COMPOZIIA CHIMIC I STRUCTURA LAPTELUI

COMPOZIIA CHIMIC I STRUCTURA LAPTELUI

Compoziia chimic a lapteluiLaptele poate fi definit ca: secreia proaspt, integral obinut prin mulgerea complet a mamiferelor sntoase, excluznd laptele obinut n perioada de 15 zile nainte i 7 zile dup ftare (lapte colostru). Este un lichid de culoare alb-glbui, cu gust dulce i miros caracteristic plcut, cu o compoziie chimic complex ce variaz n funcie de specie, ras, alimentaie, vrst, stare de sntate.

Laptele de vac are un coninut mediu de ap de 87,5% i substan uscat total de 12,5% compus din: grsime, proteine, lactoz, substane minerale, vitamine i enzime.

Substane organice

A. Grsimea trigliceride, steroli (colesterol, ergosterol, 7-dehidroergosterol), fosfolipide (lecitina, cefalina, sfingomielina), acizi grai liberi.

B. Substane azotate:

1. substane proteice: cazeina, proteinele zerului (lactalbumina, proteozopeptone, lactoglobulina), anticorpi (aglutinine), enzime (oxidaze, reductaze - lactoperoxidaza, catalaza, reductaza aldehidic ; hidrolaze, fosforilaze lipaza, fosfataza, proteaza, amilaza).

2. substane neproteice : acizi aminai liberi, colina, guanidina, metal-guanidina, creatinina, creatina, acid carbaminic, uree, acid uric, acid sulfocianic.

C. Substane neazotate lactoza, oligozaharide, acizi organici (acid lactic, acid citric, acid butiric, acid piruvic), ceruri.

D. Vitamine A, B1, B2, B3, B4, B5, B6, B12, C, D, E, K, P.

Substane anorganice : Ca, Na, K, Mg, Mn, Fe, Co, Cu, Zn, P, floruri, cloruri, ioduri.

Gaze : O2, N2, CO2, NH3.

Lipidele laptelui

Grsimea este componenta cea mai variabil, situndu-se n limite destul de largi chiar n cadrul aceleiai specii. Ea se sintetizeaz n glanda mamar i din punct de vedere chimic este format din: gliceride i substane de asociaie ca: fosfolipide, steroli, pigmeni, vitamine liposolubile (A) i acizi grai liberi. Lipidele se gsesc n lapte sub form de globule de grsime de form uor eliptic, globule ce sunt nconjurate la suprafa de o membran lipoproteic. Datorit gradului mare de dispersie grsimea laptelui are cteva particulariti:

se emulsioneaz uor i se asimileaz aproape integral;

are un punct de topire sub temperatura corpului uman (sub 370C) astfel nct n form

lichid favorizeaz unele reacii enzimatice;

membrana lipoproteic are un pH convenabil aciunii lipazelor.

Grsimea propriu-zis (gliceridele) este format din mono-, di-, trigliceride ce conin acizi grai saturai i nesaturai n diferite proporii, ceea ce confer anumite proprieti cu influen asupra consistenei i conservabilitii. Acizii grai saturai sunt:

- volatili solubili (butiric, caproic);

- insolubili (caprilic (C8), caprinic (C10));

- puin volatili: acid lauric (C12);

- nevolatili insolubili: acid miristic (C14), acid palmitic (C16), acid stearic (C18), acid arahnic (C20);

- acizi grai nesaturai cu o legatur dreapt: acid oleic, C10 C16;

- acizi grai polinesaturai neconjugai: acid linoleic, acid linolenic, acid arahidonic.

Acidul oleic, palmitic si stearic constituie 70-75 % din totalul acizilor grai i din acetia 1/3 o reprezint acidul oleic.

Globula de grsime

1. fraciuni de trigliceride cu punct de topire sczut

2. fraciuni de trigliceride cu punct de topire ridicat

3. membrana lipoproteic

Globulele de grsime au dimensiuni ntre 0.1 10 i sunt formate din trei straturi. n structura membranei intr: fosfolipide, colesterol, vitamina A, enzime (spre interior), proteine (spre exterior) ce sunt legate de fosfolipide prin legturi electrostatice.

Proteinele laptelui

Coninutul de proteine din lapte variaz n funcie de: specie, ras, alimentaie, stadiul lactaiei, starea fiziologic a animalului. Proteinele sunt macromolecule formate prin nlnuirea a aproximativ 25 resturi de alfa-aminoacizi, proprietile acestora influennd proprietile specifice ale proteinelor laptelui. n lapte exist trei grupe de proteine: cazeina, proteinele zerului i proteozo-peptonele.

Cazeina se scindeaz n fraciunile: S1-CN ; S2-CN; -CN; -CN; K-CN.

Proteinele zerului: - lactalbumina, - lactoglobulina, serumalbumina, globuline imune, substane azotate neproteice, proteozo-peptone.

Cazeina reprezint 80 % din proteinele laptelui, restul de 20 % reprezint proteinele zerului.

Cazeina se gsete sub form de micelii.

Calciu organic 20 % legat de micelii, Calciu mineral 80 %.

Glucidele laptelui

Laptele conine o cantitate de glucide sub form de soluie adevrat imprimndu-i acestuia un gust dulceag. Glucidele sunt: neutre (lactoza), azotate (N-glucozamina acetilat, N-galactozamina acetilat), acide (acidul sialic este legat de lactoz i substanele azotate).

Galactoza se gsete n lapte n proporie de 4,7 5,2 % i reprezint 40 % din substana uscat a laptelui. Este de 6,25 ori mai puin dulce ca zaharoza, iar substanele proteice din lapte i mascheaz parial gustul de dulce al lactozei.

Lactoza este sintetizat n glanda mamar din glucoza din snge i acizii volatili produi n stomacul animalului. Ea este una din substanele importante n nutriia omului, fiind singura surs de galactoz component a galacto-cerebrozidelor din esutul nervos. Lactoza este substratul pentru numeroase microorganisme producnd fermentaia ce are o importan tehnologic: obinerea produselor lactate acide, a acidului lactic i lactaiilor, i la maturarea brnzeturilor.

n lapte, lactoza se gsete sub dou forme izomere , care se deosebesc prin poziia unei grupri hidroxil (OH) pe un C al glucozei, i care sunt n echilibru. n echilibru sunt i forma anhidr i hidratat, ele putnd trece una n cealalt: sau lactoza anhidr trece reversibil n sau lactoz hidrat i lactoza (anhidr sau hidratat trece n lactoz (anhidr sau hidratat). n lapte se mai gsesc n cantiti foarte mici oligozaharide importante datorit activitii lor biologice. Oligozaharidele neproteice glucoza, fructoza, galactoza, arabinoza; azotate N-acetil glucozamina, N-acetil galactozamina, care sunt factorii de cretere pentru Lactobacillus bifidus, specie predominant a microflorei sugarilor. Glucidele acide din lapte sunt reprezentate de: acidul lactamic, acidul neuraminic (sunt acizi sialici).

Vitaminele laptelui

Laptele este o surs important de vitamine necesare dezvoltrii nou-nscuilor. Cantitile de vitamine sunt variabile, factorul determinant fiind regimul alimentar al animalului. Vitaminele liposolubile se gsesc cu preponderen n smntn i unt, iar cele hidrosolubile n laptele smntnit i n zer. Vitaminele sunt: A, B1, B2, B3, B4, B5, B6, B12, C, D, E, K, P.

Enzimele laptelui

Enzimele sunt substane chimice complexe, de natur organic, proteino-coloidal solubile, dotate cu activitate catalitic. Se mai numesc i biocatalizatori. n lapte exist 16 sisteme enzimatice. Originea lor poate fi endogen sau exogen (atunci cnd enzimele provin din snge prin traversarea esutului mamar sau atunci cnd sunt secretate de microorganisme). n funcie de tipul reaciei pe care o catalizeaz se mpart n 6 mari clase: oxidoreductaze, transferaze, hidrolaze, liaze, izomeraze, ligaze. n mod obinuit, n lapte se gsesc enzime din primele 3 clase care prezint importan sub urmtoarele aspecte: sensibile la cldur, unele sunt factori de degradare a unor componente ale laptelui, folosesc la determinarea calitii igienice a laptelui, au aciune bactericid, asigur protecia limitat a laptelui.

Principalele tipuri de enzime din lapte:

oxidoreductaze: peroxidaza, xantinoxidaza, catalaza, sulfhidriloxidaza;

transferaze: ribonucleaza, lactozosintelaza; hidrolaze: lipaza, fosfataza alcalin, proteaza, amilaza, lizozimul.Gazele laptelui

Laptele are un coninut de gaze variabil ntre 3-8 %. Imediat dup mulgere predomin CO2, dup care, n contact cu aerul cantitatea de CO2 scade crescnd cantitatea de O2 i N2. Laptele conine i mici cantiti de NH3.

Microorganismele laptelui

Microorganismele sunt de trei tipuri: drojdii, mucegaiuri i bacterii. Laptele imediat dup mulgere conine un numr de microorganisme, cuprins ntre cteva mii/ml pn la cteva milioane/ml. Acestea au mai multe surse de provenien:a. mamela, n interiorul creia, pe canalul galactofor pot ptrunde o serie de bacterii nepatogene cu aciune proteolitic i acidifiant, iar n cazul animalelor cu afeciuni mamare pot apare i germeni patogeni;b. partea exterioar a ugerului;c. minile mulgtorului sau aparatele de muls;d. praful i mizeria din grajd.Laptele este un mediu foarte bun pentru dezvoltarea microorganismelor.

Bacterii: bacterii gram (+): Lactobacillaceae, Streptococaceae; bacterii homofermentative (transform lactoza n acid lactic), ex.: Lactobacillus bulgaricus, Lactobacillus thermophilus, Lactobacillus casei, Lactobacillus lactis, Streptococcus lactis, Streptococcus cremoris; bacterii lactice heterofermentative (produc acid lactic, alte substane i gaze), ex.: Lactobacillus bifidus, Lactobacillus caucasicus, Lactobacillus brevis, Leuconostoc citrovorum; genul Bacillus: Bacillus subtilis, Bacillus mezentericus, Bacillus cereus, Bacillus mycoides; genul Clostridium: Clostridium butyricum, Clostridium tyrobutyricum, Clostridium sporogenus; bacterii gram (-) reprezentate de: Enterobacteriaceae (bacterii coliforme: Escherichia coli), Pseudomonas alcaligenes nedorite n lapte.

Drojdii:: - pot avea rol negativ, cnd fermenteaz lactoza cu formare de alcooli i gaze, prevenind balonarea brnzeturilor sau defecte de gust. Ex.: Sacharomyces lactis, Sacharomyces fragilis, Torula sferice, Torula cremoris; - pot avea rol pozitiv: Torula chefiri, Torula cums.Mucegaiuri : - rol negativ : Monilis nigra, Penicillium casei, Cladosporium butyri, Mucor

mucedo, Oedium lactis.

- rol pozitiv: Penicillium camemberti, Penicillium roqueforti.

Puterea bactericid a laptelui

Imediat dup mulgere, laptele conine substane care inhib sau distrug o serie de microorganisme. Aceast putere bactericid a laptelui dureaz 2-3 ore i este dat de: aglutinine (anticorpi) i de lactoperoxidaza (enzima). Aceste substane au activitate slab n uger, n schimb devin mult mai active n laptele proaspt muls. Puterea bactericid a laptelui poate fi prelungit dac temperatura laptelui scade astfel:

Dac laptele proaspt muls nu se rcete imediat i este pstrat timp mai ndelungat microorganismele existente se dezvolt ntr-un ritm foarte rapid.

La nclzirea laptelui la temperaturi foarte ridicate au loc fenomenele:

- la 80C se distrug lactaminele favoriznd creterea bacteriilor lactice;

- la 90 120C o parte din proteine se denatureaz, se formeaz peptide i se stimuleaz dezvoltarea streptococilor, lactoza se transform n substane reductoare, inclusiv acidul formic favorizeaz dezvoltarea lactobacililor;

- la 120C se distrug factorii de cretere i se inhib dezvoltarea microorganismelor.

Aciunea microorganismelor asupra laptelui

n lapte microorganismele determin o serie de transformri: unele sunt pozitive i intervin n procesele tehnologice ajut la obinerea produselor lactate acide, maturarea smntnii, brnzeturilor. Altele sunt negative i determin defectele produselor lactate: acidulare, mucegire, rncezire.

Succesiunea transformrii laptelui corespunde la patru perioade:

(1) faza bactericid microorganismele din lapte nu se dezvolt;

(2) faza de acidifiere microorganismele se dezvolt rapid, ca urmare crete aciditatea laptelui, au loc modificri de gust i miros, cazeina precipit. Datorit aciditii mari bacteriile lactice nu se mai dezvolt, n schimb mediul este prielnic pentru drojdii si mucegaiuri.

(3) faza de neutralizare drojdiile i mucegaiurile consum acidul lactic, mediul

devine neutru i se creaz condiii pentru dezvoltarea bacteriilor de putrefacie;

(4) faza de putrefacie devin active bacteriile proteolitice, de putrefacie ce degradeaz substratul proteic .

Proprietile senzoriale i fizice ale laptelui

Proprietile senzoriale sunt:

- consistena; aspect;

gust;

culoare;

miros;Consistena (fluid, normal)Aspect (lichid opac)

Culoare (alb mat pn la alb glbui)Gust i miros (plcut, dulceag, caracteristic, specific).

Proprietile fizice sunt:

pH = 6.6-6.8

tcong = -0,540 -0,580C

trefrug.=2 - 8C

D420= min.1,027-1,030 g/cm3A = 16-20T (THORNER)

Grad de impurificare = I (pentru laptele de oaie se accept gradul II)

Grsime = min. 3,2 %Tfierber=100,2C

Variaia produciei de lapte

(1). Specia: pe plan mondial laptele este utilizat de la cteva specii de animale a cror distribuire este de ordin geografic. n Romnia se prelucreaz lapte de vac, oaie, bivoli i capr. Cantitatea de lapte variaz n funcie de specie, dar i n cadrul aceleiai specii.

- vac: 3000-4000 l/an;

- oaie: 100 l/an;

- bivoli: 700 l/an;

- capr: 100 l/an;

Laptele de oaie: grsime min. 6.5

D = min. 1.033

A = max. 240T

Laptele de capr: grsime min. 3.5

D = min. 1.028

A = 190T

Laptele de bivoli: grsime 7.8

D = 1.031

A = 210T

(2). Rasa: - Sura de Step, Roia de Munte (autohtone);

- Holstein, Pinzgau, Simmenthal, Jersey ;

- Blata Romneasc, Roia de Lapte, Rasa Brun (din ncruciri).

(3). Vrsta: Producia de lapte variaz n funcie de numrul lactaiilor. Crete de la 1 6

lactaii, apoi este constant pn la a 8.

(4). Perioada de lactaie: ~ 300 zile (vac). n primele 30 zile producia crete, apoi se menine constant de la 60 120 zile, dup care descrete. Laptele colostru este impropriu pentru industrializare, recoltat n primele 15 zile de la ftare; este vscos, srat, glbui i coaguleaz la nclzire. Se folosete exclusiv pentru hrnirea vieilor.

(5). Alimentaia este un factor cu implicaii majore n producia de lapte datorit faptului c glanda mamar sintetizeaz componentele laptelui pe baza substanelor nutritive din snge, care la rndul lor provin din substanele nutritive din hrana consumat de animal. Animalele folosesc diferite tipuri de nutreuri:

- ierboase verzi uor digestibile, bogate n proteine, sruri minerale, vitamine care se consum cu precdere vara, de aceea laptele este alb glbui; ex.: iarb, lucern, etc;

- suculente morcov, borhot de sfecl, sfecl furajer, cartof;

- concentrate boabe de cereale sau leguminoase ;

- fibroase fn uscat, paie, coceni cu valoare nutritiv redus, consumate n special iarna, de aceea laptele are o culoare alb mat.

(6). Starea sntii animalului: vacile cu diferite afeciuni dau o cantitate mai mic de lapte i o compoziie modificat a acestuia. Laptele provenit de la animale cu TBC, leucoz sau mastit are substana uscat mai mic, coninut redus de proteine, lactoz i o cantitate mare de cloruri, N2 solubil si fosfataz.

(7). Mulgerea: modul n care se execut mulgerea, numrul de mulsori i intervalul dintre ele sunt factori ce influeneaz att cantitatea, ct i compoziia laptelui. La vac se fac 2 3 mulsori. Dimineaa se obine o cantitate mai mare de lapte, iar seara are o cantitate mai mare de grsime.

(8). Adpostul: trebuie respectate temperatura, umiditatea i igiena. La temperatur sczut crete procentul de grsime din lapte, iar temperatura excesiv scade producia de lapte. Igiena influeneaz calitatea microbiologic a laptelui, iar clima umed influeneaz pozitiv producia de lapte.

(9). Munca i micarea: animalele folosite la diferite munci ale cmpului dau o cantitate mai mic de lapte, iar micarea liber a acestora pe puni influeneaz pozitiv cantitatea de lapte.

Defectele laptelui

Cauze: - alimentaia necorespunztoare a animalelor;

- activitatea unor microorganisme;

- condiii neigienice de recoltare;

Defecte: - de arom, de gust, miros;

- lapte mamitic, lapte colostru, lapte filant, lapte apos.

Sinteza i secreia laptelui n glanda mamar

Laptele se sintetizeaz n glanda mamar, organ specific animalelor mamifere care asigur nutriia nou-nscutului de ctre organismul matern. Glanda mamar este constituit din dou esuturi: esutul glandular format din celulele galactofore care este locul propriu-zis al sintezei laptelui. Celulele galactofore se asociaz formnd acinii (alveolele), iar mai muli acini formeaz lobii galactofori. esutul conjunctiv format din vase sanguine, limfatice, nervi care formeaz esutul glandular..

Laptele este format n celulele galactofore. Prin ruperea acestora laptele ajunge n cavitatea acinului, se scurge n sinusul galactofor situat deasupra sfrcului. Printr-o aciune mecanic (sugere sau mulgere) executat asupra sfrcului care este nchis ntr-un muchi numit sfincter, laptele este eliminat din uger.

Componentele laptelui

Sunt sintetizate din substane luate din snge i limf prin procese complexe de sintez a unor substane specifice i nu printr-o simpl traversare a acestora. Componentele sngelui i ale laptelui prezint diferenieri semnificative.

Componentele chimice n plasma sanguin i lapte Precursorii componentelor laptelui se obin n urma transformrilor suferite de hrana consumat de animale n stomac i intestin. Proteinele vegetale se descompun pn la aminoacizi, care trec n snge i n glanda mamar, unde, mpreun cu alte substane azotate ale sngelui sufer procese biochimice profunde i se transorm n proteinele laptelui. Acizii grai volatili prezeni n sngele animalului (acid acetic, acid propionic) i acizii grai superiori prezeni din metabolismul hidrailor de carbon i al proteinelor constituie materia prim pentru sintetizarea lipidelor.

Lactoza se formeaz din glucoza din snge i acidul lactic. Vitaminele liposolubile provin din furaje, iar cele hidrosolubile sunt produsul activitii vitale a microflorei tractului digestiv. Substanele minerale i au originea tot n furaje. n lapte, cantitile de substane minerale sunt diferite de cele din snge datorit faptului c glanda mamar posed aptitudinea de a selecta i mecanisme de reconstituire n molecule. Astfel, laptele conine de 13 ori mai mult Ca, de 5 ori mai mult K, de 10 ori P, Na de 7 ori i Cl de 3 ori mai puin. Gazele din lapte sunt produi ai metabolismului substituit n glanda mamar. Ali precursori sunt gazele din aer.

Secreia laptelui ncepe la sfritul sarcinii, dup ftare, este reglat de sistemul nervos i hormonii secretai de ovar, placent i lobul anterior al hipofizei (prolactin, ocitocin, vasopresin).

Laptele se acumuleaz n glanda mamar. Aciunea mecanic asupra ugerului determin secreia hormonilor ocitocin i parial vasopresin care provoac contracia acinilor, a musculaturii canalelor galactofore i eliminarea laptelui la exterior. Mulgerea trebuie s fie rapid i complet pentru a preveni inactivarea ocitocinei ce acioneaz 8 10 minute i pentru a preveni modificri n compoziia chimic a laptelui. Recoltarea laptelui de la animal se poate face manual sau mecanic, respectnd o serie de reguli de igien privind animalul, grajdul, mulgtorul, recipientul n care se recolteaz laptele i aparatele de muls.

Colectarea i transportul laptelui. Organizarea zonei de colectare

Colectarea laptelui cuprinde totalul operaiunilor la care este supus laptele imediat dup mulgere pn la recepia n fabric i se realizeaz n sistem inelar. Teritoriul de unde ntreprinderea se aprovizioneaz cu materie prim reprezint zona de colectare care este mprit n mai multe baze de colectare funcie de configuraia judeului. Acestea au n mod obinuit o raz de 30 50 km. Laptele provine de la societi comerciale cu capital de stat, asociaii sau gospodrii populare. Zona de colectare cuprinde: puncte de colectare, centre de colectare, ntreprinderi sau secii de colectare.

Structura sistemului inelar de colectare a laptelui:

Zona de colectare a laptelui se caracterizeaz prin urmtoarele particulariti:

o foarte mare dispersare a punctelor de colectare;

ritmul de colectare este bi- sau tricotidian;

laptele este un produs uor perisabil;

producia sezonier a laptelui max.vara, min.iarna, mediu ntre.

Aprecierea calitii laptelui crud

Laptele crud integral se recepioneaz calitativ prin efectuarea analizelor senzoriale, fizico chimice, bacteriologice i din punctul de vedere al nsuirilor sale tehnice. Verificarea calitativ se face pe loturi asupra unor probe de lapte recoltate conform STAS n termen de cel mult 6 ore de la recoltare, timp n care probele trebuie meninute la max. 80C . Dac probele se analizeaz dup 6 ore de la recoltare, acestea se conserv prin adugare de bicromat de potasiu cristalizat sau bicromat de sodiu cristalizat. Analiza calitilor senzoriale ale laptelui se face: apreciind aspectul, consistena, culoarea, gustul i mirosul i impuritile vizibile. Examenul fizico chimic al laptelui const n determinarea aciditii, gradului de impurificare, densitii, pH ului i n dozarea componentelor principale: grsimea i proteinele.

Examenul microbiologic se efectueaz asupra probelor recoltate (fr conservani) prin determinarea NTG i prin metoda reductazei i aprecierea gradului de contaminare cu bacterii sporogene anaerobe. Se efectueaz proba cu albastru de metilen i proba cu resazurin. Funcie de culoare se apreciaz calitatea.

Aprecierea laptelui din punct de vedere al calitii tehnice

Calitatea tehnologic a laptelui se determin prin aprecierea comportamentului la coagulare cu cheag. Timpul de coagulare depinde de ionii de Ca2+ din lapte i de natura cazeinei.

Procedee generale de conservare a laptelui. Clasificarea metodelor de conservare a laptelui

Dup felul mijloacelor de mpiedicare a alterrii exist 3 mari grupe de procedee: fizice, biochimice i chimice.

Procedeele fizice:

- Rcirea refrigerarea i congelarea;

- nclzirea pasteurizarea i sterilizarea;

- Deshidratarea parial lapte concentrat;

- nclzirea i deshidratarea parial lapte concentrat i sterilizat;

- nclzirea, deshidratarea parial i adaosul de zahr lapte concentrat cu zahr;

- Deshidratarea naintat lapte praf;

- nclzirea i aciunea forei centrifuge lapte bactofugat;

- Deshidratarea naintat i instantinizarea lapte praf instant;

- Aciunea radiaiilor lapte sterilizat cu radiaii.

Procedeele biochimice (utilizeaz i nclzirea):

-fermentaia lactic a produselor lactate acide (iaur, sana, lapte acidofil);

-fermentaia lactic i alcoolic (kefir, cums).

Procedeele chimice (mai rar utilizate):

-adugare de antiseptici;

-acidulare artificial (brnzeturi);

-adaosul de H2O2 i catalaz;

-adaos de sare (la fabricarea brnzeturilor i untului).

Conservarea laptelui cu ajutorul frigului

Refrigerarea se aplic n zona de colectare scderea temperaturii 2 50C , temperatur ce permite prelungirea fazei bactericide a laptelui, mpiedic dezvoltarea bacteriilor lactice i deci, previne acidifierea lui. Exist agregate de rcire (schimbtor de cldur), iar depozitarea laptelui rcit se realizeaz n tancuri izoterme. Se mai aplic laptelui pasteurizat mpiedicarea dezvoltrii formelor vegetative i a sporilor microorganismelor ce au rezistat procesului de pasteurizare sau provin din infecii ulterioare. Conservarea unor produse finite cum ar fi: smntna, frica, produsele lactate acide, untul i brnzeturile se realizeaz tot prin refrigerare. Prin refrigerare nu este mpiedicat dezvoltarea bacteriilor psihofile (bacterii de putrefacie, n special fluorescente) care descompun proteinele i lipidele cu formare de peptone i alte substane care dau produselor un gust i miros neplcut de nvechit, amar. La temperaturi sczute, n lapte i produse lactate se pot dezvolta i drojdii i mucegaiuri ceea ce afecteaz calitatea aestora. n ceea ce privete modificarea calitii senzoriale ale laptelui crud sau pasteurizat depozitat timp mai ndelungat s a constatat c apare frecvent gustul de rnced atribuit modificrii metioninei, gustul de lipaz atribuit degradrii grsimilor, gustul de nvechit, amar datorat descompunerii proteinelor i grsimilor. Durata max. de depozitare la 2 40C care nu produce modificri este de 2 3 zile.

Congelarea n cazul laptelui aceasta se aplic foarte rar. Se aplic mai mult la depozitarea untului, ngheatei i n unele cazuri pentru smntn, brnzeturi proaspete de vaci i lapte degresat concentrat. Temperaturile sczute utilizate la congelare produc modificri profunde n metabolismul microorganismelor, astfel c au loc schimbri ale vitezei reaciei biochimice, iar formarea cristalelor de ghea n substrat determin deshidratarea acestuia, creterea concentraiei soluiei, a presiunii osmotice ceea ce influeneaz negativ evoluia microorganismelor. Gradul de distrugere a microorganismelor este influenat de: nivelul temperaturii, durata aciunii temperaturii, pH ul laptelui, prezena substanelor cu aciune nociv, aciunea protectoare a proteinelor i lipidelor, cantitatea de ap congelat, formarea cristalelor de ghea.

Modificri ale structurii fizico chimice a laptelui:

-se distruge emulsia de grsime, ceea ce determin separarea grsimii sub forma unui strat uleios la suprafaa laptelui nclzit;

-complexul fosfocazeinat de calciu i pierde stabilitatea i precipit la decongelare;

Acest lucru este posibil datorit concentraiei lactozei i a srurilor minerale n faza necongelat. Precipitarea cazeinei, este deci, rezultatul deshidratrii acesteia cuplat cu reducerea pH ului. Valoarea nutritiv a laptelui nu este afectat n mod deosebit prin congelare constant, determinndu se doar o micorare a coninutului n tiamin i acid ascorbic precum i inhibarea unor enzime. n schimb, dup decongelare se intensific activitatea enzimatic ca urmare a mririi suprafeei active a substratului care a fost fragmentat la congelare.

Pasteurizarea metod de conservare a laptelui care urmrete distrugerea bacteriilor patogene i a microflorei banale a laptelui. La alegerea regimului de pasteurizare se va ine cont de distrugerea celor mai rezistente microorganisme la efectul bactericid al cldurii. Se va alege o combinaie temperatur timp care s asigure distrugerea lui M.tuberculosis, cel mai termorezistent dintre toate microorganismele patogene existnd certitudinea c nu a suprevieuit nici un alt microorganism patogen. nclzirea laptelui trebuie s modifice ct mai puin structura i compoziia acestuia, fapt pentru care la pasteurizare se vor respecta anumite condiii: nclzirea s fie omogen, pasteurizarea s se realizeze n absena aerului, iar aparatele de pasteurizat s aib suprafaa protejat pentru a nu permite trecerea metalelor n lapte.

Metode de pasteurizare

a.nclzirea laptelui pe o singur fa n strat gros. Aceasta se aplic n cazul laptelui destinat fabricrii unor brnzeturi.

b.nclzirea laptelui n strat subire pe o singur fa. n aplicarea acestei metode se folosete pasteurizatorul cu tob.

c.nclzirea laptelui n strat subire pe ambele fee. Se folosete pasteurizatorul cu plci, laptele fiind nclzit n strat subire pe ambele fee, fapt ce urmrete eficiena tratamentului termic i asigur omogenitatea inclzirii.

n cazul a) se folosesc vanele cu perei dublii prevenii cu agitator i capac. Aburul se barboteaz ntre pereii vanei, iar laptele se agit n permanen pentru uniformizarea nclzirii.

Pasteurizatoarele cu plci sunt cele mai rspndite schimbtoare de cldur, utilizate n industria laptelui avnd capacitatea ntre 3000 5000 l/h i fac parte dintr o instalaie de pasteurizare care are n componen urmtoarele: un vas cu flotor (vas cilindric cu fund drept din oel inox rezemat pe picioare reglabile). Este prevzut cu plutitor care prin ridicarea nivelului de lichid aduce o bil obturatoare n dreptul orificiului de alimentare a vasului reducnd astfel debitul. Pompa centrifug, avnd rotor cu palete drepte. Separatorul de lapte care realizeaz degresarea, normalizarea i curirea centrifug a laptelui prenclzit. Pasteurizatorul are un batui fix de forma unui cadru de oel profilat care are rolul de a asambla toate prile componente ale pasteurizatorului i mai multe tipuri de plci.

Plcile de capt sunt acoperite cu tabl din oel inox rozetate. Plcile schimbtoare de cldur sunt presate i calibrate avnd canale ondulate n partea central a plcii. Plcile sunt lustruite electrolitic, iar n prile laterale i n jurul orificiilor de la coluri au canale n care se monteaz garnituri de cauciuc, rezistente la cldur i la agenii chimici din soluiile de splare. ntre plci distana este de circa 0,3 cm. Pe o parte a plcii circul laptele, iar pe cealalt parte agenii de rcire sau nclzire n contracurent.

Plcile intermediare sunt prevzute cu racord de intrare/ieire plasate de o parte i de alta a aparatului. Plcile de lucru i cele intermediare sunt montate pe 2 bare de ghidare (unul superior i unul inferior) i ele se strng cu ajutorul plcilor de capt.

Regimurile de pasteurizare

Pasteurizare-joas, 63 650C cu meninere 30 min.

-medie, 74 750C cu meninere 10 min.

- nalt, HTST 850C cu meninere 10 15 sec.

UHT 90 950C cu meninere 4 5 sec.

-sub vid (VACREAIA) se realizeaz n 3 compartimente:

1.92 950C ; vid 500 600 mmHg

2.75 800C ; 340 mmHg

3.450C ; 90 mmHg

Sterilizarea laptelui

Exist 3 metode: mbuteliat, ntr o singur operaie; n flux continuu; combinat.

Procedeul clasic: 115 130 , 20 50 sec. (laptele este deja ambalat ermetic, discontinuu).

Procedeul continuu: 140 150 , 4 8 sec (laptele este rcit rapid 25 20 i ambalat n condiii aseptice).

Laptele UHT (150 , 2 sec.)

Se realizeaz dup 2 sisteme de baz:

-nclzirea indirect a laptelui prin folosirea schimbtorului de cldur;

-nclzirea direct prin contact direct al laptelui cu agent termic (abur).

nclzirea direct se realizeaz n 2 variante: - injectare de abur n lapte (uperizare); - injectare de lapte ntr o incint cu abur (pulverizare).

Efectul nclzirii asupra componentelor laptelui

1-Efectul asupra proteinelor

La temperaturi mai mici de 1000C degradarea proteinelor este limitat. Miceliile de cazein pn la 60-650C au o structur stabil determinat de forele ce acioneaz ntre fraciunile cazeinice (electrostatice i hidrofobe). Dintre acestea K-cazeina cu partea sa hidrofob N-terminal acioneaz ca principal stabilizator al miceliilor de cazein. La temperaturi mai mari de 650C ncepe s se denatureze proteinele serice, -lactoglobulina fiind cea mai sensibil la cldur din cauza legturilor S-S existente care se transform n grupri SH (rspunztoare de gustul de Fe al laptelui) -lactoglobulina denaturat se asociaz cu K-cazeina, asociere care este cu att mai puternic cu ct temperatura crete atingnd maxima la 85-950C. -lactalbumina este mai stabil la cldur, ea suferind o denaturare complet la temperaturi mai mari de 950C cnd poate interaciona cu -lactoglobulina, prin asociere, formnd un complex, care la rndul su se poate asocia cu K-cazeina din micelele de cazein.

La laptele tratat termic pn la 90-950C micelele de cazein vor fi nconjurate de un strat de proteine serice denaturate, ceea ce duce la stabilitatea laptelui. Efectul negativ se manifest la coagularea cu cheag a laptelui, coagulul obinut fiind moale, greu de prelucrat. La temperaturi mai mari de 750C se modific i echilibrul dintre micelele de fosfocazeinat i srurile minerale solubile n sensul c fosfatul de calciu coloidal de la suprafaa micelelor este transformat n fosfat tricalcic , insolubil, care precipit astfel c se produce o srcire a laptelui n sruri de calciu solubil. Proteina cazeinei se denatureaz i coaguleaz la temperaturi mai mari de 1400C

2-Transformrile lactozei

ntre 70-800C lactoza este descompus parial cu formare de acizi organici (formic, lactic). La temperaturi peste 800Cpot avea loc mbrumri de tip Maillard care se accentueaz la sterilizarea laptelui n sistem discontinuu i este minim la UHT. Intensitatea reaciei Maillard este influenat de :

nivelul de temperatur

durata tratamentului aplicat

valoarea pH-lui (cel alcalin favoriznd reacia)

natura i coninutul de zahr reductor

aminoacizi liberi sau din structura proteinelor

Produii finali de reacie, melanoidinele insolubile sunt colorate n brun, ceea ce influeneaz proprietile senzoriale ale laptelui. Degradarea Maillard conduce i la modificarea valori nutritive a laptelui prin

dispariia lizinei, care devine astfel aminoacid limitant al eficacitii proteice mai ales cnd laptele se adreseaz alimentaiei copiilor care necesit un aport sporit de lizin;

formarea de produi care au proprieti toxice i antienzimatice

3-Efectul nclzirii asupra grsimii

Globulele de grsime sunt n general termostabile. Tratamentul termic modific structura fizic a globulelor de grsime, nu i compoziia lor chimic. Prin pasteurizare i sterilizare se denatureaz partea proteic a membranei globului de grsime, realizndu-se o fluidificare complet a lipidelor din globulele de grsime. Astfel se ncetinete fenomenul de separare spontan a acestora la suprafaa laptelui. Acest efect merge paralel cu creterea temperaturi tratamentului termic.

4-Efectul asupra srurilor i grsimilor din lapte

Prin nclzire se modific echilibrul salin al laptelui: trecerea fosfatului de calciu solubil n fosfat tricalcic insolubil care precipit ntre 65-1000C.Peste 1000C are loc precipitarea citrailor de calciu i magneziu. Modificarea echilibrului dintre calciu ionizat i cel neionizat. n sensul c echilibrul se deplaseaz n direcia calcilui neionizat, ceea ce conduce la creterea stabilitii cazeinelor.

Prin nclzire are loc i eliminarea gazelor din lapte ( CO2, N2, O2 ) ceea ce mpiedic aciunea O2 asupra vitaminelor i lipidelor.

5-Efectul nclziri asupra enzimelor

Enzimele din lapte sunt inactive la peste 800C datorit denaturrii proteinelor care intr n compoziia lor. Amilaza se inactiveaz cel mai rapid (600C/1 minut ), lipaza (700C/15sec.), fosfataza alcalin(740C/5sec.),peroxidaza(820c/5 sec. ), lipaze microbiene(85-900C)

Pe baza efectului termic asupra enzimelor s-au elaborat teste pentru controlul pasteurizri laptelui i smntnii( testul fosfatazei i peroxidazei).

6-Efectul nclzirii asupra vitaminelor

Vitaminele hidrosolubile sunt mai termosensibile dect cele liposolubile, fapt ce este pus pe seama aciuni protectoare a grsimilor. n general, prin pasteurizare HTST i sterilizare UHT vitaminele din lapte sunt distruse n mic msur.

7-Efectul nclziri asupra valorii nutritive a laptelui

Valoarea nutritiv a laptelui tratat termic va depinde de modificrile suferite de componentele sale. Prin aplicarea pasteurizrii HTST i a sterilizrii UHT valoarea nutritiv a laptelui va fi afectat n mai mic msur comparativ cu alte regimuri termice de pasteurizare i sterilizare.

Conservarea cu ajutorul frigului Conservarea laptelui prin rcire se bazeaz pe faptul c temperaturile sczute reduc foarte mult dezvoltarea microorganismelor i activitatea lor biochimic.

Exist dou metode de conservare prin frig: refrigerarea i congelarea.

Conservarea laptelui prin refrigerare

Obinerea unor produse lactate de calitate superioar se poate realiza numai prin prelucrarea unei materii prime corespunztoare. Aceasta presupune condiii igienice riguroase dar i un lan frigorific corespunztor, ncepnd de la locul de producie al laptelui, apoi pe toat durata transportului pn la unitatea de prelucrare i mai departe pn la unitile reelei de desfacere.

Lipsa unui lan frigorific produce pagube nsemnate, laptele pirzndu-i nsuirile fizico-chimice iniiale i nemaiputnd fi prelucrat n produse corespunztoare.

Refrigerarea laptelui este metoda principal de conservare a laptelui n zona de colectare. Scderea energic a temperaturii laptelui sub 100 C ( preferabil 2 - 50 C ) permite prelungirea fazei bactericide, mpiedicnd dezvoltarea nmicroorganismelor i prevenind acidifierea. Aceeai metod este folosit i pentru pstrarea laptelui pasteurizat, mpiedicndu-se astfel dezvoltarea formelor vegetative i a sporilor microorganismelor ce au rezistat la nclzire sau din infecii dup pasteurizare. De asemenea dup ambalare i pn la livrare n reea, laptele este pstrat n depozite frigorifice la temperaturi de 2 - 40 C.

Utilizarea temperaturii sczute intervine obligatoriu n majoritatea fazelor: tehnologia de fabricare a untului, brnzei, produselor proaspete.

Influena refrigerrii asupra microorganismelor

Frigul nu distruge microorganismele ci le trece ntr-o stare de via latent, favorabil conservrii. Refrigerarea la 2 - 40 C mpiedic dezvoltarea bacteriilor lactice, prevenind acidifierea . Exist ns microorganisme psihrofile ( bacterii de putrefacie i n special cele fluorescente ) care se dezvolt la temperaturi joase, apropiate de 00 C i care determin descompunerea proteinelor i grsimilor cu formarea unor compui cu gust i miros neplcut, de nvechit, amar. Unele produse rezutate n urma aciunii acestor microorganisme sunt toxice. Mucegaiurile se pot nmuli la temperaturi joase ( 10 - 200 C) iar drojdia suport variaii termice foarte largi.

Aciunea peptonizant a lui Pseudomonas fluorescens liquefaciens se manifest astfel:

Temperatura [ 0 C ]

20

2 0

-2

-5

Apariia peptonizrii [zile] 1

8

14

31

75

Modificri la depozitarea laptelui n stare refrigerat

Refrigerarea nu modific structura fizico-chimic a laptelui. La depozitarea de durat ns att laptele crud ct i cel pasteurizat i modific parial nsuirile organoleptice specifice: apare fercvent gustul de rnced atribuit modificrilor metioninei, gustul de lipaz atribuit degradrii grsimii, precum i gustul amar sau de lapte vechi atribuit descompunerii proteinelor i grsimii. De aceea nu se recomand pstrarea laptelui refrigerat mai mult de 2 - 3 zile.

Conservarea laptelui prin congelare Primele ncercri de congelare a laptelui au fost intreprinse n SUA n 1935 ( Webbsihall ) i dei procedeul de congelare a suferit numeroase perfecionri, cunoate totui o rspndire relativ limitat. Se congeleaz n schimb smntna, brnza proaspt de vaci, untul, laptele smntnit concentrat.

Influena congelrii asupra microorganismelor

Dezvoltarea microorganismelor din lapte este oprit cnd laptele se rcete la temperatura de congelare. Factorul determinant al inactivrii microorganismelor prin frig l constituie schimbarea vitezei reaciilor biochimice, temperatura redus influennd profund sistemele coloidale ale structurii celulare.

Pe de alt parte prin formarea cristalelor de ghea n substrat are loc deshidratarea acestuia, creterea concentraiei soluiei , a presiunii osmotice ceea ce influeneaz negativ evoluia microorganismelor.

Cele mai multe microorganisme care se pot dezvolta la temperaturi negative fac parte din grupa drojdiilor i mucegaiurilor. Drojdiile se dezvolt n general pn la -80 C, iar unele mucegaiuri pn la -120 C. Dintre bacteriile cele mai sensibile sunt Escherichia coli care i nceteaz activitatea la 20 C i cele din grupul Proteus; n schimb stafilococii sunt mai rezisteni.

n timpul pstrrii laptelui i a produselor lactate n stare congelat se observ o schimbare a raportului dintre microorganismele iniiale n favoarea celor psihrofile. S-a constatat c numrul de microorganisme care pier este mai mare dac congelarea se face la temperatura de -50 C - -120 Cdect la -18 - -200 C i chiar la -300 C, fenomenul fiind explicat de unii cercettori printr-o mai mare rapid degradare a proteinelor din celulele microbiene urmat de precipitarea lor la temperatura de -4 - 60 C.

O importan deosebit asupra eficacitii congelrii microorganismelor o are numrul iniial de microorganisme. Cu ct aceasta este mai mare, cu att pericolul de alterare crete. De asemenea o importan mare o are i mediul. n mediu acid, distrugerea microorganismelor decurge mai rapid.

Modificri la congelarea i depozitarea laptelui n stare congelat

Congelarea produce modificri mai profunde n structura fizico-chimic iniial a laptelui. Problema principal a congelrii o constituie aplicarea unor metode care s modifice n msur ct mai redus proprietilor iniiale ale produselor.

Dac se coboar temperatura laptelui sub punctul de congelare, apa se separ sub form de cristale de ghea. Pe msur ce se formez cristale de ghea, punctul de congelare scade progresiv datorit creterii concentraiei substanei solubile n fracunea lichid, care devine o soluie suprasaturat n anumii componeni i acetia precipit.

Principalii constitueni ai laptelui ce sufer modificri sunt grsimea i cazeina.

Prin congelare, are loc distrugerea emulsiei de grsime. Destabilizarea grsimii din lapte determin separarea acestuia sub forma unui strat uleios la suprafaa laptelui nclzit. Destabilizarea se reduce dac laptele se congeleaz foarte rapid, cu agitare n strat subire. Congelarea rapid nu provoac efecte nsemnate asupra proteinelor dar la depozitare n stare congelat este afectat complexul fosfocazeinat de Ca care i pierde stabilitatea i precipit la decongelare.

Lactoza se concentreaz n laptele congelat, de asemenea i srurile din lapte. Cristalizarea lactozei i creterea aciditii determin micorarea stabilitii complexului coloidal de cazein i chiar precipitarea acestuia.

Activitatea multor enzime nu nceteaz prin congelare, ele acionnnd chiar la temperatura de - 300 C. Dup decongelare se observ o intensificare a activitii enzimatice, ca urmare a mririi suprafeei active a substratului prin fragmentare la congelare.

Conservarea laptelui prin reducerea coninutului de ap

Reducerea coninutului de ap al produsului constituie un mijloc de conservare, deoarece pentru activitatea vital a microorganismelor este necesar ca n mediu s se gsesasc o cantitate minim de ap care s permit desfurarea normal a schimburilor osmotice i a metabolismului.

Principiile conservrii prin reducerea cantitii de ap

Microorganismele conin 73 - 87 % ap n interiorul celulelor lor. Acest coninut precum i cel al mediului exterior sunt condiii eseniale pentru activitatea normal a lor. Reducnd coninutul de ap al mediului sub anumite limite, se perturb procesele metabolice ale microorganismelor, reducndu-se sau ncetnd activitatea lor vital ( viaa latent-anabioz ). Deoarece microorganismele rmn n produs sub form latent, este necesar ca naintea deshidratrii s se fac un tratament termic al laptelui pentru distrugerea majoritii microflorei.

Pentru inactivitatea microorganismelor este necesar s se asigure o umiditate limit de 30 % pentru bacterii, 25 % pentru drojdii i 10 % pentru mucegaiuri.

n teoriile moderne ale inactivitii microorganismelor prin reducerea umiditii produsului, s-au introdus noiunile de umiditate relativ de echilibru ( ERH ) i activitatea apei ( aw ).

Activitatea apei = raportul dintre presiunea vaporilor de ap a produsului n echilibru ( P ) i presiunea vaporilor de ap din atmosfer ( Po ).

Valorile numerice ale aw variaz ntre 0 ( la produse complet anhidre ) i 1 ( la apa pur ). n acest interval se situeaz activitatea microorganismelor din produsele alimentare. n general dezvoltarea microorganismelor are loc ntre aw = 0,62 - 0,995. ntre aceste limite, fiecare microorganism i are intervalul su propriu de dezvoltare, n funcie de caracterul su xerofil, mezofil sau hidrofil. Bacteriile reprezint speciile de microorganisme cu cele mai mari cerine de umiditate a substratului. Ele necesit o

aw = 0,54, drojdiile aw = 0,88 - 0,91, mucegaiurile 0,60 - 0,80.

Intensitatea reaciilor enzimatice i chimice din produsele deshidratate depinde de activitatea apei. Activitatea enzimatic este maxim la aw = 0,70 - 0,80 n timp ce la activiti mici ale apei, reciile enzimatice sunt mult mai inactive sau practic inexistente. Reaciile de mbrunare au loc cu o vitez maxim la aw = 0,7 - 0,6. La valori mari ale aw, reacia de mbrumare este diminuat, ca urmare a micorrii concentraiei lactozei i proteinelor. Oxidarea grsimii este influenat de activitatea a oxigenului deci a cantitii de peroxizi formai; ca urmare, uscarea foarte naintat a produselor alimentare stimuleaz puternic formele de oxidare.

Modificrile constituenilor laptelui prin concentrare

Prin concentrare, se realizeaz creterea coninutului de substan uscat, a presiunii osmotice i micorarea activitii apei. Concentrarea nu asigur produselor o conservabilitate corespunztoare, ea este complet prin sterilizare sau adaos de zahr. Prin adaos de zahr se realizeaz creterea presiunii osmotice, deci plasmoliza celulelor microbiene i reducerea activitii apei ca urmare a legrii moleculelor de ap de moleculele de zahr dizolvat.

n funcie de capacitatea de conservare, zaharurile se grupeaz astfel n ordine crescnd: fructoz, glucoz, zaharoz, lactoz.

n laptele concentrat cu zahr, presiunea osmotic a laptelui crete de la valoarea de 7 - 8 kgf / cm2 la 170 - 180 kgf / cm2. Ea se poate determina fie dup variaia punctului de fierbere, fie dup punctul de solidificare.

Posm = 12,12 tS ( 1 + 0,000367 t )

n care tS - punctul de solidificare

t - temperatura 0 C

L - coninutul de lactoz din lapte %

S - coninutul sruri minerale din lapte %

mL i mS - masele moleculare ale lactozei i srurilor minerale.

n cazul solubilitii maxime a zaharozei, la 250 C, care este de 67,89 aW = 0,845, valoare care asigur conservabilitatea fa de bacterii i drojdii, dar nu i fa de mucegaiuri, deci produsele concentrate cu zahr trebuie protejate n special fa de alterarea provocat de mucegaiuri.

Transformrile componentelor laptelui la concentrare depind de temperatura la care se realizeaz operaia, distribuia temperaturii n masa laptelui, durata nclzirii i gradul de concentrare.

n industrializarea produselor lactate concentrate, este esenial meninerea ct mai intact a valorii nutritive i prevenirea fenomenelor ce produc mbrunarea, fie prin caramelizarea zaharurilor, fie prin reacia Maillard.

Denaturarea proteinelor, distrugerea vitaminelor se poate reduce prin mbinarea armonioas a parametrilor temperatur-durat.

Prin concentrarea laptelui crete aciditatea, crete concentraia n ioni de calciu, crete masa molecular medie a cazeinei, se reduce stabilitatea acestuia. Vscozitatea produsului crete considerabil i se micoreaz solubilitatea. Creterea gradului de concentrare sau ridicarea temperaturii produce modificri ireversibile asupra proprietilor produsului finit, care se datoresc n cea mai mare parte schimbrilor ce au loc n structura proteinelor.

Modificri ale componentelor laptelui prin uscare

Uscarea laptelui se realizeaz prin reducerea coninutului de ap la 3 - 5 %.

Avantaje - se asigur o conservabilitate destul de bun a produselor o

perioad ndelungat;

- se reduce volumul i greutatea produselor ceea ce uureaz

depozitarea, transportul, manipularea;

- se obin produse care pot fi utilizate dup dorin.

Exist dou procedee de uscare a laptelui:

- pelicular

- prin pulverizare

n procedeul pelicular, are loc o denaturare avansat a proteinelor din lapte i din acest motiv, solubilitatea laptelui este redus ( sub 85 % ) laptele reconstituit prezint un sediment vizibil. Structura grsimii laptelui se modific, are loc ruperea membranei lipoproteice, astfel c la reconstituire laptele capt aspect "uleios". Laptele se nchide la culoare i prezint gust de fiert pronunat, uneori chiar de ars.

Uscarea prin pulverizare are loc la temperatur mai sczut ( sub 600 C ) din care cauz modificrile componenilor laptelui sunt mult reduse, caracteristicile organoleptice ale laptelui obine prin pulverizare sunt net superioare, iar solubilitatea foarte ridicat. Dup reconstituire, laptele prezint caracteristici asemntoare materiei prime.

Uscarea este influenat de natura i dimensiunile produsului, temperatura, umiditatea relativ i viteza aerului.

n timpul tratamentului termic prealabil i al uscrii, proteinele laptelui se denatureaz, ceea ce se traduce prin micorarea solubilitii laptelui praf. Modificarea proteinelor este influenat de timpul i temperatura de nclzire, de concentraia n s.u. i de caracteristicile laptelui.

n conditii normale, cazeina nu sufer modificri substaniale n timpul uscrii. Proteinele zerului precipitate aproape n ntregime prin procedeul de uscare i ntr-o proporie mult mai redus n cazul laptelui praf obinut prin pulverizare.

n laptele praf, lactoza se transform n lactoz amorf, distribuit uniform, i care dup unii cercettori ar contribui la rigiditatea structurii particulelor de lapte praf.

Dispersia grsimii n laptele praf este influenat de operaiile de omogenizare i uscare. Laptele reconstituit din lapte praf uscat prin pulverizare se smntnete n mod normal.

Tratamentul termic la care este supus laptele nainte de uscare inactiveaz lipaza i fosfataza.

n general, vitaminele sunt puin afectate la uscarea prin pulverizare.

Metode fizice de conservare a laptelui

n ultimii ani au fost elaborate procedee de conservare a laptelui care propun igienizarea acestuia prin tratament la rece sau la temperaturi care menajeaz componentele i structura laptelui.

Tratarea laptelui prin bactofugare

Pasteurizarea laptelui realizeaz distrugerea formelor vegetative ale microorganismelor n proporie de 98 - 99 %, dar celulele moarte ale microorganismelor care conin enzime duntoare calitii laptelui nu sunt ndeprtate.

Bacteriile pot fi nlturate din lapte prin centrifugare, datorit diferenei masei specifice a acestora fa de cea a plasmei laptelui ( 1070 - 1130 kg /m3 pentru microorganisme, fa de 1028 - 1034 kg / m3 pentru lapte ). Sporii avnd o mas specific mai mare dect formele vegetative, se elimin primii.

Eliminarea microorganismelor cu ajutorul forei centrifuge nu nlocuiete ns pasteurizarea, aceasta rmnnd necesar pentru distrugerea bacteriilor i virusurilor care nu au fost ndeprtate prin centrifugare, precum i pentru a determina o prob a fosfatazei alcaline negativ, garanie cerut de normele sanitare pentru a certifica distrugerea bacteriilor patogene. Pentru creterea efectului de conservare a laptelui s-a elaborat o metod ce permite distrugerea i eliminarea microorganismelor din lapte sub aciunea cldurii i forei centrifuge, numit bactofugare i a crei efect ajunge la peste 99,99 %.

Diametrul minim al particulelor, care se pot separa sub influena forei centrifugale este dat de relaia:

n care:n - numrul de rotaii al tobei separatorului centrifugal n rot / min.

- coninutul de lichid fr suspensii n lapte

- vscozitatea dinamic a laptelui n kg.s / m2

p - masa specific a microorganismelor kg / m3

l - masa specific a laptelui kg / m3

Q - debitul de lapte m3 / s

L - lungimea drumului parcurs n m;

R1,R2 - distana minim i maxim a particulei din axul tobei, n m;

- grosimeastratului de lapte n interiorul tobei separatorului centrifugal n

m;

Din aceast formul, se vede c diametrul minim al particulelor care se pot separa depinde de caracteristicile laptelui ( , l, ), caracteristicile particulei ( p ),caracteristicile funcionale ale separatorului ( Q, , n ) i caracteristicile constructive ale tobei separatorului ( L, R ).

Separarea este dificil datorit dimensiunilor i formei microorganismelor, care impun condiii speciale pentru construirea separatoarelor utilizate n acest scop. Cele mai indicate sunt separatoarele tubulare i nu cu talere, deoarece curentul de lapte n rotor trebuie s fie lamelar i paralel cu axa de rotaie.

in acelai timp, pe parcursul desfurrii procesului, se constat o reducere n timp a capacitii de separare. Pentru meninerea unei capaciti de separare, s-au construit separatoare a cror tob sunt prevzute cu un orificiu pentru modificarea circuitului normal de lapte i nu pentru eliminarea laptelui sau a sedimentului. Acest orificiu de diametru mic, reduce fenomenele nedorite de turbulen care se produc n mod normal n tobe, i care sunt prevenite de curentul radial format, la aspiraia creat de acest mic orificiu.

Mrimea orificiilor este ntre 0,1 - 0,4 mm. n aceste condiii, laptele rmne n toba separatorului cca 10 secunde; un proces continuu de separare dureaz ntre 3 i 5 ore. Pentru eficacitatea procesului, laptele se prenclzete ntre 60 i 750 C.

Separatorul centrifugal face parte dintr-o instalaie complet de pasteurizare sau sterilizare. Dac laptele este supus pasteurizrii, el poate fi centrifugat la temperatura de pasteurizare. Dac laptele se sterilizeaz, atunci centrifugarea precede sterilizarea.

Reducerea numrului de bacterii din lapte este influenat de:

- debitul laptelui ( cu ct este mai mic, cu att efectul reducerii este mai nalt );

- temperatura ( rezultatele sunt mai bune la temperatur mai mare )

- durata centrifugrii

Bactofugarea este important pentru fabricarea laptelui sterilizat, concentrat i praf, a brnzeturilor etc.

Avantajele principale ale bactofugrii sunt:

- mbuntirea duratei de conservare ca urmare a distrugerii microorganismelor i mai ales a ndeprtrii celulelor moarte;

- distrugerea i ndeprtarea bacteriilor patogene;

- obinerea unui produs de calitate superioar, fr modificri de gust sau miros.

Sterilizarea cu radiaii ionizante

Radiaiile ionizante au asupra microorganisme-lor aciune bactericid. Ca surse de radiaii ionizante, exist: acceleratorii i sursele izotopice ( produsele de fisiune din reactoarele nucleare ). Radiaiile ionizante pot fi:

- radiaii beta ( catodice )

- radiaii gama ( razele X ), care prezint avantajul unei mai mari penetrri, adncimea de ptrundere fiind de 10 - 15 cm la o energie de 1 MeV. n cazul laptelui, se folosete cobaltul radioactiv cu numr de mas 60, rezultat prin bombardarea cu neutroni a cobaltului cu numr de mas 59. Acesta emite un flux constant de radiaii foarte ptrunztor.

Radiaiile produc, la interaciunea cu diferite molecule, prin efect fotoelectric i efect Compton, electroni cu energie mare. Exist posibilitatea, ca o particul ionizat s ciocnesc o parte vital a celulei, sau o parte mai puin important, alternd diferite funcii ale acesteia: capacitatea de nmulire, existena etc.

Prin iradierea laptelui, pe lng efectul bactericid au loc i o serie de modificri ale componentelor laptelui:

- distrugerea vitaminelor A, E, C, B12, P.P.

- oxidarea grsimilor ( apare gust de rnced i amar )

- lactoza i proteinele sufer modificri, cu apariia de compui colorai n brun, H2S i mercaptani.

- sunt afectate ntr-o oarecare msur i enzimele, dar ele nu sunt inactivate prin iradiere.

Pentru evitarea acestor transformri, s-a propus i cercat iradierea alimentelor n stare congelat, metod ce nu a dat rezultatele scontate. n 1960, s-a realizat un procedeu de iradiere prin expunerea laptelui la radiaii ionizante ntr-o doz suficient sterilizrii i n acelai timp sau imediat dup tratament, se supune produsul iradiat unor astfel de condiii de temperatur i presiune, nct acesta fierbe la presiune redus, eliminndu-se astfel compuii ce au luat natere sub aciunea radiaiilor ionizante.

Exist mai multe variante ale acestui procedeu:

- iradiere nsoit de fierbere simultan;

- iradiere nsoit de fierbere simultan;

- iradiere urmat de fierbere.

Electropasteurizarea laptelui

Avantajele acestui sistem de igienizare const n faptul c se poate trata laptele dup ambalare, ceea ce permite evitarea contaminrii n timpul operaiei de mbuteliere.

Procedeul const n generarea de cldur n lapte, considerat ca dielectric, acesta fiind aezat ntr-un cmp electrostatic vertical. Se utilizeaz cureni electrici de 3.107 - 3.108 Hz, obinndu-se igienizarea laptelui la 500 C timp de 1 secund.

Dezavantajul principal - costul ridicat al tratamentului - limiteaz n mare msur aplicarea acestui tratament pe scar industrial.

Tratamentul laptelui prin actinizare ( procedeul Stoutz ) Activinarea este o metod fizic de igienizare, fr modificarea compoziiei i calitilor senzoriale, principiul constnd n absorbia de ctre lapte a unei cantiti de energie actinic. Sursa de producere a radiaiilor IR n cazul laptelui trebuie s aib o temperatur de radiaie de 700 - 8000 C.

Prin actinizare, distrugerea microorganismelor are loc astfel: laptele trece printr-un sistem de tuburi de cuar ( permebile pentru fotoni ), nconjurate de sursa de emisie de fotoni infraroii. Condiiile hidraulice de transport al laptelui prin tuburi sunt astfel reglate nct toate microorganismele i toate moleculele ajung la un moment dat la suprafaa interioar a tubului. n acest moment, celulele vii absorb emisia de fotoni naintea laptelui i are loc distrugerea germenilor cu viteza luminii. Cldura laptelui actinizat este cedat laptelui crud care intr n instalaie ( coeficientul de recuperare este de 85 % ). Laptele tratat este apoi rcit n dou schimbtoare tubulare, nti cu ap rece, apoi cu ap rcit cu saramur.

Avantaje:

- distrugerea microorganismelor este n proporie de 99,999 % pentru germenii banali i de 100 % pentru bacteriile patogene i coliforme;

- nu apare gustul de fiert, datorit nclzirii omogene i absenei contactului cu o suprafa fierbinte.

- mbogirea n vitamine din grupul D, n cazul tratrii i cu UV

- posibilitatea tratrii i a laptelui cu aciditate de pn la 330 T

- consum de energie redus

- simplitate n exploatare i igienizare

Tratamentul cu radiaii ultraviolete

Metoda se bazeaz pe aciunea bactericid general a radiaiilor UV care, pe lng efectul bactericid, determin transformarea n anumite condiii a ergosteronului i

d - hidrocolesterolului n vitamina D2 i respectiv D3.

Dezavantajul procedeului const n faptul c acesta determin formarea ozonului, cu aciune oxidant asupra grsimii laptelui producnd apariia gustului de oxidat i asupra vitaminelor A, C i din grupul B, ducnd la diminuarea concentraiei acestora.

Pentru a preveni acest efect, se aplic tratamentul laptelui cu radiaii UV n atmosfer de CO2.

Tratamentul laptelui cu ultrasunete ( US )

Este o metod de igienizare a laptelui, care ns nu duce la distrugerea complet a microorganismelor. Dac se mrete intensitatea US, crete gradul de distrugere al bacteriilor, ns apar influene negative asupra componentelor laptelui ( oxidarea grsimii, denaturarea proteinelor, inhibarea unor enzime, distrugerea parial a unor vitamine ).

Rezultate mai bune se obin prin tratrea intermitent cu US, timp foarte scurt ( 0,001 s ) a laptelui, ajungndu-se la un efect bactericid de pn la 80 %.

Conservarea chimic a laptelui

Conservarea laptelui cu substane chimice a aprut pe fondul economisirii de energie electric i abur, precum i din necesitatea de a nlocui procesele termice ce produc modificri ale componentelor laptelui. Condiiile care se impun produselor chimice folosite sunt efect bacteticid mare pentru concentraii reduse i lipsa toxicitii.

Procedeul peroxicatalazic ( POK ) este o metod ce se bazeaz pe faptul c peroxidaza din lapte descompune apa oxigenat i elibereaz oxigen activ care acioneaz asupra germenilor ( n special asupra microorganismelor anaerobe, sporulate i nesporulate care nu secret catalaz ), avnd rol bactericid.

S-a stabilit c microflora laptelui este distrus complet dup un contact de 8 ore cu 0,4 - 0,8 % H2O2. n general, bacteriile duntoare pentru industria laptelui sunt inhibate mai rapid dect bacteriile lactice, de aceea se consider c folosirea apei oxigenate d rezultate bune la fabricarea brnzeturilor, datorit efectului antiseptic selectiv.

Tratarea cu perhidrol distruge majoritatea microorganismelor patogene, cu excepia lui Mycobacterium tuberculozis, Brucella abortus i unele specii de Stapylococcus aureus, din care cauz tratamentul cu perhidrol este asociat cu pasteurizarea ( SUA ). n concentraii de conservare, perhidrolul nu produce nici o modificare n coninutul de lactoz i grsime. Vitaminele laptelui sunt distruse puin, cu excepia acidului ascorbic care se distruge n ntregime. Sunt distruse de asemenea, aproape complet: peroxidaza, catalaza i reductaza.

n ara noastr s-au efectuat cercetri privind folosirea perhidrolului ca i conservant i s-a stabilit c o doz de 0,02 % perhidrol adugat n laptele crud mpiedic creterea aciditii laptelui pe timp de cel puin 9 ore, la temperaturi cuprinse ntre 18 i 220 C.

Conservarea laptelui cu antibiotice

Atenia specialitilor se ndreapt spre folosirea antibioticelor nemedicamentoase, cum sunt; subtilina, nizina. Nizina, produs de Str. lactis, este lipsit de toxicitate, are o eficacitate deosebit fa de Clostridii, fiind folosit la prevenirea balonrii brnzeturilor i ca auxiliar al procesului de sterilizare termic.

Nizina fiind un amestec de cel puin cinci polipeptide diferite, solubile n ap, ( activ n mediu acid, inactiv n mediu bazic ) nu prezint nici un efect asupra organismului, deoarece este degradat de enzimele proteolitice pn la aminoacizi.

Conservarea laptelui prin acidulare

Ca metod chimic de conservare, tratarea laptelui cu acid citric sau lactic se bazeaz pe efectul bactericid al acestor substane, care scad pH-ul laptelui, ceea ce nu mai convine dezvoltrii unor bacterii i ndeosebi a celor de putrefacie.

Aciunea conservant a acizilor organici poate fi explicat prin toxicitatea ionilor de hidrogen, prin toxicitatea moleculei nedisociate i prin natura anionului. Pentru acelai pH, efectul conservant difer n funcie de radicalul acid ( acidul citric are o aciune bactericid mai mare ). La o concentraie identic de acid, acidul lactic este mai eficace dect cel citric.

Tehnologia laptelui de consum

Schema tehnologic

Laptele(materie prim)

Recepia calitativ i cantitativ

Curirea de impuriti

Rcirea

Depozitarea intermediar

Normalizarea

Omogenizarea

Pasteurizarea

Rcirea

Ambalarea

Depozitarea

Recepia calitativ: se face determinnd proprietile fizico-chimice, cele microbiologice i organoleptice. Analizele fizico-chimice sunt :

determinarea procentului de grsime prin metoda acido-butirometric cu ajutorul butirometrului Gerber

determinarea densitii cu ajutorul metodei areometrice

determinarea impuritilor prin metoda cu lactofiltru

determinarea aciditii prin titrare

determinare substanelor proteice prin analiza direct conform STAS

Analize microbiologice - se determin numrul de bacterii coliforme i ufc.

Analize senzoriale:

consistena-s nu fie filant ; s fie compact, omogen;

aspect - s fie mat

culoare-de la alb pn la alb glbui

miros i gust - plcut, dulceag, caracteristic; fr miros i gust strin.

Recepia cantitativ: se face gravimetric cu ajutorul cntarelor sau volumetric cu ajutorul galactometrelor.

Curirea de impuriti: curirea laptelui cu ajutorul curitoarelor centrifugale (pentru o curire avansat) se face la temperaturi de 45-500C. n aceste curitoare centrifugale se separ laptele de impuriti microscopice, acestea depunndu-se pe talerele aparatului. Dup depunere, acestea, la terminarea operaiei vor fi ndeprtate i curate. Aceast curire este o curire secundar mai profund dect cea primar, avnd n vedere c acesta se realizeaz cu ajutorul unor site i tifoane aezate la gurile de vizitare ale tancurilor de recepie.

Rcirea laptelui: se face cu ajutorul schimbtoarelor de cldur pn la temperaturi ntre 2-60C, evitndu-se astfel trecere laptelui la o aciditate ridicat i totodat se evit i faza bactericid.

Depozitarea intermediar: se face cu scopul de a evita ncruciarea procesului tehnologic i pentru o mai bun desfurare a acestuia. Se realizeaz n tancuri izoterme n care se poate realiza i omogenizarea laptelui cu ajutorul unor agitatoare montate n interiorul tancurilor.

Normalizarea: se face cu scopul de a se ajunge la procentul de grsime dorit. Se poate realiza prin adugare de grsime n lapte, prin extragere de grsime din lapte sau prin amestec a dou tipuri de lapte cu diferite procente de grsime.

Omogenizarea: se realizeaz cu scopul de a evita separarea grsimii la suprafaa laptelui i pentru o ct mai bun dispersie a globulelor de grsime n masa laptelui.

Pasteurizarea: de obicei se folosesc pasteurizatoare cu plci care au n dotare i un vas cu flotor, o pomp i o instalaie de automatizare. Se face pentru distrugerea microorganismelor patogene la temperaturi ntre 71-750C timp de 20min. Se evit n continuarea procesului tehnologic recontaminarea laptelui cu microorganisme cu ajutorul punctelor critice de control folosindu-se metoda HACCP.

Uneori, dup pasteurizare se poate executa operaii de dezodorizare, operaie prin care se elimin din lapte unele substane volatile n scopul mbuntirii calitilor senzoriale ale produsului finit. n aceast instalaie laptele este nclzit la 80-890C i trimis sub presiune prin intermediul unui cop de pulverizare ntr-un vas aflat sub presiune (vid parial) laptele astfel dezodorizat este evacuat cu o pomp i condus la rcire i depozitare printr-o conduct.

Rcirea laptelui: se face n tancuri izoterme pn la 2-40C cu scopul de a se evita acidifiere laptelui.

Ambalarea laptelui: se face n mai multe tipuri de ambalaje; folii de polietilen, material plastic, sau cartoane ceruite i lcuite. Se realizeaz cu maina de ambalat specific tipului de ambalaj la temperaturi ntre 2-60C.

Depozitarea: se face la temperatura ntre 0-40C. Umiditatea relativ a aerului 80-85%.Termenul de garanie este de 48h.

Condiiile de admisibilitate a laptelui de consum

Aciditate :16-210T

Densitatea minim este de 1,028 la laptele normal i de 1,030 la laptele smntnit.

Temperatura la livrare este de maxim 120C.

Reacia fosfatazei i peroxidazei s fie negativ.

Procentul de grsime poate fi diferit :pentru laptele normalizat poate fi de :2 ; 2,5; 3,5; 4; 7.

Culoarea: alb.

Miros i gustul este plcut.

Aspect: omogen, fr impuriti i sedimente.

Din punct de vedere microbiologic:

bacterii coliforme 10/cm3 aerobi mezofili 300000/cm3 E. coli 1/cm3_1488128251.unknown

_1488128254.unknown

_1373289173.unknown