1. Tipuri de lapte de consum
Laptele de consum poate fi prezentat sub diverse variante comerciale în funcție de
procesul tehnologic de fabricare. Sortimentele cele mai răspândite de lapte de larg consum sunt:
• laptele pasteurizat, care este varianta cea mai raspândită;
• laptele sterilizat, care se prezintă în diverse subvariante, şi anume:
> laptele sterilizat termic;
> laptele sterilizat chimic, acesta fiind un sortiment foarte rar;
> laptele sterilizat mecanic prin procedeele de bactofugare sau microfiltrare.
• laptele normalizat îmbogățit cu materie grasă;
• laptele smântânit sărăcit în materie grasă;
• diferitele sortimente de lapte concentrat şi uscat.
Laptele pasteurizat reprezintă sortimentul cel mai comercializat de lapte de consum, fiind un aliment de bază în alimentația umană, indiferent de vârsta consumatorului şi de zona geografică în care acesta locuieşte.
Pasteurizarea are drept scop mărirea conservabilității şi producerea unui aliment foarte disponibil, uşor de livrat şi de larg consum, care să prezinte proprietăți organoleptice similare cu cele ale laptelui crud integral.
Principalele etape implicate în procedeele de fabricate a laptelui pasteurizat de consum sunt:
– recepția calitativă şi cantitativă;
– filtrarea şi purificarea laptelui;
– normalizarea laptelui;
– omogenizarea laptelui;
– pasteurizarea laptelui;
– răcirea şi ambalarea laptelui.
Recepția cantitativă se realizează prin utilizarea a două moduri diferite dar care furnizează date complementare. Acestea sunt măsurarea volumetrică şi măsurarea gravimetrică a cantității de lapte recepționat.
1. Măsurarea volumetrică constă în determinarea volumului cantității de lapte primite, ținând cont de temperatura acestuia. Acest tip de măsurare poate fi realizată în două moduri: manual, prin măsurarea nivelului de lapte din butoaie şi cisterne, având în vedere deformările eventuale ale recipientelor, şi cu ajutorul unor debitmetre speciale numite si galactometre.
Aceste instrumente permit, în acelaşi timp, golirea cisternelor sau a bidoanelor şi măsurarea volumului recepționat.
2. Măsurarea gravimenică constă în măsurarea laptelui recepționat prin cântărirea cisternelor şi a autocisternelor. Această tehnică este mai precisă decât măsurarea volumetrică, dar este mai puțin folosită datorită costurilor ridicate ale dispozitivelor de cântărire.
Recepția calitativă se realizează prin prelevarea unor probe din laptele recepționat în recipiente uscate, sterilizate şi învelite ermetic, având o capacitate de 500ml. Aceste probe vor fi analizate sub trei aspecte diferite:
· examenul organoleptic, care constă în analiza calitativă a consistenței, culorii, gustului şi a mirosului laptelui primit, în comparație cu un lapte etalon;
· examenul fizico-chimic, care constă în determinarea compoziției chimice (conținutul de grăsime, proteine şi săruri minerale), precum şi determinarea acidității, densității, indicelui de refracție, tensiunii superficiale, capacității calorice şi a altor caracteristici fizico-chimici;
· examenul microbiologic, ce constă în determinarea compoziției microflorei bacteriene conținute în laptele recepționat. În acest caz, dacă analizele nu sunt efectuate imediat după recepționarea laptelui, se recomandă conservarea la rece la o temperatură cuprinsă între valorile de 0-5°C.
Laptele recepționat, pentru a putea fi utilizat în procesul tehnologic de fabricare a laptelui de consum, trebuie să satisfacă următoarele condiții:
– laptele nu trebuie să provină de la animale bolnave;
– laptele nu trebuie să provină de la animalele care sunt supuse unor tratamente medicale;
– aciditatea laptelui trebuie să fie de cel mult 20°T, deoarece apare riscul coagulării în etapele ulterioare de prelucrare termică;
– laptele nu trebuie să prezinte defecte de culoare, consistență, gust;
– densitatea laptelui trebuie să fie cel mult 1,029;
– laptele nu trebuie să conțină o cantitate mare de impurități solide, de microorganisme, de conservanți, neutralizanți şi de alte substanțe străine.
Filtrarea si purificarea laptelui
După recepționare şi în funcție de caz, laptele livrat este supus operației de filtrare pentru eliminarea impurităților solide. Filtrarea are în vedere două scopuri majore:
– un scop igienic pentru evitarea degradării ulterioare a laptelui sub efectul proceselor fermentative;
– un scop tehnologic pentru evitarea afectării proceselor sau a utilajelor în etapele ulterioare de prelucrare.
Purificarea laptelui se realizează la două niveluri diferite:
– la nivelul golirii cisternelor;
– la nivelul pompării laptelui din rezervorul tampon, spre utilajele de prelucrare.
Materialele filtrante utilizate sunt de mai multe tipuri: materiale refolosibile, de tip site metalice și filtre din fibre sintetice, care pot fi dezinfectate periodic, precum și materiale consumabile cum constau în filtrele din pânză şi filtrele din vată.
Dispozitivele de filtrare sunt de asemenea de diverse tipuri, cele mai des întâlnite fiind:
• filtrele tip pâlnie ce funcționează în regim discontinuu ;
• filtrele tip cilindrice care sunt conectate cu canalizările şi funcţionează în regim continuu;
• filtrele cu tambur rotativ perforat, dispozitive functionănd cu viteze mici;
• filtrele centrifuge, care funcționează cu viteze mari de rotație, cele mai folosite având capacitate de 10000 – 15000 l/h.
Datorită vitezelor mari de rotire a filtrelor centrifuge, o parte din microorganismele existente pot fi separate sub forma unui nămol. În instalațiile moderne, laptele este încălzit la 30 – 40°C înaintea filtrării, în vederea reducerii vâscozității lichidului şi ameliorarea procesului de separare a corpurilor solide.
Filtrele cu tambur rotativ şi filtrele centrifugale sunt cele mai performante cu toate că ele afectează, într-o anumită manieră compoziția chimică a laptelui. Analiza unui reziduu de filtrare (nămol) arată că acesta conţine 73% apă, 3,3% materie grasă, 17,8% proteine (microorganisme, fibre vegetale şi altele) şi circa 3% substanță uscată, adică o compoziție uşor diferită de cea a laptelui crud integral. Acest nămol conține o proporție ridicată în microorganisme, ceea ce nu permite valorificarea sa drept aliment pentru animale, dar poate fi folosit drept îngrăşământ.
Normalizarea laptelui
Industria laptelui produce diferite sortimente de lapte care sunt comercializate în funcție de conținutul de grăsime al fiecăruia. Unele dintre aceste sortimente sunt prezentate în următorul tabel.
Tabel 1. Concentrația de materie grasă pentru diferitele tipuri de lapte
| Tip de lapte | Concentrația de materie grasă, % |
|---|---|
| Gras | 3 |
| Normal | 2,5; 2,2; 2,0; 1,8 |
| Smântânit | 0,1 |
Diferitele sortimente de lapte pot fi obținute prin normalizare, etapă ce constă în reglarea conținutului de materie grasă prin diverse proceduri, cum ar fi:
– adaugare de lapte smântânit în cazul reducerii conținutului de materie grasă,
– adaugare de lapte gras în cazul măririi conținutului de materie grasă,
– adaugare de smântână în cazul unei măriri accentuate a conținutului de materie grasă.
Omogenizarea laptelui
Această operație are în vedere stabilizarea emulsiei de materie grasă în lapte, precum şi evitarea separării acesteia în etapele ulterioare de prelucrare. Un alt efect al acestui proces îl constituie reducerea mărimii particulelor de materie grasă, fenomen care poartă denumirea de atomizare. Acesta se realizează de regulă prin încălzirea prealabilă a laptelui urmată de un efect mecanic, care poate fi:
– o agitare forțată cu ajutorul unor plăci (palete) perforate ce prezintă pori fini;
– microvibrații la nivelul molecular provocate de ultrasunete, ce duce la atomizarea picăturilor de materie grasă.
Mecanismul procesului de omogenizare
Omogenizarea este un proces tehnologic foarte rapid, care nu durează decât câteva fracțiuni de secundă. Acest proces implică trei etape principale:
– alungirea globulelor la trecerea lor prin orificiile dispozitivului;
– scindarea globulelor alungite sub efectul temperaturii şi al tensiunii superficiale a plasmei;
– dispersarea microglobulelor obţinute sub efectul agitării.
Temperatura optimă pentru omogenizare este de 60 – 80°C pentru o presiune de 120 – 200 kgf/cm2.
În alte dispozitive, laptele traversează două supape care funcţionează la presiuni diferite. Prima supapă funcționează la presiunea de 200 kgf/cm2 iar cea de-a doua supapă la 30 – 50 kg f/cm2.
Diferența de presiune dintre cele două supape provoacă o destindere a laptelui ce duce la atomizarea şi la stabilizarea emulsiei de materie grasă în plasmă (ex.: prin omogenizarea unei globule de materie grasă având un diametru de 6m se obțin 200 microglobule cu un diametru de 1m ).
Omogenizarea are drept efect:
– mărirea vâscozității,
– scădere a tensiunii superficiale,
– albire a laptelui.
– îmbunătățire a gustului dând senzația unui conținut ridicat de materie grasă (un lapte normalizat are un procent de materie grasă mai mic de 3% şi omogenizat are acelaşi gust ca un lapte neomogenizat ce are un conţinut de materie grasă de 5%),
– îmbunătățirea aromei.
Laptele omogenizat este foarte sensibil la lumină, motiv pentru care este recomandat ca el să fie prelucrat sau stocat în întuneric sau la o lumină de slabă intensitate.
Pasteurizarea laptelui
Scopul pasteurizării
Pasteurizarea este un proces termic ce are în vedere următoarele obiective:
– distrugere totală a microorganismelor patogene,
– distrugere maximă a celorlalte specii de microorganisme dăunătoare,
– distrugere parțială a microflorei banale.
Pasteurizarea are în vedere aceleaşi obiective ca şi sterilizarea termică dar această
operație se realizează, de regulă, în condiții mai puțin severe şi din acest motiv, efectele secundare ale pasteurizării sunt în general mai puțin intense.
Ca orice metodă de prelucrare termică, procesul de pasteurizare depinde de timp şi de temperatură, parametri care favorizează eficienţa procesului. Mărirea valorii unuia dintre aceşti doi factori poate fi compensată de scăderea valorii celuilalt parametru şi invers.
Efectele pasteurizării
Pe lângă principalele efecte biologice şi biochimice, procesul de pasteurizare produce
şi alte efecte secundare, cum ar fi:
– o uşoară scădere a valorii nutritive (distrugerea parțială a vitaminelor şi enzimelor);
– o uşoară modificare a proprietăților organoleptice (gust, aromă, consistență);
– o uşoară modificare a compoziției chimice şi a structurii cazeinice;
– o mărire a duratei de conservare.
Parametrii de pasteurizare
Temperatura şi timpul de pasteurizare sunt principalii factori care influențează eficiența procesului. În alegerea valorilor acestor doi parametri, trebuie să se facă un compromis optim între distrugerea microflorei şi minimizarea efectelor secundare nedorite. Laptele nu poate fi considerat bun pentru consum decât după distrugerea totală a bacilului tuberculozei care se poate realiza prin încălzirea laptelui prin două moduri diferite: la temperatura de 62°C, timp de 6 minute, urmată apoi de o răcire bruscă la 4°C, sau la temperatura de 72°C, timp de 8-12 secunde, urmată de asemenea de o răcire bruscă la 4°C.
În cazul încărcăturii microbiene anormal de mare se recurge la o pasteurizare realizată la o temperatură cuprinsă între 90 – 92°C, timp de 20 secunde sau chiar o perioadă mai lungă, în unele cazuri. Mărirea valorilor parametrilor de pasteurizare are drept consecință două efecte defavorabile:
– mărirea rezistenței termice la anumite microorganisme;
– modificarea structurii anumitor proteine şi prin urmare modificarea anumitor proprietăți ale laptelui, în special când este vorba de a fi folosit drept materie primă pentru procese ulterioare de prelucrare.
Răcirea şi ambalarea laptelui
După o pasteurizare corespunzătore, laptele este supus la o răcire înaintea ambalării şi stocării sale.
1. Răcirea
Această operație are loc la temperatura de 4 – 6°C şi are în vedere mai multe obiective, printre care se numară:
– stoparea bruscă a efectului pasteurizării (şocul termic este mai eficient decât căldura însăşi în distrugerea bacilului tuberculozei);
– atingerea unei temperaturi ce permite ambalarea;
– inhibarea proceselor biologice si biochimice, care au tendința să se redeclanşeze din nou la temperatura ambiantă.
2. Ambalarea
Ambalarea este modul cel mai comod ce permite o distribuție cât mai largă a unui astfel de produs finit de larg consum. Ambalarea poate fi realizată cu diverse materiale şi sub diverse forme, ţținând cont de mai multe criterii, cum ar fi:
– materialele folosite pentru ambalare; acestea pot fi sticlă, aluminiu, inox, materiale plastice, carton hidrofobizat şi altele;
– formele ambalajelor: sticle, sticluțe, cutii, pungi, bidoane şi altele;
– protejarea produsului de contactul cu factorii externi (aer, lumina, microorganisme);
-asigurarea unui volum spațial steril;
– asigurarea unei inerții chimice; suprafaţa de contact a ambalajului cu laptele nu trebuie să reacționeze cu acesta;
– asigurarea transportului şi livrării produsului să fie corespunzătoare;
– evitarea falsificării prin asigurarea unei anumite inviolabilități;
– evitarea baterii laptelui.
Oricare ar fi forma şi rigiditatea materialului folosit ca ambalaj, baterea lapteiui este un fenomen greu de evitat dar care poate fi minimizat:
– printr-un grad de umplere maxim pentru reducerea suprafeţei lichidului,
– prin compartimentarea maximă a ambalajului,
– prin minimizarea volumului ambalajului care are aceleaşi efecte.