. Tabelul de corelare a competenţelor şi conţinuturilorUnităţi de

competenţăCompetenţe individuale

Conţinuturi tematice

6. Biochimia şi microbiologia produselor de panificaţie şi făinoase

6.1. Identifică făinurile după compoziţia chimică

Compoziţia chimică a făinurilor: glucide, lipide, protide, vitamine, enzime, substanţe minerale, substanţe colorante (pigmenţi)Rolul principalilor componenţi chimici ai ai făinurilor: energetic, plastic, catalitic

6.2. Identifică procesele biochimice şi microbiologice care au loc la fabricarea produselor de panificaţie şi făinoase

Procese microbiologice la fabricarea pâinii:la fermentarea, la coacerea aluatuluiProcese biochimice la fabricarea pâinii: la frământarea, fermentarea şi la coacerea aluatuluiAlterării pâinii:şi a produselor făinoase: mucegăirea, infectarea pâinii cu Bacillus mesentericus (cauze, măsuri de evitare a alterării pâinii)

6.3. Argumentează valoarea alimentară a produselor de panificaţie şi făinoase

Valoarea alimentară a produselor de panificaţie şi făinoase: valoare nutritivă (calcul), energetică şi fiziologică

Compoziţia chimică şi biochimică a făinii de grâuCompoziţia chimică a făinii de grâuDatorită repartizării neuniforme în bob a componentelor chimice şi biochimice,

compoziţia chimică şi biochimică a făinii variază cu gradul de extracţie.Compoziţia chimică a făinii se referă la conţinutul de substanţe proteice, glucide, lipide,

săruri minerale, pigmenţi şi vitamine.Conţinutul total de proteine al făinurilor, datorită repartizării neuniforme a acestora în

bob, variază în funcţie de gradul de extracţie, astfel: făina de extracţie mică are un conţinut mai redus în proteine, iar făina de extracţie mare are un conţinut mai mare de proteine.

Bobul de grâu conţine în medie 10-11% proteine, cu o variaţie situată între 7 şi 25%. Proteinele se găsesc în: endosperm, stratul aleuronic, în germene şi pericarp. Cantităţile cele mai mici se găsesc în endosperm şi pericarp (10%), iar cantităţile cele mai mari (20-30%) se  găsesc în germene şi stratul aleuronic.

În endosperm există proteine de rezervă care constituie sursa de azot necesară plantei în procesul de încolţire.

Conţinutul cel mai mic este în centrul endospermului (7,6%) iar cel mai mare la periferia bobului (16-25%). Stratul aleuronic conţine proteine de rezervă şi cu rol fiziologic, acestea fiind formate din enzime.

Germenele conţine proteine cu rol fiziologic, iar pericarpul conţine proteine cornoase.

Făina de grâu conţine în medie 11-15% proteine, acestea variază liniar cu gradul de extracţie al făinii până la 70%, având o creştere bruscă peste 70%. Conţinutul minim al făinii panificabile este de 7%. (curba MOHS)

 Proteinele pot fi grupate în proteine aglutenice (15%) şi proteine glutenice (85%).Proteinele aglutenice – sunt formate din: albumine (3-9%). Leucozina are o reacţie slab acidă, este solubilă în apă şi are rol

fiziologic; globuline (6%) - edestina este solubilă în soluţii neutre, uşor hidrolizabilă, formează

sursa de azot în timpul fermentaţiei şi are caracter acid; peptidele – glutationul. Datorită faptului că există sub două forme, una redusă care

conţine o grupare sulfhidril şi o formă oxidată care conţine o legătură disulfitică, joacă un rol important în procesele de oxidoreducere din aluat si în special în procesul de proteoliză;

aminoacizii al căror conţinut în făina normală este foarte mic dar crescut în făinurile din boabe nematurizate biologic la recoltare.

Proteinele glutenice – sunt proteine de rezervă şi se găsesc numai în endosperm şi sunt formate din prolamine şi gluteline.

Prolaminele sunt reprezentate în grâu de gliadină, insolubilă în apă şi în alcool absolut, dar solubilă în alcool 70%, proprietate pe baza căreia a fost separată din gluten de Osborne în 1907. Are elasticitate redusă şi extensibilitate mare.

Din grupa glutelinelor cea mai importantă proteină este glutenina, insolubilă în apă , solubilă în soluţii alcaline diluate precum şi în soluţii polare. Are elasticitate mare şi extensibilitate mică. Aceste două proteine au proprietatea de a absorbi apa, proces în urma căruia se umflă, se lipesc şi rezultă o masă elasticovâscoasă numită gluten. Proprietatea de a forma gluten o are doar făina de grâu ceea ce îi conferă proprietăţi unice de panificaţie.

Calitatea făinii de grâu depinde de calitatea şi cantitatea glutenului. Proteinele glutenice sunt prezente doar în endosperm, conţinutul lor în făină scade odată cu creşterea gradului de extracţie.

Glucidele Glucidele reprezintă procentul cel mai mare din făină ajungând la 82-94%din masa făinii.

Principalul glucid care se găseşte în făină este amidonul, conţinutul mediu variază între 72-76% şi este prezent numai în endosperm. Conţinutul lui variază în funcţie de gradul de extracţie al făinii invers proporţional ca şi la proteine.

Amidonul este prezent în făină sub formă de granule de forme şi dimensiuni diferite şi cu un grad de corodare mecanică diferit. Amidonul este prezent sub formă de particule lenticulare, sferice sau poliedrice cu mărimea de 30μm.

Făina de grâu de extracţie mică conţine cantităţi de granule ridicate  şi odată cu creşterea gradului de extracţie creşte ponderea granulelor mici şi mijlocii în detrimentul particulelor de dimensiuni mari.

Din punct de vedere al gradului de deteriorare mecanică granulele de amidon pot prezenta grade diferite de corodare mecanică, iar funcţie de tipul de grâu care se macină şi intensitatea acţiunii mecanice a tăvălugilor în timpul procesului de măcinare

Făinurile din grâne sticloase şi cele care au granulozitate redusă au gradul de deteriorare mecanică a granulelor de amidon mai mare decât cel al făinurilor din grâu făinos şi făinurilor cu granulozitate ridicată.

Gradul de deteriorare mecanică este important pentru că influenţează hidroliza enzimelor în aluat. Conţinutul de granule deteriorate mecanic variază între 3 şi 9%.

Glucidele solubile în apă sunt: dextrinele, zaharoza, maltoza, glucoza, fructoza, rafinoza, trifructozanii. Cantitatea de glucide variază în funcţie de gradul de extracţie al făinii.

Conţinutul de zaharuri fermentescibile este următorul:- făina albă 1,1%;- făina semialbă 1,5%;- făina neagră 1,8%.Există şi glucide neamidonoase:- hemiceluloza care se găseşte în învelişul bobului dar şi în membrana acestuia;- celuloza care este prezentă în straturile periferice ale bobului de grâu.Lipidele Lipidele sun repartizate neuniform în bobul de grâu. Ele se găsesc în stratul aleuronic şi

embrion. Conţinutul de lipide creşte cu creşterea gradului de extracţie al făinii, conţinutul total de lipide fiind de aproximativ 1.45%.

Făinurile cu grad de extracţie ridicat sunt mai bogate în grăsimi decât cele cu grad de extracţie redus.

Din punct de vedere al structurii lipidele se clasifică astfel:- simple: gliceride, acizi graşi liberi, steride, ceride;- complexe: lecitina.După modul în care sunt prezente lipidele pot fi:- lipide libere (60%);- lipide legate  de proteine sau amidon (40%).După polaritatea lor lipidele pot fi:- lipide nepolare: mono, di şi trigliceride precum şi acizii graşi liberi;- lipide polare: fosfolipide, glicozide, fosfatidilcolina.Deşi sunt prezente în cantităţi mici în  făină, lipidele joacă un rol important în procesul

tehnologic de obţinere al pâinii, formând complecşi cu proteinele, influenţând pozitiv însuşirile reologice ale aluatului iar prin compuşii cu amidon influenţează prospeţimea pâinii.

Substanţele minerale : P, Ca, Mg, Fe, K, Na, Zn, Cl.P, Ca, Mg, Fe se găsesc în făină sub formă de compuşi insolubili. Procentul în care se

găsesc creşte cu gradul de extracţie al fainii.Compoziţia minerală a grâului variază cu soiul şi cu condiţiile de cultură, iar cantitatea

elementelor individuale depinde de solul pe care s-a cultivat şi de condiţiile de fertilizare şi nu depinde de conţinutul de cenuşă.

Distribuţia elementelor minerale în bob este neuniformă: 8% se găsesc în stratul aleuronic, 5% în germen, 3.5% în pericarp, 0.45 în endosperm. Conţinutul mineral al făinii variază cu gradul de extracţie al acesteia.

Vitaminele Vitaminele sunt localizate în straturile periferice ale bobului de grâu. Făina neagră este

mai bogată în vitamine decât făina albă. Principalele vitamine prezente în făină sunt reprezentate de complexul B (B1, B2, B6,

B12 ), PP, vitamine liposolubile: A, E. Pigmenţii Făina conţine pigmenţi carotenoidici care sunt prezenţi în endosperm şi pigmenţi

flavonici prezenţi în zonele periferice ale bobului şi dau culoarea mai închisă.

Rolul principalilor componenţi chimici ai ai făinurilor

Rolul principal al alimentaţiei este de a furniza nutrienţi corespunzători şi în cantitate satisfăcătoare pentru nevoile metabolice ale organismului şi în plus, de a da consumatorului un sentiment de satisfacţie şi plăcere prin atributele alimentelor. Pe lângă efectele nutritive, dieta poate avea şi efecte fiziologice şi psihologice benefice. Calitatea actului alimentar este determinantă pentru starea de sănătate al individului.

Substanţele minerale sunt componente alimentare indispensabile vieţii, contribuind la desfăşurarea normală a activităţii vitale şi la dezvoltarea organismului. Rolurile substanţelor minerale în organism sunt multiple:

- rol plastic evident la nivelul sistemului osos şi al altor ţesuturi;- rol funcţional important:

- de natură metabolică, activând o serie de sisteme enzimatice;- de natură fizico-chimică, controlând echilibrul acido-bazic al organismului;- în metabolismul apei în organism;

- rol fiziologic, participând la formarea compuşilor biologici activi în organism (iodul la formarea hormonilor tiroidieni, fierul la sinteza hemoglobinei etc).

Fiind substanţe nutritive esenţiale, substanţele minerale trebuie neapărat să fie furnizate de alimente, fiind componente ce nu pot lipsi din raţia zilnică. Nivelul şi calitatea lor (biodisponibilitatea) influenţează valoarea biologică şi implicit valoarea nutritivă a produselor. Aportul unui aliment în substanţe minerale depinde nu atât de conţinutul în aceste minerale ci de gradul de asimilabilitate (biodisponibilitate) pe care îl au.

După proporţia pe care o deţin în alimente, substanţele minerale se pot clasifica în:- macroelemente, aflate în produsele alimentare în proporţii de ordinul gramelor (g/100g

produs), cele mai reprezentative fiind potasiul, sodiul, calciul, magneziul etc;- microelemente, aflate în produsele alimentare în proporţii de ordinul miligramelor

(mg/100g produs), cele mai reprezentative fiind fierul, iodul, manganul, cuprul, zincul, cobaltul, siliciul, florul etc;

- ultramicroelemente, aflate în produsele alimentare în proporţii de ordinul microgramelor (µg/100g produs), fiind reprezentate de substanţele cu radioactivitate naturală.

Proteinele nu pot lipsi din alimentaţie deoarece ele furnizează organismului aminoacizii esenţiali necesari în sinteza propriilor proteine structurale şi funcţionale. Aportul proteic determină creşterea, dezvoltarea cerebrală, performanţele fizice şi intelectuale, imunitatea organismului, comportamentul familial şi social.

În organism proteine îndeplinesc diferite funcţii, după cum urmează:- intră în componenţa tuturor celulelor, luând parte la creşterea şi refacerea lor;- intervin în desfăşurarea tuturor proceselor vitale ale organismului, sub formă de enzime;- intră în structura unor hormoni;- intervin în procesul de apărare al organismului împotriva acţiunii microorganismelor şi a

toxinelor, participând la formarea anticorpilor;- în anumite situaţii sunt folosite în scop energetic.Supuse procesului de digestie, proteinele eliberează aminoacizi ce sunt utilizaţi în sinteza

compuşilor proprii organismului. Unii dintre aminoacizi sunt uşor sintetizabili de către organism, aşa numiţii „aminoacizi banali” sau neesenţiali. În schimb, alţi aminoacizi sunt consideraţi indispensabili organismului sau „esenţiali”, pentru că ei nu pot fi sintetizaţi de către organism ci se preiau exclusiv din hrană.

Necesarul de proteine din alimentaţie se stabileşte astfel încât să acopere 13-16% din valoarea energetică a raţiei alimentare, proporţia mai mare fiind pentru copii şi adolescenţi. Se recomandă ca proteinele de origine animală să reprezinte minim 30% din cantitatea totală de proteine (de preferat 40-50%), iar caloriile provenite din proteine să reprezinte 10-15% din totalul caloriilor din dietă.

Glucidele sunt componente ale multor produse alimentare cărora le influenţează gustul, consistenţa, textura şi numeroase caracteristici fizice, chimice, fizico-chimice şi tehnologice. Distribuţia lor în alimente este foarte variată, iar sursele alimentare mai importante provin din regnul vegetal.

În organismul uman ele au un rol energetic, asigurând peste 50% din raţie energetică zilnică a organismului. Pe lângă importanţa lor energetică glucide au un rol plastic, intrând în componenţa celulelor şi ţesuturilor, dar şi funcţional, prin menţinerea nivelului glicogenului în ficat, a nivelului glucozei în sânge, prin creşterea rezistenţei organismului faţă de substanţele toxice, asigurând astfel o bună funcţionare a ficatului.

Capacitatea limitată a glucidelor de a se depune în organism determină o transformare relativ uşoară a excesului de glucide în lipide, ce se acumulează în sistemul adipos, determinând obezitatea.

Necesarul de glucide al organismului variază în funcţie de vârstă, sex şi activitatea profesională. Conform normelor Ministerului Sănătăţii, pentru un adult de 25 de ani, care exercită o activitate de efort mediu, necesarul de glucide este de 480g/zi.

În legătură cu necesităţile de glucide ale organismului trebuie să avem în vedere următoarele aspecte:

- aportul de glucide trebuie să fie de patru ori mai mare decât cel de proteine şi cel de lipide;

- necesarul de glucide este în funcţie de intensitatea consumului de energie, respectiv de mărimea efortului fizic depus;

- glucidele sunt necesare chiar dacă nu se depune un efort fizic şi aceasta independent de vârstă;

- asigurându-se cantitatea suficientă de glucide, se economisesc proteinele, prin evitarea folosirii acestora în scop energetic.

Lipidele sunt componente de bază ale produselor alimentare, indispensabile vieţii, cu rol important în activitatea organismului:

- rol energetic: eliberează, prin ardere, o cantitate dublă de energie, comparativ cu proteinele şi glucidele;

- rol plastic: sunt constituienţi structurali ai celulelor, ai ţesutului adipos;- folosite în sinteza unor substanţe indispensabile vieţii;- solvenţi şi vehiculanţi ai vitaminelor liposolubile;- au o influenţă favorabilă asupra gustului şi asupra valorii nutritive a produselor

alimentare.Organismul uman poate sintetiza acizii graşi saturaţi, dar nu poate sintetiza acizii graşi

polinesaturaţi, de aceea, necesarul în aceşti compuşi nu poate fi asigurat decât prin alimentaţie, ceea ce le conferă caracterul indispensabil.

Conţinutul de lipide al produselor alimentare de origine vegetală, în stare neprelucrată, este foarte redus, cu câteva excepţii. În produsele prelucrate, cantitatea de lipide variază ca urmare a extragerii sau adăugării acestora în produs. Adăugarea de lipide se realizează pe de o parte,

pentru îmbunătăţirea proprietăţilor produsului şi, pe de altă parte, pentru modelarea valorii nutritive şi energetice a acestuia.

Într-o alimentaţie echilibrată, lipidele trebuie să furnizeze 25-35% din aportul energetic zilnic, din care 1/3 să fie reprezentate de acizi graşi polinesaturaţi.

Alimentaţia alipidică determină apariţia unor tulburări cum ar fi: slăbirea rezistenţei organismului la infecţii, încetinirea creşterii şi implicit scurtarea vieţii. Aceste tulburări pot fi prevenire sau înlăturate prin administrarea de acizi graşi polinesaturaţi.

Necesarul de lipide este în funcţie de aportul zilnic de proteine. Pentru tineri şi adulţi de vârstă medie, raportul proteine/lipide poate fi 1:1, iar pentru adulţi de vârstă înaintată acest raport poate fi 1:0,7 sau chiar 1:0,5.

Vitaminele sunt substanţe organice naturale, cu structură variabilă şi complexă, care în cantităţi foarte mici, sunt necesare desfăşurării normale a proceselor metabolice în organismul uman. Ele îndeplinesc funcţii catalitice şi constituie compuşi vitali pentru echilibrarea alimentaţiei. Vitaminele acţionează la nivelul întregului organism, la nivel subcelular şi molecular, unele dintre ele funcţionând şi drept coenzime.

Vitaminele sunt componente alimentare necesare organismului în cantităţi catalitice, insuficienţa lor putând provoca hipovitaminoze, iar lipsa totală a acestora din hrană generează îmbolnăviri mai grave cunoscute sub denumirea de avitaminoze.

Vitaminele nu sunt sintetizate în organismul uman. Există câteva excepţii de vitamine care sunt sintetizate de microflora intestinală, dar în cantităţi foarte mici, care nu sunt suficiente pentru desfăşurarea unei activităţi normale. De aceea, principala sursă de vitamine o constituie alimentele, în special cele de origine vegetală.

Distribuţia vitaminelor în alimente este foarte variată şi depinde de materia primă, de soi, rasă specie, condiţii de cultivare, prelucrare tehnologică etc.

În funcţie de solubilitatea lor vitaminele pot fi:- vitamine liposolubile: A, D, E, K;- vitamine hidrosolubile: complexul vitaminic B, C, P, PP.

Tema: Valoarea nutritivă a produselor alimentare

1.Itemi obiectivi

1.1 Itemi cu alegere duală

Încercuiţi litera A dacă afirmaţia este adevărată şi litera F dacă afirmaţia este falsă

A F Prin transformarea principiilor energetice organismul îşi procură energia necesară

A F Unele principii pot îndeplini atât rol energetic cât şi rol plastic

A F Compoziţia majorităţii produselor alimentare este deosebit de simplă.

A F Dintre principiile alimentare cele mai importante sunt substanţele minerale

1.2 Itemi de tip pereche

Stabiliţi corespondenţa prin săgeţi între noţiunile din coloana A în care sunt trecute rolurile principiilor alimentare şi noţiunile din coloana B în care sunt trecuţi reprezentanţi ai acestora.

A. Rolul principiilor alimentare B. Reprezentanţi

1. rol energetic2. rol plastic3. rol funcţional

a. vitamineb. protidec. lipide

1.3 Itemi cu alegere multiplăÎncercuiţi litera corespunzătoare răspunsului corect:Conţinutul de apă din organismul uman la maturitate este cuprins între:a. 2% - 5%, b. 50% - 60%; c. 70% - 75%.

2 Itemi semiobiectivi2.1 Itemi cu răspuns scurt:Care este grupa de produse alimentare cea mai bogată în calciu, fosfor şi fier?

2.2 de completareCompletaţi spaţiile libere din textul de mai jos astfel încât afirmaţia să fie adevărată:

Alimentele sunt produse ....................... folosite de organism pentru formarea ţesuturilor ..................... , înlocuirea celor ......................... şi producerea energiei necesare .................. .

3 Itemi subiectivi3.1 Eseu structurat:

Valoarea nutritivă a produselor alimentarea. Compoziţia chimică a materiilor prime şi a produselor alimentare finiteb. Calcularea valorii nutritive a produselor alimentarec. Stabilirea raţiei alimentare

3.2 Eseu liberRolul proteinelor în alimentaţia omului

Procese microbiologice Microbiota aluatului Microbiota de fermentare a aluatului este formată din drojdii şi

bacterii lactice. Ele provin din microbiota proprie a făinii şi din cea de însămânţare, reprezentată în principal de drojdia de panificaţie. Mai pot proveni din culturi starter. Din totalitatea microorganismelor introduse în aluat, activează acelea pentru care condiţiile din aluat (consistenţă, temperatură, pH) permit desfăşurarea activităţii lor vitale. În timpul fermentării semifabricatelor, activitatea drojdiilor şi bacteriilor constă într-un proces de multiplicare, de înmulţire şi într-un proces de fermentare.

Între celulele de drojdie şi cele ale bacteriilor lactice se pot stabili relaţii de concurenţă pentru glucidele fermentescibile, de metabioză şi simbioză. Capacitatea drojdiei de a asimila acizii lactic şi acetic, formaţi în urma activităţii bacteriilor, poate fi considerat ca unul din factorii ce condiţionează convieţuirea lor în aluat (metabioză). Relaţiile de simbioză constau în faptul că drojdiile favorizează dezvoltarea bacteriilor prin punerea la dispoziţia acestora a vitaminelor,care sunt factori de creştere pentru ele, precum şi datorită faptului că drojdiile în procesul de respiraţie, utilizează oxigenul creând astfel condiţii favorabile pentru bacteriile lactice, care sunt facultativ anaerobe. La rândul lor, bacteriile lactice, produc acizi, care menţin în aluat un pH acid, favorizând desfăşurarea normală a fermentaţiei alcoolice. Fermentaţia alcoolică

Fermentaţia alcoolică este produsă de drojdia de panificaţie prin echipamentul său enzimatic. Drojdia reprezintă o biomasă de celule vii din specia Saccharomyces cerevisiae, drojdie de fermentaţie superioară, capabilă să producă fermentarea glucidelor din aluat cu formare de dioxid de carbon şi alcool etilic, ca produse principale, şi o serie de produse secundare.

Drojdia de panificaţie fermentează toate glucidele fermentescibile din aluat: glucoza, fructoza, zaharoza, maltoza. Ele sunt formate din glucidele proprii ale făinii, maltoza formată amilolitic şi cele adăugate în aluat în calitate de îndulcitori (în special zaharoza). Sistemul enzimatic al drojdiei, care produce fermentaţia alcoolică, este de tip endocelular şi nu difuzează în mediu, rămânând în interiorul celulei. El este format dintr-un complex de enzime şi coenzime, care catalizează reacţiile de esterificare ale glucidelor, transferul de grupe fosforice, oxidoreduceri, izomerizări, decarboxilări.

În acest proces, glucoza este transformată în acid piruvic pe cale glicolitică (EMP), dupăcare prin decarboxilarea acestuia rezultă dioxidul de carbon, iar prin reducerea rezultă alcoolul etilic. Ecuaţia globală a fermentaţiei alcoolice este: C 6 H 12 O 6 → 2CO 2 + 2 C 2 H 5 OH + 117 kj monogucid dioxid alcool etilic Înmulţirea drojdiei

Procesul de înmulţire a drojdiei are loc, în mod practic, în fazele prealabile aluatului, prospătură şi maia, şi în mică măsură în faza de aluat, datorită timpului scurt de fermentare al acestuia. Creşterea numărului de celule de drojdie accelerează viteza de fermentare şi creează premizele reducerii consumului de drojdie. În aluatul preparat direct are loc o creştere mică a numărului de celule înmugurite, dar la dospire numărul lor creşte până la aproape 40%, în timp ce în aluatul cu zahăr, care conţine 6% drojdie, numărul de celule înmugurite practic nu se modifica.

Fermentaţia lactică

Fermentaţia lactică este produsă în aluat de bacteriile lactice datorită echipamentului lor enzimatic. Bacteriile din maia şi aluat sunt sub formă de bacili şi sub formă de coci. Bacteriile sub formă de bacili sunt preponderente şi aparţin genului Lactobacillus (L. plantarum, L brevis, L. fermenti, L. casei, L. delbrüecki ). Bacteriile sub formă de coci aparţin genurilor

Leuconostoc(L. mezenteroides), Pediococcus (P.lactiacidi ), Streptococcus (S.cremoris), Lactococcus.

Bacteriile lactice fermentează anaerob toate glucidele fermentescibile din aluat cu formarea ca produs principal al acidului lactic. Ele fermentează pentozele (arabinoza, xiloza,) hexozele (glucoza, fructoza, galactoza, manoza) şi dizaharidele (zaharoza, lactoza, maltoza). Pentozele sunt fermentate de bacteriile heterofermentative şi mai rar de cele homofermentative. Monoglucidele sunt fermentate direct, iar diglucidele numai după hidroliza lor prealabilă la monoglucide. Lactoza, care nu este fermentată de drojdia de panificaţie, este fermentată de majoritatea bacteriilor lactice din aluat. După sistemul lor enzimatic, bacteriile lactice din aluat se împart în: − bacterii homofermentative (bacterii lactice adevărate), care fermentează monoglucidele aproape complet la acid lactic (aproximativ 90%) şi mici cantităţi de acizi volatili (acid acetic şi acid formic). Ele produc fermentaţia pe calea glicolitică (Embden-Mayerhof-Parnas) până la acid piruvic, după care, datorită faptului că nu conţin enzima decarboxilaza, acidul piruvic este redus enzimatic (cu participarea enzimei lactatdehidrogenaza) la acid lactic.Ecuaţia globală a fermentaţiei homolactice este: C 6 H 12 O 6 → 2CH 3- CHOH-COOH + 75 Kj glucoză acid lactic Înmulţirea bacteriilor lactice În maia şi aluat bacteriile lactice suferă şi un proces de multiplicare, pentru care, în funcţie de tulpina bacteriei, temperatura optimă variază în limitele 30-40°C (tabel 6.12.) timpul de generaţie scade cu creşterea temperaturii şi este minim, pentru multe din bacteriile aluatului, la temperatura de 35°C.

Procese biochimice la fabricarea pâinii: la frământarea, fermentarea şi la coacerea aluatului

Procese biochimice În timpul frământării în aluat sunt declanşate şi procesele biochimice, amiloliza, proteoliza, activitatea lipoxigenazei. Ca urmare a procesului de amiloliză, în timpul frământării cresc cantităţile de maltoză şi dextrine în aluat. Acestea din urmă, în special β-dextrinele limită, contribuie la creşterea vâscozităţii aluatului. Proteoliza are ca urmare creşterea cantităţii de compuşi cu azot solubil în aluat. De asemenea, la frământare începe să acţioneze lipoxigenaza, care în prezenţa oxigenului înglobat în aluat oxidează acizii graşi liberi polinesaturaţi şi monogliceridele acestora. Cantitatea de lipide oxidate creşte cu durata frământării şi cu cantitatea de energie transmisă aluatului. Formarea de hidroperoxizi în urma oxidării acizilor graşi polinesaturaţi conduce la oxidarea grupărilor –SH şi a pigmenţilor carotenoidici ai făinii.

Procese care au loc la fermentarea aluatului În timpul fermentării în aluat şi în general în semifabricatele supuse fermentării se desfăşoară un complex de procese biochimice, microbiologice, coloidale, în urma cărora aluatul se maturizează. Procese biochimice Procesele biochimice sunt catalizate de enzimele din aluat (aduse în principal de făină), care acţionează asupra componentelor făinii. În aluat acţionează enzime din clasa hidrolazelor şi din clasa oxido-reductazelor. Hidrolazele catalizează procesele de hidroliză ale componenţilor macromoleculari, amidonul, proteinele, pentozanii şi a alţi componenţi, cum sunt lipidele, compuşii fitinici. Ele sunt procese de degradare, de simplificare a componenţilor făinii şi sunt însoţite de formarea de produse mai simple. Oxido-reductazele catalizează procesele de oxidare /reducere a componentelor făinii cum sunt proteinele, pigmenţii.

Amiloliza este procesul de hidroliză a amidonului sub acţiunea α- şi β-amilazei, care are ca produşi finali maltoza şi dextrinele. Ea asigură necesarul de glucide fermentescibile pentru procesele fermentative pe toată durata procesului tehnologic, inclusiv în fazele finale ale acestuia, dospirea şi coacerea, decisive pentru calitatea pâinii. Glucidele fermentescibile proprii ale făinii sunt insuficiente pentru a susţine nevoile energetice ale drojdiei în sistemul aluat. Prin hidroliza amidonului este completat necesarul de glucide fermentescibile, de aceea, amidonul este considerat sursa principală de glucide din aluat. Amiloliza este o reacţie complexă. Ea este influenţată de o serie de factori: - activitatea α-amilazei; - starea suprafeţei granulei de amidon, gradul ei de deteriorare; - mobilitatea substratului, a enzimelor şi a produşilor de hidroliză. Amiloliza este rezultatul acţiunii comune a α- şi β-amilazei. Prezenţa chiar a urmelor de α-amilază pe lângă β-amilaza determină o hidroliză mai rapidă şi mai pronunţată a amidonului decât o cantitate echivalentă de β-amilază singură. În acest caz se formează o cantitate de glucide fermentescibile mai mare decât suma contribuţiei fiecărei enzime acţionând separat. Comparativ cu α –amilaza, β-amilaza produce aproximativ de 10 ori mai multe glucide fermentescibile. În acţiunea comună a celor două amilaze rolul principal se atribuie α –amilazei, ea fiind singura enzimă capabilă să iniţieze hidroliza granulei de amidon, să o corodeze şi să o sensibilizeze faţă de β-amilaza. În condiţiile din aluat, la temperatura de 30…35°C, granula de amidon crud, în stare nativă, este puţin hidratată şi umflată neînsemnat. În această stare, singura α–amilaza poate provoca o anumită dezorganizare a granulei, dar cu viteză foarte mică. Acţiunea α-amilazei este limitantă pentru că ea creează prin hidroliza amidonului noi extremităţi nereducătoare, care constituie substrat pentru β-amilaza. De aceea, activitatea α-amilazei este controlată în mod curent şi unde este cazul este corectată. β-Amilaza este incapabilă să acţioneze asupra granulei de amidon intacte. Ea acţioneazănumai asupra granulelor de amidon deteriorate mecanic şi asupra celor atacate de α –amilaza, abilitatea amilazelor de a hidroliza amidonul depinzând de capacitatea lor de a penetra, de a difuza în interiorul granulei de amidon. În făinurile sărace în α –amilaza sau lipsite de această enzimă, factorul care limitează hidroliza amidonului este cantitatea de amidon deteriorat.

Deteriorarea amidonului are loc la măcinare. Ea variază în limite largi. Alături de granule intacte de amidon, făina conţine granule total deteriorate sau cu diferite grade de deteriorare. Deteriorarea amidonului este influenţată de intensitatea acţiunii mecanice din timpul măcinării şi de gradul de compactizare a materiilor în bob. Cu cât acţiunea mecanică de măcinare a grâului şi sticlozitatea grâului sunt mai mari, cu atât gradul de deteriorare este mai mare. De aceea, făinurile din grâne sticloase au, în general, capacitate bună de formare a glucidelor fermentescibile. Făinurile din grâne moi, făinoase, au amidon cu grad redus de deteriorare şi în consecinţă cu atacabilitate enzimatică mică. Făinurile din aceste grâne, care au şi grad de extracţie mic, mai sărace în α –amilaza, au capacitate redusă de a hidroliza amidonul. Pentru o gamă largăde soiuri de grâu pentru panificaţie, în făină s-a găsit un conţinut de amidon deteriorat de 6,7-10,5%, iar în făina din grâne moi, un conţinut de 2-4%. Pentru panificaţie optim este o deteriorare a amidonului de 6-9%. În urma amilolizei, în aluat se formează maltoză. Se asigură astfel aluatului capacitate de a forma gaze. Proteoliza Este procesul de hidroliză a proteinelor sub acţiunea enzimelor proteolitice. Ele hidrolizează legăturile peptidice din structura proteinelor, preferenţial la nivelul aminoacizilor încărcaţi pozitiv. Intensitatea proteolizei este în funcţie de conţinutul de enzime, dar mai ales de calitatea proteinelor, de accesibilitatea lor faţă de enzime. La fermentare, atacabilitatea enzimatică a proteinelor şi activitatea enzimelor proteolitice cresc, datorită modificării potenţialului de oxidoreducere în urma activităţii drojdiei, în sensul creşterii proprietăţilor reducătoare, şi datorită prezenţei reducătorilor (glutationul). Făinurile de grâu au o activitate proteinazică, capabilă să producă înmuierea glutenului (endopeptidazică, care hidrolizează legăturile peptidice din interiorul lanţului polipeptidic)şi o activitate peptidazică, capabilă să producă azot solubil (exopeptidazică care hidrolizează legăturile peptidice de la capetele lanţurilor polipeptidice). Dintre acestea, în făina de grâu şi în aluaturile obţinute din aceasta, predomină activitatea proteinazică. Datorită prezenţei în făină a enzimelor proteolitice de tip proteinazic şi de tip peptidazic, în aluat au loc două feluri de degradări biochimice ale substanţelor proteice. Una, care modifică proprietăţile reologice ale aluatului, elasticitatea, vâscozitatea, umflarea şi peptizarea, şi alta care are ca rezultat formarea de aminoacizi. Activitatea proteinazică, rupând legăturile peptidice îndepărtate de capetele lanţului proteic, modifică gradul de agregare, de complecsare al glutenului şi ca urmare acesta îşi slăbeşte proprietăţile reologice. Intensitatea acţiunii şi deci rezultatul final depind de starea de agregare a glutenului, de calitatea lui, de susceptibilitatea de a fi hidrolizat şi de activitatea enzimatică. Activitatea peptidazică conduce la formarea de aminoacizi. Ea nu are efecte însemnate asupra proprietăţilor reologice ale aluatului, dar influenţează activitatea drojdiilor prin furnizarea de compuşi cu azot asimilabili, formarea substanţelor de aromă şi culoarea cojii. Problema rolului proteinazelor endogene, aduse de făină, rămâne controversat. Mulţi cercetători consideră că ele au un rol minor în modificările suferite de proteinele glutenice la prepararea aluatului. Datorită faptului că enzimele sunt prezente în stare activă în cantităţi mici, au pH-ul optim 3,8, diferit de cel din aluat (5-5,7), iar la creşterea pH-ului peste această valoare activitatea lor scade rapid, cantitatea de gluten hidrolizată este mică. Este cert că scăderea consistenţei şi elasticităţii aluatului şi creşterea extensibilităţii lui în timpul fermentării se

Procesele coloidale din timpul fermentării au ca efect modificarea proprietăţilor reologice ale aluatului. Aceste modificări sunt legate de transformările pe care le suferă glutenul şi ele se referă la:

− continuarea procesului de formare a structurii glutenului şi relaxarea aluatului; − peptizarea proteinelor. Continuarea procesului de formare a structurii glutenului, desăvârşirea structurii lui este

rezultatul acţiunii mecanice exercitate de dioxidul de carbon format în procesele fermentative. Acesta măreşte volumul bulelor formate în aluat la frământare în urma

includerii aerului, ducând la creşterea suprafeţei de separare a fazelor aluatului şi a presiunii .

La coacere au loc în bucata de aluat concomitent, două procese coloidale: coagularea proteinelor şi gelatinizarea amidonului. Ele determină transformarea aluatului în miez. Coagularea proteinelor

Substanţele proteice, la frământarea aluatului la temperatura de 30°C, absorb apa se umflă şi formează glutenul. La coacere odată cu creşterea temperaturii bucăţii de aluat, ele îşi reduc capacitatea de a lega apa, se hidrofobizează şi la aproximativ 60°C incep să coaguleze eliminând o cantitate însemnată din apa absorbită la frământare. Coagularea (denaturarea termică) începe foarte lent şi continuă apoi foarte rapid. S-a constatat experimental că, denaturarea foarte rapidă are loc între 60 şi 70°C; la încălzirea în continuare a aluatului denaturarea termică a proteinelor se accentuează. Faptul că începutul formării miezului are loc în jurul temperaturii de 70°C, temperatură care coincide cu coagularea maximă a proteinelor, dovedeşte rolul acestui proces în formarea miezului. Coagularea proteinelor la încălzirea aluatului, se consideră că are loc în urma ruperii unor legături din structura secundară şi terţiară a proteinelor însoţită de modificări de conformaţie a moleculei proteice. Se rup în special legăturile disulfurice şi legăturile de hidrogen şi nu sunt rupte legăturile peptidice. Structura primară a proteinelor nu este afectată. Modificarea hidrofobicităţii proteinelor începe la temperatura de 45°C. Odată cu creşterea temperaturii apar modificări de conformaţie, care la 65°C rămân moderate, dar se accentuează cu mărirea în continuare a temperaturii. La 90°C solubilitatea proteinelor (în acid acetic) este puternic afectată ceea ce demonstrează modificări importante ale conformaţiei moleculei. În urma modificării de configuraţie a proteinei (are loc desfăşurarea lanţurilor polipeptidice împachetate în spaţiu şi formarea unui ghem dezordonat) la suprafaţa moleculei ajung grupările hidrofobe. Ca urmare, proteina îşi reduce capacitatea de a reţine apa şi apare posibilitatea formării de legături hidrofobe intermoleculare, în urma interacţiunii grupărilor hidrofobe ajunse la suprafaţă a moleculelor vecine, rezultând astfel agregate mai insolubile. De asemenea, se consideră că, modificarea solubilităţii proteinelor în urma acţiunii căldurii se datorează formării legăturilor disulfurice interpolipeptidice. Acestea încep să se formeze la 50°C în glutenine şi la 75°C şi în gliadine. Eliberarea prin coagulare, a unei părţi din apa absorbită la frământare, se atribuie modificării stării de legare a apei în lanţul proteic. În urma coagulării, proteinele îşi modifică atacabilitatea la acţiunea enzimelor. Ele devin mai uşor atacabile la acţiunea enzimelor proteolitice din aluat şi la acţiunea enzimelor digestive ale omului, devenind astfel mai uşor asimilabile. Gelatinizarea amidonului La frământarea aluatului, amidonul absoarbe o cantitate mică de apă şi se umflă neînsemnat. La coacere, datorită încălzirii şi în prezenţa apei pusă în libertate de proteinele care coagulează, amidonul gelatinizează. Gelatinizarea amidonului constă în umflarea granulei şi solubilizarea componentelor sale. Procesul decurge în două etape : - umflarea limitată a granulei de amidon (60 – 65°C);

- umflarea granulei şi solubilizarea macromoleculelor de amidon ( 85°C). Datorită încălzirii aluatului, mobilitatea moleculelor de apă creşte şi pătrund în granulăproducând umflarea ei. Procesul este însoţit de ruperea legăturilor de hidrogen, pierderea birefringenţei şi a cristalinităţii granulei. La creşterea în continuare a temperaturii aluatului, legăturile de hidrogen, care menţin unitatea structurală a granulei, continuă să se rupă, iar moleculele de apă se ataşează de grupările –OH eliberate, favorizând umflarea maximă a granulei şi creşterea solubilităţii ei. Componentele amidonului care se hidratează complet, preferenţial amiloza cu lanţuri scurte, se separă din reţeaua micelară a granulei şi difuzează în mediul apos. Vâscozitatea creşte prin formarea unei dispepsii coloidale. Rezultă un clei de amidon format din granulele umflate, fragmente de granule umflate, macromolecule de amiloză dispersate, în proporţii variabile funcţie de condiţiile de temperatură, de gradul de hidratare şi de durata coacerii. Structura granulară a amidonului este distrusă. Prezenţa glutenului poate reduce difuzia apei spre interiorul granulei de amidon, constituind astfel un obstacol pentru gelatinizarea ei. Gelatinizarea este incompletă deoarece conţinutul de apă din aluat este insuficient pentru o gelatinizare completă (în 100 g aluat cu 50% umiditate se găsesc circa 35 g amidon substanţă uscată, adică la 35 părţi amidon corespund 50 părţi apă; pentru gelatinizarea completă sunt necesare minim 10 părţi apă la o parte amidon). În aluat gelatinizează majoritatea granulelor de amidon (92 – 94%), dar gelatinizarea are loc numai în straturile periferice ale granulei. Această gelatinizare nu este uniformă în toată masa aluatului – pâine. Amidonul existent în straturile periferice ale miezului gelatinizează în măsură mai mare decât cel din straturile centrale, ca urmare a conţinutului de apă liberă şi a condiţiilor de încălzire diferite. Gelatinizarea nu se produce în acelaşi timp în toată masa aluatului, ci în mod treptat de la straturile periferice la cele centrale, pe măsura încălzirii lor. Ea decurge rapid în intervalul de temperatură de 57 - 79°C şi se încheie la 93 - 99°C, adică la sfârşitul coacerii (fig.6.30.). În urma gelatinizării creşte atacabilitatea enzimatică a amidonului. În coajă, granulele de amidon nu gelatinizează complet. Ele îşi păstrează în cea mai mare parte forma, uneori puţin deformată. Granulele mici sunt mai afectate decât cele mari. Spaţiile intergranulare sunt umplute cu un amestec de clei de amidon (amidon gelatinizat) şi de proteine complet denaturate termic. Crocanţa, care corespunde forţei necesare pentru a rupe coaja, pare că depinde de prezenţa acestui amestec de clei de amidon şi proteine denaturate, care înconjoară granulele mari de amidon puţin modificate. Coaja pâinii obţinută din făinuri sărace în granule mici de amidon sau la care are loc o gelatinizare slabă a granulelor mici, este puţin crocantă şi fragilă. Straturile interioare ale cojii conţin granule de amidon şi proteine care sunt prezente într-o stare intermediară, cuprinsă între cea din coajă şi cea din miez. Pentru ca ele să unească coaja de miez, trebuie să conţină în apropierea cojii exterioare granule de amidon

20.3. MICROBIOLOGIA PÂINII ŞI A PRODUSELOR FĂINOASELa fabricarea pâinii se folosesc drept materii prime: făina, apa, sarea şi drojdia

comprimată, materii care introduc în procesul tehnologic o microbiotă caracteristică, în componenţa căreia intră:- microorganisme utile, celule de drojdie (Saccharomyces cerevisiae), bacteriile lactice şi propionice;

- microorganisme indiferente, care nu se multiplică în condiţiile unui proces normal;- microorganisme dăunătoare care dau defecte şi boli ale pâinii.

Totalitatea microorganismelor introduse odată cu aceste materii prime suferă transformări cantitative şi calitative şi determină în cursul procesului tehnologic, modificări ce conduc la obţinerea unui produs finit de bună calitate sau la alterare.

Pentru declanşarea proceselor fermentative principale ce au loc la fabricarea pâinii se introduce în aluat drojdie comprimată sau maia de drojdie. În aluat, preparat din apă 60%, sare 1,5% şi 2% drojdie comprimată, va conţine aproximativ 12 x 107 celule la 1 gram aluat. Cunoaşterea caracterelor fiziologice ale celulelor de drojdie a condus la folosirea în panificaţie a drojdiilor lichide, folosite în proporţie de 10% la fabricarea maielelor. În drojdiile lichide este favorizată multiplicarea şi adaptarea celulelor de drojdie, încât acestea fermentează mai rapid maltoza şi au o activitate fermentativă de 4 ori mai mare decât a drojdiei comprimate. Maiaua reprezintă un sistem complex cu umiditate de 62-65% şi care prin menţinere la temperaturi de 28-32ºC şi pH acid favorizează multiplicarea drojdiilor şi a bacteriilor lactice. Multiplicarea celulelor de drojdie depinde de temperatura şi consistenţa maielei. Astfel, la temperaturi mai mari de 32ºC viteza de înmulţire a drojdiei se reduce, iar dacă consistenţa maielei este mare se poate produce o inhibare a multiplicării. Aerarea maielelor activează înmulţirea celulelor de drojdie şi capacitatea de a forma CO2, gaz care se dezvoltă în corelaţie directă cu numărul de celule vii de drojdie. În maia şi aluat între drojdii şi diferitele specii de bacterii lactice pot să apară relaţii de concurenţă, metabioză şi anabioză. Drojdiile favorizează dezvoltarea bacteriilor lactice prin punerea la dispoziţie a vitaminelor – factori de creştere pentru bacterii. Prin folosirea oxigenului în aluat sunt create condiţii de anaerobioză; la rândul lor bacteriile lactice produc acizi care menţin în aluat un pH acid ce favorizează desfăşurarea normală a fermentaţiei alcoolice a zaharurilor din făină sau formate prin activitatea enzimelor amilolitice ale făinii.

Fermentarea reprezintă faza din procesul tehnologic cu ponderea cea mai mare din timpul destinat fabricării pâinii şi se produce în aluat în timpul divizării, modelării, dospirii bucăţilor de aluat modelate şi chiar în prima perioadă a procesului de coacere.

În aluat, celulele de drojdie şi bacterii lactice au o viteză de multiplicare mult mai redusă datorită conţinutului redus în apă liberă, a gradului redus de aerare, a conţinutului în celule mai redus decât în maia, în schimb acestea desfăşoară o activitate metabolică normală şi în funcţie de echipamentul lor enzimatic propriu, produc fermentarea specifică a surselor hidrocarbonate asimilabile.

Celula de drojdie absoarbe uşor hexozele care trec prin membrana citoplasmatică celulară prin difuziune simplă în cazul în care există un gradient de concentraţie între concentraţia lor în exteriorul celulei şi cea din interior. Transportul activ se poate realiza şi prin translocaţie de grup a esterilor fosforici ai hexozelor prin intermediul hexokinazelor.

Printre hidraţii de carbon existenţi în aluat sau formaţi în urma hidrolizei amidonului sub acţiunea alpha şi beta-amilazei prezente în făină (sau din surse exogene), există o diferenţă în secvenţa de absorbţie şi fermentare. Astfel, cel mai rapid sunt absorbite hexozele (glucoza), apoi zaharoza şi maltoza.

Zaharoza este hidrolizată în exteriorul membranei citoplasmatice, în regiunea peretelui celular unde este localizată invertaza (β D-fructofuranozid-fructohidrolaza) şi este absorbită cu o viteză echivalentă cu cea a hexozelor din care este formată, respectiv glucoza şi fructoza, zaharuri direct fermentescibile.

Fermentarea succesivă se explică prin adaptarea treptată a celulei prin inducerea enzimelor adaptive, pe măsură ce în mediu se formează maltoză.

D-maltoza – principalul dizaharid prezent în aluat este fermentat numai după o perioadă de inducţie necesară pentru formarea enzimei maltaza (alpha D glucozid glucohidrolaza).

Maltoza şi maltotrioza pătrund în celula de drojdie sub influenţa unor permeaze specifice induse în prezenţa lor, enzime care se comportă ca sisteme active de transport. După pătrunderea în interiorul celulei sub acţiunea α-glucozidazei induse este hidrolizată în glucoză (2 moli) şi are loc fermentarea rapidă.

Ca rezultat al fermentaţiei alcoolice, are loc o creştere în volum a aluatului, datorită dioxidului de carbon format şi reţinut de gluten, iar produsele secundare ale fermentaţiei alcoolice participă la formarea gustului şi aromei pâinii.

Alterării pâinii şi a produselor făinoase

Mucegăirea. Este unul dintre cele mai frecvente defecte de natură microbiologică, întâlnite în industria panificaţiei. Se apreciază că aproximativ 1-5 % din producţia de pâine, se alterează datorită activităţii fungilor. În cazul pâinii contaminarea cu mucegaiuri determină nu numai modificări ale culorii, gustului, ci şi pierderi ale calităţii de aliment, ca rezultat al formării posibile de micotoxine.

Mucegăirea este datorată contaminării externe a pâinii după coacere, deoarece sporii existenţi în făină, în timpul unui proces tehnologic normal nu au condiţii de multiplicare, iar în timpul coacerii, aceştia sunt distruşi.

Contaminarea cu mucegaiuri a pâinii, se poate produce în următoarele etape:- la transportul pâinii;- la răcire şi depozitare;- în timpul tăierii şi ambalării (operaţii facultative).

Propagarea sporilor de mucegai şi contaminarea pâinii poate avea loc indirect, pe calea aerului din sala de depozitare (prin aer) sau direct, prin contact cu lădiţe, navete, mijloace de transport etc.

Dintre mucegaiurile care contaminează pâinea în timpul păstrării, se întâlnesc frecvent următoarele specii şi genuri: Alternaria, Aspergillus, Cladosporium, Geotrichum candidum, Mucor, Neuropspora sitophila, Penicillium, Rhizopus stolonifer, Thamnidium elegans.

Prin dezvoltarea altor mucegaiuri se produc pigmentări superficiale, care nu afectează decât aspectul comercial al pâinii. Astfel prin dezvoltarea lui Geotrichum auranticum şi Thamnidium auranticum, are loc o colorare în roşu-auriu a pâinii în zona de dezvoltare a coloniilor.

Defectul de pâine cretoasă. Este produs prin dezvoltarea pe suprafaţa pâinii a lui Monilia variabilis, care formează pete cu un aspect făinos, pulverulent; acest defect este mai frecvent la pâinea obţinută cu făină de secară.

Un alt aspect nedorit al mucegăirii, îl constituie posibilitatea dezvoltării mucegaiurilor producătoare de micotoxine ca: Aspergillus flavus, Aspergillus ochraceus, Penicillium expansum, Penicillium viridicatum.

Defecte ale pâinii produse de către drojdii. Drojdiile pot produce rar, defecte ale aspectului şi gustului pâinii, contaminate după coacere, în condiţiile în care umezeala relativă a aerului este mai mare de 90%. Drojdiile din genul Endomycopsis pot produce pete pe suprafaţa şi în interiorul pâinii. Datorită enzimelor amilolitice pe care le conţin, are loc o hidroliză parţială a amidonului, cu formare de dextrine şi glucoză. Pe pâine se mai pot dezvolta şi drojdii din genul

Rhodotorula, care formează colonii colorate în roşu, dând defectul de culoare, fără însă a produce modificări în compoziţia pâinii.

Defecte şi boli ale pâinii produse de bacterii. Bacteriile pot produce defecte şi boli ale pâinii, în condiţiile unui proces tehnologic defectuos, dacă nu sunt respectate condiţiile igienico-sanitare. Ca şi mucegaiurile, bacteriile pot proveni prin contaminare indirectă şi directă. Dezvoltarea şi multiplicarea bacteriilor este favorizată de umiditatea mare a miezului şi de temperaturi în intervalul 25-40ºC.

Cele mai importante alterări ale pâinii produse de bacterii sunt defectele de culoare şi boala întinderii.

Defecte de culoare. În timpul verii, când pâinea este păstrată la temperaturi de 20-30ºC, pot apare pete de culoare roşie datorită multiplicării lui Chromobacterium prodigiosum. Această bacterie secretă un pigment de culoare roşie, prodigiosina şi se dezvoltă optim la 25ºC.

Pâinea se poate pigmenta şi prin dezvoltarea lui Chromobacterium cianogenum, care elaborează în pâine un pigment de culoare albastră sau violetă.

Bacteriile care dau defecte de culoare nu sunt componente ale microbiotei normale a făinii, acestea ajungând prin contaminare, de pe utilaje şi din aer.

Boala întinderii. Este apreciată a fi cea mai importantă boală a pâinii, provocată de bacterii. Agenţii microbieni producători ai bolii, sunt incluşi în grupul Bacillus din care fac parte următoarele specii: B.mesentericus, B.subtilis şi B.licheniformis.

Aceste bacterii fac parte din microbiota cerealelor şi trec în făină prin procesul de măcinare; în cazul loturilor de cereale care au suferit încingerea, numărul bacteriilor sporulate care ajung în făină, este mărit. Bacteriile se caracterizează prin formarea endosporilor de tip bacillus, termorezistenţi, care îşi păstrează viabilitatea în procesul de coacere al pâinii. Prin sterilizarea unui mediu care conţine bacterii sporulate, la temperatura de 100ºC, este necesar un timp de 5,5-6 ore. Deoarece temperatura maximă care se obţine în timpul coacerii în interiorul pâinii este de ~98ºC pe o durată de cateva minute, sporii bacterieni nu sunt distruşi şi după coacere pot trece în forma vegetativă, se multiplică, producând alterarea pâinii. Bacteriile pot forma un pigment roz-cenuşiu; au un pigment roz-cenuşiu; au un bogat echipament enzimatic şi pot să producă o hidroliză avansată a proteinelor şi amidonului.

Boala întinderii se întâlneşte mai frecvent la pâinea albă, în timpul verii. După păstrarea pâinii proaspete 24-48 ore, prin ruperea pâinii se simte un miros caracteristic de pepene galben, miere sau de valeriană. Miezul pâinii este lipicios şi la rupere se întinde în fire şi din acest motiv această alterare a primit denumirea de „boală a întinderii”. Pe măsura dezvoltării bolii, mirosul se intensifică, devine putrid, iar miezul este cleios, îşi pierde structura poroasă şi apar goluri şi rupturi. Toate aceste modificări sunt datorate activităţii metabolice a bacteriilor sporogene, care îşi procură astfel substanţele nutritive şi energia necesară creşterii şi multiplicării lor.

Degradarea structurii normale a miezului se produce ca rezultat al capacităţii acestor bacterii de a hidroliza amidonul gelificat, până la dextrine şi glucide fermentescibile. Cantitatea de amidon, într-o pâine cu boala întinderii poate să scadă de la 63% cât conţine o pâine normală, până la valori de 16%. Bacillus subtilis posedă enzime proteolitice de tipul papainei, dipeptidaze şi polipetidaze, care pot să producă o hidroliză avansată a protidelor din miez, ceea ce determină formarea firelor la ruperea pâinii.

PROCESE MICROBIOLOGICE LA FABRICAREA PASTELOR FĂINOASEPastele făinoase se prepară din făină, apă, sare şi alte materii care se adaugă în vederea

măririi valorii nutritive a pastelor, deoarece produsele de măciniş utilizate la fabricarea lor sunt

lipsite de unii aminoacizi esenţiali ca triptofanul, lizina, valina şi treonina, aminoacizi care se găsesc în exces în protidele de origine animală. În procesul tehnologic, microorganismele aflate în făină şi cele din apă, sare, ingrediente, pot găsi condiţii de dezvoltare în timpul frământării, presării şi în primele etape ale procesului de uscare. La operaţia de presare granulele de amidon ale făinii îşi pierd parţial integritatea şi sunt mai uşor hidrolizate sub acţiunea enzimelor microbiene. Amidonul şi substanţele proteice ale făinii, datorită proprietăţilor higroscopice, leagă apa coloidal, încât aluatul de paste are o umiditate de 27-33%. La aceste valori ale umidităţii, în cazul întreruperii accidentale a fluxului tehnologic normal, există condiţii de multiplicare a microorganismelor.

Uscarea pastelor făinoase reprezintă faza finală a procesului. Ca urmare a temperaturilor de maximum 50ºC atinse la uscare, microorganismele existente nu sunt distruse, acestea trec într-o stare de anabioză. La sfârşitul uscării pastele trebuie să aibă umiditatea de 12% care le asigură conservarea un timp îndelungat. La depozitare, între umezeala relativă a aerului şi pastele făinoase se stabileşte o umiditate de echilibru; în condiţiile în care umiditatea în paste creşte peste 14-15%, microorganismele existente pe produs, pot să se dezvolte activ, dând alterări ale pastelor făinoase.

În afară de microorganismele componente ale microbiotei materiilor prime şi auxiliare folosite în reţeta de fabricaţie a pastelor făinoase şi care reprezintă ponderea cea mai ridicată, o sursă suplimentară o poate constitui aerul, utilajele, personalul.

Printre defectele de natură microbiologică care au loc la fabricarea pastelor făinoase, cel mai frecvent este acrirea pastelor, ca rezultat al multiplicării bacteriilor lactice care fermentează glucidele din făină cu formarea de acid lactic, produse secundare. În unele cazuri, acrirea pastelor este asociată cu apariţia pe suprafaţa lor a unor başicuţe de gaz, care diferă ca repartizare, dimensiuni şi densitate pe suprafaţă; prin spargerea lor, în masa de aluat rămân alveole.

În urma controlului microbiologic al macaroanelor cu ouă, în afară de bacterii organotrofe, au fost prezente bacterii producătoare de toxine. Astfel s-au identificat specii de Staphylococcus aureus şi din genul Salmonella, în cantităţi de 102-106ufc/g.

Mucegăirea pastelor făinoase poate avea loc în mod accidental la uscare, în cazul unor întreruperi ale procesului tehnologic, favorizată de umezeala relativă ridicată de 85-90% existentă în dulapurile de uscare, când temperatura nu depăşeşte valori de 45ºC. mucegăirea se mai pot produce şi în timpul depozitării, când umiditatea pastelor creşte peste 14-15%. În paste au fost depistate peste 79 de specii de mucegaiuri, reprezentante ale genurilor: Aspergillus, Penicillium, Rhizopus, Cladosporium, Spicaria. Dintre speciile izolate, în urma testării, lor, două specii aparţinând lui Aspergillus flavus, au produs aflatoxine.

PROCESE MICROBIOLOGICE LA FABRICAREA BISCUIŢILORLa fabricarea biscuiţilor, deşi microbiota aluatului este deosebit de variată, datorită

procesului de coacere la temperaturi ridicate şi dimensiunile reduse ale biscuiţilor are loc distrugerea tuturor microorganismelor prezente în aluat.

Unul din principalele defecte de natură microbiologică care se poate întâlni la fabricarea biscuiţilor, este apariţia în produsul finit, imediat după preparare, sau în timpul depozitării, a unui gust neplăcut de „săpun”, dacă grăsimea animală sau vegetală utilizată la obţinerea lor a suferit în prealabil o mucegăire.

Valoarea alimentară a produselor de panificaţie şi făinoase

Fiecare aliment se caracterizează printr-o anumită compoziţie chimică care-i determină valoarea nutritivă, valoarea energetică şi valoare biologică.

Valoarea nutritivă este o noţiune largă şi complexă care include:- conţinutul alimentului în factori nutritivi: proteine, glucide, lipide, vitamine, săruri

minerale etc;- calitatea nutrienţilor, cu implicaţii directe asupra biodisponibilităţii acestora;- raportul dintre nutrienţi sau dintre aceştia şi alţi componenţi;- calitatea senzorială a alimentului care determină secreţia sucurilor digestive şi implicit

asimilarea factorilor nutritivi pe care îi conţine.Valoarea energetică reprezintă cantitatea de energie rezultată în organism în urma

proceselor de ardere, care este determinată de aportul cantitativ al glucidelor, lipidelor şi proteinelor din compoziţia produsului alimnetar.

Valoarea biologică este reflectată de conţinutul în substanţe biologic active, indispensabile pentru organism, respectiv aminoacizi esenţiali, acizi graşi polinesaturaţi, vitamine, enzime, substanţe minerale.

Substanţele ce formează compoziţia chimică a alimentelor se pot clasifica, după provenienţă, în trei clase:

- substanţe native, ce formează componenţii de bază ai tuturor produselor alimentare, aflate în toate stadiile de prelucrare (materii prime, semifabricate, produse finite) şi care în funcţie de origine pot fi:

- substanţe de natură minerală (anorganică): apa, substanţele minerale;- substanţe de natură organică: proteine, glucide, lipide, acizi organici, substanţe

tanante, vitamine, substanţe colorante, enzime, uleiuri eterice etc;- substanţe încorporate, cunoscute şi sub denumirea de aditivi alimentari, folosite pentru

efectul lor tonifiant, organoleptizant sau conservant, care la rândul lor pot fi naturale sau de sinteză;

- substanţe accidentale, care ajung în mod întâmplător în compoziţia alimentelor, fiind reprezentate de:

- substanţe de poluare ce provin din aer, apă, de pe suprafaţa utilajelor sau a ambalajelor;

- substanţe rezultate în urma unor procese de degradare;- substanţe rezultate în urma unor interacţiuni dintre componenţi, pe durata proceselor

de prelucrare, păstrare sau conservare a alimentelor.Apa, prin prezenţa sa, determină calitatea şi influenţează stabilitatea produselor alimentare.

Este prezentă în toate produsele, în proporţii mai mari sau mai mici, cea mai mare parte provenind din materiile prime utilizate. La multe produse apa se adaugă în anumite faze ale proceselor tehnologice, iar în anumite situaţii serveşte pentru pregătirea materiilor prime în vederea prelucrării şi intervine în desfăşurarea proceselor tehnologice.

Apa utilizată la prelucrarea produselor alimentare şi la obţinerea preparatelor culinare trebuie să îndeplinească condiţia de potabilitate, respectiv:

- să îndeplinească condiţiile organoleptice impuse (incoloră, inodoră, insipidă);- să aibe caracteristizi fizico-chimice optime, corespunzând din punct de vedere al gradului

de impurificare şi al durităţii, în funcţie de scopul utilizării;- să corespundă normelor din punct de vedere biologic şi microbiologic;

Biochimia şi microbiologia produselor de panificaţie şi făinoase

Tema: Determinarea valorii nutritive a produselor de panificaţie1.Itemi obiectivi 1.1 Itemi cu alegere dualăÎncercuiţi litera A dacă afirmaţia este adevărată şi litera F dacă afirmaţia este falsăA F Prin transformarea principiilor energetice organismul îşi procură energia

necesarăA F Unele principii pot îndeplini atât rol energetic cât şi rol plasticA F Compoziţia majorităţii produselor alimentare este deosebit de simplă.A F Dintre principiile alimentare cele mai importante sunt substanţele minerale

1.2 Itemi de tip perecheStabiliţi corespondenţa prin săgeţi între noţiunile din coloana A şi noţiunile din coloana B.

A. Rolul principiilor alimentare B. Reprezentanţi

1. rol energetic2. rol plastic3. rol funcţional

a. vitamineb. protidec. lipide

1.3 Itemi cu alegere multiplăÎncercuiţi litera corespunzătoare răspunsului corect:

Glucidul care se găseşte în cantitatea cea mai mare în produsele e panificaţie este:a. glucoză b. lactoză c. amidon

2 Itemi semiobiectivi2.1 Itemi cu răspuns scurt:Care este grupa de produse alimentare cea mai bogată în calciu, fosfor şi fier?2.2 de completareCompletaţi spaţiile libere din textul de mai jos astfel încât afirmaţia să fie adevărată:

Alimentele sunt produse ....................... folosite de organism pentru formarea ţesuturilor ..................... , înlocuirea celor ......................... şi producerea energiei necesare .................. .

3 Itemi subiectivi3.1 Eseu structurat:

Valoarea nutritivă a făinii şi a pâinii albe simple a. Compoziţia chimică a făinii albe tip 650 şi a pâinii albe simpleb. Calcularea valorii nutritive a făinii albe tip 650 şi a pâinii albe simple.3.2 Eseu liberImportanţa consumului de produse de panificaţie pentru om.