Biotehnologii Alimentare

47
Biotehnologii alimentare Prof.dr.ing. NISTOR Ileana Denisa

Transcript of Biotehnologii Alimentare

Page 1: Biotehnologii Alimentare

Biotehnologii alimentare

Prof.dr.ing. NISTOR Ileana Denisa

Page 2: Biotehnologii Alimentare

INGINERIA PROCESULUI DE MORARIT - MATERII PRIME: CEREALELE

Cerealele sunt reprezentate de seminţele plantelor din familia gramineelor. Ca materii prime în industria alimentară sunt utilizate următoarele cereale: grâul, secara, porumbul, orzul, orezul şi altele.

Grâul (Triticum aestivum, sp. vulgare) este cereala de bază din industria morăritului.

Porumbul (Zea Mays L., Zea Mexicana, Zea Perennis) este folosit în industria morăritului, amidonului, spirtului şi a berii.

Orzul este folosit la fabricarea malţului pentru bere şi a sladului pentru spirt, din ele fabricându-se şi arpacaşul.

Orezul este destinat alimentaţiei şi utilizat ca cereală nemalţificată în industria berii sub formă de brizură.

Page 3: Biotehnologii Alimentare

Componentele principale ale boabelor de cereale, în general, sunt învelişul bobului, endosperm şi embrion (tabel 1).

Tabel 1. Repartiţia principalelor părţi anatomice în boabele de cereale

Cereala Înveliş, %Endosperm,

%Embrion,

%

Grâu 14 (14-18) 79-84 2,0-4,0

Secară 20-25 71-77 2,5-4,0

Porumb 5-11 81-84 8,0-14,0

Orz 27-30 56-59 2,6-3,0

Calitatea cerealelor este definită de: caracteristici fizice; compoziţia chimică; proprietăţi tehnologice de măciniş şi panificaţie; comportarea în timpul păstrării în diferite condiţii.

Page 4: Biotehnologii Alimentare

11.2.1. CARACTERISTICI FIZICO-CHIMICE ALE CEREALELOR

Caracteristicile fizice ale cerealelor sunt (tabelul 2): masa hectolitrică; greutatea a 1000 boabe (masa acestora exprimându-se în grame); masa specifică; sticlozitatea; duritatea.

Page 5: Biotehnologii Alimentare

Tabel 2. Caracteristicile fizice ale cerealelor

Cereala

Masa hectolitrică,

Kg/hl

Greutatea absolută a 1000 boabe,G/s.u.

Sticlozitate,%

Grâu 63-84 15-52 0-80

Secară 68-71 13-48 -

Porumb 78-82 80-250 -

Orz 50-70 35-48 -

Compoziţia chimică a boabelor de cereale depinde de următorii factori: soiul cerealei; gradul de umiditate a boabelor la recoltare; gradul de umplere a bobului care este în funcţie de:

umiditatea şi compoziţia solului; cantitatea şi calitatea îngrăşămintelor folosite;clima.

Page 6: Biotehnologii Alimentare

Limitele în care variază principalii componenţi chimici ai boabelor de cereale sunt:

- umiditate -10-20% (orz-porumb)- amidon - 56-76% (orz-grâu);- celuloză - 2-5% (grâu-orez);- substanţe proteice - 5-25% (porumb-grâu);- lipide - 1,6-5% (grâu, secară, orz, porumb);-substanţe minerale - 1,2-2,5% (porumb, orz, grâu).

Umiditatea nu trebuie să depăşească 14% deoarece pot apare, în timpul conservării, o serie de procese biochimice legate de accelerarea respiraţiei, urmate de procese enzimatice complexe, care conduc la alterarea masei de boabe.

Page 7: Biotehnologii Alimentare

Glucidele constituie componentul cel mai însemnat al cerealelor din care amidonul se găseşte în proporţia cea mai mare (cu creşterea gradului de extracţie, conţinutul de amidon scade).

Glucidele solubile în apă conţinute de făina de grâu sunt: dextrinele, zaharoza, maltoza, glucoza şi fructoza. În afară de acestea se mai găsesc în cantitate mică rafinoza şi trifuctozanul.

Hemicelulozele provin în făinuri din tărâţe şi din învelişul celulelor mari ale endospermului, fiind formate în cea mai mare parte din pentozani şi hexozani.

Celuloza se găseşte în proporţie însemnată în stratul aleuronic, în spermodermă şi pericarp.

Page 8: Biotehnologii Alimentare

Amidonul formează cea mai mare parte a bobului. Endospermul este format din celule mari poliedrice, cu pereţi subţiri, pline de granule de amidon înconjurate de substanţe proteice.

Granulele de amidon pot avea diferite mărimi iar ca formă pot fi sferice sau lenticulare. Aspectul făinos al boabelor în secţiune se datorează prezenţei granulelor mici de amidon în spaţiile dintre granulele mari de amidon iar aspectul sticlos este datorat unui schelet de substanţe proteice în care se găsesc fixate granulele mari de amidon.

Amidonul este alcătuit din amiloză în proporţie de 20-30% şi amilopectină 70-80%, ambele găsindu-se repartizate uniform în întreaga granulă. Cele două componente se pot deosebi atât prin proprietăţi fizice cât şi chimice. Astfel, amiloza se dizolvă bine în apă şi nu formează cocă iar amilopectina se îmbină limitat în apă rece şi nelimitat în apă fierbinte.

Page 9: Biotehnologii Alimentare

Substanţele proteice existente în cereale se împart în două categorii: substanţe proteice generatoare de gluten; substanţe proteice negeneratoare de gluten. Principalele clase de proteine ce intră în componenţa cerealelor sunt următoarele:

albuminele – se găsesc ca proteine de rezervă în boabele de grâu în proporţie de 0,3-0,5% conţinutul lor fiind mai mare în embrion şi sub formă de urme în corpul făinos; albumina din grâu se numeşte leucozină; globulinele – se găsesc în cantităţi relativ mici în boabele de cereale şi sunt concentrate în embrion; globulina din grâu se numeşte edestină; prolaminele – se găsesc în endospermul boabelor de cereale împreună cu glutelinele. Prolamina din grâu se numeşte gliadină, cea din orz hordeină şi prolamina din porumb zeină.

Page 10: Biotehnologii Alimentare

Gluteninele – reprezintă o grupă de substanţe proteice mai puţin studiată datorită dificultăţii obţinerii lor în stare pură întrucât filtrarea extractelor alcaline din seminţele cerealelor este foarte dificilă. Mai cunoscute sunt: glutenina grâului glutenina secarei glutenina orezului – orizeninăGlutenina şi gliadina prezintă o importanţă deosebită

deoarece sunt proteine generatoare de gluten.

Page 11: Biotehnologii Alimentare

Lipidele se găsesc acumulate în procent mai mare în embrion şi stratul aleuronic situat la exteriorul endospermului. În compoziţia lipidelor cerealelor, gliceridele ocupă proporţia cea mai mare, conţinutul în sterine, ceride, lipide complexe fiind mic.

Dintre lipidele complexe, lecitina se găseşte în cantităţi mai mari. Lecitina sub acţiunea unei fosfataze se scindează în colină, acizi graşi şi acid glicero-fosforic care în timpul păstrării făinurilor (cerealelor), determină creşterea acidităţii făinii.

Pentru mărirea duratei de conservare a făinurilor în tehnologia morăritului se îndepărtează germenii şi tărâţa.

Page 12: Biotehnologii Alimentare

Substanţele minerale se găsesc în tot bobul fiind repartizate diferit, procentul mai mic găsindu-se în endosperm şi maxim în germen şi strat aleuronic.

Cenuşa care rezultă prin calcinarea boabelor de cereale este formată în principal din fosfaţi acizi de potasiu şi magneziu şi mai puţin din fosfaţi de calciu. O mare parte din fosfaţi regăsiţi în cenuşă se găsesc sub formă de fitină.

În boabele de cereale se găseşte şi un complex enzimatic format din amilaze, fosfataze şi lipaze.

Amilazele sunt poliglicozidaze ce catalizează scindarea hidrolitică a legăturilor glicozidice α-1,4 din macromolecula amidonului.

Page 13: Biotehnologii Alimentare

Fosfatazele catalizează scindarea hidrolitică a esterului acidului fosforic (mono sau diesteri) cu formare de alcool şi H3PO4 . Ele pot fi de mai multe tipuri:

- fosfomonoesteraze: alcaline – pHopt = 8,6-9,4 şi acide – pHopt = 3,4-5,6;- fosfodiesteraze: ribonucleaze şi deoxiribonucleazeLipazele sau glicerolesterhidrolazele catalizează

scindarea hidrolitică a esterilor carboxilici rezultând glicerol şi acizi graşi.

Pigmenţii caroten şi xantofilă imprimă grâului şi făinii o culoare alb gălbuie.

Carotenoidele din boabele de porumb sunt zeoxantină şi criptoxantină şi dau acestuia o culoare gălbuie.

Cerealele constituie şi surse de vitamine din grupul B (B1, B6, PP, E acid pantotenic – B3 şi cantităţi foarte mici de vitamina A).

Page 14: Biotehnologii Alimentare

11.2.2. ÎNSUŞIRILE TEHNOLOGICE ALE CEREALELOR

Însuşirile tehnologice ale cerealelor sunt caracterizate de indicii: umiditate, uniformitatea şi mărimea boabelor, sticlozitate, masa hectolitrică, impurităţi etc.

În cazul grâului şi secarei aceşti indici caracterizează nu numai însuşirile de măciniş ci, în mare măsură, şi pe cele de panificaţie.

Sticlozitatea boabelor indică consistenţa endospermului care determină rezistenţa la sfărâmare. Astfel, grâul cu sticlozitate mare necesită un consum de energie mai mare decât cel făinos; pe de altă parte, grâul sticlos se sfărâmă în particule mai mari dând un procent ridicat de grişuri ce pot fi valorificate ulterior în vederea obţinerii unor făinuri de calitate superioară.

Page 15: Biotehnologii Alimentare

Umiditatea are, de asemenea, o importanţă deosebită asupra procesului de măciniş: boabele cu umiditate mare se macină mai greu datorită creşterii plasticităţii lor, ducând la diminuarea capacităţii de producţie şi creşterea consumului specific de energie.

Prelucrarea cerealelor prea uscate este nerecomandabilă, deoarece se reduce procentul de grişuri şi se înrăutăţeşte calitatea făinurilor.

Impurităţile au implicaţii directe asupra extracţiilor de făină şi calităţii ei, influenţând procesul de pregătire a cerealelor pentru măciniş şi de măciniş.

Ca impurităţi mai des întâlnite sunt seminţele de buruieni: neghină, măzăriche şi rapiţă. Cea mai periculoasă dintre acestea este neghina deoarece conţine alcaloizii agrostemina şi sapotoxina – githagina care sunt toxice.

Page 16: Biotehnologii Alimentare

Dintre impurităţile aderente pe suprafaţa boabelor, pe lângă praful mineral şi vegetal, există şi o microfloră ce poate fi clasificată în trei grupe şi anume:

Microfloră saprofită; Microfloră fitopatogenă; Microfloră patogenă pentru om şi animale.În prima grupă intră microorganismele întâlnite la toate

cerealele: bacterii, drojdii, mucegaiuri iar grupele a II-a, şi a III-a se întâlnesc mai rar.

Cel mai dăunător microorganism saprofit este Bacterium mezentericus care se menţine în grâu după măciniş, trece în făină şi apoi în pâine. Această bacterie, ce se dezvoltă la 25°C şi are topt=33-42°c, transformă amidonul în zahăr şi dextrine.

Pâinea care conţine Bacterium mezentericus este inaptă consumului, miezul se întinde la rupere, devine cleios şi cu gust neplăcut.

Page 17: Biotehnologii Alimentare

11.3. PROCESUL DE RECEPŢIE CALITATIVĂ ŞI CANTITATIVĂ A CEREALELOR

Aprovizionarea morii cu cereale se face de obicei cu vagoane CFR, autocamioane special amenajate şi prin preluare directă din silozul furnizorului în silozul morii.

Aprovizionarea pe cale maritimă este mai rară, însă la noi în ţară, chiar dacă cerealele au fost transportate pe apă, se preiau din port cu vagoane CFR sau autocamioane pentru transportul la beneficiar.

Recepţia cantitativă constă în măsurarea gravimetrică (cântar pod-basculă) sau volumetrică (nerecomandată din cauza erorilor pe care le introduce) a lotului de cereale sosit la furnizor.

Page 18: Biotehnologii Alimentare

În cazul transportului cu autocamioane, cerealele se cântăresc atât la furnizor în prezenţa unui delegat al beneficiarului cât şi la beneficiar în vederea înlăturării oricăror erori şi a conferirii unei siguranţe mai mari gestionarilor că produsul introdus în siloz corespunde cantitativ cu documentele care l-au însoţit.

Pentru evitarea cheltuielilor de transport, în ultimul timp, s-au construit mori moderne în aceeaşi incintă cu silozurile mari de cereale ale furnizorului. Preluarea cerealelor de la silozul furnizorului se face printr-o legătură directă cu ajutorul unor instalaţii de transport intern formate din elevatoare, şnecuri, redlere, benzi şi conducte.

Page 19: Biotehnologii Alimentare

Cerealele se cântăresc automat atât în silozul furnizorului, cât şi în silozul morii. În situaţii limită (când unul din cântare lipseşte), se acceptă cântărirea numai la un singur cântar prin convenţie scrisă.

Recepţia calitativă a cerealelor cuprinde două faze:

Page 20: Biotehnologii Alimentare

faza de recoltare şi pregătire a probelor – în care este necesar să se folosească o tehnică specială care să includă în proba respectivă toate componentele masei şi în proporţia cantitativă şi calitativă existentă în lot. Se efectuează de regulă cu ajutorul unor instrumente speciale, numite sonde. Probele recoltate cu sonda se introduc în cutii metalice închise. În laborator, aceste probe brute se omogenizează (probe omogenizate) şi, după prelevarea probei de umiditate, această probă omogenizată se împarte în 2 sau mai multe probe de laborator prin metoda sferturilor sau metoda divizorului. Pentru analizele care necesită cantităţi mici se constituie proba de analiză prin metoda şah, recoltând mici cantităţi de produse din fiecare pătrat;

Page 21: Biotehnologii Alimentare

faza de efectuare a analizelor şi calculul indicilor de calitate – în care se determină calităţile senzoriale (aspect, culoare, miros, gust) şi fizico-chimice (conţinut de impurităţi, greutate hectolitrică, conţinut de umiditate, sticlozitate, conţinut de gluten în şrot total, gradul de infestare).

Page 22: Biotehnologii Alimentare

11.4. PROCESUL DE DEPOZITARE A CEREALELOR

Înainte de depozitare cerealele trebuie să fie precurăţite deoarece corpurile străine, fiind mai umede decât cerealele, îngreunează uscarea acestora şi favorizează infecţiile cu microorganisme. De multe ori cerealele au o umiditate mai mare de 14%, ajungând până la 20%; în aceste condiţii, datorită faptului că ele nu se pot depozita în silozuri, se practică pe scară largă uscarea artificială a cerealelor asigurând astfel conservabilitatea şi realizând uneori (în cazul orzului) şi o îmbunătăţire a energiei de germinare.

Page 23: Biotehnologii Alimentare

Pentru uscare se folosesc diferite tipuri de uscătoare cu aer cald, cu funcţionare continuă, prevăzute cu zone de preîncălzire, uscare şi răcire în care boabele nu trebuie să depăşească temperatura de 55°C, durata uscării fiind de 60-90 minute.

La depozitarea cerealelor trebuie să se ţină seama că acestea sunt organisme vegetale vii, a căror produse de respiraţie – vaporii de apă şi căldura degajată – stimulează chiar procesul de respiraţie. La o creştere de umiditate de 2-3% respiraţia creşte şi ea de ~75 ori, iar la o creştere de temperatură cu 10°C respiraţia se accelerează de ~5 ori.

Principalele procese care au loc în timpul păstrării cerealelor sunt: respiraţia şi post maturaţia, germinarea, autoîncălzirea şi încingerea, putând fi evitate prin condiţionarea cerealelor înainte de depozitare şi prin îndepărtarea căldurii degajate în timpul depozitării.

Page 24: Biotehnologii Alimentare

În morile moderne, ca şi în fabricile de malţ, depozitarea cerealelor se face în silozuri de beton, care permit stocarea unor cantităţi mari de boabe în straturi groase de 10-40m.În silozul de cereale se efectuează următoarele operaţii tehnologice pentru realizarea cărora se folosesc scheme tehnologice şi utilaje specifice: evacuarea cerealelor din sorbul silozului, cântărirea, precurăţirea şi introducerea în celule; evacuarea cerealelor din celule, dozarea pentru amestec, cântărirea şi trimiterea la curăţătoria morii; recirculare şi prefirare pentru a împiedica încingerea; evacuarea şi trimiterea cerealelor către mori mai mici, sateliţi ai morii mari; ventilarea utilajelor, instalaţiilor şi a cerealelor din siloz.

Page 25: Biotehnologii Alimentare

Utilajele şi instalaţiile folosite pentru executarea operaţiilor tehnologice din silozul de cereale, din care fac parte sorbul sau staţia de primire, utilajele de transport intern (elevatoare, şnecuri, tubulatură etc.), instalaţii de ventilaţie (ventilatoare, cicloane, conducte, şubere), aparate de măsură volumetrică şi gravimetrică, maşini de curăţit cereale, motoare şi transmisii de acţionare, diverse accesorii de comandă şi control, se aseamănă cu cele din silozurile străine.

Deşi între utilajele româneşti şi cele străine există unele diferenţieri constructive, ele funcţionează pe aceleaşi principii de bază.

Page 26: Biotehnologii Alimentare

11.5. PROCESUL DE EXTRACŢIE DIN FĂINA DE GRÂU

Făina de grâu – materia primă pentru industria panificaţiei şi a produselor făinoase – este un produs de transformare, obţinut prin operaţia de măcinare înaltă a grâului. În afară de făina de grâu, în industria panificaţiei se mai foloseşte, în cazul pâinii cu adaos de secară sau pentru pâine de secară, făina de secară. În alte ţări se mai folosesc ca adaos făinurile de orz, ovăz, porumb şi soia.

Gradul de extracţie. Prin măcinarea grâului se obţin diferite sorturi de făină, care se clasifică în funcţie de gradul de extracţie.

Prin grad de extracţie se înţelege proporţia de făină obţinută din 100 kg grâu. Extracţiile de făină sunt de trei categorii (considerând bobul de grâu împărţit în 100 de straturi şi stratul 0 –punct de plecare- în centrul bobului; stratul 100 la periferia bobului):

Page 27: Biotehnologii Alimentare

extracţii simple – a căror limită inferioară este fixă şi pleacă de la 0, iar limita superioară este variabilă (0-10, 0-30, 0-90 etc). în practică aceste extracţii se obţin mai rar dar au o importanţă fundamentală în clasificarea şi alcătuirea tipurilor de făină; extracţiile complementare – a căror limită inferioară este variabilă şi mai mare ca 0, iar limita superioară este fixă şi egală cu 100. în practică, numărul acestor extracţii este mic, reprezentând deşeuri rezultate de la curăţirea mecanică a grâului sau produsului numit tărâţă; extracţii intermediare – care au ambele limite variabile, limita inferioară fiind mai mare ca 0 iar cea superioară mai mică ca 100. aceste extracţii se obţin curent în industria morăritului prin măcinarea şi cernerea şroturilor, grişurilor şi dunsturilor. Prin amestecarea acestor extracţii în anumite proporţii şi după anumite criterii se obţin făinurile prevăzute în standarde.

Page 28: Biotehnologii Alimentare

Aprecierea gradului de extracţie al făinurilor, respectiv rezolvarea formării sorturilor de făină se poate face prin: aprecierea extracţiilor de făină şi formarea sortimentelor cu ajutorul randamentului în făină obţinut cu anumite site. Nu este o metodă precisă deoarece fineţea produsului cernut este influenţată de:

tratamente aplicate grânelor înaintea măcinişului; greutatea hectolitrică a boabelor; grosimea stratului care se cerne; diagrama de măciniş a morii;

Page 29: Biotehnologii Alimentare

aprecierea gradului de extracţie al făinurilor după culoarea lor este o metodă folosită frecvent în practică, totuşi are o serie de neajunsuri. Culoarea făinurilor este determinată de culoarea alb-gălbuie a părţilor provenite din endosperm, datorită prezenţei pigmenţilor carotenici, cât şi de culoarea închisă a tărâţelor în făină, datorită pigmenţilor flavonici.

Page 30: Biotehnologii Alimentare

Neuniformitatea culorii devine mai aparentă:o în cazul umezirii făinii;o tratării făinii cu un reactiv (pirocatehină) ce colorează

învelişurile.În general între culoarea făinurilor normale de grâu şi

culoarea miezului de pâine există oarecare corespondenţă. Totuşi sunt cazuri când dintr-o făină albă se obţine o pâine de culoare închisă. Acest fenomen se datorează acţiunii enzimei tirozinază, care, în prezenţa oxigenului din aer, oxidează tirozina cu formarea unor combinaţii de culoare neagră – melanine – ce comunică aluatului şi miezului de pâine coloraţia închisă. Formarea de melanină are loc în toate cazurile când făina este transformată în aluat, însă nu colorează miezul de pâine decât dacă proporţia de tirozină liberă în făină este mai mare.

Page 31: Biotehnologii Alimentare

metodă ştiinţifică, care a găsit o largă aplicare în practică, este aprecierea gradului de extracţie al făinurilor prin determinarea conţinutului de substanţe minerale (cenuşă). Acest conţinut este repartizat neuniform în diferitele părţi anatomice ale bobului şi variază de la 0,4% în endosperm, până la 7% în stratul aleuronic. Bobul întreg din grânele româneşti are un conţinut de substanţe minerale mediu de 1,95%. Deci, cu cât învelişul bobului, inclusiv stratul aleuronic, sunt prezente în cantitate mai mare în masa de făină, cu cât creşte conţinutul în substanţe minerale al acesteia. În funcţie de conţinutul în substanţe minerale pot exista mai multe tipuri de făină (tipul reprezentând conţinutul în cenuşă al făinii multiplicat cu 1000).

Page 32: Biotehnologii Alimentare

Astfel, făina albă corespunde tipului 480, făina semialbă tipului 780, iar cea neagră tipului 1300. se mai folosesc la fabricarea pâinii făina albă tip 600 şi făină semialbă tip 950. pentru biscuiţi, produse de patiserie şi paste făinoase se utilizează numai făină albă.Deşi această metodă este mai bună decât aprecierea

organoleptică a culorii, totuşi aprecierea unui tip de făină nu se poate face numai pe baza conţinutului ei în substanţe minerale.

Page 33: Biotehnologii Alimentare

Făinurile cu acelaşi conţinut în cenuşă (acelaşi tip), rezultate din grâne diferite, pot avea:

conţinut de amidon diferit; putere de fermentare şi un maxim de gelatinizare

diferit; cantitatea şi calitatea glutenului diferite; durata şi condiţiile de maturizare a făinii diferite,

influenţând direct asupra calităţii, puterii de fermentare şi cantităţii glutenului.

Pentru a stabili mai corect adevăratele făinuri tip va trebui să se ţină seama în primul rând, în afară de conţinutul în cenuşă, de cantitatea şi calitatea glutenului.

Page 34: Biotehnologii Alimentare

11.5.1. COMPOZIŢIA CHIMICĂ A FĂINII DE GRÂU

Compoziţia chimică a făinii, ca aliment şi ca materie primă pentru industria panificaţiei, depinde în principal de calitatea grâului din care provine (tabelul 3).

Tabel 3. Repartiţia componentelor chimice în bobul de grâu

Componentul

Părţile bobului

EndospermÎnveliş + strat

aleuronicGermeni

Amidon, % 100 - -

Proteine, % 65 27 8

Grăsimi, % 25 55 20

Zaharuri, % 65 15 20

Celuloză, % 5 90 5

Pentozani, %

28 68 4

Cenuşă, % 20 70 10

Page 35: Biotehnologii Alimentare

Substanţele proteice. Cantitatea de proteine din diferite făinuri de grâu creşte odată cu gradul de extracţie al acestora, respectiv, cu creşterea tipului de făină. Substanţele proteice ale făinii de grâu se împart în două categorii:

substanţe proteice generatoare de gluten; substanţe proteice cornoase sau negeneratoare de

gluten.Cele din prima categorie se găsesc în făina albă cu grad de

extracţie până la 65%, cu cenuşa de 0,5% şi ambele categorii de substanţe proteice se găsesc în făina cu extracţie peste 65%. În componenţa făinii de grâu de diferite extracţii se găsesc următoarele grupe de proteine:

Page 36: Biotehnologii Alimentare

Granulele amidonului de grâu se pot identifica calitativ după formă şi mărime. Faţă de granulele amidonului de secară, care sub acţiunea unor oxidanţi în soluţie formează crăpături radiale, granulele de amidon ale grâului nu au această caracteristică şi ca atare pot fi deosebite.

Din punct de vedere al structurii chimice, macromolecula de amidon este compusă din resturi de α-D-glucopiranoză legate 1,4-glicozidic.

Granula de amidon este constituită din două componente: amiloză (20-30%) şi amilopectină (70-80%), ambele găsindu-se repartizate în mod uniform în întreaga granulă (tabelul 4).

Page 37: Biotehnologii Alimentare

Tabelul 4. Diferenţele existente între amiloză şi amilopectină

Amiloză Amilopectină

Structura: alcătuită din 250-2100 resturi de D-glucoză legate între ele prin legături 1,4-α-glicozidice.Masa moleculară: 10000-340000.Solubilitate: se dizolvă bine în apă şi nu formează cocă.Cu iodul se colorează în albastru închis.Este un polihexozan curat.

Structura: este alcătuită din resturi de D-glucoză legate 1,4 şi 1,6-α-glicozidic având o structură ramificată.Masa moleculară: câteva milioane.Solubilitate: se îmbibă cu apă rece şi nelimitat cu apă fierbinte.Cu iodul se colorează în albastru violet.Formează soluţii apoase de natură coloidă, vâscoase, iar prin răcire se transformă în gel.Conţine cantităţi mici de acid fosforic şi acizi graşi legaţi prin legături esterice.

Page 38: Biotehnologii Alimentare

Compoziţia chimică a făinii variază şi în funcţie de gradul de extracţie. În tabelul 5 se prezintă compoziţia chimică a făinii provenită din grâne româneşti, în funcţie de gradul de extracţie.

Tabelul 5. Compoziţia chimică a făinii în funcţie de gradul de extracţie

Gradul de extracţie

Componente chimice, %

Glucide ProteineLipide

Minerale

Celuloză

0-42 la 0-46

69,85 11,11 1,50 0,432 0,08

0-75 68,02 10,85 1,78 0,574 0,14

0-80 68,56 11,12 1,81 0,672 0,20

0-85 66,85 11,14 1,77 0,815 0,45

0-90 66,06 11,36 2,06 1,082 0,89

0-100 63,92 11,81 1,81 1,642 1,89

Page 39: Biotehnologii Alimentare

11.5.1.1. Caracteristici fizico-chimice ale făinii de grâu

Însuşirile fizice ale făinii sunt în legătură cu calitatea materiei prime, fineţea sau granulaţia şi proporţia particulelor provenite din anumite părţi anatomice ale bobului de grâu.

Dintre însuşirile fizice mai importante ale făinii de grâu putem aminti: umiditatea reprezintă un parametru important al făinii, de care depinde comportarea ei în procesul tehnologic şi cantitatea de produse ce se obţin. Din punct de vedere al conţinutului în umiditate se deosebesc trei categorii de făină:

făina uscată - cu umiditate mai mică de 14%; făină medie - cu umiditate cuprinsă între 14-15%; făină umedă (jilavă) - cu umiditate mai mare de 15%.

Page 40: Biotehnologii Alimentare

Acest parametru condiţionează în mare măsură şi păstrarea făinii. Pentru depozitarea pe lungă durată se recomandă ca făina să aibă umiditatea mai mică de 14%, deoarece o făină cu umiditate mai mare de 15% prezintă condiţii favorabile pentru a se încinge, a mucegăi şi a se infesta cu dăunători (gândaci şi molii), căpătând un gust şi miros neplăcut, fiind deci improprie consumului.

Page 41: Biotehnologii Alimentare

culoarea făinii – este determinată, în afară de prezenţa pigmenţilor carotenici şi flavonici, de mărimea particulelor şi de prezenţa mălurii sau tăciunelui. Astfel, prezenţa unor particule mai mari aruncă umbră pe suprafaţa făinii ceea ce conduce la o nuanţă mai închisă a acesteia;

Page 42: Biotehnologii Alimentare

gradul de fineţe al făinii – prezintă o importanţă deosebită deoarece el influenţează în mare măsură viteza proceselor coloidale şi biochimice şi deci însuşirile de panificaţie ale aluatului precum şi proprietăţile fizice şi digestibilitatea pâinii. Cu cât făina conţine un număr cât mai mare de particule fine, cu atât suprafaţa specifică a particulelor este mai mare şi deci cu atât va fi mai mare capacitatea făinii de a lega coloidal apa în procesul frământării aluatului. Pâinea provenită din făină cu granulaţie mare este asimilată mai greu de organismul uman.

Page 43: Biotehnologii Alimentare

11.7. INGINERIA PROCESULUI DE MORĂRIT

Morăritul este cunoscut din cele mai vechi timpuri, fiind într-o evoluţie permanentă paralel cu dezvoltarea tehnico-economică a societăţii umane.

În alimentaţia omului produsele de panificaţie şi pastele făinoase (obţinute din făină – produsul finit din moară) ocupă un loc important – 15-30% din totalul alimentelor consumate.

De asemenea, produsele secundare rezultate în industria morăritului – tărâţa şi germenii – constituie materia primă pentru prepararea multor alimente.

Page 44: Biotehnologii Alimentare

Întreprinderile de morărit, indiferent de materia primă prelucrată şi de capacitatea de producţie, sunt alcătuite din următoarele secţii: silozul de cereale; secţia de curăţire şi condiţionare; moara propriu-zisă; secţia de omogenizare; secţia de ambalare şi depozitare; laboratorul de analize fizico-chimice; secţia de întreţinere şi reparaţii; conducerea tehnico-economică a unităţii,

Page 45: Biotehnologii Alimentare

fiecare secţie având un rol bine definit în desfăşurarea procesului tehnologic.

Procesul de transformare a cerealelor în făină şi subproduse se desfăşoară după următoarea schemă (fig.1):

Fig.1. Schemă generală de legături între secţiile morii

Page 46: Biotehnologii Alimentare

Cerealele depozitate în siloz sunt transferate în curăţătorie iar din aceasta în moara propriu-zisă, unde cerealele sunt transformate în produse finite. Din moară, făina trece la omogenizatoare iar tărâţa şi germenii la ambalat în depozite. De la omogenizatoare, făina merge la depozit, iar din depozit la expediere spre beneficiari.

Page 47: Biotehnologii Alimentare

Trecerea dintr-o secţie în alta se face prin intermediul instalaţiilor de transport, cantităţile transferate fiind măsurate cu cântare automate.

Calitatea cerealelor, a produselor intermediare şi finite este controlată de laborator.

Funcţionalitatea utilajelor din toate secţiile este urmărită de secţia de întreţinere, fie de la tabloul sinoptic al întregii unităţi de morărit, fie de la tablourile existente pe fiecare secţie.

Secţia tehnico-administrativă urmăreşte şi îndrumă activitatea de morărit-aprovizionare, producţie, întreţinere şi livrare.