Valorificarea Zerului [PDF]

Zitiervorschau

LICEU : GRUP SCOLAR DE INDUSTRIE ALIMENTARA TIMISOARA SPECIALIZARE : TEHNICIAN ANALIZE PRODUSE ALIMENTARE

ANALIZA FIZICO-CHIMICA BRANZETURILOR SI A SUBPRODUSELOR DIN INDUSTRIA BRANZETURILOR

Candidat: Anul : PROF : CIUPA RODICA

TIMISOARA

2009 Cuprins …………………………………………………………………………………….1 Introducere……………..............……………………………………………………...... 3 Capitolul 1.Fabricarea brânzeturilor …… ………………………………………

4

1.1 Clasificarea brânzeturilor…………………………………………………………….

4

1.2. Materia primă..............................................................................................................

7

1.3. Compoziţia materiei prime..........................................................................................

8

1.3.1.Grăsime.........................................................................................................

8

1.3.2 Glucidele.......................................................................................................

8

1.3.3 Substanţe azotoase.........................................................................................

8

1.3.4 Săruri minerale...............................................................................................

9

1.3.5 Gaze dizolvate...............................................................................................

9

1.3.6 Biocatalizatorii...............................................................................................

10

1.3.7 Vitamine.........................................................................................................

10

1.3.8 Enzime............................................................................................................

10

1.4. Microbiologia laptelui...................................................................................................

11

1.4.1.Contaminarea internă......................................................................................

11

1.4.2. Contaminarea externă.....................................................................................

12

1.4.3.Grupele de microorganisme din lapte..............................................................

12

1.5. Caracteristicile senzoriale şi fizico-chimice ale brânzeturilor proaspete....................... 13 1.6. Defectele brânzeturilor proaspete................................................................................... 14 Capitolul 2. Procesul tehnologic de obţinere a brânzei proaspete de vaci..................... 15 2.1. Descrierea procesului tehnologic..................................................................................

15

2.1.1. Normalizarea laptelui................................................................................... 15 2.1.2. Pasteurizarea laptelui...................................................................................

15

2.1.3. Pregătirea laptelui pentru coagulare.............................................................. 15 2.1.4. Maturarea laptelui......................................................................................... 16 2.1.5. Prelucrarea coagulului................................................................................... 16 2.1.6. Pastifierea brânzei......................................................................................... 17 2.1.7. Ambalarea..................................................................................................... 17 2.1.8. Depozitarea................................................................................................... 17 Capitolul 3.

Valorificarea zerului................................................................................. 18

3.1. Prezentarea zerului…............................................................................................

18

3.2. Compozitia chimica a zerului...................................................................................

16

3.3. Caracteristici fizico-chimice……………………………………………………..

18 2

3.4. Caracteristici microbiologice………………………………………………………

18

3.5 Defectele zerului …………………………………………………………………… 19 3.6. Folosirea zerului ca atare……………………………………………………………. 20 3.7. Obtinerea de produse concentrate din zer ………………………………………… 21 3.8. Produs de tip jeleu din zer …………………………………………………… ……..22 3.9. Branzeturi obtinute din zer………………………………………………………….. 23 3.10.Utilizarea zerului si a produselor din zer pentru furajarea animalelor……………..

29

Capitolul 4. Obtinerea urdei si a lactozei ………………………………………………..30 4.1. Schema de fabricare a urdei………………………………………………………… 30 4.2. Descrierea fluxului tehnologic……………………………………………………… 31 4.3. Fabricarea lactozei din zer …………………………………………………………… 32 4.4. Domeniile de utilizare a lactozei ……………………………………………………. 34 Capitolul 5. Valorificarea subproduselor din lactoza………………………………. 5.1.

Utilizarea lactozei pentru obtinerea de siropuri ……………………………………. 36

5.2.

Obtinerea de polioli din lactoza……………………………………………………… 36

5.3.

Conversia lactozei din zer…………………………………………………………… 36

5.4.

Produse sub forma de pulbere din zer……………………………………………….. 39 Capitolul 6.

36

Norme privind protecţia muncii............................................. ................40

6.1. Igiena spaţiilor de producţie şu depozitare .................................................................... 40 6.2. Igiena individuală........................................................................................................... 40 6.3. Igienizarea utilajelor....................................................................................................... 40 6.4. Măsuri de igienizare a tancurilor de depozitare a laptelui.............................................. 41 Bibliografie.......................................................................................................................... 42

3

Introducere

Prelucrarea laptelui in vederea obtinerii branzei si a derivatelor reprezinta o forma foarte veche de valorificare a acestuia - produsele din lapte constituiau hrana zilnica a omului din cele mai indepartate timpuri. Istoria speculeaza datele:se considera ca sumerienii aveau mai multe feluri de branza chiar cu 5000-4000 de ani i.Hr. Cu certitudine, prima branza a fost fabricata din lapte de capra sau de oaie, vaca fiind ultimul animal imblanzit de om. Se povesteste ca branza a aparut initial, dintr-o gresala: laptele lasat prea mult timp la pastrare, s-a acrit. Scurs de zer, s-a dovedit, in timp, o descoperire foarte importanta: surplusul putea fi nu numai pastrat, dar si transformat intr-un aliment cu un continut bogat in proteine. La inceput, singura modalitate cunoscuta de a pastra mai multa vreme produsul era conservarea lui in saramura. Inceputurile procesului de fabricare nu sunt foarte bine cunoscute, dar se stie ca prin secolele IV-III i.Hr. branza devenise deja un produs mai elaborat.In Europa se dezvoltasera tehnici de mulaj si de presare, care, in linii mari, se inrudesc cu metodele de prelucrare din zilele noastre. Branza reprezinta, incontestabil, unul din cele mai vechi alimente fabricate de om. In lume, Franta este tara branzeturilor prin excelenta, fiind considerata al doilea amator de branza mondial, dupa Grecia. Exista astazi in Franta peste 400 varietati de branzeturi. In industria brânzeturilor, pe lângă sarcina principală de a obţine produse de bună calitate, se urmăreşte şi realizarea unui randament de fabricaţie căt mai ridicat. Randamentul se referă la cantitatea de brânză ce se obţine prin prelucrarea a 100 l lapte şi se exprimă in procente. Din punct de vedere economic, productivitatea la fabricarea unui anumit sortiment de brânză se apreciază în funţie de consumul de materie primă, lapte, necesar pentru obţinerea unui kilogram de brânză – crudă sau maturată, adică consumul specific.

4

CAPITOLUL 1. FABRICAREA BRANZETURILOR Brânzeturile sunt produse nefermentate sau fermentate, alcătuite în general, din cazeina care formează matricea proteică în care este înglobată grăsimea, cantităţi variabile de lactoză, săruri minerale, vitamine. Nu trebuie să fie considerate numai o formă de canservare a laptelui, ci ele sunt produse alimentare cu o valoare nutritivă ridicată şi caracteristici organoleptice bine definite pentru fiecare sortiment în parte. Brânza este produsul proaspăt sau maturat obţinut prin scurgerea zerului după coagularea laptelui, a smântânii, a laptelui smântânit, a zarei sau a amestecului unora sau a tuturor acestor produse. Până în prezent se cunosc cca 1000 sortimente de brânzeturi. Toate sunt preparate din laptele unor mamifere, în special, din lapte de vacă, oaie, bivoliţă şi capră sau din amestecul acestora. Oricâte deosebiri există între aceste sortimente, la prepararea lor se respectă o serie de reguli fundamentale, obţinerea brânzeturilor trecând prin următoarele faze principale: - Controlul şi tratarea laptelui - Pregătirea laptelui pentru închegare şi închegarea lui - Prelucrarea coagulului - Obţinerea caşului şi prelucrarea lui - Maturarea brânzeturilor - Depozitarea şi ambalarea brânzeturilor. 1.1 Clasificarea brânzeturilor Brânzeturile se clasifică în raport cu metoda de fabricaţie, la care este supus laptele şi coagulul obţinut in timpul preparării brânzeturilor. Dupa tipul de lapte si tehnica de fabricare utilizata, se disting opt familii de branzeturi : Branzeturi proaspete Avand o savoare dulce, proaspata si acidulata, sunt considerate « Copilaria branzeturilor ». Nefermentate, nematurizate, ele sunt fabricate pornind de la lapte sau smantana, obligatoriu pasteurizate. Branzeturi moi cu coaja inflorita Acestea sunt branzeturi traditionale acoperite de un puf alb numit « floare ». Pasta lor este moale si grasa, avand o culoare galben – deschis, daca branza este atent preparata. Spre deosebire 5

de branzeturile proaspete, in cazul celor moi, faza de scurgere a zerului, cu punerea in forma (perforata), a fost urmata de o maturare in beci de la 2 la 6 saptamani. Branzeturi moi cu coaja spalata Crusta lor moale, avand un aspect neted si lucios, ofera o frumoasa culoare galbena spre rosu – portocaliu. Difera de precedentele printr-o mai mare densitate si o faza de spalare cu apa calduta si sarata, pentru a accelera si mentine formarea unei cruste moi si pentru a pune in valoare gustul deosebit. Branzeturi de capra Albe sau cenusii, invelite in ierburi aromate sau intr-o frunza de vita de vie, singurul lor punct comun este acela ca sunt facute din lapte de capra. Cu o savoare tipica de capra, aceasta familie are o gama larga, de la branzeturi proaspete pana la cele presate. Consistenta lor fina si omogena este accentuata in timp. Branzeturi cu mucegai albastru Aceste branzeturi, avand o pasta alba, isi datoreaza numele finelor fibre albastre care le parcurg. Durata si conditiile de purificare sunt variabile. Cu exceptia Roquefort-ului, facut plecand de la lapte de oaie, celelalte mucegaiuri sunt facute din lapte de vaca. Branzeturi presate, negatite Aceste branzeturi, cu o savoare dulce , invelite intr-o crusta tare, au o pasta tare. Textura se datoreaza unei etape particulare de fabricare : punerea la presat a laptelui inchegat in tipar. Maturarea dureaza de la 1 la 12 luni si beneficiaza de o atenta ingrijire, coaja fiind periata. Branzeturi presate, gatite Acestea provin din zona Jura sau din Alpi, unde localnicii de la munte fabrica rezervele lor pentru iarna. Sunt branzeturi de talie mare, avand o crusta galbena si o pasta de un galben pal. Spre deosebire de branzeturile presate, negatite, cele gatite sunt uscate mai mult timp inaintea presarii. Maturareal poate dura aproximativ un an, intr-un beci rece si intr-unul cald (in care se formeaza golurile din interiorul branzei). Branzeturi topite Pasta lor este omogena, savoarea dulce si adesea aromatizata. Naturale sau imbogatite cu nuca, jambon, usturoi, verdeata sau mirodenii, sunt obtinute plecand de la topirea mai multor branzeturi presate, la care se adauga lapte, unt sau smantana.

6

Tabelul1. Clasificarea brânzeturilor după metoda de fabricare. Tipuri fundamentale de brânzeturi (Davies) Tipul 1 Tare

Semitare

Varietatea brânzei 2 Parmezan

Caracterizarea brânzei şi date de prelucrare tehnologica 3 Foarte tare Produsa din lapte degresat. maturat, coagulare cu cheag, taiere în bob mic. încălzirea a ll-a înaltă, sârare în bob, formare prin presare

Cheddar

Fâră ochiuri de fermentare, produsă din lapte maturat, coagulare cu cheag, taiere în bob mic. încălzirea aII-a medie, scurgere zer in vana, sărarea în caş, formare prin presare

Port Salut

Destul de fermă, aromă moderată, produsă din lapte degresat-maturat. coagulare cu cheag, tăiere in bob mic, încălzirea a ll-a medie, sârare m brânză, formare prin presare

Brick

Destul de tare, aromă plăcută, coagulare cu cheag, tăiere in bob mic, încălzirea a ll-a înaltă, scurgere zer în formă, sârarea în brânză, formarea prin presare

Pecorino

Produsă din lapte de oaie Coagulare cu cheag, taiere în bob mic, încălzirea a ll-a înaltă, scurgere zer in formă, sârare în brânză, formare prin presare

7

Edam

Destul de fermă, produsă dm lapte degresat, coagulare cu cheag, tăiere în bob mare, încălzirea a II-a joasă, scurgere zer în formă, sârarea în brânză sau în saramură, formare prin presare

Moale

Cambridge

Nematurată produsă din lapte maturat, coagulare cu cheag, tăiere în bob foarte mare, fără încălzirea a ll-a, sărare în formă

Suprafaţă mucilagiu

Limburger cu

Aromă puternică, maturare cu ajutorul bacteriilor Se obţine din lapte degresat, coagulare cu cheag, tăiere în bob mic, fără încălzirea a ll-a. scurgere în formă, sârare in brânză, formarea in formă

Suprafaţă mucegai

Camembert cu

Maturare mucegai

cu Roquefort

Coagulare Cottage prin acidifiere

Creme

Creme

Aromă puternică, maturare prin mucegai mtern-extern, coagulare rapidă cu cheag, tăiere în bob mare, scurgere zer în formă, sârare în brânza, formare în formă Gust iute Maturare cu mucegai intern. Se obţine din lapte maturat, coagulare cu cheag, tăiere în bob mare. sârare în brânză, formare în fermă Gust lactic, slab aromat, obţinută din lapte degresat-maturat. coagulare cu acid lactic, tăiere in bob foarte mare, încălzirea a II-a medie, scurgere zer in vană, sărarea in caş, formarea in forme Produse din smântână, obtmute din lapte maturat, coagulare cu cheag, scurgere zer in vană. sârare in caş, formare in formă

1.2. Materia primă Hotărâtoare în calitatea produsului finit este materia primă, care este reprezentată de lapte, care trebuie să corespundă atăt organoleptic şi fizico-chimic căt şi din punct de vedere microbiologic. Din punct de vedere fizic, laptele reprezintă un sistem complex, putând fi considerat o emulsie de tipul U/A, in care U reprezintă faza dizolvată (lactoza, saruri minerale, vitamine hiposolubile). Faza grasă conţine şi vitamine liposolubile, care pot fi legate şi de proteine, în principal de cazeină. Principalele caracteristici fizice şi chimice pentru lapte normal sunt: • • • •

• • •

•

Densitate la 20ºC ................................1.029-1.033 Căldura specifică..................................0,93 cal/g·grd Punct de congelare................................0,55ºC pH..........................................................6,6-6,8 aciditatea exprimată în grade Thorner...maxim 21ºT

Compozitia chimică medie a laptelui de vacă exprimată în g/L este următoarea: Constituenţi plastici şi energetici: apa.........................................................900-910g substanţa uscată totală: grăsimi.............35-45g negrasă.............90-95g 8

• • • • • • •

substanţe azotoase.................................33-36g săruri minerale.......................................9-9,5g biocatalizatori(neizolabili sau urme) pigmenti enzime vitamine gaze dizolvate: bioxid de carbon, oxigen 4-5% din volumul laptelui, azot

1.3. Compoziţia materiei prime 1.3.1.Grăsime Grăsimea laptelui este unul din cei mai importanţi componenţi atât sub aspect economic şi nutritiv cât şi pentru influenţa determinantă asupra proprietăţilor senzoriale ale laptelui şi ale produselor fabricate din lapte. Lipidele cuprind trigliceride 3.50g/100g lapte –fosfolipide 0.03g/100g lapte, colesterină 0.01/100g lapte şi substanţe nesaponificabile din lapte. Au fost identificaţi peste 140 acizi graşi saturaţi. Fosfolipidele laptelui sunt reprezentate în principal de lecitină şi cefalină. Există o strânsă legătură între conţinutul de fosfolipide, proprietăţile senzoriale şi capacitatea de conservare a laptelui. Proprietăţile intens hidrofile ale fosfolipidelor asigură stabilitatea emulsiei de grăsime în faza apoasă a laptelui. Substanţele nesaponificabile cuprind steroli (colesterol), tocoferoli şi carotenoide. Proprietăţile fizice şi chimice ale grăsimii laptelui depind de conţinutul în diferiţi acizi graşi. Grăsimea în lapte se găseşte sub formă de emulsie, globulele de grăsime având dimensiunea de 3-10µ.. Deoarece greutatea specifică a grăsimii este mai mică decât a restului componenţilor, aceasta are tendinţa de a se ridica la suprafaţă, fenomen cunoscut sub numele de separare naturală (spontană). Stabilitatea emulsiei este asigurată de membrana lipo-proteică ce înveleşte globulele de grăsime. Distrugerea acestei membrane, favorizează aglomerarea globulelor de grăsime, proprietate folosită în tehnologia de fabricare a untului. 1.3.2 Glucidele Lactoza (4.8g /100g lapte) este componentul care asigură gustul dulceag al laptelui.Din punct de vedere chimic, lactoza este un hidrat de carbon - dizaharid- care prin hidroliză eliberează o moleculă de glucoză şi o moleculă de galactoză.Avem urme de glucoză iar galactoza 0.08 g/l00g lapte. 9

1.3.3 Substanţe azotoase Substanţele azotoase (protidele) prezintă o importanţă deosebită din mai multe considerente: a.

Din punct de vedere cantitativ, au o pondere deosebită, în laplele animalelor rumegătoare,

conţinutul de substanţe azotoase este apropiat de conţinutul in grăsime. b. Cele mai importante proprietăţi fizico-chimice in special cele legate de stabilitate sunt determinate de prezenţa protidelor. c. Din punct de vedere nutritiv, protidele constituie componentul cel mai important al laptelui d. Unele proteine-enzime, inhibitori, anticorpi, sunt deosebit de importante datorită proprietăţilor imunologice caracteristice speciei respective. Din cantitatea de 0,5% azot cât conţine laptele de vacă , cca 95% este cuprinsă în proteine şi cca 5% în substanţe azotoase neproteice. Considerând substanţele azotoase 100%, in medie se deosebesc: Proteine..........................................95% din care: Cazeina............................................78,5% Lactalbumina...................................9,2% Lactoglobulinna................................3,3% Proteoze -peptone si glioproteine.......4% Substanţe azotoase neproteice...........5% Cazeina- este substanţa specifică secreţiei lactate, reprezentând cca 80% din totalul substanţelor azotoase din lapte. Conţinutul de cazeină în laptele de vacă este de 2,6-2.9%.Cazeina are proprietatea de a coagula în prezenţa unor enzime - chimozina, în mediul acid – pH 4,6- sau în prezenţa sărurilor de calciu.Aceste proprietăţi sunt folosite în industria brânzeturilor şi a preparatelor acide. Proteinele serice sunt reprezentate prirn lactalbumine, lactoglobuline, serumalbumine, protează şi peptine. Aceste proteine, după coagularea laptelui trec în zer. 1.3.4 Săruri minerale Sărurile minerale mai importante sunt următoarele: • • • • • • •

cloruri - 2g/l fosfaţi - 3,3 g/1 citraţi - 3,2 g/1 bicarbonat de sodiu - 0,2 g/1 sulfatul de sodiu - 0,1 g/1 calciu legat de cazeină – 0,01 g/l metale grele fier, cupru, zinc, mangan, in cantităţi foarte mici. Din punct de vedere tehnologic prezintă importanţă conţinutul în calciu datorită rolului pe

care îl are în coagularea laptelui, menţionăm că laptele cu un conţinut redus în săruri de calciu coagulează greu sau nu coagulează ; din punct de vedere nutriţional cele mai importante sunt sărurile de calciu şi fosfor. Raportul între aceste două elemente este cuprins între 1 şi 1,4 asigurând o 10

asimilare corespunzătoare în special de către organismele în creştere. Laptele cu un conţinut redus în săruri de calciu coagulează greu sau nu coagulează. 1.3.5 Gaze dizolvate Conţinutul laptelui în gaze dizolvate este variabil, ajungând până la 8% din volum. Imediat după mulgere predomină bioxidul de carbon; în timp scade conţinutul în bioxid de carbon in favoarea oxigenului şi azotului. Bazele prezente influenţează negativ densitatea reală a laptelui, motiv pentru care acestea se determină corect după două ore de muls. 1.3.6 Biocatalizatorii Aceşti produşi se găsesc în cantităţi mici - sunt reprezentaţi de vitamine şi enzime. 1.3.7 Vitamine Conţinutul în vitamine al laptelui este variabil, fiind influenţat de diferiţi factori, cel mai important fiind considerat regimul alimentar al animalului. Vitaminele liposolubile se regăsesc integral în grăsimea laptelui- smântâna, unt şi sunt reprezentate în principal de vitaminele A, D, şi E;-vitaminele hidrosolubile rămân în laptele degresat şi sunt reprezentate de vitaminele C şi de către complexul de vitamine B: Bl, B2, ... B12, sintetizate de către bacterii la nivelul rinichiului. Vitamina C- acidul ascorbic- conţinutul laptelui în vitamina C este redus, el nu constituie o sursă de vitamine pentru om, este foarte sensibilă la cresterea temperaturii. Distrugerea acesteia este accelerată de prezenţa oxigenului sau a metalelor grele. 1.3.8 Enzime Enzimele sunt "catalizatori solubili, coloidali, organici, produşi de un organism viu". Activitatea lor poate continua şi în afara celulelor care le-au elaborat. Lipaza - hidrolizează gliceridele punând în libertate acizii graşi şi glicerina. Este puţin rezistentă la temperatură, încazirea la 70°C timp de cateva secunde o inactivează. Proteaza - hidrolizează proteinele până la peptone. Este inactivată prin încalzire la 70°C timp de 2 minute. Amilaza - în lapte este prezentă amilaza. Are activitate mai intensă în colastru şi în laptele animalelor bolnave de mastită. Este inactivată prin încalzirea laptelui la temperatura de 60°C timp de 30 minute. Peroxidaza - este o enzimă oxido-reducătoare care catalizează descompunerea apei oxigenate. Este una din cele mai rezistente la temperatură fiind distrusă numai după o incălzire la 75°C timp de 30 minute sau în 30 secunde la 80 °C. Este folosită drept test pentru laptele încălzit la temperaturi ridicate sau pentru depistarea adaosului de apă oxigenată. 11

Reductaza - este o enzimă de origine microbiană şi se foloseşte pe cale indirectă la determinarea numărului de microorganisme din lapte. Prospeţimea laptelui se determină prin prezenţa reductazei prin probă cu albastru de metil. Fosfatazele alcaline şi acide - au origine mamară şi acestea sunt distruse prin încalzirea laptelui la 83 °C timp de 13 minute. Lipsa fostatazelor ajută la efectuarea controlului pasteurizării joase şi mijlocii a laptelui. Anticorpii din lapte sunt reprezentaţi de bacteorilizine, aglutinine, precipitine, hemolizine, anticorpii anafilactici sau antitoxine.Aceşti anticorpi au importanţă practică deoarece prezinţa lor oferă laptelui proprietăţi nutritive, terapeutice, bacteriostatice şi uneori chiar bactericide. In compoziţia laptelui pot fi găsite diverse substanţe nocive ajunse accidental ca de exemplu: toxice vegetale, pesticide, antibiotice, sulfamide microtice, dezinfectante, coloranţi şi substanţe radioactive. 1.4. Microbiologia laptelui Datorită compoziţiei sale, laptele este un mediu excelent pentru dezvoltarea numeroaselor microorganisme, corndiţii mai favorabile avându-le bacteriile lactice. Contaminarea laptelui se poate produce din două surse: internă şi externă. 1.4.1.Contaminarea internă Contaminarea internă are loc în timpul producerii laptelui ca urmare a pătrunderii unor microorganisme patogene transmisibile prin lapte, de la animalul bolnav. Dintre microorganismele ce provin din surse interne fac parte cele patogene şi nepatogene. Microorganismele patogene Din această categorie fac parte: -genul Mycobacterium cu specia M. Tuberculosis, care se transmite de la animalele bolnave de tuberculoză. Nu se înmulţeşte în lapte, dar poate supravieţui chiar zile şi săptămâni. -genul Brucella cu speciile B.abortus, B.melitens, care se pot transmite prin laptele de vacă, ovine, caprine şi pot produce îmbolnăviri manifestate prin avort spontan şi septicemii. Bacteriile din genul Brucella sunt inactivate rapid la temperaturi mai mari de 60....65°C, în schimb în laptele nepasteurizat pot rezista mai mult timp -genul Streptoccocus cu specia S.pyogenes, care produce inflamaţii ale ţesuturilor ; S.agalactie este agentul mastitei -genul Staphylococus cu specia S.aureus, care poate produce ulceraţii ale ugerului sau pielii; se înmulţeşte în lapte şi poate produce enterotoxine. Prin lapte se mai pot transmite şi virusuri, agenţi ai bolilor virale ca poliomelita, hepatita si altele. Microorganismele nepatogene Din această categorie fac parte: 12

-Streptococii lactici: genul Lactococcus - prezenţa lor este normală în lapte, în timp ce bacterii ale genului Lactobaccilus sunt mai rar întâlnite. Numărul de microorganisme ce ajung în lapte din surse interne poate varia între 1000 şi 15000 celule·cm-3 când are loc recoltarea primelor porţiuni din lapte, indiferent de condiţiile igienico-sanitare aplicate. Substanţe ce se pot elimina în mod normal din lapte, sunt: •

Imunoglobulinele — substanţe cu efect antimicrobian;

•

Lizozimul - cu activitate litică asupra peretelui microbian;

•

Sistemul lactoperoxidaza-tiocianat-apa oxigenată;

•

Lactoferina;

•

Aglutininele.

Aceste substanţe fac ca laptele să protejeze fătul în prima perioadă de viaţă de îmbolnăvirii şi determină o stagnare a creşterii bacteriilor în lapte imediat după mulgere. 1.4.2. Contaminarea externă Această contaminare are loc în timpul mulgerii pâna în momentul prelucrării laptelui, prin contact cu vasele, aparatele de muls, aerul, sau în timpul transportului.Contaminarea poate avea loc, frecvent, prin intermediul apei, al bălegarului şi prin intermediul vaselor de colectare, deoarece laptele formează pe suprafaţa vaselor o peliculă, iar pe suprafaţa recipientului în care se face încălzirea se formează piatra de lapte, care face dificilă îndepărtarea microorganismelor aderente. 1.4.3.Grupele de microorganisme din lapte Din grupele de microorganisme ce alcătuiesc microbiota laptelui şi pot fi active în lapte fac parte : •

bacteriile lactice: prezenţa bacteriilor lactice este de neevitat; dintre

acestea fac parte streptococii lactici din genul Lactococcus şi reprezentanţii genului Lactobaccilus •

bacteriile propionice: provin din surse externe, se dezvoltă lent în lapte şi pot fi utilizate

industrial la maturarea brânzeturilor speciale •

bacteriile coliforme: au habitatul în colon. In condiţii neigienice de recoltare a laptelui pot

ajunge şi în lapte. Din grupul coliform fac parte bacteriile din genurile : Escherichia coli, Enrerobacter (E. aerogenes),Klebsiela. Dacă. nu sunt distruse la pasteurizare, pot cauza defectul de balonare timpurie a brânzeturilor. •

bacteriile de putrefacţie: care acţionează asupra proteinelor laptelui şi provin din surse

externe. Pot produce numeroase defecte la păstrarea şi prelucrarea laptelui. Din specii, se amintesc P.fluorescens, P.menphita, P.frai. •

bacteriile butirice: care sunt bacterii ale genului Clostridium pot da balonarea târzie a 13

brânzeturilor. •

bacteriile peptonizante: care pot produce degradări ale proteinelor cu formare de peptone

şi peptide şi dau coagulare neacidă (enzimatică). Fac parte din genurile: Microbacterium, Enterococcus •

drojdii: care apar ocazional şi fac parte din genul Torulopsis, Kluyveromyces; activitatea lor

în lapte este mai redusă •

mucegaiurile: care apar ocazional în aer, pot fi contaminaţi ai utilajelor şi pot produce

mucegăirea brânzeturilor. Frecvent apare specia Geotichum candidum. 1.5. Caracteristicile senzoriale şi fizico-chimice ale brânzeturilor proaspete Brânzeturile proaspete de vacă. Acestea trebuie să corespundă următoarelor criterii senzoriale: - aspect: pastă- fină, cremoasă, moale, nesfârâmicioasă: la tipurile semi-grasă şi slabă se admite o structură slab grunjoasă; - culoare: alb, alb-galbuie; - miros şi gust: plăcut, caracteristic fermentaţiei tactice. Brânzeturile creme. Aceste brânzeturi trebuie să aibă: masă omogenă, ascect de cremă, consistenţă fină, untoasă, culoare alb, alb-gâlbui; miros specific de fermentaţie acidolactică, gust de smântână, dulceag, acrişor, uşor sărat. Brânzeturile cu adaosuri. Acestea trebuie să se prezinte ca o masă omogenă, cu pasta fină, având culoarea alb-gălbui sau a ingredientului adăugat; mirosul şi gustul trebuie să fie plăcut, dulcearomat sau sărat-picant, caracteristic condimentului adăugat. Brănza proaspătă tip Cottage. Produsul are aspect granular uniform, consistenţă moale, cu gust şi miros plăcut caracteristic smântânii proaspete-pasteunzate. Compoziţia chimică a brânzeturilor proaspete este arătată în tabelul 2. Tabelul 2 Compoziţia chimică a brânzei proaspete de vaci Indicatorul

Tipul brânzei Foarte grasă

Grăsime în substanţa uscată, în % Apa, %, maximum Substanţe proteice, %, minimum Aciditate. °T

min 50

Grasă

min 27

Semigrasă min 20

Slabă max 20

60

70

80

.80

14

15

15,5

17

190

200

200

210

14

Cu, mg/kg, maximum 0,5 Pb, mg/kg, maximum Sn, mg/kg, maximum As, mg/kg, maximum

0,5

0,5

0,5

0.5

0,5

0,5

0,5

10

10

10

10

0,2

0,2

0.2

0,2

1.6. Defectele brânzeturilor Aciditatea ridicată este cauzată de: folosirea unei cantităţi prea mari de maia; tăierea întârziată a coagulului; durata mare de scurgere a zerului şi eliminarea insuficientă a acestuia; nerăcirea brânzei imediat după scurgerea aerului; depozitarea brânzei la temperaturi > 10 ºC. Gustul amar este cauzat de: adaos prea mare de enzimă coagulantă şi adaos prea mic de maia de bacterii lactice; răcirea brânzei înainte de scurgerea completă a zerului; scurgerea timpurie a zerului. Gustul de drojdie este datorat infectării produsului cu drojdie, după fabricarea acestuia. Gustul de fermentat este datorat infectării coagulului cu bacterii coliforme, care dau şi aspect buretos acestuia, iar produsului finit (brânzei) structura atânatâ (spumoasă). Gustul de mucegăit se datorează infectării produsului cu mucegaiuri din spaţiile neigienizate,neaerisite şi folosirii ambalajelor murdare. Branzeturile nu trebuie sa prezinte balonare, sau în sectiune nu trebuie sa aiba zone cu mucegai (cu exceptia branzeturilor fermentate cu mucegai în pasta). Nu este admis sa se adauge în branzeturi: grasimi de alta natura decât cele lactate; substante amidonoase; conservanti sau coloranti, cu exceptia branzeturilor la care se admit saruri de topire; au gust si miros straniu de: acru, amar, afumat etc.

15

CAPITOLUL 2. PROCESUL TEHNOLOGIC DE OBŢINERE A BRÂNZEI PROASPETE DE VACI 2.1. Descrierea procesului tehnologic Brânzeturile proaspete se obţin prin coagularea laptelui, ca o consecinţă a acidifierii acestuia cu bacterii lactice sau prin acidifiere şi acţiunea unei enzime coagulante (de regulă cheag). Culturile starter folosite la fabricarea brânzeturilor proaspete sunt formate din: Lactococcus lactis subsp. lactis, Lactococcus lactis subsp. cremohs pentru formare de aciditate. Uneori se utilizează şi Lactococcus lactis biov. diacetilactis sau Leuconostoc mezenteroides subsp. cremoris pentru aromă. Pentru a evita proteoliza care poate conduce la micşorarea randamentului şi la apariţia de miros şi gust nedorit, Lactococcus lactis subsp. lactis este eliminat din cultura starter de producţie. 2.1.1

Normalizarea laptelui. Normalizarea laptelui se face la un conţinut de grăsime care să asigure în produsul finit

procentul de grăsime standardizat (tabelul 3) Tabelul 3. Corelaţia dintre conţinutul de grăsime din brânză şi din laptele normalizat Tipul de brânză Brânza dietetică Brânză grasă Brânză foarte grasă Brânzeturi creme

% grăsime în produs finit % grăsime in laptele (faţă de s. u.) normalizat max. 5 0,1 min. 30 1,7 -2,0 mm 50 3.5-4.0 min. 50

2.1.2. Pasteurizarea laptelui. Se face în funcţie de utilajele existente şi anume în cazane sau vane la temperatura de 63...65°C/30-20 min; în pasteurizatoare cu plăci la temperatura de 71...74°C/40-20 s; în pasteurizatoare la temperatura 33-87°C/15-10 s; în vane cu manta dublă la temperatura de 85...87°C cu menţinerea 15-20 min, în cazul în care se urmăreşte înglobarea albuminei din lapte în masa de brânză. 2.1.3. Pregătirea laptelui pentru coagulare. Această pregătire constă în: răcire la 23...28°C, pentru procedeul cu durata lungă, şi la 33...35°C, pentru cel de durată mijlocie. La brânzeturie - creme, răcirea laptelui se face până la 21...23°C (procedeul de lungă durată); adaos de maia de producţie în proporţie de 0,5 - 1% pentru 16

brânza proaspătă de vacă - procedeul de durată lungă; 5% pentru brânza proaspătă de vacă procedeul de durată mijlocie - şi 1-1,5% pentru brânzeturile -creme (procedeul de lungă durată); adaos de CaCI3 în proporţie de 15-40 g/100 l lapte, sub formă de soluţie (dizolvată în 2 l apă). 2.1.4. Maturarea laptelui. La temperaturile menţionate, laptele se menţine 1.5-2 ore la procedeul de lungă durată, 2-2,5 ore la procedeul de durată mijlocie şi 2-3 ore la procedeul de lungă durată în cazul laptelui destinat fabricării brânzeturilor - creme. Aciditatea laptelui după maturare trebuie să fie cu 3-4°T mai mare decât aciditatea laptelui după pasteurizare, respectiv 23-25°T la procedeul de lungă durată, 33-35°T la procedeul de durată mijlocie în cazul brânzei proaspete de vaci şi 23~24°T la procedeul de lungă durată în cazul brânzeturilor-creme. Adaos de enzimă coagulantă şi coagulare în condiţiile prezentate în tabelul 4. Tabelul 4. Condiţiile de închegare pentru brânza proaspătă Brânză proaspătă

Parametrul

Brânzeturi

Procedeu de Procedeu de Procedeu de durata lungă durată mijlocie durată lungă Cantitatea de cheag 1 100000 (g/1000 l lapte) Temperatura de închegare ºC Durata închegării, ore Aciditate zer la sfârşitul coagulării. ºT Aciditate coagul, ºT

1

1.5

1,0- 1,2

22... 26 16 - 18

30 ... 32 3-4

20... 22 18-20

50 -60

50 - 60

50-60

65-70

65-60

65-70

2.1.5. Prelucrarea coagulului. Coagulul din vană se prelucrează după cum urmează: - tăiere coagul în coloane cu secţiunea pătrată având latura de 6-8 cm în cazul vanelor mecanizate şi 8-12 cm în cazul vanelor şi cazanelor nemecanizate; - repaus 0,5-1 oră pentru separare zer care se elimină. Scoaterea coagulului după separare zer şi introducerea în saci de sedilă. Sacii se strâng la gură şi se aşează pe crinta pentru scurgerea zerului. In prima fază se aşază pe un singur rând, apoi se suprapun câte 2-3 şi apoi câte 4 saci; în timpul scurgerii, sacii se întorc de 2-3 ori pentru a uşura eliminarea zerului, în intervalul a 4-5 ore, la temperatura camerei de 16...20°C. In cazul brânzeturitor-creme, scurgerea zerului se face în două etape şi anume: 17

- autopresare: 3-5 ore la 18...20°C; - presare:

10-15 ore la 8...10°C.

Forţa de presare este de 0,5-1 kgf/kg brânză. 2.1.6. Pastificarea brânzei. Se realizează în maşină specială (pastificator), în scopul obţinerii unei paste fine şi untoase. Pastificarea se face concomitent cu răcirea brânzei la 6 ·10°C, în vederea opririi proceselor fermentative, respectiv creşterii acidităţii. La brânzeturile-creme, înainte de pastificare, se face o malaxare, când se adaugă 1-1,5% NaCl, în cazul brânzei proaspete tip Caraiman, respectiv 1% NaCI şi smântână pentru brânza Făgăraş şi Baneasa : Tabelul 5. Pastifierea branzei de tip Caraiman şi Făgăraş Brânza slabă de vaci Smântână cu 20% grăsime

Făgăraş 70% 30%

Bâneasa 50% 50%

în cazul brânzei proaspete de vaci cu adaosuri, la malaxare se pot adăuga: - zahăr şi arome (vanilie, cacao etc.) sau zahăr şi gem (vişine, căpşune etc.) sau zahăr şi fructe pentru brânzeturi proaspete cu arome: - NaCI şi condimente (piper, chimen. boia, mărar etc.) pentru brânzeturi tip aperitiv. 2.1.7. Ambalarea. Brânza proaspătă se poate ambala în:

;

- bidoane metalice (aluminiu, inox) cu capacitate de maximum 5 kg; - pahare din carton parafinat sau din plastic, cu conţinut net de 100, 200, 250, 500 g; - pachete învelite în foiţă metalizată sau în hârtie pergament, cu conţinut net de 50. 100, 200, 250, 500 g. 2.1.8. Depozitarea. Brânzeturile proaspete se depozitează la 2...8ºC ,durata de păstrare fiind de 12 luni. In depozitele amenajate, in subsoluri temperatura nu trebuie sa depăşească 12 °C , durata de păstrare fiind de 4 luni.

18

CAPITOLUL 3. VALORIFICAREA ZERULUI

3.1 Prezentarea zerului Zerul este subprodusul care rezultă în cantităţi mari la fabricarea brânzeturilor prin coagularea cu cheag (zer dulce), prin acidifiere cu culturi lactice (zer acid), respectiv la fabricarea cazeinei clorhidrice (zer acid) sau cazeina – cheag (zer dulce). Zerul obţinut în procedeele de fabricare a brânzeturilor este caracterizat prin anumite proprietăţi organoleptice, cum ar fi: 

Aspectul – Zerul este un lichid verde – gălbui, opalescent;



Consistenţă – fluidă; nu se acceptă o consistenţă vâscoasă sau filantă;



Culoare – verde – gălbui. Alte culori nu sunt admise deoarece demonstrează

prezenţa de microorganisme de infecţie sau alte impurităţi; 

Miros şi gust – acrişor, specific fermentaţiei lactice.

3.2 Compoziţia chimică a zerului Compoziţia chimică a zerului variază în funcţie de caracteristicile laptelui din care provine şi de procesul de fabricaţie a tipului respectiv de brânză. Lactoza este principala componentă azerului, iar materia grasă din zer constă în globule mici reziduale ce nu pot fi înglobate în masa de coagul în timpul închegării. Dintre substanţele din lapte, în zer trece albumina, globulina o mică parte din cazeina rezultată din sfărmarea coagului în timpul prelucrării acestuia, precum şi o parte din sărurile minerale şi vitamine. Adesea în procedeele de fabricare a brânzeturilor, în lapte se adaugă o serie de substanţe (CaCl2, NaCl, acizi, coloranţi) care se găsesc în zer. Compoziţia zerului este redată în tabelul 3.1, şi 3.2. 3.3 Caracteristici fizico – chimice Principalele caracteristici fizico – chimice ale zerului sunt redate în tabelul 3.3. 3.4 Caracteristici microbiologice Zerul ca şi laptele de altfel, este un mediu favorabil dezvoltării microorganismelor. În funcţie de provenienţa zerului, microorganismele prezente pot fi de naturi diverse, cele mai întâlnite fiind de tip: bacterii lactice, bacterii coliforme, bacterii butirice, drojdii, mucegaiuri.

19

Tabel nr. 3.1 - Compoziţia chimică zerului rezultat din prelucrarea laptelui de vacă Componente apă substanţă uscată materie grasă proteine lactoză săruri minerale acid lactic

Zer dulce 93 - 94 6-7 0 – 0,3 0,8 – 0,1 4,5 – 4,9 0,5 – 0,7 urme

Zer acid 94 - 95 5-6 0 – 0,1 0,8 – 0,1 3,8 – 4,2 0,7 – 0,8 0,8

Tabel nr. 3.2 - Compoziţia chimică a zerului rezultat din prelucrarea laptelui de oaie Componente,% apa substanţă uscată grăsime proteine lactoză săruri minerale

Zerul obţinut Din fabricarea brânzei telemea 92,8 7,2 0,3 1,4 4,7 0,8

Din fabricarea caşului 97 8,1 1,0 2,0 4,7 0,8

Tabel nr.3.3 - Cracteristici fizico – chimice ale zerului Caracteristici Densitate relativă, g/cm3 Aciditate, ˚T Substanţă uscată, minimum

Zer 1,023 100 6,3

3.5 Defectele zerului Defectele zerului sunt practic similare cu cele din plasma laptelui, la un grad de fermentare mai înalt. Toate defectele zerului, cum ar fi cele ce rezultă din procesele de oxidare, râncezire, defecte de gust, miros, aspect, defecte de prelucrare şi ambalare, de structură sunt redate în tabelul 3.4.

Tabel nr. 3.4 - Defecte posibile ale zerului Defect Râncezirea

Cauză Hidroliza trigliceridelor → digliceride Monoglucide + acizi graşi → aldehide şi cetone

Fenomen Gust de rânced

20

Oxidarea -

spontană, în

Oxidarea fosfolipidelor → aldehide şi cetone

Gust nespecific

Oxidarea β - globulinelor

neplăcut

Cultură cu activitate slabă

Gust fad, nearomat

Prelucrarea zerului cu defecte Condiţii neigienice de lucru Oxidare accelerată a grăsimilor Descompunerea lecitinei Prelucrarea zerului cu aciditate ridicată Descompunerea substanţelor proteice → peptide +

Gust de vechi Gust de drojdie Gust metalic Gust de peşte Gust de acru

absenţa luminii -

sub acţiunea luminii

Defecte de gust şi miros

aminoacizi sub acţiunea bacteriilor lactice Folosirea necorespunzătoare a apei sau a dezinfectanţilor Defecţionarea ventilatoarelor de abur supraâncălzire Defecte de prelucrare şi ambalare

Ambalare şi prelucrare necorespunzătoare

Gust brânzos Gust amar Gust şi miros de fiert, de ars Ambalaj defectuos

3.6 Folosirea zerului ca atare Folosirea zerului brut ca furaj sau în alimentaţia umană este dificilă din următoarele considerente: 

cantităţile de zer ce pot fi colectate în România sunt prea mici având în vedere că

producţia de brânzeturi nu se mai realizează în fabrici mari aşa cum era cazul în economia centralizată sau aşa cum este în vest unde există mari unităţi de fabricare a brânzeturilor; 

zerul ca şi laptele este un produs perisabil şi deci trebuie păstrat în condiţii frigorifice,

iar transportul lui la crescătorii de animale (porcine) este costisitor, în raport cu preţul acestuia. Utilizarea lui în hrana porcinelor ar fi economică în condiţiile în care fabrica de brânzeturi ar fi în apropierea unei crescătorii de porcine; 

zerul, deşi este un subprodus cu valoare nutritivă ridicată, nu este acceptat de

consumatorii umani, deşi în multe ţări acesta este recomandat în cazul bolnavilor cu nefrite cronice cu tendinţe spre uremie, care trebuie să consume alimente sărace în proteine. Având însă în vedere că zerul conţine circa jumătate din substanţele nutritive ale laptelui (în zer trece 50% din substanţa uscată a laptelui) consider necesar să menţionez posibilitatea de valorificare a acestui subprodus extrem de valoros care a făcut obiectul a numeroase studii şi cercetări mai ales în ţările cu producţie mare de lapte şi unde deversarea lui la canalizare este interzisă prin lege, având în vedere poluarea ce ar putea să o producă în lipsa instalaţiilor de purificare a apelor reziduale. 21

Principalele direcţii de valorificare a zerului şi a constituienţilor săi nutritivi sunt prezentate în următoarea enumerarea: 

Obţinerea de produse concentrate din zer;

Produse obţinute prin hidroliza zerului; Produse obţinute prin hidroliza zerului; 

Produs de tip jeleu din zer;



Brânzeturi obţinute din zer;



Utilizarea zerului şi a produselor din zer pentru furajarea animalelor;



Obţinerea de băuturi fermentate pe bază de zer;



Obţinerea lactozei;



Metaboliţi obţinuţi prin fermentarea zerului;



Produse sub formă de pulbere din zer;



Obţinerea de biomasă.

3.7 Obţinerea de produse concentrate din zer În această categorie de produse sunt incluse zerul concentrat (ca atare) şi siropul de zer deproteinizat. Zerul concentrat. Se supune concentrării zerul proaspăt dulce degresat cu o aciditate de maxim 20°T. Concentrarea se poate face în raport de 1/6 până la 1/12, atunci când zerul concentrat se foloseşte în scopuri alimentare. Concentrarea se face, de regulă într-o instalaţie cu trei corpuri, temperatura în primul corp fiind de 75°C, în al doilea de 65°C iar în al treilea de 45°C. Controlul gradului de concentrare se face prin determinarea greutăţii specifice existând o corelaţie între greutatea specifică şi nivelul de substanţă uscată din zerul concentrat. Pe măsura concentrării zerului, consistenţa devine din ce în ce mai vâscoasă, de la consistenţă siropoasă (concentrare 1:6 sau 38% substanţă uscată) până la consistenţa de miere (concentrare 1:12 sau 74% substanţă uscată). Culoarea se schimbă de la alb gălbui la galben verziu: la 80 – 84% substanţă uscată consistenţa devine solidă.

Tabelul nr. 3.6 - Compoziţia chimică a zerlui concentrat Indicatorul Substanţă uscată, % Apă, % Lactoză, % Proteine, % Săruri minerale, % Grăsimi, %

1:6 38 62 29,4 5,40 2,44 0,80

Grad de concentrare 1:8 1:10 51 63 49 37 38,9 47,5 7,0 9,10 3,72 4,61 1,40 2,0

1:12 74 26 55,3 10,9 5,26 2,50

22

Zerul concentrat se utilizează în unele ţări ca preparat terapeutic şi de cură sub diverse denumiri comerciale (MOLKUR, VAKROFIL, MOLKA). Se mai poate obţine: 

zer concentrat cu zahăr, când în zerul iniţial se adaugă 6% zahăr şi concentrarea se

face până la 74% substanţă uscată; 

zer concentrat gelifiat care este zerul concentrat până la 36 – 60% substanţă uscată şi

apoi tratat cu 8 – 32% lactat de calciu; 

zer solid care este un zer concentrat până la 80 – 84% substanţă uscată şi care se

comercializează în ţările nordice ca brânză brună (Mysot, Primost, Blaudet, Geitost) şi care conţine: 32,2% grăsime, 36,6% lactoză, 0,9% proteine, 13,8% umiditate, 8,5% alte substanţe (mare parte din grăsime este adăugată). 3.8 Produs de tip jeleu din zer Jeleul se prepară din zer deproteinizat cu aciditate de 66 – 70°T la care se adaugă 12,24 kg zahăr. După completa dezvoltare a zahărului, amestecul se pasteurizează la

85 – 90°C şi se

răceşte la 50°C. Utilizări la: - fabricarea îngheţatei; - fabricarea produselor de confiserie; - fabricarea jeleurilor. - fabricarea produselor lactate de tip băuturi, ca substituent parţial de zahăr; - fabricarea produselor de tip compot, ca substituent parţial de zahăr; - fabricarea băuturilor de tip vinuri; - fabricarea îngheţatei (substituire 50% zahăr); - fabricarea produselor de bombonărie (substituire 50% sirop de glucoză); - fabricarea gemurilor şi jeleurilor (substituire 50% sirop de glucoză). - fabricarea produselor de patiserie; - fabricarea biscuiţilor.

3.9 Brânzeturi obţinute din zer Zerul este bogat în aşa numitele proteine serice care au o mare valoare biologică, fiind reprezentate din: albumine 80%, imunoglobuline 10 – 15% şi proteoze – peptone circa 10%. Din totalul de 80% albumine care au punctul izoelectric la pH ≈ 5,0, 50% sunt β – lactoglobuline, 20% sunt α – lactoalbumine şi 10% sunt serum albumine. Imunoglobulinele din zer au mare sensibilitate la căldură, gradul lor de denaturare fiind dependent de intensitatea tratamentului termic. Fracţiunea proteozo – peptone este cea mai rezistentă la denaturarea termică, fiind formată din glicoproteine. Caracteristicile proteinelor din zer (lactoser) sunt arătate în tabelul de mai jos. 23

Tabelul 3.7 - Caracteristicile proteinelor din zer (lactoser) dulce

Proteina Albumine β Lactoglobuline A şi B α – lactalbumine Serumalbumine Imunoglobuline Peteize – petone Component 8 Component 5 Component 3

Mobilitate

Masa

Punct

moleculară

izoelectric

3,0 – 3,9

18000

5,2 – 5,3

electroforetică PH Cm2/us·105 6,7 -11

~ 1,5 0,3 – 0,9 0,6 – 0,9

14000 69000 160000

4,7 – 5,0 4,5 – 4,7 6,0 – 7,0

6,7 6,7 8,6

-5,2 -12 -1,7 – 2,4

0,6 0,6 0,6

4000 – 10000 14000 200000

-

8,6 8,6 8,6

-8,0 -4,5 -3,0

Concentraţia g/l

Din proteinele zerului (lactoserului) se obţin două tipuri de brânzeturi şi anume: urda şi brânza Ricotta. Urda se obţine atât din zerul rezultat la fabricarea brânzeturilor de vacă cât şi cel rezultat la fabricarea brânzeturilor de oaie. Pentru obţinerea de urdă zerul se încălzeşte la o temperatură mai mare sau egală cu 80°C cu menţinerea la această temperatură, în care caz se favorizează precipitarea celei mai mari părţi din proteinele serice, care antrenează şi grăsimea din zer şi care se acumulează la suprafaţa zerului încălzit sub formă de aglomerate de unde se colectează într-o sedilă, din care după scurgerea zerului, se formează caşul de urdă prin autopresare. De regulă, urda se strânge în sedilă sub formă de bucăţi sferice cu masa de 2 – 3 kg, produsul având gustul plăcut dulceag, consistenţă omogenă, cremoasă, culoare albă. Urda proaspătă are circa 60% apă şi 50% grăsime în substanţa uscată. Randamentul în urdă este de 3 – 6 kg la 100 kg zer de oaie. Urda poate fi sărată (3 – 4% NaCl) în care caz, umiditatea este mai mică (~45%). Brânza Ricotta este o urdă sărată aproximativ 4% sare care se obţine din zerul de oaie sau vacă încălzit la 75 – 85°C şi menţinut 10 – 15 min. la 82 – 84°C pentru precipitarea şi aglomerarea proteinelor serice la suprafaţa zerului. Precipitarea este facilitată prin adausul de acid acetic, tartic sau zeamă de lămâie la menţinerea zerului la 82 – 84°C. Precipitatul de proteine serice se scoate în sedilă, unde are loc autopresarea timp de circa 6 ore, după care, bucăţile de urdă de 1 – 2 kg sa sărează cu 4% sare timp de 3 zile şi se păstrează aceste bucăţi în plasă textilă pentru zvântare în încăperi uscate şi răcoroase, bine ventilate până la o umiditate de 36 – 38%. Urda Ricotta are un conţinut de grăsime de 30 – 35% faţă de substanţa uscată deoarece se obţine din zer de oaie rezultat la fabricarea brânzei Pecorino – Romano din lapte de oaie, zer care conţine 1,5 – 2% grăsime. Procentul de grăsime al brânzei Ricotta poate fi variat prin adaos de lapte smântânit sau zară în zerul de oaie. Tabelul 3.8 - Compoziţia chimică a brânzei Ricotta pentru diferite procente de grăsime din zerul de start % grăsime în

Grăsime %

Apă %

Proteine %

Lactoza %

24

amestec 3 – 3,5 2 1

12,7 8,4 5,2

72,2 76,4 77,6

11,2 13,2 12,1

3,0 3,6 3,4

Concentrate proteice din zer Recuperarea proteinelor din zer sub formă de concentrate este importantă cel puţin din două puncte de vedere: 

se pun în valoare proteine cu valoare biologică – nutriţională ridicată şi cu bune proprietăţi funcţionale;



se micşorează riscul poluării mediului în condiţiile deversării zerului în apele de suprafaţă.

Din punct de vedere tehnologic concentratul proteic din zer se poate obţine prin una din următoarele metode care sunt menţionate în continuare: Adaos de acizi (HCl, acid lactic) până ce pH – ul devine 4,0 – 4,8 după care zerul este încălzit la 90 – 93°C timp de 3 – 4 minute, apoi se răceşte la 40°C şi se trece prin centrifugă în vederea recuperării precipitatului care un conţinut de 30 – 35 % s. u. şi care, prin conservare, se usucă într-un uscător clasic (procedeul Centry-Whei). Prin ultafiltrare în care caz zerul, după obţinere este răcit în vederea reducerii modificărilor chimice, este filtrat şi apoi trecut printr-o unitate de ultrafiltrare, când retenatul reprezintă 15% din volumul iniţial al zerului şi conţine 11% s.u. Acest concentrat este în continuare pasteurizat şi adus prin evaporare standard la 45% s.u., după care este uscat printr-un procedeu covenţional. Gradul de recuperare reprezintă 0,8 kg/45 kg zer procesat. La ultrafiltrare interesează două lucruri importante: viteza de permeaţie a părţii lichide a zerului care este mare la pH > 3,0 şi mai redusă la pH = 4,0 – 5,0; felul zerului: dulce sau acid. De remarcat este faptul că prin ultrafiltrare, concentratul obţinut mi conţine şi o serie de impurităţi care-i afectează proprietăţile senzoriale şi proprietăţile funcţionale şi anume conţine: 

lactoza care afectează funcţionalitate concentratului proteic din zer, în sensul că

protejează proteinele faţă de denaturarea termică în timpul uscării prin pulverizare. Cu cât conţinutul de lactoză al concentratului este mai scăzut cu atât cantitatea de proteine denaturate este mai mare. Lactoza prezentă în concentrat afectează modul de agregare al proteinelor din zer denaturate termic precum şi caracteristicile acestor agregate. Lactoza reprezentă in concentratul proteic din zer conduce la agregate mai moi probabil din cauza că are capacitatea de a înlocui moleculele de apă în zonele hidrofobe; 

lipidele din concentrat care pot reprezenta 4-7% din care 1/3 sunt lipide polare,

interferează diferit în capacitatea de spumarea concentratului proteic, dar poate conduce şi la defecte de aromă(gustul şi mirosul concentratului care conţine lipide polare este modificat, mai ales când, concentratul intră în diferite formulări care suferă un tratament termic); 25



substanţele minerale din concentrat, în special sărurile de calciu afectează negativ

funcţionalitatea proteinelor din concentrat, în acest caz interesând nu numai concentraţia de calciu din concentrat ci şi starea ionică a calciului (liber legat). Concentraţiile mari de calciu măresc flocularea proteinelor serice din concentrat, la încălzire, în timp ce anionii citrat şi fosfat care protejează Ca2+, măresc stabilitatea termică a proteinelor la pH neutru. La concentraţii mari de calciu liber în concentratul proteic din zer se favorizează formarea unui gel tare şi mai puţin hidratat. Concentraţii mai mari de calciu favorizează spumarea (volumul spumei) în timp ce ionii de sodiu micşorează capacitatea de spumare; 

concentratul proteic obţinut din zer dulce, pe lângă proteinele serice mai conţine şi

glicomacropeptidul derivat din k-cazeină. Acest glicomacropeptid reprezintă 15-20% din totalul proteinelor concentratului şi nu este prezent în concentratul obţinut din zer acid. Nu este cunoscut încă rolul glicomcropeptidului în ceea ce priveşte proprietatea de gelificare, spumare şi emulsionare a concentratului proteic din zer. Pentru a îmbunătăţi proprietatea puritatea concentratului în ceea ce priveşte conţinutul în săruri minerale, există mai multe procedee de îndepărtare a calciului mineral: 

precipitarea fosfatului de calciului prin încălzire;



demineralizarea prin electrodializă sau trecere a zerului pe schimbători de ioni;

creşterea solubilităţii fosfatului de calciu prin scăderea pH-ului zerului. Pentru a îmbunătăţi puritatea concentratului proteic în ceea ce priveşte îndepărtarea lipidelor concomitent cu o reducere a nivelului mineral

se aplică procedeul lui Faquant şi

Mauboiscare constă în a elimina grăsimea prin agregarea fosfolipidelor în prezenţa ionilor de calciu şi sub acţiunea uni tratament termic moderat. Tabelul 3. 9 - Compoziţia medie a concentratelor proteice din zer sub formă uscată Componenţa Proteină Lactoză Săruri minerale Grăsime Umiditate

30% 30,1 45,1 3,9 5,0 1,5

Ultrafiltrare Concentrat 505 54,4 35,0 3,3 5,0 3,5

70% 70,3 13,3 3,2 4,1 4,0

Ultrafiltrare/diafiltrare Concentrat 90% 89,0 5,0 2,3 1,7 2,0

Smântână obţinută din zer Zerul dulce în funcţie de tipul brânzei fabricat (grasă, semigrasă) poate conţine între 0,2 – 0,75% grăsime. Pentru a se obţine smântână zerul se supune centrifugării în mai multe trepte, în final obţinându-se smântână cu 40 – 45% grăsime. După obţinere smântâna se diluează cu apă în raport de 1:6 apoi se smântâneşte din nou, obţinându-se smântâna cu 40 – 50% grăsime. După o 26

nouă diluare, cu zară sau lapte smântânit în raport de 1:6, are loc o nouă smântânire, iar produsul obţinut se pasteurizează la 93 – 95˚C pentru a înlătura pericolul contaminării cu drojdii, mucegaiuri şi bacteriofagi, după care se răceşte la

6 – 7˚C.

Această smântână din zer se poate utiliza la fabricarea îngheţatei sau la obţinerea untului în care caz după pasteurizarea la 93 – 95˚C smântâna se răceşte până la temperatura de maturare biochimică şi fizică şi apoi se supune operaţiei de batere la o temperatură cu

1 – 2˚C mai scăzută

decât la baterea smântânii normale. Boabele de unt alese sunt apoi malaxate pentru o repartizare fină a apei care asigură şi o bună conservare. Untul din zer poate fi utilizat la fabricarea îngheţatei, inclusiv la prepararea unor produse alimentare grase sau poate fi transformat în unt topit. Obţinerea de băuturi fermentate pe bază de zer Pentru a putea fi folosit la fabricarea băuturilor fermentate zerul dulce trebuie să îndeplinească următoarele condiţii: 

zerul dulce: densitate 1025 la 15˚C; lactoză, min. 4%; azot, min. 0,1%; cenuşă, max. 0,8%; aciditate, max. 20˚T;



zerul acid: densitate, min. 1024 la 15˚C; lactoză, min. 3,5%; azot, min. 0,1%, cenuşă, max. 0,9%; aciditate ≥ 30˚T.

Principalele băuturi din zer sunt prezentate în continuare: Cvas. Este un produs obţinut prin fermentarea combinată a acestuia cu bacterii lactice şi drojdii lactice. Tehnologia de fabricaţie a cvasului implică: smântânire, dezalbuminizare prin încălzire la 85 – 90˚/30 minute şi filtrare; răcire filtrat la 25 – 30˚C; însămânţare cu maia de drojdie (2 – 3 l/1000 l zer) şi maia de bacterii lactice 5% (preparată din zer dezalbuminizat cu aciditate de 70 – 75˚T sau o cantitate identică de cvas de la o şarjă anterioară, adaos zahăr (3,5 kg/1000 l zer); repaus la 25 – 30˚C timp de 4 – 18 ore până la atingerea acidităţii de 75 – 80˚T; adaos de 1 – 2% infuzie ceai sau zahăr caramelizat plus 1,5 – 2% zahăr tos; filtrare cvas; îmbuteliere şi păstrare la temperaturi mai mici sau egale cu 10˚C. Cvasul ca produ finit trebuie să conţină: min. 5% zahăr, max. 1,3% alcool, max. 0,1% grăsime, aciditate 80 – 100˚T. Din punct de vedere senzorial cvasul trebuie să fie limpede, cu un conţinut nu prea mare de gaze, gust plăcut, dulce – acrişor. Chisel. Se poate fabrica din lapte smântânit sau zer, cu adaos de zahăr, amidon, substanţe de gust şi miros. În laptele smântânit sau zer cu aciditate de 20˚T se adaogă 10% zahăr, după care amestecul se pasteurizează la 85 – 90˚C/10min. În timpul pasteurizării se adaugă 3,5% amidon sub formă de suspensie în lapte cu temperatura de max. 30˚C. Amestecul se fierbe până ce masa de chiselg se îngroaşă şi capătă consistenţă de sirop. În final se adaugă vanilină (1g/100l lapte smântânit sau zer). Ambalarea se face în pahare de plastic şi se păstrează la 6 – 8˚C. Rivella. Este un produs care se obţine după următoarea schemă tehnologică: deproteinizarea zerului şi filtrare; fermentaţia lactică cu maia de bacterii lactice până la pH = 3,7; 27

filtrarea şi concentrarea în raport de 7:1; adaos zahăr şi arome de fructe; refiltrare şi diluare cu apă; impregnare cu CO2; îmbuteliere şi pasteurizare; răcire şi depozitare la temperaturi mai mici sau egale cu 10˚C. Lactovit (şampanie de zahăr). Se obţine din zer deproteinizat însămânţat cu 1% drojdie de panificaţie. Tehnologia constă în următoarele: deproteinizare zer şi filtrare; adaos 7% zaharoză şi însămânţare cu 1% drojdie de panificaţie; fermentare la 25˚C până la aciditate de 35˚SH; colorare cu caramel; aromatizare; îmbuteliere şi păstrare la temperaturi de aproximativ 8˚C. Băutură dietetică. Se obţine prin fermentarea zerului ca atare cu 2 – 5% cultură care conţine Streptococcus lactis, Streptococcus diacetillactis, Kaluyveromices fragilis singure sau în combinaţie la temperatura de 15 – 20˚C, până la un pH de 4,4 – 4,6, după care se adaugă alcool etilic şi se încălzeşte la fierbere pentru precipitarea/coagularea proteinelor care se îndepărtează prin filtrare, se ajustează pH – ul la 5,0 prin adaos de acid, se adaugă aromatizanţi şi vitamine, se diluează (dacă este cazul), se filtrează, se pasteurizează, şi se îmbuteliază aseptic, păstrarea fiind făcută la temperaturi mai mici sau egale cu 10˚C. Lactrone. Este un produs pe bază de zer ca atare fermentat cu o cultură de chefir, care apoi se concentrează până la 17% s.u. Produsul concentrat se diluează cu sucuri de fructe, se deproteinizează timp de 24h la rece cu tanin, se centrifughează, iar lichidul clarificat se pasteurizează/răceşte şi se îmbuteliază. Produsul se păstrează sub 10˚C. Milone. Este un produs din zer dulce fermentat cu cultură de chefir până la 0,8% alcool şi 1% acid lactic. Produsul fermentat se tratează cu frunze şi planate aromate ce conţin tanin (procedeul Lactanid), şi se filtrează pentru îndepărtarea proteinelor. Filtratul obţinut se fermentează cu drojdii şi după centrifugare pentru îndepărtarea acestora se îndulceşte cu un edulcorant fiind îmbuteliat concomitent cu impregnare cu CO2. Se păstrează la temperaturi mai mici de 10˚C. Bere din zer. Se obţine din zer deproteinizat care se diluează cu apă în raport de 1:2 sau 1:3, după care se adaugă 4,5% zaharoză şi 0,2% stafide. Amestecul respectiv se fermentează cu 2% cultură de drojdie de bere până la un conţinut de 3,8% alcool. În continuare se adaugă 1% colorant şi 0,3% extract de hamei după care se filtrează şi se depozitează la rece (6 – 8˚C) până la îmbuteliere sub presiune de CO2. Se poate folosi ca substanţă de start şi un amestec de 2/3 must de malţ şi 1/3 zer deproteinizat care se fermentează cu Kaluyveromices fragilis ce fermentează şi lactoza. Whevit. Este un produs care se obţine care se obţine nizat la care se adaugă un sirop de zahăr cu concentraţie de 50% în raport de 3,6 l sirop la 16 l zer, precum şi 0,2% acid citric. Amestecul se fermentează 14 – 16 ore cu o cultură de Saccharomyces cerevisiae, după care se adaugă aromă de citrice, se filtrează, se îmbuteliază şi se impregnează cu CO2 şi se pasteurizează,

28

păstrarea fiind făcută la temperaturi mai mici de 10˚C. Produsul conţine 10 – 11% zahăr total şi 0,5 – 0,7% alcool etilic. Sherry. Este o băutură obţinută din zer deproteinizat cu adaos de zahăr în raport de 2,5:1 până la 9:1. Amestecul, sub forma unui sirop concentrat, se fermentează cu 1,3 – 1,5% cultură de Saccharomyces cerevisiae. După 5 zile de fermentare la o temperatură de aproximativ 18˚C, produsul se răceşte la 2 – 4˚C, iar dacă la suprafaţă se formează o crustă colorată în negru, aceasta se îndepărtează iar lichidul siropos se sifonează şi se maturează 30 – 45 zile la temperatura de 10˚C. Produsul finit se îmbuteliază şi se depozitează la o temperatură mai mică sau egală cu 10˚C. Laptele albuminoidic. Pentru preparare se poate folosi atât zer dulce cât şi zer acid. Zerul respectiv se încălzeşte la o temperatură de aproximativ 90 – 93˚C şi se lasă în repaus pentru sedimentarea flocoanelor de proteine timp de maximum 2 ore, după care zerul, separat de precipitatul albumic se răceşte la 60 – 70˚C, se adaugă 5% zahăr în cazul zerului dulce şi 7% în cazul zerului acid (zahărul se adaugă sub formă de sirop). Laptele albuminoidic se păstrează maximum 36 ore la temperaturi mai mici sau egale cu 8˚C. Obţinerea de vin din zer. Procedeul de obţinere a vinului din zer a fost pus la punct de Gawel şi Kosikowschi care au procedat după cum urmează: 

amestecarea unui volum egal de permeat obţinut de la ultrafiltrare şi concentrat prin osmoză inversă până la 10% lactoză cu o soluţie de lactoză de 38%;



acidularea amestecului la pH 4,5 cu acid citric;



pasteurizarea mediului la 85˚C şi răcirea la 30˚C;



adaos de lactoză obţinută din Klayveromyes fragilis şi Kluyveromyces lactis şi respectiv adaos de drojdie de fermentaţie alcoolică.

S-a constatat că nivelul de hidroliză şi fermentare a atins 97%, nivelul de etanol format a ajuns la 12,10% în volume, iar eficacitatea fermentării a fost de 80,6% după 15 zile de fermentare, produsul finit având gust plăcut, aromă referşisantă, asemănătoare vinului din struguri. S-a constat că nivelul de lactoză folosit trebuie să fie 0,25 – 0,50 g/l în combinaţie cu drojdiile de vin, pentru a avea o bună conversie a lactozei în alcool etilic. Pentru o bună fermentare alcoolică a permeatului cu lactoza hidrolizată este necesar ca pH – ul să fie 4,3 – 4,5, temperatura de fermentare 30˚C iar nivelul de săruri minerale să nu depăşească 1%. În aceste condiţii se obţine un „vin” cu 10 – 11% alcool în volume după 15 zile de fermentare. 3.10 Utilizarea zerului şi a produselor din zer pentru furajarea animalelor În furajarea animalelor se foloseşte atât zer lichid cât şi zer sub formă concentrată sau praf precum şi o serie de produse rezultate din prelucrarea zerului cum sunt zerul parţial delactozat sau

29

zerul deproteinizat şi delactozat obţinut în urma tratamentelor prin membrană. Compoziţia acestora este prevăzută în tabelul de mai jos:

CAPITOLUL 4. OBŢINEREA URDEI ŞI A LACTOZEI Acest capitol doreşte sa ofere o posibilă variantă de valorificare pe cale industrială a zerului şi obţinerea de două produse destul de căutate pe piaţa din întreaga Europă. Acesta se înscriu în normele impuse de Uniunea Europeană în ceea ce priveşte respectarea normelor de igienă, control sanitar-veterinar şi al calităţii. Primul produs Zer pe care dorim să îl obţinem conform schemei tehnologice adoptate, din figura 4.1, este urda. 4.1 Schema de fabricareRecepţie a urdei calitativă şi cantitativă a zerului

Corectarea pH-ului

Fierbere

Filtrare

Urda

Ambalare 30 Depozitare-Livrare

Figura nr. 4.1 – Schema de fabricare a urdei

4.2 Descrierea fluxului tehnologic Transportul. Printre mijloacele cele mai folosite la transportul zerului se pot aminti următoarele: 

cisterne şi autocisterne



bidoane de diferite mărime;



rezervoare mobile.

Materialele din care sunt confecţionate aceste mijloace de transport sunt, în cele mai multe cazuri, aluminiu, oţel inoxidabil sau fier galvanizat sau plastifiat. Recepţia cantitativă. Recepţia zerului se face la fel ca la lapte realizându-se prin utilizarea a două moduri diferite dar care furnizează date complementare. Acestea sunt măsurarea volumetrică şi măsurarea gravimetrică a cantităţii de zer recepţionat. 

Măsurarea volumetrică constă în determinarea volumului cantităţii de zer

primite, ţinând cont de temperatura acestuia. Acest tip de măsurare poate fi realizată prin două moduri: atât manual, prin măsurarea nivelului de zer

din cisterne, cât şi cu ajutorul unor

debitmetre speciale numite galactometre. Acestea permit în acelaşi timp golirea cisternelor şi măsurarea volumului recepţionat. 

Măsurarea gravimetrică constă în măsurarea zerului recepţionat prin cântărirea

cisternelor şi a bidoanelor. Această tehnică este mai precisă decât măsurarea volumetrică, dar este mai puţin folosită datorită costurilor ridicate ale dispozitivelor de folosire. După recepţia cantitativă şi calitativă are loc o depozitare a zerului. Aici are loc o corectare de pH şi este pregătit pentru următoarea etapă a fluxului tehnologic.

31

Depozitarea zerului se face în tancuri amplasate orizontal de capacităţi relativ mari care sunt confecţionate din inox alimentar. Aceste tancuri de depozitare sunt în număr de 3 şi asigură materiei prime (zerului) o temperatură constantă înainte de introducerea în fluxul tehnologic de fabricare a urdei şi ulterior a lactozei. Tot în aceste tancuri are loc şi corectarea ph-ului, deoarece colectarea zerului se face din puncte diferite şi astfel calitatea acestuia poate fi uşor modificată. Valoare optimă a ph-ului înainte de introducerea în fluxul tehnologic este cuprinsă între 5,5-6. După ce a fost făcută în prealabil o tratare a zerului acesta este trecut în treapta următoare a fluxului tehnologic. Zerul ajunge în această zonă a secţiei prin intermediul unei reţele de ţevi care au diametre egale. Transportul acestuia se realizează cu ajutorul unei pompe centrifugale. În această partea secţiei are loc o fierbere a acestuia care se realizează cu abur la o temperatură de aproximativ 125°C. Fierberea zerului se efectuează în cazane de fierbere care sunt confecţionate din oţel alimentar. Fierberea realizează la temperaturi de până la 80-90°C cu menţinerea la această temperatură, în care caz se favorizează precipitarea celei mai mari părţi din proteinele serice care antrenează şi grăsimea din zer şi care se acumulează la suprafaţa acestuia sub formă de aglomerate de urdă. Filtrarea urdei se face cu ajutorul unor filtre din pânză alimentară. La filtrare are loc culegerea urdei şi eliminare totală a zerului. Culegerea urdei se realizează cu o sedilă. Bucăţi care se culeg unt sferice cu masa de 1-2 kg. După ce întreaga cantitae de urdă este culeasă din masa de zer este lăsată la pe suporturi din inox alimentar la scurs în plase textile timp de câteva ore. Zerul obţinut în urma filtrării, care este un zer deproteinizat în proporţie de 20%, este dirijat către secţia de obţinere a lactozei. Urda obţinută are compoziţie de apă de 60 % şi de 50 % grăsime în substanţa uscată, aceasta are un gust dulceag, consistenţă omogenă, cremoasă şi o culoare albă. Randamentul în urda este de 3-6 kg la 100 kg de zer de oaie. Aceasta poate fi consumată ca atare, în amestec cu unt, zahăr şi substanţe aromatizante sau cu brânză de vaci. Ambalarea urdei se face în peturi de plastic de mase diferite. Ambalarea urdei se face în încăperi cu temperaturi scăzute. Urda se ambalează cu ajutorul maşinii automate de ambalat cu termoformare care este construită din oţel inoxidabil şi aluminiu. Un astfel de utilaj fiind prezentat şi în figura 2.5. Depozitarea urdei se face în depozite uscate şi răcoroase , bine ventilate până la o umiditate de 36-38 %.

32

Livrarea este ultima şi cea mai importantă etapă din fluxul tehnologic de obţinere a urdei care închide ciclul de producţie al secţiei. 4.3. Fabricarea lactozei din zer Pentru fabricarea lactozei exista doua procedee de bază, dependente de natura zerului utilizat, şi anume: 

cristalizarea lactozei din zerul netratat;



cristalizarea lactozei din zerul din care proteinele (şi eventual sărurile) au fost

îndepărtate. Lactoza din zer netratat În acest caz după separarea particulelor de proteină în suspensie, într-un separator cu purjarea solidelor şi degresare, zerul este concentrat într-o instalaţie cu multiplu efect până la 5055% substanţă uscată. Zerul concentrat este trecut în tancurile de cristalizare în care se reglează pH-ul cu acid clorhidric la 4,8-4,9, apoi se adaugă cristale de lactoză pentru a declanşa fenomenul de cristalizare. Pentru o uşoară separare a cristalelor de lactoză din soluţia mamă şi pentru reducerea pierderilor la spălare, cristalizarea trebuie astfel condusă în cât dimensiunea cristalelor să fie de 0,1mm.Deoarece produsul de cristalizare depinde, în principiu de în principiu, de cantitatea de β-lactoză convertită în α-lactoză, răcirea concentratului trebuie controlată cu atenţie. Răcirea se efectuează în mai multe trepte şi anume de la temperatura de evacuare din concentrator la 35˚C/h; de la 35˚C la 25˚C cu apă răcită, câte 1˚C/h; de la 25˚C la 15˚C cu apă răcită, câte 2,5˚C/h, de la 15˚C la 10˚C, se răceşte rapid cu apă răcită. Nu se admit reîncălziri ca urmare a scăderii prea accentuate a temperaturii în diferite faze ale operaţiei. Lactoza produsă prin acest procedeu este destinată consumului uman. Pentru unele utilizări, de exemplu la fabricarea produselor farmaceutice se cere un grad mai înalt de puritate care se realizează printr-un proces suplimentar de rafinare. Lactoză din zer purificat Proteinele reprezintă fracţiunea principală din impurităţile prezente în lactoza brută. Există mai multe metode de deproteinizare care constau în precipitarea acestora prin încălzire până la fierbere, după care se adaugă acid clorhidric sau de clorură de calciu şi hidroxid de calciu, sau în sfârşit, de clorură ferică. După centrifugare sau filtrare se obţine zer deproteinizat cu 5,1÷5,2% substanţă uscată. O altă soluţie pentru eliminarea proteinelor este hidroliza cu tripsină. O altă metodă mai recentă o reprezintă separarea proteinelor prin ultrafiltrare, permeatul rezultat fiind utilizat la fabricarea lactozei. Tabel nr. 4.1 - Caracteristicile diferitelor tipuri de lactoză

33

Compoziţie chimică

Lactoză

Tehnică 98

Brută 98,4

Lactoză Alimentară 99

Umiditate Proteină (n.6,25) Cenuşă Lipide Aciditate(ca acid lactic) Metale grele, mg/kg Arsen, mg/kg

0,35 1,0 0.45 0,2 -

0,3 0,8 0,4 0,1 -

0,5 0,1 0,2 0,2 2 5 1

Componentul,%

Farmaceutică 99,85 0,1 0,01 0,03 0,01 1 5 1

Randamentul de transformare a lactozei brute în lactoză rafinată este de aproximativ 90%, dar prin reintroducerea în fabricaţie a soluţiei mamă şi a apelor de spălare se poate ajunge la un randament de 100% . Calitatea lactozei este prezentată în tabelul 2.1. Uscarea. Uscarea lactozei lactozei brute se execută într-un uscător-fluidizator la temperatura aerului de ~ 150˚C, asigurându-se astfel şi sterilizarea lactozei. Condiţiile de uscare afectează forma şi caracteristicile produsului. Dacă concentratul de lactoză se usucă prin pulverizare se obţine o pulbere de lactoză amorfă; dacă uscarea se face prin procedeul "flash" produsul finit este un amestec de α-lactoză + lactoză amorfă, conţinutul de α-lactoză fiind în funcţie de durata şi gradul de cristalizare. Măcinare. Măcinarea lactozei se face în mori cu bile iar cernerea se face prin site de 100msch. Lactoza purificată. Lactoza purificată trebuie să îndeplinească următoarele cerinţe: 

aspect: pulbere cristalină;



culoare: albă; gust: slab dulceag;

 

miros: fără miros;

Aspectul soluţiei apoase trebuie să fie incolor şi limpede iar puterea rotatorie (αD20) de 5253. Pierderile prin uscare la 130˚C trebuie să fie de maximum 5,5%, aciditatea de maximum 0,05%, (exprimată ca acid lactic), nivelul de cloruri (Cl) de maximum 0,004%, nivelul de sulfaţi (SO4) maximum 0,02%, cenuşă (calcinare cu H2SO4) maximum 0,1%. Din punct de vede microbiologic lactoza nu trebuie să conţină Escherichia Coli/0,1g şi Salmonela/50g. Ambalarea. Ambalarea lactozei se poate face în ambalaje impermeabile la vapori de apă. 4.4 Domeniile de utilizare ale lactozei Utilizările lactozei în industria alimentară şi farmaceutică sunt legate de următoarele considerente: nu cauzează o îndulcire excesivă, fiind mai puţin dulce decât zaharoza, fructoza,

34

glucoza, galactoză, conferă viscozitate produsului în care se adăugată, putând înlocui 15÷20% din zaharoză. Folosirea este limitată deoarece: 

este relativ solubilă în apă (20g/100H2O la 20°C);



poate cristaliza produsele în care s-a introdus sub formă de α-lactoză monohidrat-

cristale dure-care dau senzaţia de nisip; 

unii indivizi prezintă intoleranţă la lactoză, deoarece au insuficienţă la lactoză (β-

galactozidază). Direcţiile de folosire ale lactozei sunt următoarele: 

în produsele care imită laptele matern de vacă, care are un conţinut mai scăzut de

lactoză; 

la prepararea unor diete pentru diabetici;



ca suport pentru îndulcitorii sintetici, aromatizaţii naturali şi sintetici;



ca adaos în sucurile de fructe şi legume pulbere pentru evidenţierea mai bună a

aromei; 

ca absorbant şi dispersant pentru coloranţii alimentari-pulbere;



la fabricare prafului de ouă, unde acţionează ca agent care favorizează spumarea

(baterea); 

la fabricarea pâinii (sub formă de zer dulce praf sau lapte degresat praf), unde

contribuie la aromă prin reacţiile Maillard şi la menţinerea prospeţimii; 

la fabricare biscuiţilor (sub formă de zer sau lapte degresat), unde contribuie la

frăgezime, aromă şi culoare; 

la obţinerea siropurilor care conţin glucoză şi galactoză. Aceste siropuri se obţin

prin hidroliza lactozei pe cale chimică, prin trecerea soluţiilor de lactoză pe răşini schimătoare de ioni (procedeul Apllexion) la 90°C; pe cale enzimatică cu lactoză liberă , într-un reactor unde enzima este separată de substrat printr-o membrană, cu enzima din K. Fragilis imobilizată în interiorul fibrelor de triacetat de celuloză (procedeul Snam-Progetti), enzima de A. Niger imobilizată pe bile de silice; În industria farmaceutică, lactoza se utilizează: 

ca suport pentru antibiotice sau alte medicamente, deoarece poate fi tabletată prin

compresie; 

ca ingredient în compoziţia mediilor de fermentare în industria antibioticelor;

Alte utilizări ale lactozei: 

component al mediilor de cultură pentru cultivarea microorganismelor;



obţinere de lactuloză, care este factor bifidogen şi cu proprietăţi anticonstipante;



obţinere de lactosiluree, utilizată în hrana animalelor ; 35



obţinerea lactitoluluiutilizat ca substanţă de îndulcire pentru creşterea vâscozităţii şi

corpolenţei în guma de mestecat, băuturi răcoritoare pe bază de fructe, masă de ciocolată; 

obţinere de acizi organici: lactic, citric, acetic, lactobionic;



obţinere de polizaharide: xantan;



obţinere de vitamine: riboflavină, B12;



obţinere de aromatizanţi: diacetil, acetilmetilcarbinolul, acetonă;

CAPITOLUL 5. VALORIFICAREA SUBPRODUSELOR DIN LACTOZĂ

5.1 Utilizarea lactozei pentru obţinerea de siropuri Prin hidroliza lactozei se obţin siropuri care conţin lactoză glucoză, galactoză, în raport de 30:35:35. Hidroliza poate fi realizată şi pe permeatul care rezultă la ultrafiltrarea zerului dulce.. În practică se foloseşte varianta cu lactază liberă, ca substrat utilizându-se permeatul de la ultrafiltrarea zerului sau zerul deproteinizat. Pentru a avea un grad de hidroliză cât mai avansat (> de 90%), hidroliza enzimatică durează mai mult de 6 ore, când se lucrează cu soluţii concentrate de lactoză (~15%) şi circa 1 oră când se lucrează cu soluţii mai diluate de lactoză(circa 5%). 5.2 Obţinerea de polioli din lactoză Din lactoză prin hidrogenere în prezenţa de Ni – Raneyse poate obţine polialcoolul lactitol sub formă de monohidrat sau de hidrat figura 3.2.

36

Lactitolul are un grad de dulce de 40% din cel al zaharozei şi o căldură de dizolvare negativă (-12 kcal/g) ceea ce generează un efect de răcire în cavitatea bucală. Solubilitatea lactitolului este de circa 55% din cea a sorbitolulu care la 20°C dă o soluţie saturată conţinând 220 g/100 cm3 apă. Lactitolul nu poate traversa membrana intestinală ca atare, ci numai după ce este hidrolizat, fracţiunea de glucid traversând membrana printr-un proces de transport activ – osmotic. În colon lactitolul care nu a fost asimilat în intestinul subţire este metabolizat în colon în acizi graşi volatili, eliberând 2 kcal/g. 5.3 Conversia lactozei din zer Metaboliţi obţinuţi prin fermentarea zerului Prin fermentarea lactozei sub acţiunea unor bacterii lactice şi/sau drojdii, din zer se pot numeroase băuturi destinate alimentaţiei umane, integrând astfel acest subprodus în circuitul alimentar. Zerul este un substrat convenabil pentru cultivarea unor drojdii sau mucegaiuri în vederea obţinerii proteinelor de biosinteză (denumite şi proteine monocelulare). Biomasa rezultată în acest mod constituie o sursă potenţială de compuşi organici valoroşi (proteine, acizi, acizi nucleici, nucleotide, vitamine etc.). Procedeele de obţinere a proteinelor de biosinteză prezintă un interes particular în condiţiile crizei de substanţe proteice destinate alimentaţiei umane. Lactoză din zer poate fi fermentată cu microorganisme specifice, cu scopul producerii unor metaboliţi. Astfel, poate fi obţinut etanolul, un produs interesant în actualele condiţii energetice. De asemenea, prin procese fermentative specifice, lactoza poate fi convertită în lactic şi lactaţi, substanţe cu multiple utilizări. Biosinteză vitaminelor B2 şi B12, folosind microorganisme cultivate pe zer, constituie o alternativă de importanţă practică în condiţiile stabilirii unor tehnologii de fermentaţie şi separare rentabile. De un interes deosebit s-au bucurat în ultima perioadă procedeele prin care se realizează hidroliza lactozei în glucoza şi galactoză. Acest tratament se face atât cu scop tehnologic (evitarea fenomenului de cristalizare a lactozei în unele produse lactate, creşterea puterii de îndulcire a amestecului de glucoza şi galactoză în comparaţie cu lactoza) cât şi pentru a face posibilă consumarea unor produse lactate de către persoane cu intoleranţă la lactoză. Zerul reprezintă o materie primă valoroasă pentru obţinerea, prin fermentare, a numeroşi metaboliţi, printre care amintim pe cei mai importanţi. Alcoolul etilic. Pentru producţia de alcool etilic se foloseşte zerul deproteinizat prin ultrafiltrare. Se utilizează ca agenţi de fermentare anaerobă Kluyveromyces lactis, Kluyverornyces fragilis şi Candida pseudotropicalis care se dezvoltă bine în zerul deproteinizat deoarece acesta conţine acizi graşi nesaturaţi, steroli şi vitamine, indispensabile pentru multiplicarea normală a microbiotei menţionate. 37

Butanol acetonă. În cantitatea mare, butanolul împreună cu acetona se obţine prin fermentarea acetono butilică în

mediu acid a glucidelor din porumb, cartofi, melasă cu

Clostridiuma cetobutylicum. Prin fermentarea zerului deproteinizat cu Clostridiuma cetobutylicum. Se obţine un amestec în raport de 10:1 de butanol / acetonă, randamentul în aceste produse fiind de 1,5% (masă/volum) pentru zer deproteinizat cu 30% lactoză. Acetonă – alcool etilic. În fermentaţia acetono – aldehidică cu Clostridium Butyricum a plămezilor de porumb şi a melasei (concentraţii în zahar fermentescibile de 5 – 7%), cu adaos de Na2CO3 În proporţie de 10%faţă de zahăr se obţine acetonă şi alcool (1/1). Zerul deproteinizat concentrat, cu 30% lactoză, poate fi fermentat cu acetono – etilic (masă/volum) după 5 – 7 zile de fermentare. Metan (biogaz). Fermentaţia metanică se realizează de obicei pe diferite straturi organice în condiţii anaerobe, fazele principale fiind hidroliza, acidogeneza, metanogeneza. În cazul substituirii de zer, acesta trebuie acidifiat mai întâi cu bacterii lactice, după care metanizarea se face cu bacterii metanogene anaerobe (Lactoză + H2O→6CO2 + 6CH4). Teoretic este posibil ca dintr-un m3 de zer deproteinizat să se obţină 20,7 m3 CH4, echivalent cu 18,6 l motorină. Procedeul de metanizare a zerului deproteinizat conduce şi la formarea de cantităţi mari de nămol şi de un efluent poluant cu CBO de 2000 mg/l ceea ce necesită un tratament suplimentar al efluentului pentru epurare. Acid lactic. În mod normal, pentru producţia de acid lactic se folosesc se folosesc plămezi zaharificate de porumb/cartofi sau melasă, utilizându-se pentru fermentare B Delbrueku. Acidul lactic se poate obţine şi prin fermentarea zerului, respectiv a permeatului de la ultrafiltrare cu ajutorul bacteriilor homofermentative – termofile, acido – rezistente. În această direcţie Lactobacillus helveticus produce până la 2,7% acid lactic, iar Lactobacillus bulgaricus şi Lactobacillus lactis numai 1,8 % acid lactic. Acidul lactic 85% se obţine din acidul lactic 50% prin concentrare în evaporatoare acido - rezistente. În mod asemănător cu lactatul de calciu se pot obţine şi: lactat de amoniu, lactat de Na, lactat de aluminiu, lactat de magneziu etc precum şi lactofosfaţi. Acidul lactic şi lactaţii au utilizări în industria alimentară, farmaceutică şi cosmetică, industria chimică în calitate de acidulanţi, conservanţi, inhibatori ai cristalizării zahărului, agenţi de sapiditate, suporturi biodegradabile. Vitamina B2. Vitamina B2, este biosintetizată în cantităţi mari de Clostrdium acetobutylicum şi Eremothecium ashbyu (mucegai).

38

Filtratul, care conţine vitamina B2 se extrage cu solvenţi sau prin alte procedee (reducere şi oxidare biologică, reduce rechimică la dehidroxiriboflavină şi reoxidarea leucobazei, separarea cu schimbători de ioni). Vitamina B12 - Zerul folosit ca mediu de cultură (5 – 6%) este îmbogăţit cu extract de drojdie (1%) şi clorură de cobalt (0,04 – 0,06). Mediul de cultură sterilizat şi răcit la 28...30°C, cu pH = 0,7, se însămânţează cu 10% cultură de Propionibacterium Shermanu. Fermentaţia decurge iniţial în anaerobioză timp de 80 ore (presiune de CO, de 0,2 – 0,3 bar), după care timp de alte 80 ore se face aerare cu un debit de 1m3/l şi min. Lichidul fermentat, conţinând masa de celule se centrifughează, iar apoi această masă se resuspendă în apă acidulată cu HCl şi se încălzeşte la 80 – 90°C pentru trecerea vitaminei B12 în soluţie. In continuare, în soluţie se adaugă NaCl şi se separă masa celulară prin centrifugare iar vitamina B12 se extrage din soluţia apoasă clară cu fenol – butanol (1/1) folosind un raport soluţie apoasă/solvent de 20/l. Alţi metaboliţi. Din lactoza mai pot fi obţinuţi următorii metaboliţi:  

Acid citric cu ajutorul lui Aspergillus niger; Acid lactobionic cu ajutorul unor specii de Pseudomonas;



Acid itaconic cu ajutorul lui Aspergillus terreus;



Xantan cu ajutorul lui Xanthmonas campestris;



Acid acetic

(via alcool etilic)

cu ajutorul lui Acetobacter

şi CI.

thermoaceticum; 

Galactoză cu ajutorul lui Kluyveromyces fragilis.

5.4 Produse sub formă de pulbere din zer Zerul dulce sau acid se poate usca după concentrare prin procedeul „spray" sau pe valţuri (pelicular). Cel mai adesea se aplică uscarea prin atomizare (pulverizare), fiind necesară concentrarea prealabilă a zerului până la 50% su. Se poate obţine: zer praf integral, zer praf demineralizat şi zer praf mai mult sau mai puţin delactozat (cu hidroscopicitate redusă până la nehigroscopic). Delactozarea se poate face cu lactază sau prin tratarea zerului cu Kluyveromyces fragilis cu activitate β – galactozidazică, care consumă glucoza dar nu şi galactoza). Zerul praf integral se utilizează la: 

fabricarea covrigilor şi pesmeţilor cărora le conferă frăgezime mai mare;



fabricarea cornurilor şi franzelelor cărora le asigură o structură mai fină şi miez

fraged (adaos 2 – 6%);

39



fabricarea turtei dulci şi vafelor cărora le asigură culoare mai atrăgătoare (adaos 10

– 15%); 

producerea de alimente pentru copii (adaos 20 – 40%);



obţinerea de produse zaharoase (adaos 3 – 10%);



băuturi nutritive (adaos 6%);



budinci şi deserturi congelate (adaos 3 – 4%);



furaj pentru porcine, în amestec cu şroturi (0,6 kg/zi pe cap de animal).

Zerul praf demineralizat se utilizează în producerea de alimente cu destinaţie specială (diete pentru persoane cu boli renale şi boli cardiovasculare). Zerul praf delactozat este destinat în producerea de alimente pentru persoane cu intoleranţă la lactoză.

CAPITOLUL 6. NORME PRIVIND PROTECTIA MUNCII Condiţiile igienice în care trebuie să se desfăşoare procesul de fabricare a brânzeturilor sunt reglementate de anumite acte normative ca Legea nr. 42/1975 cu privire la producţia bunurilor alimentare Respectarea acestor condiţii de igienă asigură în primul rând obţinerea unor produse de calitate, fără rebuturi determinate de activitatea microorganismelor dăunătoare, de asemenea se realizează prelungirea duratei de păstrare şi se evită îmbolnăvirile prin consumul acestor produse. 6.1. Igiena spaţiilor de producţie şu depozitare In tot timpul lucrului şi după terminarea procesului de fabricaţie, spaţiile de producţie şi de depozitare vor fi întreţinute, în stare perfectă de igienă, efectuând următoarele operaţii: •

curăţirea mecanică a reziduurilor;

•

spălarea cu apă caldă (45...50ºC ) cu adaos de detergenţi;

•

dezinfecţia cu soluţii clorigene ( hipoclorit de sodiu ) sau cu bromocet 1-25% 40

•

dezinsecţie şi deratizare

6.2. Igiena individuală Angajaţii trebuie să respecte următoarele cerinţe: -

este obligatorie examinarea medicală la angajare, apoi periodic

-

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

-

să nu lase produsele să intre în contact cu suprafeţe ce nu au fost igienizate

-

să-şi asigure curăţenia corporală şi a îmbrăcămintei în mod permanent

-

să poarte halat şi bonetă curată pe cap pentru a evita contaminarea produselor

-

să păstreze îmbrăcămintea şi obiectele personale în vestiare, departe de zona de producţie

-

personalul care lucrează cu materia primă nu trebuie să aibă acces la spaţiile în care se

manipulează produsele finite, pentru a preveni contaminarea încrucişată 6.3. Igienizarea utilajelor La fabricarea brânzeturilor, curăţirea şi dezinfecţia utilajelor, precum şi a spaţiilor de producţie, asigură condiţiile sanitare corespunzătoare în procesul de fabricaţie pentru obţinerea unor produse de calitate. Operaţia de spălare trebuie să asigure mai întâi îndepărtarea reziduurilor de pe diferitele suprafeţe, iar dezinfecţia trebuie să asigure distrugerea tuturor germenilor patogeni şi reducerea numărului celor nepatogeni, pentru a preîntâmpina apariţia unor defecte la brânzeturi. Spălarea şi dezinfecţia utilajelor poate fi realizată manual sau mecanic, folosind diferiţi agenţi fizici sau chimici. Principalul agent de spălare este apa, rece sau caldă, care asigură îndepărtarea impurităţilor. O substanţă chimică dezinfectantă trebuie să îndeplinească anumite condiţii pentru a putea fi folosită : - să nu fie toxică în dozele folosite şi să nu confere produselor gust sau miros străin - să nu aibă acţiune corozivă - să fie solubilă în apă, pentru a putea fi eliminată uşor şi complet prin clătire - să aibă o bună putere de pătrundere 6.4. Măsuri de igienizare a tancurilor de depozitare a laptelui Curăţirea se face cu pulverizatoare fixe sau mobile, jetul de apă acţionând timp de 10...15 minute pe toată suprafaţa interioară a tancului.Zona de vizitare ( uşa şi garniturile ), vizorul, orificiile de evacuare a aerului şi recoltarea probelor, dispozitivul indicator de nuvel, agitatoarele se spală numai manual.

41

Clătirea se face prin stropirea pereţilor cu apă caldă.Dezinfectarea se face cu soluţie clorinată, împrăştiată sub forma unei ploi fine, folosind instalaţia de spălare, iar clătirea se face cu apă fierbinte şi rece înainte de folosire.

BIBLIOGRAFIE

1.AZZOUZ, A. – Tehnologie şi utilaj în industria laptelui; Casa Editorială Demiurg, Iaşi, 2000; 2.AZZOUZ, A., LEONTE, M., ş.a., - Elemente de strategie în design industrial, Ed. Plumb, Bacău, 1998; 3.BANU, C. – Manualul inginerului în industria alimentară, vol.I, Ed. Tehnică, Bucureşti, 1999; 4.BANU, I. – Utilajul şi tehnologia prelucrării laptelui, Ed. Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, 1995; 5.BARARIU, I. – Materii prime şi materiale folosite în industria alimentară, Ed. Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, 1995; 6.CHINTESCU, GH. – Produse lactate tradiţionale, Ed. Ceres, Bucureşti, 1996; 7.CHINTESCU, GH. – Cartea muncitorului din industria laptelui,Ed. Tehnică, Bucureşti, 1974; 8. CHINTESCU, GH. ş.a. – Îndrumător pentru tehnologia produselor lactate, Ed. Tehnică, Bucureşti, 1982; 42

14.

20. 21.

9. CHINTESCU, GH. – Valorificarea subproduselor lactate, Ed. Tehnică, Bucureşti, 1985; 10. CHINTESCU, GH. – Agendă pentru industrializarea laptelui, Ed.Tehnică Bucureşti, 1988; 11. MELENGHI, E., BANU, C., - Utilajul şi tehnologia prelucrării laptelui, Ed. Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, 1995; 12. BANU CONSTANTIN – Biotehnologii în industria alimentară, Ed.Tehnica Bucuresti, 2000; 13. BRATU EM. A – Operaţii şi utilaje in industria alimentară, vol I-II, Ed.Tehnica,Bucuresti, 1961; COSTIN GHE., LUNGULESCU G. – Valorificarea subproduselor alimentare Ed.Tehnica , Bucuresti, 1982; 16. DUMITRESCU H., MILU C. – Controlul fizico-chimic al alimetelor, Ed Medicala, Bucuresti, 1997; 17. KORN R. – Microbiologia laptelui si a produselor lactate, Ed.Ceres Bucuresti, 1963; 18. NICOLESCU A., ABABI V., KULCSAR G. – Tehnologie chimica generala, vol.I, Ed.Tehnica, Bucuresti,1978; 19. GEORGESCU G. – Cartea producătorului şi procesatorului de lapte, vol IV, Ed. Ceres, Bucureşti, 2005; COSTIN, G.M. – Produse lactate fermentate, Ed. Academică, Galaţi, 2005; MACOVEANU, M. – Minimizarea scăzămintelor tehnologice în industria alimentară prin valorificarea subproduselor şi deşeurilor, vol II, Seria Managementul mediului în industria alimentară, Ed. Ecozone, Iaşi, 2005;

43