Biotehnologii in industria laptelui si a produselor lactate

BIOTEHNOLOGII IN INDUSTRIA LAPTELUI SI A PRODUSELOR LACTATE

Laptele - este materie prima pentru obtinerea branzeturilor si a diferitelor produse lactate acide. Laptele pentru prelucrare poate sa fie de : - vaca , oaie , capra, bivolita.

COMPOZITIA CHIMICA A LAPTELUI DE VACA:

Glucide solubile (aprox 5% )- predomina lactoza si galactoza.

Lipide (aprox 4%)aflate in emulsie .

Substante azotate (aprox. 3%)reprezentate de cazeina (fosfoproteina),proteine (lactoalbumine, lactoglobuline , imunoglobuline) si azot neproteic (uree, acid uric).

Saruri minerale (aprox. 1%)de Ca ,P ,K, Na, Mg ,Fe, Zn, Al,Cu,I.

Biocatalizatori (in urme ) reprezentati de vitamine (A;D;E;K; C;PP, complex B) si de enzime (proteaze,fosfaze,lipaze,peptidaze,cataliza etc.)

Pot aparea o serie de enzime de la microorganismele contaminate , sau de la selectii produse de glanda mamara bolnava.

Tehnologia de prelucrare a laptelui si obtinerea diferitelor produse din acestea este cunoascuta de mii de ani. La baza obtinerii diferitelor produse se afla fermentatia lactica, (provocata de bacteriile lactice )prin care glucidele din lapte (lactoza,galactoza,glucoza)sunt transformate in acid lactic.

Reactia chimica principala este:

C₁₂H₂₂O₁₁----------4CH₃-CH--COOH

OH

LCTOZA ACID LACTIC

Fermentatia lactica este insotita, uneori si de diferite tipuri de fermentatii nelactice(butirica , propionica).

Tehnologia de prelucrare al laptelui pentru obtinerea branzeturilor este cunoscuta de peste 4000 de ani dar, a suferit treptat perfectionari. In prezent , in lume se fabrica aprox. 900 de sorturi de branza.

Tipuri de branzeturi:

Pe plan mondial se fabrica 5 tipuri de branzeturi , in functie de tipul de MO folosite la prepararea lor:

• Branza alba : Telemea , Cottage -Franta, Mascarpone,Ricotta-Italia
• Branzeturi cu pasta foarte tare: Cascavalul Parmezan-italia
• Branzeturi cu pasta tare: Cascaval Schweizer(Emmenthal)-Elvetia, Cascavalul Cheddar-Anglia, Cascavalul Colby-SUA, Cascavalurile olandeze -Edam si Gouda.
• Branzeturi cu pasta semitare: Roquefort- Franta,Gorgonzola-Italia, Munster-Germania, Branzeturi cu pasta albastra-Franta.

OPERATIILE DE BAZA ALE PRODUCERII BRANZETURILOR.

Controlul calitatii laptelui-Normalizarea laptelui--- Pasteurizarea,racirea--- Insamantarea--- Maturarea laptelui---Coagularea laptelui ---Prelucrarea coagului--- Maturarea branzeturilor.

Calitatea branzeturilor depinde de :

modul de colectare a laptelui ,

modul de executare a operatiilor tehnologice,

depozitarea produselor finite.

Pasteurizarea (incalzirea laptelui >60⁰ C) se face pentru distrugerea microflorei daunatoare: bacilul tuberculozei, bacterii din genul Clostridium - care pot provoca defectele de balonare a branzeturilor

Insamantarea se realizeaza dupa pasteurizare, cu culturi starter de productie de bacterii lactice:- Streptococcus lactis , Str. cremoris , Str. diacetilactis : la Branza alba , la branzeturile cu pasta moale , semitare ,tare si foarte tare.

Leuconostoc citrovorum si Leuconostoc dextranicum la Branza alba.

Lactobacillus casei, L. bulgaricus, L. helveticus, la branzeturile cu pasta tare si foarte tare.

MO care se adauga specific pentru diferitele tipuri de branzeturi:

la prepararea Branzei Camembert (care are o anumita aroma , culoare gri-alburie sau rosiatica) se utilizeaza spori din mucegaiul Penicillium camemberti.

la prepararea Branzei Roquefort (din lapte de oi , de culoare albastruie )se utilizeaza spori din mucegaiul Penicillium Roqueforti si drojdia Candida.

MO adaugate produc o serie de procese in lapte:

transforma Lactoza in acid lactic , cu acidifierea mediului

produc arome (diacetil , acetoina)

produc proteoliza , cu rol in maturarea branzei etc.

Maturarea laptelui insamantat:

laptelui supus maturarii i se adauga clorura de calciu (50ml 40% la 100 l lapte)pentru imbunatatirea coagularii si evitarea defectelor de textura ale casului . Acest adaos mareste aciditatea laptelui.

In functie de tipul de branza se mai pot adauga , in aceasta etapa ,coloranti , decoloranti azotat de K impotriva bacteriilor contaminate . maturarea se face prin stocarea laptelui 40 min. la temp. De aprox. 25-42⁰ C sau max. 24 de ore la 10⁰ C.

Coagularea laptelui conduce la separarea cazeinei . Cazeina, aflata sub forma de cazeinat de Ca se transforma in forma insolubila paracazeinat de Ca. Dupa coagulare se obtine branza cruda, la care se adauga sare , in functie de varietatea de branza.

Coagularea se face prin :

acidifierea mediului (cu ac. Lactic provenit de la bacteriile lactice)

folosirea cheagului de vitel sau miel neantarcat (extras din stomac).Cheagul contine chimozina si pepsina.

preparate enzimatice de natura microbiana : - fungice (Mucor miechei ,Mucor pusillus)sau

- bacteriene (Bacillus polymixa).

In practica se utilizeaza si amestecul de cheag de origine animala si preparate enzimatice microbiene.Biotehnologiile moderne utilizeaza enzime de coagulare obtinute prin clonare.

Maturarea branzeturilor-presupune cresterea aciditatii , prin transformarea lactozei in acid lactic , cu degajare de CO₂   aparand ochiuri de fermentatie. Enzimele hidrolizeaza lipidele la acizii grasi ti proteinele pana la aminoacizi definitivandu-se astfel gustul , aroma,textura si consistenta.

Aroma branzeturilor se datoreaza si combinatiilor cu S care se formeaza cat si aldehidelor si cetonelor , esteri ,amine ,lacctone, fenoli alcooli etc.

Durata maturarii depinde de sortimentul de branza :

mai scurta la branzeturile moi,

la branzeturile in saramura de max. 3 sapt.

la cele semimoi de max. 5 sapt.

iar la branzeturile tari 2-4 luni.

Depozitarea branzeturilor determina definitivarea maturarii finale.

maturarea se face pe stelaje , la 15-26 ⁰ C , in functie de marimea calupului : temperaturi mai mari pentru calupuri mai mari.

umiditatea se regleaza in functie de varietatea de branza : branza cu mucegai necesita temp. mai ridicate.

in aceasta etapa branaeturile trebuie intoarse pe toate partile , periodic .

la pastele moi se intinde mucilagiul format la suprafata .

multe cascavaluri se parafineaza , se cereaza la suprafata si se ambaleaza in folii metalice sau de plastic.

Produse lactate acide : iaurt , lapte batut , chefir ,lapte acidofil.

Produsele lactate acide: obtinerea acestora este cunoscuta de foarte multi ani , traditia fabricarii iaurtului , de exemplu , fiind legata de Asia Centrala.

Laptele -este materie prima pentru obtinerea produselor lactate acide

si trebuie sa fie de foarte buna calitate.

Laptele pentru prelucrare poate sa fie de - vaca , oaie, capra, bivolita. Aceste produse rezulta prin fermentarea lactica a lactozei , sub influenta bacteriilor lactice.

C₁₂H₂₂O₁₁----------4CH₃-CH--COOH

OH

LCTOZA ACID LACTIC

La obtinerea acestor produse se utilizeaza culturi starter de productie sau maiele.

Tipuri de iaurturi ,dupa continutul de grasimi:

- dietetic : 0,1% lipide

- obisnuit : 2,8% lipide

- extra : 4% lipide

Culturi starter de bacterii lactice utilizate la fabricarea iaurturilor.

Lactobacillus bulgaricus

Strepoococcus thermophillus

Operatii de baza ale producerii sortimentelor de iaurt.

Controlul calitatii laptelui

Normalizarea laptelui ,omogenizarea

Adaosuri (zahar,pectine,sucuri de fructe)

Pasteurizarea

Concentrare (facultativ)

Racire

Insamantare

Ambalare

Termostatare(fermentare)

Omogenizare energetica sau

Agitare(facultativa)

Racire lenta

Depozitare

Livrare.

Principiul tehnologiei de obtinere a iaurturilor.

Laptele normalizat:

este pasteurizat la 85-95 ⁰ C , timp de max. 2-3 min.

se raceste la 40-45 ⁰ C ,

se insamanteaza cu culturile starter,

se distribuie in ambalaje si se termostateaza la temp. 42-45 ⁰ C , aprox 3 ore , pentru fermentare.

Produsul fermentat se raceste lent pentru intarirea coagulului .

Depozitarea iaurtului obtinut se face la 2-4⁰ C.

Alte tipuri de iaurturi se prepara asemaaator , cu mici deosebiri:

- iaurturile crema contin stabilizatori si dupa fermentare sunt omogenizate puternic , pentru obtinerea cremeni.

- iaurtul cu aroma de fructe contine adaos de zahar , lapte praf ,pectine , coloranti sintetici si naturali ,gelatina si smantana pentru finete.

iaurturile cu coagul fluid (iaurturi de baut)se obtin prin omogenizarea coagului in timpul racirii.

Chefirul - este originar din Coaucaz este cremos , alb-galbui , cu gust acrisor , putin intepator, putin alcoolizat (0,8%).

Obtinere: - prin fermentatia laptelui (lactica si alcoolica) provocata de granula de chefir (1-2 cm) care contine cazeina ,bacterii lactice , bacterii acetice si drojdii.

Bacteriile lactice:

Lactobacillus lactis, Lactobacillus brevis , Lactobacillus casei , Lactobacillus kefir,Lactobacillus bulgaricus, acidophillus,

- Lactococcus lactis , Lactococcus cremoris , diacetilactis.

- Leuconostoc cremoris

- Streptococcus thermophillus

Bacterii acetice: - Acetobacer aceti, Acetobacer rasens.

Drojdii : - Kluyveromyces lactis , Kluyveromyces fragilis.

Candida kefir

Torulopsis holmii

Tehnologia de obtinere a chefirului este mai complicata decat cea a iaurturilor deoarece presupune si etapa de obtinere a granulelor de chefir.

Laptele acidofil:- este obtinut prin fermentatia lactica a laptelui .Continutul de grasimi : aprox 2.5% . Produsul este cremos , de culoare alba , cu gust acrisor specific.

Cultura starter de productie : - Lactobacillus acidophillus

Tehnologia de obtinere este asemanatoare obtinerii iaurtului.

Avantajele consumarii produselor lactate acide , fata de laptele proaspat:

au digestibilitate mare , fiind usor tolerante si de persoanele care prezinta intoleranta la lactoza (au un deficit de lactaza intestinala) si sunt recomandate in numeroase afectiuni , mai ales ale sistemului digestiv cat su in starile de covalescenta.

sunt bogate in enzime si vitamine , castigate prin culturile microbiene utilizate in fermentatii

procesul de absorbtie la Ca si P se face accelerat in mediul acid.