PROIECT DE DIPLOMA Tehnologia si Controlul Calitatii Produselor Alimentare

Facultatea de Inginerie Alimentara , Turism si Protectia Mediului

Specializarea : Tehnologia si Controlul Calitatii Produselor Alimentare

PROIECT DE DIPLOMA

1.1.  Obiectul proiectului ;

1.2.  Capacitatea de productie ;

1.3.  Profilul productiei ;

Cunoasterea a evoluat de la contemplare la rationament , iar curiozitatea omului de la instinctul animat de necesitati la suprema delectare a intelectului uman .

La inceput , prin intermediul nemijlocit al simturilor si mai tarziu cu ajutorul unor instrumente din ce in ce mai precise si mai sensibile , omul a facut cunostinta cu universul inconjurator . Ulterior , fiecare domeniu al stiintei a evoluat , s-a rafinat , si-a largit necontenit aria de interes , au aparut stiinte noi la limita sau intersectia celor conventionale.

In secolul trecut au aparut numeroase ’’ stiinte de granita ’’ , beneficiind de ideile , conceptiile , instrumentele de abordare si investigatiile ale mai multor stiinte clasice , ale caror descoperiri au reprezentat progrese insemnate in domeniile respective .

Biotehnologia laptelui s-a nascut in acest mod si in relativ scurta sa existenta s-a diversificat mult . In timp , pe masura modernizarii unitatilor industriale si perfectionarii proceselor de productie , a introducerii in exploatare a unor procedee biotehnologice inovatoare , s-au aprofundat cunostiintele , au aparut noi domenii de cercetare .

Biotehnologia laptelui s-a nascut in acest mod si in relativ scurta sa existenta s-a diversificat mult . In timp , pe masura modernizarii unitatiilor industriale si perfectionarii proceselor de producti , a introducerii in exploatare a unor procedee biotehnologice inovatoare , s-au aprofundat cunostintele , au aparut noi domenii de cercetare .

Biotehnologia produselor lactate fermentate , in forma sa empirica , a existat ca o metoda cunoscuta de mii de ani pentru conservarea laptelui prin ’’protectie acida’’ . De multa vreme si mai ales dupa lucrarile lui Mecinicon , laureat al premiului Nobel pentru medicina , si a altor numerosi cercetatori s-a stabilit ca produsele lactate fermentate au importante beneficii pentru sanatate . Dezvoltarea consumului de produse lactate fermentate si perspectivele determinate de orientarea consumatorilor spre produsele lactate probiotice poate justifica aparitia unor lucrari in care autorii prezinta atat proprietatile si valoarea nutritionala a produselor lactate fermentate cat si efectul acestora asupra sanatatii consumatorului .

Produsele lactate fermentate sunt considerate ca fiind ’’alimente sanatoase’’ in special datorita efectelor fiziologice benefice asupra organismului uman , care pot fi grupate in trei categorii :

∙ efectele directe ale bacteriilor lactice folosite in fabricatie .

∙ efectele metabolitilor produsi de bacteriile lactice .

∙ efectele unor componente rezultate din transformari ale laptelui – materie prima supus actiunii bacteriilor lactice.

Asocierea dintre alimentatie si ’’bolile adultului’’ din ce in ce mai frecvente , mai ales ca rezultat al unei alimentatii dezechilibrate , a fost studiata de multa vreme . Inca din urma cu doua decenii s-au abordat lucrari referitoare la colectia dintre flora intestinala ‚’’bolile adultului’’ si imbatranirea precoce a organismului . O serie de autori  au evidentiat faptul ca activitatea metabolica a bacteriilor lactice utilizate la fabricarea produselor lactate fermentate au proprietati antitumorale , efecte hipotensive sau anticolesteroleminate .

3.1. Schema tehnologica de producere a iaurtului ;

Lapte materie prima

↓

Receptia cantitativa si calitativa

↓

Filtrarea

↓

Curatirea de impuritati

↓

Normalizarea

│

─────────────────────────────────────

                    ↓                                                                                                      ↓

          Pasteurizarea                                                                                  Omogenizare

                    ↓                                                                                                      ↓

              Racirea                                                                                        Pasteurizare

                    ↓                                                                                                      ↓

          Insamantarea                                                                                        Racire

                    ↓                                                                                                      ↓

            Ambalarea                                                                                     Insamantare

                    ↓                                                                                                      ↓

Fermentare (termostatare)                                                               Fermentare (termostatare)

                    ↓                                                                                                      ↓

              Preracire                                                                                          Preracire

                    ↓                                                                                                      ↓  

               Racire                                                                                       Agitare coagul

                    ↓                                                                                                      ↓

            Depozitare                                                                                       Ambalare

                                                                                                                            ↓

                                                                                                                        Racire

                                                                                                                            ↓

                                                                                                                    Depozitare

‌

Schema tenologica de preparare a iaurtului si a produselor lactate acide cuprinde doua procedee prin care se pot obtine aceste tipuri de produse .

In prima varianta , fermentarea laptelui (termostatarea) , se face direct in ambalaje de diferite gramaje . In a doua varianta , termostatarea se realizeaza in rezervoare de mare capacitate asigurand o compozitie si o consistenta omogena a coagulului .

3.2. Descrierea schemei tehnologice ;

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

Concentratia de grasime din lapte trebuie coreala cu gustul si/sau cererile pietei si cu valoarea optima a substantei uscate negrase (SUN). I n laptele de vaca , nivelul SUN este de 8,5-9% din care aproximativ 4,5% este lactoza , 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)sigura structura de baza  a gelului.Insa , concentratia de SUN din laptele lichid nu este suficienta pentru ca produsul finit sa prezinte o structura/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 iauetului fabricat. Astfel laptele destinat , 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 ntural SUN din lapte este marit cu 1-3 %. Vloarea SUN din lapte poate fi usor controlata prin determinarea densitatii care trebuie sa prezinte o valoare intre 1,035 si 1,60g/ml. Iaurtul  din laptele degresat sau cu un continut redus de grasime are un coagul mai moale decat cel obtinut din lapte integral , astfel incat , in acest caz , continutul de SU 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 adausului 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 . Apa este eliminata la temperaturi de 70-80 de grade Celsius .

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 40 °C intr-o propozitie 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 .

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 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 ctt continutul de grasime este mai scazut cu attt sensibilitatea cosgulului la tratamentele tehnologice va fi mai mare . Pentru a atenua aceasta sensibilitatate , SUN este adesea mai mare in iaurtul din lapte degresat decat in iauurtul din lapte cu continut de grasime mai 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 constituientilor laptelui , iar ultrafiltrarea produce o crestere selectiva a proportiei de proteine si grasime .

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

Dezaerarea laptelui .

La fabricarea produselor din lapte fermentat , continutul de aer in lapte va fi cat se poate de scazut . Sub acest 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);

∙ imbunatatirea stabilitatii si a vascozitatii iaurtului ;

Dezaerarea se realizeaza la o presiune de 0,7-0,8 bar si 70-75°C.

Cand cresterea de substanta uscata se efectueaza prin evaporare 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 58-60°C si la o presiune de aproximativ 13-20 Mpa (130-200 bar) . In cazul laptelui degresat omogenizarea 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 2,0 μm , ceea ce are urmatoarele consecinte favorabile :

∙ previne separarea smantanii in timpul termostatarii iaurtului coagulat din lapte integral;

∙ intesifica gradul de alb al iaurtului natural coagulat prin cresterea dispersiei luuminii de catre globulele mici de grasime;

∙ inbunatateste vascozitatea iaurtului fluid datorita intensificarii fenomenului de absortie a globulelor de grasime pe micelele de cazeina.

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

Uneori se practica numai ’’omogenizarea smantanii’’proces denumit si ’’omogenizarea 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 85-90°C si presiuni de aproximativ 250bar.Omogenizarea se poate efectua inainte de pasteurizare , dupa o prealabila incalzire , sau dupa pasteurizarea propriu-zisa.In acest ultim caz , se obtine o consistenta mai buna a iaurtului , insa exista riscul recontaminarii microbiene.

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

Tratamentului termic al laptelui

Laptele pentru iaurt trebuie pasteurizat in conditii standardizate.Procedeul HTST cunventionalnu produce denaturarea proteinelor din zer necesara pentru o buna consistenta a coagulului , astfel incat tratamentul tehnic 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.

Tratamentul laptelui destinat fabricarii iautului 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 90°C / 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 cu tratamentul 90°C / 5 minute .

Totusi , pasteurizarea poate fi inlocuita fie cu sterilizarea laptelui (135-140°C , cateva secunde ) , prin injectie directa de 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 diferite 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 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 caracteristicilor fizico-chimice , hidrocoloizii sunt aditivi utilizati pe scara larga in industria alimentara . Ei sunt substante macrooleculare 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 hidrocolozii importanti sub aspect tehnologic sunt de origine vegetala sau animala . In continuare sunt mentionati cativa mai importanti :

∙ Pectine , polizaharide cu grad ridicat sau redus de esterificare , obtinute in general din mere si reziduri de citrice ;

∙ Polizaharidele si semintele de leguminoase ( galactomanani ) ;:faina caroba

∙ Extracte de plante , de exemplu guma arabica , guma ghatti si altele ;

∙ Extractele din alge rosii ca agar-agar , carrageenan , fulceralan sau din alge brune ca alginatul .

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

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

∙ Polzaharide de fermentatie din reactii microbiologice ; xantan .

∙ 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 di piele de porc prin prelucrare acida sau din piele si oase de bovine prin prelucrare alcalina . Compozitia gelatinei este : proteina 84-86% , minerale maxim 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 pH 8 si 9 pentru tipul A si pH 4,8 si 5,4 pentru tipul B . Valorile de pH 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 de 5-10 ori apa calda ( 60°C) . Solutiile de gelatina trebuie utilizate intre 55-65°C , 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 , e.t.c.) asupra caracteristicilor iaurtului ( vascozitate , consistenta , textura , gust , depozitare , stabilitatea la congelare-decongelare ).

S-a constatat ca amidonurile speciale imbunatatesc structura , vascozitatea si durata de pastrare atat a iaurtului congelat 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 mensionate 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 . Amidonul 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 recomandat 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 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 granuloasa 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  s-a utilizat amidon modificat conventional si amidon modificat Puritz W . 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 .

Iaurtul natural , produs in conditii corecpunzatoare , nu necesita adaugarea stabilizatorilor , deoarec 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 mai reduse de ioni ca calciu . In acest caz , se adauga CaCl2 in proportie de 0,02-0,04%.

Substantele de indulcire folosite 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 , jeleuri 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 adaosului 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 mixturi 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 producstorii 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 depined de volumul productiei . Imediat dupa aceasta operatie se procedeaza la dozarea in ambalaje de polipropilena/polistiren (150 g pentru portii individuale sau 500g pentru portii familiale ) si inchiderea cu folie de aluminiu .

In toate cazurile , produsul finit este depozitat , inclusiv in reteaua de distributie , la 2-4°C .

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

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

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

∙ Poliesteri 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 .

∙ Proteine , astfel ca ‚’’Simplesse 100 ( proteine micronizate din zer coagulate prin incalzire sub presiune) sau ‚’’Lacprodan 80’’ (concentrat proteic din zer UF) . Substituientii de grasime din aceasta categorie sunt de mare interes pentru industria laptelui ‚’’Simplesse 100’’ are un pH 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 temperatura de insamantare sau fermentare , care este de 40-45°C (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 initeaza o fermentare lactica prin hidroliza lactozei in glucoza si galactoza . Glucoza este apoi descompusa pe dicerse cai in acid lactic . Galactoza ramane neutralizata mai mult timp decat glucoza si lactoza fiind disponibila pentru fermentatie . De aceea galactoza si lactoza reziduale sunt prezente in iaurt . Aceasta faza a fermentatiei , fara modificari structurale vizibile , este  numita prefermentare .

Cu reducerea progresiva a pH-ului (sub 5) se formeaza incet un gel acid , cu un maxim la pH-ul iyoelectric de 4,65 in cursul fazei cunoscuta ca fermentatie 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 :

∙ in ambalaje de vanzare ( iaurt congelat)

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

∙ prefermentare continua in tancuri si fermentare principala in ambalaje ( iaurt  coagulat)

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

Fermantarea 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 mentinera in camere termostat climatizate . Acesta este un tratament foarte bland a produsului, in care procesul de fermentare are loc dupa dozare si ambalare .

Intre dezavantajele acestui procedeu se mentioneaza consumul mare de energie si manopera pentru incalzirea si racirea camerelor termostat si manevrarea navetelor cu ambalaje .

Termostatarea in tancuri de fermentare . Aceasta tehnologie este cea mai obisnuita fiind avantajoasa sub aspectul consumului de energie si manopera . Dupa tratarea preliminara , laptele este adus la temperatura de fermentare , transferat in tancurile 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 30°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 :

∙ Prefermentarea cu o acidificare la pH 5,2-5,0 (37-50°T) ; laptele ramane lichid.

∙ Fermentarea principala cu coagularea cazeinei si formarea gelului , la pH 4,65 (70°C).

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

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

            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 42°C 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 stimuleaza cresterea si metabolismul bacteriei Lb. Bulgaricus ; prin activitatea proteolitica a lactobacililor se elibereaza aminoacizi din proteinele laptelui , ceea ce este esential pentru o rapida dezvoltare a streptococilor .

            Se apreciaza 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 dinstincta 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 Str/Lb=(1,2-2)/1 ( pentru iaurtul natural) pana la 10 (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 scurta . 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 0,5-1% , 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 fermentare prea rapida .

            In sfarsit , trebuie subliniata importnta 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 ti maia este dozat in ambalaje ( in acest moment se aadauga 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 42°C , reprezentand un compromis intre valorile optime pentru Str. Thermophilus (39°C) si Lb. Bulgaricus (45°C).

            In cursul fermentatiei populatia de Str. Thermophilus se dezvolta rapid astfel ca dupa doua ore , ea este de 5-6 ori mai mare decat numarul de celule de Lb. Bulgaricus . In urmatoarele doua ore , influensa sinergica a streptococilor stimuleaza cresterea si metabolismul bacteriei Lb. Bulgaricus , astfel ca , dupa 4 ore , numarul de celule din cele doua specii devin aproximativ egale . Este de remarcat si faptul ca dezvoltarea bacteriei Str. Therophilus este inhibata la o concentrasie 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 (pH 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 trebuie racit pentru a preveni supraacidifierea .

            Fermentatia lactica poate fi condusa la temperatura constanta sau la temperatura regresiva . In acest ultim ca , 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 (36-38°C)

            Durata termostatarii , cuprinsa intre 2,5 si 3,5 ore , depinde de activitatea culturii , de cantitatea de maia adaugata si de viteza de rscire 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  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 fregvent , este circulat prin tunrle de racire si apoi depozitat la 2-4°C.

            In cazul iaurtului fluid , dupa termoststarea in tancuri , coagulul este racit prin trecere printr-un racitor cu placi sau tubular care asigura un schimb de caldura rapid evitand aciditatea 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 pH (20-22°T).

            Temperatura de 15-20°C trebuie mentinuta 1-1,5 ore .

            Dupa racire la 15-20°C , formarea completa a aromei se produce in aproximativ  ore si este urmata de o racire finala a iaurtului la 5-6°C . 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 ; recipientele 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 operatiuni :

            ∙ 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 protectie bacteriologica cu aer filtrat ( hota cu flux laminar ) ;

            ∙ inchiderea ermetica a paharelor prin termolipire ;

            ∙ marcarea datei limita pentru consum ;

            ∙ gruparea pe loturi in film plastic sau cutii de carton .

            Procedee de conservare a iaurtului .

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

            In acest scop se utilizeaza urmatoarele procedee :

            ∙ Productia si ambalarea aseptica .

            ∙ Conservarea chimica .

            ∙ 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 termenul UHT complet inactivata .

            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 apa oxigenata 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 ( ex. CO₂ ) , astdel prelungindu-se durata de conservare a produsului .

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

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

            Conservarea termica . Datorita pH-ului scazut , temperturile de incalzire pot fi reduse la pasteurizare .

            Termizarea poate fi aplicata pentru iaurtul fluid si iaurtul bautura inaintea ambalarii aseptice utilizand un agent termic de 60-65°C si 8-10 s . Dupa aceea produsul este racit la maxim 20°C .

            In cazul iaurtului coagulat , iaurtul este termizat in ambalaje prin cresterea temperaturii de termostatare la 72-75°C si mentinerea in aceste conditii 5-10 minute .

            Un produs complet steril poate fi obtinut prin tratarea UHT inaintea ambalarii aseptice prelungind durata de conservare la minim 10 saptamani la temperatura ambianta .

           

             4.1. Principalele caracteristici ale materiei prime .

            Laptele este un lichid de culoare alb/galbuie secretat de glanda mamara a mamiferelor . Din punct de vedere fizico-chimic , laptele reprezinta un sistem complex putand fi considerat o emulsie de grasime intr-o solutie apoasa care contine numeroase alte substante sub forma coloidala ( proteinele ) sau sub forma dizolvata ( lactoza , saruri minerale , vitamine ) . Daca avem in vedere laptele de vaca , acesta are un continut mediu de 12,5% sustanta uscata , elementul predominant fiind deci apa , dupa care urmeaza grasimea , proteinele , lactoza , substantele minerale , vitaminele , enzimele .

            Compozitia chimica a laptelui variaza in functie de :

            ∙ specie

            ∙ rasa

            ∙ alimentatie

            ∙ varsta

            Grasimea laptelui . Grasimea este componentul cel mai variabil ( pentru laptele de vaca 3-5,4% cu o valoare medie de 3,7% ) . Ca si proteinele si lactoza , grasimea este sintetizata la nivelul glandelor mamare . Din punct de vedere chimic , grasimea laptelui este formata dintr-un amestec de gliceride (98-99%) , acizi grasi liberi , pigmenti si vitamine liposolubile .

            Grasimea din lapte are reactie usor acida si anume 0,3-0,8 grage (ml NaOH 1N/100 g ) datorita faptului ca este partial hidrolizata . Gliceridele din lapte pot fi mono , di si trigliceride si contin acizi grasi saturati si nesaturati .

            Acizii grasi saturati ce intra in componenta laptelui sunt : acidul butiric , caproic , caprilic , caprinic , lauroc , miristic , palmitic , stearic si arahic . Dintre acizii nesaturati amintim : acid decenoic , dodecenoic , tetradecenoic , oleic , linoleic , linolenic , arahidonic .

            Fosfolipidele din lapte ( lecitina , cefalina , sfingomielina ) au urmatoarele roluri in lapte :

            ∙ contribuie la formarea globulei de grasime in glanda mamara ;

            ∙ fac legatura dintre faza grasa si cea apoasa a laptelui , comportandu-se deci ca un

emulgator ;

∙ au capacitate de conservare ( antioxidant ) .

∙ au valoare nutritiva ridicata prin structura lor .

Fosfolipidele ( lecitina) pot contribui insa si la aparitia unui miros specific de peste datorita formarii de trmetlanmina , defect care se intalneste mai mult la depoziarea indelungata a untului si laptelui praf .

Sterolii din lapte a proprietatea de a intarzia sau chiar inhiba activitatea lipazei din lapte diminuand deci procesul de lipoliza si deci de oxidare a grasimii din lapte . Sub actiunea radiatilor UV , colesterolul si ergosterolul trec in vitamina D la nivelul pielii .

Din punct de vedere fizic grasimea din lapte se prezinta sub forma unor globule sferice cu diametrul intre 0,1-10 μ . Avand in vedere densitatea grasimii de 0,936-0,950 , globulele de grasime au tendinta de a se separa ( smantanire naturala , spontana ) , fenomen care este reversibil , emulsia reconstituindu-se prin simpla agitare . Tot pe baza de densitate se bazeaza si separarea mecanica ( centrifugala ) a grasimii cu ajutorul separatoarelor .

Din punct de vedere structural , globulele de grasime nu sunt omogene , de la centrul globulei spre periferia acestora observandu-se trei zone :

∙ zona centrala formata din gliceride cu punct de topire scazut .

∙ zona urmatoare formata din trigliceride cu punct de topire ridicat .

∙ zona periferica care este localizata in membrana si care are spre interior fosfolipide , mici cantititi de colesterol si vitamina A , legate intre ele prin urme de metale si enzime ; si spre exterior in contact cu plasma laptelui , membrana globulei de grasime este bogata in proteine legate de fosfolipide prin legaturi electrostatice .

Structura membranei globulei de grasime . Prezenta membranei globulei de grasime asigura :

∙ stabilitatea emulsiei de grasime in lapte ;

∙ o oarecare actiune antioxidanta pentru lapte datorita fosfolipidelor constituiente ;

∙ actiune emulgatoare datorita proteinelor si lecitinei din structura globulei .

Intre continutul de fosfolipide , proprietatile senzoriale ale laptelui si capacitatea de conservare a laptelui exista deci o stransa legatura . Prin separarea laptelui prin centrifugare circa 70% din lipide trec in smantana . In procesul de batere a smantanii in unt , o buna parte din fosfolipide trec in zara , careia ii comunica gust caracteristic .

Proteinele laptelui . Cantitatea de proteine din lapte precum si compozitia intima este dependenta de :

∙ specia animalului

∙ rasa si individul considerat

∙ stadiul lactatiei

∙ alimentatia ( furajarea)

∙ starea fiziologica a animalului e.t.c.

Laptele in general , contine urmatoarele substante proteice : cazeine , lactalbumina , lactoglobulina , proteoze-peptone .

Cazeina reprezinta 80% din totalul proteinelor din lapte , cantitativ variind intre 2,6%-3,1% in lapte . Cazeina reprezinta un grup heterogen de fosfoproteide care pot fi precipitate din lapte smantanit la pH= 4,6 si 20°C . Cazeina este sintetizata de glanda mamara , in lapte fiind gasita sub forma de micelii aproximativ sferice , in care alaturi de proteine se gaseste Ca , fosfat anorganic , magneziu si citrat . In lapte , cazeina se gaseste sub forma de cazeinat de calciu in solutie coloidala . Miceliile de cazeina absorb la suprafata micele de fosfat de calciu , ceea ce inseamna ca in lapte , cazeina se gaseste sub forma de fosfocazeinat de calciu . Peste 90% din calciul existent in lapte se gaseste legat de miceliile de cazeina :

∙ o forma de legare exterioara usor de indepartat

∙ o forma de legare interioara care rezista la indepartare .

Fosforul din miceliile de cazeina se gaseste deasemenea sub doua forme :

∙ o forma minerala ( fosfat tricalcic ) adsorbit la suprafata miceliilor de fosfocazeinat de calciu .

∙ o forma organica ( fosfoserina si mai rar fosfotreonina ) care intra in constitutia moleculei de cazeina propriuzisa .

Grupul ά- cazeinei . Acest grup precipita in intregime sub aciunea cheagului . Acest grup este format din urmatoarele fractiuni :

∙ fractiuni sensibile la Ca

∙ fracsiuni insensibile la Ca

Fractiunea ά_s cuprinde :

∙ ά_s1 – cazeina cu formele genetice A,B,C,D.

∙ ά_s – cazeina insuficient caracterizata .

Grupul β-cazeinei reprezinta fractiunea din cazeina care la temperaturi scazute este instabila la Ca dar care precipita la 35°C . Are trei forme geometrice ( A , B , C ) singure sau in perechi .

Proteinele zerului . Dupa indepartarea cazeinei prin precipitare si centrifugare , in zer raman : lactoalbumina , lactoglobulina , proteozo-peptone , glicoproteinele . Proteinele zerului reprezinta 17% din totalul proteinelor si nu precipita la pH = 4,6 si nici prin adaugare de cheg . Fractiunile care alcatuiesc proteinele zerului ( serice ) se deosebesc intre ele prin masa moleculara , pH , mobilitate electroforetica , structura , compozitie . Prin incalzire la 100°C se produce denaturarea si precipitarea lor , precipitare care nu este vizibila deoarece are loc o interactiune a acestora cu cazeina . Pe aceasta proprietate se bazeaza :

∙ obtinerea branzeturilor cu inglobare de albumina.

∙ obtinerea coprecipitatelor proteice .

∙ obtinerea de urda ( are loc numai precipitarea proteinelor serice ) .

Fractinea lactalbuminica . Nu are fosfor , dar are mult sulf . La coagularea laptelui cu cheag sau cu acizi trece in zer . Lactalbumina trece din ά , β , γ – lactalbumina .

∙ ά - lactalbumina reprezinta 12% din totalul proteinelor zerului . Se gaseste sub forma de dimer cu masa moleculara 16500 . Are triptofan (7%) .

∙ β – lactalbumina reprezinta 55% din totalul proteinelor zerului . Are masa moleculara 36000 . Are mai multe variante genetice si este bogata in acid glutamic , aspartic , lizina , leucina , izoleucina . Molecula are patru grupari –SH care dau gust de fier la incalzirea laptelui .

∙ γ – lactalbumina ( serumalbumina ) reprezinta 3-5% din totalul proteinelor din zer . Este identica cu serumalbumina sanguina .

Glucidele laptelui . Laptele contine o cantitate de glucide sub forma de solutie adevarata imprimandu-i acestuia un gust dulceag . Glucidele sunt : neutre ( lactoza) , azotate ( N- glucozamina acetilata , N- galactozamina acetilata ) , acide ( acidul sialic este legat de lactoza si substantele azotate ) .

Galactoza se gaseste in lapte in proportie de 4,7-5,2% si reprezinta 40% din sunstanta uscata a laptelui . Este de 6,25 ori mai putin dulce ca zaharoza , iar substantele proteice din lapte ii mascheza partial gustul de dulce al lactozei .

Lactoza este sintetizata in glanda mamara din sange si acizii volatili produti in stomacul animalului . Ea este una din substantele importante in nutritia omului , fiind singura sursa de galactoza componenta a galacto-cerebrozidelor din tesutul nervos . Lactoza este substratul pentru numeroase microorganisme producand fermentatia ce are o importanta tehnologica : obtinerea produselor lactate acide , a acidului lactic si lactatilor , si la maturarea branzeturilor .

In lapte , lactoza se gaseste sub doua forme izomere ά , β care se deosebesc prin pozitia unei grupari hidroxil (-OH) pe un C al glucozei , si care sunt in echilibru . In echilibru sunt si forma anhidra si hidratata , ele putand trece una in cealalta . In lapte se mai gasesc in cantitati foarte mici oligozaharide importante datorita activitatii lor biologice . Oligozaharidele neproteice – glucoza , fructoza , galactoza , arabinoza ; azotate – N-acetil glucozamina , N-acetil galactozamina , care sunt factorii de crestere pentru Lactobacillus bifidus , specie predominanta a microflorei sugarilor. Glucidele acide din lapte sunt reprezentate de : acidul lactamic , acidul neuraminic .

Substantele minerale din lapte . Sarurile laptelui reprezinta 0,9-0,95% , iar cenusa 0,7-0,75% . Cenusa rezulta prin incinerare avand loc si o volatizare a unor elemente legate de substante organice si o formare de combinatii care nu se gasesc ca atare in lapte . Cenusa laptelui are reactie alcalina si variatiile alcalinitatii cenusei permit depistarea unor eventuale neutralizari ale laptelui cu substante alcaline . Continutul in saruri in lapte este influentat de :

∙ stadiul lactatiei ;

∙ bolile animalului ;

∙ alimentatia animalului .

Cenusa este mai mare in laptele colostral decat in cel de la sfarsitul lactatiei . Laptele anormal fiziologic si patologic cand activitatea de sinteza a glandei mamare se reduce , are un continut mai mare in saruri solubile dar unul mai mic de lactoza . Dozarea clorurilor poate servi pentru punerea in evidenta a laptelui normal .

Principalele saruri din lapte sunt : clorurile , fosfatii , citratii de Na , Ca , Mg . Laptele mai contine cantitati mici de Cu , Fe , Mn , Zn , I . K , Cl , Na se gasesc in solutie .

Din punct de vedere tehnologic un rol deosebit il au sarurile de calciu care contribuie la procesul de coagulare a laptelui . Reducerea continutului de saruri de calciu determina o inchegare defectuoasa , de aceea este nevoie de adaos de calciu esterior sub forma de CaCl₂ .

Vitaminele din lapte . Laptele contine toate vitaminele necesare dezvoltarii noului nascut . Cantitatea de vitamine din lapte depinde in principal de regimul alimentar al animalului . Principalele vitamine sunt :

Vitamina A se gaseste in cantitate mai mare in laptele de vara decat in cel de iarna , deoarece in timpul verii furajele contin cantitati mari de caroteni . Produsele lactate acide contin o cantitate mai mare de vitamina A datorita sintetizarii ei de catre microflora acestora . Procesele termice nu influenteaza prea mult concentratia de vitamina A si de caroteni .

Vitamina D₃ este proprie laptelui si rezulta prin iradiere cu UV a dehidrocolesterolului .

Vitamina D₂ rezulta prin iradiere cu UV a ergosterolului .

Continutul in vitamina D este mai mare in laptele de vara decat in cel de iarna datorita iradierii cu UV a animalelor in timpul pasunatului . Vitaminele D sunt stabile la tratament termic si depozitarea produselor lactate .

Vitamina E in lapte predomina forma de ά-tocoferol . Vitaminele E sunt rezistente la tratament termic.

Vitamina K se gaseste in cantitati mici inlapte indiferent de perioada de lactatie .

Vitamina B₁ sau tiamina este dependenta cantitativ de perioada de lactatie .

Vitamina B₂ sau lactoflavina este foarte fotosensibila . In absenta luminii este stabila si la caldura . In fabricarea branzeturilor trece in zer . Colostrul contine o cantitate de doua ori mai mare de B₂ .

Vitamina B₅ sau acidul pantotenic este stabila la tratament termic .

Vitamina B₆ sau adermina se gaseste in proportie de 75% sub forma de piridoxal . Se gaseste mai mult in colostru . Este fotosensibila . Se distruge in proportie de 25-50% la sterilizarea laptelui .

Vitamina B₁₂ . Continutul ei creste cu cresterea Co in furaje . Este sensibila la tratament termic in special la concentrarea urmata de sterilizare .

Vitamina M sau acidul folic se gaseste in cantitate mai mare in colostru . Este termosensibila .

Vitamina H sau biotina este relativ stabila la tratament termic .

Vitamina C sau acidul ascorbic este termosensibila , lumina , O₂ , metalele grele influentand distrugerea .

Colina este importanta pentru gruparile sale metil .

Acidul p-amino-benzoic se gaseste in lapte in cantitate mica .

Enzimele din lapte . Enzimele sunt substante chimice complexe , de natura organica , proteino-coloidale solubile , dotate cu activitate catalitica . Se mai numesc si biocatalizatori . In lapte exista 16 sisteme enzimatice . Originea lor poate fi endogena sau exogena .

Principalele enzime din lapte sunt :

∙ hidrolaze :amilaza , lipaza , fosfataza , proteaza .

∙ oxidaza si reductaze : lactoperoxidaza , catalaza ,reductaza aldehidica .

Amilaza segaseste in principal in laptele colostral si laptele mastitic . Este inactiva la 65°C in 30 minute .

Lipaza ajunge in lapte din glanda mamara , darsurse de enzime sunt si bacteriile si drojdiile lipolitice . Lipaza laptelui se deosebeste de cea microbiana prin pH optim = 8,8, iar cea bacteriana pH=7 . Lipaza din lapte se gaseste in plasma asociata cu K-cazeina si absorbita la membrana globulelor de grasime . Forma inactiva trece in forma activa prin aerarea , agitarea si omogenizarea laptelui.

Fosfataza . Descompune rapid lecitina in glanda mamara . Laptele contine doua fosfataze:

∙ alcalina pH=8-9

∙ acida pH=4,6-4,8

Fosfataza alcalina este adsorbita la suprafata globulelor de grasime si este de 100 de ori mai activa decat cea acida. Se distruge prin pasteurizare , tempertura de inactivare fiind mai mare decat temperatura de distrugere a Mycobacterium tuberculosis si din acest motiv este luata de criteriu al eficientei pasteurizarii ( proba fosfatazei ) . Fosfataza acida se inactiveaza abea la 88°C in 20 minute . Fosfataza laptelui influenteaza procesul de coagulare prin defosforilarea cazeinei .

Proteaza insoteste cazeina K fiind inactivata la 80°C in 10 minute . Proteazele provoaca proteoliza lenta a cazeinei fiind asemanatoare enzimelor proteolitice de natura microbiana . Proteaza reziduala din laptele insuficient pasteurizat provoaca defecte de structura si aroma in branzeturile depozitate pe o perioada indelungata .

Lactoperoxidaza este o enzima oxidoreducatoare si descompune apa oxigenata in prezenta unei substante acceptoare de hidrogen . Este folosita ca test pentru laptele incalzit la temperatura ridicata sau pentru depistarea adaosului de apa oxigenata in lapte ca agent conservant .

Catalaza se gaseste in cantitate mai mare in laptele colostral sau in cel in care se dezvolta bacterii lactice producatoare de apa oxigenata si oxigen . Exista deci catalaza proprie laptelui si alta produsa de bacterii nelactice . La 65°C in 30 minute catalaza este distrusa .

Reductaza aldehidica cunoscuta si sub denumirea de enzima lui Schardinger sau xantin-oxidaza se gaseste in cantitate mai mare in laptele provenit de la animale aflate sfarsitul perioadei de lactatie . Se gaseste la suprafata globulelor de grasime . Ea catalizeaza descompunerea bazelor purinice ale hipoxantinei si xantinei pana la acid uric .

Alte enzime din lapte :

Esteraze . In lapte se gasesc urmatoarele esteraze :

∙ esteraza – A salolaza ( arilesteraza )

∙ esteraza – B asemanatoare in comportare cu lipaza

∙ esteraza – C colinesteraza .

Ribonucleaza care realizeza hidroliza acidului ribonucleic . Este asociata cu membrana globulelor de grasime .

Lizozima care conduce la liza unor bacterii fiind asociata cu mecanismul de imunitate naturala si de rezistenta locala a tesuturilor la infectii .

Proprietatile senzoriale si fizice ale laptelui .

Culoarea . alb-opalescenta a laptelui se datoreste dispersiei luminii asupra particulelor coloidale . Culoarea galbena este data de continutul in caroteni care coloreaza faza grasa a laptelui . Laptele mai contine si pigmenti galbeni-verzui din grupa flavinelor care coloreaza zerul .

Gustul si mirosul . Sunt specifice fiecarui tip de lapte . Gustul este in general placut si dulce . Aceasta reprezinta o rezultanta intre gustul dulce al lactozei si gustul sarat al clorurilor si in mai mica masura al citratilor si altor saruri minerale . Proteinele din lapte mascheaza gustul dulce al lactozei . Gustul caracteristic al laptelui este dat de fosfolipide .

Laptele de la sfarsitul perioadei de lactatie sau cel provenit de la animale bolnave de mastita are o concentratie mai mare de cloruri si una mai mica de lactoza , deci gustul este mai sarat .

Gustul normal poate fi modificat prin :

∙ trecerea de alcaloizi din furaje in lapte ;

∙ oxidarea grasimii din lapte in prezenta de Cu ;

∙ acrirea laptelui prin fermentarea lactozei de catre bacterii .

Densitatea laptelui . Este variabila fiind cuprinsa intre 1,029 si 1,033 la 20°C . Densitatea este conditionata de proportia dintre componentii negrase si grase ale laptelui in sensul ca :

∙ apa are densitatea 1000 kg/m³

∙ grasimea 930 kg/m³

∙ substanta uscata degresata 1620 kg/m³

Densitatea laptelui se executa cu lactodensimetrul la 20°C . Daca densitatea se ia intre 15 si 20°C se face o corectie de plus 0,2 pentru fiecare grad in minus sau plus .

Punctul de fierbere al laptelui la 760 mm Hg este 100,55°C . Punctul de fierbere creste pe masura ce laptele se concentreaza .

Punctul de congelare al laptelui cu aciditatea de 18°T este -0,54 - -0,57°C , valoarea medie fiind de -0,545 . Punctul de congelare este determinat de moleculele si ionii aflati in solutie , lactoza si sarurile contribuind cu 75% la vloarea punctului de congelare . O valoare a punctului de congelare de -0,53°C sau mai mica permite suspectarea falsificarii laptelui prin adaos de apa .

Vascozitatea laptelui depinde de componentele laptelui aflate in stare coloidala ( fosfocazeinatul , albumina , globulina , fosfatul tricalcic ) si aglomerari de globule de grasime . Prin cresterea temperaturii laptelui vascozitatea scade . Precipitarea lactalbuminei prin fierbere conduce la cresterea vascozitatii , omogenizarea laptelui urmata de pasteurizare conduce la cresterea vascozitatii . Vaascotitatea laptelui este de 18,4x10⁴ Ns/m² iar a laptelui smantanit este de 17,36 x10⁴ Ns/m² .

Caldura specifica al laptelui normal este 0,92-0,93 Kcal/kg grad , iar a laptelui smantanit este de 0,945 Kcal/kg grad .

Indicele de refractie al laptelui este in medie 1,35 . Acest indice se determina prin zer . La refractometrul cu imersie Zeiss indicele de refractie este de 38-40 . La diluarea laptelui cu apa indicele de refractie este mai mic de 38 .

Conductibilitatea electrica este de 4,2x10^-4-47,4x10^-4 Ώ si depinde de concentratia ionica globala , iar in special de concentratia clorurilor . Diluarea laptelui cu apa conduce la scaderea conductibilitatii electrice .

Potentialul redox este determinat de cantitatea de oxigen dizolvata in lapte , de cantitatea de acid ascorbic , roboflavina , lactoza , valoarea pH-ului , transformarile cisteina/cistina si GSH-GSSG . Potentialul redox conditioneaza oxidarea lipidelor si acidului ascorbic .

Ph-ul reprezinta aciditatea activa libera . Laptele proaspat muls are un ph usor acid ( 6,4-6,6 ) . Aciditatea titrabila medie este de 0,14-0,17% calculata ca acid lactic . Aceasta valoare este determinata de acidul lactic , sarurile acide , cazeina , acidul ascorbic .

Scaderea treptata a ph-ului pana la 4,6 indica un proces de acidifiere avansat in conditiile in care cazeina precipita . Determninarea pH-ului se face :

∙ electrometric, cu ajutorul ph-metrului

∙ colorimetric folosind o scara calorimetrica sau hartie indicatoare de pH .

Laptele proaspat are aciditatea titrabila cuprinsa intre 15-19° T . Aciditatea sub 15 indica un lapte provenit de la animale bolnave sau un lapte neutralizat . O aciditate de 19 indica posibilitatea ca laptele respectiv sa nu reziste la transport si tratament termic .

Surse de contaminare cu microorganisme ale laptelui .

Prima sursa o constituie mamela care intervine pri asa zisul ‚’’ dop bacterian ’’ ce se formeaza in sfincter . In acest caz primele jeturi de lapte sunt puternic infectate cu micrococi nepatogeni cu atiune proteolitica si acidifianta . In carzl afectiunilor mamae , in lapte apar si bacterii patogene .

In timpul mulsului laptele se infecteaza cu germeni din partea exterioara a ugerului , de pe mainile muncitorilor , din aer , de pe vasele in care se colecteaza laptele precum si din furaje .

Factorii care inhiba sau stimuleaza dezvoltarea microorganismelor in lapte .

Dezvoltarea microorganismelor in lapte este influentata de :

∙ puterea bacteriostatica naturala a laptelui

∙ prezenta in lapte a factorilor de crestere pentru microorganisme

∙ asocieri si antagonisme

∙ influenta temperaturii .

Puterea bacteriostatica naturala a laptelui . Laptele contine substante care inhiba sau distrug numeroase microorganisme precum lacteninele . Lacteninele pot fi clasificate in :

∙ aglutinine ( anticorpi ) : lactenina 1 si 2

∙ lactoperoxidaza ( enzima ) lactenina 3

Lacteninele 1 si 3 sunt prezente in colostru iar lactenina 2 in lapte . Lacteninele 3 sunt mai termolabile ( 70°C timp de 20 minute ) , iar lactenina 2 mai termorrezistenta ( 80°C) . Prin pasteurizare lacteninele isi pierd numai partial activitatea bactericida .

In conditii de anaerobioza existente in uger , activitatea lacteninelor este foarte slaba . Sunt activate in laptele proaspat muls .

4.2. Principalele caracteristici ale materiilor auxiliare .

Folosirea culturilor starter in industria laptelui din Romania . In tara noastra se folosesc culturi starter sub forma lichida sau uscata prin liofilizare , care inainte de a fi utilizate pentru obtinerea de culturi intermediare si cultura de productie se reactiveaza sub forma culturii de laborator prin realizarea a 3-4 pasaje pe laptele pasteurizat la 90-95°C/45 min . Laptele utilizat pentru prepararea culturii de laborator , intermediare si de productie este lapte integral , proaspat , de buna calitate provenit de la animale sanatoase cu urmatoarele caracteristici : aciditate 18°T , densitate 1,029 g/cm³ , continut in proteine 3,2% , grad de impurificare I , testul de reducere clasa I , proba fermentarii clasa a I-a . Reactivitatea are drept scop sa aduca cultura starter la stadiul initial de activitate concomitent cu o adaptare a microorganismelor respective la laptele folosit in fabrica . Pasajele de laborator se executa pe cantitati mici de lapte ( 100-200g ) , iar realizarea culturilor intermediare se face pe cantitati de 1-3 l lapte si , respectiv , 5-10 l lapte . culturile de productie sunt realizate pe cantitati de 100-1000 l lapte , in functie de necesitatile fabricii . In legatura cu obtinerea culturilor trebuie facute urmatoarele observatii :

∙ culturile de laborator pot fi folosite pentru cel mult 15 pasaje . In acest sens , de la al 10-lea pasaj , este necesar sa fie reactivata o noua serie de cultura starter , ceea ce permite ca , dupa 15 pasaje , cultura de laborator veche sa fie inlocuita cu noua cultura de laborator reactivata . Rezulta ca o cultura de laborator reactivata nu poate fi folosita mai mult de 15 zile , chiar daca se lucreaza in conditii absolute de sterilitate si deci cultura nu se infecteaza . Pana la o noua insamantare , cultura de laborator se pastreaza in conditii de refrigerare . Culturile de productie se folosesc in intervalul de 48 ore , cu conditia mentinerii la frig .

Cele cu activitate depasita nu sunt corespunzatoare . Cultura de productie nu se poate obtine dintr-o cultura de productie precedenta . Tehnicile de obtinere a diferitelor culturi de laborator , intermediare si de productie sunt asemanatoare , diferentele constand in parametrii de termostatare .

Folosirea culturilor de productie la obtinerea iaurtului .

Iaurtul este un produs fermentat cu cultura Str. Termophilus si Lactobacillus bulgaricus a carui calitate este judecata dupa aroma ( gust si miros ) , aciditate (Ph , astringenta ) , corpolenta ( consistenta , vascozitate ) , textura ( onctuozitate si absenta granulatiei ) , omogenitate ( absenta bulelor de gaze ) , si aspect general . Se considera ca , cu cat temperatura de termostatare este mai scazuta si durata  termostatarii este mai mare cu atat vascozitatea iaurtului va fi mai mare . In acest sens se recomanda termostatarea la 30-32°C , timp de 12-15 ore . Iaurtul va fi cu atat mai bun cu cat dezvoltarea culturii de bacterii lactice este mai rapida si cu cat acestea sunt bune producatoare de acid lactic . Totusi , o dezvoltare prea rapida a bacteriilor lactice conduce la instabilitatea coagulului si la granularea acestuia prin precipitarea localizata a cazeinei . O cultura cu dezvoltare mai lenta conduce la un produs cu o aroma mai buna si o aciditate mai redusa  . Conform normelor interne din tara noastra , un iaurt de calitate are consistenta buna , fara bule de gaze . Se admite o eliminare de 2% zer la iaurtul foarte gras si 5% la iaurtul gras si slab . Iaurtul foarte gras are 4% grasime iar cel gras 2,8% grasime . Iaurtul foarte gras se fabrica din lapte partial concentrat cu 4% grasime si 15% substanta uscata totala , cel gras din lapte normalizat la 2,8% grasime , iar cel slab din lapte degresat . Laptele pasteurizat la 85-90°C/20-30 min ( pasteurizarea se face in scopul distrugerii microflorei de contaminare , producerii de substanta reducatoare si scaderii rH-ului laptelui , producerii de factori de crestere pentru bacteriile lactice ) se insamanteaza cu cultura de productie de 2-3% . Termostatarea se face la 42-45°C pana la coagulare , care trebuie sa aiba loc in aproximativ 3 ore . Aciditatea produsului dupa termostatare trebuie sa fie minim 85°T . Preracirea iaurtului se face la 18-20°C in timp de 15-30 minute , iar depozitarea pana la livrare la 2-8°C . Se pot fabrica urmatoarele tipuri de iaurt : natural , natural continand si zaharoza , aromatizat , cu fructe , continand si zaharoza , arome si colorant .

Conform noilor concepte moderne privind extinderea producerii pe scara larga a alimentelor functionale , numerosi oameni de stiinta , pediatrii , fiziologi si nutritionisti considera diferite tipuri de lapte fermentat ca fiind produse din aceasta categorie , ce beneficiaza de activitate biochimica complexa a culturilor de microorganisme , intre care speciile dominante sunt bacteriile lactice .

Numeroase studii au demonstart ca prin consumul de produse lactate fermentate se pot obtine beneficii majore pentru sanatate . Acestea sunt induse atat de celulele microbiene , care ingerate si mentinute viabile induc modificari si influente pozitive in mediul intestinal , cat si de metabolitii formati prin activitatea lor fermentativa in laptele utilizat ca substrat .

Produsele lactate fermentate traditionale , cum sunt iaurtul sau laptele acidofil , sunt produse a caror tehnologie este bine coordonata beneficiind de activitatea unor bacterii specifice  , utilizate in monocultura sau culturi multiple diverse . Taxonomia si morfologia acestor bacterii sunt bine cunoscute , ceea ce face ca ele sa fie usor de detectat si diferentiat .

Recent s-a dezvoltat generatia noua de produse lactate acide , pentru realizarea carora alaturi de culturile traditionale sunt utilizate bacterii lactice cu proprietati fermentative si fiziologice specifice , unele cu proprietati profilactice , cum sunt de exemplu specii ale genului Bifidobacterium , Lactobacillus acidophilus , Lactobacillus casei e.t.c. , cunoscute sub denumirea de culturi probiotice .

Ca urmare a particularitatilor metabolice si tehnologice ale acestor microorganisme , diferite de cele ale culturilor traditionale , a fost necesara elaborarea unor proceduri specifice de productie si control care prevad :

∙ monitorizarea evolutiei fiecarei specii pe parcursul procesului de fabricatie .

∙ controlul interactiunilor dintre diferitele specii aflate in culturi multiple .

∙ adoptarea unor proceduri selective si catmai eficiente pentrudiferentierea speciilor.

Particularitati morfo-fiziologice generale ale bacteriilor utilizate la fabricare produselor acide fermentate .

Genul Lactobacillus : include peste 25 de specii distincte , diferentiate pe baza proprietatilor fermentative , in special , dupa natura proceselor fermentative pe care le catalizeaza ( homofermentative si heterofermentative ) . In plus , speciile genului Lactobacillus se disting de alte bacterii lactice prin continutul de baze azotate care in acest caz are valori de 32-53% .

Studiile moderne de identificare a speciilor genului Lactobacillus sunt in prezent bazate pe teste biochimice si genetice , dintre care pot fi enumerate : calea metabolica si spectrul de glucide fermentate , potentialul de a hidroliza arginina , continutul de peptidoglicani din peretele celular , analogia ADN-ARN si evaluarea 16S rARN , acest din urma caracter tinzand sa stea in prezent la baza studiilor taxonomice , multe scheme de clasificare fiind concepute pe baza analizei secventei 16S rARN . Cu toate acestea , pana in prezent nu s-a elaborat o schema generala de clasificare , multe aspecte particulare fiind tolerate si apreciate ca situatii particulare .

Din punct de vedere morfoogic lactobacilii se prezinta sub forma de bastonase drepte sau curbate cu dimensiuni (0,5-1,2)x(1-10)μm , care in anumite conditii de mediu isi pot modifica morfologia capatand forme derivate de la coci , ceea ce poate impiedica uneori identificarea si diferentierea speciilor .

Din punct de vedere fiziologic lactobacilii sunt bacterii facultativ anaerobe , care , in general , cresc greu in prezenta oxigenului , concentratii de numai 5% CO₂ putand stimula dezvoltarea lor . Domeniul optim al temperaturilor de dezvoltare este de 30-40°C , dar pot sa creasca la temperaturi de 5-53°C . Se dezvolta in medii cu proprietati fiziologice specifice , prin care bacteriile din genul Lactobacillus pot fi diferentiate de alte bacterii lactice .

Ca urmare a auxotrofiei fata de numerosi nutrienti , precum vitaminele si alti micronutrienti , aceste bacterii se dezvolta bine in medii complexe , bogate din punct de vedere nutritiv .

Din grupul lactobacililor homofermentativi fac parte specii capabile sa produca peste 85% acid lactic , ca unic produs final prin metabolizarea glucozei precum : Lactobacillus delbrueckii subsp. Bulgaricus , L. Leichmanni , L. Acidophilus e.t.c. Lactobacilli heterofermentativi produc prin fermentatie aproximativ 50% acid lactic si cantitati apreciabile de dioxid de carbon , acetat si etanol . Speciile reprezentative ale acestui grup sunt : L. Fermentum , L. Brevis , L. Casei si L. Buchneri .

Un criteriu important de diferentiere a bacteriilor din genul Lactobacillus il reprezinta tipul de izomer de acid lactic format . Astfel , unele specii produc doar forma L , cum ar fi de exemplu L. Salivarius si L. Casei , alte specii precum L. Bulgaricus si L. Jensenii produc exclusiv forma D , iar tulpini de L. Acidophilus si L. Helveticus produc izomeri D si L ai acidului lactic .

Alte criterii majore de diferentiere a speciilor sub formarea de gaz prin fermentatia glucozei sau gluconatului si abilitatea de a produce fermentarea pentozelor , in special a ribozei si xilozei .

Lactobacillus delbrueckii subsp. Bulgaricus , cunoscute ca parte componenta a culturii starter pentru iaurt , tulpinile de Lactobacillus bulgaricus constituie microbiota autohtona a produselor fermentate de acest tip .

Studiate de foarte multa vreme caracterele morfologice ale acestor tulpini sunt in prezent bine cunoscute , alte elemente particulare nemaifiind raportate .

Din punct de vedere microscopic , celulele de L. Bulgaricus se prezinta sub forma de bastonase cu capetele rotunjite , cu dimensiuni de (0,5-0,8)x(2,0-9,0) μm , separate sau asociate de obicei in lanturi scurte , aranjate ca palisade . In culturile cu faza stationara prelungita se pot observa adesea si lanturi lungi . De asemenea , in celulele provenite din culturi vechi se pot evidentia usor , prin colorare diferentiala sau cu albastru de metilen , incluziuni intracelulare de metacromatina .

Alaturi de varsta celulelor , conditiile de cultivare precum  compozitia mediului fermentativ si concentratia de oxigen dizolvat pot influenta semnificativ morfologia celulelor de L. Bulgaricus .

Tulpinile apartinand speciei Lactobacillus bulgaricus sunt caracterizate ca fiind bacterii lactice care , in conditii de facultativ anaerobioza , produc fermentati lactica homofermentativa , prin bioconversia hexozelor in acid lactic , pe calea Emden-Mezerhof . Capacitatea bacteriilor lipsite de superoxid dismutaza de a actiona in anaerobioza este explicata prin acumularea intracelulara de Mn , care suplineste absenta enzimei . Trebuie facuta distinctie intre abilitate bacteriilor de a creste in conditii aerobe si capacitatea lor de a supravietui in prezenta oxigenului .

Acidul lactic reprezinta produsul final major al fermentatiei , insa uneori , in mediu fermentativ s-au evidentiat si o serie de produse secundare , precum aldehida acetica , acetona , acetoina si diacetilul , formate in cantitati reduse .

Un criteriu modern aplicat in prezent pentru identificarea si clasificarea acestor bacterii il reprezinta compozitia in acizi grasi . S-a constatat ca acizii : hexadecanoic (16:0) , hexadecenoic (18:1) , octadecenoic (18:1) si lactobacilic (19:0) sunt acizii grasi majoritari din compozitia celulelor de L. Bulgaricus . Anumite particularitati compozitionale pot insa sa apara ca rezultat al variabilitatii conditiilor de cultivare ( compozitia mediului de cultura si temperatura ) , etapa de crestere si metodologia utilizata pentru extractia lipidelor celulare .

Lactobacillus brevis . Din punct de vedere taxonomic specia L. Brevis este clasificata ca apartinand grupului filogenetic L. Casei – pediococcus .

Tulpini de L. Brevis pot fi frecvent izolate din lapte , branzeturi , microbiota epifita a plantelor si boabelor de cereale , ape reziduale , produse din carne si vegetale fermentate , furaje , materii fecale sau microbiota bucala si intestinala a oamenilor si a soarecilor .

In culturi pure formeaza colonii cu aspect rugos , plate , adesea translucide . Desi majoritatea tulpinilor formeaza colonii nepigmentate , la unele tulpini s-au evidentiat colonii cu biomasa de culoare portocalie sau rosie .

In preparat microscopic pot fi evidentiate bastonase drepte sau curbate , cu capetele rotunjite , in general cu dimensiuni reduse ( 0,7-1,0)x(2,0-4,0) μm , uneori putand fi evidentiate si bastonase mai lungi , singulare sau sub forma de lanturi scurte . Celulele provenind din culturi vechi prezinta bipolar incluziuni de metacromatina care pot fi evidentiate prin colorare diferentiala ( metoda Gram ) sau prin colorare simpla cu albastru de metilen .

Un criteriu important de diferentiere a tulpinilor de L. Brevis il poate constitui tipul de proteine imunologic active din structura stratului S a peretelui celular , cu mase moleculare cuprinse intre 38-55 Da .

Compozitia in acizi grasi reprezinta de asemenea un criteriu de identificare si clasificare a tulpinilor de L. Brevis . Caracteristica pentru aceasta este prezenta preponderenta a acizilor hexadecanoic , octadecanoic si lactobacilic , cu concentratii variabile in functie de etapa fiziologica de crestere , compozitia mediului fermentativ si temperatura de cultivare , precum si metodologia plicata pentru extractia lipidelor celulare .

Din punct de vedere fiziologic , tulpinile de Lactobacillus brevis sunt caracterizate ca bacterii lactice microaerogile , cu metabolism lactic strict heterofermentativ , prin care hexozele sunt convertite pe calea fosfocetolazei in acid lactic , etanol , acid acetic si CO₂ , in conditiile absentei sistemului enzimatic fosfotransferazic specific pentru fermentarea glucozei , fructozei si lactozei . Studii recente au demonstrat ca , prin cultivare in conditii anaerobe , in prezenta fructozei se produce inductia biosintezei enzimelor din complexul transferazic si a enzimelor glicolitice care permit metabolizarea fructozei pe calea Emdem-Mezerhof .

La peste 90% din tulpinile de L. Brevis s-a evidentiat capacitatea de a fermenta arabinoza , glucoza , fructoza si gluconatul , maltpza , melibioza si riboza , in timp ce esculina , galactoza , lactoza , rafinoza , zaharoza si xiloza sunt fermentate de 11-89& din tulpini . S-a stabilit de asemenea ca L. Brevis este incapabil sa se dezvolte in medii sintetice ce contin pentoze ca unice surse de glucide fermentescibile .

Spectrul de glucide fermentescibile nu reprezinta un criteriu suficient pentru diferentierea tulpinilor . Teste suplimentare bazate pe studii genetice sau de mobilitate electroforetica a lactatdehidrogenazelor sunt recomandate pentru diferentierea tulpinilor de L. Brevis de cele apartinand speciilor : L. Buchneri , L. Hilgardii , L. Collinoides sau L. Kefir .

Cresterea si activitatea fiziologica a bacteriilor L. Brevis este conditionata de prezenta factorilor de crestere pantotenat de calciu , niacina , tiamina si acid folic , in timp ce riboflavina , piridoxalul si vitamina B₂ nu constituie factori de stimulare .

Lactobacillus acidophilus . Izolata pentru prima data de Moro in anul 1900 din fecale de nou nascuti , bacteria este recunoscuta pentru proprietatile sale probiotice cu implicatii pozitive in microbiota tractului gastro-intestinal . Pe prcursul evolutiei au intervenit multe modificari in descrierea sa taxonomica si a caracterelor metabolice .

Asociate cu microbiota intestinala a omului si animalelor , sursele frecvente de izolare a tulpinilor de L. Acidophilus sunt fecalele sugarilor si a persoanelor mature cu o dieta bogata in lapte , lactoza sau dextrine .

Numeroase studii au demonstrat potentialul tulpinilor de L. Acidophilus de a se adapta si a actiona in tractul gastro-intestinal , in simbioza cu alte 5 specii de lactobacili homofermentativi , impreuna cu care formeaza grupul L. Acidophilus si anume : L. Crispatus , L. Amylovorus , L. Galinarum , L. Gasseri , L. Johnsonii . Aceste specii considerate probiotice au activitate benefica in organism concretizata in :

∙ activarea si mentinerea microbiotei normale ;

∙ interferenta negativa cu patogenii bazata pe excludere si antagonism ;

∙ actiune imunomodulatoare si imunostimulatoare ;

∙ activitate anticancerigena si antimutagena ;

∙ deconjugarea acizilor biliari ;

∙ producerea de lactaza in vivo ;

∙ scaderea colesterolului seric .

Din acest punct de vedere exista insa si opinii contradictorii privind rolul , ecologia si beneficiilor speciilor probiotice de Lactobacillus in tractul gastro-intestinal .

In anul 1980 , cele 6 specii ale grupului L. Acidophillus au fost clasificate pe baza studiului de hibridare a ADN-ului si au separate in doua subgrupe . In plus , studiile efectuate pe baza analizei secventelor 16S ARN ribozomal au demonstrat ca specia L. Acidophilu prezinta similaritati fenotipice si genotipice , in special cu specia L. Helveticus , dar si cu alte specii de Lactobacillus sociate cu microbiota laptelui fermentat , sau cu alte specii ale grupului precum L. Crispatus , L. Amylovorus . De asemenea , studiile bazate pe analiza proprietatilor fermentative si probiotice ale bacteriilor din grupul L. Acidophilus izolate din microbiota intestinala si din produsele lactate au demonstrat existenta a numeroase similaritati dar si diferentieri , ceea ce genereaza permanent noi studii in acest domeniu .

Bacteriile apartinand speciei L. Acidophilus se diferentiaza microscopic ca bastonase Gram-pozitive cu dimensiuni (0,5-1,0)x(2,0-10,0) μm , cu capetele rotunjite , asociate in perechi sau lanturi scurte .

Din punct de vedere fiziologic speciile grupului L. Acidophilus au fost caracterizate ca bacterii lactice cu metabolism strict homofermentativ capabile sa se dezvolte si sa actioneze la temperatura de 45°C . Ca glucidele fermentescibile , hexozele sunt fermentate preferential pe cale Emdem-Meyerhof-Parnas (EMP) , ca urmare a potentialului tulpinilor de a produce aldolaza si fosfocetolaza , apoi sunt fermentate pentozele si gluconatul .

Speciile grupului L. Acidophilus se disting , de asemenea , prin proprietatile lor antimicrobiene , prin formarea de metaboliti cu efect bioconservant precum : acid lactic , peroxid de hidrogen si bacteriocine . Si in acest caz , tulpinile apartinand diferitelor specii prezinta proprietati biochimice variabile si particulare .

La baza principiilor moderne de diferentiere a tulpinilor de L. Acidophilus stau determinarile genetice si de biologie moleculara bazate pe analiza secventelor de rARN , analiza de tip RAPD sau utilizarea de primeri de natura nucleotidica cu specificitate de specie . Aceste metode moderne , caracterizate prin inalta acuratete , impun conditii deosebite de analiza . Din aceasta cauza , cea mai recomandata metoda actuala de diferentiere a lactobacililor consta in analiza secventelor 16S sau 23S de rARN .

Lactobacillus casei . Bacteriile apartinand speciei Lactobacillus casei apar ca tulpini cu proprietati fiziologice si genetice eterogene asociate cu microbiota ecosistemelor alimentare . Ele sunt evidentiate ca factori cu actiune fiziologica , functionala , din categoria promotorilor sanatatii umane si animale .

Prezente in lapte si produse lactate , de unde se izoleaza frecvent , tulpinile de L. Casei mai pot fi asociate cu microbiota furajelor , a legumelor proaspete si fermentate , a carnatilor proaspeti , a aluaturilor congelate , sau , in vivo , cu microbiota intestinala sau microbiota cavitatilor bucale si vaginale .

Din punct de vedere taxonomic , precizaarile referitoare la descrierea si clasificarea tulpinilor de L. Casei sunt in continua miscare . Studii recente bazate pe hibridare ADN-ADN au demonstrat o inalta similaritate intre tulpinile de L. Casei , pseudoplantarum si tolerans , care sunt distinct diferentiate de L. Casei . Unii autori , insa , au clasificat tulpinile de L. Casei ca L. Paracasei si tolerans .

Morfologic , L. Casei se diferentiaza prin forma celulelor prezenze ca bastonase cu capete drepte , cu dimensiuni de (0,7-1,1)x(2,0-4,0) μm , care tind sa se asocieze in lanturi

Alte particularitati distincte ale speciilor sunt compozitia petidoglucanului din structura peretelui celular , ce are ca unitati de baza L-Lys-D-Asp , si compozitia poliglucidica , care determina specificitatea serologica , pe baza continutului de ramnoza sau glucoza-galactoza . Nu s-a evidentiat prezenta acizilor teicoici . Continutul de baze azotate G+C din compozitia ADN-ului variaza intre 45-47% .

Tulpinile de L. Casei sunt caracterizate ca fiind bacterii lactice facultativ heterofermentative , ce poseda importante proprietati biotehnologice generate si de capacitatea proteolitica , lipolitica sau de producere de exopoliglucide .

Genul Streptococcus . Include bacterii lactice , cu forma sferica („coccus”) , Gram pozitive , cu multe proprietati metabolice similare , dar care populeaza habitaturi diverse , unele prezentand proprietiti fiziologice distincte .

Streptococcus thermophilus . Specia unica din categoria streptococilor lactici , care s-a pastrat in acest gen dupa reorganizarea si reclasificarea speciilor , a fost definita cu 60 de ani in urma de Sherman ca Streptococcus thermophilus . Ulterior in anul 1984 , pe baza studiilor genetice de analiza a omologiei ADN-ADN si a continutului de acizi grasi din compozitia structurii membranare , specia a fost reclasificata ca Streptococcus salivarius , nomenclatura care ulterior a fost putin adoptata de comunitatea microbiologilor incluzand si producatorii de culturi starter comerciale .

Diferentele fenotipice evidentiate ulterior (1987) intre tulpinile de Streptococcus salivarius si Streptococcus thermophilus si corelat si cu apartenenta lor la biotopuri diferite au indreptatit taxonomistii sa reconsidere specia Streptococcus thermophilus , aceasta fiind denumirea cea mai acceptata in prezent .

Datele privind ecologia si originile tulpinilor de S. Thermophilus sunt incerte , acestea fiind considerate inca enigme . La fel ca si la bacteriile lactice , S. Thermophilus este bine adaptata la medii asociate cu laptele , fiind frecvent izolata din lapte si produse lactate tratate termic , microbiota suprafetelor ustensilelor si utilajelor din industria laptelui.

Ca si alti streptococi , tulpinile de S. Thermophilus sunt heterotrofe , si in general , pretentioase din punct de vedere nutritiv , preferand glucidele simple , ca surse de carbon si energie , si aminoacizi in calitate de surse de azot .

Se diferentiaza de speciile genurilor Enterococcus si Lactococcus prin sensibilitate fata de NaCl , incapacitatea de a forma NH₃ din arginina , precum si incapacitatea de a creste la temperatura de 10°C , pH=9,6 sau in prezenta de 0,1% albastru de metilen .

Utilizate in special pentru proprietatea lor acidifianta , cu efecte benefice asupra calitatii produselor lactate fermentate , tulpinile de S. Thermophilus sunt compatibile in culturi starter multiple cu specii de Lactobacillus si Bifidobacterium .

Genul Lactococcus . In anul 1985 , Schleifer si colaboratorii sai au definit genul Lactococcus , format prin reorganizarea genurilor Streptococcus si Lactobacillus , cu reconsiderarea speciilor : Streptococcus lactis , Streptococcus raffinolactis , Lactobacillus hordniae si Lactobacillus xylosus . Ulterior , pentru a nu crea confuzii generate de aspectul microscopic diferit al ultimilor doua specii , acestea au fost incluse din nou in genul Lactobacillus , desi s-a constatat ca singura diferenta biochimica intre ele consta in faptul ca ultima are abilitatea de a metaboliza xiloza .

Criterii principale care au stat la baza reclasificarii sunt : structura peretelui celular , compozitia in acizi grasi si menaquinone .

Membrii genului Lactococcus sunt bacterii lactice Gram-pozitive , de forma coccus sau forme derivate de la aceasta , putand prezenta celule ovoidale , in functie de conditiile de cultivare . Celulele , care de obicei sunt asociate in perechi sau lanturi scurte , au diametre de 0,5-1,5μm si nu prezinta mobilitate .

Caracterizati prin auxotrofie severa fata de unii aminoacizi si vitamine , lactococii au capacitatea de a se dezvolta in domeniul de temperatura 10-45°C , cu optim la temperaturi de 25-30°C . Nu au capacitatea sa creasca in prezenta de 0,5% NaCl . Aceste proprietati sunt utile in diferentierea speciilor genului Lactococcus de cele ale genului Streptococcus , si in special de Streptococcus thermophilus .

Dintre factorii de crestere importanti pentru dezvoltarea si activitatea fiziologica a lactococilor , cei mai importanti sunt aminoacizii izoleucina , valina , leucina , histidina , metionina , arginina , prolina , glutamat , serina si treonina , si vitaminele biotina , piridoxalul , acidul folic , riboflavina , niacina , tiamina si acidul pantotenic . In plus , unele microelemente sunt esentiale , alaturi de glucoza , pentru dezvoltarea optima in medii diferite . In lapte , timpul de generatie este de 60-70 minute , si de numai 35-40 minute in medii sintetice cu compozitie optimizata din punct de vedere nutritional .

Alte caracteristici prin care lactococii se diferentiaza de alte bacterii lactice sunt pH-ul optim de actiune si tipul de acid lactic format , avand in vedere capacitatea lor de a forma cantitati importante de acid lactic . Astfel , comparativ cu alte bacterii lactice , lactococii nu produc decat izomerul L al acidului lactic .

Testele moderne de diferentiere a speciilor au la baza metode genetice ( analiza secventelor 16S si 23S a rARN si analiza RAPD ) si analize imunologice pentru enzima superoxid-dismutaza .

Speciile cu importanta practica sunt Lactococcus lactis , subspeciile lactis ti cremoris . Aceste bacterii componente ale culturilor starter mezofile se caracterizeaza prin potentialul lor de a produce acid lactic . Au capacitatea de a fermenta concentratii de lactoza sub 0,5% si prezinta acidotoleranta redusa , comparativ cu alte bacterii lactice . Majoritatea lactococilor formeaza acid lactic de tip L ca principal produs final al fermentatiei , cu exceptia tulpinilor de Lactococcus lactis , care formeaza pe langa acid lactic si aldehida acetica , diacetil si acetona , avand capacitatea de a fermenta si citratul .

Utilizati de obicei in culturi starter multiple mixte , in combinatie cu tulpini de Streptococcus si Lactobacillus , ca tulpini apartinand unei singure specii sau la specii diferite , lactococii prezinta importanta pentru producerea de acid lactic , substante de aroma , capacitatea proteolitica si lipolitica , precum si formarea de compusi cu potential bioconservant .

Peroxidul de hidrogen se acumuleaza in mediu fermentativ deoarece tulpinile de Lactococcus lactis nu poseda catalaza . Acesta creaza efecte bioconservante suplimentare in mediul de actiune al lactococilor in culturi starter , se recomanda adaosul de catalaza in mediu fermentativ pentru a preveni efectul inhibitor al peroxidului de hidrogen asupra lui Lactococcus lactis .

Genul Leuconostoc . Descoperite de multa vreme speciile genului Leuconostoc erau cunoscute ca bacterii lactice cu proprrietati fiziologice si biochimice aproape similare cu cele ale lactobacililor heterofermentativi , diferentiindu-se de acestia prin morfologie si proprietatea particulara de a produce D-lactat din glucoza .

In prezent , studiile bazate pe analiza caracterelor moleculare si , in special , a acizilor nucleici au adus elemente noi pentru identificarea si clasificarea tulpinilor de Leuconostoc . Astfel , analizele tipurilor de ARN ribozomal si a genei rpoC , care codifica subunitatea β a ARN polimerazei ADN dependenta , la tulpinile de Leuconostoc , comparativ cu alte bacterii heterofermentative , au evidentiat ca acestea pot fi grupate in trei genuri distincte , reunite in grupul Leuconostoc si anume : Leuconostoc , Wiessella si Oenococcus .

Reprezentantii genului Leuconostoc sunt , in general , asociatti cu microbiota epifita a fructelor si legumelor si microbiota specifica produselor lactate si a preparatelor din carne fermentate .

Morfologic se diferentiaza prin forma sferica a celulelor , care uneori deriva in forme lenticulare asemanatoare unor bacili cu dimensiuni reduse si cu capetele drepte . Prin cultivarea pe medii de cultura specifice , in conditii optime celulele au dimensiuni de (0,5-0,7)x(0,7-1,2)μm si sunt aranjate in perechi sau lanturi scurte , spre deosebire de conditiile naturale , cand stresul la care sunt supuse celulele genereaza modificari morfologice , evidentiate in special prin aparitia de lanturi lungi .

Asemenea altor bacterii lactice , si tulpinile de Leuconostoc impun pentru dezvoltare medii complexe bogate in glucide , peptide , aminoacizi , vitamine si microelemente .

Actionand optim in domeniul de temperaturi 20-30°C si pH= 6,5 , speciile de Leuconostoc au abilitatea exclusiva de a fermenta glucoza pe calea pentozofosfatului producand D-lactat , etanol si CO₂ . In plus se poate forma si acetat , atunci cand coenzima NADH trece in formi oxidata , in prezenta fructozei sau a oxigenului , pe calea NADH oxidazei .

Specia Leuconostoc lactis este caracterizata prin termorezistenta superioara , comparativ cu alte specii ale genului .

Testele moderne de diferentiere a speciilor sunt bazate pe : analiza compozitiei peretelui celular ( la tulpinile de Leuconostoc ) , studiul omologiei ADN-ului prin analiza de tip PCR sau analize de tip RAPD si PFGE . Aceste studii prezinta importanta pentru caracterizarea tulpinilor starter si recomandarea lor pentru procese fermentative particulare.

Genul Bifidobacterium . Desi cunoscute de mai multa vreme , interesul specialistilor pentru bifidobacterii a inceput sa ia amploare abia dupa anii 80 , odata cu extinderea utilizarii acestora ca aditivi alimentari , in scopul obtinerii de alimente functionale sau in compozitia unor elemente nutritive .

Multa vreme , bifidobacteriile au fost clasificate ca membrii ai unor genuri diferite ( Bacillus , Bacteroides , Bacterium , Lactobacillus , Corynebacterium , Actinobacterium etc. ) , asocierea fiind realizata pe baza similaritatii unor proprietati morfologice si fiziologice . In prezent , genul Bifidobacterium este recunoscut ca gen distinct al ordinului Actinomycetales si cuprinde specii de bacterii cu proprietati fermentative , asociate cu microbiota cavitatilor organismelor umane si animale .

Din punct de vedere taxonomic , bacteriile din genul Bifidobacterium pot fi diferentiate de alte actinomicete, cum sunt cele incluse in genurile Streptomyces si Nocardia , pe baza tipului de perete celular . La bifidobacterii peretele celular este de tipul VIII , caracterizat prin continut ridicat de ornitina .

S-a demonstrat ca trei specii de Bifidobacterium , asteroides , coryneforme si indicum , asociate cu microbiota intestinala a albinelor , au o foarte redusa similaritate genetica si fenotipica cu celelalte specii ale genului .

O alta particularitate este concentratia de baze azotate G+C din compozitia ADN-ului , de aproximativ 37% pentru Lactobacillus , si aproape 58% la Bifidobacterium .

Prin cultivare pe medii cu agar , bifidobacteriile formeaza colonii cu caractere similare bacteriilor lactice , si in specil cu cele de lactobacili . Spre deosebire de lactobacili insa , bifidobacteriile nu sunt acidotolerante , si nu se pot dezvolta in facultativ-anaerobioza . In plus , bifidobacteriile produc prin fermentatia glucidelor simple , acid lactic si acetic in concentratii exhimoleculare sau in favoarea acidului acetic , calea metabolica fiind distincta de fermentatia homolactica sau heterolactica .

Caracteristica pentru bifidobacterii este prezenta enzimei fructozo 6-fosfatat fosfocetolaza , care lipseste la lactobacili . Aceasta enzima participa la transformarea hexozo-fosfatului in eritrozo-4-fosfat si acetil fosfat .

Rolul probiotic al bifidobacteriilor este analizat intotdeuna prin prisma relatiei organism gazda-populatie bacteriana , care depinde de capacitatea bacteriilor din cultura starter de a se adapta in cultura in vivo . Aceasta este o caracteristica specifica tulpinilor de origine umana .

Principalele proprietati ce caracterizeaza rolul probiotic atribuit bifidobacteriilor sunt :

∙ controlul si reglarea componentei microbiotei intestinale , in paralel cu cresterea rezistentei fata de afectiunile enterice ;

∙ prevenirea si tratamentul bolilor diareice ;

∙ transformarea metabolitilor toxici ;

∙ deconjugarea sarurilor biliare ;

∙ prevenirea constipatiei ; stimularea peristaltismului intestinal ; controlul stratului mucinic de la suprafata cavitatii intestinale ;

∙ protectia functiei ficatului ;

∙ reducerea colesterolului seric ;

∙ reducerea presiunii sanguine ;

∙ proprietati imunomodulatoare si imunostimulative ;

∙ potential anticancerigen ;

∙ producerea de factori de crestere ;

∙ imbunatatirea tolerantei fata de lactoza .

∙ prevenirea infectiilor vaginale de origine fungica ;

∙ degradarea nitrozaminelor si metabolismul ionilor de amoniu ;

∙ imbunatatirea absorbtiei calciului ;

∙ refacerea microbiotei intestinale utile dupa tratamente cu antibiotice .

Genul Pediococcus . Bacteriile lactice clasificate in genul Pediococcus sunt repartizate in sapte specii diferite (  damnosus , parvulus , inopinatus , dextrinicus , pentosaceus , acidilactici si urinaeequi ) caracterizate prin proprietati morfologice , fiziologice , nutritionale si genetice distincte .

Microscopic , se disting ca celule de forma sferica cu diametru 0,4-1,4μm , asociate in perechi sau tetrade , ca urmare a diviziunii , dupa doua planuri perpendiculare .

Coloniile formate pe medii cu agar sunt mici , cu aspect neted , perimetru circular si pigmentatie alb-gri .

Au capacitatea de a creste optim in domeniul de temperaturi 25-40°C si la pH=6,0-6,5 . Majoritatea tulpinilor tolereaza concentratii de NaCl de 4-6,5%.

In timp ce majoritatea pediococilor sunt bacterii facultativ anaerobe si microaerofile , tulpinile de P. Acidilactici si P. Pentosaceus pot sa se dezvolte bine , atat in conditii aerobe , cat si microaerofile . In conditii aerobe , pediococii produc acid acetic prin consumul acidului lactic din mediul fermentativ .

Bacterii lactice chemotrofe , pediococii necesita pentru cestere glucide si vitamine , aminoacizi , si microelemente . Pediococii nu au abilitatea sa reduca nitratii , si nu pot sa se dezvolte in medii cu saruri de amoniu ca unica sursa de azot .

Prin fermentatia homolactica a glucozei , produc concentratii de peste 90% acid lactic , sub forma izomerilor DL si L . Cand fructoza , riboza , arabinoza si xiloza constituie substraturi fermentescibile , acidul lactic este compusul major al fermentatiei , alaturi de etanol si acid acetic in concentratii reduse .

Importante sunt si proprietatile bioconservative ale tulpinilor de Pediococcus generate de sinteza unor bacteriocine specifice , cunoscute sub numele de pediocine .

Genul Enterococcus . Bacteriile din genul Enterococcus sunt de obicei asociate cu microbiota intestinala a omului si animalelor , microbiota epifita a plantelor si microbiota specifica a alimentelor , in special a celor de origine animala .

Clasificate initial ca specii ale genului Streptococcus , speciile faecalis , faecium , avium si galinarium au fost transferate in genul Enterococcus dupa reorganizarea genului Streptococcus .

Practica a dovedit importanta enterococilor in culturile starter , ca urmare a proprietatilor lor fiziologice , si anume : larga adaptabilitate la conditiile impuse de mediu , toleranta la pH acid si NaCl , termorezistenta . In plus , la unele tulpini de E. Faecium si E. Faecalis s-a evidentiat potentialul antimicrobian , data fiind capacitatea lor de a sintetiza bacteriocine cu spectru larg de activitate , inclusiv de bacteriile ce pot afecta siguranta alimentara .

Desi acceptarea utilizarii tulpinilor de Enterococcus in alimente este controversata , primele culturi starter au inceput sa fie comercializate , inca din 1970 , sub forma de culturi liofilizate . Culturile starter de productie se obtin prin cultivare in lapte pasteurizat , de foarte buna calitate , dupa termostatare timp de 12-15 ore , la temperaturi de 42-44°C .

4.3. Principalele caracteristici ale produsului finit .

Iaurtul este , fafa 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 congelat , 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 termostataat in tancuri si congelat prin procedee asemanatoare inghetatei .

∙ iaurtul concentrat este termostatat in tancuri , concentrat si racit inaintea ambalarii

Toate tipurile de iaurt trebuie sa aiba un aspect neted , stralucitor si un gust proaspat , acru si aromat , pH-ul final trebuie sa fie cuprins intre 4-4,5 .

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

Microflora iaurtului . Microflora esentiala a iaurtului consta din bacteriile lactice termofile Streptococcus thermophilus si Lactobacillus delbrueckii bulgaricus . Pentru formarea aromei satisfacatoare cele doua specii trebuie sa fie in proportii aproximativ egale ele dezvoltandu-se prin protocooperare ( influenta stimulatoare reciproca ) . Lactobacilii prin efectul proteolitic au un efect favorabil asupra cresterii streptococilor prin formarea peptidelor mici si a aminoacizilor , principalul aminoacid fiind valina . Laptele contine o concentratie redusa de aminoacizi liberi si cocii , cu actiune proteolitica redusa , se dezvolta putin in aceste conditii . Streptococii imbunatatesc cresterea bastonaselor prin producerea acidului formic din acid piruvic in conditii anaerobe si prin formare rapida de CO₂ . Efectul stimulator al acidului formic ramane neobservat in laptele puternic incalzit deoarece in acest lapte acidul formic rezulta prin descompunerea lactozei . Insa , producerea de acid formic de catre streptococi este esentiala in practica industriala , cand se aplica un tratament termic mai moderat laptelui . Datorita efectului de stimulare reciproca al celor doua bacterii din cultura starter pentru iaurt , acidul lactic se produce mult mai repede decat in culturile pure individuale . De asemenea , in iaurt se constata si unele efecte de inhibare a bacteriilo ; astfel , streptococii nu se mai pot dezvolta dupa atingerea unui anumit nivel de aciditate . Atat protocooperarea cat si efectele inhibitoare au o mare importanta pentru dezvoltarea bacteriilor din iaurt si in consecinta pentru calitatea acestuia .

Streptococii ca si lactobacilii contribuie semnificativ la proprietatile iaurtului , astfel incat tulpinile bacteriene trebuie alese cu atentie pentru a forma o combinatie potrivita . In plus , ambele specii trebuie sa fie prezente intr-un numar important in produs , deci si in cultura starter . Raportul optim intre coci si bacili depinde de proprietatile tulpinilor si este in mod obisnuit de aproximativ 1:1 . Acest raport intre bacteriile din iaurt este mentinut daca proportia de inocul este de 2,5% , durata termostatarii de 2,5 ore la 45% , iar aciditatea finala a culturii de 90-100°T . Raportul intre specii se modifica in cursul termostatarii culturii . La inceput , streptococii se dezvolta mi repede datorita formarii factorilor de crestere de catre lacobacili si probabil pentru ca aceste substante sunt adaugate cu inocul . Ulterior , multiplicarea cocilor este incetinita de acidul lactic format . Odata cu formarea factorilor de crestere de catre streptococi ( CO₂ si acid formic ) , lactobacilii incep sa se multiplice mai repede . In final , raportul initial intre tulpini este restabilit , iaurtul avand aciditatea dorita . Prin continuarea termostatarii sau o racire insuficienta a iaurtului finit , numarul de lactobacili devine predominant .

Caracteristici nutritionale al iaurtului . Cunoasterea nevoilor nutritionale si preferintele consumatorilor reprezinta cheia succesului si valorii pe piata a unui produs . La ora actuala , consumatorii prefera alimente care promoveaza o buna sanatate si previn diverse maladii specifice epocii contemporane . Suplimentar , aceste alimente trebuie sa se potriveasca stilului curent de viata , sa placa si sa aiba un pret accesibil .

Laptele si o serie de produse lactate sunt excelente surse pentru dezvoltarea unei game largi de alimente care , intand curent in viata consumatorilor , au efecte benefice pentru sanatate . O serie de tehnoligi care se bazeaza pe utilizarea culturilor de microorganisme , fermentatii sau pe ambele sunt eficiente pentru crearea unui spectru larg de arome si texturi in produsele lactate .

Caracteristicile nutritionale ale produselor lactate fermentate sunt determinate de nutrientii existenti in lapte , cei proveniti din alte eventuale ingrediente si nutrientii rezultati ca metaboliti generati prin fermentatia produsa de bacteriile lactice .

Produsele precum iaurtul , kefirul si laptele acidofil contin o serie de compusi care provin din laptele utilizat ca materie prima , dar se deosebesc sub aspect cantitativ si calitativ datorita transformarilor biochimice ce au loc in timpul fermentatiei lactice .

In general , iaurtul este obtinut din lapte de vaca suplimentat cu produse lactate cum ar fi lapte degresat uscat sau concentrat , glucide simple cum este zaharoza , astfel incat el are un continut mare de proteine si glucide . Pe aceste considerente , este clar ca produsele lactate fermentate sunt bine echilibrate sub aspect nutritional .

Fermentatia lactica produce modificari ale compozitiei , care constau in producerea acidului lactic din lactoza , formarea de peptide si aminoacizi din proteine si a acizilor grasi din lipide .

Prin urmare , compozitia produselor lactate fermentate se bazeaza pe valoarea nutritiva a laptelui din care deriva si care este determinata de o serie de factori , cum sunt cei genetici , hrana , stadiul lactatiei . varsta si diversi factori de mediu ca sezonul de recoltare .

Aceste influente intervin in timpul procesarii laptelui , incluzand temperatura , durata tratamentului termic , expunerea la lumina si conditiile de depozitare care determina valoarea nutritiva a produsului final .

Suplimentar , modificarile constituientilor laptelui in timpul fermentatiei lactice influenteaza valoarea nutritiva si fiziologica a acestor produse . Compozitia nutritionala finala a produsului este , de asemenea , influentata de speciile si susele de bacterii utilizate in fermentatie , de sursa si tipul de lapte , de temperatura si durata procesului fermentativ .

Componentii glucidici . In primul rand , in mod obligatoriu , produsele lactate acide contin lactoza din materia prima ; in functie de sortimentul produsului , ele pot , de asemenea , sa contina zahar , fructoza provenita din aditia de zaharoza sau zahar invertit si/sau oligoglucide produse prin biosinteza de catre bacteriile lactice .

Iaurturile care se obtin prin utilizarea unor culturi mixte de diferite suse de bifidobacterii introduse in faza de preincubare pot contine si galacto-oligozaharide cu un grad de polimerizare de trei resturi de monoglucide .

Cea mai mare concentratie de oligoglucide masurata la sfarsitul fermentatiei (0,72%) si dupa 28 de zile dupa depozitare (0,67%) s-a constatat la iaurturile obtinute cu Bifidobacterium infantis .

In timpul obtinerii iaurtului , existaa o semnificativa influenta a primului inocul si timpul de fermentare asupra activitatii β-galactozidazei si nivelul concentratiilor de lactoza , glucoza , galactoza si oligozaharide .

De asemenea , natura speciilor de bacterii utilizate ca prin inocul influenteaza nivelul lactozei reziduale din iaurt .

Prezenta oligozaharidelor de sinteza in iaurt potenteaza activitatea si rezisenta bacteriilor lactice in tractul intestinal si confera caracteristici bifidogene PLF prin specificul lor de fibre solubile .

Sortimentele de produse lactate fermentate obtinute prin adaos de fructe sau sucuri de fructe , pot , de asemenea , sa contina glucide din fructe , cum ar fi fructoza , glucoza , acidul pectic , fibre etc.

Polizaharidele precum peptina , carrageenanul sau agarul se adauga produselor lactate acide care au tendinta de a se sedimenta sau pentru a le creste vascozitatea si stabilitatea proteinelor .

Cel mai important compus glucidic din produsele lactate fermentate este lactoza . Din lactoza existenta inainte de fermentatie , 20-30% si chiar mai mult dispare in timpul fermentatiei produsa de bacteriile lactice . Initil lactoza este transformata in glucoza si galactoza , dar glucoza este imediat convertita in acid lactic , ramanand doar mici urme in laptele fermentat .

Unele monozaharide sunt consumate de bacteriile din intestinul subtire , dar majoritatea este absorbita din intestinul subtire in sange si trece in ficat via vena porta , unde este convertita in surse de energie pentru tesuturile si celulele corpului si in componenti tisulari .

O mica proportie din monozaharide este absorbita la nivelul stomacului sau intestinului gros si , o cantitate foarte mica de diglucide este absorbita direct in intestinul subtire fara a fi descompuse si ca urmare nu pot fi utilizate si sunt excretate cu urina .

Polizaharidele , cum sunt pectina si fibrele solubile sunt descompuse abia in prima parte a intestinului subtire si sunt partial epuizate in colon unde actioneza bacteriile .

Pectinele sunt partial hidrolizate de pectinazele bacteriilor intestinale , iar fibrele sunt partial transformate de hidrolaze la glucoza , galactoza su alte zaharuri .

Glucoza rezultata prin digestia intestinala a lactozei este metabolizata in ficat , unde , o parte a sa este stocata sub forma de glicogen pentru a fi convertita inapoi in glucoza ce , sub forma de glucoza sanguina urmeaza a fi o sursa importnta de nergie pentru tesuturile si celulele care au nevoie .

O parte din glucoza este utilizata ca glucid de constitutie al unor organe , cum sunt ficatul , tesutul muscular si tesutul nervos . Galactoza este glucidul care se absoarbe cel mai bine in tractul digestiv si se transforma in glucoza la nivelul ficatului .

Fructoza este convertita de catre hexozoizomeraza si intra in ficat pentru a fi utilizata ca glucoza .

Prin urmare , valoare nutritionala si valoarea fiziologica a glucidelor din produsele lactate fermentate pot fi redate sintetic astfel :

∙ sursa de energie pentru tesuturi si celule in organism .

∙ intra in componenta organelor , tesutului muscular si nervos .

∙ galactoza este esentiala pentru tesuturile cerebral si nervos , in special in primii ani de viata .

∙ lactoza stimuleaza activitatea gastrointestinala .

∙ lactoza este un promotor al productiei de acid lactic de catre bacteriile lactice si bifidobacterii care suprima bacteriile de putrefactie in tractul intestinal .

∙ lactoza mareste capacitatea organismului de a utiliza calciul si fosforul .

∙ oligoglucidele sunt factori de crestere pentru bifidobacterii in intestinul subtire .

Acidul lactic . Bacteriile lactice produc , plecand de la glucide , in special lactoza , cantitati mari de acid lactic . Gustul acrisor al produselor lactate fermentate se datoreaza acidului lactic ; in general , cantitatea de acid creste proportional cu cantitatea de bacterii lactice .

In functie de speciile de bacterii utilizate si de conditiile de inoculare , in produsele fermentate acidul lactic poate exista fie numai ca izomerul L , fie numai ca izomerul D , sau amestecul racemic in diferite proportii .

In tractul digestiv sunt absorbiti ambii izomeri , dar , conversia lor metabolica in glucoza sau glicogen este diferita . In timp ce L acidul lactic , care este sintetizat si in organism , este utilizat ca sursa de energie pentru respiratie , sau este complet convertit in glucoza/glicogen pe calea fosfoenolpiruvat sau glucozo-6 fosfat , D- acidul lactic este numai partial transformat , iar viteza de conversie este mica ; cea mai mare parte a acestui izomer este excretat prin rinichi .

Acidul lactic de forma D nu este produs in organism deoarece nu exista dehidrogenaza care-l oxideaza la acidul piruvic . Prezenta sa insa impiedica utilizarea izomerului L al acidului lactic .

O cale de rezolvare a acestei situatii o reprezinta seleectia unor bcterii si utilizarea unor metode de cultura pentru fabricarea unor produse lactate fermentate care au o cantitate mare de izomer L si scazuta de D ; in acest mod se pot obtine produse lactate acide in care proportia de L acid lactic sa creasca de la 50-60% la 80-98% .

Prin urmare , valoarea nutritionala a acidului lactic poate fi redata , sumar , astfel :

∙ este o sursa de energie pentru organele respiratorii , pentru inima si , de asemenea , este utilizata de muschii scheletici , rinichi , ficat , creier etc.

∙ este convertit in glucoza sau glicogen pe cai metabolice specifice organismului ;

∙ stimuleaza secretia gastrica prin pH-ul scazut si intensifica transportul continutului gastric in tractul intestinal ;

∙ faciliteaza digestia proteinelor deoarece stagnarea lor sub forma granulara permite actiunea enzimelor proteolitice ;

∙ mareste utilizarea calciului , fosforului si fierului in organism .

Continutul proteic . Proteinele existente in produsele lactate fermentate provin din laptele utilizat ca materie prima pentru obtinerea lor . Unele sortimente de iaurt contin si proteine din gelatina .

Laptele de vaca reprezinta sursa alimentara majora pentru copii si adulti , iar proteinele sale sunt considerate a avea o inalta valoare nutritionala . Aceasta caracteristica a proteinelor din alimente este , in mod uzual , evaluata prin abilitatea lor de a asigura azotul si aminoacizii necesari pentru cresterea tesuturilor si mentinerea lor . Aceasta abilitate depinde de continutul proteinelor in aminoacizi esentiali , de digestibilitatea lor si de metabolismul ulterior al aminocizilor absorbiti .

Primul nivel de evaluare a calitatii proteinelor este legat de compozitia in aminoacizi in functie de necesarul de azot si de aminoacizi al omului . Ori , cea mai importanta functie a produselor lactate fermentate ca sursa de proteine alimentare consta in furnizarea aminoacizilor necesari pentru sinteza proteinelor tisulare , adica valoarea lor nutritionala si fiziologica este datotorata continutului bun in aminoacizi esentiali , digestiei eficiente si absorbtiei in organism .

Valoarea proteica si valoarea biologica sunt indicii comuni ai valorii nutritionale a proteinelor , si reprezinta proportia de azot retinut de organism pentru sintezele tisulare din totalul azotului absorbit .

Proteinele laptelui sunt un amestec complex de diferite componente cu calitati diferite si in proportii diferite . Primul grup include proteine si polipeptide active in forma lor activa cum este lactoferina , enzime , immunoglobuline si hormoni , care sunt in concentratie mare numai in corp , probabil in relatie cu rolul lor biologic pentru mama si copil .

Un alt grup de compusi este constituit din peptide rupte din precursori mari . Cazeina , in special , este considerata un furnizor de prohormoni reprezentati de numeroase peptide active prezente in secventele sale .

O familie importanta de peptide scindate din proteinele laptelui sunt si cele cu proprietati ozioide su antagonisti ai acestora . Ele formeaza prin clivarea cazeinei , lactoferinei , β-lactoglobulinei , ά- lactoalbuminei si serumalbuminei .

            Alte peptide sunt inhibitori ai enzimei de conversie a angiotensinei si ai agregarii plachetare . Fosfolipidele din cazeina pot avea un rol de transport de cationi . Lactofericina desprinsa din lactoferina are activitati bactericide . In cele din urma , numeroase peptide s-au dovedit a fi factori de crestere ai diferitelor tipuri de celule , inclusic cele immune .

            In timpul procesarii laptelui se produce o diversitate de transformari ale componentilor proteici . Fermentatia , tratamentul termic sau separarea modifica compozitia laptelui .

            De fapt , numai o parte din proteinele laptelui este transformata in timpul fermentatiei lactice in peptide si aminoacizi . Amploarea proteolizei si compozitia in produsi de reactie difera nu numai in functie de speciile bacteriene utilizate , ci , de asemenea , difera in cadrul aceleasi specii in functie de tehnologia de obtinerea a produselor si de conditiile de distributie .

            Digestia proteinelor din produsele lactate acide se realizeaza sub actiunea enzimelor digestive in stomac , duoden si intestinul subtire cu formarea de polipeptide , oligopeptide si aminoacizi care sunt absorbiti la nivelul jejunului .

            Trebuie subliniat insa ca proteinele din iaurt sunt mai digerabile decat cele ale laptelui si datorita predigestiei lor de catre bacteriile lactice . Acest argument este sustinut de continutul mai ridicat de aminoacizi liberi , in special prolina si glicina , decat in lapte .

            Proteinele din produsele lactate acide au o excelenta valoare biologica , asa cum au si cele din lapte , deoarece ea se pastreaza in timpul fermentatiei . Atat cazeina cat si proteinele zerului , in iaurt , sunt o sursa bogata in toti aminoacizii esentiali si au o disponibilitate intestinala a azotului foarte ridicata de 93% .

            Lipidele . Lipidele din produsele lactate fermentate provin din lipidele laptelui , dar contin si unele cantitati de alte lipide (0,1%) , iar diferitele tipuri de astfel de alimente au intre 0,1 si 3,5% grasimi . Grasimea laptelui este alcatuita din trigliceride 97-98% , fosfolipide 0,2-1% , colesterol 0,2-0,4% si mici cantitati de vitamine liposolubile , pigmenti si acizi grasi liberi .

            In timpul omogenizarii laptelui , globulele de grasime de 1-10μm se sparg in globule mai mici de 1-2μm ; ca urmare , suprafata globulelor de grasime este considerabil crescuta , facandu-le mai susceptibile la actiunea lipazelor bacteriilor lactice si digestive .

Cu toate ca , bacteriile lactice ale culturilor starter sunt relativ slabe in activitate lipazica si compozitia lipidica a produselor lactate acide dovedeste acest lucru , unele modificari minore pot fi sesizate dupa fermentare . Astfel , s-a constatat o mica crestere a continutului de acizi grasi saturati liberi in timpul fermentatiei lactice , iar cantitatile de acid stearic , acid oleic , acid linoleic si acid palmitic descresc . Totusi , continutul de acizi grasi volatili creste pe parcursul fermentatiei .

            In acelasi timp , iaurtul prezinta interes si prin continutul sau in acid rumenic care este acid linoleic conjugat , un izomer de biohidrogenre a acidului linoleic , ce provine din laptele din care a fost obtinut produsul lactat fermentat . Sursa majora de CLA in dieta noastra sunt alimentele ce provin de la rumegatoare deoarece CLA este sintetizat de bacteriile din rumen .

            Cand grasimea laptelui ajunge in tractul gastrointestinal , ea este scindata in intestinul subtire de catre lipaza pancreatica si cea intestinala . Lipaza pancreatica este activata de acizii biliari si impreuna cu lipaza intestinala descompune majoritatea trigliceridelor la acizi grasi si glicerina .

In ceea ce priveste fosfolipidele laptelui – lecitine , cefaline , sfingomieline etc. Acestea sunt scindate de fosfolipaza A pancreatica . Astfel , lecitina este transformata in lisolecitina  care , imediat , sub actiunea fosfolipazei B se transforma in acizi grasi si glicerofosfatidilcolina .

Prin urmare , valentele nutritionale ale lipidelor din produsele lactate acide pot fi prezentate pe scurt , astfel :

∙ sunt o sursa de eneergie .

∙ atunci cand sunt omogenizate , au o rata inalta de digestie si absorbtie .

∙ contin acizi grasi cu lant scurt si masa moleculara mica care sunt rapid oxidati .

∙ sunt o rezerva de acizi grasi esentiali , de CLA si vitamine liposolubile – vitamina A , caroten si vitaminele D , E , K .

∙ colina , care este constituient al fosfolipidelor , favorizeaza oxidarea lipidelor in functie si joaca un rol in mentinerea in echilibru a concentratiei de colesterol .

∙ prezenta lactozei si proteinelor favorizeaza utilizarea lipidelor .

Mineralele . Pe laga faptul ca sunt o excelenta sursa de proteine , produsele lactate fermentate sunt si o buna sursa de minerale , in special de calciu si fosfor . Aparent , toate mineralele din aceste alimente provin din lapte , dar valoarea lor ca surse de minerale este diferita . De fapt , produsele lactate , asa cum sunt laptele , iaurtul si branzeturile furnizeaza minerale cu o inalta biodisponibilitate in dieta omului . Insa , deoarece au un pH scazut , lactatele fermentate contin minerale mai mult in forma ionica , stare cu o absorbtie intestinala superioara , atribut foarte importnt , mai ales pentru calciu si fosfor .

Una din functiile majore ale calciului este rolul in mineralizare . Necesarul de calciu in timpul cresterii , sarcinii si lactatiei este crescut . Si totusi , aportul mediu de calciu ale femeilor care sunt la varsta propice procreatiei este considerabil mai scazut decat cel recomandat . Mai mult , aportul de calciu tinde sa scada in perioada postmenopauza , ceea ce amplifica riscul pentru osteoporoza . Fibrele alimentare au un efect advers asupra absorbtiei calciului , in timp ce lactoza poate amplifica acest fenomen .

Unele minerale sunt absorbite in mod egal din surse norganice si organice . Pe de alta parte , o serie de investigatii au demonstrat ca zincul este , mult mai usor absorbit din produsele de origine animala . Explicatia consta in faptul ca unii chelati ai zincului cu proteinele animale ar putea proteja microelementele de influenta inhibitoare a alimentelor si ca o mare parte a zincului este asociata cu proteinele metaloenzimelor .

Biomasa bacteriana reprezinta de asemenea o sursa de minerale organice si de microelemente cu o buna absorbtie in tractul intestinal al omului . In plus , exista o semnificativa diferenta in ceea ce priveste abilitatea bacteriilor lactice , bifido- si propionibacteriilor de a incorpora minerale pentru cresterea masei lor celulare . In functie de acesta , ar fi chiar posibil de a alege tipul de probiotic in functie de necesarul de minerale sau de oligoelemente . De aceea , un efect combinat al mineralelor si oligoelementelor din masa acestor specii bacteriene ca factor suplimentar al biodisponibilitatii produselor lactate fermentate , trebuie luat in considerare .

Prin urmare , mineralel absorbite indeplinesc in organism urmitoarele functii :

∙ sunt compusi ai tesutului tare : Ca , P si Mg contribuie intr-o proportie majora la formarea scheletului si dintilor .

∙ sunt componenti ai tesuturilor moi : Fe , P , K , Cl , I in forma de compusi organici contribuie la formarea muschilor , organelor , sangelui etc.

∙ sunt regulatori ai functiilor biologice ; sub forma de saruri solubilizate in fluidele din corp , contribuie la sensivitatea stimulilor nervosi , mentinerea elasticitatii musculare , reglarea pH-ului fluidelor digestive si a altor secretii etc.

Vitaminele . Produsele lactate sunt considerate , in general , ca excelente surse de proteine de mare calitate , de calciu , potasiu , fosfor , magneziu , zinc dar si de vitamine din grupul B : riboflavina , niacina , vitamina B₆ si vitamina B₁₂ .

O cantitate mult mai mare de vitamine decat de minerale se pierde in timpul procesarii iaurtului deoarece vitaminele sunt mult mai sensibile la variatiile factorilor de mediu decat sunt mineralele . Printre factorii care intervin in timpul procesarii laptelui si care sunt cunoscuti a avea efecte negative asupra continutului de vitamine ai produselor lactate sunt inclusi tratamentul termic , ultrafiltrarea , agitarea si conditiile oxidative .

O serie de specii de lacobacili necesita vitamine pentru crestere , insa sunt si culturi capabile sa sintetizeze vitamine . Un exemplu de utilizare a unei vitamine de catre lactobacili este vitamina B₁₂ . Vitaminele necesare pentru cresterea culturilor de bacterii lactice variaza de la o ssusa la alta . Pierderile semnificative de vitamina B₁₂ pot fi corectate prin suplimentarea atenta cu culturi lactice care sunt capabile sa sintetizeze aceasta vitamina .

Folatii reprezinta cel mai bun exemplu de vitamina B sintetizata de unele specii de bacterii lactice . In functie de cultura bacteriana utilizata , continutul de folati ai iaurtului poate varia foarte mult , de la 4 la 19μg/100g .

Continutul de vitamine al PLF obtinute pe baza unui amestec fortifiat cu produse lactate este mai mare dacat al laptelui . De asemenea , produsele obtinute cu lapte praf fabricat din lapte pasteurizat la temperatura joasa au un continut de vitamine mai mare decat cel al produselor fabricate din lapte praf provenit din lapte pasteurizat la temperatura ridicata .

In organismul uman , vitaminele sunt absorbite la nivelul intestinului subtire ti depozitate in ficat ; apoi ele sunt metabolizate in forma lor activa si aprovizioneaza tesuturile unde au implicatii fiziologice .

Compusi complementari . Interesul crescand pentru alimente cu impact fiziologic pozitiv face ca , in tehnologia de obtinere a PLF sa se apeleze si la tehnici complementare prin care sa se incorporeze in culturile bacteriene o serie de ingrediente care confera consumatorilor produse multi-dimensionale .

Prebioticele sunt ingrediente alimentare nedigerabile care au efecte benefice multiple pentru stimularea selectiva a cresterii , activitatii sau a ambelor sau a uneia , sau prin limitarea numarului de bacterii inerente din colon , imbunatatind astfel sanatatea gazdei . Efectul benefic al prebioticelor este deci , asemanator cu al probioticelor . Pentru ca un ingredient alimentar sa fie claificat ca prebiotic trebuie :

∙ sa nu fie hidrolizat , nici absorbit in partea superioara a tractului gastrointestinal .

∙ sa fie un substrat selectiv pentru un gen de bacterii sau pentru un numar limitat de bacterii benefice din colon .

∙ sa aiba abilitatea de a modifica flora din colon in favoarea unei compozitii mai sanatoase care sa induca efectele benefice gazdei .

Aproape toate prebioticele folosite sau propuse in prezent spre utilizare sunt oligozaharide nedigerbile .

Prezenta prebioticelor in PLF exercita actiune simultana asupra bacteriilor culturii utilizate cat si pentru selectionarea unor componente benefice ale microbiotei colonului . Celulele vii de microorganisme utilizate impreuna cu substratul specific de crestere pentru imbunatatirea supravietuirii si pentru cresterea celulelor bacteriene utile din colon alcatuiesc un simbiotic .

Compusi biologic activi . Traditional , produsele lactate au fost fortificate cu vitaminele A si D . In prezent , o serie de ingrediente cunoscute pentru valoarea lor functionala sunt incorporate in scopul cresterii valorii pe piata a produselor lactate si a alimentelor pe baza de lapte . Astfel de ingrediente destinate a spori atractia consumatorilor sunt :

∙ calciul este util pentru prevenirea osteoporozei , cancerului si pentru controlul hipertensiunii .

∙ antioxidantii ( vitaminele A si E ) sunt considerati a avea actiune anticancerigena , de prevenire a bolilor cardiovasculare si a cataractelor .

Suplimentar , fibrele alimentare ( guma guar , guma acacia , psilium , fibrele din ovaz si componentele soiei ) si amestecurile de multivitamine-minerale sunt incorporate in produsele lactate fara grasime destinate unei anumite categorii de consumatori .

Un alt gen de ingrediente de interes pentru valentele fiziologice ale PLF il reprezinta acizii grasi polinesaturati . Competitia pentru receptorii mucoasei intestinului subtire este unul din mecanismele actiunii inhibitoare ale probioticelor impotriva patogenilor in tractul digestiv .

Dupa cum s-a mentionat , laptele este o sursa importanta si de acid linoleic conjugat , termen generic pentru a desemna acizii izomeri ai unui acid gras esential , acidul linoleic , compusi cu potential biologic specific .

Studiile epidemiologice sugereaza ca laptele integral si produsele lactate derivate , bogate in CLA sunt capabile sa promoveze sanatatea pe cale alimentara , deoarece CLA au proprietati antitumorale , este lipohipidemic si antioxidant si prin urmare este un nutrient antiaterosclerotic .

Laptele bogat in CLA se poate obtine de la animale hranite cu seminte oleaginoase ( rapita , soia ) si poate fi utilizat pe scara larga in obtinerea unor produse lactate bogate in CLA .

‌

            5.1. Bilant de materiale ;

1. Receptia cantitativa si calitativa ;

Bilantul de materiale se calculeaza dupa umatoarea formula :

RECEPTIE

                        L_i                                                                                  L_r

                                                                                                        P₁

Li=Lr+P₁

Li=1000∙l   P₁=0,2%∙Li  P₁=2∙l

Lr=Li-P₁=1000-0,2%∙Li

Lr=998∙l

Li- lapte integral , l ;

P₁- pierderile la receptie , % ;

Lr- laptele receptionat , l ;

2. Curatarea prin centrifugare ;

Bilantul de materiale se calculeaza dupa umatoarea formula :

CURATAREA PRIN FILTRARE

                        Lr                                                                                 Lc

                                         

                                             

                                                                                                          P₂

Lr=Lc+P₂

Lr=998∙l  P₂=0,15%∙Lr  P₂=1,49∙l

Lc=Lr-P₂=998-1,49

Lr=996,5∙l

Lr- laptele receptionat , l ;

Lc- laptele curatit , l ;

P₂= pierderile la curatire , %;

3. Normalizarea ;

Bilantul de materiale se calculeaza dupa umatoarea formula :

NORMALIZAREA

                        Lc                                                                                 Ln

                                          Ld

                                             

                                                                                                         

Lc+Ld=Ln

Lc∙gLc+Ld∙gLd=Ln∙gLn

996,5+Ld=Ln /0,1

996,5∙3,5+Ld∙0,1=Ln∙2,8

2,7Ln=3388,1   Ln=1254,85∙l ( lapte normalizat )

Ld=Ln-996,5=258,35 ( lapte degresat )

Lc- lapte curatit (3,5% ) , l ;

Ld- lapte degresat (0,1%) , l ;

Ln- lapte normalizat (2,8%) , l ;

g- grasimea laptelui , % .

4. Omogenizarea ;

Bilantul de materiale se calculeaza dupa umatoarea formula :

OMOGENIZAREA

                   Ln                                                                  Lo

                                                                                      P₃

Ln=Lo+P₃

Ln=1254,85∙l   P₃=1,5%∙Ln  P₃= 2,5∙l

Lo=Ln-P₃=1254,85-2,5= 1252,35∙l

Ln- laptele normalizat , l ;

Lo- laptele omogenizat , l ;

P₃- pierderea la omogenizare , % .

5. Pasteurizare in vana ;

Bilantul de materiale se calculeaza dupa umatoarea formula :

PASTEURIZARE

                   Lo                                                                  Lp

                                                                                      P₄

Lo=Lp+P₄

Lo=1252,35∙l   P₄=1,5%∙Lo=18,78∙l

Lp=Lo-P₄=1252,35-18,78=1233,57∙l

Lo- laptele omogenizat , l ;

Lp- laptele pasteurizat , l ;

P₄- pierderea la pateurizare , % .

6. Racirea :

Bilantul de materiale se calculeaza dupa umatoarea formula :

RACIRE

                   Lp                                                                  Lr

                                                                                      P₅

Lp=Lr+P₅

Lp=1233,57  P₅=0,05%∙Lp=0,61∙l

Lr=Lp-P₅=123,57-0,61=1232,96∙l

Lp- lapte pasteurizat , l ;

Lr- lapte racit , l ;

P₅- pierderea la racire , % .

7. Insamantarea :

Bilantul de materiale se calculeaza dupa umatoarea formula :

INSAMANTARE

                        Lr                                                                                 Li

                                          M

                                             

                                                                                                          P₆

M+Lr=Li+P₆

Lr=1232,96  P₆=0,05%Lr=0,61

M=6/100∙Lr=73,97∙l

Li=(M+Lr)-P₆=(73,97+1232,96)-0,61=1306,32∙l

M- maia lactica , l ;

Li-lapte insamantat , l ;

Lr- lapte racit , l ;

P₆- pierderea la insamantare , % .

8. Fermentarea :

Bilantul de materiale se calculeaza dupa umatoarea formula :

FERMENTARE

                   Li                                                                  Lf

                                                                                      P₇

Li=Lf+P₇

Li=1306,32∙l   P₇=0,1%∙Li=1,3∙l

Lf=1306,32-1,30=1305,02∙l

Li- lapte insamantat , l ;

Lf- lapte fermentat , l ;

P₇- pierderea la fermentare , % .

9. Preracire si agitare coagul :

Bilantul de materiale se calculeaza dupa umatoarea formula :

PRERACIRE SI AGITARE COAGUL

                   Li                                                                  Ic

                                                                                      P₈

Lf=Ic+P₈

Lf=1305,02   P₈=0,25%∙Lf=3,26∙l

Ic=1305,02-3,26=1301,76

Lf- lapte fermentat , l ;

Ic- iaurt coagulat , l ;

P₈- pierderea la coagulare , l .

10. Ambalarea :

Bilantul de materiale se calculeaza dupa umatoarea formula :

AMBALARE

                   Ic                                                                  Ia

                                                                                      P₉

Ic=Ia+P₉

Ic=1301,76∙l  P₉=0,25%∙Ic=3,25∙l

Ia=1301,76-3,25=1298,51∙l

Ic- iaurt coagulat , l ;

Ia- iaurt ambalat , l ;

P₉- pierderea la ambalare .

5.2. Consumul specific si randamentul de fabricatie pentru fiecare etapa din procesul tehnologic de producere a iaurtului .

1. Receptia cantitativa si calitativa :

Prin consum specific se inteleg cantitatea de materie prima folosita pentru a obtine un kg produs finit , si se calculeaza cu formula :

    

Cmp- cantitatea de materie prima utlizata (lapte integral )

Cpf- cantitatea de produs finit rezultat ( lapte receptionat ) .

            Randamentul de fabricatie reprezinta cantitatea de produs finit raportata la materia prima inmultit cu 100 si se calculeaza cu formula :

R- randamentul de fabricatie , % .

Cpf- cantitatea de produs finit rezultat ( lapte integral )

Cmp- cantitatea de materie prima utlizata (lapte receptionat ) .

2. Curatire prin filtrare :

Consumul specific (Cs) :

Cpf- cantitatea de produs finit rezultat ( lapte curatat )

Cmp- cantitatea de materie prima utlizata (lapte receptionat ).

Randamentul de fabricatie (R) :

3. Omogenizare :

Consumul specific (Cs) :

Cpf- cantitatea de produs finit rezultat ( lapte omogenizat )

Cmp- cantitatea de materie prima utlizata (lapte lapte normalizat ).

Randamentul de fabricatie (R) :

4. Pasteurizare in vana :

Consumul specific (Cs) :

Cpf- cantitatea de produs finit rezultat ( lapte pasteurizat )

Cmp- cantitatea de materie prima utlizata (lapte omogenizat ).

Randamentul de fabricatie (R) :

5. Racirea :

Consumul specific (Cs) :

Cpf- cantitatea de produs finit rezultat ( lapte racit )

Cmp- cantitatea de materie prima utlizata (lapte pasteurizat ).

Randamentul de fabricatie (R) :

6. Insamantate :

Consumul specific (Cs) :

Cpf- cantitatea de produs finit rezultat ( lapte insamantat )

Cmp- cantitatea de materie prima utlizata (lapte racit ).

Randamentul de fabricatie (R) :

7. Fermentarea :

Consumul specific (Cs) :

Cpf- cantitatea de produs finit rezultat ( lapte fermentat )

Cmp- cantitatea de materie prima utlizata (lapte insamantat ).

Randamentul de fabricatie (R) :

8. Preracire si agitare coagul :

Consumul specific (Cs) :

Cpf- cantitatea de produs finit rezultat ( iaurt coagulat )

Cmp- cantitatea de materie prima utlizata (lapte fermentat ).

Randamentul de fabricatie (R) :

9. Ambalarea :

Consumul specific (Cs) :

Cpf- cantitatea de produs finit rezultat ( iaurt ambalat )

Cmp- cantitatea de materie prima utlizata (iaurt coagulat ).

Randamentul de fabricatie (R) :

Consumul specific de lapte :

Cmp=Ln+M=1254,85+73,97=1328,82

Randamentul de fabricatie al laptelui :

Cpf- cantitatea de produs finit rezultat ( lapte curatat )

Cmp- cantitatea de materie prima utlizata (lapte normalizat + maia ).

Ln- lapte normalizat (2,8%) , l ;

M- cantitatea de maia adaaugata , l .