TEHNOLOGIE SI UTILAJ IN INDUSTRIA LAPTELUI -CURS

TEHNOLOGIE SI UTILAJ IN INDUSTRIA LAPTELUI -CURS

PARTEA I-Laptele materie prima. Tehnologia laptelui de consum

(completari)

1.2. subcapitolul Biocatalizatori

1.2.2. Enzime

Exista zeci de enzime din lapte, care provin din doua surse:

Enzime naturale ale laptelui, care rezulta din biosinteza, care trec din sange in lapte, fara nici o activitate microbiana;

Enzime microbiene, secretate de microorganisme care exista inlapte sau de microorganisele de contaminare, care au sisteme enzimatice si care secreta endo-si exo-enzime.

A1. Lipazele laptelui

Lipaza naturala-are codul E.C. 3.1.1.3.; in lapte exista 2 lipaze, localizate diferit:

lipaza A-in plasma laptelui; lipaza B- in memebrana globulelor de grasime; lipaza B este cea care provoaa lipolza laptelui prospat, in mod spontan; concentratia acestetia e infl.de alimentatie, de modul de furajare. Lipaza B devine activa dupa un tratatment mecanic al laptelui(pompare, taransvazare, aspirare prin conducte). O lipolza in curs de desfasurare nu poate fioprita, decat prin distrug.lipazei(prin pasteurizare). Lipoliza are drept substrat grasimea-rezulta ac.grasi, care se acumuleaza si produc defecte de gust si miros. Lipaza s edistruge prin incalz.la 70 ˚C, timp de cateva sec. Aceasta ne permite sa conchidem ca, pasteurizarea laptelui de consum(71-73˚C/15-20sec) asigura distrug.lipazei

Numai ca exista cateva lipaze mcrobiene, care rez.la 85˚C, cateva minute- se desprinde necesitatea ca laptele trebuie protejat fata de microorg.de infectie, incepand de la recoltare si apoi pe toata durata transportului. Exista o serie de factori; aciditatea, rezenta metalelor rele(Cu, Fe) care franeaza activitatea lipazica; lumina solara distruge rapid aceasta enzima. Lipaza ar implicatii profunde in ind.untului: majoritatea defectelor de gust si miros sunt datorate activ.lipolitice, astfel incat se cauta a se mentina intacta membrana globulelor de grasime, pe tot parcursul procesului de fabricatie, pt.ca lipaza poate actiona numai asupra grasimii, fara membrana (grasime desabilizata). Membrana protejeaza rasimea de activitatea ezimatica, in general, nu numai de activitatea lipolitica.

A2. Fosfataza-hidrolizeaza esterii fosforici(glicerofosfolipide, fenilfosfatide); prezenta e pusa in evidenta prin eliberarea fenolului din fenilfosfatide(reactie de culoare). Exista fosfataza alcalina(E.C. 3.1.3.1.- pH optim 7.6-7.8) si fosfataza acida(E.C. 3.1.3.2.-pH optim 4.2).. In lapte exista de 100 de ori mai multa fosfataza alcalina fata de cea acida; ea se gaseste absorbita pe membrana globuleor d egarsime, ira fosfataza acda e legata cu proteinele zerului.. Fosfataza alcalina are o proprietate, utilizata la conytrolul gardului de incalzire: ea e inactivayta aproape in intergime la 65 ˚C/15 mi. sau 70 ˚C/3min.(temperatri care depasesc limtele pasteurizarii joase si a pasteurizarii HTST). Dac in lapte, fosfataza alcalina este absenta, inseamna ca laptele a fost incalzit la un regim de temperatura superior celui metionat.

A3. Lactaza sau β-galactozidaza; E.C. 3.2.1.23; determina hidroliza lactozei in glucoza si galactoza; dupa uni autori este o enzima microbiana, si nu una naturala.

A4. Lizozimul-sau muramidaza; E.C. 3.2.1.30; glucozaminidaza care provoaca hidroliza polizaharidelor din membrana unor bacterii; sunt constituite din glucozamine si acid muramic, legate de peptide; este de origine leucocitara; se gaseste in cant.importante (pana la 500 mg/l) in laptele uman, iar in laptele de vaca, doar urme. Ae activitate bactericida si bacterostatica asupra unor baterii (factor de protectie pt. organismul nou-nascut, care nu are sistem imunitar). In intestin el determina eliberarea unor zaharuri aminate, care constituie factori de crestere pt. Lactobacillus bifidus.

A4. Proteaza laptelui este de 2 tipuri: acida-pH=4.0 si alcalina-pH=9.2. Proteaza acida e majoritara inlapte. Proteaza e sociata cu fractiunea α-cazeina; e distrusa la 75-85˚C/ 10min.; produce o hdroliza limitata a cazeinei din lapte; e implicat in procesele de maurare a branzeturilor ( efect pozitiv) sau aparitia unor defecte in lapte (efect negativ).

A5. Peroxidaza E.C. 1.11.1.7. In prezenta unui donor de pH convenabil, descompune H₂O₂, cu eliberarea unui atom de oxigen activ; e implicata in reactii de oxido-reducere din lapte; in proportie mai mare se gaseste in laptele animalelor bolnave; e distrusa prin incalzire 82˚C/ 20 sec. sau 75˚C/ 19 min.

A6. Catalaza E.C. 1.11.1.6. descompune H₂O₂, insa elibereaza oxigen molecular-forma inactiva; este relativ termostabila; 65-70 ˚C/30 min.; este de origineleucocitara si inexces in laptele animalelor bolnave.

A7. Xaninoxidaza-sau reductaza aldehidica E.C. 1.2.3.2.; produce oxidarea xantinei in acid uric, folosind diferiti oxidanti (albastru de metilen, nitratii din lapte); este o flavoproteina, absorbita la suprafata globuleor de grasime: se pune in evidenta adaugand in lapte aldehida formica si albastru de metilen; se formeaza un leucoderivat incolor; racirea si agitarea laptelui produc activarea enzimei; este implicata in aparitia gustului de oxidat in lapte.

A8.Reductaza microbiana-este secretata de bacteriile din lapte; fara a se adauga subst.reducatoae, reductaza produce decolorarea albastrului de metilen; conc. sa e proprtionala cu nr.de bacterii din lapte; importanta practica(permite deerm.indirecta a nr.de bacterii din lapte: viteza de decolorare a albastrului de metilen adaugat in lapte creste cu nr.de mcroorg). Proba reductazei este o metoda standardizata

Defectele si falsificarile laptelui

Se pot clasifica in : defecte de gust si miros; defecte de consistenta si defecte de culoare

Cauze generale - furajare necorespunzatoare a animalului;

-tratare necoresp. in etapa primara(recoltare si colectare);

-activitatea microorganismelor.

O parte din defecte(cele cauzate de sub.volatile) pot fi corectate(dezodorizare, tratre sub vid); in schimb, cele cauzate de subst.nevolatile nu pot fi corectate.

Defecte de gust si miros

a.     Gust si miros de furaj - defect transmis prin trecerea din furaj a unor subt.cu gust si miros pronuntat(alcalozi si subst.esterice), ce nu sunt descompuse ulterior, prin metabolismul animalului; e inalnit, in spec.cand mulgerea este realiz.imed.dupa furajare(se recomanda 4-5 ore diferenta); de asmenea, se recomanda selectionarea cu grija a furajelor;

b.     Gust sarat - este determ. de o conc ridic de saruri( in spec. KCl si NaCl); concomitent se produce si o scadere a contin.de lactoza (dezechilibrarea compozitiei), precum si modif.propriet.cazeinei (precip.la sterilizare, nu coaguleaza normal); se intalneste frecv. la animalele batrane si bolnave.

c.      Gust amar - dat de polipetide amare (rezult.prin hidroliza prot.sub actiunea protezelor microbiene) sau de ac.grasi liberi (ac.butiric-proveniti din lipoliza sub act. lipazei din lapte si a lipazelor microbiene); gustul amar lipolitic este deseori asociat cu gustul de ranced.

d.     Gust de oxidat - poate avea nuante diferite: se datorz. oxidarii ac. grasi nesaturati; ac.grasi din gliceride si fosfatide (eliberati prin lipoliza combinata). Nuanta de gust variaza functie de substrat:

Gust de oxidat spontan-determ.de activitatea xantinoxidazei; se poate combate prin adaugare de antoxidanti in lapte (ac.ascorbic, tocoferoli, lectina, proteine cu grup.SH-existente in mod natural in lapte);

Gust de oxidat indus de un metal- metale grele(Cu, Fe) pot cataliza react.de oxidare;

Gust de oxidat indus de lumina- lumina solara determ. aparitia defectului, prin suprapunerea unor factori: energia luminaosa, aminacizii liberi, O₂ dizolv.in lapte si riboflavina; este cea mai frecv.cauza de aparitie a gust.de oxidat (utilizare de ambalaje de sticla impermeabile pt. radiatile luminaose sau carton impermeabilizat).

e.      Gust de seu - intalnita in spec. la unt si seu; provine de la oxidarea dublelor leg. ale ac.oleic, care trece in ac.stearic(pct.de topire mai ridicat); in compoz.laptelui cu gust de oxidat se constata o proport. mare de subst. carbonilice, ce provin din descomp.lipidelor si aminoacizilor(compusul metional, rezultat din desc. fotochim. a metioninei, in prez.riboflavinei).

f.      Gust de sapun -apare la laptele pastr.la temp.de refrigerare (sub.10˚C)un timp mai indelungat: se dezv.bact.fluorescente si bact.de putrefactie (bact.psihrofile), rezultand subst.alcaline care pot saponifica grasimea, dand aceasta nuanta de gust.

g.     Gust metalic - ete dat de prez.metalelor in lapte (Fe-utilaje; Cu-conducte de apa); prez.metalelor determ.defecte mai profunde: degradarea lipidelor.

h.     Gust de peste(scrumbie) - este determ.de oxidarea ac.grasi polinesat.din fosfatide si gliceride, favorizata de o aciditate mai ridicata si de prez.NaCl, a metalelor; incalzirea la 95˚C a laptelui, permite form.sbst.antioxidante, deci reducerea acestui defect.

i.       Gust de mucegai, de branza, de putrefactie - defect la laptele crud, pastrat timp indelungat in recipiente ermetic inchise si la temp. ridicate: se dezv. specii din genul Alcaligenes, Escherichia.

j.       Gust si miros de malt - defect de orig.microbiolog, dator.activ.Streptococcus lactis,var.maltigenes; subst.care imprima gustul si mirosul este aldehida izovalerianica, provenita din descomp.Leucinei si Izoleucinei.

k.     Gust acru - defect f.frecv.intalnit; laptele nu mai poate fi prelucrat tehnolog. in cond.normale; exista numeroase bact.care produc transf. lactozei in ac. lactic (bact.homo-sau hetero-lactice); sub aspect tehnolog.o aciditate prea ridicata determ. precipit. prin incalzire a proteinei (68-75˚T), rezulta deci, ca precipitarea este spontana; la fierbere precip.la 25-27˚T.

Defecte de consistenta

Sunt mai rar intalnite.

a.      Consistenta filanta - strat superficial al laptelui, determ. de actiunea Micrococcus freudenreichi si unele varietati de Escherichia coli; Aerobacter aerogenes, Bacterium lactisviscosum; se formeaza glucoproteide(mucine), care dau aceasta consistenta filanta; remediu: dezinfectare si pastrarea cond. de igiena.

b.     Coagulare la aciditate scazuta - determ. de microrg. care secreta enzime coagulante (chimozine): specii de Micrococcus si Bacillus; pot produce coagulare cazeinei, insotita de acidifiere redusa si proteoliza a cazeinei; microorg. provin din ambalaje murdare.

Defecte de culoare

Provocate fie de furaje, fie de anumite boli ale glandei mamare si de microorganisme.

a.      Nuanta albastruie - furajare cu rogoz( pipirig) sau cand se dezv. Pseudomonas cyanogenes.

b.     Culoare rosie - prezenta sangelui in lapte(mastita) sau datorita prezentei Micrococcus prodigiosus sau Bacillus lactis erytrogenes.

c.      Culaore galbena - data de coloniile bacteriei Pseudomonas synxantha, care action.proteolitica si secreta enz.coagulante.

Falsificarile laptelui

Calitatea laptelui este stabilita in standarde: caracteristici senzoriale, propriet. fizico-chimice si microbiolog. Abaterile cauzate de adaugarea unor substante sau extragerea unor componente din lapte reprezinta fasificare: diluarea laptelui, adaugarea de subst.conservante, amestecarea laptelui diferitelor specii de animale.

Efecte negative: reducerea valorii nutritive si a valorii tehnologice a laptelui ce au drept conseinta contaminarea cu mocroorgansme. Interpretarea rezultatelor unei analize referitoare la falsficare, este delicata datorita variatiei sezoniere a compozitiei laptelui, astfel incat pentru elucidarea unei falsificari, cea mai concludenta analiza se face asupra "probei la grajd"(recoltarea laptelui direct de la animal-proba etalon): importanta recoltarii unei probe medii, dupa agitare; conservarea probei cu agenti chimici, daca litigiul este de durata sau prin frig, daca analiza se efctueaza imediat).

Diluarea laptelui-cu apa sau cu zer proaspat (detectarea diluarii in cel de-al doilea caz este mai dificila); in primul caz, scade conc. tuturor componentilor: se determ. grasimea, subst.uscata, densitatea; la adaugarea de zer, scaderea densitatii este mai mica, se determ. punctul de congelare (adaugarea apei apropie punctul de 0 grade); se determina constanta moleculara simplificata(CMS); acst indice arata echilibrul osmotic intre lapte si serul din sange, are o valoare relativ constanta: presiunea osmotica este data de lactoza si cloruri (subst.dizolvate); la 1 g de cloruri corepund izotonic 11.9 g de lactoza:

CMS = L + 11.9C

CMS _real = 1000(L+11.9C)/ (1000-G/0.92)

In care: L- conc.de lactoza(g/l)

C-conc.de cloruri(g/l)

G- conc.de grasime din lapte(g/l)

0.92-densitatea medie a grasimii

Laptele nefalsificat are CMS_real >(sau egal) cu 70(metoda e laborioasa, se utilieaza doar in caz de litigiu si nu poate pune in evid. diluarea cu zer.

Smantanirea partiala(sau adaugarea de lapte degresat)- este o falsificare frecv.; se extrage o cant. de grasime, pt.a ajunge la limitele medii din zona(geografica) respectiva; este pusa in evid., comparand grasimea laptelui suspectat cu contin.mediu de grasime al laptelui din zona: cand abaterea este cu 0.4-0.% mai mare, se presupune smantanirea

G_s = (g₁ - g)/ g₁ x 100

In care: g₁ -continutul de grasime al laptelui din zona(mediu); g -contin.de grasime lapte suspect

Falsificare dubla(diluare si degresare partiala)- nu poate fi pusa in evidenta, prin masurarea densitatii, ci prin stabilirea CMS si determinarea subst. uscate si a grasimii.

Adaugarea conservantilor chimici-e interzisa la noi in tara, deoarece subst. chim. au efect nociv asupra sanatatii- poluarea alimentelor; este de trei tipuri:

a.      Substante de reducere a aciditatii: carbonati si bicarbonati alcalini(Na₂CO₃)- determ. conditii favorab. dezvoltarii a numeroase microorganisme (ac.lactic are rol protector).

b.     Substante antiseptice: inhiba dezv.bact.lact., in special (pt.a evita adifierea); sunt subst.nocive; se folosesc doar la conservarea probelor, in vederea analizei de litigiu; pot fi reznt: hipolcloriti alcalini, formol. Acid salicilic, salicilati, H₂O₂).

c.      Substante antimicrobiene: au efect bactericid asupra majoritatii microorg., impiedicand dezv. lor; efecte negative: creeaza obisnuinta oganismului la antibiotice si apar suse de bacterii rezistente la antibiotice (bact.patogene, bact.saprofite); utilizarea antibioticelor(termorezistente) impedica dezv. culturilor pure de bact. lactice, necesare la fabricarea prod.lactate acide, unt, branzeturi, etc.

Antibioticele pot ajunge in lapte, prin tratamentul veterinar al vacilor bolnave (TBC); apar accidente de fabricatie frecv. primavara si toamna.

Amestecarea laptelui diferitelor specii de animale- exista difeente de compozitie(deci si de valoare nutritiva si de valoare tehnologica) intre laptele de la diferite specii de animale: ex- amestecarea laptelui de vaca cu cel de oaie si vinderea lui ca lapte de oaie.