Fig 2. Dezvoltarea Fig. 2. Dezvoltarea cocilor si

9 bacililor in iaurt (starter)

termostatat la 45⁰ C, in

lapte incalzit la

temperatura ridicata

8 (inoculare cu 2,5 N/ml)

7

2,5 ore

durata termostatarii

Durata termostatarii. O durata scurta a termostatarii, avand drept consecinta o aciditate scazuta, determina o proportie prea mare de streptococi in iaurt. Transferul repetat al culturii starter dupa o durata redusa de termostatare, poate determina o disparitie a lactobacililor din cultura. Dimpotriva, un timp lung de termostatare produce o crestere a preponderentei lactobacililor in cultura starter si iaurt.

Procentul de inocul. Prin cresterea proportiei de inocul se mareste viteza de producere a acidului lactic. Aciditatea la care cocii se dezvolta mai incet poate fi ridicata mai devreme, astfel incat are loc o crestere a numarului de lactobacili (la aceeasi durata de termostatare). La un procent scazut de inoculum proportia intre bacterii evolueaza in favoarea cocilor.

Temperatura de termostatare. Lactobacilii au o temperatura optima de termostatare mai mare decat cocii. Termostatarea la o temperatura usor peste 45⁰ C determina un raport in favoarea bacililor iar incubarea la o temperatura sub aceasta valoare favorizeaza dezvoltarea streptococilor.

Fara indoiala, o proportie corecta intre speciile de bacterii poate fi mentinuta, sau restabilita daca este nevoie, prin alegerea unor conditii corecte de dezvoltare. In mod obisnuit,culturile starter concentrate sunt utilizate intensiv, asigurand o compozitie bacteriana corecta a culturii starter.

1.2. Substante de gust si aroma in iaurt

S. thermophilus si L. Delbrueckii ssp. bulgaricus formeaza in cursul fermentatiei, substante care contribuie atat la gustul si aroma iaurtului, cat si la structura si consistenta acestuia. Componentele cu influente majore sunt urmatoarele:

Acidul lactic. Ambele bacterii formeaza acid lactic din lactoza. Galactoza

rezultata prin descompunerea lactozei ramane netransformata, astfel incat concentratia molara a galactozei creste pe masura ce continutul de lactoza se reduce.

Cea mai mare parte a glucozei este transformata pe cale homofermentativa. S. thermophilus formeaza acid lactic L(+) iar L. Delbrueckii ssp. bulgaricus acid lactic D(-). Izomerii sunt produsi in cantitati aproximativ egale. De asemenea, se produc CO₂, acid acetic si etanol insa in cantitati reduse. Concentratia de acid acetic din iaurt este de 0,03-0,05 kg/m³ (0,5-0,8 mM) iar de etanol de 0,01-0,04 kg/m³ (0,2-0,7 mM). Etanolul are un prag de recunoastere/detectie ridicat si in consecinta nu contribuie la aroma iaurtului. In mod normal continutul de acid lactic este de 0,7-0,8% (80-100 mM).

Aldehida acetica. Aceasta substanta este esentiala pentru aroma caracteristica a

iaurtului. Majoritatea este formata de lactobacili, avand ca precursor important treonina,aflata in concentratie relativ redusa in lapte. Treonina rezulta si din proteoliza determinata de lactobacili. Continutul de aldehida acetica din iaurt este de 10 mg/kg (0,2 mM).

Diacetilul. S. thermophilus si intr-o masura mai redusa, L. Delbrueckii ssp.

bulgaricus formeaza diacetil pe aceeasi cale ca si leuconostocii sau Lactococcus lactis ssp. lactis biovar. diacetilactis. Bacteriile din iaurt nu pot descompune acidul citric. Prin urmare, acidul piruvic format prin fermentatia lactozei este singurul precursor al diacetilului. Continutul de diacetil din iaurt este cuprins intre 0,8 si 1,5 mg/kg (0,01-0,02 mM).

Polizaharide. Bacteriile din iaurt pot forma un strat "filamentos" (glicocalix),

care consta in esenta din lanturi de polizaharide, format din galactoza si alte glucide. Acestea pot fi partial secretate in lichid fiind numite expopolizaharide (EPZ).

Polizaharidele au un rol important pentru consistenta iaurtului, in special pentru tipul de iaurt fluid. Desi diferite tulpini bacteriene prezinta o variatie a cantitatii de polizaharide produse, nu este stabilita o corelatie stransa cu consistenta iaurtului.

Detalii privind producerea de EPZ de catre culturile starter si influenta acestora asupra calitatii PLF, sunt prezentate in cap. 3.

1.3. Tipuri de iaurt

Iaurtul este, fara indoiala, cel mai cunoscut produs lactat fermentat. Pe plan mondial, consumul de iaurt a crescut de-a lungul anilor si este inca in crestere in multe tari. Astazi, se produce o varietate mare de sortimente de iaurt, care se diferentiaza intre ele prin consistenta, gust si aroma. Vascozitatea si textura iaurtului pot varia considerabil de la un produs la altul. Toate acestea pot fi simple (naturale) sau cu diferiti aditivi (fructe si arome).

Principalele caracteristici tehnologice ale tipurilor de iaurt sunt:

iaurtul coagulat este termostatat si racit in ambalaje dupa dozare;

iaurtul fluid este coagulat in tancuri si racit inainte de ambalare;

iaurtul-bautura se bazeaza pe tehnologia iaurtului fluid;coagulul fiind amestecat,

omogenizat si racit inaintea ambalarii;

iaurtul congelat este termostatat in tancuri si congelat prin procedee asemanatoa-

re inghetatei;

iaurtul concentrat este termostatat in tancuri, concentrat si racit inaintea

ambalarii.

Procesele de obtinere a acestor tipuri de iaurt sunt prezentate schematic in figura 3. (Dairy Handbook Tetra Park, 1995).

Toate tipurile de iaurt trebuie sa aiba un aspect neted, stralucitor si un gust proaspat, acru si aromat. p_H-ul final trebuie sa fie cuprins intre 4÷4,

Caracteristicile cele mai importante ale iaurtului sunt proprietatile reologice ale produsului, incluzand consistenta si vascozitatea.

1.4. Factorii care influenteaza calitatea iaurtului

Pentru realizarea practica a unui iaurt de calitate superioara trebuie intrunite o serie de conditii de calitate ale materiei prime si tehnologice.

Prepararea culturii starter trebuie sa se faca in conditii riguroase de igiena, laptele destinat iaurtului trebuie sa fie tratat preliminar intr-un mod special, iar tratamentul mecanic al coagulului obtinut trebuie sa fie cat mai delicat. Scopul celor mai multi producatori, atat pentru iaurtul fluid cat si coagulat, este de a obtine o vascozitate ridicata, un produs stabil, cu o textura si aroma buna si de a atinge randamente ridicate. Exista multi factori care trebuie considerati cu scopul de a atinge aceste obiective. Dintre acestia se mentioneaza:

Alegerea laptelui materie prima

Standardizarea compozitiei laptelui

Aditivii laptelui

Dezaerarea

Omogenizarea

Tratamentul termic

Alegerea, prepararea si utilizarea culturii starter

Fermentarea laptelui

Proiectarea instalatiilor si a sectiei de fabricatie

Conditii pentru laptele materie prima

Laptele destinat fabricarii iaurtului trebuie sa fie de calitate bacteriologica ireprosabila avand un continut redus de microorganisme. De asemenea, acest lapte nu trebuie sa contina substante care sa impiedice dezvoltarea normala a bacteriilor din cultura starter ca antibiotice bacteriofagi, resturi de detergenti si antiseptici utilizati la spalarea si dezinfectarea instalatiilor si ambalajelor.

Fermierul trebuie sa obtina laptele destinat productiei de iaurt de la animale selectionate si controlate permanent sub aspect sanitar-veterinar. Laptele materie prima trebuie analizat fizico-chimic si microbiologic cu deosebita atentie la fabrica.

Standardizarea compozitiei laptelui

Materia prima pentru fabricarea iaurtului este, in mod obisnuit, laptele de vaca integral (cu peste 3,5% grasime) sau degresat (0,5÷1% grasime) dar, in acest scop, poate fi folosit si laptele altor specii (oaie, bivolita, etc.). De asemenea, poate fi utilizat si lpatele de capra dar, datorita concentratiei ridicate de α-cazeina, coagulul format in cursul fermentatiei este mai moale decat in cazul altor tipuri de lapte. Iaurtul din lapte de capra este destinat in special persoanelor care prezinta alergie la laptele de vaca.

Concentratia de grasime din lapte trebuie corelata cu gustul si/sau cererile pietei si cu valoarea optima a substantei uscate negrase (SUN). In laptele de vaca, nivelul SUN este de 8,5÷9% din care aproximativ 4,5% este lacoza, 3,3% proteine (2,6% cazeina si 0,7% proteine din zer) si 0,75% saruri minerale. Fiecare dintre aceste componente sunt vitale pentru obtinerea unui iaurt corespunzator: lactoza reprezinta sursa de energie pentru bacteriile lactice, proteinele si substantele minerale (calciu, fosfor) asigura structura de baza a gelului. Insa, concentratia de SUN din laptele lichid nu este suficienta pentru ca produsul finit sa prezinte o strucura/consistenta corespunzatoare. Datorita acestui fapt, o etapa importanta in procesul de fabricatie consta in cresterea valorii SUN intre 12 si 17%. Concentratia de SUN depinde de tipul iaurtului fabricat. Astfel, laptele destinat fabricatiei unui iaurt de calitate superioara, de exemplu iaurt natural coagulat, trebuie sa contina 17% SUN, pe cand nivelul standard dintr-un iaurt fluid cu fructe este de 14% SUN.

In mod obisnuit, cu scopul de a obtine o structura convenabila a gelului si o consistenta tipica, continutul natural de SUN din lapte este marit cu 1-3%. Valoarea SUN din lapte poate fi usor controlata prin determinarea densitatii care trebuie sa prezinte o valoare intre 1,035 si 1,60 g/ml. Iaurtul din laptele degresat sau cu un continut redus de grasime are un coagul mai moaledecat cel obtinut din lapte integral, astfel incat, in acest caz, continutul de SUN trebuie sa creasca mai mult. Continutul de SU din lapte este reglat in fazele finale ale procesului de pregatire in vederea insamantarii cu cultura bacteriana prin indepartarea partiala a apei (concentrarea termica sau separare prin membrane) sau prin adausul substantei uscate din lapte (lapte praf, lapte concentrat, cazeinati, coprecipitate proteice, CPL, CPZ).Prin cresterea substantei uscate negrase (SUN), in special a concentratiei de cazeina si proteinele zerului, se obtine o vascozitate si o stabilitate mai mare a iaurtului. Aceasta crestere poate fi realizata prin unul din procedeele urmatoare:

concentrare termica;

adaugare de lapte praf sau lapte concentrat;

adaugare de cazeinat/coprecipitat proteic/concentrat proteic UF;

osmoza inversa.

Indepartarea apei prin concentrare. Apa este indepartata in instalatii de concentrare

sub vid, astfel incat laptele este tratat la temperaturi mai moderate, realizandu-se eliminarea apei cu consumuri mai reduse de energie. In figura 4. se prezinta schema instalatiei Gerbig utilizata pentru concentrarea laptelui destinat fabricarii iaurtului. Apa este eliminata la temperaturi de 70-80⁰ C.

Adausul de lapte praf sau lapte concentrat. In cazul adoptarii acestei variante

tehnologice, laptele degresat praf obtinut prin pulverizare este reconstituit intr-o vana la temperatura de 40⁰ C intr-o proportie de 1/5 si produsul obtinut este adaugat laptelui pentru iaurt sub agitare. Printr-o dozare continua a acestui amestec in fluxul de lapte se asigura o distributie omogena a ingredientelor adaugate.

Calculul cantitatilor care trebuie adaugate se face pe baza datelor din cap. 14.9.

Alt calcul aproximativ poate fi efectuat folosind titrul proteic, in care un adaus de 1% lapte praf determina o crestere de 0,3% preoteina.

Laptele praf poate fi inlocuit cu lapte concentrat; acest procedeu este utilizat in principal in fabrici in care laptele este concentrat pentru produse cu durata lunga de conservare.

Dupa cresterea densitatii laptelui prin adaus de lapte praf sau concentrat, laptele pentru iaurt este pasteurizat.

Indepartarea apei prin separarea prin membrane. In acest proces SU este marita

prin ultrafiltrare, sau in lapte este adaugat retentatul-UF. Cand se concentreaza intreaga cantitate de lapte, se practica un factor de concentrare de 1,4.

Produsul rezultat prezinta o buna capacitate de acidifiere cu toate ca prin UF, proportia de lactoza este redusa, iar iaurtul obtinut are o consistenta relativ ferma. Adausul de retentat este comparabil cu cresterea de SU prin utilizarea laptelui concentrat.

De obicei, SUN din lapte este marita cu 1÷3%. Laptele destinat iaurtului este de obicei standardizat la un continut de grasime ce variaza intre 0,1 si 4%. Cu cat continutul de grasime este mai scazut cu atat sensibilitatea coagului la tratamentele tehnologice va fi mai mare. Pentru a atenua aceasta sensibilitate, SUN este adesea mai mare in iaurtul din lapte degresat decat in iaurtul din lapte cu continut de grasime ridicat.

De regula, in intreprinderile mici, cresterea concentratiei de SUN este realizata prin adaugare de lapte degresat praf, in timp ce in fabricile mari acest efect este obtinut prin concentrare sub vid sau prin ultrafiltrare.

Procedeul utilizat influenteaza compozitia si caracteristicile iaurtului. Astfel, adaosul de lapte degresat determina cresterea concentratiei tuturor componentelor SUN, evaporarea sub vid determina concentrarea in egala masura a constituentilor laptelui, iar ultrafiltrarea produce o crestere selectiva a proportiei de proteine si grasime (cap. 7).

Aceste influente pot afecta, intr-o anumita masura, proprietatile senzoriale ale iaurtu-lui, dar alegerea practica a procedeului utilizat este conditionata de consideratii economice.

Dezaerarea laptelui

La fabricarea produselor din lapte fermentat, continutul de aer in lapte va fi cat se poate de scazut. Sub aspect practic, incorporarea aerului in lapte este de neinlaturat, mai ales cand SUN este marita prin adaugarea laptelui praf. In acest caz, se recomanda dezaerarea laptelui. Dezaerarea va avea loc intr-o faza anterioara procesului de pasteurizare.

Avantajele obtinute prin dezaerarea laptelui sunt:

imbunatatirea conditiilor de lucru a omogenizatorului;

marirea eficientei pasteurizarii laptelui;

dezodorizarea (eliminarea substantelor nedorite de gust si miros);

imbunutatirea stabilitatii si a vascozitatii iaurtului.

Dezaerarea se realizeaza la o presiune de 0,7-0,8 bar si 70-75⁰ C.

Cand cresterea de substanta uscata se efectueaza prin vaporizare are loc un efect

simultan de dezaerare a laptelui.

Omogenizarea laptelui

Dupa ce s-a atins nivelul dorit de SUN, laptele integral este omogenizat la 58÷60⁰C si la o presiune de aproximativ 13-20 MPa (130-200 bar). In cazul laptelui degresat omogeniza-rea este deseori considerata optionala daca stabilizatorul a fost adaugat in faza de crestere a SUN. Efectul omogenizarii este de a reduce dimensiunea globulelor de grasime din lapte sub 2,0μm, ceea ce are urmatoarele consecinte favorabile:

previne separarea smantanii in timpul termostatarii iaurtului coagulat fabricat

din lapte integral;

intensifica gradul de alb al iaurtului natural prin cresterea dispersiei luminii de

catre globulele mici de grasime;

imbunatateste vascozitatea iaurtului fluid datorita intensificarii fenomenului de

absorbtie a globulelor de grasime pe micelele de cazeina.

In plus, omogenizarea, pe langa ca asigura incorporarea tuturor ingredientelor solide, reduce concomitent riscul fenomenului de sinereza in iaurtul coagulat.

Uneori se prectica numai "omogenizarea smantanii" proces denumit si "omogenizare partiala" astfel protejandu-se micelele de cazeina de fragmentari care conduc la obtinerea unui iaurt cu coagul moale.

Se cunosc si procedee de omogenizare realizate la 85÷90⁰ C si presiuni de aproximativ 250 bar. Omogenizarea se poate efectua inainte de pasteurizarea propriu-zisa. In acest ultim caz, se obtine o consistenta mai buna a iaurtului, insa exista riscul recontaminarii microbiene.

La fabricarea iaurtului de baut, o a doua omogenizare, dupa formarea acidului, determina obtinerea unei consistente uniforme cu o dimensiune redusa a particulelor si o distributie omogena a aditivilor.

Tratamentul termic al laptelui

Laptele pentru iaurt trebuie pasteurizat in conditii standardizate. Procedeul HTST conventional nu produce denaturarea proteinelor din zer necesara pentru o buna consistenta a coagulului, astfel incat tratamentul termic recomandat este la temperaturi si o durata de mentinere superioare acestui regim. Proteinele denaturate din zer limiteaza sinereza impiedicand separarea zerului din coagul.

O incalzire suplimentara poate inactiva germenii de recontaminare, marind gradul de inocuitate a produsului si asigurand o mai buna dezvoltare a microflorei iaurtului.

1. Se omogenizeaza numai smantana separata care este apoi adaugata intregii cantitati de lapte.

2 .Omogenizarea partiala este realizata astfel: smantana este amestecata cu o cantitate de lapte degresat rezultand un continut de 13-20% grasime si un volum de 20-27% din cantitatea totala de lapte. Acest amestec este omogenizat intr-o singura etapa la 130 bar sau in doua etape la 150 bar si 30 bar la temperaturi de 50-70⁰.

Tratamentul laptelui destinat fabricarii iaurtului are urmatoarele efecte:

reducerea numarului total de germeni din lapte (si distrugerea bacteriilor

patogene) astfel incat se asigura conditii optime pentru dezvoltarea bacteriilor din cultura starter;

modificarea proprietatilor fizico-chimice ale cazeinelor si denaturarea

proteinelor zerului; sub forma denaturata proteinele zerului si, in particular, β-lactoglobulina se ataseaza de micelele de cazeina;

Obtinerea unui produs cu coagul ferm si mai stabil.

Combinatia temperatura/timp cea mai folosita este 90⁰C/5 minute. In aceste conditii de tratament termic, proteinele zerului sunt denaturate in proportie de 90-100%, conferind coagulului o capacitate ridicata de a lega apa. Trebuie sa subliniem ca un tratament termic prea intensiv, de exemplu UHT, are un efect negativ asupra coagulului comparativ cu tratamentul 90⁰/5 minute (cap. 4.1.).

Totusi, pasteurizarea poate fi inlocuita fie cu sterilizarea laptelui (135÷140⁰ C, cateva secunde), prin injectie directa cu abur sau printr-o incalzire indirecta. In acest caz, se constata o vascozitate mai redusa a produsului.

Pasteurizarea este realizata in instalatii cu placi prevazute cu sector de mentinere, sau in tancuri echipate cu agitatoare.

Aditivi folositi in fabricatie

In productia de iaurt conventional sau diverse tipuri de iaurt (de ex. iaurt cu fructe) se folosesc ingrediente care trebuie sa prezinte un gust si o aroma placute, dar care nu mascheaza aroma specifica a iaurtului.

La fabricarea iaurtului se pot folosi ca aditivi stabilizatori, substante de indulcire si, eventual, vitamine, in conformitate cu reglementarile din fiecare tara.

Stabilizatorii sunt utilizati pentru imbunatatirea structurii si a consistentei iaurtului deoarece, fiind coloizi hidrofili, sunt capabili sa lege apa. Ei maresc vascozitatea si contribuie la prevenirea separarii zerului din iaurt. Tipul de stabilizator si proportia in care este adaugat trebuie sa fie determinate experimental de fiecare producator, pentru conditiile concrete de fabricatie. Daca se foloseste un stabilizator nepotrivit sau intr-o doza prea mare, produsul poate prezenta o consistenta si o structura tare, cauciucoasa.

Datorita caracterisitcilor fizico-chimice, hidrocoloizii sunt aditivi utilizati pe scara larga in industria alimentara. Ei sunt substante macromoleculare si hidrofile, solubile in apa sau faza apoasa, pot fi dispersate si absorb apa determinand formarea unor solutii cu vascozitate mare, suspensii sau geluri la concentratii foarte reduse. Hidrocoloizii sunt utilizati pentru urmatoarele efecte: modificarea consistentei sau realizarea si mentinerea unei texturi definite (ingrediente pentru cresterea vascozitatii, agenti de legare, stabilizatori, agenti de gelifiere, emulgatori).

Aproape toti hidrocoloizii importanti sub aspect tehnologic sunt de origine vegetala sau animala. In continuare sunt mentionati cativa mai importanti (Florea, 2001):

a) Pectine, polizaharide cu grad ridicat sau redus de esterificare, obtinute in general din mere si reziduuri de citrice.

b) Polizaharide si seminte de leguminoase (galactomanani); faina de caroba.

c) Extracte de plante, de exemplu guma arabica, guma ghatti si altele.

d) Extracte din alge rosii ca agar-agar, carrageenan, furcelaran sau din alge brune ca alginatul.

e) Amidon si derivati ai amidonului; amilopectina si amiloza, amidon de cartofi, orez, porumb si altele.

f) Derivati semisintetici ai celulozei: eterul alchilceluloza, carboximetil celuloza de sodiu (CMC).

g) Polizaharide de fermentatie din reactii microbiologice; xanthan.

h) De origine animala, gelatina, cazeinati, coprecipitate proteice.

Criteriile pentru alegerea hidrocoloizilor sunt proprietatile functionale si pretul acestora. Pe scara relativ larga este utilizata gelatina obtinuta din piele de porc prin preluare acida (tip A) sau din piele si oase de bovine prin prelucrare alcalina (tip B). Compozitia gelatinei este: proteina 84-86%, minerale max. 2,5%, apa 8-12%. Aparitia encefalopatiei spongiforme bovine (boala vacii nebune) a determinat interzicerea utilizarii gelatinei de bovine pentru a preveni riscul raspandirii bolii.

Punctul izoelectric are o importanta tehnica majora; el este intre p_H 8 si 9 pentru tipul A si p_H 4,8 si 5,4 pentru tipul B. Valorile de p_H ale produsului si gelatinei trebuie sa fie in domenii diferite, ceea ce inseamna ca pentru produsele lactate se utilizeaza in special gelatina de tip A. Gelatina este comercializata sub forma de pulbere sau granulara, cu proprietati instant si dimensiunea particulelor intre 0,1-10 mm.

Pentru utilizare in procesul de productie se prepara o solutie apoasa prin dizolvare intr-un volum 5-10 ori apa calda (aprox. 60⁰). Solutiile de gelatina trebuie utilizate intre 55-65⁰C, imediat dupa preparare.

O serie de cercetari au urmarit influenta unor preparate de amidon modificat si a unor combinatii intre diverse tipuri de amidon (de porumb, tapioca) si hidrocoloizi (pectina, gelatina, etc) asupra caracteristicilor iaurtului (vascozitate, consistenta, textura, gust, depozitare, stabilitatea la congelare-decongelare (Doreau, 1984).

S-a constatat ca amidonurile speciale imbunatatesc structura, vascozitatea si durata de pastrare atat a iaurtului coagulat cat si fluid.

Tipurile de amidon din porumb cerat au determinat nivele mai mari de onctuozitate si cremozitate, iar amidonurile modificate pe baza de tapioca determina o usoara aparenta lichida in comparatie cu produsele de amidon mentionate anterior.

Iaurtul cu adaos de amidon modificat prezinta o buna stabilitate: la 3 saptamani de la fabricatie, textura a fost comparabila cu cea inregistrata dupa cateva zile. Amidonurile din porumb cerat asigura stabilitatea texturii, prevenind exudarea zerului din coagul. Viteza de acidifiere in cursul fermentarii nu este afectata in mod semnificativ de prezenta amidonului in PLF.

Referitor la congelarea-decongelarea iaurtului, s-a stabilit ca produsul care contine amidon N-Lite D (porumb cerat) a ramas stabil in urma acestui tratament , in timp din formula standard se elimina pana la 18% zer concomitent cu o reducere a vascozitatii de pana la 90%. Rezulta de aici ca amidonul mentionat este rcomandat pentru folosire la fabricarea iaurtului congelat.

Referitor la interactiunea dintre amidonul N-Lite D si gelatina in fabricarea iaurtului cu continut redus de grasime, la 3 zile de la fabricatie, s-a constatat o vascozitate superioara in comparatie cu proba martor. In studii privind interactiunea pectinei cu lapte praf si amidon, s-a constatat ca o concentratie de 1% amidon Hi Flow (porumb cerat) creste vascozitatea in mod semnificativ, in special la valori scazute ale SU din lapte si pectina si transmite iaurtului o structura onctuoasa, catifelata, prevenind sinereza. Prin cresterea SU din lapte s-a imbunatatit vascozitatea si structura coagulului. S-a stabilit ca se poate obtine acelasi nivel al vascozitatii fie cu 12% SU din lapte si 0,85% amidon Hi Flow, fie cu 15% SU din lapte si 0,22% amidon Hi Flow. Astfel, este posibil sa se reduca SU din lapte si implicit costurile fabricatiei. Utilizand o concentratie de 0,2% pectina nu se previne sinereza si se formeaza o structura granulara a coagulului. In schimb, calitatea iaurtului poate fi imbunatatita daca la 13,8% SU din lapte se foloseste amidon Hi Flow 0,5% si o cantitate redusa (0,1 de pectina). In sfarsit, intr-un studiu privind iaurtul cu fructe (Doreau, 1984) s-a utilizat amidon modificat conventional si amidon modificat Purity W (highly cross-linked). Valoarea vascozitatii a fost masurata dupa 4 si 19 zile de la fabricatie, constatandu-se ca in produsele cu Purity W, vascozitatea a fost cu 10% mai mare decat martorul obtinut cu amidon conventional.

In produsele cu fructe, Purity W asigura optimizarea consistentei PLF concomitent cu imbunatatirea stabilitatii in timp prin reducerea variatiei de textura.

Iurtul natural, produs in conditii corespunzatoare,nu necesita adaugarea stabilizatorilor, deoarece, in mod obisnuit, se formeaza un coagul cu structura fina si o vascozitate normala. Stabilizatorii sunt de mare importanta in productia de iaurt cu fructe. In acest caz, stabilizatorii ca pectina, agar-agarul sau gelatina sunt adaugati in proportie de 0,1÷0,5%.

In cursul unor anumite perioade ale anului capacitatea de coagulare a laptelui poate fi mai redusa datorita concentratiei scazute de ioni de calciu. In acest caz, se adauga CaCl₂ in proportie de 0,02÷0,04%.

Substantele de indulcire sunt zaharoza si glucoza, adaugate in iaurtul cu fructe in proportie de 7÷15%. De asemenea, fructele contin in mod obisnuit 50% din SU ca zahar. Mici cantitati de zaharoza se pot adauga si in iaurtul natural.

Zaharoza poate fi adaugata simultan cu stabilizatorul insa, pentru a se elimina riscul contaminarii cu spori de drojdii sau mucegaiuri, se practica un tratament prin incalzire a amestecului.Adaosul de zahar in proportie de 7÷10% poate determina o inhibare a dezvoltarii bacteriilor lactice, manifestata printr-o prelungire a perioadei de termostatare. S-a constatat o reducere a cresterii si a activitatii metabolice a bacteriilor din cultura starter cand concentratia de substanta uscata din lapte, stabilizator si zahar este de 20÷22%.

Vitamina C este, uneori, adaugata in iaurt.

Ingredientele utilizate la fabricarea iaurtului pot fi: preparate din fructe ca siropuri, gemuri, marmelade, fructe conservate, geluri de fructe, fructe ca atare, pulpe de fructe indulcite, concentrate de fructe, fructe congelate, cu zahar, arome naturale si coloranti.

Preparatele din fructe sunt produse care pot fi reprezentate de fructe, componente de fructe si zahar, dar si de extracte, arome, agenti de colorare, agenti de legare, acizi alimentari, preparate care au fost conservate fie prin tratament termic, fie cu antiseptici chimici.

Nivelul adaosurilor de fructe este, in mod obisnuit, de 10% cu conditia ca aroma de fructe sa nu o domine pe cea a iaurtului. Ingredientele cele mai utilizate sunt mixturile sterilizate de fructe ca cele de fragi, cirese negre sau caise, sau combinatii intre mure si caise, caramel si caise sau piersici si coacaze. Fructele congelate sunt preferate de producatori care apreciaza aroma lor mai naturala dar esential este ca ele sa fie lipsite de spori de drojdii sau mucegaiuri.

Modul de incorporare a amestecului de fructe depinde de volumul productiei. Imediat dupa aceasta operatie se procedeaza la dozarea in ambalaje din polipropilena/polistiren (150g pentru portii individuale sau 500 g pentru portii familiale) si inchidere cu folie de aluminiu.

In toate cazurile,produsul finit este depozitat,inclusiv in reteaua de distributie,la 2÷4⁰C.

Inlocuitori pentru grasime

Principalul scop al inlocuitorilor pentru grasime este de a reduce continutul de grasime si de a o inlocui cu componente cu valoare energetica mai redusa.Insa, aceste ingrediente tre-buie sa prezinte aceleasi caracteristici tehnologice, reologice si organoleptice ca si grasimea si sa raspunda cerintelor nutritionale, legale si economice.

In mod obisnuit, in practica, sunt utilizate urmatoarele categorii de inlocuitori de grasime:

a) Amidon modificat, de exemplu "Maltrin 040 maltodextrin" (amidon de porumb hidrolizat enzimatic). Aceste ingrediente au gust neutru, absorb apa si influenteaza textura prin efectele de ingrosare si formare a gelului.

b) Polisteri ai zaharozei, de exemplu "Olestra" care este un amestec molecular de hexa-, hepto- si octoesteri ai zaharozei cu acizi grasi cu catena lunga. Aceste ingrediente au o consistenta asemanatoare cu a grasimii, rezista la incalzire si au o valoare energetica egala cu zero nefiind hidrolizate de bacterii si enzime in tractul gastrointestinal.Siguranta toxicologica trebuie sa fie dovedita prin teste de durata.

c) Proteine, astfel ca "Simplesse 100" (proteine micronizate din zar coagulate prin incalzire sub presiune) sau "Lactoprodan 80" (concentrat proteic din zer UF). Substituentii de grasime din aceasta categorie sunt de mare interes pentru industria laptelui "Simplesse 100" are un p_H final de 6,0-6,5 foarte favorabil in aplicatiile practice si dimensiunea particulelor poate fi redusa prin macinare la 0,5-2,5μm. In acest domeniu de marime ele au dimensiunea globulelor de grasime omogenizate, astfel incat permit formarea unei structuri fine in produsele in care sunt adaugate si a unei perceptii organoleptice de structura "cremoasa" si "moale" caracteristica pentru o grasime de calitate buna.

Fermentarea laptelui

Fermentarea este o operatie cheie in fabricarea iaurtului. Laptele este adus la tempera-tura de insamantare sau fermentare, care este de 40-45⁰C (in functie de cultura bacteriana utilizata). Perioada de termostatare este de 2,5-3 ore pentru cultura standard si 6-9 ore pentru cultura cu acidifiere moderata.

Insamantarea initiaza o fermentatie lactica prin hidroliza lactozei in glucoza si galactoza. Glucoza este apoi descompusa pe diverse cai in acid lactic. Galactoza ramane neutilizata mai mult timp decat glucoza si lactoza fiind disponibila pentru fermentatie. De aceea galactoza si lactoza reziduala sunt prezente in iaurt. Aceasta faza a fermentatiei, fara modificari structurale vizibile, este numita prefermentare.

Cu reducerea progresiva a p_H -ului (sub 5,0) se formeaza incet un gel acid, cu un maxim la p_H-ul izoelectric de 4,65 in cursul fazei cunoscuta ca fermentatia principala.

Prin formarea structurii gelului, vascozitatea creste astfel incat procesul poate fi monitorizat printr-o masurare obiectiva. In general, obiectivul consta intr-o vascozitate ridicata, ceea ce conduce la o buna legare a apei, o consistenta tipica si impiedicarea separarii zerului din coagul.

Este foarte important ca in cursul formarii gelului sa nu existe influente mecanice ca vibratii sau socuri, care pot deranja formarea structurii. In cursul formarii gelului, laptele trebuie sa ramana absolut stationar.

In functie de calitatea produsului finit si configuratia instalatiei, termostatarea si fermentarea se pot realiza astfel:

a) in ambalajul de vanzare (iaurt coagulat)

b) in tancuri de fermentare (iaurt fluid si de baut)

c) prefermentare continua in tancuri si fermentarea principala in ambalaje (iaurt coagulat)

d) fermentarea continua (in principal pentru iaurtul fluid si iaurtul de baut)

Fermentarea in ambalaje.Laptele este adus la temperatura de insamantare fiind apoi dozat in ambalajele de vanzare, in care are loc prefermentarea si fermentarea principala prin mentinerea in camere terostat climatizate.Acesta este un tratament foarte bland al produsului, in care procesul de fermentare are loc dupa dozare si ambalare.

Intre dezavantajele acestui procedeu se mentioneaza consumul mare de energie si ma-nopera pentru incalzire si racirea camerelor termostat si manevrarea navetelor cu ambalaje.

Termostarea in tancuri de fermentare. Aceasta tehnologie este cea mai obisnuita fiind avantajoasa sub aspectul consumului de energie si manopere. Dupa tratarea preliminara, laptele este adus la temperatura de fermentare, transferat in tancuri de fermentare (prevazute cu dispozitive de agitare), insamantat cu culturi bacteriene specifice, se adauga eventualele ingrediente si apoi se mentine la temperatura de termostatare. Adaugarea aditivilor dupa fermentare este avantajoasa deoarece permite un control mai bun al procesului de fermentare.

La sfarsitul fermentarii, coagulul este agitat, racit la 30⁰ C in schimbatoare de caldura si apoi ambalat. In ambalaje are loc o noua solidificare structurala, insa vascozitatea nu va fi identica cu a gelului obtinut la sfarsitul fermentarii in varianta fermentarii in ambalaje. Din acest motiv, se adauga aditivi care determina cresterea vascozitatii iaurtului fluid.

Prefermentarea continua. Acest procedeu permite obtinerea iaurtului cu coagul ferm in conditii acceptabile de consum energetic. In aceasta alternativa tehnologica, fermentatia are loc in doua faze:

a) Prefermentarea cu acidificare la p_H 5,2-5,0 (37-50⁰T); laptele ramane lichid

b) Fermentarea principala cu coagularea cazeinei si formarea gelului, la p_H 4,65 (70⁰T)

Prima faza are loc in tancurile de fermentare, in care dupa adaosul culturii starter si atingerea p_H-ului dorit, laptele evacuat continuu si inlocuit cu laptele proaspat neinsamantat adus la temperatura de termostatare si valoarea p_H-ului este mentinuta constanta. Cultura starter este adaugata numai la inceputul perioadei de prefermentare, astfel incat cantitatile folosite pot fi reduse cu 90%.

Laptele prefermentat este dozat in ambalajele de vanzare care sunt apoi transferate in camere termostat in care are loc fermentarea finala si formarea coagului.

Fermentarea continua. Aceasta modalitate de fermentare a fost uneori aplicata la nivel industrial. Ea necesita tancuri de fermentare speciale in care gelul este format in mod special. Acest proces continuu necesita un avansat grad de automatizare, fiind avantajos sub aspectul consumului de energie si manopera.

Etapa tehnologica de fermentare a laptelui, fundamentala pentru fabricarea iaurtului, este compusa din faza de insamantare si faza de termostatare. Dupa tratamentul termic, laptele este racit la 42⁰C in vederea insamantarii cu o cultura formata din Streptococcus thermophilus si Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus. Tehnologia de obtinere a culturii de productie poate fi diferita dar, oricare ar fi modul de insamantare, este esential ca ambele specii sa fie prezente.

Intre cele doua specii de bacterii exista interactiuni sinergice. Astfel, in timp ce Str. thermophilus formeaza CO₂ si, probabil, acid formic care simuleaza cresterea si metabolismul bacteriei L. bulgaricus; prin activitatea proteolitica a lactobacililor se elibereaza aminoacizi din proteinele laptelui, ceea ce este esential pentru o rapida dezvoltare a streptococilor.

Se precizeaza ca, in final, exista urmatoarele efecte practice ale interactiunii dintre aceste doua bacterii:

cele doua specii, in cultura mixta, sunt mult mai active, metabolizand complet

lactoza in acid lactic in 3÷4 ore (acelasi numar de celule dintr-o singura specie produce un nivel de aciditate identic in 12÷16 ore);

metabolitii formati de cele doua specii de bacterii, in particular aldehida acetica

in proportie de pana la 40 mg/kg, transmit iaurtului o aroma considerata distincta fata de a altor produse lactate acide;

cateva tulpini ale acestor specii pot secreta cantitati apreciabile de substante

polizaharidice (EPZ) care influenteaza favorabil vascozitatea si aspectul comercial al produsului finit.

Insamantarea consta in inocularea celor doua specii de bacterii lactice specifice pentru fabricarea iaurtului in raportul (pentru iaurtul natural) pana la (pentru iaurtul cu fructe).

Cantitatea de cultura de bacterii (maia) insamantata trebuie sa fie suficient de mare pentru a asigura o acidifiere corecta. Un excedent de maia este preferabil unui deficit deoarece, astfel, se previne efectul unor conditii defavorabile (lipsa unor factori de crestere, prezenta unor antibiotice, faza de latenta prea lunga). De asemenea, in acest mod se evita aparitia defectului de structura granulara si eventual sinereza care sunt consecintele unei acidifieri lente.

Cantitatea minima de maia utilizata la insamantare depinde de vitalitatea acesteia, fiind cuprinsa intre 0,5 si 1% iar cantitatea maxima este de 5÷7%. Nu trebuie depasite aceste valori deoarece un excedent de acid lactic poate determina o structura granulara, concomitent cu o fermentatie prea rapida.

In sfarsit, trebuie subliniata importanta unei repartizari omogene a culturii bacteriene in masa laptelui, ceea ce se poate realiza printr-o amestecare in flux.

Termostatarea se face in mod diferit in functie de tipul iaurtului fabricat, coagulat sau fluid. In cazul iaurtului conventional, coagulat, amestecul de lapte si maia este dozat in ambalaje (in acest moment se adauga extractele de fructe si zaharul in cazul iaurtului aromatizat) care sunt apoi termostatate la o temperatura corespunzatoare. Pentru iaurtul fluid, laptele insamantat este termostatat in tancuri.

In cursul termostatarii se dezvolta fermentatia lactica, avand ca efect formarea acidului lactic, sub influenta a doi factori principali: temperatura si durata de mentinere. Temperatura de termostatare este de 42⁰ C, reprezentand un compromis intre valorile optime pentru Str. thermophilus (39⁰ C) si Lb. bulgaricus (45⁰C).

In cursul fermentatiei, populatia de Str. thermophilus se dezvolta rapid astfel ca, dupa 2 ore, ea este de 5÷6 ori mai mare decat numarul de celule de Lb. bulgaricus. In urmatoarele 2 ore, influenta sinergica a streptococilor stimuleaza cresterea si metabolismul bacteriei Lb. bulgaricus, astfel ca, dupa 4 ore, numarul de celule din cele doua specii devine aproximativ egal. Este de remarcat si faptul ca dezvoltarea bacteriei Str. thermophilus este inhibata la o concentratie de 0,6÷0,7% acid lactic, pe cand acelasi nivel de aciditate stimuleaza activitatea speciei Lb. bulgaricus.

In finalul acestor interactiuni care se produc in cursul fermentatiei, cand aciditatea laptelui a crescut la 1,2÷1,4% acid lactic (p_H 4,2÷4,3), populatia bacteriana provenita din cultura starter este de minimum 20·10⁸ celule/ml. La aceasta aciditate, considerata optima de catre majoritatea consumatorilor, proteinele laptelui sunt precipitate sub forma unui gel compact si iaurtul racit pentru a preveni supraacidifierea.

Fermentatia lactica poate fi condusa la temperatura constanta sau la temperatura regresiva. In acest ultim caz, dupa un anumit timp de termostatare, se opreste incalzirea pentru o reducere progresiva a temperaturii cu urmatoarele consecinte favorabile:

evitarea supraacidifierii iaurtului;

reducerea vitezei de acidifiere si a cresterii populatiei bacteriene;

micsorarea temperaturii in vederea amestecarii coagulului la cald (36÷38⁰C).

Durata termostatarii, cuprinsa intre 2,5 si 3,5 ore, depinde de activitatea culturii, de cantitatea de maia adaugatasi de viteza de racire a iaurtului.

Racirea pentru oprirea fermentatiei

Cand aciditatea atinge un anumit nivel (0,7÷0,8% acid lactic pentru iaurtul coagulat si 1÷1,2% acid lactic pentru iaurtul fluid) este necesar sa se opreasca activitatea bacteriilor lactice. In acest scop, se procedeaza la racire care se efectueaza diferit in functie de tipul iaurtului.

Iaurtul coagulat in ambalajele de consum este racit in camere frigorifice cu aer rece sau, asa cum se procedeaza in mod frecvent, este circulat prin tunele de racire si apoi depozitat la 2÷4⁰C.

In cazul iaurtului fluid, dupa termostatarea in tancuri, coagulul este racit prin trecere printr-un racitor cu placi sau tubular care asigura un schimb de caldura rapid evitand acidifierea excesiva. In aceasta varianta, adaugarea stabilizatorului este importanta pentru a se preveni deteriorarea coagulului.

Dupa fermentare, racirea trebuie realizata cat mai rapid, astfel incat postacidificarea iaurtului sa fie sub 0,3 unitati de p_H (20-22⁰T).

Temperatura de 15-20⁰C trebuie mentinuta 1-1,5 ore.

Dupa racire la 15-20⁰C, formarea completa a aromei se produce in aproximativ 2 ore si este urmata de o racire finala a iaurtului la 5-6⁰C. Depozitarea produsului finit are loc la aceasta temperatura pana la livrarea in reteaua comerciala.

Conditionarea in ambalaje

Iaurtul este, in general, ambalat in doua tipuri de ambalaje: pahare / borcane din sticla si pahare din plastic; recipiente din carton parafinat au fost practic inlocuite de cele din material plastic.

Paharele / borcanele sunt fabricate fie in uzine specializate (fabrici de ambalaje din sticla si uneori din plastic), fie sunt formate direct in masina de conditionat. Aceasta masina asigura urmatoarele operatii:

formarea paharului din folia de material plastic (clorura de polivinil, PVC,

clorura de polivinil si poliviniliden, PVC/PV, polistiren, laminat de saran, polietilena de joasa presiune);

dozarea si umplerea paharelor (in aceasta faza se pot adauga aromele, pulpa de

fructe) sub pretectie bacteriologica cu aer filtrat (hota cu flux laminar);

inchiderea ermetica a paharelor prin termolipire;

marcarea datei limita pentru consum;

gruparea pe loturi (×4, ×8 etc.) in film plastic sau cutii de carton.

Procedee de conservare a iaurtului

Iaurtul fabricat in conditii convensionale are o durata de conservare de min. 8-10 zile la o temperatura de 10⁰C obisnuita in reteaua comerciala. Tendinta de concentrare a productiei si de extindere a comertului cu acest tip de produse necesita cresterea duratei de conservarea la 3-4 saptamani.

In acest scop se utilizeaza urmatoarele procedee:

a) Productia si ambalarea aseptica

b) Conservarea chimica

c) Conservarea termica

Problema esentiala in conservarea iaurtului este cerinta din numeroase tari ca microorganismele specifice din iaurt sa fie vii. Din acest motiv, productia si ambalarea aseptica reprezinta o solutie de real interes chiar daca presupune costuri suplimentare. Prin conservarea termica flora tipica a iaurtului este alterata in masura importanta, iar prin tratament UHT complet inactiva.

Productia si ambalarea aseptica. In acest caz, procesul tehnologic trebuie astfel proiectat incat dupa tratamentul termic al laptelui, sa fie exclusa posibilitatea contaminarii cu drojdii, mucegaiuri si/sau bacterii altele decat cele din cultura de insamantare.

In acest scop, se utilizeaza instalatii de productie ermetice mentinute sterile prin circuite de spalare si dezinfectare.

In tancurile de fermentare aseptice produsele sunt circulate prin intermediul aerului steril la presiune normala sau usor marita. Aerul steril este produs in compresoare speciale si este filtrat prin filtre speciale.

Ambalarea iaurtului se face in conditii aseptice sau in butelii de sticla in instalatii adecvate. Sectorul steril al instalatiilor este format dintr-un tunel in care se mentine o usoara suprapresiune cu aer steril si care poate fi spalat si dezinfectat in sistem CIP.

Ambalarea aseptica in pahare din plastic prefabricate sterilizate cu H₂O₂ si uscate in aer cald se face in acelasi mod. Continutul de oxigen din partea superioara a ambalajelor umplute poate fi redus prin circularea aerului sau a unui gaz (de ex. CO₂), astfel prelugin- du-se durata de conservare a produsului.

Conservarea chimica, cel mai frecvent cu acid sorbic, previne dezvoltarea drojdiilor si mucegaiurilor, cu influente mult mai reduse asupra microflorei tipice a iaurtului.

In multe tari, legislatia din domeniul alimentar limiteaza sau interzice conservarea chimica.

Conservarea chimica. Datorita p_H-ului scazut, temperaturile de incalzire pot fi mai reduse decat la pasteurizare.

Termizarea poate fi aplicata pentru iaurtul fluid si iaurtul bautura inaintea ambalarii aseptice utilizand un regim termic de 60-65⁰C si 8-10 s. Dupa aceea produsul este racit la max. 20⁰C.

In cazul iaurtului coagulat, iaurtul este termizat in ambalaje prin cresterea temperaturii de termostatare la 72-75⁰C si mentinerea in aceste conditii 5-10 min.

Un produs complet steril poate fi obtinut prin tratament UHT inaintea ambalarii aseptice prelugind durata de conservare la min. 10 saptamani la temperatura ambianta.

1. Diverse sortimente de iaurt

Iaurt cu lactoza hidrolizata. In fabricarea conventionala a iaurtului lactoza este par-tial utilizata de bacteriile din cultura starter ca sursa de energie, cu producere de acid lactic.

Fig. Schema procesului de fabricare a iaurtului cu lactoza hidrolizata

OBSERVATII

1. In varianta A se realizeaza hidroliza la temperaturi scazute, iar in variantele B si C la temperaturi ridicate.

2. In cazul procedeelor A si B este esential sa se agite laptele si sa se ajusteze p_H-ul la 6,5-6,7.

3. Inactivarea enzimei utilizata pentru hidroliza se obtine prin tratament termic (varianta A si B) sau prin reglarea vitezei de acidifiere (varianta C); la p_H 5 se inregistreaza inactivarea totala.

Excedentul de lactoza poate fi utilizat pentru indulcirea iaurtului prin hidroliza cu β-D-galactozidaza. Procedeul se bazeaza pe puterea de indulcire superioara a monozaharidelor care rezulta prin hidroliza in comparatie cu lactoza (puterea de indulcire, comparativ, este: lactoza 0,4, galactoza-0,6, glucoza-0,7, zaharoza=1).