foloseşte ca indicator al integrităţii şi conform standardului în vigoare (SM-104) ea trebuie să fie

de minimum 1,027 g/cm3 (27oA).

Punctul crioscopic sau temperatura de congelare indică temperatura la care

laptele îngheaţă. Acest indice este condiţionat de presiunea osmotică a laptelui, deci de

concentraţia moleculelor şi a ionilor, în principal a celor de lactoză şi cloruri aflaţi în plasma lui.

Laptele normal integral are punctul de congelare în limitele de -0,53...-0,57oC, media fiind

considerată -0,555oC. Laptele colostral are punctul crioscopic mai coborât (-0,57...-

0,55oC)datorită conţinutului mai mare de săruri minerale.

Temperatura de congelare scade şi în cazul îmbolnăvirii vacilor de mastită, la adăugarea

în lapte de săruri minerale (bicarbonat de sodiu, sare etc). În cazul falsificării cu apă punctul

30

crioscopic tinde spre 0oC, de aceea, în majoritatea ţărilor acest indice este introdus în standardele

referitoare la colectarea laptelui – materie primă ca un criteriu de integritate.

Punctul de fierbere. Laptele integral, în condiţii de presiune normală, fierbe la

temperatura de 100,2 – 100,5oC, în funcţie de concentraţia lui în substanţă uscată. Acest indice

poate fi folosit ca un indicator secundar la depistarea adaosului de apă în lapte.

Căldura specifică a laptelui. Prin noţiunea de căldură specifică a laptelui se

înţelege numărul de calorii necesar pentru a ridica temperatura unui gram de lapte cu 1 oC în

intervalul de temperaturi de la 14,5 până la 15,5oC. Acest indice, pentru laptele integral variază

în limitele de 0,92-0,94 kcal/kg/grad, laptele degresat are căldura specifică 0,946, smântâna

dulce cu 25% grăsime – 1,108 kcal//kg/grad şi este influenţată de compoziţia chimică a

produsului şi starea fizică a grăsimii din el. Valorile căldurii specifice a diferitelor produse

lactate se folosesc la calcularea de calorii necesare pentru pasteurizarea acestora, cât şi la

stabilirea necesarului de gheaţă sau de putere frigorifică a instalaţiilor pentru răcirea şi păstrarea

laptelui în condiţii de fermă şi fabrică.

Indicele de refracţie al laptelui normal variază în limitele de 38-40 grade Zeiss în

funcţie de concentraţia componenţilor solubili în lapte. Acest indice se foloseşte la determinarea

conţinutului de lactoză, la depistarea laptelui mastitic sau falsificat cu apă. Laptele obţinut de la

vaci bolnave de mastită sau falsificat cu apă are indicele de refracţie mai redus.

Conductibilitatea electrică sau rezistenţa specifică a laptelui normal este de 175-

200 ohmi în funcţie de concentraţia ionică globală, însă rolul principal le revine clorurilor. Şi

acest indice poate fi folosit ca indicator al laptelui mastitic sau pentru cel diluat cu apă. În aceste

cazuri conductibilitatea electrică creşte.

Conductibilitatea electrică stă la baza construcţiei unor aparate electrice pentru depistarea

falsificării laptelui cu apă, însă acest indice permite determinarea adaosului de apă de peste 10%.

Viscozitatea laptelui integral este de 1,8-2,2 centipoise, a celui degresat de 1,5

centipoise, deci, este mai mare ca a apei (1 centipoise). Acest indice este influenţat de starea în

care se găsesc componenţii principali ai laptelui – grăsimea şi proteinele. Viscozitatea laptelui

rece este mai mare în comparaţie cu viscozitatea celui cald. La diluarea laptelui cu apă

viscozitatea scade. Acest indice se foloseşte pentru controlul procesului tehnologic de fabricarea

a unor produse lactate şi la construcţia unor utilaje.

31

1. 2. 3. Proprietăţile biochimice ale laptelui

Principalii indici biochimici ai laptelui sunt: aciditatea titrabilă sau totală, aciditatea liberă

)ph-ul=, capacitatea tampon şi proprietăţile bacteriostatice şi bactericide. Valorile acestor indici

sunt condiţionate de compuşii ce alcătuiesc laptele şi raportul dintre ei.

Aciditatea titrabilă. Laptele proaspăt, având un gust dulceag, în prezenţa fenolftaleinei

manifestă o reacţie acidă, iar în prezenţa hârtiei de lacmus – reacţie amfoteră.

Prin noţiunea de aciditate titrabilă se înţelege cantitatea de NaOH consumată la titrarea a

100 ml de lapte.

Aciditatea titrabilă se exprimă în grade Thorner (oT), grade Dornic (oD) sau Soxhlet-

Henkel (oSh) – în funcţie de concentraţia hidroxidului de sodiu folosit la titrare.

Prin noţiunea de aciditate titrabilă în grade Thorner se înţelege cantitatea de soluţie de 0,1

n de hidroxid de sodiu sau potasiu (ml) necesară pentru titrarea a 100 ml de lapte sau 100 g de

produse lactate în prezenţe fenolftaleinei.

Aciditatea laptelui proaspăt muls este de 16-18oT; 14,4-17,2oD; 6,8-7,8oSH şi este

condiţionată de prezenţa în lapte a cazeinei, sărurilor minerale şi a gazelor.

Aciditatea titrabilă a laptelui variază în limite considerabile în funcţie de perioada de

lactaţie, specia şi rasa animalului, tipului de furajare, starea sănătăţii etc.

Aciditatea laptelui colostral şi a celui obţinut de la vacile bolnave de acidoză este mai

mare, iar de la vacile înainte de înţărcare sau bolnave de mastită este mai scăzută. Scade

aciditatea şi în cazul falsificării laptelui cu apă sau bicarbonat de sodiu.

În timpul păstrării laptelui la temperaturi de peste 10oC aciditatea creşte pe seama

acumulării acidului lactic, rezultat al dezvoltării microflorei lactice în lapte. Creşterea acidităţii

scade considerabil proprietăţile tehnologice ale laptelui, mai ales posibilitatea de tratament

termic.

Aciditatea liberă sau activă (pH-ul). Ea este determinată de concentraţia ionilor de

hidrogen (H+) din plasma laptelui. Aciditatea liberă a laptelui proaspăt muls variază în limitele de

6,3-6,9, media fiind considerată 6,5. Acest indice al calităţii laptelui este comparativ stabil şi se

schimbă brusc în cazul falsificării laptelui cu apă sau a acidificării lui.

În tehnologia laptelui se foloseşte ca indicator al posibilităţii tratamentului termic al

materiei prime, la urmărirea procesului de fabricare a unor produse lactate şi maturare a

brânzeturilor.

Capacitatea tampon. Prin noţiunea de capacitate tampon a laptelui se înţelege cantitatea

(ml) de acid sau bază (1n), care este necesară de adăugat în 100 ml lapte pentru a schimba pH-ul

cu o unitate. Proprietăţile tampon ale laptelui sunt mai pronunţate faţă de acizi (3,8) decât faţă

32

de bază (1,5). Capacitatea tampon a laptelui este condiţionată de conţinutul laptelui în proteine,

fosfaţi şi citraţi, care în prezenţa acizilor şi a bazelor, împiedică variaţia bruscă a pH-ului.

1. 2. 4. Proprietăţile bacteriostatice şi bactericide ale laptelui

Proprietatea laptelui proaspăt muls de a împiedica dezvoltarea microorganismelor, care

au ajuns în el în procesul de obţinere, se numeşte proprietate bacteriostatică, iar cea de a distruge

unele bacterii – proprietate bactericidă. Aceste proprietăţi ale laptelui proaspăt muls se datoresc

prezenţei în el a unor substanţe specifice, numite lactenine şi a unor substanţe biologic active

cum sunt anticorpii, lizozimul etc. Laptele colostral are proprietăţi bactericide mai pronunţate

datorită conţinutului mai mare de anticorpi.

Perioada de timp în decursul căreia numărul de bacterii în lapte nu se măreşte se numeşte

faza bactericidă.

Substanţele ce condiţionează proprietăţile bacteriostatice şi bactericide ala laptelui sunt

foarte nestabile şi se distrug în laptele nerăcit în decursul a 2-3 ore, după ce numărul de baterii

creşte brusc. Se distrug aceste substanţe şi în procesul tratamentului termic al laptelui, deci,

laptele pasteurizat sau fiert nu manifestă proprietăţi bactericide.

Durata fazei bateriostatice şi bactericide este condiţionată de mai mulţi factori, principalii

fiind:

○ Intervalul de timp de la mulgerea laptelui până la răcire. Cu cât această perioadă este

mai redusă, cu atât durata fazei bateriostatice şi bactericide este mai mare. Se recomandă ca

laptele să fie răcit nu mai târziu de o oră după obţinere.

○ Temperatura de răcire – cu cât este mai aproape de 0oC, cu atât durata fazei bactericide

şi bateriostatice va fi mai mare.

○ Gradul iniţial de impurificare a laptelui cu bacterii. Cu cât acesta va fi mai redus, cu

atât faza bacteriostatică va fi mai lungă.

Crearea condiţiilor necesare pentru menţinerea laptelui în faza bacteriostatică şi

bactericidă permite păstrarea proprietăţilor lui de lapte proaspăt până la prelucrarea industrială.

Microorganismele din lapte

Laptele prezintă nu numai un produs alimentar foarte preţios, dar şi un bun mediu pentru

dezvoltarea tuturor microorganismelor. De aceea, laptele crud va conţine întotdeauna un număr

mai mic sau mai mare de bacterii. Conţinutul cantitativ şi calitativ al microflorei laptelui diferă în

funcţie de sursele de contaminare şi este condiţionat,în primul rând, de respectarea condiţiilor de

igienă prevăzute pentru obţinerea şi tratamentul primar al acestuia în lăptăriile de fermă.

33

III. 2. Caracteristicile materiilor auxiliare

2. 1. Cultura starter

Produsele lactate fermentate sunt produse a căror tehnologie este bine coordonată

beneficiind de activitatea unor bacterii specifice, utilizate în monocultură sau culturi multiple

diverse.

Culturile lactice lichide se ambalează în flacoane de sticlă etanş, închise cu dop de

cauciuc sau de material şi buşon care asigură etanşeitatea, apoi fiecare flacon se ambalează într–

o cutie de carton.

Pentru menţinerea calităţii, păstrarea culturilor de bacterii lactice se face la temperatura

de 4–8ºC.

Dacă produsul se păstrează în condiţii prevăzute, termenul de valabilitate, de la data

fabricaţiei este, pentru culturile lactice lichide, de 10 zile, iar pentru cele liofilizate de 3 luni.

Pentru a putea fi utilizate în procesul de producţie este necesar ca aceste culturi să fie mai

întâi reactivate şi multiplicate prin însămânţări zilnice în lapte, după care se termostatează la

temperatura optimă de dezvoltare a bacteriilor, până la coagularea laptelui, rezultând cultura

primară, secundară şi terţiară, şi în final, cultura de producţie.

Pentru însămânţarea laptelui se va folosi Streptococcus termophilus şi Lactobacillus

bulgaricus, ce prezintă următoarele caracteristici:

Tabel 2. Caractere fiziologice şi biochimice ale tulpinilor de Lactobacillus bulgaricus

Conţinut de baze azotate, mol% 40-51

Temperatura de denaturare a ADN-ului*, 0C 91,7

Dimensiunile cromozomului, Mbp 2,3

Tipul de peptidoglican din structura peretelui celular Lys-D-Asp

Unităţi structurale pentru biosinteza acidului teichoic Glicerol

Grup antigenic E

Tip de izomer de acid lactic format D

Mobilitate electroforetică D-LDH** 1,7

Domeniul temperaturilor de dezvoltare:

– temperatura optimă, 0C

– temperatura minimă, 0C

– temperatura maximă, 0C

40-50

22

62

Valorile de pH pentru o activitate fiziologică optimă 5,5-5,8

34

Producerea de NH3 din arginină -

* Valoare aproximativă stabilită prin calorimetrie diferenţială; cu variabilitate la nivel de tulpini** LDH – lactodehidrogenaza

Tabel 3. Caracteristici morfologice şi fiziologice ale tulpinilor de Streptococcus termophilus

Proprietăţi Particularităţi

Proprietăţi morfologice

Forma şi dimensiunile celulelor Celule sferice, lipsite de mobilitate, cu

diametru 0,7-0,9 µm, asociate în perechi sau

lanţuri lungi

Afinitate tinctorială Gram pozitiv

G+C 37-40 %

Proprietăţi fiziologice şi biochimice

Tip de metabolism al glucidelor Homofermentativ

Izomer al acidului lactic format L (+) acid lactic

Spectru de glucide fermentate Lactoză, zaharoză, glucoză şi fructoză;

preferenţial diglucide; în general nu

fermentează galactoza

Capacitate acidifiantă Corespunzătoare unui pH final în mediul

fermentativ în domeniul 4,0-4,5

Domeniul de temperaturi pentru creştere şi

activitate fiziologică normală

Temperatura optimă 40-45 0C; temperatura

maximă 50-52 0C; nu creşte la temperatura

de 10 v; tolerează tratamente termice de

max. 60 0C, timp de 30 minute

Producere de catalază -

Creştere în prezenţa a 2% NaCl Negativă sau foarte redusă

Activitate proteolitică Foarte redusă

Eliberare NH3 din arginină -

Omologie ADN-ADN cu tulpini de

Lactococcus sp.

Redusă

Grup antigen specific -

Prezenţă citocromi -

Tabel 4. Efectele benefice asupra calităţii produselor prin combinarea tulpinilor de S. termophilus în culturi starter multiple

35

Caracteristici de calitate Culturi starter multiple

Gust slab acid, viscozitate redusă Streptococcus thermophilus,

Lactobacillus acidophilus

Gust acid mediu, aromă de iaurt slab

perceptibilă, viscozitate redusă spre mediu

S. thermophilus, L. acidophilus,

L. delbrueckii subsp. bulgaricus

Gust acid mediu, aromă de iaurt slab

perceptibilă, viscozitate ridicată

S. thermophilus, L. acidophilus,

L. delbrueckii subsp. bulgaricus

Gust acid cu o aromă fină de acid acetic,

vâscozitate redusă

L. acidophilus, S. thermophilus,

Bifidobacterium sp.

Tabel 5. Caracteristici Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus (sinonim: Lactobacillus bulgaricus)

Indicativ ATCC 11842

Surse de izolare lapte şi produse lactate

Caracteristici fenotipice

aspect microscopic bastonaşe cu capetele rotunjite, cu dimensiuni

variabile în funcţie de vârstă, singure sau

asociate în lanţuri scurte, cu incluziuni

intracelulare de metacromatină

reacţie catalazică -

domeniul de temperaturi pentru creştere şi

activitate

- (15 0C); + (450C)

reacţia în lapte + (coagulare)

tip de izomer al acidului lactic produs D (-)

Caracteristici tehnologice

activitate fermentativă metabolism lactic de tip strict homofermentativ

(1,7 % acid lactic); nu metabolizează citratul

activitate proteolitică + (aminoacizi liberi)

activitate lipolitică Slabă

formare compuşi de aromă + (acetaldehidă, diacetil, acetoină, acetonă)

producere de gaz -

producere de poliglucide + (puternic, variabil)

formare de alcool ± (etanol, urme)

producere de apă oxigenată +

producere de vitamine + (niacină, acid folic, B6, B12)

36

alte proprietăţi formează acid benzoic

Tabel 6. Caracteristici Streptococcus thermophilus (sinonim: Streptococcus salivarius subsp. thermophilus)

Indicativ ATCC 19258

Surse de izolare lapte şi produse lactate

Caracteristici fenotipice

aspect microscopic Celule sferice sau ovale, aranjate în perechi sau

lanţuri scurte, care prezintă polimorfism în

culturile vechi

reacţie catalazică -

domeniul de temperaturi pentru creştere şi

activitate

- (10 0C) + (450C)

reacţia în lapte + (coagulare)

tip de izomer al acidului lactic produs L (+)

Caracteristici tehnologice

activitate fermentativă metabolism lactic de tip strict homofermentativ

(0,7-0,8 % acid lactic); nu metabolizează

citratul

activitate proteolitică Slabă

activitate lipolitică Slabă

formare compuşi de aromă + (acetaldehidă, diacetil, acetoină, acetonă)

producere de gaz -

producere de poliglucide ±

formare de alcool ± (etanol, urme)

producere de apă oxigenată ±

producere de vitamine + (B6, B12)

2.2. Lapte smântânit

Laptele smântânit pentru normalizare are un conţinut de grăsime de 1,5%

2. 3. Coloranţi şi arome

Pentru obţinerea aromei de căpşuni se vor folosi aromatizanţi sintetici în ametecuri, adică

se va folosi un amestec de substanţe care include şi 1–(prop–1’–enil)–3 şi 4,5–trimetoxibenzen.

37

Amestecul este solubilizat în raport de 1:4 propilenglicol şi se adaugă sub formă de soluţie

împreună cu colorantul.

Colorantul folosit pentru obţinerea culorii specifice căpşunilor este Roşu 2G.

Amestecul de colorant şi aromatizant se va folosi în proporţie de 20mg/kg compoziţie.

2. 4. Zahăr

Zahărul folosit pentru obţinerea iaurtului aromatizat este conform normelor sanitare în

vigoare.

III. 3. Caracteristicile produsului finit

Iaurtul obţinut în urma procesului tehnologic are un conţinut de grăsime de 2,8% fiind

considerat un iaurt gras. În urma analizelor efectuate, iaurtul prezintă caracteristicile specifice

iaurtului conform STAS 3665–80:

Tabel 7. Proprietăţi organoleptice

CaracteristiciTipul

foarte gras gras slab

Aspect şi consistenţă

coagul consistent, cremos, fără bule de gaz;la rupere aspect de porţelan;se admite eliminare de zer

coagul de consistenţă potrivită, fără bule de gaz;la rupere cu aspect de porţelan;se admite eliminare de zer

Culoare albă de lapte sau cu nuanţă slab gălbuie

Miros şi gustspecific de iaurt, plăcut, acrişor;nu se admite gust sau miros străin (amar, rânced, de mucegai, etc.)

Tabel 8. Proprietăţi fizice şi chimiceCaracteristici Tipul Metode de

analizăfoarte gras gras slab

38

sortimentulspecial extra

Grăsime, %, min. 6 4 2,8nu se normează

STAS 6532/1-73

Substanţă uscată, %, min.11,5 15 11,3 8,5 STAS 6344-68

Aciditate, în grade Thörner75…145 75…140 STAS 6353-75

Substanţe proteice, %, min.3,2 4 3,2 3,2 STAS 6355-73

Temperatura de livrare, 0C, max.8 8 8 8 pct. 4.3

Zer, %, max.3 2 5 5 pct. 4.2

Tabel 9. Proprietăţi microbiologiceBacterii coliforme la 0,01 g produs absent

Escherichia coli la 0,1 g produs absent

Stafilococ coagulază pozitiv la 0,1 g produs absent

Salmonella la 50 g produs absent

Drojdii şi mucegaiuri la 1 g produs, max 100

CAPITOLUL IV.

BILANŢ DE MATERIALE. BILANŢ TERMIC

IV. 1. Bilanţ de materiale

Pentru fabricarea iaurtului aromatizant, în cazul de faţă, se vor folosi 5t de lapte pe 24h.

1. Recepţie calitativă şi cantitativă

Li’ – lapte integral după recepţie, t

Li – lapte integral înainte de recepţie, t

39

Recepţie calitativă şi cantitativă

Li

Li’

t

2. Filtrare I

Li’ – lapte integral după recepţie, t

Lc – lapte filtrat, t

t

3. Depozitare tampon

Lc – lapte filtrat, t

Ld – lapte depozitat, t

t

4. Filtrare II

40

Ld

LF

LF

Li’

Filtrare I

Depozitare tampon

Ld – lapte depozitat, t

Lf – lapte filtrat, t

t

5. Normalizare

Lf – lapte filtrat, t

LN – lapte normalizat, t

Lapte integral la recepţie are un conţinut de grăsime de 3,5% iar iaurtul aromatizant are

un conţinut de grăsime de 2,8%, corespunzător unui iaurt gras. Pentru scăderea conţinutului de

grăsime se va adăuga lapte smântânit conform formulei:

unde:

LS =CLS – cantitatea de lapte smântânit necesar, t

CL – cantitatea de lapte de normalizat, t

GL – conţinutul în grăsime al laptelui de normalizat, %

GLN – conţinutul de grăsime al laptelui normalizat, %

41

Lf

LN

Filtrare II

Ld

Normalizare

Lf

t

6. Omogenizare

LN – lapte normalizat, t

LO – lapte omogenizat, t

t

7. Pasteurizare

LO – lapte omogenizat, t

LP – lapte pasteurizat, t

42

Omogenizare

LN

LO

Pasteurizare

LO

LP

t

8. Răcire

LP – lapte pasteurizat, t

LR – lapte răcit, t

t

9. Însămânţare

LR – lapte răcit, t

Lî – lapte însămânţat, t

CS – cantitatea de inocul însămânţată, t

t

43

Răcire

LP

Lî

LR

LR

Însămânţare

10. Adaos de ingrediente nelactate

Zh – cantitatea de zahăr adăugată, t

Lî – lapte însămânţat, t

C+A – cantitatea de coloranţi şi arome adăugată, t

Lî’ – lapte însămânţat aromatizat

t

t

11. Ambalare

Lî’ – lapte însămânţat aromatizat, t

LA – lapte ambalat, t

t

44

LA

Adaos

Zh Lî C+A

Lî’

Lî’

Adaos

4 50

30 40

12. Termostatare

LA – lapte ambalat, t

I – iaurt, t

t

13. Răcire

I – iaurt, t

IR – iaurt răcit, t

t

IV. 2. Bilanţ termic

1.Preîncălzirea I

45

IR

I

LA

Termostatare

I

Termostatare

Preîncălzire

50 60

40 70

70 90

10060

2. Preîncălzirea II

3. Pasteurizare

46

Preîncălzire

Pasteurizare

80 70

6090

60 45

3070

4. Răcirea I

5. Răcirea II

47

Răcire

Răcire

CAPITOLUL V.

CALCULUL NECESARULUI DE MATERII PRIME, MATERII AUXILIARE ŞI UTILITĂŢI

Pentru calculul necesarului de materii prime se va lua drept valori finale, valorile obţinute

la capitolul IV, adică:

– Necesarul de lapte integral: 5 t

– Necesarul de lapte smântânit: 1,24 t

– Necesarul de cultură starter: 0,09 t

– Necesarul de soluţie de zahăr: 0,3 t

– Necesarul de soluţie de coloranţi si aromatizanţi: 0,12 t

obţinându–se 6,53 t iaurt aromatizat.

Tabelul Necesarul de apă.

Locul de consum Consum, m3

48

A. Consum pentru scop tehnologic- spălare utilaje- laborator- instalaţie de pasteurizare - reţea

- răcită- vană de fermentare

415422

TOTAL 16B. Consum pentru scop gospodăresc- spălare cisterne- apă pentru duşuri- apă WC, spălătorie

221

TOTAL 5TOTAL 21

Denumire utilaj Nr. buc

Putere instalată, kW Putere

consumată, kW/h

Coef. de putere,kc

Timp de funcţ, hPi/b

c/hPi

totalăAparat preparare

culturi1 0,3 0,3 0,11 0,636 0,62

Pompă centrifugă 2 2,2 2,2 7 0,636 5Instalaţie de pasteurizare

1 21,6 21,6 0,412 0,636 0,03

Vană de fermentare 1 0,55 1,1 0,23 0,636 0,5Tancuri izoterme 3 1,1 2,2 0,7 0,636 0,5

Maşină de ambalat 1 2,2 2,2 3,77 0,636 2,7Preparare aer cald 1 12 12 45,8 0,636 6

Grup frigorific 1 1,8 1,8 6,86 0,636 6Sterilizarea traseelor

de circulaţie 1 2,4 2,4 0,76 0,636 0,5Centrală termică 1 11 11 14 0,636 2

49

CAPITOLUL VI.

CALCULUL NECESARULUI DE UTILAJE

Din cauza lipsei de documentaţie tehnică în ceea ce priveşte calcularea necesarului de

utilaje, calculul acestora se va realiza în funcţie de capacitatea de prelucrare şi de utilajele găsite

în literatura de specialitate. Şi avem:

– pentru recepţia cantitativă a laptelui se va folosi o pompă autoabsorbantă tip

TPAL 200–905–A cu caracteristicile LxlxH=730x450x465;

– pentru depozitare se va folosi un tanc izoterm vertical tip TTI–10 cu

caracteristicile LxlxH=4630x1858x2900;

– pentru normalizare se va folosi acelaşi tip de tanc;

– pentru omogenizare se va folosi omogenizatorul Dispers

– la pasteurizare se va folosi pasteurizatorul cu placi cu următoarele caracteristici

LxlxH=1600x1500x2000;

– pentru însămânţare se va folosi tancul izoterm TTI–10

– pentru ambalare s–a folosit maşina tip MB cu dimensiunile:

LxlxH=3200x1000x1500

– pentru dimensionarea camerei de fermentare s–a luat în calcul dimensiunea

unui pet, numărul de pet–uri ce încap într–o navetă, dimensiunea unei navete precum şi un spaţiu

de manipulare, rezultând camera de fermentare cu următoarele dimensiuni:

LxlxH=2000x1500x2500;

– camera frigorifică va avea aceleaşi dimensiuni

50

CAPITOLUL VII.

NORME DE PROTECŢIA MUNCII, PSI ŞI IGIENĂ

Igiena producţiei de lapte şi produse lactate trebuie să asigure:

– securitatea laptelui şi produselor lactate din punct de vedere microbiologic

– ameliorarea proprietăţilor senzoriale şi nutritive ale produselor

– prelungirea duratei de vânzare, de consumare şi de utilizare optimă

În cazul produsului ca atare strategia aplicării igienei implică:

– evitarea aportului exterior de microorganisme dăunătoare la materia primă

– distrugerea microorganismelor pe diferite căi, distrugere care este cu atât mai

eficace, cu cât numărul iniţial de microorganisme este mai redus

– inhibarea dezvoltării microorganismelor care nu au putut fi distruse

Etapele igienizării

Etapele igienizării sunt: curăţarea şi dezinfecţia, fiecare dintre ele având scopuri şi

nec4esităţi de realizare diferite.

Etapa de curăţare constă în următoarele:

Pregătirea zonei pentru curăţare

Se dezasamblează părţile lucrative ale echipamentului tehnologic şi se plasează piesele

componente pe o masă sau rastel. Se acoperă instalaţia electrică cu o folie de material plastic.

Curăţarea fizică

Se colectează resturile solide de pe echipamente şi pardoseli şi se depozitează într–un

recipient.

Prespălarea

51

Se spală suprafeţele murdare ale utilajelor, pereţilor şi în final pardoseala, cu apă la 50–

55ºC. prespălarea începe de la partea superioară a echipamentelor de procesare sau pereţilor, cu

evacuarea reziduurilor în jos, spre pardoseală. În timpul prespălării se va evita umectarea

motoarelor electrice, a contactelor şi cablurilor electrice.

Prespălarea nu trebuie realizată cu apă fierbinte, deoarece aceasta ar coagula proteinele

pe echipamentele de procesare şi nici cu apă rece deoarece în acest caz nu se vor îndepărta

grăsimile

Curăţarea chimică

Curăţarea chimică este operaţia de îndepărtare a murdăriei cu ajutorul unor substanţe

chimice aflate în soluţie, operaţia fiind favorizată de executarea concomitentă a unor operaţii

fizice.

Soluţia de curăţare trebuie să aibă temperatura de 50–55ºC şi poate fi aplicată la suprafaţa

de curăţare prin intermediul măturilor şi telului, în cazul pardoselilor, sau cu ajutorul aparatelor

de stropire sub presiune, care lucrează în sistem individual sau centralizat.

Substanţa de curăţare se poate aplica şi sub formă de spumă sau gel. Durata de acţiune a

substanţei de curăţare cu suprafaţa respectivă trebuie să fie de 5–20 min.

Clătirea

Clătirea se face cu apă la 50–55ºC prin stropirea suprafeţei curăţate în prealabil chimic,

clătirea trebuind să fie executată până la îndepărtarea totală a substanţei de curăţare, componentă

soluţiei chimice de spălare folosită, respectiv 20–25 min

Controlul curăţirii

Acest control se face prin inspecţia vizuală a tuturor suprafeţelor şi retuşarea manuală

acolo unde este necesar.

Curăţarea bacteriologică sau dezinfecţia

Se realizează prin aplicarea unui dezinfectant pe toate suprafeţele, în prealabil curăţate

chimic şi clătite, în vederea distrugerii bacteriilor. Înainte de începerea lucrului se execută o

spălare intensă cu apă caldă şi apă rece pentru îndepărtarea dezinfectantului.

Reguli de igienizare pentru personalul operativ

Activităţile desfăşurate de angajaţii unităţii economice sunt foarte importante pentru

controlul dezvoltării bacteriilor. Angajaţii trebuie să respecte următoarele cerinţe generale:

– să păstreze zonele de prelucrare a materiilor prime şi de manipulare foarte

curate;

– să spele şi să dezinfecteze frecvent ustensilele în timpul lucrului. Ei nu trebuie

să lase ustensilele să vină în contact cu pardoseala, hainele murdare;

– să nu lase produsele să intre în contact cu suprafeţele ce nu au fost igienizate;

52

– să utilizeze numai cârpe de unică folosinţă pentru ştergerea mâniilor şi

ustensilelor;

– să– şi asigure curăţenia corporală şi a îmbrăcămintei în mod permanent;

– să poarte capişon sau beretă curată pe cap, pentru a evita o eventuală

contaminare a produselor datorită căderii părului pe suprafaţa lor;

– înainte de a intra în WC, trebuie să–şi scoată şorţul, halatul, mănuşile sau orice

alte obiecte de îmbrăcăminte ce pot intra în contact cu produsele;

– la părăsirea WC–ului trebuie să se spele pe mâini şi să se dezinfecteze;

– personalul care lucrează cu materia primă nu trebuie să aibă acces în zonele în

care se manevrează produsele finite, pentru a preveni contaminarea încrucişată;

– persoanele care suferă de afecţiuni contagioase nu trebuie să aibă acces în

zonele de producţie;

– să nu fumeze în zonele în care se prelucrează produsele alimentare;

– să păstreze îmbrăcămintea şi obiectele personale în vestiare, departe de orice

zonă de producţie.

53

BIBLIOGRAFIE

1. Azzouz, A. – Utilaj şi tehnologie în industria laptelui, Ed,

Tehnica–Info, Chişnău, 2002

2. Banu, C., Buţu, N. şi alţii – aditivi şi ingrediente pentru industria

alimentară, Ed. Tehnică, Bucureşti, 2000

3. Banu, C., Georgescu, Gh şi alţii – Cartea producătorului şi

procesatorului de lapte, vol. 4 cunoaşterea şi procesarea laptelui,

Ed. Ceres, Bucureşti, 2005

4. Codoban, J., Codoban, I. – Procesarea laptelui în secţii de

capacitate mică, Ed. Cetatea Doamnei, Piatra Neamţ, 2006

5. Costin, G. M. – Produse lactate fermentate, Ed. Academica, 2005

6. Guzun, V., Banu, C. şi alţii – Industrializarea laptelui – manual,

Ed, Tehnica–Info, Chişnău, 2001

7. Macovei, M.V. – Culegere de caracteristici termofizice pentru

biotehnologie şi industria alimentară. Tabele şi diagrame, Editura

Alma, Galaţi, 2000

54