Sortimente de zahr i indicii de calitate ai zahrului

Microbiologia zahrului i a produselor zaharoase

Procese microbiologice la cultivarea i pstrarea sfeclei de zahrSfecla de zahr, materia prim de la fabricarea zahrului, poate fi atacat n timpul cultivrii de microorganisme fitopatogene care, prin aciunea lor asupra aparatului foliar, diminueaz procesul de fotosintez, rezultnd rdcini mai mici, cu un coninut mai mic n zahr, reducndu-se i perioada de pstrare i conservare a calitilor tehnice. Microorganismele fitopatogene pot determina:viroze (mozaicul dat de Marmor betae, caracterizat prin vestejirea frunzelor);bacterioze (putregaiul vrfului rdcinii, cu nmuiere ncepnd de la vrf, provocat de Bacterium betae, Erwinia betivora);micoze (cercosporioza, cu apariia unor pete sferice colorate pe frunze ce determin putrezirea);mana sfeclei, produs de Perenospora schachti;finarea, produs de Euhsiphe comunis.Rdcinile ce au suferit mbolnviri n timpul cultivrii sunt primele care se altereaz n timpul nsilozrii.Fabricarea zahrului este un proces sezonier; de aceea, o parte din sfecl este nsilozat n silozuri de scurt sau lung durat. n silozuri, dup decoletare, n rdcinile de sfecl continu procesele biochimice. Cei mai important este procesul de respiraie prin care se consum zaharoz i se elibereaz energie, ap (0,58 kg ap/ kg zahr) i dioxid de carbon. n silozul n care nu exist o bun aerare, pentru a permite eliminarea apei, apar condiii favorabile dezvoltrii microorganismelor ce ader la suprafaa rdcinii, care, n marea lor majoritate, provin din sol (~ 6-7% din masa sfeclei).3Rdcina sntoas i intact are un sistem imunitar pasiv i activ. Dintre factorii pasivi mai important este structura esuturilor de natur celulozic, care confer rezisten mecanic.Factorii activi se reflect prin capacitatea rdcinii de a produce i dirija la locul de infecie substane cu efect antimicrobian: acid cafeinic, ferulic, polifenoli. Colina, sub aciunea colin-dehidrogenazei, se transform n betain cu efect toxic. De asemenea, se observ izolarea locului infectat prin formarea unui strat de suberin ca un ecran protector. Dac rdcina este ofilit sau a suferit o congelare/decongelare, ea pierde aceast imunitate activ.

Alterri microbiene ale sfeclei n siloz. n timpul nsilozrii se pot produce urmtoarele alterri:putrezirea n siloz, care este realizat de mucegaiurile Botrytis cinerea, Rhizopus betivora, specii ale genurilor Fusarium, Pleospora i Phoma. n sfecl se pot forma cantiti mari de acid oxalic, ceea ce determin reducerea pH-ului la 4-4,5. Ca rezultat al activitii mucegaiurilor, se reduce cantitatea de zahr prin consum sau zahrul poate fi invertit, ceea ce produce dificulti la cristalizare.nmuierea, care are loc dup aciunea mucegaiurilor ce produc degradarea nveliului celulozic i a substanelor pectice. Alterarea rdcinilor poate fi datorat i bacteriilor, care pot sintetiza poliglucide (dextran i levan), din glucidele rezultate prin inversia zaharozei. Dintre acestea fac parte bacteriile din genul Bacillus, Corynebacterium, Erwinia, Pseudomonas. Ele produc terciuirea i nnegrirea sfeclei (n prezena tirozinazei).Alterarea n siloz este foarte grav, deoarece prelucrarea rdcinilor se face greu, are loc o scdere a coninutului n zahr i se acumuleaz compui ce fac dificil cristalizarea (cu creterea coninutului de zahr n melas).

Incidena proceselor microbiologice n etapele tehnologice. Din siloz, sfecla este transportat n fabric pe cale hidraulic. n timpul transportului are loc o detaare a particulelor de sol i, prin splare, apa de transport se mbogete rapid cu o microbiot foarte variat. n timpul transportului, din rdcini difuzeaz n ap o cantitate de zahr (0,04-0,1%) i, tot prin procesul de osmoz, rdcinile pot s absoarb o cantitate de ap de pn la 1,3%. Astfel, zahrul solubilizat n ap favorizeaz nmulirea microorganismelor, iar prin adsorbtia apei de ctre rdcini se produce o contaminare suplimentar.n apele de transport sunt ntlnite, frecvent, bacterii sporulate (Bacillus subtilis i Bacillus cereus), bacterii lactice heterofermentative (Leuconostoc, Entero-bacter) i bacterii coliforme (Escherichia coli). Pentru a preveni rspndirea microorganismelor din apa de transport, n caz de recirculare, se recomand clorinarea acesteia.

Sfecla este dirijat n maina de splat i apoi n cea de obinere a tieilor. Procesul fiind continuu, aceste utilaje se ncarc cu microorganisme ce beneficiaz de substane nutritive i se constat c, prin adaptare, acestea au rezisten mai mare la temperatur i la presiune osmotic ridicate comparativ cu aceleai tulpini izolate din natur. La obinerea tieilor, microorganismele aflate pe suprafaa de contact a utilajului sau n stratul superficial al rdcinilor, prin intermediul cuitelor, sunt transferate pe suprafaa tieilor.Principalul proces tehnologic este difuzia, care se realizeaz n difuzoare de mare capacitate n care tieii i apa circul n contracurent. n prima parte a difuzorului, temperaturile sunt mici (~45C), cu creterea la valori de 75...85C, la ieirea zemii din difuzor. Aceste temperaturi pot s stimuleze activitatea microbian n zeama de difuzie i, ocazional, pot avea loc dou tipuri de contaminri.

Contaminarea mezofil are loc n perioada n care n zeama de difuzie temperatura atinge valori de aproximativ 45C, care favorizeaz activitatea microorganismelor mezofile, producndu-se importante modificri fizico-chimice i microbiologice. Sub aciunea microorganismelor mezofile, zaharoza este metabolizat n acizi (lactic, propionic, butiric), cu eliberare de dioxid de carbon i ap. Prin polimerizarea fructozei/glucozei se poate forma levan sau dextran. Contaminarea mezofil este sesizat prin modificarea de pH sau prin creterea vscozitii datorat formrii poliglucidelor.Bacteriile cele mai importante care se pot dezvolta n zeam aparin speciilor mezofile ale genului Leuconostoc; Leuconostoc mesenteroides apare sub form de diplococi sau de lanuri scurte de coci i n mediu de zaharoza se nconjoar cu o capsul de dextran, care produce creterea vscozitii zemii de difuzie; mpreun cu Leuconostoc dextranicum poate s transforme 2,3 mg zaharoz/h.

n contaminarea mezofil mai pot fi ntlnite bacteriile coliforme (E. coli, Enterobacter), bacterii mezofile sporulate (Bacillus subtilis, B. cereus, B. pumillus, ce consum 200 mg zaharoz/h) i drojdii ce consum 2 g zahr/h. Pentru prevenirea efectelor negative ale contaminrii cu bacterii mezofile se folosesc dezinfectani n doze oc (formol, septozol etc).Contaminarea termofil este evident n intervalul de temperaturi ntre 45 i 85C, care stimuleaz activitatea bacteriilor termofile aerobe (Bacillus sthearother-mophillus i Bacillus coagulans), facultativ anaerobe (Lactobacillus thermophyllus) i anaerobe (Clostridium nigrificans, CI. thermohydrosulfuricans, CI. thermo-saccharolyticum). Are loc creterea aciditii n zeam datorit transformrii zahrului n acid lactic, crete coninutul n nitrii, care pot rezulta prin oxidarea amoniacului sau prin reducerea nitrailor existeni n zeam. Nitriii se acumuleaz nainte de acidul lactic; de aceea, detectarea contaminrii microbiene se poate face cu benzi de hrtie indicatoare de nitrii. Nitriii sunt nedorii, deoarece se pot combina cu S02, dnd combinaii de tipul imidodisulfonatului de potasiu, dar pot s rmn i ca atare, acumulndu-se n melas i reducndu-i calitatea.

Sub aciunea microorganismelor contaminante au loc pierderi nejustificate de zahr ce pot atinge valori de 0,2-0,4% fa de sfecl, iar acidul lactic rezultat determin o coroziune mai rapid a utilajelor cu care vine n contact zeama acid.Urmeaz operaiile de purificare i concentrare, care determin ca numrul de microorganisme s se reduc foarte mult, astfel nct n zeama concentrat numrul acestora este redus (0-100/g mas groas) i, n general, pot fi prezente bacterii sporulate termorezistente.Dup concentrare urmeaz centrifugarea i obinerea zahrului brut, care poate fi prelucrat pentru obinerea zahrului rafinat. Dup concentrarea i cristalizarea zaharozei se poate face contaminarea cristalelor fie la centrifugare, prin contactul cu aerul impurificat, fie prin contact direct al cristalelor cu banda transportoare, ambalajul .a.

Microbiologia zahrului brut i rafinatZahrul brut are cristalele de culoare glbuie, nconjurate de un microfilm de melas cu puritate redus. Acest microfilm este mai higroscopic dect zaharoza; de aceea, dac pstrarea are loc n mediu cu umezeal mare, prin absorbia apei se creeaz condiii de dezvoltare a microorganismelor prezente la suprafaa cristalelor, care produc solubilizarea i fermentarea zahrului.n zahrul brut un rol important l au drojdiile osmotolerante, invertazo-pozitive/negative, care sunt incluse n genul Zygosaccharomyces, dar care sunt active la presiuni osmotice ridicate i care se difereniaz ntre ele prin rezistena la plasmoliz. Astfel, exist drojdii osmodurice care se menin n stare viabil fr s sufere plasmoliz, dar nu produc fermentaia n mediu cu concentraie mare de zahr (Zygosacch. rosei, drojdii din genurile Candida, Hansenula, Saccharomyces). Alte drojdii sunt drojdii osmotolerante propriu-zise, care pot produce fermentaia mediilor cu concentraie mare de zahr (46%) i care produc fermentaia alcoolic, dar pe lng alcoolul etilic i C02 formeaz i acid acetic ca produs principal (Zygosaccharomyces rouxi, Z. mellis).n zahrul rafinat, numrul de drojdii poate s varieze ntre 250 i 1-105/g. Zahrul brut, dac este pstrat n depozit cu 85% umezeal relativ; la temperatura de 25...29C se compactizeaz i formeaz bulgri duri sau se poate lichefia.n microbiota zahrului mai pot fi ntlnite bacterii din specia Leuconostoc mesenteroides, bacterii sporulate din genul Bacillus (B. sthearothermophillus, B. filaris, B. glutinosus, B. petasites). Din microbiota zahrului brut au mai fost izolate mucegaiuri xerofite ca Penicillium steckii, Penicillium diversum i Aspergillus restrictus.Zahrul rafinat se obine din zahrul brut prin dizolvare, tratare cu crbune activ, concentrare i recristalizare. Zahrul rafinat are o puritate de 95-99%, iar ncrctura microbiana este mult mai redus, avnd valori de 10-103 g-1.

Procese microbiologice la fabricarea produselor zaharoaseProdusele zaharoase se obin ntr-o gam variat de sortimente, iar microbiota acestora depinde de cea a materiilor prime i auxiliare utilizate i de factorii extrinseci de producie. Aceste produse sunt conservabile datorit coninutului mare de zahr. La obinerea unor produse zaharoase se folosesc siropurile de zahr sau zahrul invertit. Pentru a se conserva din punct de vedere microbiologic, aceste siropuri trebuie s aib mai mult de 72 Brix. Dac concentraia este sub aceast valoare, n funcie de microbiota zahrului, se pot produce dou tipuri de alterri: fermentaia alcoolico-acid, produs de drojdii osmotolerante, sau, dac n sirop exist un numr mare de celule i concentraia siropului este mai mic de 40 %, are loc o fermentaie heterolactic dat de Leuconostoc mesenteroides, cu formare de acid lactic, acetic, alcool etilic, dioxid de carbon; se acumuleaz dextran care face ca siropul s devin filant, vscos.Aspecte microbiologice la fabricarea ciocolateiCa materii prime se folosesc praful de cacao, zahrul, untul de cacao O operaie important este conarea, respectiv amestecarea untului de cacao cu diferite ingrediente, operaie ce dureaz 12-24 de ore, la temperaturi de 45...70C. La conare nu se constat o cretere a numrului de microorganisme. La pstrarea ciocolatei, mai ales cnd apar diferene mari de temperatur, poate aprea ap de condens ntre ambalaj i produs i este posibil mucegirea datorat lui Pnicillium simplex (sin. Catenularia fuiginea), ce produce o modificare a aspectului i o decolorare a ciocolatei (aspect de praf). Poate s mai apar ca defect: explodarea ciocolatei datorat lui Clostridium sporogens, ce formeaz prin fermentare dioxid de carbon i H2. Se produce spargerea i formarea de caviti n masa de ciocolat.La bomboanele fondante, la fructele glasate i la bomboanele cu maripan poate avea loc o fermentaie dat de drojdii i se observ spargerea glazurii i formarea unui miez poros (la fondante).