Margarina

1.Introducere

Margarina a fost fabricata în 1869 de chimistul Megi Maures, prin baterea seului de vită

cu lapte, ca înlocuitor al untului. Tehnologia actuală a fost stabilită în zona germanico- scandinavă

la începutul secolului XX. Este vorba de hidrogenarea parţială a uleiurilor vegetale (floarea

soarelui, rapiţă), urmată de emulsionarea cu apă, astfel încât să ajungă la o compoziţie

asemănătoare untului, de 65-80% grăsime. În acelaşi timp, s-a dezvoltat şi un alt produs,

shorteningul (un ulei hidrogenat pentru patiserie). Al Doilea Război Mondial a dus la creşterea

consumului de margarină, iar ulterior au apărut variante. Azi este recunoscut ca un produs de

masă, tartinabil, cu calităţi nutriţionale, dar şi ca grăsime culinară utilizată în gospodărie sau în

industria serviciilor alimentare, pentru prăjit, preparare de produse coapte şi sosuri. Autorităţile

sanitare au impus adăugarea unui complex de vitamine A şi D, pentru dezvoltarea copiilor.

Avantajul margarinei, faţă de unt şi untură, îl constituie absenţa colesterolului, iar dezavantajul

constă în prezenţa acidului elaidic. Acidul elaidic este izomerul trans al acidului oleic

(izomerul natural, cis) care apare în urma reacţiei secundare din timpul hidrogenării uleiurilor.

Margarina este un produs alimentar care conţine minim 80% grăsime şi maxim 16% apă, în

stare plastică sau fluidă, o emulsie stabilizată de tip A/U, fabricată, în principal, din grăsimi şi

uleiuri comestibile, fiind permis şi adaosul de aditivi, emulgatori, vitamine, aromatizanţi, coloranţi

şi conservanţi.

Clasificarea margarinelor de consum se face după gradul de fluiditate al produsului în timpul

ambalării, caracteristică determinată, în principal, de tipul şi conţinutul de ulei.

2.Materii prime

2.1 Uleiurile vegetale

Materiile grase sunt caracterizate din punct de vedere senzorial prin consistenţă,

culoare, gust şi miros.

După consistenţa lor, materiile grase se clasifică în uleiuri lichide la temperatura camerei şi

grăsimi solide la temperatura camerei.

Culoare uleiurilor variază de la galben deschis la brun închis. Grăsimile sunt albe sau albe-

gălbui. Există şi uleiuri de culoare roşcată, cum este cel din germeni de porumb sau de dovleac,

sau cu nuanţă verde, cum este uleiul de rapiţă şi cânepă. Culoarea este determinată de raportul

dintre pigmenţii xantofilici şi clorofilici.

Gustul şi mirosul uleiurilor brute depind de sursa din care provin, ceea ce poate ajuta la

identificarea lor.

Vâscozitatea uleiurilor este cuprinsă între 18 şi 15 oE la 20oC, excepţie făcând uleiul de

ricin care are o vâscozitate de până la 140 oE la 20oC. Această vâscozitate se păstrează la valori

convenabile şi la creşterea temperaturii şi de aceea, acest ulei este folosit ca lubrifiant în amestec

cu uleiurile minerale.

Densitatea variază între 0,910 şi 0,970.

Căldura latentă de topire pentru uleiurile vegetale hidrogenate variază între 45 şi 52 kcal/kg.

Căldura de combustie variază între 9020 kcal/kg (ulei de cocos) şi 9680 kcal/kg (ulei de

rapiţă)

Capacitatea calorică masică este în medie de 0,4 kcal/kg ∙ grd.

Conductivitatea termică a uleiurilor este de 0,14 – 0,16 kcal/m∙h∙grd

Indicele de refracţie la uleiurile şi grăsimile vegetale variază între 1,467 şi 1,526 la

temperatura de 20oC.

Punctul de fumegare este cuprins între 185oC şi 242oC.

Punctul de aprindere variază între 314oC şi 333oC, în funcţie de felul uleiului.

Uleiurile si grăsimile vegetale sunt solubile în special în solvenţi nepolari (eter

etilic,benzină, cloroform), dar insolubile în alcool la rece.

Din punct de vedere chimic, grăsimile şi uleiurile naturale pot suferi două tipuri de reacţii şi

anume:

1.reacţii la nivelul grupării carboxilice libere şi esterificate: hidroliză, esterificare,

interesterificare, saponificare cu alcooli, alte reacţii (formarea de săpunuri metalice, formarea

de compuşi azotaţi);

2.reacţii ale catenei acizilor graşi: hidrogenare, adiţie, sulfonare şi sulfatare, oxidare,

hidroxidare în mediu apos,cu formare de acizi dihidroxilici,râncezire

(hidrolitică,cetonică,aldehidică,reversiune),izomerizare,deshidratare,polimerizare,piroliză.

Sinteza margarinei se desfăşoara în trei etape:

a)obţinerea uleiului de floarea soarelui;

b)hidrogenarea uleiurilor;

c)prelucrarea uleiului hidrogenat.

a) Materia primă o constituie semintele de floarea soarelui. Pentru obţinerea uleiului

materia primă este supusă următoarelor operatii:

- Postmaturizarea, circa 30-60 zile după recoltare, când seminţele îşi continuă coacerea;

- Curăţarea seminţelor de impurităţi;

- Uscarea seminţelor;

- Prăjirea, decojirea, separarea de coji, măcinarea, presarea mecanică

- Rafinarea uleiului brut.

b) O instalaţie de hidrogenare se compune in principiu din:

- Rezervor de ulei;

- Compressor de higrogen;

- Reactorul;

- vas de detenţa;

- vad de omogenizare;

- filtru presă.

Uleiul de floarea soarelui rafinat se introduce in rezervor. Cantitatea de ulei ce se introduce in

atoclava se masoara cu ajutorul unui contor ce se gaseste pe conducta de evacuare a rezervorului de

masura. Dupa introducerea uleiului in reactor se adauga o suspensie de catalizator de Ni in ulei

preparata in recipientul cu agitare. Se porneste agitarea si se incepe barbotarea de hidrogen de

puritate 99% si presiune 2-4 atm; hidrogenul este transportat cu compresorul.

Masa de reactie se aduce la temperature de 180°C-220°C prin incalzirea cu abur care circula

prin serpentine reactorului. Reactia fiind exoterma, odata atinsa temperature de lucru se opreste

alimentarea cu abur si se introduce prin serpentine agentul termic pentru preluarea caldurii de

reactie. Desfasurrea reactiei se controleaza continuu prin luarea de probe din reactor si

determinarea indicelui de iod si a punctului de topire.

Cand s-a atins punctual de topire si cifra de iod dorite se opreste barbotarea de hydrogen, se

raceste masa de reactive pana la temperaturi in jur de 100°C si se evacueaza in separatorul de gaze

cu detenta. Din vasul de detenta masa de reactive este trecuta intr-un vas de omogenizare la

presiune atmosferica. Catalizatorul depus pe panza filtrate se poate reintroduce in process dupa o

prealabila curatire si reactivare.

c) Prelucrarea uleiului hidrogenat in vederea obtinerii margarine consta in:

- Amestecarea uleiului cu ingredientele necesare;

- Obtinerea emulsiei;

- Ambalarea si depozitarea produsului finit, margarina.

Ingredientele folosite in mod usual sunt: zaharul, sarea, vitamine, lapte, emulgatori si

coloranti sintetici. Introducerea si amestecarea ingredientelor, pasteurizarea, racirea si cristalizarea

emulsiei are loc in aparate cospunzatoare.

2.2 Hidrogenul

Hidrogenul este cel mai simplu şi cel mai uşor element chimic. Este un gaz uşor inflamabil,

fără culoare şi miros. Hidrogenul pur se găseşte sub formă de gaz în condiţii normale, la

temperatura camerei şi presiune atmosferică normală. Are molecula diatomică, reprezentată ca H2.

Este mult mai uşor decât aerul. La o temperatura de 0 oC, are o densitate de 0.090 grame pe

litru, unde aerul are 1.0 grame pe litru Are o temperatură de fierbere la

-258,8 grade celsius si îngheaţă la -259,14 oC. Hidrogenul lichid este incolor în cantităţi mici,

dar capătă o culoare albăstruie în cantităţi mai mari. Hidrogenul solid este tot incolor. Izotopii de

hidrogen sunt atomi ai aceluiaşi element care conţin cantităţi diferite de neutroni in nucleu.

Majoritatea atomilor de Hidrogen nu au neutroni în nucleu. Cercetătorii reprezintă aceşti

atomi cu simbolul 1H. Atomii 1H au un singur proton în nucleu. Izotopul, numit protiu, în

99.98 % din cazuri. În 0.02% din cazuri, atomii au un neutron şi un proton. Izotopul se numeşte

Deuteriu. Deuteriu a fost primul izotop descoperit. El este folosit în foarte multe experimente. Este

reprezentat de simbolul 2H. Al treilea izotop se numeşte tritiu (3H). Are doi neutroni si un

proton în fiecare nucleu şi are masa atomica 3. Tritiul se găseşte în mai puţin de 10.000 de

atomi de Hidrogen si este radioactiv.

2.2.1 Obtinerea si depozitarea hidrogenului

A. Electroliza apei

Electroliza apei se produce sub acţiunea câmpului electric. Pentru o cât mai bună

conductivitate electrică se adăuga la apă distilată o soluţie apoasă de 25 – 30% KOH, cu

rezistivitate redusă şi conductibilitate mare. Tensiunea electrică practică pentru separarea

hidrogenului şi oxigenului variază între 1,9 şi 2,2 volţi pe celulă. Instalaţia cuprinde un

electrolizor, redresor de curent alternativ în curent continuu, rezervoare de gaze de joasă presiune,

până la 500 mm H2O, compresoare pentru comprimarea hidrogenului la 10 – 30 bar, acumulatori

de hidrogen, de unde se alimentează reactoarele de hidrogenare, prin intermediul unui sistem de

reducere a presiunii, analizatoare de gaze pentru controlul purităţii gazelor de la electroliză,

contor de hidrogen. În ţara noastră se folosesc electrolizoare poloneze tip Bamag (T60), iar

în lume cele mai performante sunt electrolizoarele firmei norvegiene Norsk Hydro. Intensitatea

curentului electric este de 2300 – 5000 A, consumul de energie electrică este de 4,3 KW,

consumul de apă distilată 900 – 1000 g, amândouă raportate la metrul cub de hidrogen produs.

Consumul de apă de răcire este de 5 – 6 m3/h, puritatea hidrogenului 99,7 –99,9%, iar al

oxigenului de 99,5 – 99,9%.

B. Cracarea amestecului de metanol si apa

Se formează un amestec de hidrogen, monoxid de carbon, bioxid de carbon, vapori de apa,

metan, care este trecut printr-o instalaţie de reţinere a monoxidului de carbon şi prin site

moleculare, pentru separarea hidrogenului. Puritatea hidrogenului este de 99,99%.

Consumurile în cazul gaz natural + abur, pentru o capacitate de producţie de 3000 m3/h de

hidrogen produs sunt:

- 490 m3/h gaz natural

- 1800 Kg/h apă

- 38 m3/h apă de răcire

- 28 KW

- 1350 Kg/h abur (pentru alte utilităţi).

În cazul metanol + apă demineralizată, pentru 1600 m3/ora hidrogen, se consumă:

- 650 Kg/h metanol

- 369 Kg/h apă demineralizată

- 13 m3/h apă de răcire

- 55 KW.

C. Disocierea amoniacului

În prezenţa catalizatorului de Ni, disocierea amoniacului duce la obţinerea unui hidrogen cu

puritate de numai 75%, cu 25% azot şi urme de amoniac. Consumul pentru o producţie de 1000 m3

hidrogen cu puritate 100% sunt:

- 510 Kg/h amoniac

- 4,2 GJ/h combustibil

- 10KW

- 14 m3/h apă de răcire.

2.2.2 Procesele tehnologice şi utilajele de hidrogenare

Hidrogenarea uleiurilor vegetale se poate face în proces continuu sau discontinuu. Este,

poate, singura faza tehnologica in care procesele discontinue sunt preferate celor continue.

Hidrogenarea discontinuă se poate realiza prin trei metode, care diferă după contactul

hidrogenului cu uleiul si catalizatorul, astfel:

- în atmosfera staţionară de hidrogen, unde uleiul este pulverizat intr-o atmosfera de

hidrogen;

- cu circulaţie de hidrogen, unde hidrogenul se barboteaza in masa de ulei (cel mai usual);

-prin circulaţie combinată, atat a hidrogenului cat si a uleiului cu catalizatorul.

Hidrogenarea continuă este mai puţin selectivă şi dă rezultate, când se prelucrează un

singur sortiment de ulei.Metodele utilizate se deosebesc după forma în care este utilizat

catalizatorul:

- cu catalizator în suspensie, in care caz reactantii sunt amestecati si vehiculati prin mai

multe coloane de reactie;

- cu catalizator staţionar, in care caz catalizatorul se foloseste sub forma de site sau bucati

special tratate, pentru a avea suprafara activata.

Pentru reducerea izomerilor trans în uleiul hidrogenat, s-a redus tendinţa de refolosire a

catalizatorului şi s-a redus pe cat posibil temperatura de reacţie. Procesul nu necesită

temperatură sau presiune înaltă. Uleiul hidrogenat conţine o cantitate foarte mică de izomeri

trans şi nu are miros de hidrogenat, dar în schimb are un conţinut mai mare de acid stearic.

Utilajele principale în instalaţiile de hidrogenare sunt:

- preîncălzitorul combinat cu schimbătorul de căldură recuperator ulei – ulei;

- autoclava de hidrogenare;

- instalaţia de preparare a suspensiei de catalizator şi dozare a catalizatorului;

- filtre de filtrare a uleiului hidrogenat;

- instalaţia pentru recuperarea căldurii degajate în reacţie.

Fig.2.2.2.1 „Instalaţie pentru alimentarea cu hidrogen necesar proceselor de hidrogenare”

Utilajul se referă la un procedeu şi o instalaţie pentru alimentarea cu hidrogen necesar

proceselor de hidrogenare şi izomerizare. Procedeul conform invenţiei cuprinde o fază de

absorbţie cu o soluţie de mono-etano-lamina a compuşilor cu S, N, O, care însoţesc

hidrogenul, urmată de o fază de absorbţie cu o fracţie petrolieră uşoară a hidrocarburilor para-

finice uşoare, care rămân după absorbţia cu mono-etano-lamină, şi o fază de desorbţie a

hidrocarburilor parafinice uşoare din fracţia de benzină folosită ca absorbant prin detenta

presiunii. Instalaţia conform invenţiei este formată dintr-un colector de hidrogen (1), o

coloană de spălare cu mono-etano-lamină (4), o coloană de absorbţie (10), o coloană de

desorbţie (16), o pompă centrifugă (24), un ejector (26) aflat în amonte faţă de pompa

centrifugă.

2.2.3 Recuperarea energiei la hidrogenare

Există două sisteme de recuperare a energiei:

- recuperarea căldurii uleiului hidrogenat finit, prin transferul acestei calduri uleiului care

intra in reactie. In acest schimbator, uleiul finit se va raci de la 200°C la 100°C, iar uleiul care

vine in reactie se va incalzi de la 60°C la 160°C;

- recuperarea căldurii degajate în reacţie, prin introducerea unei serpentine in autoclava,

prin care circula in circuit inchis apa care se transforma in abur de 1bar, evacuat din circuit si

utilizat in alta parte a fabricii de ulei. Se produc 55kg abur de 1bar la fiecare tona de ulei

hidrogenat.

2.2.4 Computerizarea instalaţiei de hidrogenare

Se foloseşte un computer de capacitate 64 kbytes. Toate ventilele de la încărcare până la

rezervoarele finale, sunt acţionate de computer. Sunt computerizate adiţia catalizatorului,

controlul debitului de hidrogen, temperaturile, presiunile. Se urmăreşte prin analiza

instantanee indicele de iod, indicele de grăsime solidă şi punctul de topire. Singura parte

necomputerizată este deschiderea filtrului, aceasta trebuind sa se facă în prezenta operatorului.

O asemenea instalatie functioneaza la Owensborough Edible Oils din SUA.

3. Margarinele

3.1 Tipuri de margarină şi compoziţia lor

Margarina este un produs alimentar care conţine minim 80% grăsime şi maxim 16%

apă, în stare plastică sau fluidă, o emulsie stabilizată de tip A/U, fabricată, în principal, din

grăsimi şi uleiuri comestibile, fiind permis şi adaosul de aditivi, emulgatori, vitamine,

aromatizanţi, coloranţi şi conservanţi.

Clasificarea margarinelor de consum se face după gradul de fluiditate al produsului în

timpul ambalării, caracteristică determinată, în principal, de tipul şi conţinutul de ulei..

Compozitia chimica a margarinelor tari este asemanatoare untului, iar gradul de asimilare

in organism este apropiat, fiind 94-97% fata de 93-98,5% pentru unt.

Compozitia chimica:

- materii grase: 82-84%

- substante proteice: 0,5-0,74%

- hidrati de carbon: 0,3-0,75%

- cenusa+sare: 0,15-2%

- fosfatide: 0,05%

- apa: <16%

3.2 Structura margarinei

Margarina este o emulsie A/U, în care faza de ulei este formată din ulei lichid

şi cristale de grăsime sau agregate cristaline, care prind picături fine de apă suspendate

în ulei într-o matrice tridimensională, continuă, realizând astfel, structura solidă.

Numărul şi mărimea cristalelor sunt influenţate de compoziţia uleiurilor şi de modul de

prelucrare.

Cristalizarea trigliceridelor dintr-o topitură suprarăcită se face într-o formă instabilă

α- care trece rapid în forma β`. Aceasta poate trece, la rândul ei, în forma cea mai stabila, β,

dar după o perioadă de depozitare lungă sau la temperaturi ridicate.

Forma de cristalizare preferată în margarine este β` caracterizat printr-un număr mare de

cristale cu dimensiuni mici, ceea ce conferă acestor produse o structură netedă, respectiv

onctuozitate. Ideal este ca mărimea cristalelor sa fie atât de mica încât forţa gravitaţională să

fie depăşită de adeziunea particulelor, spaţiul dintre ele devenind atât de mic, încât va fi

For FoUlei de bumbac, ulei de hering,

grăsime din

lapte, ulei de rapiţa, seu de vita,

Unt de cacao, ulei de germeni de

porumb,

untura de porc, ulei de măsline, Număr mare de cristale mici, 1-3 μm,

textura

Număr mic de cristale mari, 20-30 μm,

evitată separarea fazei lichide. Această structură conferă margarinelor, plasticitate.

Cele mai multe uleiuri şi grăsimi care cristalizează în forma β` conţin cel puţin 20%

acid palmitic, care esterifică poziţia α a glicerinei.

Efectul direct al acidului palmitic asupra stabilităţii este evidenţiat prin reversiunea

formei β` în β, în timpul depozitării, atunci când baza de grăsimi are un conţinut redus de acid

palmitic.

Dispersarea fină a particulelor de apă cu diametrul 1 μm, într-o cantitate de 5-

10x10o/ml de emulsie şi menţinerea lor în stare dispersată este asigurată de utilizarea

emulgatorilor, substanţe ce conţin grupări lipolitice şi hidrofilie orientate la suprafaţa apă –

ulei. Astfel, tensiunea de interfaţă scade, uleiul devenind faza continuă şi stabilizând emulsia.

Alegerea şi prelucrarea optimă a bazei de grăsimi pentru obţinerea unei structuri dorite a

margarinelor trebuie să respecte, în principal, următoarele condiţii:

- baza de grăsimi trebuie sa conţină minim 5% grăsime consistentă sau minim

20% ulei hidrogenat sau grăsime care cristalizează în forma β` ( în practică se adăugă 5-

15%ulei de germeni de porumb sau palm pentru împiedicarea reversiunii formei β` în forma β )

- adaos opţional de cristalizare ( exemplu: tristearat de sorbitan).

- formarea emulsiei prin amestecarea fazei apoase cu faza grasă în raport obişnuit

la 1:4, sub agitare continuă la temperatura de aproximativ 40o C( la temperaturi mai mici de

37o C poate apărea recristalizarea);

- răcirea rapidă a emulsiei în aproximativ 18 secunde de la 40o C la 7o C

- solidificarea emulsiei, în mod obişnuit, în condiţii statice, la o temperatura cu

aproximativ 5oC mai mare, care apare datorită eliberării căldurii latente de eliberare.

3.3 Proprietăţile fizice şi senzoriale ale margarinelor

Margarinele îndeplinesc condiţiile de calitate cerute de consumator, determinate de

scopul utilizării, având proprietăţi fizice şi senzoriale diferite, dintre care unele

reprezintă proprietăţi „cheie”

Tipul margarinei Proprietăţi specifice

De masa

Uşor tartinabilă într-un domeniu relativ

larg de temperatură, corpolenţă suficientă la

temperatura ambiantă, topire rapidă în gură,

fără senzaţie de „lipicios” şi „ grişat ”, aroma

plăcută, completă, eliberată imediat

Culinare pentru coacere şi prăjire

Pentru coacere:- plasticitate optimă pentru

modelare uşoară la presiune redusă

- înglobare uşoară a aerului când este „bătută”

pentru a conferi afânare

Pentru prăjire:

- stabilitate la temperaturi înalte

- lipsa acizilor graşi liberi fumigeni

Următorii factori influenţează prioritar proprietăţile fizice ale diverselor margarine:

-punctul de topire al trigliceridelor din componenţa bazei de grăsimi

-conţinutul total de substanţă uscată la o temperatură dată

-distribuţia gliceridelor solide într-un domeniu larg de temperatură

Aspectul margarinei. Aspectul margarinei este determinat prin culoare şi luciu.

Culoarea margarinelor este alb- gălbuie, cu posibilitate de potenţare prin adaos de coloranţi,

pentru a simula nuanţa untului.Luciul margarinelor este dat de compactizarea emulsiei,

respectiv de fermitatea reţelei cristaline. Un plus de luciu va apărea atunci când uleiul lichid

nu este înglobat suficient în reţea sau în cazul margarinelor moi, care conţin o cantitate de ulei

lichid mai mare decât margarinele tari

Tartinabilitatea. Tartinabilitatea. sinonimă cu plasticitatea, reprezintă capacitatea

produsului de a fi modelat la presiune uşoară şi este o funcţie dinamică a

raportului trigliceride lichide/trigliceride solide, într-un domeniu de temperatură cuprins între

temperatura de refrigerare şi temperatura ambiantă.

Conţinutul de trigliceride solide (TGS) caracterizează comportamentul amestecului de

grăsimi la trecerea din starea lichidă în stare solidă evaluată dilatometric. Tartinabilitarea

margarinei la temperatura de refrigerare este legată direct de valoarea TGS de la 2 la 10oC. TGS

la 25oC influenţează plasticitatea la temperatura camerei, iar TGS de la 33 – 38oC determină

palatabilitatea.Baza de grăsimi aleasă trebuie sa respecte o curbă de topire optimă în funcţie de

tipul margarinelor,

Testele funcţionale pentru evaluarea tartinabilitatii margarinelor în raport cu TGS

arată ca:

- TGS = 17% - ideal

- TGS = 35% - prea tare

- TGS = 7% - prea moale sau uleioasă

Onctuozitatea margarinei presupune o textură uniformă şi este determinată de mărimea

cristalelor de grăsime, limitată la maxim 22μm. Peste această limita apare „grisarea”, defect

de structură care conduce la o acceptabilitate redusă a produsului. Creşterea cristalelor poate

fi împiedicată prin alegerea unei baze de grăsimi formată din tipuri diverse de uleiuri,

observându-se că uniformitatea compoziţiei în acizi graşi favorizează această creştere.

De asemenea, adaosul de 10-16^ ulei de palm, bogat în acid palmitic, reduce

riscul polimorfismului, iar tristearatul de sorbitan poate fi adăugat ca inhibator de

cristalizare.Topirea rapidă în gură a produselor tartinabile, respectiv a margarinei, este o

caracteristică fizică însoţită de eliberarea completă a aromei şi perceperea senzaţiei de rece.

Dacă margarina nu se topeşte complet la temperatura corpului, defectele care apar sunt

cunoscute ca „ceros”sau „lipicios”.

Aroma margarinei. Aroma margarinei este rezultatul combinării componentelor de

miros al amestecului de grăsimi şi al componentelor de gust solubile în picături de apă

din reţeaua cristalină. Sarea adăugată (2-3%) este principalul component de gust din complexul

de aromă, iar lactoza din lapte conferă o îndulcire moderată.Aromatizanţii adăugaţi conţin

componente identificate în aroma untului, din care cele mai importante sunt diacetilul,

lactonele şi acizii graşi cu lanţ scurt de atomi de carbon.

3.4 Stabilitatea margarinei

Stabilitatea margarinei este importantă pentru fixarea perioadei de conservabilitate

optimă cuprinsă între 6-12 luni, în condiţii de refrigerare, variabilă în funcţie de tipul

margarinei şi de modul de păstrare în timpul distribuţiei, vânzării şi depozitarii în

gospodărie.

Perioada este mai scurtă pentru margarine cu conţinut mai redus de grăsimi, cu

umiditate mai ridicată sau în cazul celor nesărate.

3.5 Fabricarea margarinei

Procesul tehnologic de fabricatie a margarinei cupinde mai multe etape si se

desfasoara cu respectarea riguroasa a conditiilor de igiena, pentru a preveni infectarea

bacteriologica.

Etapele principale in fabricarea margarinei sunt urmatoarele:

- Pregatirea matriilor prime si auxiliare:

1. Alegerea bazei de grasimi pentru margarina si prepararea fazei

grase;

2. Prepararea fazei apoase.

- Prepararea si prelucrarea emulsiei de margarina:

1. Prepararea emulsiei de margarina;

2. Cristalizarea si afigurarea elasticitatii ei.

- Ambalarea margarinei si temperizarea ei.

Pregătirea materiilor prime şi auxiliare constă în alegerea bazei de grăsimi

şi prelucrarea fazei grase. Baza grasă reprezintă, în general, un amestec de uleiuri fluide,

hidrogenate şi grăsimi solide sau semisolide (vegetale sau animale) alese după criterii

economice (se preferă materii prime indigene), dar poate fi utilizat şi un singur tip de ulei

ca constituent al bazei de grăsimi (de ex, ulei de floarea soarelui).

Amestecul de grăsimi componente destinat pentru trei tipuri de margarine, considerate

de bază (tare, moale sau în tub), precum şi margarina dietetică cu conţinut caloric scăzut

trebuie sa îndeplinească următoarele condiţii pentru a se produce o margarină finală cu

caracteristici cerute de consumator, aromă corespunzătoare şi menţinerea calităţii şi

caracteristicilor de topire

- să fie plastic într-un interval de temperatură relativ larg, 10 – 30oC

- să se respecte o curbă de topire dorită, în funcţie de tipul de margarină

Compoziţia bazei grase poate fi stabilită în funcţie de TGS-ul din amestecul de

grăsimi solide şi din baza grasă. Grăsimile hidrogenate trebuie sa conţină 29- 37% TGS

la20oC, iar baza grasă de 18 – 20%.

TGS(%) din baza grasă se poate calcula cu relaţia:

Sb = Ss – 0,510U – 0,218C

Sb = TGS al bazei de grăsimi la 20oC

Ss = TGS din amestecul de grăsimi solide

U = proporţia de ulei ce se va adăuga pentru atingerea valorii Sb

C = proporţia de ulei cu conţinut ridicat de acid palmitic

Ca regulă generală, margarinele conţin o bază de grăsimi de 82 – 84,5 % din compoziţia

emulsiei formată din:

- uleiuri fluide (arahide, soia, floarea soarelui)…………X%

- grăsimi vegetale solide (palmist) ...…………………...Y%

- grăsimi vegetale semisolide (ulei de palm) …………...Z%

- uleiuri hidrogenate (solide si/sau fluide) ……………..W%

X + Y + Z + W = 100

Grăsimea solidă poate fi o grăsime puternic hidrogenată în cantitate redusă sau poate fi

compusă direct din grăsimi vegetale parţial hidrogenate în proporţie mare, grăsimi

interesterificate prin cataliză alcalină sau grăsimi animale, unt, untură, grăsimi hidrogenate

din balena.

Înainte de utilizare în faza grasă, amestecul de grăsimi este dezodorizat( la ~250oC,

6mmHg, 40min)

Amestecul de uleiuri şi grăsimi selectate este încălzit la peste 30oC, adăugându-se

ingrediente liposolubile:

- mono- şi digliceride, uneori lecitina (0,2%)

- aromatizanţi (aroma de unt ~0,05%)

- coloranţi alimentari ( emato, β-caroten, extracte vegetale de roşii ~0,05%)

- vitamine, A şi D, în scop nutriţional(20.000 – 50.000 UI/Kg, respectiv 300-

3000 UI/Kg).

Prepararea fazei apoase. Faza apoasă, max. 16.6% din emulsie, este formată, în

principal, din apă sau lapte şi apă, proporţia de lapte fiind de 6-10%, în care se adăugă

ingrediente solubile în apă.

Laptele destinat fabricării margarinei se fermentează în scopul dezvoltării aromei

similare untului.

Prepararea emulsiei de margarină. Această operaţie presupune amestecarea

fazei grase cu faza apoasă într-un raport de4:1, sub agitare uşoară şi menţinere la temperatura

de ~40oC, temperatura care previne recristalizarea. Emulsionarea completă are loc prin trecerea

emulsiei din tancurile de premix prin pompe de emulsionare ( de înaltă presiune, 20 – 40 bar).

Uneori, pentru a mări rezistenţa margarinei la păstrare, emulsia obţinută se pasteurizează

la 85-90oC, cu răcire rapidă la 12 – 14oC. în acest mod sunt distruse microorganismele şi

enzimele care pot provoca râncezirea cetonică, precum şi bacteriile coliforme.

Cristalizarea este faza cea mai importantă pentru asigurarea structurii dorite a

margarinei, datorită polimorfismului grăsimilor. Cristalizarea ce are prin răcire rapidă (7 –

10oC/5 – 10s) şi amestecarea energică a emulsiei, folosind expansiunea directă a gazelor de

refrigerare (NH3, freon, propan), în cilindrii instalaţiilor Kombinator sau Votator, în care se

obţin centrii de cristalizare de forma α- metastabilă. Aceştia cresc treptat în condiţii statice,

având loc trecerea într-o formă β` preferată, pe măsura eliminării căldurii latente de

cristalizare.

Ambalarea margarinei si tempesterizarea ei. Margarina tare are structura

suficient de ferma pentru a rezista la extrudaresi modelare in instalatiile automatizate, cu regim

inalt de viteza. Ea se modeleaza in forme rectangulare şi se ambalează în hârtie pergaminata şi

în folii de aluminiu, sistem impermeabil pentru apă şi grăsimi. Pachetele sunt introduce apoi în

cutii de carton cu capacităţi diferite.

Margarina moale este ambalata în tuburi de material plastic(policlorura de vinil-PVC) şi

apoi în cutii de carton. Deoarece cresterea cristalelor continua in tub, avand ca rezultat

obtinerea unor structuri complet stabilizate, margarina moale ambaata se temperizeaza in

camere speciale, timp de ~24h, la ~7°C.

3.6 Aspecte nutriţionale

Margarinele sunt produse alimentare nutriţionale, prin conţinutul de grăsimi şi

vitamine (E, conţinută în uleiurile din baza de grăsimi, A şi D din adaosuri),

compoziţia lor fiind supusă reglementarilor legale:

- grăsimea totala minim 8-%, grăsime din lapte minim 10%

- substanţe proteice ~0,2%, nivel nesemnificativ

- hidraţi de carbon ~1%, nivel nesemnificativ

Valoarea energetică este de 740 kcal/100g, fiind

similară untului

Conţinutul de grăsimi este acelaşi pentru diverse sortimente de margarină, în

schimb, variază nivelul acizilor graşi de diferite tipuri, determinate de natura uleiurilor şi

a grăsimilor utilizate pentru obţinerea lor.

Valoarea nutriţională a margarinelor este aproape similară valorii nutriţionale a

amestecului de grăsimi, în care predomină uleiurile hidrogenate.

Margarinele tari, în care baza de grăsimi este alcătuită din uleiuri puternic

hidrogenate, au un conţinut mai redus de acizi graşi esenţiali şi respectiv mai mare de

izomeri trans ai acizilor graşi faţă de margarinele tartinabile, obţinute prin hidrogenare

selectivă, proces care modifică raportul acizilor graşi polinesaturaţi / acizii graşi

mononesaturaţi, în favoarea primelor. Acizii graşi forma trans influenţează consistenta

şi stabilitatea margarinelor prin punctul de topire mai ridicat.

Efectele biochimice şi nutriţionale ale acizilor graşi forma trans, conţinuţi

de margarine la un nivel de 10-29%, au fost cercetate pentru a identifica eventualele

efecte negative asupra sănătăţii umane.

Acţiunea enzimelor specifice asupra uleiurilor hidrogenate (fosfatidil –

colinoaciltrasnferaza, colesterol – aciltransferaza, colesterol – hidrolaza), experimentate

pe animale în vivo pun în evidentă faptul că acizii graşi cis şi trans sunt bioutilizaţi în

grade diferite, iar acidul oleic forma trans este metastabil la fel ca acidul stearic.

- efectul dietei îndelungate cu uleiuri hidrogenate care conţin acizi graşi

forma trans asupra diverselor organe evidenţiază că aceştia nu au efect asupra creşterii,

longevităţii sau reproducerii şi nu sunt observate modificări morfologice sau teratogene.

Experimentele pe subiecţi umani au evidenţiat că trigliceridele care conţin numai

izomeri ai acizilor graşi cresc colesterolul plasmatic şi nivelul de trigligeride de depozit.

Bibliografie:

1. C. Banu, „Manualul inginerului de industrie alimentara” ,Ed. Tehnica, vol. II, 1999

2. Ovidiu Munteanu „Reactoare chimice”, vol. II, 1989